¿Cuál es la forma más eficiente de aprender física?

Answer 1

No soy un físico sólo un aficionado. ¡Pero he estado viendo esta pregunta en busca de respuestas y no pude resistirme a no responder aunque estoy en mi descanso de Quora!

De niño, principalmente observaba, cuestionaba, teorizaba, experimentaba, verificaba y aprendía. Fue intuitivo y puede ser apropiado como niño (para niños de 13 años) pero difícilmente eficiente . Muchos fenómenos que no pude observar, e incluso si pudiera leer sobre ellos en libros o cuestionarlos; o no tendría herramientas para experimentar o estaban más allá de mí matemáticamente.

La física es vasta y varía, es difícil señalar algunos métodos que son aplicables a todas las ramas. Lo que es apropiado para la física moderna puede no funcionar en la clásica, lo que es eficiente en teoría puede no ser útil en la física aplicada, etc.

Pero se pueden establecer ciertos métodos que, si se ajustan, son altamente eficientes independientemente de la rama. No puedo asegurar que este “algoritmo” definitivamente funcione para usted, pero si tuviera que aprender la totalidad o la mayor parte de la física; Ciertamente seguiría esta metodología de 3 fases:
Fase 1: construir los conceptos básicos
Fase 2: Explorar temas avanzados
Fase 3: Investigación
Apéndice: Una nota sobre las matemáticas.

1. Construye lo básico:
Debe conocer y comprender la física clásica (incluida la mecánica newtoniana, la termodinámica, la dinámica de fluidos, la mecánica de ondas, las propiedades básicas de la materia, etc.), conceptos básicos de física avanzada y cálculo básico, trigonometría y álgebra.

Puede referirse a cualquier buen libro de texto estándar. Recomiendo encarecidamente a Resnick Halliday (versión extendida con mecánica cuántica, cosmología, etc.) ya que tiene ejemplos muy prácticos que te hacen apreciar la física en la vida cotidiana y aún más lúcidas Feynman Lectures para la teoría sólida + la aplicación de conceptos de física.

Supongo que ya lo sabes por el hecho de que aparentemente estás en la universidad. Así que no estoy cubriendo mucho. Tanto las conferencias de Resnick Halliday como las de Feynman son referencias excelentes siempre que lo necesite.

2. Explorar temas avanzados:
Aquí es donde la eficiencia importaría. Hay decenas de ramas de la física, toneladas de libros de texto y material enorme y es confuso por dónde empezar.
También deberá elegir entre libros de texto, clases, PPT, videos, trabajos de investigación y otros recursos.

Puede seguir un método tedioso, ineficiente pero estructurado y progresivo para recoger un libro de texto, revisarlo por completo, resolver problemas para verificar el conocimiento y luego leer documentos de investigación que estén bastante avanzados con respecto al material que acaba de estudiar. Es el método habitual pero ineficiente porque consume mucho tiempo, ya que los libros son enormes y no todo es relevante.

Sin embargo, si su objetivo es captar los conceptos más profundos y actuales de Física, le sugiero que lea primero los trabajos de investigación, obtenga un entendimiento, refiera textos para los conceptos oscuros y luego vuelva a consultarlos. Recomiendo hacer notas y anotar el área / temas problemáticos.

Mientras lees las publicaciones, lo más frecuente es que encuentres que son los conceptos matemáticos avanzados los que deberías entender en lugar de los físicos (ya que los conceptos básicos de la fase 1 suelen ser suficientes). A medida que profundizas en física, las matemáticas se convierten en su alfabeto predeterminado, a veces difícil de descifrar (ver apéndice).

Al estudiar, también es importante no distraerse con los “temas emocionantes” (teoría de cuerdas, teoría de multiversos, acoplamiento cuántico, súper simetría, más rápido que las partículas de luz, también conocido como taquiones, etc.). El estudio de estos no le ayudará mucho sin obtener un conocimiento completo. Comprensión de lo básico.

Esto fue sobre el método en cuanto a recursos, recomendaría conferencias de video para entender y texto para referencias. ¿Por qué? Debido a que los textos tienen un montón de establecer teorías, iteraciones, etc. pueden ser confusos, aburridos, mientras que las buenas conferencias de video son nítidas y fáciles de entender. Y definitivamente revise con PPT, son aún más concisos y resaltan los puntos importantes. Capítulo sabio PPT para una gran cantidad de libros de texto están disponibles.

Puede consultar el software de MIT opencourseware y seleccionar el tema de Física apropiado que le gustaría estudiar: Materiales de cursos en línea gratuitosDesde la física de la escuela secundaria a temas de investigación altamente avanzados, está todo allí.
En la fase 2, es posible que también desee comenzar con Python, R, Matlab y / o Mathematica si aún no lo ha hecho (más sobre esto más adelante).

