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セルフ塾は閉めましたが、そのままの名前でブログを続けます。独学,独習。教わるより,学ぶを重視。 セルフラーニングの方法,英語,数学などの情報を発信するつもりです。

塾長先生の「相対性理論」わかる授業の「まえがき(3)」
 この本は,テーマごとに,大きな流れとして次のような段階で書かれています。読者の理解度に応じて,いろいろな段階の読み方ができます。

 まず,「たとえの世界」です。たとえ話から入ります。身近な例などをもとにして,入門です。ほんの表面だけ理解すればいいという人は,そこだけでも少しは相対性理論が分かるでしょう。

 第2段階は、「ガリレオの世界」。現実の世界です。光の速さに対してとてもとても遅い運動の場合です。私たちが実際にすごしている世界です。

 第3段階は,「トムキンスの世界」です。光の速さが秒速30mとすると,世界はどうなるか。具体的な数字を使って,その世界を紹介します。数字によって,相対性理論の世界がイメージできるでしょう。

 第4段階は,「アインシュタインの世界」です。実際の光の速さ30万kmの世界です。具体的な数字を使います。トムキンスの世界が理解できれば,問題ありません。

 5段階は,「文字式の世界」です。公式を導くには、やはり文字式が必要です。見ていると頭がくらくらする人もいるかもしれません。でも、言葉による式も交えて,分かりやすいものにするように努めました。文字式の計算過程は,途中を省くことなくていねいに書きました。でも,そこまで知らなくてもいい,という人は結論の式だけをながめるだけでもいいです。

 そして,最後にまとめとして「喫茶店にて」を入れました。湿高鰤夫くんが,恋人の羽梨稀駒子さんに,「相対性理論ではね・・・・,」と話す形にして,その章(授業)をまとめてみました。この節だけを丸暗記して,恋人に話しても尊敬されて惚れ直されるかもしれませんよ。

 ジェームズ・A・コールマン著「相対性理論の世界」(講談社ブルーバックス)には、「一般に相対性理論が理解できないものとみなされる理由は、結果が難しくて理解しにくいからではなく、信じがたいからである」とあります。
 確かにそうだと思います。時間が遅れたり、長さが縮んだり、と常識では考えられない結果となる、それが信じがたいのです。だから理解できないものとみなされていたのでしょう。

 相対性理論を学んで、これは決して一般の人にも理解ができないものではないと感じています。ぼくも専門家ではなく一般の人です。ぼくは大学では、理科系ではなく、文学部の心理学専攻に所属していました。高校では物理の勉強もしたのですが、それだけです。それだけの知識で十分にこの特殊相対性理論は理解できます。高校で学ぶ物理の知識も少しは出てきますが、それについては一応説明を加えました。だから、この本は中学3年生にでも理解できると思っています。ただし、じっくり考えることのできる中学生です。

 そして、100年も時間がたっているので、相対性理論がかなり受け入れられており、その結果も「信じがたいもの」から「信じられるもの」に変わってきているように思います。時間が遅れる、長さが縮む、ということは一般人でも何となく知っています。そしてSFの世界ではそういうことが当たり前のように行われています。
 だから 100年前よりも多くの人がそれを理解することが可能になっています。ただ、簡単ではありません。小説を読むように読んでは理解できません。ゆっくりじっくり学んでいけば、特殊相対性理論は必ず理解できます。

 この本では,特殊相対性理論だけを扱います。一般相対性理論は,特殊相対性理論よりとても難しくなります。ぼくは未だ理解できません。
 この本は,あくまでも特殊相対性理論を一応理解するということを目標にしています。特殊相対性理論も,もっと深い意味があるようです。さらに学びたい人は本格的な本で学習してください。特殊相対性理論と一般相対性理論の違いについては,最終章(第12時間目)をお読み下さい。

 別の入門書では,アインシュタインの伝記的話,相対性理論までの歴史など,おもしろい話が書かれています。しかし,この本ではそれは書いていません。この本は,特殊相対性理論の基本を理解することです。

 なお,この本を書くにあたっては多くの相対性理論入門書を読みましたが,その中でもゲオルギー・ボリソヴィチ アベリヤノフ (著)「わかる相対性理論」はとても参考にさせてもらいました。その本にある文字式を分かりやすいように解説を加えただけだとも言えます。

