数学博士号を持つ私がなぜ算数ができないのか？ - その理由を説明します

核心概念

数学は数字を扱う学問ではなく、抽象的な概念や関係性を扱う言語であるため、高度な数学を理解していても、日常的な計算が苦手な場合もある。

摘要

この記事は、数学者である著者が、数学とは何か、なぜ多くの人が数学を誤解しているのかについて解説するエッセイです。

著者は、多くの人が数学を数字を扱う学問だと考えている一方で、数学者から見ると数学は数字ではなく、抽象的な概念や関係性を扱う言語であると述べています。

記事では、中国語の例えを用いて、数学における記号の必要性を説明しています。中国語では、同音異義語が多く存在するため、視覚的なしゃれが多く用いられます。例えば、「福到了」（幸運が来た）と「福倒了」（幸運が逆さまになった）は同じように聞こえるため、しばしば視覚的な表現が用いられます。

数学においても、複雑な概念を正確に表現するために、記号が不可欠となります。記号を用いることで、曖昧さを排除し、明確なコミュニケーションが可能になるのです。

著者は、数学を理解するためには、記号の背後にある概念を理解することが重要であると主張しています。記号は単なる記号ではなく、深い意味を持つ言語の一部なのです。

統計資料

引述

"Mathematics is the language of the universe."
"The answer to this riddle is simple: math is not numbers."

從以下內容提煉的關鍵洞見

I’m a Math PhD Who Can’t Do Basic Arithmetic — Let Me Explain

by Chris Ferrie 於 csferrie.medium.com 11-12-2024

https://csferrie.medium.com/im-a-math-phd-who-can-t-do-basic-arithmetic-let-me-explain-6facd1cbf543

深入探究

数学の抽象的な概念を理解することは、現実世界の問題解決にどのように役立つのでしょうか？

数学の抽象的な概念は、一見現実世界からかけ離れているように思えるかもしれません。しかし実際には、これらの概念は現実世界の問題解決に不可欠な、より高度な思考力や問題解決能力の礎となっています。
例えば、抽象代数学で扱う 群論 は、一見すると現実世界とは無関係な記号の羅列のように見えるかもしれません。しかし、この理論は、暗号化技術やエラー訂正符号など、現代社会において欠かせない技術の基盤となっています。
また、 確率論 や 統計学 は、データ分析や予測、意思決定など、様々な分野で活用されています。これらの分野では、抽象的な数学的概念を用いて現実世界の複雑な現象をモデル化し、分析することで、より良い意思決定や問題解決につなげています。
さらに、 微積分 や 線形代数 などの数学的概念は、物理学、工学、経済学など、多くの分野で応用されています。例えば、建物の設計や航空機の開発、経済モデルの構築など、現実世界における複雑な問題を解決するために、これらの数学的概念が不可欠となっています。
このように、数学の抽象的な概念を理解することは、現実世界の問題を抽象化し、分析するための強力なツールを提供します。そして、そのツールを用いることで、より効果的な解決策を見出すことができるのです。

数学が単なる計算能力ではなく、論理的思考能力や問題解決能力を養うための学問であるという見解に反対する意見にはどのようなものがありますか？

数学が論理的思考能力や問題解決能力を養うための学問であるという見解は広く受け入れられていますが、反対意見も存在します。主な反対意見としては、以下の様なものが挙げられます。

現実世界との乖離: 抽象的な数学理論の学習は、現実世界の問題解決に直接役立たないと感じる人もいます。特に、日常生活で高度な数学を使う機会が少ない人にとっては、数学の学習が現実世界と乖離しているように感じられ、その有用性を見出しにくい場合があります。
計算能力の軽視: 数学を論理的思考能力や問題解決能力を養うための学問と捉えることで、基礎的な計算能力の重要性が軽視されることを懸念する意見もあります。計算能力は、数学の基礎となるだけでなく、日常生活や様々な職業においても必要不可欠なスキルです。
学習意欲の低下: 数学を難しい、あるいは面白くないと感じる生徒にとって、論理的思考能力や問題解決能力といった抽象的な目標を提示されても、学習意欲の向上には繋がりにくいという意見もあります。
これらの反対意見は、必ずしも数学の教育全体を否定するものではありません。しかし、数学教育においては、現実世界との関連性を示すこと、基礎的な計算能力の重要性を強調すること、そして生徒の学習意欲を高めるための工夫が重要であることを示唆しています。

音楽や美術などの芸術分野においても、数学的な概念やパターンを見出すことは可能でしょうか？

はい、音楽や美術などの芸術分野においても、数学的な概念やパターンを見出すことは可能です。歴史的に見ても、芸術と数学は密接な関係を築いてきました。
音楽 においては、 音階 や リズム 、 ハーモニー など、数学的な比率やパターンが基盤となっています。例えば、古代ギリシャの数学者ピタゴラスは、弦の長さと音の高さの関係性を研究し、音楽における音階の数学的な基礎を築きました。また、現代音楽においても、 フィボナッチ数列 や 黄金比 など、数学的な概念を用いた作品が数多く存在します。
美術 においても、数学的な概念やパターンは重要な役割を果たしています。 ルネサンス期 の画家たちは、 遠近法 や 黄金比 を用いて、写実的でバランスの取れた構図を生み出しました。また、 イスラム美術 における幾何学模様や、 抽象絵画 における形や色の構成など、数学的な美意識が表現された作品は数多く存在します。
このように、音楽や美術などの芸術分野においても、数学的な概念やパターンは作品に深みと美しさをもたらす要素として、重要な役割を果たしています。芸術と数学は一見異なる分野に見えますが、実際には互いに影響を与え合い、発展してきた歴史があります。