¿Cuál es la mejor manera para que un laico maduro (54) aprenda / entienda las conclusiones contraintuitivas presentes en una teoría de la física cuántica?

Creo que su pregunta no está basada en matemáticas, ya que las respuestas a continuación parecen concebir erróneamente. Estás buscando comprender la naturaleza contra intuitiva de la teoría cuántica. Sin embargo, el término “conclusiones” es un poco prematuro ya que no hay ninguna, de hecho no hay teorías, solo hipótesis.

Las matemáticas no proporcionan ninguna comprensión intuitiva o contra intuitiva. Los lagrangianos y los hamiltonianos, etc., están diseñados para tener sentido cuando en realidad no lo hacen.

Por ejemplo, el modelo estándar, granizo Mary, afirma que el giro del protón de 1/2 es la suma del giro de los quarks de los que está “hecho”. Sin embargo, podría enumerar innumerables documentos, los quarks y los quarks marinos hipotéticos, o quarks virtuales, representan aproximadamente el 4–20% del giro del protón, y todas las matemáticas no pueden resolver el enigma.

En ningún caso las matemáticas en una situación cuántica resuelven el enigma, la paradoja, etc.

En cuanto a mí, pasé 30 años en el DOD haciendo una investigación pura en teoría cuántica en las cosas más inimaginables e inimaginables, y las personas que lloran matemáticas resuelven los acertijos, las paradojas, etc., son los vendedores de aceite de serpiente. ‘probado’ a sí mismos para entrenar. En el mejor de los casos, tienen ingeniería inversa a partir de resultados experimentales y, por lo general, fallan cuando la situación cambia incluso ligeramente.

QED, QCD, el ‘modelo estándar’, la matemática que se extiende por millas, cuando se reduce a álgebra intermedia y geometría rompe los teoremas y axiomas más básicos; todo desapercibido porque está tan enterrado en la basura.

Ejemplo, se suponía que la variedad espacio-tiempo de Alcubierre tomaría casi un universo de ‘energía negativa’ de ‘materia exótica’ para producir una inversión espacio-tiempo, cuando vimos exactamente tal cosa en la naturaleza cuando LIGOS detectó ondas gravitacionales de dos coalescentes Agujeros negros en la naturaleza – en la naturaleza. Todo porque los físicos no podían comprender el teorema de Pitágoras como una solución.

Tengo un par de libros laicos, ‘Física cuántica; A Primer, y Temporal Mechanics 101 en amazon. Solo requieren álgebra intermedia, ya que no se requiere más. Describen todos los conceptos y dónde y por qué fallan las matemáticas complicadas.

Debes recordar que Big Math está diseñado a partir de resultados experimentales. Dar la vuelta y decir que las matemáticas se prueban verdaderas por la evidencia experimental es entonces no sequitur. El poder predictivo de las matemáticas, como el inglés, tiene más excepciones que éxitos. El Higgs, aún en cuestión, nos ha costado casi 40 años y un billón de dólares, y aún no ha producido nada que, si las matemáticas tuvieran algún poder predictivo, debería haber sucedido durante ese período de 40 años. No fue así, tener el bosón en la mano no dará nada útil.

Y permítanme agregar que las matemáticas, al ser modificadas por ingeniería inversa a partir de los datos, no pueden explicar las paradojas, anomalías, etc. Las matemáticas no explican nada. Por ejemplo, pi se calculó mediante un proceso llamado ‘cuadrar el círculo’, algo que requiere herramientas más finas de medición, no un algoritmo matemático. Como los matemáticos no comprenden que pi es en realidad un proceso de cuadrar el círculo (mire el término y vea un diagrama)

El límite inferior son las longitudes PK y SR, que en el espacio-tiempo real solo puede ser la longitud de Planck 10 ^ -35 metros. Por lo tanto, pi NO es un número irracional trascendental con un número infinito de lugares decimales, A MENOS QUE el círculo sea de diámetro infinito, lo que requiere un dominio infinito, que este cosmos NO.

