【轉(zhuǎn)】如何成為一名優(yōu)秀的理論物理學(xué)家

2017-05-22 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

Qing-Hong Cao (曹慶宏)

Department of Physics, Peking University, Beijing, China

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如何成為一名優(yōu)秀的理論物理學(xué)家
作者:Gerard 't Hooft
譯者:hmy
【譯注】
本文作者Gerard 't Hooft,荷蘭人,1999年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主,當(dāng)今理論物理學(xué)的大牛。如果對(duì)物理學(xué)感興趣而不知道Gerard 't Hooft,那么我的建議是,要么自己去查找資料,要么乘早去關(guān)心其他任何除了物理學(xué)之外的東西。
本文有不同的譯本,全部都讓人感覺(jué)作者是那個(gè)智商才75的小撲屎,而不是一個(gè)堂堂諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主,我一個(gè)也不滿(mǎn)意。于是,自己動(dòng)手,豐衣足食。
原文見(jiàn):http://www.phys.uu.nl/~thooft/theorist.html
【正文】
這個(gè)網(wǎng)站(在建中)為青年學(xué)生和其他任何人所做——那些和我一樣面對(duì)真正科學(xué)的挑戰(zhàn)而興奮的人,那些和我一樣決定以他們的大腦在我們生活的現(xiàn)實(shí)世界中做出新發(fā)現(xiàn)的人。簡(jiǎn)而言之,是為了那些決定以畢生精力研究理論物理學(xué)的人。
我經(jīng)常收到來(lái)自業(yè)余物理學(xué)家們的計(jì)劃周密而一無(wú)是處的信件,他們堅(jiān)信自己已經(jīng)解釋了整個(gè)世界。他們堅(jiān)信這一點(diǎn),只是因?yàn)樗麄儗?duì)于解決現(xiàn)代物理學(xué)問(wèn)題的真正方法完全一竅不通。如果你真的想對(duì)物理學(xué)定律的理論解釋作出貢獻(xiàn)——如果你成功了,那將是一種令人興奮的體驗(yàn)!——你需要懂的東西太多了。首先,要認(rèn)真對(duì)待之。所有必要的科學(xué)課程都是在大學(xué)中教的,因此,很自然,你首先要做的事就是讀大學(xué)并學(xué)習(xí)你能夠?qū)W到的所有知識(shí)。但是,如果你還年輕,還在上中學(xué),你進(jìn)大學(xué)之前不得不忍受那些被稱(chēng)之為幼稚的趣聞的科學(xué)時(shí),你怎么辦?如果你已經(jīng)年長(zhǎng),你完全不希望跟那些吵吵嚷嚷的年輕學(xué)生混在一起,你又怎么辦?
如今這個(gè)年代,你完全可以從Internet上得到所有知識(shí)。問(wèn)題是,Internet上的垃圾太多了。你能從中篩選出那些真正有用而少的可憐的網(wǎng)頁(yè)嗎?我很清楚應(yīng)該教什么東西給那些剛?cè)腴T(mén)的學(xué)生。列出那些絕對(duì)必要的課程和課題的名稱(chēng)是很容易的,而這就是我下面已經(jīng)完成了的。我的目的是搜集那些真正有用的論文和書(shū)籍所在的網(wǎng)頁(yè),最好是可下載的。通過(guò)這種方法,成為一個(gè)理論物理學(xué)家的成本不會(huì)超過(guò)一臺(tái)可連接Internent的電腦、一個(gè)打印機(jī)、很多紙和筆。不幸的是,我不得不建議去買(mǎi)一些教材,但在此很難給出建議,或許將來(lái)的網(wǎng)站上會(huì)有。讓我們先給自己一個(gè)最低限度。下面列出的科目是必須學(xué)習(xí)的。任何遺漏都將受到懲罰:失敗。要相信我是對(duì)的:你不需要任何宗教式的篤信——去驗(yàn)證它吧。盡你所能,不斷嘗試。你將一次又一次地發(fā)現(xiàn),那些人的工作的確是最聰明的。令人驚奇的是,最好的教材都有習(xí)題。去做習(xí)題,然后你會(huì)發(fā)現(xiàn)可以理解所有內(nèi)容。你需要達(dá)到這種程度:發(fā)現(xiàn)大量的印刷錯(cuò)誤、無(wú)足輕重的失誤和重大差錯(cuò),并想象你怎樣以一種更聰明的方式撰寫(xiě)那些教材。
