https://www.goodtheorist.science/

How to become a GOOD Theoretical Physicist

How to become a GOOD Theoretical Physicist

www.goodtheorist.science

위 사이트를 제작한 사람은 이론물리학자 헤라르뒤스 엇호프트(Gerardus 't Hooft)다. 그는 양-밀스 이론의 재규격화에 관한 논문으로 1999년 노벨물리학상을 수상했다.

사이트 이름 그대로, 위 글에서 엇호프트는 좋은 이론물리학자가 되는 법에 대해 이야기한다. 글은 각각 자신이 이 글을 쓴 이유, '아마추어' 물리학자들에 대한 비판, 이론물리학자가 되기 위해 배워야하는 것들에 관한 내용으로 구성되어 있다. 번역본은

https://gall.dcinside.com/mgallery/board/view/?id=phys&no=49&exception_mode=recommend&page=1

좋은 이론물리학자가 되려면 - 물리 마이너 갤러리

이 글은 Gerard ‘t Hooft 교수의 「How to become a GOOD Theoretical Physicist」 웹사이트를 번역한 것이에요. 의역이 다수 포함되어 있고, 번역이 잘못되어 있는 부분이 있을지

gall.dcinside.com

를 참고하자. 마갤이라 완장도 있고 물갤 도피처 생기는 줄 알았는데 죽어버림 시발 ㅠㅠ

아쉽게 마갤이 죽어버리는 바람에 각각의 세부 과목들에 대해선 번역을 안 해놨다. 뭔가 아쉬워서 내가 번역해 보기로 함 ㅋㅋ

순서는 엇호프트가 배워야할 순서대로 나열했다고 한다. 의역 다수 함유.

1. 언어

영어는 기본입니다. 아직 미숙하다면, 공부하십시오. 여러분은 영어를 읽고, 쓰고, 말하고, 이해할 줄 알아야 하지만, 완벽할 필요는 없습니다. 이 글을 쓴 저의 영어 실력은 형편없어요. 이 정도면 괜찮습니다. 모든 출판물들은 영어로 쓰여 나옵니다. 영어로 쓸 줄 아는 능력도 중요하단걸 명심하세요. 머지않아 여러분 또한 자신의 성과들을 출판하게 될테니까요. 사람들이 당신의 성과를 읽고 이해할 수 있도록 하세요.

프랑스어, 독일어, 스페인어와 이탈리아어는 유용할 순 있겠으나 전혀 필수는 아닙니다. 물리학이라는 거대한 탑을 오르는 데에 크게 필요하지 않아요. 다만 그리스 알파벳은 알아두세요. 상당히 자주 쓰이니까요. 만약 이들의 이름을 모른다면, 나중에 구두 발표에서 망신을 당할거에요.

만약 여러분이 이 글을 여태껏 잘 읽어왔다면 아주 기초적인 영어는 다 알겁니다. 허나, 논문을 쓸 땐 세심해야겠죠. 괜한 오해가 생기면 안 되니까요.

2. 기초 수학

적어도 다음과 같은 주제에 대해선 익숙해야 합니다.

- 자연수: 1, 2, 3, 4, ...

- 정수: -2, -1, 0, 1, 2, ...

- 유리수: 1/2, 3/4, 77/54, ...

- 실수: √2, π, e, ...

- 복소수: 2+3i, 오일러의 공식, ... (매우 중요!)

- 집합론과 위상수학: 열린 집합, 콤팩트 집합 (이들이 물리학에서 차지하는 역할을 알게되면 놀랄지도 몰라요!)

- 다항방정식, 근사법, 테일러 전개

- 복소수를 이용해 방정식을 푸는 법, 삼각함수와 그들의 성질

- 미소량(dx, dy 등), 미분

- 적분, 미분방정식

- 푸리에 변환, 급수의 수렴 판별

- 복소평면, 코시 정리와 복소선적분

- 감마함수

- 가우스 적분, 확률론

- 편미분방정식, 디리클레&노이만 경계 조건

이건 아직 시작입니다. 몇몇 것들은 한 강의를 통째로 들어야 하기도 합니다. 이들 상당수가 물리학 이론에서 없어선 안 될 재료들이죠. 앞으로 얘기할 과목들은 공부하기 전 이들을 모두 알 필요는 없지만, 만일 빼먹은 것이 있다면 반드시 돌아와 공부하도록 하세요.

3. 고전역학

- 정역학(힘, 장력), 기초 유체역학, 뉴턴의 운동법칙

- 행성의 타원궤도 운동, 다체(many-body)문제

- 최소 작용의 원리, 해밀턴 방정식, 라그랑지안(절대 스킵하지 마세요! 엄청나게 중요합니다)

- 조화진동자(용수철), 진자

- 푸아송 괄호

- 파동 방정식, 유체역학, 나비에-스토크스 방정식, 점성과 마찰

4. 광학

- 굴절과 반사

- 렌즈와 거울

- 망원경과 현미경

- 파동의 전파

- 도플러 효과

- 하위헌스의 원리

- 파면

- 회절과 회절무늬

5. 통계역학&열역학

- 세 가지 열역학 법칙

- 볼츠만 분포

- 카르노 사이클, 엔트로피, 열기관

- 상전이, 열역학적 모델

- 이징 모델(나중에 2차원 이징 모델을 위한 준비 단계)

- 플랑크 법칙(흑체복사, 양자역학 입갤)

6. 기초전기회로

- 옴의 법칙, 축전기, 인덕터, 복소수를 이용한 회로 분석

- 트랜지스터, 다이오드(이들의 작동원리는 나중에 나옵니다)

7. 전자기학

- 맥스웰 방정식: 동차(homogeneous)형태, 비동차(inhomogeneous) 형태

- 물질 내부에서의 맥스웰 방정식(진공, 균일 물질, 상자 안, 경계 조건)

- 벡터 포텐셜, 게이지 불변(졸1라게 중요합니다)

- 전자기파의 흡수와 방출

- 빛의 산란

8. 계산물리학

- 관심 있는 이론물리학자들은 따로 공부하기도 합니다.