 では,相対性理論の不思議な世界へお進み下さい。

相対性理論入門書、原稿のモニター募集


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塾長先生の「相対性理論」わかる授業の「まえがき(2)」
 これまでの相対性理論の入門書がなぜ分かりにくいか,そしてわかりやすくするにはどうすればいいのかを説明します。

 1,まず,文字式です。
 式は悪くありません。入門書の多くが,「式を使わない」ということを謳い文句にしています。しかし,本当に分かるには,式が必要です。式を見ながら理解が進むのです。言葉だけの理解は,表面的な理解にとどまります。
 ただ,文字式だけで進む本はとても分かりにくいです。

 例えば,高校入試の問題に

「1個a円のりんごをb個買い,1000円払いました。おつりはいくらですか」
 というような問題があります。解けない生徒が,少なくありません。

 それをちょっと変えて
「1個50円のりんごを7個買い,1000円払いました。おつりはいくらですか」にします。
 これはほとんど100%の生徒が解けます。

 ぼくは,文字を数字に替えて,式を書かせ,それを文字にもどすという方法で先の入試問題を解かせます。

 これまでの相対性理論入門の本では,文字式だけでどんどん進みます。これを,最初は具体的な数字で計算し,納得させ,それから文字式で一般化するということを行えば,相対性理論はとても分かりやすくなると思っています。

 2,次は,数字が大きいと理解しにくいということです。

 先ほどの問題を
「1台850万円の車を250台買い,100億円払いました。おつりはいくらですか」
 として解かせるとします。文字式よりはいいでしょうが,りんごの場合よりも考えにくくなります。数字が大きくなるとイメージしにくくなるのです。計算が難しいというだけではありません。式を立てること自体が難しいのです。

 相対性理論は,光の秒速が30万kmの世界です。とても大きな数字が出てきます。そのままではとても理解しにくいです。イメージがしにくいのです。

 でも,いい先例があります。「トムキンスの世界」です。

 不思議の国のトムキンス (Mr. Tompkins in Wonderland) は1940年にケンブリッジ大学出版局から出版された科学空想物語で、著者ジョージ・ガモフは原子核のアルファ崩壊理論やビッグバン宇宙論で知られた世界的な物理学者です。そしてこれは、主人公トムキンスが夢の中で相対性理論や量子力学の効果が日常的に容易に観察出来る不思議な世界に入り込んで色々と思いがけない出来事を体験する、というかたちでこれら非日常的な物理の世界を解き明かす楽しい本です。
出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』

 ぼくはこれを徹底して利用しました。

 実際の光速は真空中では、毎秒299792458メートルです。1秒間に約30万km進むのですね。1秒間に地球を7回半回る速さだそうです。けたが大きすぎてイメージがわきません。

 「トムキンスの世界」では,光の速さが秒速30mになったとするのです。1000万分の1です。オリンピッククラスの100mの選手は,100mを10秒ほどで走るので,秒速10mです。

 秒速30mを時速に直してみます。30m×3600秒=108000m/時=108km/時です。高速道路を走っている車です。
 {1時間=60分,1分=60秒なので,1時間=3600秒(60×60)ですね}

 光の速さが車並みだとして考えてみると,分かりやすくなります。

 3,文字式より,言葉の方が分かりやすいということです。

 底辺をa,高さをhとすると,三角形の面積Sは次のようになる
 S=ah/2
 そう言われても,中学生は「????」という感じなのです。
 三角形の面積=底辺×高さ÷2
  は,よく分かります。

 相対性理論入門書のいくつかは,このような言葉による式を用いていますが,徹底していません。ぼくは,この本でそれを徹底しました。ただし,計算過程も言葉ですると煩雑でかえって分かりにくくなるので,文字でやりますが,結論は言葉による式にします。それだけで,意味が分かりやすくなるはずです。

 4,たとえ話は,理解を助けます。

 相対性理論においても「ウラシマ効果」というのが知られています。

 光速に近い宇宙船で宇宙を駆けめぐり、何年か後、出発地点に戻ってきたような場合、出発地点にいた人は年を取り、宇宙船にいた人は年を取らないという現象が生じ、宇宙船は未来への一方通行のタイムマシンの役目を果たす事になります。