我可以告訴你我自己的經(jīng)驗(yàn)。我很幸運(yùn),周?chē)心敲炊鄡?yōu)秀的老師。這使我不致于誤入歧途。這使我獲得諾貝爾獎(jiǎng)。但是我沒(méi)有Interent。我將嘗試做你的老師。這是一個(gè)艱巨的任務(wù)。我正在請(qǐng)求學(xué)生、同事和老師們幫助我改進(jìn)這個(gè)網(wǎng)站。目前建立的這個(gè)網(wǎng)站僅僅針對(duì)那些力圖成為理論物理學(xué)家的人,不是普通人,而是那些很棒的人,是那些下定決心要奪取諾貝爾獎(jiǎng)的人。如果你是一個(gè)非常謙虛的人,很好,首先完成那些令人生厭的中學(xué)教育,并且循序漸進(jìn)地吞下那些教育家和專(zhuān)業(yè)玩家如此混帳地把每一個(gè)細(xì)小的部分都仔細(xì)嚼碎了再喂給你的東西。這個(gè)網(wǎng)站針對(duì)雄心勃勃者。我確信任何人都能做到,只要你有足夠的智力、興趣和決心。
理論物理學(xué)就象一座摩天大樓。它有著初等數(shù)學(xué)和20世紀(jì)前經(jīng)典物理學(xué)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。雖說(shuō)我們已擁有更多,也不要以為20世紀(jì)前的物理學(xué)是“不相干的”。在那些日子里,那堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)中保存著我們?nèi)缃裾硎苤闹R(shí)。在你自己重新構(gòu)建基礎(chǔ)之前,不要去嘗試造你自己的摩天大樓。摩天大樓的下面幾層是由高等數(shù)學(xué)構(gòu)成的,它們使經(jīng)典物理學(xué)理論變得更加美麗動(dòng)人。如果你想爬得更高,它們是必需的。因此,下面將列出其他一些課程。最后,如果你夠瘋而打算解決那些協(xié)調(diào)重力物理學(xué)與量子世界的極其困難的問(wèn)題,你就拼了老命學(xué)習(xí)廣義相對(duì)論、超弦理論、M-理論、Calabi-Yau流形,等等。這是摩天大樓目前的頂端。還有其他一些山峰,諸如玻色-愛(ài)因斯坦凝聚態(tài)、分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng),等等。正如過(guò)去幾年所顯示的,這些也是角逐諾貝爾獎(jiǎng)的好課題。一個(gè)必要的警告:即使你聰明絕頂,你還是會(huì)在某些地方卡死。你自己去網(wǎng)上沖浪吧。去發(fā)現(xiàn)更多。告訴我你的發(fā)現(xiàn)。如果這個(gè)網(wǎng)站對(duì)準(zhǔn)備讀大學(xué)的人有所幫助,如果激勵(lì)了某些人,幫助一些人沿途而行,清除了他或她通往科學(xué)的道路,那么我認(rèn)為這個(gè)網(wǎng)站就成功了。請(qǐng)讓我知道。這里是課程列表。
記住,這個(gè)網(wǎng)站并不十分符合教育法,我使用顏色而不是令人分心的畫(huà)面來(lái)避免使用文字以區(qū)分那些一點(diǎn)都不風(fēng)趣的作者。同時(shí),包含的課程也略微傾向于我的個(gè)人愛(ài)好。
課程列表,按照邏輯次序(并不是一切都必須依照這個(gè)次序,但是它大致的指明了了不同科目之間的邏輯關(guān)系。某些標(biāo)題比另一些級(jí)別更高。)
·語(yǔ)言
·基本數(shù)學(xué)
·經(jīng)典力學(xué)
·光學(xué)
·統(tǒng)計(jì)力學(xué)和熱力學(xué)
·電子學(xué)
·電磁學(xué)
·量子力學(xué)
·原子和分子
·固體物理
·核物理
·等離子體物理
·高等數(shù)學(xué)
·狹義相對(duì)論
·高等量子力學(xué)
·唯象理論
·廣義相對(duì)論
·量子場(chǎng)論
·弦論
更多資源
.ps文件是PostScript文件§。
(現(xiàn)在是初級(jí)階段,這個(gè)網(wǎng)頁(yè)還很不完整!)
