¿Cómo puede una persona aprender suficiente matemática y física en un año para entender la física cuántica?

Eso depende de qué nivel se encuentre dicha persona actualmente. Antes de saltar a la mecánica cuántica, deseará un buen nivel de madurez matemática con un fondo decente en álgebra lineal y mecánica clásica, así como al menos una comprensión básica del electromagnetismo, la mecánica clásica y el cálculo, todos los cuales representan menos que Un año de cursos para una especialidad en física típica.

La mecánica cuántica introductoria gira principalmente alrededor de resolver la ecuación de Schrödinger (una ecuación diferencial o, equivalentemente, una ecuación de valor propio) y hacer analogías con los conceptos mecánicos clásicos (por ejemplo, comparar el momento cuántico y el Hamiltoniano cuántico con sus contrapartes clásicas). Después, profundizarás en estados cuánticos como vectores y transformar entre bases (por ejemplo, la posición y el momento) utilizando la transformada de Fourier.

Requisitos previos:
-Algebra Lineal (Poole). Vectores, operadores, productos internos, cambios de base, valores propios.
-Cálculo (Thomas o Rogawski). Derivados, integrales, derivadas parciales, integrales múltiples, series, ecuaciones diferenciales.
-Métodos Matemáticos (Boas). Números complejos, series de Fourier, transformadas de Fourier, funciones delta.
Física Universitaria (Young & Freedman). Detente cuando llegues a la física moderna. Use su mejor criterio al saltear capítulos (por ejemplo, mecánica de fluidos, circuitos y ópticas geométricas).

Recomendado:
-Algebra Lineal (Friedberg o Shilov). Vectores espacios en el sentido abstracto.
Mecánica clásica (Goldstein). Mecánica hamiltoniana.

Mecánica cuántica:
-University Physics (Young & Freedman), contiene un capítulo introductorio sobre mecánica cuántica
– Mecánica de cantidad (Griffiths), el estándar, aunque nunca lo he leído yo mismo.
-Quantum Mechanics (Zettili), mi recomendación para un libro introductorio.
– Mecánica de cantidad (Shankar), si tiene confianza en su formación matemática.

Esto es, por supuesto, suponiendo un deseo de aprender mecánica cuántica a un nivel introductorio. A medida que aprenda más matemáticas y estudie más la mecánica cuántica, descubrirá que hay mucho que asimilar. Estoy iniciando mi segundo año de estudios de posgrado y mi apreciación por la mecánica cuántica y las matemáticas subyacentes sigue creciendo con regularidad.

MIT recientemente lanzó un curso de pregrado gratuito sobre mecánica cuántica en iTunesU.

Los prerrequisitos recomendados que dan son: álgebra lineal, cálculo y física clásica. Si puede eliminarlos en un año, debería estar listo para comenzar.

En realidad estoy planeando hacer lo mismo. Afortunadamente, el cálculo y la física son una revisión de la universidad hace 20 años.

Puedes enseñar mecánica cuántica a un nivel básico de laicos y omitir la mayoría de las matemáticas. Esto es útil al desacreditar productos dudosos que hacen referencias a la mecánica cuántica en sus anuncios. En el mejor de los casos, es un servicio de protección al consumidor para educar a las personas en los fundamentos de la mecánica cuántica para que al menos guarden sus billeteras.

Teniendo en cuenta la divulgación pública, te recomiendo CosmoQuest. Puede ver que hay personas que se dedican a llevar la educación científica tanto al aula como al público.

Cosmoquest

Como ya han mencionado otros, el aprendizaje de las matemáticas y la física es incremental.

Es posible. Quiero decir que necesitarías saber lo básico de la mecánica clásica, el álgebra lineal y el cálculo para poder abordar la mecánica cuántica. necesitarías al menos entender las ecuaciones diferenciales y las diferenciales parciales para ir un poco más lejos.
Si desea ir aún más lejos, debe conocer un análisis complejo y ser fuerte en las ecuaciones diferenciales y las transformadas de Fourier.

Depende de lo que quieras decir con “entender”. Una persona no científica no matemática puede entender las ideas fundamentales, aunque son un poco desconcertantes. Si quieres poder resolver la ecuación de Schrödinger en un contexto específico, eso es otra cuestión.

¿Alguien realmente entiende la Física Cuántica?

Si su definición de “entender” es tal que algunas personas entienden este tema, entonces, como han señalado otros, las preguntas aún nos dejan preguntándonos cuál es el punto de partida.

Mi primer año en la universidad estudiando Matemáticas como la especialización fue suficiente para comprender bastante bien los fundamentos de la Teoría Cuántica y la Relatividad Especial. Tenía un gran interés en la física en la escuela, pero dado ese antecedente, creo que un año es más que suficiente con una motivación adecuada.

Jaja
Richard Feynman dijo “si crees que entiendes la física cuántica, no entiendes la física cuántica”

Simplemente está en mal estado. Un año, dos años, una vida … Podemos hacer que funcione para nosotros, pero no hemos evolucionado lo suficiente como para entenderlo realmente.

¿Para entender la física cuántica? Tendría que ser tan inteligente como Richard Feynman o Ed Witten. Las personas normales inteligentes tienen que pasar de cinco a diez años para lograr esto.

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