¿Cuál era la "forma mucho mejor de presentar la electrodinámica" de Feynman, que **no** aparecía en las conferencias de Feynman?

Question

¿Alguien sabe a qué se refería Feynman en esta entrevista que aparece al principio de Los consejos de Feynman sobre física ? Obsérvese que se refiere a algo que no aparece en las conferencias de Feynman.

No me gustaba hacer el segundo año, porque no creía tener grandes ideas sobre cómo presentar el segundo año. Sentí que no tenía una buena idea sobre cómo hacer conferencias sobre electrodinámica. Pero, ya ves, en estos desafíos que habían existido antes sobre conferencias, me habían desafiado a explicar la relatividad, me desafiaron a explicar la mecánica cuántica, me desafiaron a explicar la relación de las matemáticas con la física, la conservación de la energía. Respondí a cada desafío. Pero hubo un desafío que nadie me pidió, que yo mismo me propuse. que me propuse, porque no sabía cómo hacerlo. Nunca lo he tenido éxito. Ahora creo que sé cómo hacerlo. No lo he hecho, pero algún día lo haré. Y es esto: ¿Cómo explicarías las las ecuaciones de Maxwell? ¿Cómo explicarías las leyes de la electricidad y el magnetismo a un lego, casi un lego, una persona muy inteligente, en una hora de conferencia? ¿Cómo lo haces? Nunca lo he resuelto. Bien, entonces dame dos horas de conferencia. Pero debería hacerse en una hora de conferencia, de alguna manera o dos horas.

De todos modos, ahora he cocinado una forma mucho mejor de presentar la electrodinámica, una forma mucho más original y mucho más potente que está en el libro. Pero en ese momento no tenía ningún camino nuevo, y me quejaba que no tenía nada más que aportar para mí. Pero me dijeron: "Hazlo Hazlo de todos modos", y me convencieron, así que lo hice.

¿Apareció este enfoque de la enseñanza de la electrodinámica en alguno de sus escritos posteriores?

Answer 1

Pasé mucho tiempo investigando esta cuestión para Carver Mead (mencionado por Art Brown) en 2008, porque ambos teníamos curiosidad por saber qué quería decir Feynman. Carver pensó que la "mejor manera de presentar la electrodinámica" de Feynman sería algo parecido a su propia "Electrodinámica Colectiva", pero eso resultó ser sólo parcialmente cierto, como descubrí en cuatro páginas de las notas de Feynman, escritas durante el año en que impartía las conferencias de la FLP sobre electrodinámica, que explican brevemente su nuevo programa. [Estas notas se pueden encontrar en los archivos de Caltech: Box 62, Carpeta 8 de The Feynman Papers, "Working Notes And Calculations: Alternate Way to Handle Electrodynamics, 13 Dec 1963"]. Le pregunté a Matt Sands si sabía algo al respecto, y me dijo que más o menos a mediados del segundo año de las conferencias del FLP, Feynman empezó a quejarse de que estaba decepcionado por no haber podido ser más original. Explicó que creía haber encontrado la "forma correcta de hacerlo", desgraciadamente demasiado tarde. Dijo que empezaría con los potenciales vectoriales y escalares, entonces todo sería mucho más sencillo y transparente. Las notas son mucho más detalladas que eso. Desgraciadamente no tengo derecho a publicarlos yo mismo (sin pedir permiso a Caltech)... pero hay un plan para digitalizar los Papeles de Feynman y ponerlos en línea - se está buscando financiación para ello.

Mike Gottlieb Editor, The Feynman Lectures on Physics & Coautor, Feynman's Tips on Physics

P.D. Como mencioné en mi comentario más abajo, las notas han sido publicadas. Ahora se pueden encontrar aquí .

Answer 2

No estoy seguro, pero tal vez se trate de la derivación de Feynman de las ecuaciones de Maxwell que se indica en el artículo de Dyson http://signallake.com/innovation/DysonMaxwell041989.pdf (Am. J. Phys. 58(3), marzo de 1990, p. 209). Sin embargo, mi impresión fue que la derivación es deficiente.

Answer 3

Abriendo con un aparte:

Curiosamente, uno de los estudiantes de Feynman, Carver Mead El Sr. G. B., de fama VLSI, expresó una insatisfacción similar con estas conferencias sobre la EM y llegó a escribir una monografía, "Electrodinámica colectiva" que intenta reformular la disciplina utilizando los potenciales, no los campos, como entidades primarias, y los sistemas cuánticos (bucle superconductor, resonador cuántico coherente) como ejemplos canónicos.

No es una lectura difícil. No estoy cualificado para juzgar su éxito, pero sí sé que no querría que este enfoque fuera mi primer curso de EM.

