Soy ingeniero (mecánico) y no sé nada de física, pero estoy realmente interesado en la teoría de cuerdas. ¿Cómo lo hago? ¿Qué camino debo seguir para pasar de no saber nada acerca de la física moderna a ser capaz de entender la teoría?

Answer 1

Aplaudo su coraje, pero debo confesar que todavía no creo que esté listo. Necesitarás una base matemática mucho más sólida, y al menos algo de intuición con relatividad, tensores y teoría de campos cuánticos para hacer algo con la teoría de cuerdas.

Lo que hay que entender acerca de la teoría de cuerdas es que, en un nivel intuitivo, hay muy poco que entender. Tienes nuevos objetos llamados ‘cuerdas’ cuyas vibraciones corresponden a partículas. Las matemáticas de su comportamiento resuelven ciertos problemas que esperaríamos si intentáramos buscar una respuesta a través de nuestro marco habitual, es decir, la teoría cuántica de campos. Para que existan estas cadenas, es posible que necesite un cierto número de dimensiones adicionales. También hay estas cosas llamadas branas que son equivalentes bidimensionales de las cuerdas, que pueden hacer muchas de las mismas cosas que las cuerdas pueden hacer.

Eso es todo Como puede ver, la teoría de cuerdas es de interés para los físicos debido a las matemáticas, más que porque plantea una nueva perspectiva revolucionaria o requiere nueva física.

Si aún estás interesado en las matemáticas detrás de la teoría de cuerdas, esto es lo que te recomiendo:

• Compre el primer curso de Barton Zweibach en teoría de cuerdas. Es una introducción relativamente buena a la teoría de cuerdas adecuada para estudiantes universitarios (estudiantes avanzados en MIT, así que no son exactamente sus estudiantes de variedades de jardín, pero sin embargo) los que dedican los primeros capítulos a hablar sobre física clásica, relatividad, mecánica cuántica y teoría cuántica de campos. Te llevará tiempo pasar por todo esto, pero al menos saldrás con una idea de qué esperar.
• Realmente repasar sus matemáticas avanzadas. Esto significa que debe ser capaz de comprender lo siguiente: tensores, covarianza y contravarianza, conmutadores, cálculo de variaciones, cómo resolver ecuaciones diferenciales (tanto parciales como ordinarias), métricas. La mayor parte de esto se puede encontrar en los libros de texto sobre geometría diferencial, y el cálculo de la variación se enseña en todos los libros de texto de física de pregrado.
• Repasa tu física avanzada. Sepa qué son los lagrangianos y hamiltonianos, así como cuáles son la transformación y la métrica de Lorentz. Comprenda los conceptos básicos de la teoría cuántica, sobre todo qué son los operadores y cómo funcionan. Aquí hay un gran recurso, especialmente acolchado para ingenieros, que cubrirá todo lo relacionado con la mecánica cuántica y la relatividad especial: http://www.eng.fsu.edu/~dommelen…. (Incluso tiene notas sobre los lagrangianos y hamiltonianos, me acabo de dar cuenta).
• Vuelve al paso 1.

Este va a ser un largo viaje, te lo advierto. Los estudiantes de posgrado y los estudiosos postdoctorales pasan sus carreras académicas y sus vidas trabajando en pequeños rincones del campo, y es casi seguro que lo recompensarán con nada muy útil. La teoría en sí misma no ofrece física novedosa, y los físicos mismos comienzan a alejarse de ella porque el Gran Colisionador de Hadrones no ha dado lugar a partículas supersimétricas (la supersimetría es un requisito en la mayoría de los sabores de la teoría de cuerdas). Básicamente, aprenderá una teoría que no tiene ningún uso práctico, está empezando a caer en desgracia, no ofrece una visión física novedosa y está presente porque las matemáticas se consideran elegantes.

Sin embargo, si realmente desea hacer esto, he descrito los pasos. ¡Buena suerte!

Answer 2

Si desea comprender la teoría de cuerdas en el nivel matemático completo, debe detenerse por un minuto y considerar por qué quiere hacer eso … Honestamente, no veo ninguna razón para aprender a entender la teoría de cuerdas a este nivel, a menos que realmente desee realizar investigación en teoría de cuerdas.

Si lo pensaste y crees que hacer investigación en teoría de cuerdas es lo que realmente quieres, entonces el lugar para comenzar es obtener un título universitario en matemáticas y física. Las matemáticas que aprendiste en el grado de ingeniería mecánica son completamente irrelevantes para la investigación en física teórica y en particular para la teoría de cuerdas.

