¿Por qué es que la física se vuelve cada vez menos intuitiva a medida que avanzas en ella? Quiero entender las leyes de la naturaleza, no solo escribirlas usando las matemáticas. Si continúo con la física, ¿me decepcionará?

Answer 1

La física en el aula se vuelve más difícil a medida que avanzas, pero las matemáticas son la herramienta para entenderlo, no el enemigo. Puedes obtener la intuición “creyendo” en las matemáticas e internalizando los experimentos que llevaron a la formulación de conceptos de física moderna que no encajan con nuestra intuición diaria.

Como una simple analogía, piense en el resultado de la mecánica clásica de que dos objetos de diferente masa caídos desde la misma altura golpearán el suelo al mismo tiempo. Cuando aprendí esto por primera vez, pensé “de ninguna manera. Una pluma y una bola de bolos no pueden golpear el suelo al mismo tiempo”. Pero allí estaba la ecuación, y el profesor explicó cómo la resistencia del aire desbarataba mi intuición cotidiana.

Creo que muchos de los problemas con el aprendizaje de la mecánica cuántica surgen debido a puntos de conversación comunes como “la mecánica cuántica es contraintuitiva” y “nadie entiende la mecánica cuántica”. En lugar de hacer que los estudiantes se sientan mejor con su confusión, se trata de cuasi mentiras y humildes (“nadie” lo entiende, pero aquí se lo explico). Creo que tales declaraciones son bastante desmotivadoras para los estudiantes. Espero que el instructor al menos comprenda el material que están enseñando ese día, y se espera que los estudiantes “entiendan” este material lo suficiente como para hacer sus pruebas y series de problemas correctamente. En cambio, una mejor actitud es darse cuenta de que, si bien gran parte de la mecánica cuántica no encaja con la intuición diaria, está respaldada por experimentos (y matemáticas). Si dominamos los experimentos y las matemáticas, podemos obtener algo de intuición mecánica cuántica, de manera análoga a cómo aprendemos a intuir conceptos en mecánica clásica que no experimentamos en la vida cotidiana.

Otra dificultad con la mecánica cuántica es que la estrategia de resolución de problemas es diferente de las clases anteriores. En la física clásica, a menudo hay una receta que sigue para resolver sus problemas con la tarea. En mecánica cuántica, hay muy pocos problemas resueltos exactamente (partículas en una caja, átomo de hidrógeno, oscilador armónico, etc.), y el estudio de la mecánica cuántica básica en el aula implica 1) comprender estos problemas resueltos 2) desarrollar un conjunto de herramientas matemáticas para hacer Otros problemas se parecen aproximadamente a los resueltos. Nadie me informó sobre esta estrategia cuando supe por primera vez, así que me quedé perplejo por un tiempo.

Finalmente, si practicas física más allá del aula (escuela de posgrado o un trabajo), hay menos especialidades de matemáticas intensas.

Answer 2

Creo que es una cuestión de perspectiva.

Nuestra intuición nos conviene para razonar sobre objetos y sistemas a una escala que podamos experimentar directamente: manzanas, rocas, etc. Sucede que es una escala demasiado grande para observar directamente la incertidumbre cuántica y los fenómenos de alta energía, y también demasiado pequeña para observar la influencia de la gravitación en la estructura a gran escala del universo. Pero necesitamos entender todas esas cosas para tener una comprensión completa de la naturaleza.

Así dividimos el estudio de la física en consecuencia. Llamamos a esos métodos “básicos” que son directamente accesibles a nuestra intuición (porque se aplican a cosas que nos son familiares). Mientras tanto, la teoría cuántica de campos y la relatividad general, llamamos “avanzada”, porque se necesitan años de estudio diligente antes de que sean accesibles para nuestra intuición. No es al revés.

Los seres inteligentes del tamaño de las galaxias, si pudieran existir, probablemente considerarían la electrodinámica clásica como un tema “avanzado” e “no intuitivo”, ya que tiene poca influencia en las escalas a las que están acostumbrados, al igual que los humanos consideramos la mecánica cuántica.

