이학의 주축은 수학, 물리학, 화학, 생물학, 지학이다. 모두 다 자연과학계의 연구에 기초가 되므로 「기초학문」이라고 한다. 그러나 최근에는 사회의 요구나 학문의 다양화에 따라 「정보수리학과」나 「생명」「환경」을 테마로 한 학과, 종래의 학문영역을 융합한 「수리물리학과」「응용생물화학과」등의 신학과도 늘어나고 있다.

1.어떤 학문인가

이학의 연구대상은 자연과학 전반이다. 대학의 이학부에서는 교등학교에서 배운 수학이나 이과에 대해서 보다 근본적인 것까지 학문체계를 다시배우며 보다 깊게 첨단의 내용을 연구한다. 이학의 「理」에는 「사물의 도리·조리·이유」라는 의미가 들어있다. 자연계를 구성하는 생물, 분자나 원자 등의 마이크로(micro)의 세계, 지구태양계처럼 우주의 구성까지 모든 사상에 대해서 「왜 사과는 나무에서 떨어지는 것일까」등과 같은 소박한 의문으로 시작하여 자연계에 감추어져있는 법칙을 밝히는 것이 이학이다. 이러한 점이 실생활로의 응용을 목적으로 하는 공학과 다른 부분이다.

자연계의 원리를 추구한다는 연구자세에 있어서 이학은 순수한 학문영역이다라고 해도 좋을 것이다. 이러한 이학적 연구가 「공학」의 기초연구재료가 되어 기술혁식에 크게 기여해왔다. 또한 단순히 공학연구의 기초가 되는 것만이 아니라 현실 사회에 직접적인 영향을 주는 응용연구도 수없이 많다. 이학의 역사는 인간의 역사 그자체인 것이다. 근래의이학연구의 특징으로는 수학이 이학전체의 토대가 되어 있다는 것, 첨단연구에 있어서 학과간의 관련성이 매우 깊어진 것을 들 수 있다. 이것은 각분야에서 이루어지고 있는 연구가 매우 여러갈래에 걸쳐 게다가 복잡화하고 있어서 어떤 연구도 단일학과의 지식만으로는 진행하기 어렵기 때문이다. 정보처리나 정보분석 등에 관해서는 공학부나 정보학부 등과의 연대도 필요해졌다.

또한, 본래는 이학계통의 내용을 타학부에서 이수가능한 경우도 있다. 그러나 아무리 복잡화했다고는 하지만 이학계통의 연구 중심이 되는 학부는 역시 이학부이다. 이공학부로서 설치되어 있는 대학도 매우 많지만, 여기에서는 기본적인 이하연구의 주축이 되는 5개의 학문영역에 대해서 소개한다.

수학

수학은 모든 자연과학의 기반이며 자연과학계 학문간의 「세계공통어」라고 할 수있는 학문이다. 주로 추상적인 개념이나 이론체계를 연구하는 「순수수학」과 자연과학이나 사회과학과 관련하면서 공업분야로의 응용을 목표로 하는 「응용수학」으로 나뉘어진다.

순수수학

도형이나 공간의 성질을 조사하는 기하학, 고등학교에서 배운 미적분을 보다 깊게 이론적으로 관수에 대해서 연구하는 해석학, 수나 방정식의 본질을 탐구하는 대수학 이렇게 3분야가 주요한 전문영역이다.

응용수학

수학의 지식을 다른 분야로 응용하는 것을 목적으로 하는 학문영역이다. 컴퓨터를 적극적으로 이용하여 경제학, 통계학 등 다양한 분야에서 응용하는 연구를 한다. 현실의 수학연구에 있어서는 「순수수학」과 「응용수학」의 양자가 서로 관련되어 있다는 것은 말할 필요도 없다. 실제로 순수수학부터 응용수학에 걸쳐서 폭넓게 학습하는 학과도 있으며, 이학계의 다른 연구분야와 융합한 「수리과학」을 배울 수 있는 대학도 증가하고 있다.

물리학

물질의 구조나 공한의 성질을 연구하며 자연계의 법칙을 수식에 의해서 표현하는 학문이 물리학이다. 고전역학의 창시자인 뉴턴은 미적분학의 창시자이기도 하다. 수학의 발전이 물리학을 진보시켰으며 또한 물리학의 영향으로 수학의 연구가 진행되는 등 상호 깊은 영향을 끼치고 있다.

물리학의 연구분야는 크게 3개로 나뉘어진다.

물성물리학

실험과 이론을 중심으로 물질의 구조·성질을 연구하는 분야이다. 물성물리학의 연구성과는 반도체나 초전도 등 과학기술에도 응용되고 있다.

소립자물리학·원자핵물리학

실험이나 관찰, 컴퓨터·시뮬레이션을 토대로 마이크로 세계의 법칙을 조사한다.

