自分は理系は理系なんだが、数学以外はまったく解らない。
というか、数学も解っていない方だろう。
数学では定義が大事である。
それは、定義次第で答えが変わってしまうからだ。
そこで、タイトルの1秒、1m、1kg、…に繋がるのだ。
これらがどのように定義されているのかって話しだ。
1秒は、地球が1回転するのを24時間として、1時間を60分、1分を60秒、として、1秒を定義したんだろうということは、現代人であれば概ね想像出来るだろう。
最初はそうだったんだろうけれども、地球が1回転するってのを正確に調べることは出来るのだろうか？
調べられたとして、そこにばらつきはないのだろうか？
という厳密性を考えるようになるだろう。
1956年までは、地球の自転周期から1秒を求めていた。
1日＝24時間＝1440分＝86400秒
1967年までは、地球の公転周期から1秒を求めていた。
1年＝31556925秒 ⇒ 1秒＝1/31556925
現在では、セシウム原子を使って、マイクロ波の9,192,631,770回の振動を1秒と定義している。
続いて、1m
1790年、周波数が1/2となる振り子の長さを1mとする。
1791年、パリを通る北極点から赤道までの子午線の長さを1万kmとする。
1795年、黄銅製のメートル原器を作りそれを基準とする。
1799年、フランス国立中央文書館に保管された白金製メートル原器（アルシーヴ原器）を基準とする。
…
1983年、光が真空中に1/299792458秒に進む距離と定義した。
続いて、kg
水1Lの質量を1kgとする。
…
kg原基を基準とする。
…
2018年、kgの定義は以下のようになりました。
キログラム（記号はkg）は質量のSI単位であり、プランク定数hを単位Js（kg・m2/sに等しい）で表したときに、その数値を6.62607015×10−34と定めることによって定義される。ここで、メートルおよび秒はcおよび∆νCsに関連して定義される。
さっぱりわからん。
解ることは、今までの定義では、曖昧だったものを、物理学の定数を使って、厳密に定義し直しているということだろう。
また、これらの単位は、SI単位系という名称で、つながりを持って定義されているということだ。
例えば、1Lという定義は、10cm×10cm×10cmの容器に入る液体の量と定義した場合、長さで容積を表す単位を定義しているという繋がりが見えてくるだろう。
自分等の世代は、こんな感じで小学生のころに習ったように思う。
不良な小学生だった私は、まったく記憶しておりませんがｗ
で、思ったんですよ。
定義が厳密になっていくのは、必要なことなんだとは思う。
では、その定義をいつ教えるのか、いつ学ぶのか、それは覚えるべきことなのか？
という疑問が湧いてきたんだ。
小学生が理解出来た定義は、かなり昔の定義なんだよね。
1秒の定義に登場する9,192,631,770とか、
1mの定義に登場する299,792,458とか、
1kgの定義に登場する6.62607015×10−34とか、
小学生に教えるものではない桁数だし、
それを覚えなさいとはならないと思うんだよね。
まぁ、興味がある子どもたちは覚えてしまうんだろうけれどもね。
それに対して、円周率は3.14とか、比べ物にならないだろう。
まぁ、私は語呂合わせで、
3.1415926535897932384626433832795028841971
くらいは覚えておりますが、なにか？
定義は大事だよ。
大事なんだけれどもさ、
物理の定数とか知らんし、
数学屋の私からするとそれって本当に定数なの？
って疑問が湧くんだよね。
だから、物理はさっぱり理解できない理由なのかもしれない。
まぁ、いいんだけれどもね。
この世の中に普遍的なものってあるのかな？
光の速さは一定とか、
それって本当？って思ってしまうんだ。
それってあなたの感想ですよね。
なんだよな。
一定だと仮定すると、こうこうこうなって、こうなるよね。
なら、まぁそうなんだろうけれどもね。
数学の世界においての定義ってのは、
そう定義することでそこから拡張される数学の世界が都合よく広がる。
みたいなイメージだったりする。
まぁ、これも私の個人的なイメージなのかもしれないが、…
現在のSi単位系ってのは、7つの定義定数を使って、単位を決めようって話しで、今後は使う定数を減らしていくのかと思われ、できる限りシンプルな方向へ進んで行くんだろう。
シンプルと言っても、厳密な値は桁数の多いものとなって、より厳格な値ということである。
まぁ、よく解らないからいいんだけれども、そういうことを知らずに、秒とかメートルとかキログラムを小学生は使わなければならないわけだな。
まぁ、1＋1＝2をペアノの公理を知らずに使うのと似たようなことなのかもしれないな。
ではでは