Answer 3

Aquí hay un extracto del tema ” Física y realidad ” del libro Las ideas y opiniones de Einstein, que responderán a su primera parte de la pregunta.

El objetivo de la ciencia es, por un lado, una comprensión, lo más completa posible, de la conexión entre las experiencias sensoriales en su totalidad, y, por otro lado, el logro de este objetivo.
En la primera etapa de desarrollo, la ciencia utiliza los conceptos directamente relacionados con nuestras experiencias sensoriales. Nuestro pensamiento diario se satisface en general con este nivel. Sin embargo, tal estado de cosas no puede satisfacer a un espíritu que realmente tiene una mentalidad científica; porque la totalidad de los conceptos y relaciones obtenidos de esta manera carece por completo de unidad lógica. Para corregir esta deficiencia, se inventa un sistema más pobre (menor en número) en conceptos y relaciones, un sistema que retiene los conceptos y relaciones primarios (nuestra intuición) de la “primera capa” como conceptos y relaciones derivadas lógicamente. Esta nueva “capa secundaria” paga por su unidad lógica más alta al tener conceptos y relaciones elementales, que ya no están conectados con complejos de experiencias sensoriales. El esfuerzo adicional por la unidad lógica nos lleva a una capa terciaria “, aún más pobre en conceptos y relaciones. Por lo tanto, la historia continúa hasta que hemos llegado a un sistema, si es que la unidad lógica es la más concebible.

---

Lo esencial es el objetivo de representar la multitud de conceptos y proposiciones, cercanas a la experiencia, como proposiciones, derivadas lógicamente de la base, lo más estrecha posible, de conceptos fundamentales y relaciones fundamentales que a su vez se pueden elegir libremente.

Comprender completamente las leyes de la naturaleza es entender las matemáticas detrás de ellas y luego derivar su significado y su efecto en las experiencias del mundo real.
Si quieres seguir con la física, entonces las matemáticas son indispensables.

Answer 4

La razón por la que la física se vuelve menos intuitiva a medida que aprendemos más tiene algo que ver con nuestra idea de la realidad. Es este sentido común o prejuicio acumulado sobre la “realidad” lo que nos impide entender la naturaleza a escalas que no se pueden observar directamente sin la ayuda de los instrumentos. Richard Feynman había dicho una vez en sus conferencias el personaje de la ley física.
“Para aquellos que no saben matemáticas, es difícil transmitir un sentimiento real en cuanto a la belleza, la belleza más profunda, de la naturaleza … Si quieres aprender sobre la naturaleza, apreciar la naturaleza, es necesario entender el lenguaje que ella aprende. habla en. ”
El hecho de que la naturaleza obedezca a las leyes matemáticas, que son solo un conjunto de axiomas evocados por nosotros, es bastante intrigante para todos, incluso Einstein expresó sus ideas sobre la relación entre un modelo matemático y el mundo real en el artículo Einstein, Geometría y Experiencia.
Habiendo pasado por la misma fase, sugeriría que para seguir la física es necesario aprender a apreciar la belleza matemática de las leyes de la naturaleza.

Answer 5

Las matemáticas son más como un lenguaje que nos ayuda a transmitir y modelar fenómenos naturales. Es más como el inglés u otros idiomas. Necesitamos lenguaje para comunicarnos y comprender.
Desde el comienzo de la comprensión de cualquier fenómeno natural, el enfoque principal fue una forma de predecir (en lugar de entender lo que estaba sucediendo), por lo que tratamos de modelar / encajar las cosas en una ecuación de tipo, donde las matemáticas fueron útiles y se insertaron en ‘ física’. Así que las personas que están antes que nosotros, que trataron de entender la naturaleza (Física) capturaron sus pensamientos como modelos / ecuaciones matemáticas. Entonces, nuestro problema es que para encontrar algo nuevo tenemos que entender lo que ya se ha encontrado hasta la fecha, así que tenemos que nadar en este océano de matemáticas para llegar a las islas por descubrir. Para entender la naturaleza las matemáticas no son necesarias.

Por el contrario, siempre encuentro que una comprensión muy profunda de las matemáticas siempre me ha llevado a una mejor comprensión de la física y la naturaleza de los objetos. Yo diría que las matemáticas son una forma más pura de pensamientos humanos abstractos.