 この状態が、日本のお伽噺である『浦島太郎』において、主人公の浦島太郎が竜宮城に行って過ごした数日間に、地上では何百年という時間が過ぎていたという話にそっくりであるため、ウラシマ効果と呼ばれています(SF同人誌「宇宙塵」主宰者の柴野拓美が命名者と言われています)。(Feペディア)

 「浦島太郎」のようなみんなが知っていることにたとえると,難しいことも分かりやすくなります。
 それで,ぼくは,子泣き爺現象,望遠鏡現象,竜宮城現象,藪の中現象などを考え出しました。うまく理解してもらえると思います。

 5,図を多用する

 図は,理解を助けます。これは多くの相対性理論入門書で行われています。それを参考にしながら,ぼくもたくさんの図で説明していきます。図も具体的な数字を用いているのでわかりやすくなっています。

 6,繰り返す部分を,ちゃんと掲載する

 相対性理論の本を書く人は,頭のいい人なのでしょうね。前に出てきた式や説明は,省いてしまうことが少なくありません。「これは前に説明しただろう」という感じです。

 ぼくらは,一度で理解し,覚えるほど頭はよくありません。前に出てきたことでも,必要なときには書き出していきます。

 読者を甘やかすな,という声も聞こえてきそうです。しかし,やはり相対性理論は難しいです。甘やかしても,それでも理解は難しいのです。読者に代わってぼくにできることはやっていきたいと思います。

 できるだけ,理解しやすいように書いていきます。しかし,それでも相対性理論は難しいです。

 これまで出版されている相対性理論入門には,「やさしい」ことをキャッチフレーズにした題が少なくありません。でも,やはり難しいのです。小説を読むような感じでは十分に理解できません。しかし,じっくりじっくり読んでもらえば,必ず理解してもらえると思います。

相対性理論入門書、原稿のモニター募集


塾長先生の「相対性理論」わかる授業の「まえがき(1)」
 この半年のうちに、ぼくは20冊近くの相対性理論の本を読みました。どれもそれぞれに工夫をこらしたいい本でした。でも、わかりやすさの点では、これらの本より、ぼくのこの本の方がはるかにいいと確信しています。

 特殊相対性理論は、中学の知識でほとんど理解できます。少し高校の物理の知識も必要ですが、この本では簡単ではありますが、その解説もしています。だから、中学卒業程度の知識があり、少しじっくり考えることのできる人には、この本で相対性理論が理解できます。

 では、その自信がどこからくるかをここでは説明します。

 分かりやすい相対性理論入門の本を書くには,相対性理論についてよく知っていることと,読む人のことをよく知っていて、その読者にあわせた説明の方法を知っていることが必要です。その積(かけく算の答え)のようなものです。

 相対性理論について十分に理解している(100とします)が,読者に合わせた分かりやすい説明はよく知らない(10とします)と,100×10=1000ですね。

 逆に,分かりやすい説明はとても上手だ(100)が,相対性理論については少ししか知らなければ(10),100×10=1000です。

 ぼくは,物理学が専門ではありません。この一文を書いて,野口悠紀雄氏の本に,「『その分野の専門家ではない』と書いてある本は,読む気を失せる」というようなことが書かれていたのを思い出します。よく理解できます。でも,もう少しつきあって下さい。ぼくは,物理の専門家ではないという点では、確かにマイナスです。しかし、ぼくは分かりやすく教えることのプロだと思っています。

 ぼくは,学習塾の塾長で、実際に子どもたちの指導をしています。対象は,小学生と中学生です。いろんな子がいます。その子どもたちに,どのように分かってもらえる説明ができるかをいつも追求しています。そして、それでお金をいただいています。だから,分かりやすくするためには,どうしたらいいのかについては,プロだと思っているのです。

 分かりやすく説明する一番のポイントは,読む人がどんな人なのか,どんな思考をするのかをしっかりつかむことです。これまで、相対性理論の本を書いた人は,大学で優秀な学生しか教えたことがないのでしょう。一般の人の思考方法を知らないように感じます。だから,分かりにくい入門書になっているのです。

