¿Cuáles son las habilidades de estudio necesarias para convertirse en un buen físico teórico autodidacta?

Comience con un buen libro de mecánica clásica, la mayoría de las escuelas de postgrado utilizan Mecánica clásica de Goldstein (3ª ed.) Pero recomendaría el libro de Marion y Thornton (5ª ed.). Resuelva todos los problemas al final de cada capítulo. Una excelente alternativa es “Mecánica teórica” ​​de Murray Spiegel (Serie de Schaum). Este libro es fantástico y me encanta. Comienza con vectores y continúa hasta las ecuaciones de Lagrange y Hamilton. Todavía leo este libro de vez en cuando, solo porque me encanta. Si puede encontrar la edición europea, tendrá problemas adicionales que resolver (sonrisa).

Si pudieras hacer el libro de Spiegel (y es fácil) con todos sus problemas (bueno, el 90% dice), entonces avanza en otro paso: obtén el libro de Shankar (Mecánica Cuántica) y haz todo el libro. La primera mitad se puede hacer fácilmente y no necesitará mucho tiempo; la segunda mitad se presta más a QM avanzado, necesitará trabajo adicional y puede ser un desafío. para un extra en QM, lea el libro de Schiff QM (3ª ed.)

Ahora, junto con estos dos libros, puede leer un libro sobre física nuclear: simplemente rompe el sabor áspero de la teoría y aumenta un poco su conocimiento. No me gusta la física nuclear, entonces trata de aprender el lenguaje del átomo, quiero decir, espectros atómicos: hay pocos libros maravillosos sobre el tema.

Bueno, otros dos libros son importantes ahora, si pudieras hacer lo anterior. Quantum Field Theory por G. Mandl y Lie Algebra (cualquier buen libro está bien, olvidé el que usé cuando estaba en la escuela de posgrado, ¡lo siento!)

Si todavía me sigues, entonces debes consultar a alguien, probablemente un profesor, que pueda sugerirte un documento que puedas leer y reproducir sus resultados. los trabajos generalmente publicados son compactos y se omiten muchos pasos de ellos; su trabajo será llenar los vacíos y obtener las derivaciones paso a paso. Si puede hacerlo, para un par de documentos, busque un problema y comience a trabajar en él. Junto con el documento, un libro sobre la teoría del Modelo Estándar seguramente lo ayudará más. Hay un libro de Dine, pero olvidé su título.

En su caso, sugeriría la construcción de modelos, es relativamente fácil (en comparación con otros campos como GUT, por ejemplo)

Si tiene el tiempo, diría que puede necesitar entre 1,5 y 2 años antes de leer su primer artículo (lo que, por supuesto, puede hacer en cualquier momento para echar un vistazo a lo que está sucediendo en el campo de la física teórica)

Espero que esto ayude y buena suerte

Editar 1:
¡Olvidé la electrodinámica! Debe leer el libro de Jackson (y consultar el de Griffiths)

Edición 2:
Editado algunos errores de ortografía.

Edición 3:
Una buena fuente de información sobre física teórica es arXiv.org e-Print archive
vaya allí y compruebe phys-th o phys-ph (y sugeriría la sección de fenomenología para usted, al menos como comienzo). Puede buscar allí algunos artículos de revisión sobre la teoría SM y sus extensiones

Si bien estudiar libros de Landau y Lifshitz es un buen paso en algún momento,
Es probable que no sea la mejor idea que comiences a aprender de ellos.
Estos dos grandes hombres a menudo eligieron la forma matemáticamente más elegante, pero no la que muestra cómo comenzar a “escalar montañas”. Por lo tanto, suponiendo que ya haya leído las conferencias de Feynman, puede probar la “Mecánica clásica” de Goldstein o los “Elementos de la mecánica hamiltoniana” de D.ter Haar, la “Electrodinámica clásica” de Jackson o la “Electricidad y magnetismo clásicos” de Panofsky, la “Mecánica cuántica” del Mesías. o los de Chohen-Tannoudji, “Física estadística” de Kubo / “Mecánica estadística” de Mayer o, como alternativa que cubre todo el campo, puede consultar el compendio de tres volúmenes “Física teórica” ​​de Levich (puede probar otra lista Acabo de enumerar lo que me gustó).
Si agrega a este conjunto algunas matemáticas (Cálculo, Álgebra, Probabilidad de teoría, Ecuaciones diferenciales, Teoría de grupo + alguna mezcla típicamente llamada Física matemática (buenos ejemplos serían “Métodos matemáticos para física” de Arfken o “Métodos matemáticos de física” por Mathews & Walker), llegarás al nivel que precede a una fase de especialización. Lo malo: parece mucho. Lo bueno: en la vida real, una gran parte del material proporcionado en estos libros se considera opcional. algunos extras (como Teoría de la elasticidad, Física del estado sólido, Teoría general de la relatividad, Estadística cuántica / Electrodinámica, Cromodinámica, Teoría cuántica de campos, etc.). Sin embargo, pueden omitirse en la parte básica / compensarse por una especialización que da pequeños / a medida algunos consejos: consulte con 2-3 programas universitarios. A menudo publican en línea muchas cosas e incluso la mayor parte de las conferencias / artículos. Proporcionará alguna orientación.
Después de esa fase, entrarás en el agua turbia porque la especialización no es
común / universal y típicamente además de libros, artículos y monografías, las personas necesitan consejos y algunos materiales (cálculos / programas / extractos / tesis de doctorado y doctorado) que permiten una serie de saltos / atajos en aproximadamente un par de años para llegar al punto cuando puede lidiar con algunas tareas reales. Aquí, si no puedes entablar amistad con alguien que trabaje en esta área, sentirás dolor ya que existen brechas. Aún así, muchos chicos son lo suficientemente generosos como para publicar mucho en línea. Lo último que hay que mencionar: incluso si tiene éxito en su aprendizaje, la ciencia es algo institucional, por lo tanto, por ejemplo, no podrá obtener un puesto de físico teórico del personal, pero esta es otra historia.

