Erfahrungen mit der Physik

Herangehensweise

Die Physik ist der Versuch, die Natur mit Hilfe der Mathematik berechenbar zu machen. Dabei ist die Natur alles andere als einfach - sehr viele Probleme lassen sich zwar mit erstaunlich einfachen Formeln berechnen, die aber nichts anderes als Sonderfälle einer sehr viel komplizierteren Theorie sind. Kurz gesagt: die Physik braucht die Mathematik, und zwar durchaus nicht nur simple Rechenrezepte, sondern für komplizierte Theorien z.B. rund um Elementarteilchen die komplette Hardcore-Mathematik mit allen ihren Herleitungen und geistigen Abflügen.

Die meisten, die ein Physikstudium beginnen, werden in der Schule keine großen Probleme mit der Mathematik gehabt haben - auch wenn die Noten mangels Training vielleicht nicht immer perfekt waren. Von dieser Vorstellung muss man sich unbedingt lösen. Es ist wohl ein verbreiteter Anfängerfehler, zu versuchen, alles zu verstehen. Es geht einfach nicht! Die Vorlesungen lassen es nicht nur vom Tempo her nicht zu, der Stoff ist auch einfach zu schwierig. Selbst Mathematikgenies brauchen für manches Themengebiet Jahre, bis sie es wirklich verstehen. Wenn man also mit Definitionen und Sätzen überhäuft wird, dann muss man sich damit abfinden und das Zeug einfach lernen. Denn alles baut aufeinander auf, und wenn man die erste Definition nicht parat hat, hat man keine Chance, die folgenden Definitionen und Sätze überhaupt mit irgend einem Sinn zu füllen - vom echten Verständnis ganz zu schweigen. Der Kreis schließt sich manchmal erst nach Wochen, oder auch Monaten oder Jahren; das ist einfach so. Sogar Doktoranden erzählen, dass sie manches erst nach dem Diplom richtig verstanden haben.

Mathematik und Physik haben erstaunlich viel mit Gewöhnung zu tun. Manche komplizierten Dinge versteht man nie, man lernt nur mit der Zeit, damit umzugehen - ein Beispiel ist die Quantenmechanik, die jedes Vorstellungsvermögen sprengt. Es ist nur normal, beim ersten Mal kaum etwas zu verstehen. Später im Studium kommt der Stoff irgendwann wieder, und da tut es gut, ihn zumindest schon einmal gehört zu haben. Es braucht nicht nur Ausdauer, sondern auch Zeit. Vielleicht dauert es bis zum dritten oder vierten Mal, bis man auf dem Fachgebiet sicher ist. Physik braucht also nicht nur eine Unmenge von Wissen, sondern auch Zeit. Das Physikstudium ist keine ex-und-hopp-Geschichte, sondern ein langwieriger Prozess (leider sehen das offenbar nicht alle Professoren so, und wundern sich, dass die Studenten überfordert sind).
Aber auch weniger komplexe Dinge erfordern Erfahrung, die man nur durch die Beschäftigung mit dem Stoff bekommt. Im Laufe der Jahre lernt das Gehirn, mathematisch bzw. physikalisch zu denken. Das merkt man dann in Alltagssituationen, wenn man im Gegensatz zu anderen Leuten Dinge grundsätzlich nicht nach Gefühl macht, sondern berechnet, oder sich dabei ertappt, wie man sich bei Abschätzungen überlegt, ob die Beiträge linear oder quadratisch eingehen. Beim Aufbau dieser physikalischen Denkweise geht dabei nicht primär darum, das Rechnen zu üben, bis man eine Aufgabe im Schlaf herunterrattern kann, sondern sich in möglichst vielen unterschiedlichen Problemen zu versuchen. Das Ziel ist, bei einer Problemstellung alles dazu nötige Wissen im Hinterkopf abrufbar zu haben und das gesamte Wissen mit allen Anwendungsbereichen verknüpfen zu können, statt sich in einem Schubladendenken zu verlieren.

Bücher

Folgende Bücher halte ich für unverzichtbar für den Einstieg in die Physik. Es gibt zwar bei den meisten Kategorien eine ganze Auswahl von Büchern, die wenigsten sind wirklich schlecht, aber gut erklären können nur wenige Autoren. Deren Bücher sind nicht nur hochtheoretisch und trocken, sondern sind trotz des schwierigen Inhalts interessant.

Sonstiges Material: siehe www.skriptweb.de