Teach Yourself Physics: a travel companion by Jakob Schwichtenberg (PDF)

Description

This is a handbook containing all the advice and recommendations about learning physics I wished someone had told me when I was younger. It is neither a career guide nor a comprehensive textbook. What’s inside?Understand why self-learning is an effective strategy. Learn why most university students never develop a deep understanding and what alternatives are possible.Grasp the internal structure of physics. Learn how the fundamental theories of physics are connected and why physics works at all.Develop an understanding of the landscape. Read bird’s eye overviews that give a first taste of what the various theories of physics are all about.Everything you need to get started. Read detailed reading and learning recommendations that allow you to carve out a personal learning path.

User’s Reviews

Reviews from Amazon users which were colected at the time this book was published on the website:

⭐If you search for “teach yourself physics” guides, you’ll mostly come across long lists of dry, dense textbooks accompanied by such encouragements as “you must know all of *this* before you can know any of *that*”. One gets the impression that physics is some kind of trial by exhaustion. Yet, as Schwichtenberg points out, physicists such as Einstein and Feynman have always strived for simple and approachable explanations. Why then, are these guides so dauntingly monolithic? My impression is that Schwichtenberg believes this is (partially) a downstream effect of expediency within the university system (aren’t so many things?) and my own experiences resonate with this.So what does Schwichtenberg offer instead? What he gives you is an incredibly rich tapestry of resources, tools, advice, guidance, and – most importantly – a map and broad overview. Crucially, the overview provides a large number of launching points for deep exploration.This book will undoubtably make a great travel companion and I hope to return to it for many years.PS: On a side note, I think books like this are going to become more common. When so much is being written, knowing what is actually *worth reading* becomes more and more important. And I’m not convinced that AI algorithms recommendation algorithms are particularly great at this.

⭐Give my story here, might be quite irrelevant. I’m working as a graduate research assistant in the material science department for more than 3 years now. I started to read physics textbooks/research because of my own research. Oftentimes I found physics book confusing, and I can hardly learn any physical theory effectively. As a guy who needs to publish at least one paper a year, my frustrating self-learning process creates tensions, sometimes friction between me and my advisor. Politely speaking, I know the physical details in my paper is not as clear as it should be, but I literally don’t have effective way to use my limited time to learn physical theories. My advisor doesn’t understand my concerns and asked me why am I not on board. But all I did for the last three years is trying to get on board and embark on more meaningful research, rather than get all the seemingly correct results and argue with reviewers of my papers.The day before I bought this book I was talking to a recently-graduated Ph.D. friend about quitting my program. The central piece of advice my friend gave me was: just say you’re sorry and stick to what your advisor told you to do. Does that mean I have to follow the lead from a faculty member whose Ph.D. training is centered around a topic totally irrelevant to what I am doing? He doesn’t even have the patience of letting me finish my research ideas these days. I feel hopeless after that talk.Got the book yesterday and finish it today, just wanna give myself another thrust to get motivated (i.e. trying to find the meaning of my life). And Jakob did a great job of explaining how a layman could study physical theory more effectively by using a top-bottom method along with good sources. Some of the advice he gives is already my daily practice which means I am not as hopeless as I thought I was. I’m a big fan of his no-nonsense series, and now this book will definitely secure a permanent position on my bookshelf.I don’t give 5-star because it lacks book recommendations on stat mech, which is most relevant to my research. And I probably should start writing blogs for things I newly learned too… Anyway, thank Jakob for reviving a walking-dead Ph.D. candidate.