Aquí hay algunas publicaciones para comenzar:
Listado de publicaciones importantes en física.
Los 10 trabajos de física más citados (temas avanzados y específicos)

Muchas veces se siente confundido o no tiene idea de ciertos conceptos, entonces puede dirigirse a Physics Stack Exchangeit, que es útil y tiene una comunidad más tolerante para los recién llegados que Stack Overflow.

Para trabajos de investigación, sugeriría los más obvios: Ciencia, Naturaleza y también recomendaría que se una a Research Gate, la Biblioteca en línea de Wiley, la Biblioteca en línea de Oxford y PapersOnPhysics. Para temas específicos, Google Scholar es muy útil. Science Alert, Science News, Scientific American, ASAP Science, From Quarks to Quasars, physics.org, etc., lo mantendrán actualizado. por ejemplo, digamos que leyó el artículo “La velocidad de la luz no es tan constante después de todo” en Science News, esta es una noticia, menciona un trabajo de investigación, digamos que encuentra esto interesante; haga clic en él y diríjase al papel Fotones que Viaja en el espacio libre más lento que la velocidad de la luz e intentas entender lo abstracto. Puede estar de acuerdo o no, puede querer simular y hacer esto por sí mismo (ver la fase 3) y ver si esto puede verificarse, podría resultar en otro documento si el anterior no es exacto o simplemente incorrecto. No todos los papeles son correctos. Los revisados ​​por pares son los mejores.

Una advertencia acerca de los trabajos de investigación, la mayoría de ellos son muy específicos y no siempre son relevantes para el tema que se está considerando, por lo que puede perder tiempo, revisándolo todo; es por eso que sugiero leer los resúmenes primero y luego decidir.

No puedo recomendarte textos de física de nivel de maestría, porque no sé (estoy en la licenciatura, eso tampoco es física. Como dije, un aficionado). Puedes referirte a la biblioteca universitaria y consultar tus facultades.

3. Investigación:
¡Esta es la parte más emocionante! Y la más oscura también 🙂

No siempre es necesario ir a los laboratorios, tomar las lecturas porque la mayoría de las simulaciones se pueden realizar en las computadoras, ya que hay muchos datos disponibles para experimentos.

Para la simulación y el modelado, necesitarías aprender a codificar. Los modelos se pueden codificar en C / C ++, Java, Fortran, etc., que requieren menos tiempo en el procesamiento o en Python, R, Ruby, etc., que requieren menos tiempo para codificar. Matlab es fácil de aprender y usar, pero tiene licencia. Python es mucho más fácil, de código abierto, puede conectarse fácilmente con cualquier idioma que desee, puede trabajar en el lado web / escritorio / servidor. Tiene muchos paquetes para computación científica como NumPy, SciPy, MatPlotLib, VPython, etc. Python es poesía. R es espectacular para estadísticas, minería de datos y modelos matemáticos con toneladas de paquetes. He observado que muchos físicos también utilizan el IDL, especialmente en astronomía y en geología.

Pero estos lenguajes de programación tienen una curva de aprendizaje y usted debe invertir su tiempo si está interesado. Si estás enfocado solo en la física, entonces puedes usar uno que definitivamente se enseñará en tu curso. Pero entonces estarías limitado por tu elección. Conocerlos te da libertad. Hay herramientas independientes aparte de Matlab como COMSOL (lo interesante es que puede combinar varios modelos, nunca lo probé, solo vi a otras personas usarlo).

Muchas herramientas requieren Linux, por lo que te sugiero que configures un kernel, por ejemplo Fedora, y aprendas los comandos básicos. Si no puede (y usa Windows), puede intentar instalar las herramientas a través de Cygwin en Windows.

Para la simulación y el modelado, si desea establecer un paralelismo, puede utilizar GPU a través de CUDA o OpenGL; Si Python o cualquier lenguaje de scripting te parece lento. He usado CUDA a través del paquete Python llamado PyCUDA y más tarde con Anaconda Numba, otro paquete de Python. (Python a veces parece más Ophidiology que un lenguaje de programación)

La elección del lenguaje de programación también depende del problema. Python puede parecer lento si está tratando con grandes conjuntos de datos o si necesita tiempos de cómputo realmente rápidos. Pero también hay soluciones alternativas.

En cuanto a qué simular, puede modelar casi cualquier cosa: moléculas de gas ideales en un sistema, cambios en las entropías, relación entre variables, cuerpos negros, modelos de transición de fase como el modelo de Ising (que es bastante importante en muchos campos importantes, incluso Recientemente leí un artículo sobre “¡Modelo de cáncer de Ising”!), sus generalizaciones, problemas de mecánica clásica (obviamente), efecto Doppler, cambios de rojo / azul, estrella de neutrones básica, incluso agujero negro (requiere una super computadora) e incluso “una simplificación ¡Modelo del universo! Necesitarías una computadora super-duper

Apéndice: Una nota sobre las matemáticas.
Bueno, es una breve nota: en muchas simulaciones, se requieren cálculos vectoriales y álgebra vectorial, aparte del cálculo diferencial / integral. (como en teoría cinética y electrodinámica).