Las matemáticas constantemente, constantemente, constantemente no logran corregir los principios más básicos y se enfoca en sus propios principios; entonces dogmáticamente se aplica a la física, etc.

En mis textos laicos tengo que corregir tantos de estos errores básicos, que ocupan quizás la mitad de las páginas de los textos.

Ejemplo, la ‘paradoja de la información’. La información cae en un agujero negro, el agujero negro se evapora, la información se destruye. La respuesta, S = A / 4, donde esto se dibuja como:

Primero, en una escala de Planck, un triángulo tiene una hipotenusa, que no es un valor entero de la longitud de Planck (Lp), por lo tanto, un triángulo es una forma imposible en una escala de Planck. Y así encuentras con un círculo, cubo, pirámide, todas las formas posibles. No puede haber forma en una escala de Planck porque cualquier forma regular contiene valores no enteros de Lp.

En segundo lugar, la “información” nunca se definió. Aquí se dibuja como 1s y 0s en aras de la familiaridad, pero la “información” en física nunca se ha definido.

Tercero, el acercamiento al radio de Schwarzschild de un Agujero Negro es asintótico debido a la dilatación del tiempo gravimétrico a medida que se acerca al radio de Schwarzschild. A medida que te acercas, el tiempo se ralentiza en consecuencia, el enfoque toma infinito.

Por difícil que sea tragar, un Agujero Negro nunca alcanza el radio de Schwarzschild, solo se acerca para siempre, por el infinito. Nada más, como información indefinida, cae en un agujero negro, solo se acerca para siempre.

La Radiación de Hawking requiere la producción de un par virtual de partículas-antipartículas, pérdida de masa, un proceso que ocurre en un dominio donde el tiempo se ha dilatado hasta el infinito; un completo no sequitur. Esto es un galimatías. Permítanme recordarles que el coeficiente intelectual real de Hawking es mucho menor que el Sr. Bean (Rowan Atkinson). El icono de él como cerebro en una silla de ruedas de computadora no lo hace realmente correcto en todo lo que sugiere. Esta 1 página es esencialmente irrefutable.

Siendo de la misma edad que el OP, seré valiente y ofreceré una respuesta.

Muy simple y sin rodeos: no hay atajos.

Si está buscando una comprensión real (y no solo una ilusión de comprensión que se obtiene de las popularizaciones) debe aprender las matemáticas difíciles. Debes entender la física lagrangiana y hamiltoniana. Debe comprender conceptos como álgebra de operador. Debe comprender cómo hacemos la transición de la física clásica a la física cuántica mediante la introducción de una función de onda y permitiendo soluciones que no tienen contrapartes clásicas. También es muy útil comprender cómo funciona este mismo enfoque en el caso de una teoría de campo.

Y sí, esto lleva años de duro estudio.

Pero cualquiera que diga lo contrario: cualquiera que le ofrezca un breve folleto, “Enséñese la física cuántica en X días” o “Una guía ficticia para la mecánica cuántica” (títulos inventados, pero usted entiende) es una serpiente mentirosa y engañosa. vendedor de petróleo

Y no creas a los que pretenden que es solo una conspiración del “establecimiento de la ciencia” para mantener a los extraños, bueno, fuera. No … es simplemente un reflejo del hecho de que la naturaleza no tiene la obligación de ser fácilmente entendidos por nosotros o ser intuitivos para nosotros. O, parafraseando a Einstein, Dios puede no ser malo, pero ciertamente es intrigante y astuto (estas palabras son, en mi opinión, más cercanas en significado al adjetivo original alemán, raffiniert , usado por Einstein, que la traducción habitual, sutil . )

Te voy a decepcionar severamente, no hay atajos. El problema se ve exacerbado por el hecho de que los físicos quieren hacer cálculos, por lo que ellos (o los matemáticos que intervienen) han desarrollado un formalismo que usted encontrará demasiado opaco, y francamente dudo que mucha gente realmente entienda realmente qué hay debajo de ese formalismo. Hay otro problema: ¿son realmente ciertos los aspectos contraintuitivos? Esto puede parecer herejía, pero mi argumento es que el experimento del borrador cuántico retrasado NO prueba lo que dice, porque omitieron la parte experimental crítica que demostraría que una alternativa está mal. (He esbozado el experimento requerido en mi libro electrónico “Ondas de guía”, pero no contengo la respiración esperando que alguien lo realice).