語(yǔ)言
英語(yǔ)是不可或缺的。如果你還不能熟練運(yùn)用,就去學(xué)。你必須能夠讀、寫(xiě)、說(shuō),并且理解英語(yǔ),但你在這里并不需要完美。這篇文章里的蹩腳英語(yǔ)就是我自己寫(xiě)的。這就夠了。所有出版物都是英語(yǔ)的。要注意到英語(yǔ)書(shū)寫(xiě)能力的重要性。你很快就會(huì)希望發(fā)表你自己的成果。人們必須能夠閱讀和理解你的材料。
法語(yǔ)、德語(yǔ)、西班牙語(yǔ)和意大利語(yǔ)可能也有用,但他們不是必要的。他們并不靠近我們摩天大樓的基礎(chǔ),所以別擔(dān)心。你確實(shí)需要希臘字母。希臘字母使用廣泛。學(xué)習(xí)他們的名字,否則你演講用到它們的時(shí)候會(huì)成為一個(gè)呆瓜?，F(xiàn)在,開(kāi)始給出嚴(yán)肅的材料。不要抱怨這些東西看起來(lái)很多。你休想無(wú)償?shù)玫街Z貝爾獎(jiǎng),而且記住,所有這些加在一起至少要需要我們的學(xué)生進(jìn)行近5年的勤奮學(xué)習(xí)(至少有一個(gè)讀者對(duì)這個(gè)說(shuō)明表示驚訝,聲稱(chēng)他/她絕不可能在5年里熟練掌握這些內(nèi)容;的確,我是對(duì)那些計(jì)劃在這個(gè)學(xué)習(xí)上花很多時(shí)間的人說(shuō)的)?，F(xiàn)在假定仍有可待開(kāi)發(fā)的智力,因?yàn)槠胀▽W(xué)生可以在教師的協(xié)助下熟習(xí)之。做習(xí)題是必要的。要力圖比作者更聰明,但是在全部學(xué)會(huì)之前千萬(wàn)別寫(xiě)信告訴我你那非主流理論;如果你徹底學(xué)會(huì)了,你將發(fā)現(xiàn)那些作者畢竟不蠢。
現(xiàn)在,首先要學(xué)的是:
基本數(shù)學(xué)
你喜歡數(shù)字、加法、減法、平方根等等么?
*西德克薩斯A&M大學(xué)《代數(shù)入門(mén)》*:http://www.wtamu.edu/academic/anns/mps/math/mathlab/beg_algebra
*西德克薩斯A&M大學(xué)《代數(shù)進(jìn)階》*:http://www.wtamu.edu/academic/anns/mps/math/mathlab/int_algebra/index.htm
·自然數(shù):1,2,3,??
·整數(shù):??,-3,-2,-1,0,1,2,??
·有理數(shù)(分?jǐn)?shù)):1/4,1/2,3/4,23791/773,??
·實(shí)數(shù):Sqrt(2) = 1.4142135??,pi = 3.14159265??,e = 2.7182818??