 ぼくは,特殊相対性理論について,70%ほどは理解しているつもりです。そして,分かりやすい説明については,かなりいいと思っています。80点としましょう。
 70×80=5600
 だから,ぼくの説明の方がずっと分かりやすいと思うのです。

 でも,内容について間違えていたら問題なので,物理の専門家に見てもらうことにします。

 ぼくは,中学生,高校生のころ,物理が大好きでした。そのころは,物理学に進もうと考えていました。成人しても,相対性理論について理解したいものだといくつも本を読んできました。なかなか理解できません。

 昨年(2009年),今度こそ,理解してやるぞと思い,何冊も続けて読みました。
 その中で分かったのです。理解できないのは,ぼくの頭が悪いというだけではない,説明が悪いんだということが。

 そして,ぼくの方が分かりやすい相対性理論の本を書けるのではないか,と思い始めました。

相対性理論入門書、原稿のモニター募集

相対性理論入門書、原稿のモニター募集
 ぼくが書いた相対性理論入門書「塾長先生の相対性理論、わかる授業」の原稿を読んで、感想、間違い指摘、ご意見などをくださるモニターを募集いたします。

 ぼくは、この半年余り、相対性理論を理解しようと、20冊近くの本を読んできました。そして、相対性理論を少しずつ理解するうちに、ぼくの方がもっと分かりやすい入門書を書くことができると思いました。そして、原稿を書きあげました。
 分かりやすい入門書ができあがったと思います。中学卒業程度の知識と少し考える力のある人なら、理解できると思っています。これまでの入門書をはるかに上回る分かりやすさだと思っています。

 ぼくはこれまで多くの小中学生向けの学習書を作ってきました。いいのができたと思っています。それは、実際に生徒に使わせて、何度も改訂を行ったからです。

 でも、この相対性理論入門書を塾で中学生に読ませるわけにはいきません。卒業生には声をかけたいと思っていますが、・・・。

 それで思いついたのが、セルフ塾のブログとmixiを読んでくださる読者の方に、モニターをお願いするということです。

 希望する方は、メールでご住所とお名前を教えてください。原稿をお送りします(メールではなく、紙に印刷して)。そして、どんなことでもかまわないので、ご意見をください。ご意見をくださった方には、この原稿が本になったら、その本を贈呈いたします。



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本文:








 次の記事で、「まえがき」を転載します。参考にしてください。

塾長先生の「相対性理論」わかる授業の「まえがき(1)」

塾長先生の「相対性理論」わかる授業の「まえがき(2)」

塾長先生の「相対性理論」わかる授業の「まえがき(3)」

新入生の顔,名前を覚える
 きのうからセルフ塾の新学期が始まりました。

 この時期,一番の課題は新入塾生の顔と名前を覚えることです。ぼくはもちろん,他の学習援助者,チェック係もそうです。

 今年は17人の新入塾です。その顔と名前を覚えるのは容易なことではありません。

 それで,ぼくは毎年,顔写真と名前の一覧を作っています。卒業写真にありますね。顔写真の下に名前のついたもの。あんなものです。

 昨日は,8時ごろ,「3人ずつ組を作っておいで,写真を撮るから」と言って,みんなが学習している学習室のとなりの小学習室から声をかけました。前年度からいた生徒もみんなです。前年度からいた生徒を「旧人」と呼んでいます。

 そして,「新人は自分の立つところの上の方に自分の名前を書いて」と言って,黒板に名前を書かせます。そして,3人ずつ写真を撮しました。もちろん,中には4人,2人の場合も。
 デジタルカメラなので,すぐに再生にして見せながら「これでいいかな。だめならもう一度撮すよ」と言います。
 「わっ,目をつぶっている。もう一回撮して」という子もいるので,再度撮します。

 旧人のMoekoさんは「Yojiさん,もう一回見せて」といいながら後でやってきました。見せてあげると,「よくないね」と不満そう。ぼくも見て「そうだね。Moekoさんはもっとかわいいのに,この写真はよくないな」と言って数枚撮しました。そして,なんとか納得のいく表情ができました。

 きょうは,これからその写真で一覧表作りです。この写真入り一覧表は記録としてもいいですし,みんなも楽しく見ます。そして,これを時々見ながら一人ひとりの顔と名前を覚えていくことにします。
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