En el nivel de los legos, le sugiero que piense así: piense en la partícula como algo que se mueve sobre olas como una tabla de surf, y ahora piense en lo que hacen las olas cuando llegan a obstrucciones, y pregúntese qué podría hacer la tabla de surf.

El verdadero problema aquí es que debes saber qué es realmente una ola. Luego debes darte cuenta de que la fase de la onda de materia cuántica está determinada por la acción, lo que a su vez significa que realmente debes saber sobre la mecánica analítica avanzada. Encontrará algunos de los escritos de Feynman razonablemente abiertos: lea QED, y donde vea los relojes imaginarios, piense en ellos como cambios de fase de una ola.

No estoy seguro de si esto ayudará, pero un libro tolerablemente fácil que podría ser suficiente es de Jim Baggott llamado “Más allá de la medida”. No está exento de algunos problemas, pero puede llevarlo a donde desea ir. Es bastante matemático, pero cubre lo suficiente como para darle una idea del tema.

Muchas de las respuestas dadas aquí hablan sobre la imposibilidad de aprender a comprender las conclusiones contraintuitivas de la mecánica cuántica por un laico de su edad, o para cualquier edad. Estas respuestas parecen compuestas casi intencionalmente de tal manera que te disuadan de intentarlo. Declaro que ninguna de estas respuestas aborda su pregunta real o su situación y deseos individuales.

Seguramente, le resultaría muy difícil, incluso imposible, dominar la terminología arcana, el simbolismo de notación y los formalismos matemáticos de la física moderna. Pero eso no es lo que realmente quieres hacer de todos modos. No busca comprender las ecuaciones empleadas en la mecánica cuántica y las teorías cuánticas de campo, sino más bien los conceptos subyacentes.

Los conceptos e interpretaciones involucrados son de hecho rechazados por muchos físicos eruditos. Afirman que los mecanismos y verdades subyacentes son incognoscibles y que todo lo que cualquiera debe pedir y contentarse son las ecuaciones que predicen las mediciones observadas y pueden conducir a la dominación material de objetos y eventos y potencialmente a nuevas tecnologías. Creo que esta es una actitud insular problemática que es perjudicial para la evolución futura de la física.

Aquí, en pincelada amplia, es el curso que creo que encontrará más propicio para sus propias necesidades y deseos:

  • Lea al menos uno o dos de los libros de divulgación de física escritos de una manera y en un nivel que la mayoría de los laicos inteligentes puedan entender. Elija cuidadosamente entre los disponibles. Muchos se han publicado en la última década o dos y están razonablemente actualizados. Algunos son mejores que otros. Los libros de Brian Greene están claramente escritos y son altamente accesibles para el lector lego. Se podría hacer peor.
  • Lea al menos un libro, preferiblemente más, sobre la filosofía de la física. No será una lectura fácil, sino bastante desafiante para la mente. Por otro lado, pueden llevarte a donde realmente quieres ir. Esto es algo que los verdaderos creyentes en el poder de las ecuaciones matemáticas nunca lograrán para ti, la mayoría ni siquiera lo intentará. Un ejemplo particularmente bueno del tipo de libro del que estoy hablando aquí es Sobre física y filosofía de Bernard d’Espagnat. Otros de los que puede elegir se pueden encontrar aquí.

Una aventura deslumbrante y fascinante te espera en la exploración de las ideas de la física moderna. De hecho, eres totalmente capaz de comprender estas ideas de una manera significativa para ti. No dejes que ninguno de los detractores te disuada de embarcarte en este viaje de la mente.