우주물리학·천체물리학

이론과 관측을 중심으로 우주의 기원이나 구조를 해영한다. 우주물리학을 배울 수 있는 대학은 적기 때문에 배우고 싶은 사람은 미리 잘 조사해 볼 필요가 있다.

화학

화학은 어느 물질이 특정한 상태에 있어서 어떻게 변화하는가를 해명하고 이론화하는 학문이다. 원자, 분자레벨에서 물질의 구조나 성질, 반응의 메카니즘을 해명하여 자연계에 일어나는 다양한 현상을 설명해 나간다. 또한 새로운 소재를 창조하여 과학기술의 발전에 공헌하는 학문이기도 하다. 연구분야는 크게 3개로 나뉘어진다.

무기화학

주로 금속 등의 원소나 무기화합물을 대상으로 하며 그 구조나 성질을 연구한다. 광통신이나 반도체 등 과학기술의 발전에 빼놓을 수없는 연구분야이다.

유기화학

생명의 구성물질이며 또한 고분자화합물로서 다양한 공업제품화되어 있는 유기화합물에 대해서 그 구조나 성질을 연구하는 분야이다. 식품, 약품, 신소재의 개발로 이어진다.

물리화학

물리학의 수법을 이용하여 분자의 구조나 반응의 구조를 연구한다. 초전도나 촉매기능의 해명을 지탱하는 기초연구가 된다. 그밖에 생명현상을 다루는 유기화학계의 「생화학」이나 물질의 분석방법을 연구하는 「분석화학」도 중요한 분야이다. 특히 생화학 분야에서는 최근 유전자 등의 연구에서 큰 진전이 있으며 주목받고 있다.

생물학

생물학에서는 인간이나 동물, 식물, 미생물, 바이러스 등 자연계에 서식하는 모든 생물을 대상으로 하여 생명현상이나 생물행동의 기능이나 법칙을 탐구하는 것이 연구목적이다. 원자, 분자, 유전자레벨의 연구진보에 의해 최근의 생물학은 크게 변화를 맞이하고 있다. 특히 화학적·물리학적인 수법이나 컴퓨터에 의한 해석을 도입하여 분자나 세포레벨로 생명현상을 분석하는 「바이오·사이언스」가 주목받고 있다. 「21세기는 생물학의 시대이다」라고 말한 사람은 미국 대통령이었던 빌클린턴이다. 20세기에는 물리학이 기술혁신의 원동력이었지만, 앞으로는 생물학이 만들어 내는 기술이 사회를 바꿔나간다는 의미이다. 이미 우리들 주변에는 유전자 조작기술에 의해 탄생한 식품이 수없이 존재하고 있으며, 생물의 힘을 빌려서 화학물질을 합성하는 「생물공장」의 연구도 진행되고 있다.

주요한 연구분야로서 마이크로 시점에서 연구하는 것으로는 생물의 진화를 탐구하는 「진화학」이나 생물과 환경의 관련성을 탐구하는 「생태학」, 마이크로 시점에서는 생물의 내부기관이나 세포의 특징을 분석하는 「형태학」, 유전자와 유전하는 형질과의 관계나 변화에 대해서 해명하는 「유전학」등이 있다. 생물학에는 다른 이학적 연구의 응용적인 측면도 있다. 특히 실험을 하고 나서 측정을 위한 화학적지식, 빛이나 자기에 관한 물리학적 지식은 결코 빼놓을 수 없다. 또한 바이오·사이언스 관련분야에 특화한 「응용생물과학과」「생명과학과」, 분자생물학 분야에 중점을 둔 「생물분자과학과」「분자생명과학과」등 응용적인 연구를 중시하는 대학도 늘고 있다.

지학

지구의 구조 및 지구를 툴러싼 우주를 연구대상으로 하는 학문이다. 최근에는 「지구과학」「지구혹성과학」등의 명칭도 일반화되었지만, 「지구」라는 시스템에 관한 종합과학이라고 해도 좋을 것이다. 프로판 가스 방출에 의한 오존층 파괴, 이산화탄소의 배출량 증가에 따른 지구온난화 등 지구환경의 글로벌한 변화가 우리들의 생활에 중대한 문제를 일으키고 있는 현재 지구과학이 해야할 역할은 점점 더 무게를 더하고 있다. 연구의 발상으로는 지구의 역사, 지구의 내부구조, 지질, 대기의 운동, 혹성의 운동, 태양계 등 다양한다. 연구에 필요한 학문도 물리학, 분석화학, 생물의 진화나 생태계와 고나련된 지식 등 자연과학 전반에 걸친다. 지학의 연구로는 연구실에서의 공부 외에 지질조사나 화석발굴, 광물질채집 등을 하는 필드워크를 빼놓을 수 없다.