·復(fù)數(shù):2+3i,eia = cos(a) + i*sin(a),??它們非常重要!
Dave E. Joyce的三角函數(shù)課程:http://aleph0.clarku.edu/~djoyce/java/trig/
這是必須的:James Binney教授的復(fù)數(shù)課程:http://www-thphys.physics.ox.ac.uk/users/JamesBinney/complex.pdf
肯塔基K.Kubota的“初等數(shù)學(xué)一覽”:http://www.msc.uky.edu/ken/ma109/notes.htm
還可參看Chris Pope的講義:
http://faculty.physics.tamu.edu/pope/mch1.ps
http://faculty.physics.tamu.edu/pope/mch2.ps
亞特蘭大G. Cain的復(fù)平面、柯西定理和線積分:http://www.math.gatech.edu/~cain/winter99/complex.html
集合論:開(kāi)集,緊致空間,拓?fù)洹Ｄ憧赡軙?huì)驚訝,它們?cè)谖锢韺W(xué)中的確扮演了角色!
代數(shù)方程:求近值方法。級(jí)數(shù)展開(kāi):泰勒級(jí)數(shù)。解復(fù)數(shù)方程。三角函數(shù):sin(2x) = 2*sin(x)*cos(x),等等。
無(wú)窮小。微分。初等函數(shù)的微分(sin,cos,exp)。
積分。初等函數(shù)的積分。微分方程。線性方程。
傅里葉變換。復(fù)數(shù)的應(yīng)用。級(jí)數(shù)的收斂。
復(fù)空間。柯西定理和線積分(現(xiàn)在這些很有趣)。
Γ函數(shù)(享受在學(xué)習(xí)其性質(zhì)時(shí)的樂(lè)趣)。
高斯積分。概率論。
偏微分方程。狄里克萊和諾依曼邊界條件。
這些是針對(duì)初學(xué)者的。有些內(nèi)容可能成為一個(gè)完整的講座課程。這些內(nèi)容大多是物理學(xué)理論中必須的。你開(kāi)始學(xué)習(xí)后面的內(nèi)容時(shí)并不需要學(xué)完所有這些課程,但記住以后要回來(lái)完成那些你第一次漏掉的。
經(jīng)典力學(xué)
一個(gè)來(lái)自哈佛的很棒的筆記:http://www.courses.fas.harvard.edu/~phys151/
德克薩斯Austin大學(xué)R. Fitzpatrick的一個(gè)經(jīng)典分析動(dòng)力學(xué)的進(jìn)階課程:http://farside.ph.utexas.edu/teaching/336k/lectures/
·靜力學(xué)(力,張力);流體靜力學(xué)。牛頓定律。
·行星橢圓軌道。多體系統(tǒng)。
·作用量原理。哈密爾頓方程。拉格朗日方程。(不要跳過(guò),極其重要!)
