¿Cómo los grandes físicos teóricos crean ecuaciones?

Answer 1

Una pregunta interesante

Los físicos no se proponen crear ecuaciones, per se. Las ecuaciones son la articulación precisa de las relaciones entre entidades. Esa última oración es un poco abstracta, así que déjenme dar un ejemplo.

Digamos que descubrimos una manera de medir qué tan fuerte presionas sobre algo. Fuerza. Probablemente algún tipo de dispositivo de resorte haría el truco, pero lo que sea, encontramos una manera de medirlo.

También encontramos una manera de medir la velocidad de un objeto en movimiento. Y su aceleración.

Y finalmente, construimos una balanza para pesar varios objetos.

Tenemos curiosidad acerca de cómo la fuerza afecta a los objetos. Los empujamos y se mueven. Y sigue moviéndote por un buen tiempo. Si seguimos empujando, el objeto se acelera. Comenzamos a tomar notas.

Notamos algo Duplica la fuerza y ​​la aceleración se duplica.
Duplica la masa y la aceleración se reduce a la mitad.

Entonces pensamos. Y piensa un poco más. Tenemos 3 entidades: Fuerza, Masa y Aceleración. Y nuestras medidas indican:

Fuerza = Masa x Aceleración. * [1]

Nada mágico aquí; Cualquier persona con experiencia en matemáticas escribiría esta fórmula inmediatamente después de algunos experimentos.

Pero, sin ofender, Sir Isaac Newton. Es un gran honor conocerte.

Entonces, ¿de dónde viene la ecuación? Pensamos en nuestra cabeza sobre 3 entidades diferentes (fuerza, masa y aceleración) y cómo están relacionadas.

Esa relación es una ecuación porque la ciencia solo se preocupa por las entidades que se pueden medir por número. * [2]

En este caso, la relación fue sugerida directamente por el experimento. Diríamos que llegamos a eso ’empíricamente’.

No siempre descubrimos relaciones a través del experimento. Einstein sugirió un montón de ellos porque encajan de una manera intuitiva y ofreció una explicación para fenómenos previamente inexplicables.

A diferencia de “empíricamente”, este tipo de descubrimiento se llama a priori (sin experiencia o antes de la experiencia). Ambos contribuyen al pensamiento de un físico.

Entonces podemos encontrar relaciones midiendo, o podemos pensar en ellas, pero estas relaciones aún salen como ecuaciones.

Es una pregunta profunda en filosofía si estas relaciones realmente existen en el mundo físico. ¿Einstein descubrió sus relaciones? ¿O inventarlos?

La creencia de que se descubren se llama platonismo. La creencia de que se inventan se llama nominalismo. Este debate lleva más de dos mil años y continúa.

Para resumir, las ecuaciones son el lenguaje que usamos para conectar cosas medibles como el peso.

Los platónicos creen que, si podemos conectar todo de esta manera perfectamente, entonces hemos descubierto la huella del cosmos.

Los nominalistas creen que hemos reinventado el cosmos dentro de nuestras mentes.

Bastante patear el culo de cualquier manera

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1: Estoy pasando por alto la gravedad aquí, las escalas no miden masa, tenemos que tener en cuenta la gravedad. (Una bola de boliche en la luna no pesa lo mismo).

2: No siempre por número, per se. Hay otras construcciones precisas como números complejos, matrices, grupos, etc.

Answer 2

Hola a todos,

Una partícula que se mueve en un medio de transmisión.

La energía cinética de una partícula (carga) que se mueve a la velocidad de v tiene dos valores diferentes:

Energía cinética de una partícula (carga)

Tkin id = mc ^ 2 [ln | 1-v / c | + (v / c) / (1-v / c)] en la dirección del movimiento de una partícula (carga)

Es realmente como la energía cinética de Newton,

donde v es la velocidad de una partícula (carga).

Energía cinética de una partícula (carga) Tkin ad = mc ^ 2 [ln | 1 + v / c | – (v / c) / (1 + v / c)] contra la dirección del movimiento de una partícula (carga)

Es realmente como la energía de onda electromagnética de Maxwell,

donde v es la velocidad de una partícula (carga).