Hay tres piezas que recomendaría que leyeras. Podrá comprenderlos, pero requerirá un pensamiento profundo.

  1. The Feynman Lectures of Physics, Volumen III, Capítulo 1 . Esto le da la esencia del ‘rompecabezas cuántico’ y contiene matemáticas que encontrará fácilmente accesibles (es decir, no hay muchas matemáticas). También puede pasar a los capítulos 2 y 3.
  2. El libro QED: The Strange Theory of Light and Matter , también de Richard Feynman. Este libro, basado en cuatro conferencias públicas, fue escrito para usted: una persona madura que puede no tener muchos conocimientos matemáticos. En la introducción, Feynman escribe: “De lo que les voy a hablar es de lo que enseñamos a nuestros estudiantes de física en el tercer o cuarto año de la escuela de posgrado”. Lo que él no va a hacer es enseñarte cómo trabajar en el campo, hacer los cálculos, lo que lleva unos siete años de entrenamiento. Y agrega: “Ahí es donde vamos a saltar siete años de educación en física: al explicar la electrodinámica cuántica en términos de lo que realmente estamos haciendo, ¡espero que puedan entenderlo mejor que algunos de los estudiantes!”
  3. Lo que no obtendrá de estas dos fuentes es nada sobre enredo cuántico. Para eso, vaya a este pequeño y encantador libro: Física cuántica: un primer encuentro , de Valerio Scarani (traducción al inglés publicada por Oxford Press).

A los 54 años sin una base matemática, será muy difícil aprender QM en un grado que, después de años si estudias, puedes decir honestamente que encontraste el tiempo dedicado, gratificante. Incluso las formulaciones más simples contienen símbolos que codifican operadores conceptualmente difíciles que son en sí mismos, un estudio que exige un esfuerzo intenso. Mucho dependerá de su razón para querer comprender estos principios: si está interesado en conversar o filosofar sobre problemas desconcertantes, con amigos y familiares, un conocimiento superficial puede satisfacer la ocasión. Además, gran parte de lo que aprende no lo ayudará a comprender por qué las cosas son como son.

Aquí hay algunas líneas del libro QED de Richard Feynman:

“De lo que les voy a hablar es de lo que enseñamos a nuestros estudiantes de física en el tercer o cuarto año de la escuela de posgrado, ¿y creen que se los voy a explicar para que puedan entenderlo? No. No vas a poder entenderlo. ¿Por qué entonces te voy a molestar con todo esto? ¿Por qué te vas a sentar aquí todo este tiempo cuando no puedas entender lo que voy a decir? Es mi tarea convencerlo de que no se aleje porque no entiende. Verás, mis estudiantes de física tampoco lo entienden. Eso es porque no lo entiendo, nadie lo hace “.

Buena suerte

Depende de qué tan duro te gustaría aprender física cuántica. Si desea una buena visión general de la física, un libro realmente bueno es Siete breves lecciones sobre física. Es una lectura muy corta (<100 páginas) y las explicaciones son muy agradables.

Si desea entrar en la parte mathy-mathy, le recomiendo el mínimo teórico. El físico Leonard Susskind comenzó a impartir estos cursos de estudios continuos para personas que nunca se especializaron en física o se convirtieron en científicos, pero que realmente querían aprender física más profundamente que la física “científica estadounidense”. Su primer curso cubre la mecánica clásica y también se ha convertido en un libro. El segundo cubre la mecánica cuántica y LS también convirtió este curso en un libro. El tercer libro sobre relatividad especial saldrá en septiembre. Me encantan sus conferencias y también los libros.

Definitivamente recomiendo ver y / o leer su curso de mecánica clásica antes de la mecánica cuántica porque algunos de los temas continúan.

Estos cursos y libros son los que me han permitido estudiar física de forma independiente antes de ingresar a la universidad como estudiante de física este otoño.

¡Espero que esto haya ayudado! 🙂

Viktor T. Toth Encontré su respuesta más sorprendente.

SÍ, PODEMOS A NOSOTROS MISMOS UN TROLL.