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De todos modos, todo eso es sólo tangencial a su pregunta. Creo que la entrevista que has citado es de 1966. Mucho más tarde, en 1983, Feynman dio una serie de conferencias públicas sobre su teoría de la Electrodinámica Cuántica (QED), que posteriormente se publicaron como QED, la extraña teoría de la luz y la materia .

El grueso de este libro describe las amplitudes de probabilidad de las interacciones de los fotones y los electrones, y sus aplicaciones en diversos escenarios ("calcular la suma de todas las flechitas"). Casi al final del capítulo 3, hay un argumento esquemático que puede referirse al "enfoque de 1966":

Hay circunstancias, por ejemplo, en las que la amplitud para emitir un fotón por una fuente es independiente de si se ha emitido otro fotón. Esto puede ocurrir... cuando un número muy grande de electrones se mueven todos de la misma manera, como por ejemplo, subiendo y bajando en la antena de una emisora o dando vueltas en las bobinas de un electroimán. En tales circunstancias se emite un gran número de fotones, todos del mismo tipo. La amplitud de un electrón para absorber un fotón en tal entorno es independiente de si él o cualquier otro electrón ha absorbido otros fotones antes. Por lo tanto, todo su comportamiento puede venir dado sólo por esta amplitud de un electrón para absorber un fotón, que es un número -llamado "campo"- que depende sólo de la posición del electrón en el espacio y el tiempo.... Si tenemos en cuenta la polarización, el campo tiene más componentes. (Hay cuatro componentes -que corresponden a la amplitud para absorber cada uno de los diferentes tipos de polarización (X, Y, Z, T) en los que puede estar el fotón- llamados técnicamente potenciales electromagnéticos vectoriales y escalares.

En otras palabras, Feynman pretende derivar la EM clásica como un límite particular de la QED. Por supuesto que eso debería ser posible; lo impresionante aquí es que, si este enfoque es realmente al que se refería en 1966, Feynman sintió que podía explicarlo a una "persona muy inteligente" (¿o quizás suficientemente inteligente?).

Debo subrayar que "QED" no contiene más detalles sobre este tema que los que he citado anteriormente. No va a satisfacer a alguien que busque una exposición detallada.

Y puede que su "enfoque de 1966" fuera algo completamente diferente al de "QED". Feynman era muy creativo.

Answer 4

Es posible que haya pensado en enseñar la física de arriba a abajo, en lugar de hacerlo de abajo a arriba. No hay nada malo en ello. Eso es exactamente lo que hacen Landau/Lifshitz en el volumen 1 de su "Curso de física teórica", introduciendo un principio de mínima acción y derivando de él gran parte de la mecánica newtoniana. Se podría hacer lo mismo con la electrodinámica, pero el enfoque probablemente perdería a muchos de los estudiantes menos dotados por el camino.

Answer 5

He encontrado la siguiente cita en la página web del Instituto Americano de Física. Es una continuación de la cita de Feynman anterior. Creo que responde a tu pregunta sobre su nuevo enfoque.

"Cuando lo planifiqué, se esperaba que enseñara electrodinámica, y luego que enseñara una asignatura que en realidad serían todas las diferentes ramas de la física, utilizando la misma ecuación -como si se utilizara una ecuación de difusión para la difusión, para la temperatura, para muchas cosas, o la ecuación de onda para el sonido, para la luz, etc. En otras palabras, la segunda mitad habría sido algo así como métodos matemáticos de la física, pero con muchos ejemplos de física, así que estoy enseñando física al mismo tiempo que las matemáticas. Enseñaría la transformada de Fourier, las ecuaciones diferenciales, etc. Sin embargo, no tendría ese aspecto. No estaría organizado de la forma habitual. Sería en términos de asignaturas, la cuestión es que las ecuaciones son las mismas en muchos campos diferentes. Así que en el momento en que se trata de una ecuación, hay que mostrar todos los campos de los que procede, en lugar de limitarse a hablar de la ecuación. Así que iba a hacer eso. Pero entonces se me ocurrió otra posibilidad. Tal vez podría enseñar mecánica cuántica a los estudiantes de segundo año - nadie espera que eso se haga, sería un milagro. Y tenía una forma loca de presentar la mecánica cuántica, absolutamente al revés, en la que todo lo que era avanzado vendría primero, y todo lo que era elemental vendría, en el sentido convencional, último. Y se lo conté a estos tipos, y siguieron trabajando en mí. Dijeron que tenía que hacerlo, que la cosa matemática de la que yo hablaba, otras personas podrían hacerla algún día, pero que esta cosa sería tan única, y ellos sabían que yo nunca iría por otro año. Tengo que hacer esta cosa única, ya ves - incluso si se mata a los niños, no pueden aprender, y no es bueno. No sé cuál es la situación, en realidad, si vale la pena o no. Debería probarlo. Así que lo hice. Y ese es el volumen 3 de la mecánica cuántica. Pero los volúmenes 2 y 3 fueron realmente un año, como lo fue el volumen 1".