Si realmente no desea realizar una investigación en teoría de cuerdas, simplemente lea cualquiera de los libros de ciencia popular que analizan la teoría de cuerdas. La matemática es definitivamente hermosa y vale la pena estudiarla, pero incluso si eres un genio, se requieren años para obtener el conocimiento de fondo requerido. Nunca he oído hablar de alguien que no sea físico o matemático y haya pasado años aprendiendo las matemáticas de la teoría de cuerdas “solo por diversión”. ¿Tienes?

Answer 3

Hola amigo,

Nada puede dejar de ser curioso, y siento esto. Es por eso que tomé Ingeniería Física en mi universidad. Pero no tengo ninguna teoría, quería aprender sobre Teoría de la física moderna, pero luego tengo cosas de programador y hardware en mi universidad. ¿Es un tapón para mí? No. Todavía leo muchos libros, desde Einstein hasta Stephen Hawking. Y sí, puedes leer también. Sorprendentemente, ahora muchos de mis colegas también saben sobre la teoría de la física moderna, aunque provienen de diferentes antecedentes. Nada puede detener la curiosidad. Empieza a leer, desde el breve. Lentamente podrás entender las matemáticas detrás de eso. No es el mismo nivel que el experto, el profesional de la física moderna, pero eso es suficiente para que pueda reclamar mi curiosidad. Empieza a leer a mi amigo, y el conocimiento emergerá lentamente

Aclamaciones,

Answer 4

Además de la excelente respuesta de Akshat Mahajan. El libro de Yau sobre los manifolds de Calabi-Yau incluye información matemática muy técnica (pero importante, cosas como simetría de espejo y dualidades y correspondencia de anuncios / cft) a bajo nivel de licenciatura / popular. Se llama la forma del espacio interior y definitivamente debes leerlo.
El mínimo teórico también tiene un nivel matemático ridículo, pero aún así es un nivel riguroso con muchos conceptos de alto nivel, más la perspectiva de Susskind es interesante porque ayudó a crear el tema en sus inicios.

Answer 5

Estimado Anónimo,

Yo también soy ingeniero. La teoría de cuerdas es fascinante, pero requiere un tremendo compromiso con las matemáticas si realmente quieres entender. Mi primera introducción a la teoría de cuerdas fue El universo elegante de Brian Greene, que ahora está un poco anticuado, pero sigue siendo un excelente punto de partida. El libro omite la mayoría de las matemáticas y hace un buen trabajo al ponerte en la imagen. Hay otros libros que también intentan “vincular” a aquellos que no tienen el tiempo / interés / capacidad para dominar las herramientas matemáticas.

Si dices que realmente quieres “hacer las matemáticas”, necesitarás todas esas cosas que ya has estudiado, como cálculo, ecuaciones en diferencias y álgebra lineal, pero también cursos de topología, geometría diferencial y un montón de otras cosas. Nunca he oído hablar de No creo que sea práctico a menos que esté muy dotado y altamente motivado.

También debería decir que, tan interesante como es la teoría de cuerdas, no es la única versión de “física exótica”. La teoría del campo cuántico parece tener algunos defensores fuertes también.

Mucho para ver en su tiempo libre cuando no está diseñando bujes de plástico.

Answer 6

Podrías probar la teoría de cuerdas para tontos. ¡Es divertido! Pero déjame advertirte que la teoría de cuerdas es un tema astuto y viscoso y bastante incomprensible para las personas que no pueden apreciar las complejidades de las matemáticas. Además, el libro es de mala calidad (mi opinión personal).

Y, segundo segundo enlace de Adam Jacholkowski.

Answer 7

Bueno, entonces, ¿quieres aprender Cadenas para divertirte, y la gente dice que es difícil, y no tiene sentido si no investigas y nadie lo hizo antes por diversión? Entonces no les creas, porque yo lo hice!

Sí, es difícil, y lo estoy estudiando porque tengo curiosidad, y es divertido para mí cuando algo me sorprende, y si siento que mi auto está lo suficientemente informado como para investigar esto, lo haré, aun así este no es mi objetivo

Y, por cierto, mi primera especialidad es la economía, ni siquiera cerca de las cuerdas, pero lo estoy haciendo, y estoy muy feliz con eso, así que no escuches a los que te dicen que no tiene sentido esto, toda nuestra vida. tal vez no tenga sentido, y esto no le va a gustar eso.

Answer 8

Hace algún tiempo, se dio una serie de conferencias sobre la teoría de cuerdas para principiantes en el CERN. Tal vez no sea un nivel demasiado alto para usted (?) http://indico.cern.ch/event/a063 …