No puedo identificar herramientas y recursos específicos incluso cuando sería más eficiente porque la pregunta es bastante general. Creo que la metodología sería eficiente, sin embargo, para la mayoría de los propósitos que se me ocurren.

Esta pregunta puede ser mejor respondida por físicos geniales y profesionales en Quora como Jay Wacker, Brian Bi, Joshua Engel, solo por mencionar algunos. Lo intenté a pesar de todo. 😀

Me gustaría añadir más enlaces algún tiempo después, como realmente después.

Todo lo mejor.

Answer 2

Desarrolla tu interés en la física.
Según yo, es uno de los mejores sujetos del mundo.

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Entonces, Puntos a considerar para un aprendizaje efectivo: –

1. Debes dominar el inglés. Porque si va a usar cualquier texto estándar, necesita leer y entender decentemente el inglés.
2. Debes estar familiarizado con el curso de matemáticas de pre-cálculo. Estrictamente hablando, si pasaste tu escuela secundaria con un fondo de Matemáticas es bueno y bueno.
3. Por lo tanto, te recomendaré pasar por MIT 8.01 Física I: Mecánica clásica – Otoño de 1999 junto con conferencias de renombre mundial de Feynman – I
4. Después de eso, pase a través de 8.02 Video Lectures junto con Feynman Lectures – II
5. A continuación, vaya a MIT 8.03 Física III: Vibraciones y ondas – Otoño de 2004 con Feynman Lecture I & II (los capítulos se incluyen en ambas partes)
6. No tenemos ningún curso específico del prof. Lewin sobre Mecánica Cuántica, aunque este curso Mecánica Cuántica y Aplicaciones fue extremadamente útil. Complemente estas conferencias con el Volumen III de Feynman Lectures.

Todos estos cuatro cursos (8.01 a 8.03 y uno de NPTEL) están destinados a un semestre cada uno. Entonces, actúa en consecuencia y siente la belleza de las leyes naturales.
El Premio Nobel Prof. Richard Feynman fue uno de los mejores maestros de física que la humanidad había visto. Sus series de conferencias son de inmensa importancia. Seguramente aprenderás mucho desde allí.
El profesor Walter Lewin también es, sin duda, uno de los mejores profesores de física teórica en la actualidad. Sus conferencias de MIT 8.01 a 8.03 son una bendición para cualquier amante de la física.

También puede ver algunas series de televisión fascinantes de la BBC como WONDERS OF THE UNIVERSE, Wonders of the Solar System, del profesor Brian Cox. Lea algunos buenos libros como Por qué E = MC ^ 2, Seguramente está bromeando con el Sr. Feynman, etc. Esto lo ayudará a comprender mejor las leyes naturales y su aplicación en la vida cotidiana.

Answer 3

Personalmente no creo que la física sea algo que aprender. La física consiste en comprender la naturaleza y encontrar la belleza en ella. Esta comprensión proviene de uno de los instintos básicos de los humanos: la curiosidad. Cuanto más curioso eres, más confundes tu cabeza con las cosas para entenderlas y una vez que entiendes algo por tu cuenta, sin que alguien te lo diga, ahí es cuando comienzas a amarlo. Ese logro te impulsa a saber más cosas: cómo y por qué las cosas funcionan como lo hacen.

Pero toda esta curiosidad llega solo cuando una persona está sana, mental y físicamente, o cuando realmente ama a la física. Si está cargando toda la tensión en su mente y no tiene tiempo solo para usted, si hay demasiadas distracciones, si está preocupado por las cosas que no debería, no puede abrir su mente y entender las cosas. .

Pero la palabra clave que noté en tu pregunta es “eficiente” …
Vea, no debe esperar que usted sepa / entienda las cosas de una sola vez. Toma tiempo. La mayoría de las veces no entenderás las cosas leyéndolo solo una vez. Muchas veces estarás pensando en una dirección totalmente equivocada. Pero si realmente te esfuerzas y le das tu tiempo, eventualmente LO CONSEGUIRÁS.

Solo ten en cuenta que la física no es tan difícil. Cuanto más fácil de explicar algo, más bella es la física. Quien sabía cosas tan complejas como la dilatación del tiempo, la masa relativista, la contracción de la longitud o el efecto del doppler relativista puede explicarse por algo tan simple como E = mc ^ 2 🙂

Answer 4

Me saltearía los puntos mencionados anteriormente, a saber, el análisis crítico de los objetos y los fenómenos que te rodean. Ese es el núcleo que alimentará su interés. Esto es como un requisito previo, un deber tener. Ahora vamos a la parte de ‘aprender física’.

