¿Cuál es la mejor manera de aprender mecánica cuántica?

Primero me gustaría sugerir que tal vez realmente no odies las matemáticas. Tal vez simplemente odias no entenderlo, o no ser bueno en eso, lo que probablemente puedes cambiar si realmente quieres.

Para acercarse a la comprensión de QM, primero obtenga una licenciatura en física. ¡NO te vayas! Puedo explicarlo: Después de 4 años como estudiante de física, habiendo completado un curso menor en matemáticas, en mi última clase de mecánica cuántica del semestre, el profesor entró con una gran caja de donuts y los pasó. Creo que hizo esto para suavizar el golpe que estaba a punto de dar. Habíamos estado trabajando nuestros lápices hasta el fondo durante todo el semestre, completando largas ecuaciones diferenciales involucradas y otras complejidades similares que implicaban casi siempre psi: la letra griega que representa una función de onda a un nivel cuántico (la menor cantidad posible). Con una sonrisa bastante cautelosa, el profesor nos preguntó a todos “¿Qué es psi?” Algunas declaraciones surgieron entre donas y café. Luego, básicamente, dijo que si realmente no lo entendemos, no se preocupe porque nadie lo entiende totalmente. Wow, hice MUCHO trabajo, me refiero al MÁS trabajo que he hecho en mi vida para llegar a esa no conclusión. ¡Pero después de todo era solo un INTRO para el curso cuántico! Espero que esto lo tenga en perspectiva para ti.

Pero no te dejes intimidar! Seriamente.

Y he aquí por qué: cuando estaba en la escuela secundaria NO era un geek. Lo hice horriblemente en matemáticas y ni siquiera tomé Álgebra II o Química. o la física. Escuché un promedio de C y anhelé con todo mi corazón “obtener” las matemáticas porque, por lo que sabía de física (en su mayoría, la paradoja de los gemelos y el programa espacial) estaba enamorado de ella. Durante años después de la escuela secundaria, estaba muy triste y iba y venía tratando de convencerme de que estaba bien, no estaba cumpliendo mis sueños y estaba tan deprimida que quería morir, casi literalmente. Resultó que tenía amigos que notaron que estaba deprimido y que tenía capacidad académica. Mientras estaba en la escuela secundaria tuve algunas malas influencias en mi vida (los padres en realidad) que me frenaron y me hicieron creer que yo era alguien que realmente no era. Mi nuevo círculo de amigos me animó y me convenció de que debía volver a la escuela e intentarlo. También se ofrecieron a ayudarme con cualquier problema que encontré en matemáticas.

Así que me arriesgué. Y descubrí que si me decidía a hacer todo lo que fuera necesario para hacer A, dedicar tiempo extra, podría hacer los cálculos. Así lo hice y rápidamente, incluso me enamoré de ello. Tuve dificultades para dejar ir un problema. El hambre, la necesidad de dormir y prácticamente todo lo demás pasó completamente desapercibido mientras estaba involucrado en un problema de matemáticas. Se convirtió casi en una compulsión. Me descubrieron que también me apasionaban las matemáticas. Terminé como tutor de matemáticas y terminé mi licenciatura en física, magna cum laude.

Si tienes una pasión por la física, la pasión te ayudará a superar el trabajo duro. ¿Y qué tienes que perder por intentarlo? Pero si decide volver a la escuela y estudiar física, debe confiar en gran medida en sus compañeros, estudie en grupos siempre que sea posible, en los que todos se muestren a trabajar y contribuyan. Esto, por cierto, es un proceso muy alegre! Y mantén tu mente abierta; Para la mayoría de las personas, la física no es muy intuitiva. Por lo tanto, sus expectativas basadas en todo lo que probablemente haya aprendido en la vida hasta ahora serán frustradas. Entonces, en su mayor parte, abandónalos y deja que el universo se te revele.

Si regresa a la escuela, es importante mantenerse inspirado y no preocuparse por conseguir un trabajo cuando salga. Conseguirás un trabajo. Probablemente una buena Especialmente si mantienes tu GPA alto. ¡Lee los libros de Richard Feynman! “Seguramente estás bromeando, Sr. Feynman” y “¿Qué te importa lo que piensen los demás?”, Son maravillosamente inspiradores, y fáciles de leer sobre cómo convertirte en un físico.

Si lo intentas y consigues la educación, un doctorado, ¿quién sabe? ¡Puede que seas el primero en comprenderlo tan completamente que puedas explicárnoslo al resto de nosotros!