⭐This book is entitled Teach Yourself Physics. It is apparently meant for two types of readers: (1) those who have studied physics at some level but are unsatisfied with their progress, perhaps due to poor teaching (which the author says is endemic in physics), or (2) those who may have a good education in the humanities but have never had the opportunity to study physics. I fit into the second category. I don’t think that there is a third category, that of people who think they’re too stupid to learn physics. I can’t imagine such a person buying this book. Yet the author refers to people who believe “they are dumb” (p. 16), or who think “I’m not smart enough” (p. 17); indeed, he states that “many people still believe they’re too stupid to learn physics” (p. 57). It is apparently this belief on the part of the author which leads him to spend the first quarter of the book regaling its readers, not with physics, but with what amounts to a motivational lecture on why they should read this book. But you can only read this section if you have bought the book, as I have, which means we don’t need the lecture. And no, I don’t think I’m stupid. In fact, at the risk of immodesty, I might mention that, after an undergraduate degree cum laude, I earned my doctorate in law at Harvard; I am certified as not-stupid. I just never had the opportunity to study physics. As of p. 58, I have learned nothing at all about physics, nothing. This is unacceptable.But there’s much worse. These 58 pages are simply rife with grammatical errors – words left out, the wrong words put in, a virtual model of sloppiness. Let me give a few examples:“it allows you think” (p. 31 – presumably “to think” is meant)“the step … take a few decades (p. 36 – step is singular, “takes” is required)“A civilization that understands more about the physics laws of nature, and how to use it” (p. 37 – “laws” is plural, so “how to use them”)“The odds … is close to zero” (p. 46 – “odds” is plural, “is” should be “are”)“the primary goal science is” (p. 46 – should be “of science”)“it’s your responsible to ignore” (p. 47 – “responsibility” is the correct form)“straight-jacket” (p. 48 – the correct word is straitjacket)“put in her” (p. 55 – “here” is obviously meant, and I am resisting the temptation to suggest any other meaning)Now does any of this matter? Am I picking nits? After all, anyone fluent in English knows what the author means. But that’s just the problem. Yes, I know what the author means in these instances, because I am fluent in English. But I am not fluent in science, which is why I bought this book. Therefore, I have no way of knowing whether an equation in this book includes a symbol or number which doesn’t belong there, or leaves out one that does. I must rely on the care which the author takes in presenting his book, and based upon the first 58 pages, that care is clearly absent. (I realize that the author has a Germanic name and is going to school in the German city of Karlsruhe, but in general he writes colloquial American English and I would not be surprised to learn that he is American – a cursory internet search did not uncover his nationality or his college. Of course if his native language is not English, then he has business to engage the services of an editor whose native language is English.)Finally, the physical book:1. The outer margins are 2 inches wide, the inner margins, especially on the left-hand pages, are essentially non-existent. This makes reading at the inner margins difficult.2. Some of the tables, e.g. pp. 67, 77, use print so tiny the tables can’t be read without a magnifying glass.3. The illustrations look like they were drawn for, and perhaps by, preschool students.4. The marginal notes include ISBN numbers, which are not needed, but omit page numbers, which are. (Some of the long quotes, e.g. Newton (p. 41) and Einstein (p. 55), have no citations at all.)So, at the moment, I am reluctant to read any further into this book. If I do, I will update this review as necessary.

⭐Unsurprisingly, I bought this book as it looked like an interesting aid to support the independent learning of physics. What I was not expecting – but also got – was a really good study on learning, motivation and self-belief. The author succeeds in not only convincing the reader that it is possible to learn physics independently but that (goal dependent) the results will be better too.As a university teacher in a different field, I would recommend this to learners in other disciplines. Essentially the author takes a navigational approach so that armed with a map (which he provides), a little determination and an understanding of useful learning tools, independent learning of a new discipline is possible.I would thoroughly recommend this book to learners of physics and learners in general.

⭐It’s refreshing when you’re told that you’re not too dump to pick up an idea from a teacher it’s just that the teacher hand’ t taught you in the “best” manager for you.This “travel companion” on your journey in learning physics is full of useful and practical advice. I liked the focus on making learning engaging and for each area of physics covered there was a general overview book recommended as well as more deep dive alternative to move on to.I particularly welcomed the recommendation of the “learning to learn” coursera course as this has started my study of physics off on a much firmer foundation of proper learning rather than just reading and memorizing without understandingThis book will be certainly be my physics traveling companion for some time.