Se corrigió la ley de movimiento de Third Newton:

Todos los movimientos en física se basan en el principio de acción: reacción y en la velocidad de las partículas estables (e-, p +, n0, D, He-3, α).

La acción, como un movimiento de partículas cargadas estables (e-, p +, n0, D, He-3, α), se caracteriza por acelerar en la fuente a lo largo de la elipse o cuasielipse (excentricidad e -> 0).

La acción crea partículas inestables (leptones μ−, τ−, bariones, mesones), bosones W +, W-, Z (= partículas = electrones β que se mueven a casi la velocidad de la luz) en la dirección del movimiento de las partículas estables (e-, p +, n0, D, He-3, alfa).

La reacción crea en el medio de transmisión, las ondas electromagnéticas, como “partículas” inestables: neutrinos νe, νμ, ντ, mesones π0, π +, π-, η, K y rayos gamma (= ondas de frecuencia extremadamente alta> 10 ^ 19 Hz ) – contra la dirección del movimiento de partículas estables (e-, p +, n0, D, He-3, alfa).

La actividad de reacción que acompaña al movimiento de partículas estables en el medio de transmisión son ondas, o “partículas inestables” respectivamente, es decir, neutrinos y mesones.

http://vixra.org/author/lubomir_ …

Pruebas extraordinarias:

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CD / libro de Nuevas Tendencias en Física, Elementes Pictures, Spheres in Nuclei, Nuclei pronosticado

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Un parpadeo de electrones es la cantidad base de energía cinética 6.62606957 × 10-34 Js

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Confirmación de la teoría bajo discusión Dualidad onda-partícula como energía cinética contra y en dirección del movimiento en el grupo de discusión Física teórica !!!! Eureka !!!!

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La teoría de la relatividad de Einstein no puede explicar …

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Leyes de movimiento de Newton corregidas

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Principios para la teoría y su acuerdo con el experimento

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Onda: dualidad de partículas como energía cinética contra y en dirección del movimiento.

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Mejora de la física clásica.

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Energía cinética según Einstein y según los últimos conocimientos

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La forma de intensidad del campo eléctrico de carga móvil es asimétrica.

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La forma del campo de interferencia es no lineal

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La energía cinética de una carga que se mueve a la velocidad de V tiene dos valores diferentes

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Tres objeciones a la física moderna

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Los protones son perfectamente estables o su vida útil es enorme

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Por favor, lea mis artículos con más detalle.

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Principios de movimiento de ovnis

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Energía cinética

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¿Quién tiene la razón?

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¿Qué es el Quark?

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L.vlcek Vixra, Getcited, Libro, CD, Conferencias 14.5.2014

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Núcleos esféricos superpesados. Isla de estabilidad

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Oscilaciones de neutrinos

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La física es fácil

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Partículas, ondas y tendencias en física

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La física es bella

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Introducción a mis dos artículos La física es fácil y la física es hermosa

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Radio de órbita y velocidad del sol alrededor del centro de gravedad del sistema solar

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Línea espectral Hα

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Gran mesa acortada de partículas elementales

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Gran mesa de partículas elementales

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Principios de movimiento de los cuerpos de giro rápido

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Fusión nuclear

Examen crítico de los fundamentos de la física.
http://www.trendsinphysics.info/

academia.edu
https://tuke.academia.edu/Lubomi …

L. Vlcek,: Nuevas tendencias en física, Eslovaquia Academic Press, Bratislava 1996,

ISBN 80-85665-64-6.