1. La física no se trata solo de estar fascinado por el fenómeno natural, sino que implica traducir lo que vemos en matemáticas, es decir, ecuaciones y desigualdades. Cuando decimos que entendemos algo físicamente, queremos decir que podemos explicar ese fenómeno en particular basado en algunas suposiciones fundamentales y escribir ecuaciones matemáticas para predecir de forma completa o probabilística su comportamiento. Entonces, para aprender física, primero debes tener un buen conocimiento de las matemáticas, lo que se denomina lenguaje de la ciencia. No necesitas ser un genio matemático, pero sí, debes saber una buena cantidad de matemáticas y cómo debe usarse en la física.
2. A continuación, debe conocer el “objetivo” de la física, es decir, explicar los fenómenos naturales con el menor número de suposiciones. Aquí, la suposición es una cosa que tomamos como ‘ley’ y explicamos todos los demás fenómenos naturales. Algunos ejemplos son ‘Ley de gravedad de Newton’, ‘Ley de Coulomb’, etc.
3. Ahora, asumiendo que ha comprendido los puntos 1 y 2, llega al punto en el que aprende las mejores teorías físicas que tenemos, como la teoría de la mecánica de Newton, la teoría de la onda, la teoría electromagnética de Maxwell, la teoría cuántica, la relatividad especial, etc. Estas teorías son como los bloques de construcción de la física con sus propios límites de aplicabilidad y puede haber teorías que son subconjuntos de otras teorías. El principal problema que enfrentan las personas al aprender física es, en mi opinión, en esta parte, aprender las teorías. El mejor enfoque que encuentro es estudiar las teorías desde una perspectiva histórica, siguiendo los desarrollos que tuvieron lugar a lo largo de los años. Esto me parece lógico en el sentido de que viene del punto A al B de una teoría, luego surge un problema que conduce al punto C de la teoría y así sucesivamente. Los detalles matemáticos pueden ser intrincados, pero este enfoque garantiza que en ningún lugar se pierda solo en matemáticas; tienes una direccion
4. Ahora viene el punto de dónde aprender estas teorías. La respuesta es buscar en internet. Buscar en Amazon para los más vendidos en una categoría particular de Física ayuda. Aparte de eso, hay varios blogs científicos y foros de discusión que sugieren libros para aprender relacionados con un tema en particular.
5. Ahora que sabes qué hacer y tienes los libros, toma un montón de papel, un bolígrafo y comienza a elaborar la teoría mientras te refieres al libro para que conozcas los detalles matemáticos y los “trucos” y los “pases secretos” de la teoría. .
6. Ahora puede conectar varias teorías e intentar relacionarlas y sus áreas de aplicabilidad. Este es el punto donde puedes hacer investigación.

Después de seguir todos los 6 puntos anteriores…. ¡Te declaro como un físico!

Answer 5

Así es como se comienza el aprendizaje de la física.
Al cuestionar el mundo que te rodea.

Por ejemplo, ves una silla y preguntas de qué se compone. Átomos y moléculas. Todo bien !! Ahora estás aburrido mirando la silla, así que tomas un bolígrafo de la mesa cercana. Ahora, ¿cómo sale la tinta dentro de la pluma? ¿O qué es el color?

Al buscar respuestas a tales preguntas es el mejor método que creo para entender y aprender física. La física es el análisis general de la naturaleza. Entonces, cuestionarlo, te ayudará a entenderlo mejor.

Gracias por la A2A

Answer 6

Comience con los videos de Feynman en línea. A continuación, haz tu trabajo de curso, tu tarea. Domínalo desde el curso, así como los libros de referencia. Pregunta todas las dudas que tengas. Pero primero trata de eliminarlos por tu cuenta. Hay pocas alegrías más grandes que descifrar las cosas por tu cuenta que antes no podías. Luego sumérgete en las conferencias de Feynman sobre física. Tal vez podría comenzar con seis piezas fáciles y no tan fáciles antes de pasar a los tres volúmenes de conferencias de feynman. Luego, tómate tu dulce momento para leer, procesar, saborear, apreciarlas. Y dado que Feynman es contagioso, pronto te encontrarás mirando al mundo, y su física es un poco más como él. Lo siguiente que debe hacer, quizás uno al lado del otro, es dominar los métodos matemáticos en física. Y será fácil para ti seguir construyendo desde allí, sin importar qué tan alto quieras ir.

Answer 7

La física es el estudio de la naturaleza. NATURALEZA EN EL SENTIDO ES TODO. El experimento, la observación junto con el análisis matemático es la forma más eficiente de aprender física.

Answer 8

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