·諧振子。擺。
·泊松括號(hào)。
·波動(dòng)方程。液體和氣體。納維-斯托克斯方程。粘滯性和摩擦。
光學(xué)
A. A. Louro的光學(xué)講義:http://www.phas.ucalgary.ca/phys323/fall/notes/optics.pdf
·折射和反射。
·透鏡和鏡子。
·望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡。
·波的傳播初步。
·多普勒效應(yīng)。
·波的疊加的惠更斯原理。
·波前。
·焦散面。
統(tǒng)計(jì)力學(xué)和熱力學(xué)
Alfred Huan的統(tǒng)計(jì)力學(xué)課程:http://www.ntu.edu.sg/home/alfred/teaching.htm
Donald B. Melrose教授的熱力學(xué)講義:http://www.physics.usyd.edu.au/rcfta/thermo.html
·熱力學(xué)第一、第二和第三定律。
·玻爾茲曼分布。
·卡諾循環(huán)。熵。熱機(jī)。
·相變。熱力學(xué)模型。
·伊辛模型(把求解2維伊辛模型的技術(shù)推遲到后面)。
·普朗克輻射定律(作為量子力學(xué)的序曲)。
電子學(xué)
(只有一些非?；镜碾娐贩矫娴臇|西)
·歐姆定律,電容,電感,用復(fù)數(shù)計(jì)算他們的效應(yīng)。
·晶體管,電子管(其工作原理以后再學(xué))。
電磁學(xué)
James Kelly《自然科學(xué)學(xué)生的數(shù)學(xué)必讀》:http://www.physics.umd.edu/courses/CourseWare/EssentialMathematica
Angus MacKinnon《計(jì)算機(jī)物理》:http://www.sst.ph.ic.ac.uk/angus/Lectures/compphys/
W.J.Spence《電磁學(xué)》:http://monopole.ph.qmw.ac.uk/~bill/emt/LecNotes.html
Bo Thide的高等電磁場(chǎng)理論習(xí)題:http://www.plasma.uu.se/CED/Book
Jackson的習(xí)題答案:
http://www.physics.rutgers.edu/~rmagyar/physics/jackson.ps
http://samizdat.mines.edu/jackson/main.pdf
即便是純粹的理論家也可能對(duì)計(jì)算物理的某些方面感興趣。
電磁學(xué)的麥克斯韋理論:
·各向同性的和各向異性的
介質(zhì)中的麥克斯韋定律。邊界。求解以下方程:
·真空和各向同性介質(zhì)(電磁波)
·箱體(波導(dǎo))
·邊界(折射和反射)
矢勢(shì)和規(guī)范不變性(極其重要)
電磁波的發(fā)射和接收(天線)
光的散射
量子力學(xué)(非相對(duì)論性)
Michael Fowler的量子力學(xué)和狹義相對(duì)論入門(mén):http://www.phys.virginia.edu/classes/252/home.html
曼徹斯特Niels Walet的量子力學(xué)講義:
http://walet.phy.umist.ac.uk/QM/
http://walet.phy.umist.ac.uk/QM/LectureNotes/
·玻爾的原子論
·德·布羅意關(guān)系(能量-頻率,動(dòng)量-波長(zhǎng))
·薛定諤方程(帶電磁場(chǎng))
·歐倫菲斯特定理
·箱體中的單粒子
·氫原子,詳細(xì)的求解。塞曼效應(yīng)。斯塔克效應(yīng)。
·量子諧振子。
·算子:能量,動(dòng)量,角動(dòng)量,產(chǎn)生和湮滅算子。
·其變換規(guī)則。
·量子力學(xué)散射初步。S矩陣。放射性衰變。
原子和分子
·化學(xué)鍵
·軌道
·原子和分子光譜
·光的發(fā)射和吸收
·量子選擇規(guī)則
·磁矩
固體物理
固體物理:Chetan Nayak的筆記(UCLA):http://www.physics.ucla.edu/~nayak/solid_state.pdf
·晶格
·布拉格反射
·電介常數(shù)和反磁性常數(shù)
·布洛赫譜
·費(fèi)米能級(jí)
·導(dǎo)體,半導(dǎo)體和絕緣體
·比熱
·電子和空穴
·晶體管
·超導(dǎo)
·霍爾效應(yīng)
核物理
·同位素
·放射性
·裂變和聚變
·液滴模型
·核的量子數(shù)
·幻數(shù)核
·同位旋
·湯川理論
等離子體物理
·磁流體力學(xué)
·阿爾文波
高等數(shù)學(xué)
參看佛吉尼亞John Heinbockel:http://www.math.odu.edu/~jhh/counter2.html
參看Chr. Pope: Methods2§:http://faculty.physics.tamu.edu/pope/methods2.ps
