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数学とコロナウィルス~数学を勉強すればデマに流されない話~

2020年3月17日

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数学とコロナウィルス~数学を勉強すればデマに流されない話~

2020年3月17日

どうもtikoです。

今回は話題のコロナウィルスについて、阪大生らしく?数学モデルを使った考察を紹介します!

僕がいつも購読している中島聡さんが執筆する「週刊Life is Beautiful」

にとても分かりやすい数学モデルの記事が書かれていたので、それを紹介しながら、

僕なりに、小中高、さらに大学で数学を勉強する意味について書いていこうと思います!

Let's Go!

※コロナ関連で下記の記事もどうぞ↓↓(2020年3月31日追記)

コロナウィルスと認知バイアス~犯人は誰だ?~

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数学って勉強する意味ってないんじゃないのか?

世の中では、数学って社会に出てなんの役に立つのか?

数学なんて、使わない。

数学を大人になって使うのは1部の人だけだ!

と思っている人もかなりいると思います。

しかし、そんな人にこそ僕が言いたいのは、数学は役に立つし、めちゃくちゃ使います!

数学の使い方を知らないだけなんです。

コロナウィルスに関して、数学を使えばデマに流されないようにすることだってできます!

数学の簡易モデルを使ったおもしろい記事があったので、まずはその下記の記事を紹介したいと思います。

↓↓記事はこちら↓↓

「新型コロナの感染拡大を遅らせても感染者総数は同じ」の大ウソ

コロナウィルスの感染拡大を遅らせたらどうなる?

この記事では、コロナウィルスの感染を遅らせるのは意味があるのかどうか、ということについて

高校生にもわかる数式で説明されています。

以下、週刊Life is Beautiful より引用したものです。

その数式を紹介すると、

感染率:β 一人の感染者が平均して何人に感染させるか。(免疫を全員も持っていない場合)

実行感染率:β’ 一人の感染者が平均して何人に感染させるか。(免疫を持っている人を考慮した場合)

感染者:n(t)

免疫保有者数:M

その国の人口:N

としたとき、

β’ = β * (1-M/N)

n(t+1) = n(t) * β

といった数式を予想でき、

初期条件を、 n(0) = 1 , 総人口Nを1億人おして、数値シミュレーションをします。

ここで数学が苦手な人は挫折しそうですが、簡単に言えば、縦軸にt =1,2,3,4,...と代入していったn(t)の値をプロットしていく作業です。

ここで、

β=1.8(感染拡大をほったらかしにした場合)

β=1.3(感染拡大を抑制した場合)

で考察します。

グラフに表すと下記のとおりです。

感染ピーク時の感染者数は5分の1

感染ピーク時の感染者数は、

β = 1.8(感染拡大をほったらかしにした場合)の時は約1500万人

β = 1.3 (感染拡大を抑制した場合)の時は約300万人

感染抑制したら、ピーク時の感染者数は5分の1になっていました。

まあこれは直感的イメージと現実が同じになった人も多いと思います。

総感染者数は半減する!

僕がとてもおもしろいと思ったのは総感染者数のほうです。

β = 1.8(感染拡大をほったらかしにした場合)の時、約8000万人

β = 1.3 (感染拡大を抑制した場合)の時、なんと約4500万人

総感染者数がほぼ半分になるのは衝撃ですね!

数学が役に立った!

今回の数学モデルに使われている数式は高校生でも理解できるものとなっています。

数学をしっかりと勉強していれば、この数値計算を自分でできなくとも、この数式の意味は理解できます。その理解できることがとても重要です!

理解さえできれば、TVのコメンテータの言う感染スピードを遅らせることに意味はないといった発言がデマであることに気づけます。

僕は、世の中の数字に強くなるために、世間を正しく捉えられるように、数学を勉強すべきだと考えています!

計算ウィルス学

今回は簡単な数式で数学モデルを作っていましたが、より厳密に分析する学問もあります。

計算ウィルス学という、微分方程式を駆使して、潜伏期間、隔離率等を考慮した専門分野もあります。

今回のコロナウィルス以外でも様々な感染症に対して適応できる面白い学問です。

今回の記事がおもしろいと感じた人は少しかじってみるのもいいと思います!

まとめ~中高の数学は社会にでても使うんだ!~

今回は、中島聡さんの週刊Life is Beautifulの記事から、数学を勉強する意味について書きました!

これから、AIが発達していく中で、思考を深く巡らせなくても生きていけるかもしれません。

しかし、僕はむしろ数字に強くあるべきだと思います。

情報があふれかえる世間で、正しく情報を捉えられる力を養える1つの手段に数学があります!

以上が数学を勉強する意味について、コロナウィルスを用いて考えてみました。

これを機に、数学を勉強してみましょう!

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