Como físico, ¿cuáles fueron los principales problemas que enfrentó en su estudio inicial?

Mi mayor dificultad llegó a un punto crítico en mi segundo año de universidad. Fue entonces cuando supe que no entendía las matemáticas lo suficientemente bien como para tener éxito en física. En particular, los físicos tienden a manipular ciertos objetos matemáticos de una manera muy perdedora. En ese momento, estaba seguro de que lo que estaba viendo no tenía ningún sentido, pero no podía señalar qué estaba mal y cómo solucionarlo. De alguna manera, lo que había aprendido en matemáticas era demasiado rígido para poder acomodar la física. En particular, seguí confundiendo qué era matemática y qué era física, porque esa es a menudo la forma en que se enseña a los estudiantes de física. Y, de hecho, muchas personas que se destacan como estudiantes de física prefieren ese modo de pensar y lo perpetran en sus propios estudiantes.

La solución, para mí, fue comenzar a tomar cursos de matemáticas de nivel superior con las otras especialidades de matemáticas. Pasé un semestre aprendiendo sobre álgebra lineal abstracta, solo viendo al final del curso cómo lo que estaba haciendo era solo el álgebra lineal que creía que ya sabía. En ese curso, aprendí a construir una prueba. En el próximo semestre de álgebra abstracta (grupos, anillos, bla, bla) aprendí a pensar de manera abstracta y realmente construir una prueba.

Cuando finalmente volví a aprender física, y especialmente a volver a aprender física antigua, las matemáticas simplemente encajaron bien. Pude separar la física de las matemáticas, aprender la física que necesitaba y las matemáticas que necesitaba, y ver conexiones que nunca antes había notado. Esto ayudó especialmente en la mecánica cuántica.

Un segundo problema que tuve fue aprender a lidiar con la física moderna. La física moderna, la mecánica cuántica sin mecánica cuántica, no tiene, por definición, sentido. Todavía lo enseñamos por alguna razón, aunque existe una tendencia en la última década o dos para que la “física moderna” sea una versión temprana de la mecánica cuántica. Sin embargo, hacerme apreciar cosas que no entendía completamente o que se abordaron de una manera con la que no estaba contento fue difícil.

Finalmente, tuve que desaprender algunas de las cosas estúpidas que pensé que eran ciertas al leer libros de física populares cuando era niño, especialmente con respecto a la mecánica cuántica y la relatividad. Afortunadamente, resolver mi primer gran problema (matemáticas) pareció ayudar a resolver este tercero.

En general, mi mayor problema era aprender a confiar en mi capacidad de hacer física y tener razón sobre la física. Eso es un poco más psicológico y, probablemente, no está completamente resuelto ahora. Probablemente nunca lo será, pero me divertiré intentándolo.

Puedo decirte un problema interesante que debería haber sido trivial pero resultó ser un obstáculo sorprendentemente terco para mí en mi adolescencia.

Primero aprendí el concepto de un vector en el contexto de las matemáticas puras, como una fila o columna de números (así como una matriz era una disposición rectangular de números). Entonces para mí, [1,2,3] era un vector, y también lo era [2,4,6]; Además, eran claramente vectores diferentes.

Luego, cuando comencé a aprender sobre el concepto de vectores en física, no pude entender lo que estaba pasando. Me llevó bastante tiempo desaprender lo que aprendí anteriormente y, en cambio, aprender que los vectores son, de hecho, flechas que se caracterizan por una longitud y una dirección. La fila o columna de números que asociamos con un vector son representaciones de ese vector en un sistema de coordenadas particular; no deben confundirse con el vector en sí.

Lo que ayudó es que cuando se trata del concepto de matrices de orden superior, hay dos palabras distintas: el objeto geométrico abstracto es un tensor y está representado por una matriz en un sistema de coordenadas específico. Desafortunadamente, cuando se trata de vectores, el objeto geométrico abstracto y su representación a menudo se denominan vectores.

Creer que la física solo era matemática aplicada. Para un físico, las matemáticas son simplemente un lenguaje, nada más. Llamar a la física “matemáticas aplicadas” es como llamar al periodismo “inglés aplicado”. Si alguna vez estudias es el idioma inglés, entonces no serás un buen periodista. Del mismo modo, si todo lo que estudias es matemática, entonces no serás un buen físico.

Ser bueno en matemáticas no es necesario ni suficiente para ser un buen físico, y desearía haberlo aprendido mucho antes.

Eso apesta.

