¿Realmente se necesita la física clásica para comprender la física cuántica? [cerrado]

Quiero comenzar a estudiar mecánica cuántica y luego pasar a la teoría cuántica de campos. Tengo una sólida formación matemática y creo que este aspecto de la física cuántica no será un problema para mí. Sin embargo, tenga en cuenta que no soy físico y que solo he tomado un curso corto en la universidad sobre física clásica, y no sé nada al respecto. Busqué en Internet y vi que mucha gente debate sobre esto. Algunos dicen que no necesitas la física clásica para entender la física cuántica, otros dicen que necesitas aprenderla para entender mejor la física cuántica. Por lo tanto, pensé que este es el lugar perfecto para preguntarlo. Me gustaría saber tu opinión al respecto. Y si crees que la física clásica es imprescindible o muy útil para la física cuántica, por favor especificame un solo libro, posiblemente menos de 400 páginas,

Sí, lo necesitas. Porque necesitas aprender la forma en que piensan los físicos. Eso es diferente de la forma en que piensan los matemáticos.
Siempre es mejor conocer algunos principios básicos y otros elementos de la física antes de profundizar, así que sí, es bueno aprender la física clásica. En cuanto a los libros, lo siento hermano.
No necesariamente necesita saber lo que generalmente se cubre en "física de primer año". En cambio, dada su buena formación en matemáticas, aprendería algunos temas esenciales de la mecánica clásica, principalmente lagrangianos y hamiltonianos, de un libro de texto sofisticado. Landau y Lifschitz o Goldstein podrían ser decentes, ya que se usan comúnmente en física, aunque no los he analizado con mucho detalle. Otro libro muy conciso pero bueno que cubre la mecánica clásica, QM y QFT desde la perspectiva de un matemático es el de Dimock, llamado Quantum Mechanics and QFT, un manual matemático.
Mi sensación es que los análogos clásicos de la física QM no se entienden/realizan completamente en este momento y que este lazo/puente se fortalecerá en nuevas investigaciones emergentes.
No, no lo haces. De hecho, se sumará al espectro de mentalidades que lo estudien. Si bien la educación es buena, también te entrena para pensar de cierta manera y seguir el tren de pensamiento de otros. Una perspectiva diferente tiene que ser buena.

Respuestas (2)

Esto depende mucho de lo que quieras hacer en el área de la teoría cuántica. Si desea resolver problemas matemáticos específicos y tener solo una concepción muy aproximada de por qué está haciendo lo que está haciendo, entonces, en principio, puede omitir la mecánica clásica.

Pero si quieres tener un conocimiento completo del tema, debes saber algunos conceptos básicos de mecánica teórica. El único libro que recomiendo para un matemático es

VI Arnold: Métodos Matemáticos de la Mecánica Clásica

Sorprendentemente, el libro de texto está disponible en línea . Los conceptos más importantes que debe aprender son la mecánica lagrangiana , el principio de acción estacionario , la mecánica hamiltoniana y su estructura simpléctica . Cada uno de estos conceptos es crucial en la teoría cuántica.

Para comprender por qué la estructura simpléctica de la mecánica clásica es tan importante, puede leer, por ejemplo, el libro canónico:

PAM Dirac: Principios de la Mecánica Cuántica

Para comprender la importancia del principio de acción estacionaria, consulte cualquier libro sobre la formulación de la integral de trayectoria . La importancia general de la mecánica hamiltoniana ya será inminente en la mecánica cuántica, el lagrangiano es muy importante en toda la teoría cuántica de campos; encontrará esto en cualquier libro de texto sobre los temas.

Ambos caminos son posibles. Ya que pareces ser matemático, déjame intentar una analogía de las matemáticas. Digamos que dominas el álgebra conmutativa. Ahora, quieres estudiar geometría algebraica. Claro, puede comenzar con haces de anillos locales y cohomología de esquemas, en lugar de "en la parte inferior" con variedades algebraicas clásicas definidas por ecuaciones polinómicas, pero ese enfoque para comenzar "desde arriba" hará que sea muy difícil comprender realmente el parte de "geometría". Además, es posible que le resulte muy difícil tener una intuición sobre cómo pensar en ciertas cosas si su intuición del álgebra conmutativa falla.

Lo mismo es cierto en la mecánica cuántica. Estudiar mecánica analítica, donde la motivación siempre proviene de la intuición clásica, te da una idea del significado de hamiltonianos, lagrangianos, funciones de onda y similares, lo que te da una cierta intuición de cómo y por qué evolucionó la mecánica cuántica. También aprenderá por qué algunas simplificaciones pueden estar bien, mientras que otras no deberían estarlo. Lo que es más importante, aprender mecánica clásica y luego mecánica cuántica te da una idea de dónde funciona tu intuición clásica en mecánica cuántica y dónde no.

Además, dado que muchos de los conceptos se simplifican, aprender la jerga de la física en este entorno más fácil puede hacer que te sientas más cómodo con las ideas. Esencialmente, la mecánica cuántica es solo una versión no conmutativa de la mecánica clásica y es importante saber cómo sucede esto.

Sin embargo, si está más interesado en la teoría cuántica axiomática de campos y no le importa el significado físico, entonces, por supuesto, no vaya a estudiar mecánica clásica, porque no puede aprender mucho sobre las matemáticas de QFT. y bien puede comenzar aceptando los axiomas de QFT e ir desde allí.

En cuanto a libros, echa un vistazo aquí: Libro sobre mecánica clásica