Presentación sobre Phys europeo. Soc. Décimo Gen. Conf. – Tendencias en física (EPS 10) Sevilla,

E 9. -13 de septiembre de 1996,

http://www.trendsinphysics.info/

LOS NUEVOS SISTEMAS COORDINADOS EN NÚMEROS DE FÍSICA Y MAGIA

Este artículo presenta dos nuevos sistemas de coordenadas (s, t, u, v) y (s *, t *, u *, v *). Hay una transformación de las relaciones entre (s, t, u, v) y (x, y, z) – cartesiana entre (s *, t *, u *, v *) y (x, y, z), entre (s, t, u, v) y (s *, t *, u *, v *). La teoría es un intento de explicar la existencia de números mágicos en términos de interacciones entre un nucleón individual y un campo de fuerza producido por todos los demás nucleones. La combinación del sistema de coordenadas cartesianas con nuestras nuevas coordenadas surge como una estructura de fijación muy firme para la descripción de esferas nucleares (proyectiles).

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CD / libro de Nuevas Tendencias en Física, Elementes Pictures, Spheres in Nuclei, Nuclei pronosticado
67 páginas. Nuevas tendencias en física / libro, imágenes elementales, esferas en núcleos, núcleos pronosticados, editor ZOO-3D para inspección interactiva de esferas de núcleos /, Academic Electronic Press, Bratislava, 2000, CD-ROM, ISBN 80-88880-38-6.

http://www.trendsinphysics.info

http://vixra.org/pdf/1506.0207v1.pdf

Núcleos esféricos superpesados. Isla de estabilidad
En el presente trabajo mostramos que los núcleos Os 192, Pt 198, Hg 198, Hg 200, Hg 201, Hg 204, Tl 205, Pb 206, Pb 207, At 210, Pa 231, Th 232, AcU 235, Np 237 , Pu 240, Am 242, Cm 247, Ku 261 y más crean una isla de estabilidad. Palabras clave: núcleos esféricos superpesados, isla de estabilidad, esfera 192 Número PACS: 21.60.-n

Esferas en núcleos

Revista de Investigación en Modelado y Operaciones Matemáticas, vol. 1, N ° 1

Página 1 – 11.pdf

Los nuevos sistemas de coordenadas en física y números mágicos

Lubomir Vlcek Rokytov 132, 086 01, República Eslovaca

Correo electrónico: [correo electrónico protegido]

JMMOR

ISSN 2377-6404 (en línea)

Nuevas-Tendencias-en-Física-Pruebas extraordinarias.

https://biocoreopen.org/ijnme/New-Trends-in-Physics-Extraordinary-proofs.pdf

Answer 3

Con respecto a la creación de ecuaciones, hay dos casos distintos:
– El primer caso: cuando las ecuaciones fundamentales ya son conocidas y aceptadas, pero desea aplicarlas a una situación específica. Por ejemplo: si desea calcular la trayectoria de un cohete, acepta que las ecuaciones fundamentales son:

f = ma
la ecuación para el empuje del cohete
las ecuaciones para resistencia al aire
las ecuaciones para la fuerza de gravedad

“f = ma” establece el paradigma fundamental, y las otras ecuaciones definen el modelo matemático para el caso específico.
Una vez que tenga suficientes ecuaciones, es cuestión de arrancar el sistema de ecuaciones para llegar a una solución; por supuesto, se deben tener en cuenta las condiciones iniciales y / o límite.

Entonces esto cubre la situación habitual.

– El segundo caso: ¿Cómo encuentras las ecuaciones fundamentales? Ese es el difícil. Cubre la formulación original de:
Ecuaciones de Newton para dinámica
Ley de gravedad de Newton
Las ecuaciones de Euler-Lagrange para dinámicas analíticas
Las ecuaciones de Maxwell para electricidad y magnetismo
Ley de Lorentz para la fuerza electromagnética.
El lagrangiano de Schwarzschild para la fuerza electromagnética
La relatividad especial de Einstein
La relatividad general de Einstein (más sobre eso más adelante)
La mecánica cuántica de Heisenberg
La mecánica cuántica de Schrödinger
Ecuación de Dirac para el electrón
Ecuaciones de Feynman para helio líquido
etc.