9. 양자역학(비상대론적)

- 보어 원자모형

- 드 브로이 물질파

- 슈뢰딩거 방정식(+전기 퍼텐셜, 자기장)

- 에렌페스트 정리

- 상자 속 입자

- 수소 원자에 대한 슈뢰딩거 방정식의 해법, 제이만 효과, 슈타르크 효과

- 양자 조화 진동자

- 각종 연산자들: 에너지, 운동량, 각운동량, 생성&소멸 연산자

- 연산자의 교환법칙

- 양자역학을 스깐 산란, 산란 행렬(S-Matrix), 방사능 붕괴

10. 원자와 분자(개인적으론 대학교 들어오자마자 하는 내용들 같음. 그 시대에는 안 했나봄?)

- 화학 결합

- 오비탈

- 원자&분자 스펙트럼

- 빛의 흡수와 방출

- 선택규칙(selection rules, 훈트 규칙 등)

- 자기 모멘트

11. 고체물리

- 결정 종류

- 브래그 법칙

- 유전율과 투자율

- 블록 스펙트럼(Bloch spectra)
- 페르미 준위

- 도체, 반도체, 절연체

- 비열

- 전자와 양공

- 트랜지스터

- 초전도성

- 홀 효과

12. 핵물리학

- 동위원소

- 방사성

- 핵분열&핵융합

- 물방울 모델(droplet model)

- 양자수

- 마법수

- 아이소스핀

- 유카와 이론

13. 플라즈마

- 자기유체역학

- 알펜파

14. 고오급 수학

- 군론과 표현론

- 리 군

- 벡터와 텐서

- 편미방과 적분방정식의 더 많은 해법들

- Extremum principle(한글로 뭔지 모름 ㅠ)과 이에 의거한 근사법

- 차분 방정식(Difference equation)

- 생성함수

- 힐베르트 공간

- 범함수 적분(Functional integration)

15. 특수상대성이론

- 로렌츠 변환

- 길이 수축, 시간 지연

- E=mc^2

- 4-벡터와 4-텐서

- 전자기장의 로렌츠 변환

- 상대론적 도플러 효과

16. 고오급 양자역학

- 힐베르트 공간

- 원자에서 전자의 전이

- 빛의 흡수와 방출

- 유도방출

- 밀도행렬

- 양자역학의 해석

- 벨의 부등식

- 상대론적 양자역학을 향해: 디랙 방정식, 미세구조(fine structure)

- 전자와 양전자

- 초전도성과 BCS 이론

- 양자 홀 효과

- 고급 산란 이론

- 분산 관계(Dispersion relation)

- 섭동 확?장(Perturbation expansion)

- WKB 근사, Extremum principle

- 보스-아인슈타인 응축

- 초유체 헬륨

17. 현상론

- 아원자 입자(메손, 바리온, 광자, 렙톤, 쿼크), 우주선(cosmic ray)

- 물질의 성질과 화학

- 동위원소

- 상전이

- 천체물리학(행성계, 별, 은하, 적색편이, 초신성폭발)

- 우주론(우주론적 모델, 급팽창이론, 우주배경복사)

- 관측 기술

18. 일반상대성이론

- 계량 텐서

- 시공간의 곡률

- 아인슈타인 방정식

- 슈바르츠실트 블랙홀

- 라이스너-노르드스트룀 블랙홀

- Periastron shift

- 중력렌즈효과

- 우주 모델

- 중력파

19. 우주론

우주론과 천체물리학은 비교적 최근에 탄생해 다양한 일들이 일어나는 곳입니다. 이 분야에 각자 시간을 투자해 관심을 기울여보길 바랍니다. 우주론, 천체물리학, 우주입자물리학이 다양한 물리학의 문제 해결에 도움 된다는 사실을 명심하세요. 생물물리학, 지구물리학, 혹은 음향학과 같은 색다른 분야들에 관심이 있다면, 관련 정보를 직접 찾아보길 바래요.

20. 양자장론

- 고전 장이론: 스칼라, 디랙-스피너, 양-밀스 벡터장

- 장의 상호작용, 섭동이론, 자발적 대칭성 깨짐, 골드스톤 보손, 힉스 메커니즘

- 입자와 장: 포크 공간(Fock space), 반입자, 파인만 규칙, 시그마 모형, 루프 다이어그램, 단일성(Unitarity), 인과율(Causality), 분산 관계(Dispersion relation), 재규격화

- 양자 게이지 이론: 게이지 고정(Gauge fixing), 파데예프-포포프 유령, 슬라브노프-테일러 항등식, BRST 대칭, 재규격화군, 점근 자유성

- 솔리톤, 스커미온, 자기홀극, 순간자(Instaton), 쿼크의 영구 구속 메커니즘(Permanent quark confinemnt mechanism), 1/N expansion, operator product expansion, 베테-살페터 방정식, 표준 모형의 구축, P 위반과 CP 위반, CPT 정리, 스핀, 초대칭

21. 초대칭&초중력(Supergravity)

안 적은 상태에서 엇호프트 빤스런 친듯 ㄷㄷ

22. 우주입자물리학

공백

23. 초끈이론

공백이긴한데 그래도 추천 도서나 연습문제 링크 같은건 올려놨더라

끗