Pero una palabra más sobre las matemáticas. No espere que tome la misma cantidad de tiempo para estudiar que sus otras clases. Es como aprender a tocar un instrumento: puedo explicarte cómo leer música en 2 minutos y entenderás. En otro minuto puedes entender cómo traducir las notas escritas al piano. Pero llevarlo a cabo de manera impecable llevará muchas, muchas horas de práctica dedicada … a menos que seas ese uno en un billón de personas con un don extraordinario.

Así que si realmente te apasiona querer entender cuántica o cualquier otra física, más apasionada que cualquier otra cosa, te debes a ti mismo intentarlo. ¡Y sólo haz los cálculos!

En etapas.

La etapa 1 probablemente estaba tomando la secuencia física habitual de pregrado con un poco de QM en ella.

La etapa 2 para mí fue profundizar en la química orgánica. (Esto es un poco anormal.) La teoría orbital molecular, particularmente MO / LCAO (orbitales moleculares como combinaciones lineales de orbitales atómicos), y la teoría de grupos de simetría (que conduce a cosas como las reglas de Woodward-Hoffman), me dieron mi primera ”Por cómo se juega QM en la práctica. Me dejó entender cosas como por qué los enlaces dobles son rígidos en rotación, pero los enlaces simples y triples no lo son. Incluso hoy, décadas más tarde, todavía tiendo a visualizar QM como “cómo se comportan los electrones en las moléculas orgánicas”.

La etapa 3 (muchos años después) estaba leyendo muchos libros populares. Más de un misterio fue particularmente útil, ya que me introdujo en el efecto Aharonov-Bohm, que me curó de la enfermedad de invariancia de galga ingenua (la idea incorrecta pero generalizada de que los campos, actuando localmente, pueden explicar todo, y que por lo tanto no puede haber cualquier efecto en una región libre de campo).

La etapa 4 se estaba interesando en la computación cuántica. Esto significaba entender cosas como el teorema de Holevo y el teorema de no clonación y el teorema de no comunicación. Después de un tiempo, sentí que mi ciencia de la computación y la teoría de la información eran lo suficientemente sólidas, pero que era más débil en QM de lo que debería ser, lo que me llevó a …

La Etapa 5 estuvo auditando el curso de QM de pregrado de todo el año en la Universidad Estatal de Colorado, incluso haciendo toda la tarea. Y luego el curso de posgrado de año completo. Y luego, un semestre, cada uno de los métodos de electromagnetismo y matemática y la teoría cuántica de campos solo para estar seguros. Las cosas que los nerds de la ciencia hacen para divertirse. 🙂

En el curso de eso, me interesé en un pequeño remanso pasado por alto de la teoría cuántica, así que ya no estoy haciendo mucho control de calidad. Pero siento que mis chuletas cuánticas están bien. Puedo resolver problemas simples, tengo una idea razonable de las cosas y me he eliminado algunas de las ideas más estúpidas que afectan a mucha gente. No grado profesional-físico, sino decente. Tendrá que hacerlo por ahora.

La mecánica cuántica no se puede explicar adecuadamente a un lego usando mecánica clásica, es decir, ejemplos de automóviles. Así que solo se puede explicar usando electrones. Significa que solo puede explicarse a un lego de manera superficial.

Hay un experimento de Feynman que trata el extraño comportamiento de los electrones. Si usas electrones en el experimento de la doble rendija, también da flecos como la luz. Este comportamiento en particular fue desconcertante para los físicos más que el número de muertes de la primera guerra mundial. Dejando la parte sorpresa a un lado, para encontrar qué electrón está entrando en qué hendidura, la luz se usa para encontrar el camino. Agregando más a la sorpresa anterior, las franjas se pierden después de que los electrones fueron dispersados ​​por los fotones y comenzaron a comportarse como balas ordinarias. Este fenómeno no dependía de la frecuencia o intensidad de la luz. Este experimento apoyó claramente el principio de superposición y la decoherencia en la mecánica cuántica. Esto es raro para las partículas.

Los estados de los electrones se comportan como ondas y obedecen a la mecánica de ondas (eqn de Schrödinger) y al principio de superposición.

| estado de electrones> [math] = a. | 1> + b. | 2> [/ math]

Aquí el estado de los electrones se puede escribir en términos de posición o energía o impulso. Depende de lo que quieras. | 1> y | 2> son estados de un electrón (Partícula cuántica en general).

