¿Cómo puedo realizar cálculos complejos en mi cabeza y entender conceptos de manera tan intuitiva?
La parte de cálculos complejos es sencilla. Feynman documentó su técnica él mismo. Cientos de personas las han usado una y otra vez, antes y después de Feynman. El propio Feynman no fue, de ninguna manera, un gran aritmético mental que también hizo inmensas contribuciones a la ciencia; en mi opinión, esos honores son para von Neumann y Carl Gauss en conjunto. Pero los trucos que utilizó Feynman son útiles y pueden acelerar enormemente los cálculos difíciles.
En Seguramente estás bromeando, el Sr. Feynman , Richard Feynman, habla sobre cómo conoció a Hans Bethe, un famoso físico nuclear que fue increíblemente bueno calculando numéricamente. Su truco, y Feynman aprendió de él, consistía en emplear una astuta serie de trucos matemáticos y elegantes atajos. La lista completa de trucos de Feynman incluye:
- Usar expresiones algebraicas y expresiones de Taylor en lugar de cálculos de fuerza bruta.
Para llegar a los cuadrados para los números cercanos a cincuenta, por ejemplo, Bethe usó la identidad simple [math] (50 \ pm x) ^ {2} = 2500 + x ^ {2} \ pm 100x [/ math]. Se sigue automáticamente de [math] (a \ pm b) ^ {2} = a ^ {2} + b ^ {2} \ pm 2 \ cdot a \ cdot b [/ math]. Los logaritmos se pueden aproximar estrechamente mediante la expansión de Taylor truncada (es decir, toma solo un número fijo de términos y se supone que el resto es demasiado pequeño para preocuparse), así también los exponenciales. La página en sc.edu contiene una lista de las expansiones comunes de Taylor que es probable que encuentres en tu vida: aprende a reconocer cuándo un número del que deseas obtener algo se puede “conectar” a la expansión de Taylor adecuada.
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- Usar diferenciales para calcular respuestas aproximadas, en lugar de respuestas exactas.
Feynman escribe sobre una ocasión en la que fue desafiado por un artista callejero con un ábaco para calcular las raíces cúbicas de números arbitrarios. Es difícil llegar a las raíces cúbicas: solo un puñado de personas incluso aprenden a tomar raíces cuadradas de números arbitrarios en la escuela, y mucho menos las raíces cúbicas. Sin embargo, Feynman ganó a través de una combinación de suerte y cálculo: los números que le pidieron estaban, por casualidad, cerca de los números cuyas raíces cúbicas ya conocía, gracias a su tiempo con Hans Bethe. Pudo aproximarse utilizando el método de aproximación diferencial (la aproximación por diferenciales es un buen ejemplo de cómo emplear esto). Es un truco muy simple del cálculo: yo mismo lo he utilizado para calcular logaritmos a mano cuando no había nada más disponible, y es sencillo y fácil de aprender.
- Usando métodos oscuros para resolver integrales complicadas.
Si eres un estudiante de Feynman, sabes que logró aprender una técnica para evaluar integrales que él mismo dice que no se enseña a menudo en el nivel colegiado. Este método hace uso de ‘diferenciar el signo integral’ (la página en uconn.edu es un gran recurso para aprender a hacer esto). Fue esta práctica técnica la que le permitió resolver problemas que nadie más podía. Existe un número similar de técnicas inventivas: conocer un poco de análisis complejo, o utilizar inteligentemente la transformada de Laplace, puede hacer mucho para facilitarle la vida si lo que desea es una respuesta.
Y ahí tienes. Eso, según Feynman, parece ser todo lo que usó para ser bueno en cálculos complejos. Mucho mejor existen o existen calculadoras humanas: Mo Nastri puede hablar largamente sobre las mejores calculadoras humanas que jamás hayan existido, y leer sobre ellas puede proporcionarle información sobre cómo mejorar la velocidad de cálculo incluso para Feynman.
Lo siguiente que pides es:
¿Cómo puedo realizar cálculos complejos en mi cabeza y entender conceptos de manera tan intuitiva ?
Los trucos para esto son cosas que otras personas en esta pregunta ya han publicado.
- Práctica. Práctica. Práctica.
Comprender un concepto no es difícil. Si sientes que no entiendes algo, es porque operas con información incompleta o debido a un conflicto entre algo que aprendiste anteriormente y algo que estás aprendiendo ahora. Comprender cuándo se debe invocar un concepto , ahora que requiere una vida de habilidad. Feynman dedicó gran parte de su tiempo a realizar el arduo trabajo necesario para obtener la intuición requerida. Implica sentarse y cavar a través de libros de texto para obtener un dominio básico. Implica concebir y crear tus propios problemas e intentar atacarlos tú mismo; un profesor mío actual lo utilizó con gran eficacia (Brent Corbin en UCLA, que se acerca lo más posible a Feynman), y es increíblemente hermoso cuánto. Ayuda cuando estás internalizando y dominando algo. Pero la práctica es el ingrediente clave. Implica la administración del tiempo clave y la capacidad de priorizar, dos habilidades que no todos pueden reclamar y que les impiden avanzar.
- Sube con tus propios problemas.
Esto ya se mencionó en el punto anterior, pero es lo más importante que puede hacer, y merece un punto para sí mismo. Los matemáticos saben el valor de tratar de atacar los problemas de su propio diseño: es algo que los físicos deben intentar con la mayor frecuencia posible. Feynman hizo esto con frecuencia; de hecho, cita un problema autoimpuesto de entender el movimiento de un frisbee como responsable de sacarlo de su funk post-Los Alamos.
- Presente tantos ejemplos físicos como sea posible cuando se enfrente a conceptos abstractos.
Cuando se enfrente a una topología, por ejemplo, piense en un ejemplo físico que corresponda a las propiedades que se le pidió que considere. Interprete cada concepto abstracto como una operación física y permítale interactuar con el ejemplo físico que ha encontrado. Esto es palabra por palabra lo que hizo Feynman.
Si ha prestado atención a todo lo que ha leído hasta ahora, es posible que note algo importante. Ninguna de estas cosas está fuera del alcance humano, y muchas de ellas son simples trucos y herramientas que los seres humanos comunes utilizan para sobresalir en las materias. Esto se debe a que Feynman no era un genio, Feynman era un tipo creativo, que es otra clase de ser. Además, Feynman no es único; tuvo la suerte de tener la combinación correcta de gregario, talento, conocimiento y el problema adecuado para alcanzar la fama que tiene actualmente. Querer ser como Feynman es ponerlo en un pedestal, cuando, en realidad, no es más humano que usted o yo; para ser como él, basta con darse cuenta de que adoptar técnicas que han ayudado a personas exitosas en el pasado más que satisfacer. Sería una historia diferente si quisieras ser Carl Gauss, por supuesto. Uno nace Gauss, no hecho. Feynman se hizo a sí mismo.
¡Buena suerte!