數(shù)學(xué)習(xí)題集:http://www.geocities.com/alex_stef/mylist.html
G.'t Hooft的《李群》(荷蘭文+習(xí)題):http://www.phys.uu.nl/~thooft/lectures/lieg.html
關(guān)于李群還可參看Chr. Pope講義最后一章(“廣義相對(duì)論”后面)
《特殊函數(shù)和多項(xiàng)式》(理解那些原理即可):http://www.phys.uu.nl/~thooft/lectures/specialfct.pdf
·群論,群的線性表示
·李群理論
·矢量和張量
·更多的求解(偏)微分方程和積分方程的技巧
·極值原理和基于它的近似技巧
·差分方程
·母函數(shù)
·希爾伯特空間
·泛函積分初步
狹義相對(duì)論
Peter Dunsby的張量和狹義相對(duì)論課程:http://vishnu.mth.uct.ac.za/omei/gr/
·洛侖茲變換
·洛侖茲收縮,時(shí)間膨脹
·E = mc2
·4維矢量和4維張量
·麥克斯韋場(chǎng)的變換規(guī)則
·相對(duì)論多普勒效應(yīng)
高等量子力學(xué)
密歇根州立大學(xué)高等量子力學(xué)筆記:http://www.nscl.msu.edu/~pratt/phy851/lectures/lectures.html
·希爾伯特空間
·原子躍遷
·光的發(fā)射和吸收
·受激發(fā)射
·密度矩陣
·量子力學(xué)的解釋
·貝爾不等式
·過(guò)渡到相對(duì)論性量子力學(xué):狄拉克方程,精細(xì)結(jié)構(gòu)
·電子和正電子
·超導(dǎo)的BCS理論
·量子霍爾效應(yīng)
·高等散射理論
·色散關(guān)系
·微擾展開(kāi)
·WKB近似,極值原理
·玻色*愛(ài)因斯坦凝聚態(tài)
·超流氦
唯象理論
亞原子粒子(介子,重子,光子,輕子,夸克)和宇宙射線;材料性質(zhì)和化學(xué);核同位素;相變;天體物理(行星系,恒星,星系,紅移,超新星);宇宙學(xué)(宇宙學(xué)模型,暴漲宇宙論,微波背景輻射);測(cè)量技術(shù)。
廣義相對(duì)論
G. 't Hooft的入門(mén)和習(xí)題:http://www.phys.uu.nl/~thooft/lectures/gr.html
選讀:Sean M. Carrol的廣義相對(duì)論講義:http://xxx.lanl.gov/abs/gr-qc/9712019
Chr. Pope《幾何和群論》:
http://faculty.physics.tamu.edu/pope/geom-group2006.ps
http://faculty.physics.tamu.edu/pope/geom-group2006.pdf
·度規(guī)張量
·時(shí)空曲率
·愛(ài)因斯坦引力方程
·斯瓦茲察爾德黑洞
·雷斯納-諾斯陶姆黑洞
·近日點(diǎn)位移
·引力透鏡
·宇宙模型
·引力輻射
量子場(chǎng)論
Pierre van Baal的量子場(chǎng)論筆記:http://www.lorentz.leidenuniv.nl/vanbaal/FTcourse.html
G. 't Hooft的《量子場(chǎng)論的概念基礎(chǔ)》:http://www.phys.uu.nl/~thooft/lectures/basisqft.pdf
《科學(xué)哲學(xué)手冊(cè)》中的一章:http://people.uleth.ca/~woods/HPS_WP/hps.html
磁單極和瞬子:http://xxx.lanl.gov/abs/hep-th/0010225
·經(jīng)典場(chǎng):標(biāo)量場(chǎng),狄拉克旋量,楊-米爾斯矢量場(chǎng)。
·相互作用,微擾展開(kāi)。自發(fā)對(duì)稱(chēng)性破缺,戈德斯通方法,黑格斯機(jī)制。
·粒子與場(chǎng):福克空間。反粒子。費(fèi)曼規(guī)則。π介子和核子的蓋爾曼-李維Σ模型。圈圖。么正性、因果律和色散關(guān)系。重正化(泡利-維拉斯;維數(shù)重正化)。量子規(guī)范理論:規(guī)范不變,法捷耶夫-波波夫行列式,斯拉夫諾夫恒等式,BRST對(duì)稱(chēng)。重正化群。漸進(jìn)自由。
·孤立子,斯卡米子。磁單極和瞬子?？淇擞谰媒]機(jī)制。1/N展開(kāi)。算符乘積展開(kāi)。貝瑟-薩佩特方程。標(biāo)準(zhǔn)模型的建立。P和CP破壞。CPT定理。自旋和統(tǒng)計(jì)的聯(lián)系。超對(duì)稱(chēng)。
超弦理論
入門(mén)和習(xí)題:http://www.phys.uu.nl/~thooft/lectures/string.html
一個(gè)超弦大眾網(wǎng)站:http://www.superstringtheory.com/