Pero si tomas una medida, causas la destrucción del estado (Decoherence), y obligas al sistema a que se convierta en su estado | 1> o | 2>, con [math] | a | ^ 2 [/ math] y | [ math] b | ^ 2 [/ math] probabilidades, respectivamente. (idk si mi semántica es correcta) Significa que cambiaría a | 1> state con [math] | a | ^ 2 [/ math] probabilidad o a | 2> state con [math] | b | ^ 2 [/ math] probabilidad, si se mide con un equipo que tiene | 1> y | 2> como sus estados propios (la decoherencia depende del tipo de medición que esté tomando). Esto es lo que el experimento del gato de Schrodinger también aborda. Para aquellos que se preguntan “¿cuál es la aleatoriedad perfecta?”, La aleatoriedad cuántica es la perfecta.

Esta es la interpretación de Copenhague para QM. Tenemos otros también. Para más detalles, lee un libro de física avanzada. Esta es la forma más sencilla de mostrar el comportamiento cuántico.

PD: Entonces no tomes medidas de electrones. Estás destruyendo el sistema. Jajaja

Lee todo lo que puedas, luego piensa profundamente, pero ten cuidado. Cuando Richard Feynman dijo que nadie entiende la mecánica cuántica, no estaba bromeando, y para mí, Feynman tenía una excepción en la comprensión de la física. Además, aunque tienes que tener un buen conocimiento de las matemáticas, las matemáticas no conducen a la comprensión. Feynman habría sido tan bueno en el cálculo como la mayoría. Las matemáticas describen lo que ocurre y te permiten calcular, pero eso no es comprensión. No he visto a nadie superar las objeciones de Feynman con la interpretación estándar.

Mi enfoque es hacer preguntas de la naturaleza. Mi primera pregunta es, ¿qué se cuantifica? Respuesta: acción. Eso es fácil porque h es el cuanto de acción. Mira, tienes que entender lo que significa cada uno de los términos. Mi siguiente paso fue observar la forma de la función de onda y preguntar, por qué, en oposición a, digamos, una onda sinusoidal, que no funciona. Mi siguiente paso fue aplicar la teoría de los números complejos de Euler a la función de onda, y ahora hay un problema: lo que terminas te saca de las interpretaciones actuales. (Es extraño) Pero terminas con una fácil derivación del Principio de Incertidumbre y el Principio de Exclusión (siempre que recuerdes la teoría electromagnética de Maxwell). Luego continué. El problema de tratar de entender es que te lleva a aguas desconocidas. Entonces, pregúntese, ¿realmente quiere entender o preferiría ser competente en teoría estándar?

Nadie entiende QM.

Realmente no necesitas las matemáticas para entender de qué se trata. Lo importante que hay que entender acerca de la calidad de vida de un laico como tú es la evidencia experimental que muestra cómo se rompe la mecánica newtoniana y cómo la solución de calidad se soluciona.

Por ejemplo, el efecto fotoeléctrico. ¿Entiendes por qué es tan extraño que ciertas longitudes de onda de la luz, sin importar la intensidad, no desplacen a los electrones, sino la luz muy débil de otra longitud de onda? ¿Entiendes por qué el calentamiento no puede explicar los fenómenos?

La comprensión del experimento de doble rendija se puede hacer con una geometría simple. Le toma un tiempo envolver su cabeza alrededor de ella, pero una vez que lo hace, los patrones de interferencia son una tarea fácil, incluso si no puede escribir la fórmula.

Comprender la verdadera naturaleza del átomo y por qué “orbital” es un nombre inapropiado. Heck, entender por qué “partícula” es un nombre inapropiado también debería ayudarlo a encontrar el camino correcto.

Claro, las ideas avanzadas en gestión de la calidad que se pueden lograr solo a través de la comprensión de cómo resolver ecuaciones diferenciales no serán captadas por usted. Sin embargo, conceptos como los armónicos esféricos son comprensibles en un grado u otro.

El CAP de Einstein exige que todas las partículas elementales se describan extendidas en el plano 2D ortogonal a la dirección del movimiento. Esta extensión explica el QM. girar completamente

También investigue: CAP compatible con QM explicado!

Porque hasta hoy día nadie parece entender nuestra Hermosa Realidad. !

Para entender realmente la mecánica cuántica aún desconocida – Wikipedia, visite mi sitio web:

QM se derivó de las teorías de la relatividad de Einstein y se reescribió para cumplir con el CAP.