¿La epidemia de obesidad es real o un problema? PREGUNTADO POR Cooper Howlett quien dejó el siguiente comentario:

“Sufre de falta de educación. Arregle antes de intentar difundir su ignorancia”. ¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡

Viniendo de ti Cooper, eso es sumamente irónico, incluso aterrador (¿permiten que alguien estudie física ahora?)

El problema de la obesidad está totalmente fabricado, quiero decir, ¡DUH! (si sarcasmo)

Estás ignorando los supuestos a priori de la pregunta.

A los 54 años no tendrá el tiempo o la plasticidad neuronal para aprender las matemáticas avanzadas de QM, sin importar las infinitas iniciales que siguen, QED QCD

Las matemáticas nunca explican las ideas intuitivas contrarias de una manera rigurosa que uno puede entender intuitivamente.

Me imagino que casi todos están cansados ​​de escucharme explicar cómo TODOS mis profesores realmente buenos, incluso el nobel Laureate Dr. Brockhouse, explicarían las cosas en INGLÉS SENCILLO primero y luego se meterían en las matemáticas.

Los videos del festival mundial de ciencia tienen literalmente a los mejores expertos del mundo entero que explican las cosas en inglés simple.

Luego, cuando eso se volvió aburrido, cambié a ver las conferencias del Dr. Susskinds dirigidas a sus estudiantes de posgrado.

si no me crees mira esta pregunta y responde por favor:

A nivel molecular, ¿qué es la compresibilidad que experimentan los aviones supersónicos sin utilizar fórmulas matemáticas?

Respuesta del Premio Nobel: Bertram Brockhouse

Cuando la velocidad / velocidad del avión está muy cerca de la velocidad media browniana de las moléculas de aire, ya no pueden “apartarse” (lo suficientemente rápido) y tendrán una tendencia a “apilarse” frente al líder borde del ala hasta que se toquen lo suficiente como para comenzar a imitar un fluido.

Pausa

¿Está claro o tengo que dar más detalles?

Claro como una campana, señor, muchas gracias, esto me ha eludido desde que me enteré por primera vez. (Te balanceas y claramente no eres senil como todos nosotros, la voz en mi cabeza que a veces se escapa en quora)

Ahora me olvido exactamente de lo que dijo a continuación, pero Dios bendiga al hombre que verificó dos veces y luego salió, ¡gran hombre que era!

¡En la reunión de física, después de su muerte, me dijeron que cuando se enteró de ganar el Nobel, seguía preguntando por qué tanto alboroto ya que era un esfuerzo de equipo! (todo el tiempo, para diversión de sus colegas, estaba sentado en la mesa de su comedor con su atuendo de desayuno, modesto hasta el final)

Le dediqué un capítulo entero en mi libro de Scifi (más si prestas atención)

¡Así que Victor Science pertenece a la misa o dejarán de darnos DINERO!

Nos interesa explicar las cosas con ejemplos claros.

Doy clases de cosas eléctricas y siempre uso el agua como analogía.

Chico, no estoy de acuerdo con Viktor Toth. Un laico inteligente PUEDE entender la física, pero solo si aprende la teoría cuántica de campos. Verá, QFT resuelve las paradojas y las “conclusiones contraintuitivas” de la mecánica cuántica. Además, puede obtener una comprensión profunda de QFT sin entrar en las matemáticas. La forma de hacerlo es leer mi libro, o, si no puede pagar $ 4.95 por la versión del libro electrónico, al menos lea el Capítulo 10, que está disponible gratuitamente aquí. Para citar de mi libro:

Mi objetivo es transmitir la esencia de lo que son los campos cuánticos y cómo se comportan sin agobiarlo con los detalles y las matemáticas. Aunque para los físicos estos detalles son importantes y las matemáticas esenciales, causarían angustia a muchos lectores o, al menos, perderían interés. (Una vez leí que por cada ecuación, se pierden mil lectores). Si bien las matemáticas de QFT son parte de su belleza, QFT puede entenderse, o al menos apreciarse, a nivel conceptual sin ecuaciones. Como Paul Dirac dijo una vez:

La matemática es solo una herramienta y uno debe aprender a mantener las ideas físicas en la mente sin referencia a la forma matemática.

