[公開日] 2023 年 7 月 24 日午後 10 時 15 分 AEST
[質問] ハダッサ G.、9 歳、ニュージャージー州、米国
[答えてくれる先生] Hortensia Soto
数学が必要なのは、代数学や幾何学の宿題をするため、またはエンジニアとしての仕事をしている場合にのみ必要だと考えるのは簡単かもしれません。 しかし実際には、キッチンのシンクにあるシャボン玉の中にも、数学はどこにでも現れます。
13 歳のときに食器を洗っているときに、シャボン玉が小さな 3D ポリゴン (多角形) を形成し、蜂の巣のように集まっていることに気づきました。しかし、これらの形状のすべてが完全な円形ではないことに気づきました。 一部の泡が六角形に見えるのはなぜですか? 他のものはなぜ空気が詰まった正方形のような形をしているのでしょうか? 星型の泡やスパイクのある泡が見られないのはなぜですか?
数学がこれらの質問の解決に役立つことを知ったとき、それはとても素晴らしいことだと思いました。 さて、人々が遊びを通じてどのように数学を学ぶかを研究している 数学の教授として、私は泡が生まれつき怠け者である理由を理解しています。 私は、食器用洗剤の中にいくつかの形しか見えない理由の背後にある数学を研究しました。
泡の挙動やその他の自然界の不思議な現象を説明するのに役立つだけでなく、数学は、あなたが楽しんでいるテクノロジーや脳の内部の仕組みとともに、おそらく日常の活動の多くの一部となっているでしょう。 数学を行うということは、自分で計算したり、暗記したり、方程式を解いたり、文章題を解いたりするだけではありません。 それは実際に、他の人々と協力して創造的に問題を解決し、論理的に考えることです。
日常生活における数学
分数、パーセント、測定など、小学校で学ぶ多くのトピックは日常生活で役立ちます。
たとえば、家の周りにフェンスを建てたり、壁を新しい色やデザインでペイントしたり、新しい服やキルトを自分で縫ったりしたい場合、これらすべての作業には測定と拡大縮小に関する知識が必要です。 ツリーハウスの建設など、より複雑な建設プロジェクトには、多くの数学的問題解決スキルが必要です。
これらのプロジェクトのいずれかの計画を立てたら、すべての材料を購入する必要があります。 特別な種類の分数であるパーセンテージは、お金を管理する際に理解することが特に重要です。 パーセンテージを理解すると、お金の予算を立て、純資産を増やすのに役立ちます。
予算を立てる以外にも、ブラウニーを 2 回分調理するとき、病気のときに服用する薬の量を決定するとき、または天気予報を理解するときにパーセンテージを使用していることに気づくかもしれません。
お気に入りのテクノロジーには数学が必要です
数学はアニメーターが映画を作成するために使用する重要なツールです。
ピクサーのようなスタジオは、幾何学を使ったアイデアを利用して、「エレメンタル:Elemental」のエンバー:Ember のようなキャラクターに命を吹き込みます。 反射、回転、平行移動などの幾何学的変換を理解すれば、コンピューターを使用して独自のアニメーションを作成できます。
幾何学 (ジオメトリ) の基礎となる座標系は、マインクラフト:Minecraft などのビデオ ゲームに登場します。 2D Minecraft の世界では、X 軸と Y 軸を備えた 2D 座標系が使用されており、東、西、南、北に移動できます。 3D Minecraft の世界には Z 軸もあり、上下に移動できます。 中学校や高校の教師は、Minecraft を使用して 生徒が数学の概念を学ぶことを助けることもできます。
高収入の仕事の多くは数学 (use math) 、特に確率 (probability) 、つまり分数を使用します。 確率を理解することは、医師が治療の効果を特定するのに役立ち、コーチにチームの改善方法を知らせ、暗号学者 (cryptographers) が電子メールのパスワードや ATM PIN などの個人情報を秘密に保つのに役立ちます。 暗号は確率と数論を組み合わせて、解読が困難な秘密のコードを作成します。
数学は脳を助ける
数学はあなたの精神的活動にも大きな影響を与える可能性があります。 スポーツのために体を鍛えるのと同じように、数学アクティビティを使用して脳を鍛えることができます。 数学を行うと脳が柔軟になり、あらゆる種類の新しいタスクやアイデアをより適切に処理できるようになります。
クロスワード パズル、単語検索、セット (Set) やブロックス (Blokus) などのボード ゲームなど、数学の宿題らしくないことでも、脳を強化するのに役立つ深い数学的な活動です。 この種のメンタルトレーニングは、脳が注意を払って問題を解決し、記憶力を向上させるのに役立ちます。 強力な作業記憶は脳の機能をサポートし、アルツハイマー病 や認知症 (Alzheimer’s disease and dementia) のリスクを軽減します。
より強く、より柔軟な脳を持つことは定量的リテラシー (quantitative literacy) にも役立ち、メディアに表示されるグラフを理解したり、ニュースについて批判的に考察したり、健康や金融情報を理解したりするのに役立ちます。
数学は人工知能を出し抜く (outsmart artificial intelligence) のにも役立ちます。 AI の台頭により、数学的であるかどうかにかかわらず、創造的に考え、論理的に推論し、概念間を結びつけることができることが重要になっています。 たとえすぐに正しい答えが得られなかったとしても、難しい数学の問題を解くことでこれらのスキルが養われます。
数学を行うのに、速さや正しい答えをすぐに得る必要はないことを覚えておくことが重要です。 実際、間違った答えを得ることで 多くのことを学ぶことができます。 他の人々と協力することは、問題を本当に理解していることを確認し、コミュニケーションとチームワークのスキル を構築するのにも役立ちます。
数学は、九九を暗記したり、宿題の問題集に記入したりするだけではありません。 次回、ゆっくりくつろいでお気に入りのアニメ映画を見たり、新しいハイテク機器を購入するために貯金を始めたりするときに、数学が生活のさまざまな部分にどのように組み込まれているかを理解してもらえることを願っています。
この記事は、クリエイティブコモンズライセンス(CCL)の下で The Conversation と各著作者からの承認に基づき再発行されています。日本語訳は archive4kids の翻訳責任で行われています。オリジナルの記事を読めます。original article.