Ir. MT de Hoop usualmente se llama Tom!
Bouwensputseweg 6
4471 RC El condado de Wolphaartsdijk va a “Zelanda” en el suroeste de los Países Bajos.
Teléfono: 06 12 66 82 08
Correo electrónico: [email protected]
WWW: QM derivado de las teorías de la relatividad de Einstein y reescrito para cumplir con el CAP.

No escuche a las personas que le dicen que nadie entiende QM. Están equivocados. Mucha gente entiende QM, y tú puedes ser uno de ellos. Y tampoco necesitas una comprensión profunda de las matemáticas. Todo lo que realmente necesita saber es el álgebra básica y el concepto de un número complejo. (Al menos, eso es todo lo que necesita para llegar a una correcta comprensión intuitiva de QM).

La clave para lograr una comprensión conceptual de la gestión de la calidad es comprender que la medición y el enredo son el mismo fenómeno físico. Una vez que entiendes lo que eso significa (y que de hecho es cierto), QM se vuelve mucho menos misterioso. Llegar a ese punto puede ser un poco difícil, pero este es un buen lugar para comenzar:

Página en flownet.com

También hay una versión en video:

Página en youtube.com

La “mecánica cuántica” de Dirac, conferencias de Feynman, vol. III, “Mecánica cuántica” de Landau y Lifschitz, más una colección aleatoria de libros modernos para completar ejercicios simples.

Bueno, estudié los aspectos teóricos de la mecánica cuántica durante varios años con mi tiempo libre a través de Internet, el canal de ciencia y los libros. Sin embargo, no fue hasta que tomé Cálculo I, II, III, IV y física I, II, III, que pude llegar a un nivel en el que incluso podría comenzar a entender la mecánica cuántica. La introducción temprana a los aspectos teóricos definitivamente ayudó, pero sin todas esas matemáticas, la mayoría de ellas no se pueden entender.

Hagas lo que hagas, no leas las respuestas de Quora sobre estos temas, ya que hay un montón de “teóricos alternativos” que propagan sus propias “teorías” que tienen poco que ver con la ciencia real. Desafortunadamente, uno no puede comentar apropiadamente sobre tales cosas, como yo lo entiendo. También evitaría YouTube, hay cosas buenas allí, pero también muchas tonterías. Un libro muy bueno como introducción es “Mecánica cuántica El mínimo teórico” de Leonard Susskind. También está su libro “El mínimo teórico que necesitas saber para comenzar a hacer física”, que cubre algunas ideas matemáticas y de física clásica que son esencialmente un requisito previo para entender la física avanzada.

Pensé que Quanum Mechanics: The Minimum teórico de Leonard Susskind y Art Friedman era bastante bueno. Por lo que recuerdo, Leonard es profesor de física y Art fue uno de sus alumnos.

Hicieron un buen trabajo al eliminar los requisitos previos de física de sus lecciones. Necesitarás saber algo de cálculo y algo de álgebra lineal tampoco te hará daño.

Comience con la Introducción a la mecánica cuántica de David J. Griffiths. Trate de resolver todos los problemas que ha dado en el libro, cada uno da una buena visión del funcionamiento de la teoría. Pero si quieres aprender cómo Paul Dirac hizo las matemáticas más fáciles, prueba el segundo capítulo de Quantum Mechanics de Nouredine Zettili después de completar algunos capítulos de Griffiths.

Si no tiene prisa, siga los Principios de la mecánica cuántica de R Shankar.

Puedes comenzar a buscar en youtube para los cursos de stanford de Leonard Susskind, pero en verdad, comienza con la física clásica o te abandonarás en el primer minuto.

Primera regla de principio de incertidumbre
[math] \ Delta p \ times \ Delta x \ geq \ hbar [/ math]
Significa que no puede tener una posición definida con una incertidumbre inferior a la constante de planck, tanto como no puede tener un impulso con una incertidumbre inferior a la constante de planck.

Los videos de PBS en el espacio-tiempo en YouTube son excelentes. Busque la lista de reproducción de la mecánica cuántica. Es posible que desee verlos más de una vez, ya que cubren mucho. El libro “Física cuántica, lo que todos necesitan saber” de Michael G Raymer también es un gran comienzo. Es técnico sin ser matemático y no tiene información errónea que se puede encontrar en todo el Internet.

Lea mi respuesta a una pregunta similar: http://www.quora.com/What-is-a-good-book-to-start-learning-quantum-mechanics/answer/Steve-Denton