[editar 1]:
Como necesita definir cómo “arrancar” usted mismo, puede serle bastante útil leer el artículo de Karl Hall “” Piensa menos sobre los fundamentos “: un curso corto sobre Landau y el curso de física teórica de Lifshitz publicado en el libro” Pedagogía y la práctica de la ciencia (MIT, 2005) “.

No sé si esto es posible … pero si insistes:

En cierto sentido, la mayoría de los físicos son autodidactas, pero así es como nos hemos enseñado a nosotros mismos. Como estudiantes, generalmente prestamos atención en clase, leemos el texto y luchamos con los conjuntos de problemas. Sin embargo, en mi experiencia, el verdadero aprendizaje ocurre cuando interactuamos con otras personas, intercambiamos ideas, peleamos entre nosotros sobre quién tiene la solución correcta, recibimos todo tipo de comentarios de los TA y los profesionales durante las horas de oficina, inventamos ideas locas y teoremas y discutirlos con los compañeros de clase hasta altas horas de la noche.

Necesita una sólida formación en matemáticas y física y es difícil sugerir algo que no conozca su experiencia. Necesitará utilizar la teoría de grupos, el álgebra de Lie, la geometría diferencial y las formas, por supuesto, pero mencionar esto no le sirve de mucho si aún no conoce el álgebra lineal elemental o el análisis complejo. Del mismo modo para la física, se necesita una sólida formación y la sugerencia de Richard Muller de la serie de Landau es un buen lugar para comenzar, si de hecho puede comenzar en ese nivel, de lo contrario, el mejor lugar para comenzar es la serie “Seis ideas que formaron la física” de Thomas Moore ( 5 o 6 libros cortos).

Habilidades de estudio
1) Tomar un libro sobre un tema y trabajarlo, realmente, realmente trabajando en el libro de principio a fin. Esto significa trabajar con los ejemplos usted mismo y disciplinarse para resolver los problemas.
2) No rehuir temas que al principio no crees que sean interesantes.
3) Encuentra otras personas que compartan tu interés, ya sea personalmente o por internet. Puede que esto no parezca una habilidad de estudio, pero comunicar tu conocimiento te obliga a organizarlo, y la retroalimentación de los demás es una forma de lograr que hagas el mejor estudio que puedas hacer. Además, sin retroalimentación externa, nuestro pensamiento puede salir mal y en círculos.

Hay muchas buenas fuentes en línea para estudiar; tanto MIT como Stanford ofrecen cursos gratuitos en línea, o al menos puedes ver el curso.

Otra sugerencia sería encontrar algún aspecto de la física y enamorarse de ella, obsesionarse con ella, aprender todo sobre la historia, los detalles, etc. Si encuentra un tema así, completar los detalles se convertirá en una compulsión y los aprenderás Encontrar una idea así no es tan fácil, ya que necesita encontrar algo en la zona Ricitos de oro, demasiado difícil de entender pero a su alcance.

¡Mejores deseos para usted!

Soy, en cierto sentido, un teórico autodidacta, PERO comencé con un doctorado en química, y aunque mi trabajo teórico toca la física en algunos lugares (por ejemplo, la mecánica cuántica), todo comenzó con la química, o comenzó con un problema en la química. El problema tal como lo veo es este: si quieres tener una idea original, tienes que llegar tú mismo, y eso significa enseñarte a ti mismo las cosas que necesitas. Sin embargo, creo firmemente que necesita una buena base sobre la cual construir, y eso implica mucho trabajo de curso avanzado, aunque no sea por otra razón que enseñarle a aprender.