⭐Sheldon Cooper sagte es so: ‘Wenn man die Gesetze der Physik versteht, ist alles möglich‘. Tatsächlich stieg die Zahl der Physikstudienanfänger um 17%, als die US- Sitcom “The Big Bang Theory” in Großbritannien ausgestrahlt wurde. Aber auch in Stanford gibt es Enthusiasten, die außerhalb des üblichen akademischen Kontextes, tiefer in die Grundlagen der modernen theoretischen Physik eintauchen wollen. Im Rahmen der ‘Stanford Continuing Studies Courses’ hält Leonard Susskind hier seit 2007 Vorlesungen unter den Titel “The Theoretical Minimum” für ‘Laien’, die viel Interesse an Physik und ein wenig mathematische Vorbildung mitbringen.Jakob Schwichtenberg geht in dem hier vorliegenden Buch noch einen Schritt weiter und erörtert die Vorteile, Physik in Selbststudium zu lernen, sogar im Kontext eines universitären Studiums. Der Autor hat auf dem Gebiet der Physik promoviert und ist Mitarbeiter am Institut für Technologie der Universität Karlsruhe. Er ist Herausgeber der No-Nonsense Buchreihe, in der auch dieser Titel erschienen ist.Das traditionelle Kurssystem ist wenig flexible, jedes Gebiet wird ein einziges mal in einem starren Zeitregime, das für alle Studenten gleichermaßen gilt, behandelt– zudem bleibt dabei kaum Zeit für Hintergrunddiskussionen, etwa wieso diese oder jene Methode gerade so funktioniert – viele Studenten wurden daran gewöhnt, das zu akzeptieren. Ihr Motto könnte David Mermins Zitat “Shut up and calculate“ sein, mit dem er eigentlich die Deutung der Quantenmechanik karikierte. Es ist daher nicht verwunderlich, dass nicht wenige Vollzeitstudenten kein wirklich tiefes Verständnis der Physik entwickeln, stellt der Autor in seinem Vorwort fest.Wer das nicht hinnehmen will, dem stehen die vielfältigen Möglichkeiten des Selbststudiums offen. Zunächst ist es damit für jeden möglich, in der ihm entsprechenden Geschwindigkeit zu lernen – versteht man ein Argument nicht, kann man es beliebig rekapitulieren oder die Sache aus einer anderen Perspektive betrachten. Die Zahl der zur Verfügung stehenden einführenden Physiklehrbücher ist Legion, darüber hinaus hält das Internet eine Vielzahl von Ressourcen bereit: Vorlesungsskripte und -videos, und nicht zuletzt diverse Blogs und Diskussionsforen.In seiner Einleitung präsentiert Schwichtenberg eine Reihe von Buchlisten und Empfehlungen aus anderen Quellen, unter anderem von John Baez, Gerard ‘t Hooft und Michio Kaku. Im Hauptteil geht der Autor dann kurz auf die allgemeine Struktur der Physik ein, und und mit einigen Details auf acht fundamentale Gebiete: Klassische Mechanik, Elektrodynamik, Spezielle Relativitätstheorie, Quantenmechanik, Quantenfeldtheorie und Allgemeine Relativitätstheorie, sowie Thermodynamik und Statistische Physik – zu diesen Topics gibt es jeweils die Rubriken ‘Auf einen Blick‘, Vogelperspektive, Verständnis der Grundlagen, ein Übersichts- Chart und ‘Level Up‘ – mit Hinweisen zu fortgeschritteneren Ansätzen. Aber auch Meta- Themen, die jedes Physikstudium notwendigerweise begleiten, streift der Autor; dazu gehören Mathematik, Geschichte der Physik, Philosophie und Soziologie, sowie einige prinzipielle Anmerkungen zum Lernen und zum wissenschaftlichen Denken überhaupt.Jakob Schwichtenberg berichtet abschließend auch von seinen eigenen Studienerfahrungen. Er ist davon überzeugt, dass Physik nicht schwierig ist, es also für ihr Studium nicht Voraussetzung ist, besonders begabt zu sein – jedenfalls, wenn es um ihre Grundlagen und fundamentalen Zusammenhänge geht, und man über genug Neugier und Ausdauer verfügt, diese Fundamente wirklich verstehen zu wollen. Dabei sind einige Lehrbücher keine guten Ratgeber, sind sie doch zu kompliziert oder komplex, präsentieren zwar den Stoff – aber geizen mit Erklärungen; es mag der Eindruck entstehen, dass manche davon nicht für den Leser geschrieben worden, sondern um die Smartheit des Verfassers zu unterstreichen.Deswegen ermutigt der Autor seine Leser, beim Selbststudium kreativ vorzugehen – manchmal ‘funktionieren‘ Bücher einfach nicht, weil seine Erklärungen und der Leser auf verschieden Eben operieren – jedenfalls in diesem Augenblick. Dann ist es kein Fehler, mit einem anderen Text fortzufahren, der das Problem aus einem anderen Blickwickel betrachtet und eventuell genau die entscheidende Lücke schließen kann.Ohnehin ist ein Vorteil des Selbststudiums, mehre Werke parallel studieren zu können, einerseits bleibt man bei jedem Lehrbuch früher oder später ‘stecken‘, andererseits ist gut, wenn man möglichst von Anfang an gewahr wird, dass es nie nur DEN einen Zugang zu einem Thema gibt – verschiedene Darstellungen gehen verschiedene Wege, verwenden verschiedene Konversionen, damit muss man umzugehen lernen.Aus diesem Grund empfiehlt der Autor zu den oben bereits genannten Themen für den ersten Überblick auch nach Möglichkeit besonders Studenten freundliche Werke – wie D. Fleischs “A Student‘s Guide to Maxwell‘s Equations“ und R.D. Klaubers “Student Friendly Quantum Field Theory“ – die es vermeiden, mit genialer Kürze zu brillieren, Floskeln wie ‘offensichtlich‘ und ‘wie leicht zusehen ist‘, sind hier Tabu.Um einen Stoff aber tatsächlich verstanden zu haben, genügt es nicht, diesen an Hand von einem oder mehreren Texten durchgearbeitet zu haben, man muss das Material auch von Grund auf reproduzieren können. Eine bewährte Methode für einen Professor, sich in ein neues Gebiet einzuarbeiten, besteht darin, darüber eine Vorlesung zu halten. Die beste Näherung davon ist, die Erkenntnisse und Ableitungsschritte in eigenen Worten in Notizen festzuhalten, die man sukzessive verfeinern und ergänzen kann. Um auch das diskursive Element einer Vorlesung zu bedienen, schlägt der Autor vor, die Notizen in einem Blog oder einem ähnlichen Medium zu veröffentlichen – eine Methode, die er selbst mehrfach praktiziert hat.Das Buch ist in dieser Form recht einzigartig, es ist eine wertvolle Zusammenstellung von Ressourcen und Anregungen für ein autodidaktischen Studium. Wie der Autor immer wieder betont, gibt es keinen Königsweg zur Physik, jeder muss seinen eigenen Stil beim Lernen, Verstehen und Erkennen finden, aber es kann ja nicht schaden, sich über mit bekannte Tücken, Hindernissen und möglichen Auswege zu informieren. Die Hinweise, die der Autor anbietet, sind dabei sicher nicht neu, sie werden üblicher Weise im Kontext der universitären Ausbildung vermittelt – aber gerade ihre explizite und ausführliche Benennung machen den Reiz dieses Buches aus. Dabei kann man über die Erwähnung von Motivationsanleitungen und ‘Kult-‘ Methoden, wie Ultralearning, hinwegsehen; problematischer sind da wohl die Hinweise, mathematische Lektionen on demand zu bearbeiten, und bei schwierigen Aufgaben, rasch deren Lösung nachzuschlagen. Tatsächlich sind manche Gebiete der Physik mit mathematischen Methoden intrinsisch verwoben, so dass sich ihre Bedeutung erst auf Grundlage dieser Methoden ergibt.Die Typographie des Buches ist leider etwas ungeschickt geraden; der großzügige Rand bietet zwar Platz für Anmerkungen und Quellenangaben, nahe zu den betreffenden Stellen im Text, schmälern aber die Seitenbreite, Flattersatz und Paragraph ohne Einzüge mit übergroßen Abständen, sowie Hurenkinder, lassen den Seitenspiegel etwas unruhig erscheinen. Ein Index wäre dem Buch sicherlich auch dienlich gewesen.

