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/ NetNews Usenet Archive 1992 #27 / NN_1992_27.iso / spool / sci / physics / 19484 < prev    next >
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Text File  |  1992-11-23  |  4.7 KB  |  85 lines

  1. Newsgroups: sci.physics
  2. Path: sparky!uunet!newsgate.watson.ibm.com!yktnews!admin!platt
  3. From: platt@watson.ibm.com (Daniel E. Platt)
  4. Subject: Re: Where should beginner begin?
  5. Sender: news@watson.ibm.com (NNTP News Poster)
  6. Message-ID: <1992Nov23.161439.153761@watson.ibm.com>
  7. Date: Mon, 23 Nov 1992 16:14:39 GMT
  8. Disclaimer: This posting represents the poster's views, not necessarily those of IBM
  9. References:  <1541700004@gn.apc.org>
  10. Nntp-Posting-Host: multifrac.watson.ibm.com
  11. Organization: IBM T.J. Watson Research Center
  12. Lines: 71
  13.  
  14. In article <1541700004@gn.apc.org>, antennae@gn.apc.org writes:
  15. |> 
  16. |> 
  17. |> Could anyone please recommend some good books for a complete novice
  18. |> who would like to learn something about physics - particularly
  19. |> relativity and quantum theory?  Is it necessary to have a good
  20. |> grounding in mathematics before you can understand anything?
  21. |> 
  22. |> All the best, Indra
  23.  
  24. There's a lot that can be said at a qualitative level.  For example,
  25. a dominant feature of quantum mechanics is the idea that momentum
  26. and wavelength are related, and that if the wavelength of an object
  27. is large enough, you start to see wave-like behavior (interference
  28. patterns) -- but you are also seing particle-like behavior at the
  29. same time (people are still arguing about what that means).  There's
  30. also the phenomena of quantum tunneling, where particles can leak
  31. across barriers if the barriers are smaller than their wavelengths.
  32. Interference (constructive and destructive) implies that you will 
  33. also see some regions that are excluded, due to destructive interference.
  34. This implies that you will see only a finite number of discrete constructions
  35. available.  Examples of that include angular momentum, spin, etc.  Then,
  36. there's the possibility of building things out of waves to describe
  37. the behavior of systems that have no classical analogue (particles can
  38. have something called intrinsic spin, for instance).  Then, there's the
  39. problem of consistent observation -- how can two observers always see
  40. conservation of energy or angular momentum for two particles produced
  41. in such a way as to require angular momentum conservation, if both measurements 
  42. are separated by a large displacement, and the quantum description does not
  43. specify what momentum a particle is in before the measurement?  Does this
  44. mean that somehow one particle tells the other what state it was ultimately
  45. measured in, even if the information had to be communicated faster than
  46. light?
  47.  
  48. The question is, what does the above mean?  Is it possible to talk about
  49. all of this stuff without a basis in mathematics?  If you need a good
  50. grounding in math, what does that grounding look like?  Relativity and
  51. quantum mechanics look glitzy and seem weird and wonderful.  It can be
  52. hard to appreciate that ideas such as momentum, wavelength, and 
  53. interference have specific and specialized technical meanings.  People
  54. who work with them take the meanings for granted.  Einstein's seminal paper
  55. on special relativity was a sort of innocuous looking discussion of
  56. the 'electrodynamics of moving charges.'  It basically looked at the
  57. problem of how Maxwell's equations would look to different observers.  It
  58. was a really hot problem of the day that had the attention of lots of
  59. people.  Einstein's paper used high-school algebra, yet it talked about
  60. lots of ideas that required a lot more depth to really appreciate the
  61. arguments.  I think there's a problem with the kinds of qualitative
  62. presentations as highlighted in the first paragraph.  It says something
  63. about the flavor of the arguments, and states something in a nice
  64. qualitative way about how quantum mechanics fits together.  But it doesn't
  65. do a good job of really getting deep enough to understand even the basic
  66. language (what's 'wavelength'? what's 'momentum'? how do you calculate 
  67. 'interference'? what does 'intrinsic spin' really mean?).  That language
  68. and its subtler implications are taken for granted in this kind of development.
  69.  
  70. Feynmann's 'Lectures on Physics' have a nice discussion of what it really
  71. takes to present some of these ideas.  He talks about this in the preface.
  72. While these lectures were presented to beginning students (freshmen and
  73. sophomores), many physics majors use them to prepare for their PhD qualifiers.
  74. However, he tries to span the gap of saying all kinds of glitzy stuff,
  75. and trying to present enough useful information to really communicate
  76. the concepts.  It's a hard job.  Feynmann himself was not satisfied with
  77. the results.
  78.  
  79. Dan 
  80. -- 
  81. -------------------------------------------------------------------------------
  82. Daniel E. Platt                                      platt@watson.ibm.com
  83. The views expressed here do not necessarily reflect those of my employer.
  84. -------------------------------------------------------------------------------
  85.