Creo que cualquier teoría seria comienza con una idea. Por ejemplo, tengo una interpretación alternativa de la mecánica cuántica (una desviación significativa de la onda piloto de De Broglie) y esto comenzó con mi pensamiento de la molécula de hidrógeno únicamente como un problema de onda. Un poco de pensamiento básico me llevó a reconocer que había posibles respuestas analíticas, y si nos limitamos únicamente al campo eléctrico, la distancia de enlace debería ser √2 veces el radio de Bohr, y la energía 1/3 de la energía de Rydberg. Como puede ver, esto es notablemente preciso, y dado que la teoría estándar necesita un tiempo de computadora masivo (el primer intento sin una computadora tomó dos años para obtener el 75% de acuerdo). Creí que esto era un avance. Entonces la pregunta fue, ¿a dónde lleva esto? Ese es el tipo de cosas que te ponen en marcha.

Como físico teórico autodidacta, estoy en el proceso de desarrollar un sitio web que cubra este mismo tema. A diferencia de la física experimental, donde si puede permitírselo puede comenzar de inmediato, la física teórica requiere que reconecte su cerebro en varios pasos. Debes desarrollar una facilidad matemática fuerte. Cuantos más tipos de problemas matemáticos pueda resolver, mejor preparado estará. Sin embargo, no debes pensar que la física es matemática, debes desarrollar la intuición física resolviendo muchos problemas físicos también. No tengas miedo de equivocarte, ¡es la única forma de aprender! Te equivocarás mucho, al principio. Aquí está el sitio web: Cómo ser un gran físico teórico aficionado

Te diré lo que hice. Se han necesitado unos 10 años de poco más de medio tiempo después de una carrera de ingeniería de 30 años a partir de una capacitación universitaria en ingeniería de procesos y sistemas que enseñó una excelente experiencia en termodinámica y física aplicada, y mecánica. (más o menos equivalente a una licenciatura en física, de hecho, si no en nombre)

a) lea ampliamente y tan profundo como sea necesario para la tarea inmediata en cuestión. No competirá con los formados que casi siempre se especializarán profundamente. Pero hay una ventaja: ellos estudian los árboles, tú puedes estudiar el bosque.
b) también regrese a los documentos originales, que a menudo se escriben con mayor claridad que la mayoría de lo que se escribe hoy.
c) reinventar la rueda. Para obtener avances importantes, leer sobre ellos no es lo suficientemente bueno.
d) Confíe en las matemáticas y el método científico por encima de todo. Esto no impide saltos de imaginación creativa, solo que eventualmente ese salto necesita ser justificado y claramente enunciado.
e) No tengas miedo de decir “No entiendo lo que dijiste”, o de responder “No sé”. Pensé que durante mucho tiempo debía ser una persona estúpida, hasta que me di cuenta de que si alguien no podía explicarle Me principios físicos en un lenguaje claro y simple, de hecho, ¡incluso ellos no podían entender lo que habían dicho!
f) ¡Examine cada declaración por sus méritos, en lugar de dejarse llevar por quien lo dijo!
g) Mantenga una lista de resultados empíricos seminales, y la mejor información empírica física (esto está disponible gratuitamente en varios sitios web) ¡Solo para mantener sus fantasías más salvajes un tanto fundamentadas!

Ahora llegamos a por qué quieres ser un físico teórico. Si es solo para mantenerse al día con algo que le interesa, entonces lo anterior debería ser suficiente.

Si desea intentar hacer una contribución, debe elegir un tema, probablemente no demasiado especializado. Luego lo desentierra hasta que comprende las partes donde falta conocimiento (es muy poco probable que encuentre algo fundamentalmente incorrecto). ¡Entonces déjese llevar!

Por ejemplo, elegí tratar de entender exactamente cómo la teoría cuántica y la relatividad eran matemáticamente incompatibles entre sí. Resultó que mi experiencia como ingeniero de sistemas me ayudó mucho, así que traiga sus talentos existentes a su nueva vocación. Mi amplia lectura identificó varios documentos importantes en información cuántica, física nuclear empírica, cosmología, termodinámica y teoría de grupos matemáticos, que insinuaban fuertemente un punto ciego en el argumento de la unificación que aún no se había explorado. Sospecho que pocos y tal vez ningún físico con entrenamiento formal tenga el tiempo o la inclinación de adoptar una visión tan generalista de la física para establecer la conexión. Así que aproveché este punto ciego y, después de otros 5 años, llegué a una forma completamente nueva de abordar la gravedad cuántica, incluida una nueva ecuación fundamental para G a unos pocos decimales más de lo medido. Incluso encontré la razón por la cual se ha mantenido un punto ciego (siendo un poco historiador de la ciencia); Está integrado en la forma en que los físicos están entrenados.

