量子論と相対性理論を学びたい大学生です

質問

タイトルのとおりです。
まずなにから始めていくべきでしょうか。
具体的には、どんな参考書や文献で勉強するべきでしょうか。
自分はほぼ知識がないので、かなりの基礎からはじめる必要があることは
わかっています。

とりあえず手始めにマセマの参考書をやっておこうと思います。
http://www.mathema.jp/books/zemi.html
この中で相対性理論と量子論を理解するうえで必ずやっておくべきものはありますか。

回答No.6

有木 巨智麿（@kothimaro）

時計が高速で移動し、または強い重力が掛かると、その時計は遅れます。例えば、その時計が光速で移動しているとすると、時計の内部の構造はそれ以外の方向へは動くことは出来ません。何故なら、動いた部分は光速を越えることになるからです。従って、その時計は止まります。このことを、相対性理論では、高速で移動する物質は、質量が増加したように振舞うと言います。動き難くなることをその様に表現します。
また、強い重力が掛かった場合にも、その時計の内部の構造は動き難くなり遅れます。GPS衛星に搭載されている時計は、高速移動による時計の遅れと重力が弱いところを回っていることによる時計の進みを加減算して、少し速く進むように設定されているそうです。
また、距離はレーザー装置を使って測定します。レーザーが発して反射し戻ってくるまでに要する時間に光速度を掛けて距離を求めます。遅れた時計を使ってこの距離を計算すると、距離は短く算出されます。この様にして、高速で移動する慣性系の時間と空間の座標は変化します。
あくまでも、座標が変化するのであり、時間や空間そのものが変化するのではないことに留意すべきです。

回答No.5

chiha2525

よく覚えていないけど量子力学ならこの辺りでいいのかな？

http://www.amazon.co.jp/%E9%87%8F%E5%AD%90%E5%8A%9B%E5%AD%A6%E3%80%881%E3%80%89-%E5%9F%BA%E7%A4%8E%E7%89%A9%E7%90%86%E5%AD%A6%E9%81%B8%E6%9B%B85A-%E5%B0%8F%E5%87%BA-%E6%98%AD%E4%B8%80%E9%83%8E/dp/4785321326/

相対性理論は一般のほうだとテンソルがいきなり出てきて困りました。
中身は分かりませんが、こんなので良かったはず。

http://www.amazon.co.jp/%E7%9B%B8%E5%AF%BE%E6%80%A7%E7%90%86%E8%AB%96-%E7%89%A9%E7%90%86%E3%83%86%E3%82%AD%E3%82%B9%E3%83%88%E3%82%B7%E3%83%AA%E3%83%BC%E3%82%BA-8-%E5%86%85%E5%B1%B1-%E9%BE%8D%E9%9B%84/dp/4000077481

回答No.4

dionysus_chaos

私は工学部出身ですが、
学生時代には量子力学をまじめに勉強しました。
が、最近までシュレーディンガーの波動方程式は
試行錯誤で作られたものだということを知りませんでした。
波動方程式は解析力学の厳密な理論展開の結果だとばかり思っていました。
というわけで、全体的なイメージや起源を把握するということも
大切ではないかと思います。
ブルーバックス
「量子力学のからくり」山田克也著
をお勧めします。
相対論的量子力学のアルファ行列やガンマ行列の起源についても
解説してあります。
暇を見て気楽に読むのをお勧めします。

回答No.3

leo-ultra

> とりあえず手始めにマセマの参考書をやっておこうと思います。

うーん、このレベルから始めるのであれば、参考書なんてやらないで、
大学の講義にでて勉強し、理解できない場合に参考書をやればいいと思う。

物理学科の学生？　そうだったら、全ての講義にちゃんとでて、それぞれの講義の内容を
理解していけば、最終的に量子論と特殊相対論は理解できると思う。

物理学科の学生じゃないのであれば、物理学科の学生が勉強するのと同じような内容の
講義を勉強すれば？

URLの書いてあるマセマの参考書の項目でいうと、
　微分積分：初歩の初歩
　線形代数：絶対必要。計算方法だけでなく、線形空間の考え方は量子論で不可欠。
　複素関数：僕はざっくりとしか理解してないが、必要。
　常微分方程式、偏微分方程式：　不可欠
　フーリエ：　ｋ空間の概念は不可欠
　ベクトル解析：　電磁気学で不可欠
　ラプラスはいらないのとちゃう。

　力学、電磁気学、解析力学、熱力学、統計力学、は不可欠。

要するに、ほとんど必要だし、大学でおしえてくれる講義が必ず（他の学科かもしれないけど）あるので、
それを利用しない手はない。

回答No.2

lv4u

特殊相対性理論は、当時の電気磁気学の矛盾を解決するために、「光速度一定」という仮定をすることで解消しようとしてアインシュタインが作りました。
（でも、アインシュタインは他人の論文のアイデアを盗んで作ったという疑惑があります）
なので、電気磁気学の勉強も必要だと思いますね。
また、相対論が生まれる以前の科学史を勉強されて、どんな議論を科学者がやっていたのかを知るのもいいと思います。

なお、一般的に科学は、
１．現象論
２．実体論
３．本質論
の３段階で発展すると武谷氏は述べています。

相対論は、その生みの親である電磁気学が、１の現象論さえも十分に解明してない部分があるようです。
ですから、数学抜きで現象論や実体論についてイロイロと書籍を読まれて、考えてみるのもいいと思います。
前提が間違っているとき、いくら数学を駆使しても、正しい結果は得られませんからね。

回答No.1

tanuki4u

http://www.amazon.co.jp/%E9%AB%98%E6%A0%A1%E6%95%B0%E5%AD%A6%E3%81%A7%E3%82%8F%E3%81%8B%E3%82%8B%E7%9B%B8%E5%AF%BE%E6%80%A7%E7%90%86%E8%AB%96-%E3%83%96%E3%83%AB%E3%83%BC%E3%83%90%E3%83%83%E3%82%AF%E3%82%B9-%E7%AB%B9%E5%86%85-%E6%B7%B3/dp/4062578034

このへんで分からなければ　高校数学からやり直す
という感じでは？