Son mucho más difíciles de alcanzar, porque las ecuaciones incorporan el pensamiento detrás de la creación del marco. Incluso para “f = ma”, no fue sencillo llegar a un enfoque matemáticamente funcional de los problemas dinámicos. La ecuación ni siquiera tiene sentido a menos que se indique en las matemáticas del cálculo, que Newton inventó para ese propósito.

Dirac sugirió que el mejor enfoque era “incorporar la belleza en la ecuación”. Pero las ideas de belleza matemática difieren; Este enfoque probablemente ha sido más útil para un físico: Paul Adrien Maurice Dirac. E incluso en el caso de la ecuación de Dirac para el electrón, parte de la historia es que adoptó un enfoque bastante arrogante: no estaba buscando ‘perfección’, sino más bien un conjunto simple de ecuaciones que serían más o menos expresa ciertos aspectos de lo que esperaba para el electrón. Es sorprendente darse cuenta de que este enfoque relajado daría lugar a una ecuación que, junto con la mecánica cuántica del campo electromagnético, ahora da 14 puntos decimales de precisión.

En general, tiene que haber una forma de comparar nuevas ecuaciones en un nuevo marco con una situación análoga en un marco válido anterior, para validar que, en algún límite apropiado, las nuevas ecuaciones darán los mismos resultados que las ecuaciones antiguas. Por lo tanto, las ecuaciones de la relatividad general se reducen a la ley de gravitación de Newton en el caso de una sola masa dominante (como el sol) en el límite del campo débil. Pero aun así, el marco era tan diferente que Einstein pasó por muchos conjuntos de ecuaciones de prueba antes de decidirse por el que ahora se llama ecuación de Einstein.

Finalmente, no hay ningún truco para crear las ecuaciones fundamentales: como señaló Feynman, los profesionales saben lo que se ha intentado en el pasado, por lo que aplican todos esos mismos trucos al presente caso. Si estos enfoques no funcionan, debe probar algo diferente.

Answer 4

Sé que esta es una vieja pregunta pero, sin embargo, sigue siendo interesante. Especialmente para estudiantes graduados (PhD) cuyo enfoque podría estar en áreas que no han sido explotadas por completo. Dicho esto, mi opinión es que tienes que estar bien versado en muchas técnicas matemáticas, es decir, no hace falta decir, si quieres proponer un nuevo concepto. Entonces, suponiendo que con sus estudios haya notado que el impulso, P de un objeto, digamos que una piedra rodando cuesta abajo es una función de su masa y su velocidad ([matemática] P = mv [/ matemática]). Supongamos que tampoco sabe si la piedra está acumulando más partículas (y, por lo tanto, aumenta de masa con el tiempo) o si se está rompiendo piezas perdidas y, por lo tanto, se reduce la masa. Entonces, para estar seguros, supongamos que también es una función del tiempo. Como eres bueno en matemáticas, también sabes cómo establecer una regla de cadena. Dice, (en referencia a [matemáticas] P [/ matemáticas] arriba), si [matemáticas] P [/ matemáticas] es una función de [matemáticas] m [/ matemáticas] y [matemáticas] v [/ matemáticas] y ambas [matemática] m [/ matemática] y [matemática] v [/ matemática] son ​​función de otra variable [matemática] t [/ matemática], entonces [matemática] P [/ matemática] también debe ser una función de [matemática] t [/matemáticas]. Entonces comienzas a expresar [matemáticas] P [/ matemáticas] en función de [matemáticas] t [/ matemáticas] haciendo lo siguiente: [matemáticas] \ frac {dP} {dt} = \ frac {\ parcial P} { \ partial m} \ frac {dm} {dt} + \ frac {\ partial P} {\ partial v} \ frac {dm} {dt} [/ math]. Los primeros componentes [matemática] \ frac {\ parcial P} {\ parcial m} [/ matemática] y [matemática] \ frac {\ parcial P} {\ parcial v} [/ matemática] son ​​derivadas parciales. Entonces ves que [math] \ frac {\ partial P} {\ partial m} = v [/ math]; y [math] \ frac {\ partial P} {\ partial v} = m [/ math]; de la ecuación de impulso. Ahora ve y actualiza tu ecuación: [matemática] \ frac {dP} {dt} = v \ frac {dm} {dt} + m \ frac {dv} {dt} [/ math]. Digamos que finalmente descubres que el suelo no estaba demasiado húmedo ni demasiado seco para que la piedra acumulara barro y tampoco demasiado seco para romperse en pedazos más pequeños. Entonces concluyes que [math] \ frac {dm} {dt} = 0 [/ math]; Entonces regresa y actualiza su ecuación de manera que: [matemáticas] \ frac {dP} {dt} = m \ frac {dv} {dt} [/ matemáticas]; También ha leído en alguna parte que la Fuerza es la tasa de cambio en el impulso, es decir, [matemática] \ frac {dP} {dt} = F [/ matemática]; y la tasa de cambio en la velocidad con el tiempo es la aceleración, es decir, [matemática] \ frac {dv} {dt} = a [/ matemática]; Así que una vez más vuelves y actualizas tu ecuación a la forma final. [matemáticas] F = ma [/ matemáticas];