Así que ahora estoy tratando de publicar, pero no estoy nada contento de hacer esto en esta etapa (después de haber sido revisor de varias revistas de ingeniería), porque la mayoría de los trabajos reciben una muy buena revisión informal por parte de colegas del departamento antes de ir al Journal . En ese momento descubrí la división cultural.

¡Ningún físico teórico establecido va a entablar un diálogo con usted! Para tener una revisión informal y una y otra vez tomando un café. Me sorprendió bastante que una idea ni siquiera pudiera presentarse para su revisión por mérito. Entonces, la lección que aprendí es que si no eres un compañero, ni siquiera recibirás una revisión informal de tu trabajo, y nunca serás un compañero sin crecer en el club.

Primero y más importante: las matemáticas, donde uno tiende tendencialmente a través de la ruta aplicada físicamente, es decir, aplicando las matemáticas generales a casos especiales, derivando ecuaciones, etc.

Hoy en día, hay excelentes libros de texto sobre matemáticas para físicos, ingenieros y en general aplicados. Recomiendo tomar estos libros de matemáticos puros excesivamente probados.

En segundo lugar, Física (¡también física experimental!). El más extenso y completo es el famoso Landau-Lifshitz, que abarca la física teórica desde la Mecánica Analítica sobre la teoría del transporte y la mecánica cuántica hasta la Relatividad General, QED y algunos de los temas más avanzados en, por ejemplo, Hodinámica y Física Estadística. En sí, la serie es muy buena, pero en la mayoría de los casos, utilicé más libros clásicos, que allanaron el camino a las aulas en Alemania (como el muy explícito Rebhan, el más matemático (que comprende también algunos de los conceptos básicos avanzados de matemáticas) Scheck )

La Física teórica en sí misma es grande: incluso en los cursos, uno no puede cubrir (en profundidad) todas las materias modernas, como la Teoría de campo conforme, QFT avanzado y Teorías de calibre, Supersimetría, Teoría de cuerdas. Sin mencionar las cosas en las que tomo cursos, física molecular teórica, biofísica teórica, física de materia condensada (blanda), estado sólido teórico, etc.

Para concluir: es mejor ir a la escuela de posgrado, elegir una dirección de especialización y, además, aprender en privado otras ramas de las matemáticas y la física teórica. Allí también es más libre de elegir la profundidad que desee para cubrir los temas.

Mejor,
David

Yo estudiaría Matemática Pura. La mayoría de los problemas teóricos simples en física, y la mayoría de los otros campos, se han resuelto. Necesitas una gran comprensión de las matemáticas para llevar las cosas más allá. Hay muchas personas que pueden entender la solución matemática de otra persona a un problema de física en un grado u otro. Es otra cosa tener una biblioteca mental de conocimiento matemático, habilidades e intuición para generar la visión de una nueva solución y tener la capacidad de desarrollar la idea en algo que realmente funcione.

Hay algunas buenas razones para creer que el universo está hecho únicamente de componentes con propiedades matemáticas bastante simples. Debe poder reconocerlos, incluso en combinaciones complejas.

Una cosa debe estar clara, nadie va a saltar a ese nivel sin aprender los fundamentos, muchos fundamentos. Pero incluso si usted es competente en todos esos aspectos básicos y continúa aprendiendo lo no tan básico y así sucesivamente, no hay garantía de que uno se convierta en un físico teórico (TP). Hay un ingrediente importante que no se puede aprender ni enseñar, y eso es una imaginación.
Si comienza este viaje, encontrará muchas recompensas, especialmente cuando aplique sus conocimientos recién adquiridos a las experiencias cotidianas.
También tienes que preguntarte por qué demonios quieres ser un TP. Seamos realistas, no hay tantos trabajos por ahí y los pocos que hay no pagan bien. Si se trata de algún tipo de símbolo de estado, o tiene alguna admiración por Sheldon Cooper, prácticamente se ha descalificado.

También soy un estudiante de secundaria y estoy firmemente decidido a ser físico teórico en un futuro cercano y estoy tomando la guía de este sitio “Cómo convertirse en un BUEN físico teórico” por Gerard ‘t Hooft desde hace 3 meses y apuesto a esto Es muy útil.

Luego, todo depende de la dedicación y el entusiasmo.

Matemáticas, mucho de eso!

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