La mejor manera de entenderlos a los 54 años es haber comenzado a estudiarlos (las matemáticas y la física) antes de los 24 años.

Si no lo hiciste, no te preocupes. Si comienzas ahora y cuidas bien tu salud, hay al menos una posibilidad justa de que vivas lo suficiente como para formar un entendimiento básico antes de que se apague la luz.

He sido un entusiasta estudiante de la materia durante casi medio siglo y todavía estoy en el proceso de aprender, pero en mi defensa la gente mucho más inteligente que yo sigue refinando y desarrollando la teoría para que, incluso si mi conocimiento fuera completo. hoy (ni siquiera cerca), ya no estaría completa para la próxima semana.

A menos que realmente, realmente, realmente te gusten las matemáticas, es posible que desees considerar solo tomar la palabra de los físicos.

El problema es que 54 es probablemente demasiado viejo para comenzar a aprender cosas que deberías haber usado con habilidad a los 22 años.

Hola, tengo 70 años y abandoné mi ilusión hace mucho tiempo: como dijo Dirty Harry de Clint Eastwood, “Un hombre debe conocer sus limitaciones”.

Así que apúrate por tener el deseo, pero estarías más feliz tomando la ruta del laico … y leyendo todo lo que Richard Feynman alguna vez escribió o dijo.

No sé su nivel de matemáticas, pero si desea desarrollar algunos músculos matemáticos reales, aprenda el cálculo diferencial e integral. Es una cosa de belleza. Luego sigue desde allí si quieres. Las ecuaciones diferenciales son las siguientes.

Pero podría atajar mucha Física yendo directamente a QFT. (Pruebe Fields of Color: The Theory That Escape Einstein de Rodney Brooks … ) Publica en Quora a menudo.

Hay 4 conferencias (probablemente más) de Richard Feynman en YouTube en las que está explicando Quantum Electro Dynamics (QED) que me ayudaron mucho. No puedo hacer los cálculos, pero él explica los conceptos bastante bien. Incluso en sus conferencias, Feynman afirma que no lo entiende, los estudiantes no lo entienden, nadie lo entiende realmente.

En cuanto a todas las personas que dicen que no puedes entenderlo sin entender las matemáticas, no estaré de acuerdo. Saber que si tienes esto y haces un cálculo al respecto, no entenderás cómo funciona algo, ya que hay mucha más profundidad en el universo que simplemente hacer números para llegar a otros números.

Nunca te dejes avergonzar por las matemáticas o la física con una cabeza de huevo. Las matemáticas y la física son como un truco de cartas, sus misterios hasta que lo descubras, a tu propio ritmo, no hay nada para ellos. Si puede contar hasta 10, sumar, restar, multiplicar, dividir y aprender el qué y por qué de un derivado básico, (ver cálculo) tendrá todas las herramientas necesarias para jugar y comprender los misterios del Universo. Mire cualquier cosa en el canal de Ciencia y PBS. La serie de agujeros de gusano de Mogan Freeman es 7 temporadas de felicidad en Theroy. El físico Brian Greene hizo una gran serie para PBS que está extremadamente bien hecha, al igual que la Naturaleza de las cosas. Le recomendaría que examine las obras y los fracasos de Einstein para lograr una perspectiva adecuada. Tanto sus experimentos de pensamiento (Gedanken) como su trabajo sobre la relatividad fueron continuaciones de los trabajos de Copérnico y Sócrates. Por último, si quieres jugar con las matemáticas que nos hacen funcionar y la realidad, descarga un generador Mandlebrot y juega con él. Obviamente, si tiene alguna pregunta o necesita dirección en su búsqueda, solo grite. ¡Recuerde, solo necesita saber lo suficiente para entenderlo todo! PD: Soy un laico que cumplirá 54 años en octubre. Party On!