2.이학부와 적성이 맞을까

절대조건으로는 「그 학문을 좋아할 것」이다. 단지 「시험에서 좋은 점수를 받았으니깐」「자신있으니까」라는 것만으로는 고등학교의 공부와 대학에서의 연구와의 차이에 놀라고 말 것이다. 특히 수학이나 이과를 좋아하고 「새로운 지식이나 발견을 하면 기쁘다」는 사람에게 추천한다. 이학의 지식에 관한 쉽게해설한 책이 많이 출판되어 있으므로 책을 입수하여 읽어보기 바란다. 자신이 하고 싶은 분야를 발견할지도 모른다.

이학부, 공학부와 이공학부는 무엇이 다른가

이학부는 자연과학 전반에 관한 기초적인 연구를 한다. 공학부에서는 응용해가는 즉 이학부의 기초적인 이론을 잉용하여 사회에서 필요로 하는 것을 창조한다. 그리고 「이공학부」는 이론과 실천의 벽을 허문 이학부·공학부의 복합영역의 학부라고 말할 수 있다. 이학부나 이공학부 내에는 학과명이 서로 달라도 근본적인 연구내용은 거의 같은 경우가 많다. 예를 들면 「바이오·사이언스」분야에서는 「응용생물과학과」「분자생물과학과」「분자생명과학」등은 일반적으로 같은 연구를 한다. 각 대학이 발행하는 팜플렛에 적혀있는 연구내용을 잘 살펴보면 좋겠다.

연구실이란

이과계학부의 가장 큰 특징이라고도 말하는 것이 연구실 시스템이다. 1~3학년의 공부는 준비단계로 보다 전문적인 연구나 졸업연구는 통상 4학년 때 연구실에 들어가면서 진행된다. 연구실에는 자신의 전용책상이 준비되어 있으며 대학원 석사과정, 박사과정의 학생과 함께 배우기 때문에 그들로 부터 얻을 수 있는 것이 많을 것이다. 또한 주로 대학원 진학 후, 학회 등에서 연구발표할 기회도 있다. 그러한 「연구자의 초보」가 모이는 자리가 이과계 학부의 연구실이다.

3.최근의 연구테마

분야별로 다양한 연구가 진행되고 있지만, 여기서는 지구환경이나 에너지 문제에 깊숙히 관련되어 주목받는 연구를 소개한다.

바이오에탄올

식물은 공기 중의 이산화탄소를 흡수하며 광합성에 의해 당(糖)을 생산한다. 당으로 부터 만들어진 에탄올이 「바이오 에탄올」이다. 바이오에탄올은 최근 석유 등의 화석연료의 대체에너지로서 급속히 주목받고 있다. 석유도 에탄올도 연소하면 이산화탄소를 배출하는 것은 마찬가지이지만, 바이오에탄올의 원료는 원래 공기 중에 존재한 이산화탄소이기 때문에 대기중의 이산화탄소량은 플러스 마이너스·제로이다. 따라서 지구온난화의 원인이 되는 이산화탄소 종량의 증가를 억제하는 것이 가능한 것이다. 그러한 다른 한편으로는 바이오 에탄올의 원료인 고구마나 사탕수수이기 때문에 세계적인 식량공급의 변동도 염려되고 있다.

나노기술

간단히 「나노테크」라고도 말한다. "나노"는 10의 마이너스 9승을 의미하는 접두사로 10억분의 1 수준의 정밀도를 요구하는 극미세가공 과학기술을 말하며 미국·일본 등의 선진국에서는 1990년대부터 국가적 연구과제로 삼아 연구해 오고 있다. IT나 환경문제 분야에서는 매우 중요한 기술로 주목받고 있다. 대용량 정보저장장치, 메모리반도체, 포켓사이즈 슈퍼 로보트, 나노코팅, 염기서열 분석, 하이브리드 시스템의 합성피부, 양자태양전지 등 연구 분야는 무궁무진하다. 다만, 신소재는 지금까지 지구상에 존재하지 않았던 소재이기 때문에 인체에 영향은 없는지, 새롭게 환경오염의 원인이 되지는 않는지 등 신중하게 연구를 진행하는 측면도 있다.

4.졸업 후 진로

전공마다 진로는 다르겠지만, 전체적으로 대학원 진학률이 가장 높은 것이 특징이다. 이것은 사회에서 요구하는 연구가 대부분 전문적이며, 일반기업도 높은 전문성을 지닌 인재를 요구하고 있기 때문이다. 계통마다의 진로로는 다음과 같은 경향이 있다.

수학계 --- 정보서비스산업, 교사 등

물리학계 --- 전기, 정밀기기 등의 제조업

화학계 - 화학공업을 비롯한 제조업의 연구자, 기술자 등, 의료관계

생물학계 --- 화학공업, 식품회사, 제약회사 등

지학계 --- 토목, 광업, 자원관련산업