Sé que parece una tontería que llegara a una ecuación bien establecida, pero piénselo. Puede hacer lo mismo, por ejemplo, supongamos que plantea la hipótesis de que la energía térmica total, [matemática] E [/ matemática] generada por un pequeño panel solar que compró depende de la radiación solar total, [matemática] I_R [/ matemática], humedad, [matemática] H [/ matemática] y velocidades del viento, [matemática] V [/ matemática]. También piensa que [matemática] I_R [/ matemática], [matemática] H [/ matemática] y [matemática] V [/ matemática] todo depende de la hora del día, [matemática] t [/ matemática], y por lo tanto La energía también debe variar según la hora del día. Simplemente no sabes cómo. Entonces puede escribir la regla de la cadena para todas estas funciones e intentar encontrar una expresión para [math] \ frac {dE} {dt} [/ math]. Por supuesto, tenemos que asumir aquí que, por alguna razón, desea construir un modelo que pueda usar más adelante para calcular la energía cuando todos los demás factores se den como términos únicos. Entonces, en ese caso, escriba la expresión para [math] \ frac {dE} {dt} [/ math]:

[matemáticas] \ frac {dE} {dt} = \ frac {\ parcial E} {\ parcial I_R} \ frac {dI_R} {dt} + \ frac {\ parcial E} {\ parcial H} \ frac {dH} {dt} + \ frac {\ partial E} {\ partial V} \ frac {dV} {dt} [/ math].

Afortunadamente, puede hacer mediciones de las variaciones de tiempo en energía, [matemática] E [/ matemática] inherentemente con irradiación, [matemática] I_R [/ matemática] y viento [matemática] V [/ matemática] y humedad, [matemática] H [/ matemáticas]. Esto significa que puede trazar todo lo anterior como funciones de tiempo, [math] t [/ math]. Entonces podrá evaluar las derivadas parciales y completas de cada una de las funciones anteriores vinculadas a la energía. Recuerde que no son necesariamente lineales, pero pueden ser exponenciales, cúbicas o cualquier función del tiempo. Puede usarlos para obtener su expresión final de [math] \ frac {dE} {dt} [/ math], que también equivale a la potencia, [math] P [/ math]. Te animo a que encuentres esta relación particular en los libros y sigas y te darás cuenta de que formular ecuaciones no es tan difícil cuando comprometes bien tu pensamiento.

Supongo que lo que estoy tratando de decir es la lógica principalmente primero y las ecuaciones después. Alguien dijo antes de la física primero, ecuaciones después, y también estoy de acuerdo porque algunas ecuaciones que usamos hoy no siguen ninguna lógica, pero aún tienen sentido. Especialmente los de la mecánica cuántica.

Todo lo mejor,

[matemáticas] NKR [/ matemáticas]

Answer 5

Primero piensan en los procesos y mecanismos subyacentes, luego escriben ecuaciones que describen los procesos y objetos que han imaginado. La física primero. Ecuaciones de segundo.