更多的網(wǎng)上講義可以在這里找到:http://www.hostultra.com/~mhegazy/online_physics_lecture_notes.htm
有許多理論物理各種課題的好書(shū),這里列出少量書(shū)目:
·J.B. Marion & W.F. Hornyak, Principles of Physics, Saunders College Publishing, 1984, ISBN 0-03-049481-8
·H. Margenau and G.M. Murphy, The Mathematics of Physics and Chemistry, D. v.Nostrand Comp.
·R. Baker, Linear Algebra, Rinton Press
·L. E. Reichl: A Modern Course in Statistical Physics, 2nd ed.
·R. K. Pathria: Statistical Mechanics
·M. Plischke & B. Bergesen: Equilibrium Statistical Physics
·L. D. Landau & E. M. Lifshitz: Statistical Physics, Part 1
·S.-K. Ma, Statistical Mechanics, World Scientific
·J.D. Jackson, Classical Electrodynamics, 3rd ed., Wiley & Sons.
·A. Das & A.C. Melissinos, Quantum mechanics, Gordon & Breach
·A.S. Davydov, Quantum Mechanics. Pergamon Press
·E. Merzbacher, Quantum Mechanics, Wiley & Sons
·R. Shankar, Principles of Quantum Mechanics, Plenum
·J.J. Sakurai, Advanced Quantum Mechanics, Addison-Wesley
·B. de Wit & J. Smith, Field Theory in Particle Physics, North-Holland
·I.J.R. Aitchison & A.J.G. Hey, Gauge Theories in Particles Physics, Adam Hilger
·L.H. Ryder, Quantum Field Theory, Cambridge Univ. Press
·C. Itzykson & J.-B. Zuber, Quantum Field Theory, McGraw-Hill.
·J.B. Hartle, Gravity, An Introduction to Einstein's General Relativity, Addison Wesley, 2003.
·T.-P. Cheng, Relativity, Gravitation and Cosmology, A Basic Introduction, Oxford Univ. Press, 2005.
·Barton Zwiebach, A First Course in String Theory, Cambridge Univ. Press, 2004
·M.B. Green, J.H. Schwarz & E. Witten, Superstring theory, Vols. I & II, Cambridge Univ. Press
·J. Polchinski, String Theory, Vols. I & II, Cambridge Univ. Press.
其它有用的教材書(shū)目:
數(shù)學(xué):http://www.alibris.com/search/search.cfm?wtopic=mathematics
物理:http://www.alibris.com/search/search.cfm?wtopic=Physics
(其中很多只是消遣讀物,而不是理解世界之必不可少的。)
已經(jīng)有了一些反響。我要感謝:Rob van Linden、Robert Tough、Thuy Nguyen、Tina Witham、Jerry Blair、Jonathan Martin以及其他人。
Hisham Kotry先生提出了一個(gè)重要的問(wèn)題:
“您概括了有潛力的學(xué)生穿越大學(xué)物理之叢林的途經(jīng)??兩年前,我決定按照來(lái)自您主頁(yè)上的名校教學(xué)大綱和建議自學(xué)理論物理,目前已略有所成,但我的疑惑是下一步怎么辦?引用一下您以前的主頁(yè):‘簡(jiǎn)而言之,是為了那些決定以畢生精力研究理論物理學(xué)的人。’您知道是否有人沒(méi)有大學(xué)文憑,卻終身從事于某個(gè)物理領(lǐng)域或者在研究所中花自己的時(shí)間進(jìn)行研究?”