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⭐I am an electrical engineer in my 40s, and despite I left the school some good few years ago, I have always been fascinated by physics and the deep insight of the basic reality it can provide.I tried to get into serious physics study several times during the last 10 years or so, but lack of time, lack of advanced mathematical knowledge, and above all, lack of guide or direction led me to abandon in frustration my study after a couple of months or so. Popular science books seem to me too simple and shallow, to the point they usually get really boring. On the other hand, standard advanced physics textbooks at university level seemed out of my reach. So I finally concluded it was too late for me to go into the real stuff.Then I got this little jewel, and suddently, all the mistakes I had been making during my several attempts became apparent. It is a book, not about physics, but about learningh physics. But it is also a book about learning any complex topic. And it is not just about learning, but self learning.It is intented to be, as the cover says, “a travel companion” and it will certainly be. Don’t expect in it the explanation of any cool theory, for it is rather the flashlight which will enlighten the dark way ahead of all the ordinary guys like me who want to go into the real thing on their own.

⭐Ich kann dieses Buch jedem empfehlen, der sich ernsthaft mit Physik beschäftigt. Angehenden Studierenden werden zahlreiche wertvolle Hinweise gegeben, mit welchen Schwierigkeiten jeder (angehende) Physiker konfrontiert wird und wie man mit diesen am besten umgeht. Aber auch für jeden anderen Interessierten ist das Buch hervorragend zu lesen, da der Autor den Leser sehr gut einzubeziehen vermag und sein eigenes (vermutlich sehr ausgeprägtes) Interesse an tiefem Verständnis physikalischer Fragestellungen vermittelt. Ich habe selbst Physik studiert und hätte mir gewünscht, als Studienanfänger ein Buch wie dieses gehabt zu haben. Auch als erfahrener Physiker profitiere ich von den zahlreichen Literaturempfehlungen und den sehr guten Erklärungen des Autors zu vielen unterschiedlichen Themenbereichen. Ich unterrichte an einer Hochschule und kann viele der Anregungen verwenden, um Studierenden Freude an Naturwissenschaften zu vermitteln und zu motivieren, aber auch beim Umgang mit Problemen weiterzuhelfen, die wohl (fast) jeder Studierende irgendwann erfährt.Ich freue mich auf weitere Bücher des Autors.

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