Answer 6

En general, la forma en que se divide la física es que primero se presentan conceptos más simples, luego los complicados. Al igual que en matemáticas, le enseñan principios básicos y luego agregará complicaciones en ellos.

Answer 7

No creo que esto pueda decepcionarte. ¿Por qué querrías una intuición falsa acerca de las cosas en el mundo?

Lo bueno de aprender cosas es que podrás esculpir tu intuición a una mejor.

En cuanto a la física, no creo que se vuelva menos intuitivo en el camino. Tu intuición cambia y reconocerás muchos patrones a lo largo del camino. Muchas de las mismas leyes generales mantienen su forma. Por supuesto que hay excepciones, ¡pero no creo que se vuelva menos intuitivo!

En cuanto a “Simplemente escribir las ecuaciones matemáticas hacia abajo”, puedo decir con seguridad que nadie que haya avanzado mucho en ninguna carrera matemática lo hace. La cantidad de fórmulas que hay por ahí es inmensa y no puedes hacer nada más que entenderlas realmente. ¡Una vez que tenga las capacidades para comprender las matemáticas, querrá aplicarlas en todo lo demás, ya que es muy limpio y eficiente!

Answer 8

Las intuiciones se derivan en gran parte de nuestra comprensión de los eventos cotidianos que encontramos. Podríamos esperar que mientras más lejos estemos estudiando algo de los acontecimientos cotidianos, menos intuitivo sea.

Las matemáticas son precisamente la herramienta que nos permite hablar constantemente de cosas que se desvían de la experiencia diaria.

Answer 9

Mi percepción es diferente. Siempre amé la Física y no tuve problemas especiales al progresar, pero solo al estudiarla en la universidad me di cuenta de las muchas conexiones entre áreas no relacionadas hasta ahora.
Entonces, obviamente, la comprensión del “sentido común” es menos frecuente cuando se pasa a la Física relativista o cuántica. Esto se compensa en parte con el conocimiento más amplio de las matemáticas que ayuda mucho a organizar el conocimiento.

Answer 10

¿Por qué alguien pasaría años estudiando algo que ya podría explicarse por nuestra intuición? Si todo fuera intuitivo, no habría nada más que profundizar. Los físicos no complican las cosas más de lo que necesitan. Pero tienen que idear todo tipo de ecuaciones locas para mantenerse al día con todas las cosas locas que vemos en la naturaleza.

Answer 11

El mundo físico es una abstracción.
Cuanto más rompes la barrera de la abstracción, más descubres.

¡La imaginación es la única herramienta para romper esta barrera de abstracción!

Answer 12

No cuando entiendes correctamente la masa del hss, el espacio físico ocupa el espacio tridimensional y se desplaza físicamente por las partículas de materia que existen en él y se mueven a través de él.

El halo de la Vía Láctea no es un grupo de materia oscura anclada a la Vía Láctea. La Vía Láctea se está moviendo y desplazando el éter. El halo de la Vía Láctea es el estado de desplazamiento del éter.

El halo de la Vía Láctea es la deformación del espacio-tiempo.

Lo que se conoce geométricamente como la deformación del espacio-tiempo físicamente existe en la naturaleza como el estado de desplazamiento del éter.

Lo que ondula cuando chocan los grupos de galaxias es lo que las ondas en un experimento de doble rendija; el éter.

La onda gravitacional de Einstein es la onda de dualidad de onda de partícula de Broglie; Ambos son ondas en el éter.

El éter desplazado por la materia se relaciona con la relatividad general y la mecánica cuántica.

P. ¿Por qué siempre se detecta que la partícula viaja a través de una sola rendija en un experimento de doble rendija?
A. La partícula siempre viaja a través de una sola rendija. Es la onda asociada en el éter la que pasa a través de ambos.

Answer 13

Siento todo lo contrario al respecto.

Answer 14

Esto se debe a que cuanto más profundo entres en él, menos realista se vuelve. Cuanto más estés sujeto a mentiras, desinformación y mala dirección.