Pasarás toda la clase escuchando al profesor obtener algunas pruebas oscuras, solo para que te asignen tareas que no tienen nada que ver con la clase.

Entonces, A) serás una de las personas más inteligentes de la clase y podrás enseñarte toda la materia, o B) encontrarás formas “alternativas” de completar las tareas y aprobar los exámenes.

Entonces te graduarás … solo para descubrir que un título en Física es esencialmente un título en artes liberales para las ciencias y ninguna compañía querrá contratar a un físico.

Así que no te especialices en física, especializa en algo más práctico como ingeniería.

Estaba frustrado por ciertas leyes de la física, porque no se veían bien . Sin embargo, tampoco tenía el lenguaje para expresar mi frustración; Hace poco descubrí que el lenguaje que necesitaba era el de la teoría de la representación.

Tomemos, por ejemplo, la ley de la fuerza de gravedad: [matemáticas] F = \ frac {-GMm \ hat {r}} {r ^ 2} [/ matemáticas]. ¿Qué tiene de frustrante esto? ¡No se puede expresar en potencias enteras del vector de posición (relativo)! ¡Tienes que usar un vector unitario para dar dirección, que es lo mismo que decir que tienes la norma en el denominador, que requiere la raíz cuadrada! No me gustan las raíces cuadradas en mis fórmulas físicas fundamentales, pero aquí no hay forma de deshacerme de ellas.

Esta frustración se alivió significativamente cuando entendí esa ley como la función de Green para la ecuación de Poisson para la gravedad, porque la ecuación de Poisson no tiene tal fealdad. En general, cuando aprendo una ley de física, trato de aprenderla de esta forma, la forma en que es “naturalmente expresable”, por así decirlo.

Afortunadamente, ahora que estoy en un nivel suficientemente avanzado, estoy en un lugar donde puedo hacer eso. Al principio, sin embargo, no pude, y personalmente, encontré que eso era un problema. No me impidió aprender, por lo que no fue un problema en ese sentido, más bien, para mí fue un “problema abierto” de mi comprensión que luego se resolvió.

Es el mismo tipo de cosas que me imagino que le sucede a la mayoría de las personas de física cuando pasan de “física sin cálculo” a “física con cálculo”; creo que la cinemática tendría un sentido abrupto de una manera que no antes de; A pesar de que las fórmulas se mantuvieron igual, la comprensión de cómo se derivaron se sentiría como un gran aumento en la comprensión. Mi mayor salto, y antes de eso, mi mayor problema, resultó ser un salto diferente, aunque similar, en la comprensión de la derivación de la ley física a partir de un avance de la comprensión matemática.

Como profesor de física, el principal problema que tienen los estudiantes es su inglés. Simplemente no pueden decir lo que quieren decir en términos precisos. A menudo esperan que una respuesta literalmente incorrecta sea correcta, diciendo “sabes lo que quise decir”.

Lamentablemente, tengo que marcar lo que escribieron, ¡y esa es una lección muy difícil! Adaptarse a él es su mayor problema común.

Aquí hay un ejemplo clásico (¡aunque bastante sutil!). . .

P. “Un automóvil gotea aceite a un ritmo constante. Conduce (de izquierda a derecha) a lo largo de una carretera y deja el siguiente rastro. Describa el movimiento del automóvil y explique su razonamiento.

… . .

(etc. – ¡No puedo ir más lejos ya que no acepta los caracteres de espacio!)

A. “El automóvil está acelerando a medida que la distancia entre los espacios se está haciendo más grande”

1 punto por acelerar, pero ¿la distancia entre los espacios se está haciendo más grande?

Definitivamente aprendiendo a confiar en ti mismo, estoy de acuerdo con eso. Además, otra cosa enorme con la que lucho es la confianza … cada vez que siento que me encuentro con mi pareja y lucho por superar un problema o desarrollar una habilidad, soy muy duro conmigo mismo y me siento insuficiente, pero cuando entiendo algo, yo Siento que estoy emocionado con la vida. Definitivamente es una montaña rusa emocional estar en física, al menos para mí. Afortunadamente, sigo logrando superar estos obstáculos, principalmente porque me niego a rendirme. Otra cosa es luchar para no compararse con los demás y no tener miedo de hacer preguntas frente a los demás.

Académicamente, desarrollar habilidades es lo más difícil para mí (no habilidades lógicas o matemáticas, etc.). Por ejemplo, he tomado múltiples clases / bootcamps en programación, y todavía no soy bueno en eso, pero definitivamente estoy mejorando.