Para alguien que acaba de comenzar la universidad, los temas más importantes para comenzar serían el cálculo vectorial, el análisis complejo, la geometría diferencial y el álgebra lineal. Todos estos son esenciales para tener alguna oportunidad de entender la teoría básica de cuerdas, por lo que deben dominarse antes de pasar a temas más avanzados. La topología y la teoría de grupos también son muy importantes para la teoría de cuerdas, aunque creo que es posible tener solo una comprensión vaga de estos temas y todavía aprender algo de la teoría de cuerdas básica. La topología algebraica, la geometría algebraica e incluso la teoría de categorías se utilizan a menudo en la teoría de cuerdas avanzada, pero no son necesarias para comprender los conceptos básicos.
El requisito previo más inmediato para la teoría de cuerdas es la teoría cuántica de campos, ya que casi todos los conceptos en la teoría de cuerdas son cosas que surgieron de la teoría de campos cuánticos y se basan en la teoría de campos cuánticos. Probablemente debería tener al menos un año de teoría cuántica de campos antes de intentar aprender teoría de cuerdas, aunque creo que algunas personas muy inteligentes podrían intentarlo con solo un semestre aproximadamente (esto ciertamente no hubiera sido posible para mí mismo). Desafortunadamente, la teoría de campos cuántica en sí misma tiene muchos otros requisitos previos de física que deben cumplirse antes de poder comenzar a aprenderla. Y la relatividad general es el otro gran requisito de la física para comenzar la teoría de cuerdas.
Los requisitos previos para la teoría cuántica de campos son tener una sólida comprensión de la mecánica cuántica, la mecánica clásica y el electromagnetismo. La mecánica estadística también es una muy buena idea, aunque menos esencial que las otras 3. Nota: por mecánica clásica, me refiero a una comprensión de la dinámica de Lagrangian y Hamiltoniana, el cálculo de variaciones, las ecuaciones de Euler-Lagrange, etc. Clase introductoria de física sobre física newtoniana.
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Para la relatividad general, afortunadamente, los requisitos previos se superponen mucho con la teoría cuántica de campos: principalmente electromagnetismo y mecánica clásica. Pero la relatividad general es donde la geometría diferencial se vuelve muy importante. (La geometría diferencial también es importante para la teoría del campo cuántico, pero tal vez no tanto como el álgebra lineal y la teoría de grupos, parte de la cual se puede aprender a lo largo del camino).
Así que, básicamente, es un camino largo. Pero empieza a tomar muchas clases de matemáticas, así como clases de física. Y eventualmente (probablemente no hasta la escuela de posgrado) tendrás todas las herramientas necesarias para comenzar a aprender la teoría de cuerdas. Si usted es el tipo de persona que disfrutaría de la teoría de cuerdas, es casi seguro que cada uno de estos temas será interesante por sí mismo y vale la pena estudiarlo. Es un camino largo, por lo que si alguno de ellos parece aburrido o tedioso, recuerde que siempre puede decidir en cualquier momento que no es el camino para usted y saltar a otra cosa. O bien, puede descubrir que cuanto más se aleja, más claro queda, ¡es exactamente el camino para usted! De cualquier manera, abróchate el cinturón y disfruta del viaje 🙂