遺憾的是,回答這個(gè)問(wèn)題不那么容易。我的回答是:
說(shuō)到底,無(wú)論你是否喜歡,如果你希望依靠理論物理方面的職業(yè)養(yǎng)活自己,你還是必須獲得某大學(xué)的文憑。關(guān)注一下《本校碩士課程要求》(http://www1.phys.uu.nl/foreign/default-uk-text.htm)是有價(jià)值的。我不清楚你的學(xué)歷,但我認(rèn)為,有志者事競(jìng)成。
這不是空話(huà),是很現(xiàn)實(shí)的。還可以給的建議是,一旦你認(rèn)為自己自學(xué)完成,就不要等待。你必須讓自己的能力接受檢驗(yàn),以便你得到應(yīng)得的認(rèn)可。而且,我經(jīng)常遇到卡在某一點(diǎn)上的人。一個(gè)人只有處于與教師和同事之間強(qiáng)烈的互動(dòng)之中,才能使自己擺脫困境。我還沒(méi)有見(jiàn)到任何人能夠缺乏輔導(dǎo)而只憑他/她自己就完成所有的學(xué)業(yè)。如果你真的認(rèn)為自己在學(xué)習(xí)中已經(jīng)達(dá)到一個(gè)很高的水平,你可以嘗試一下在你感興趣的顆題上獲得學(xué)校、研究組織和工業(yè)界的認(rèn)可。
3/04/06:來(lái)自印第安那州Bloomington(譯注:美國(guó)印第安那大學(xué)所在地)的John Glasscock發(fā)來(lái)的消息:
我目前唯一知道的人是多倫多大學(xué)的John Moffatt,他是倫敦帝國(guó)科技學(xué)院Abdus Salam的學(xué)生。(譯注:Abdus Salam,1905-1996,1977年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主。)他原先是巴黎的一個(gè)油漆工,沒(méi)有大學(xué)文憑,自學(xué)成才,與愛(ài)因斯坦通信,然后基于他在IC卡上非凡的獨(dú)創(chuàng)性工作而被認(rèn)可。(來(lái)源:Joao Magueijo, _Faster than the Speed of Light_. Perseus Publishing, Cambridge, MA. 2003.)
來(lái)自Alvaro Véliz的建議而給出更多的講義:
1、The archimedeans(http://www.archim.org.uk/notes/)網(wǎng)頁(yè):上面有許多劍橋的物理和數(shù)學(xué)講義。
2、David Tong(DAMTP)的經(jīng)典力學(xué)(http://www.damtp.cam.ac.uk/user/tong/dynamics.htm)我發(fā)現(xiàn)這些講義好棒。
3、瑞典烏普薩拉Bo Thide的講義(http://www.plasma.uu.se/CED/Book/)電磁學(xué)理論。
4、Angel Uranga的弦論講義(http://gesalerico.ft.uam.es/paginaspersonales/angeluranga/firstpage.html)。
5、我還發(fā)現(xiàn)了MIT的開(kāi)放式教程(http://ocw.mit.edu/index.html)。Lewin的基礎(chǔ)物理講義非常好(有視頻)。
6、佛吉尼亞Michael Fowler的量子力學(xué)講義(http://galileo.phys.virginia.edu/classes/252/home.html)。
(未經(jīng)Gerard 't Hooft的檢查。)