質問: 量子力学、解析力学、統計力学とはそれぞれどんな分野でどんなことを勉強しますか?
回答: 量子力学は、たとえば電子のようなとても小さな粒子が原子や物質の中などミクロの領域でどんな風に振る舞かを教えてくれるものです。ただし、「電子はこの瞬間に、この場所に、このエネルギーをもって存在する」みたいなことが言えず、(原理的に)いろいろな状態を取る可能性がでてきてしまうので、〇〇の状態はある確率で起こる、という言い方しかできません。そんなフワッとした感じの物理学であるにもかかわらず、今日のハイテク電子機器は皆、量子力学を使ってきちんと設計されています。これは量子力学のごく一部の応用例です。 解析力学は、力学を一般化したものです。したがって、より抽象的な概念(すぐには理解するのが難しい概念)が登場します。ですので、力学で解決する問題をわざわざ解析力学を使って解決しようとする人はあまりいないでしょう。しかし、解析力学が威力を発揮するのは、量子力学なのど力学では手に負えないものを理解あるいは記述するときです。数学もそうですが、一見使い難そうな抽象的な学問になればなるほど、複雑なものを解決しようとする時にはものすごい威力を発揮します。 統計力学は、熱力学を原子・分子レベルまでさかのぼって扱う物理学です。温度が高い低い、圧力が高い低い。。など、原子・分子の運動まで考えて扱います。したがって、原子・分子の運動まで考えなくても良い人にとってはあまり役に立たない学問のように思えます。しかし、量子力学と同様に、どうしても原子・分子の運動までさかのぼらないと理解できない現象も多く存在します。それを理解できて初めて人類は、それを応用することができるようになります。ちなみに、量子力学の効果まで取り入れた、量子統計力学というものがあります。実は、上で述べたハイテク電子機器の設計では量子統計力学も多く使われています。