宇宙學零基礎該如何學起？

11-28

我是一名剛高中畢業的文科生，馬上大一了，選擇了工商管理專業，曾經的夢想是當一位宇宙學家，也很迷外星生物之類的，只是因為高二時選錯了文科，之後也就只能選擇了自己沒興趣的專業，但我真的無法割捨自己曾經的執念，浩瀚神奇的宇宙令我充滿嚮往，我想去認識，了解，去探索，去發現，滿足自己這人生的一個願望，免得以後越老會越後悔，事情到了這一步，我想我也不能放棄自己的專業，在自己一生中應該只能把宇宙學當作最大的興趣去學習，去探究，滿足自己對宇宙的好奇心，應該如何更多的了解並得到宇宙學知識的學習資源呢？

【更新】首先表明我的態度。在知乎等社交性質更多的網站，科普無意義，不如推薦科普讀物。我在最高票回答的評論中表達了這個意思，不知道如何戳到了該答主的神經，有興趣請移步該答案評論區。

再聲明，我說自己科班出身也是天文愛好者，是想表明自己是接觸過天文科普知識與專業知識的，清楚這兩者之間的不同，也了解那些淺嘗輒止的天文常識對學習宇宙學幫助甚微，更明白在最高票答案中所列的那些知識是什麼水平。如果有人覺得我是在「得理不饒人」或是秀「科班出身」優越感，走好不送。

因為陌生人的幾句話憋悶了一天，收起壞情緒，針對題主的更新作答。

題主既然真的想開始系統地學習宇宙學，那就必須按照目前物理系本科生的課程來要求自己。

首先，學好高等數學，這是重中之重，否則莫說宇宙學，大學物理你都學不好。

其次，去旁聽貴校物理系的課程，像一個物理系本科生一樣做筆記、寫作業、交小論文、問問題，要來幾份往年的考試卷子測試自己的水平。

不要相信自己的自學水平。如今的自然科學不是幾百年前笛卡爾在床上就能演算出來的，其龐大的內容需要你有良師引路，否則就會像曾經找上我系聲稱推翻了XXX的不高人一樣。（這位【不高人】大概現在還活躍在很多貼吧中。。。）

我不推薦教材，各個大學不一樣，還是跟著大學走最好。入門只推薦費曼的物理學講義。如果嫌不夠深，那就去看朗道吧。

把四大力學和廣義相對論都學了而且能達到70%以上的水平，你可以理直氣壯地找到貴校的物理系老師，讓他為你推薦其他學校做宇宙學方向的老師，你去和老師交流，再確定以後怎麼做。

真的希望題主能夠堅持下來。曾經我的理想也是做宇宙學啊，可惜因為智硬+不夠用功，沒能走上這條道路，至今引以為憾。如果給我重來一次的機會，我還是會選擇天文系，然後在學業上多下功夫，儘力走得更遠一些。

對於多年的夢想，千萬不要輕易放棄啊。

加油，祝你好運。

。

反對第一名的答案，長答案不一定是好答案。

題主你讓我想到了兩個文科生，一位死活要從某文科院系轉來我天文系，後來耳聞成為了輔導員鼓勵掙扎在及格線以下的同學時最喜歡舉的例子——「當年那個XX，確實是學不會，但人家喜歡問，把老師都問怕了，就不得不讓他及格了。。」

另一位是高中文科北大元培選了天文的姑娘，後來她成功地碾壓了大部分同學。。。人家現在都在讀博計劃生娃了。。。

扯淡結束，回歸正題。

首先和我一起念：天文學下面包括天體物理、天體力學和天體測量，宇宙學屬於天體物理下的分支。

接著要對題主說聲抱歉，我是做星系的，（因為沒學好量子）對宇宙學也並不了解，無法很好地回答你的問題。同學裡有做宇宙學的，可惜他不在知乎。

為什麼要反對第一名的答案呢？因為他所說的內容，你只要買一本國內或國外的天文科普讀物就可以，如《大眾天文學》。而這樣的讀物，對你學習宇宙學毫無用處。你只是了解了XX是XX，而天文學是要你探究XX為什麼是XX。

天文學其實是一門非常枯燥的學科，天文學家不需要知道天上有多少個星座那顆亮星叫什麼之類的問題。學好高等數學和近世代數自不必說，你更需要學習堪比物理系同學的物理知識，尤其如果要學習宇宙學，學【懂】量子力學是必不可少的。

粗列一下我們本科要學習的課程：高等數學、大學物理、理論力學、熱力學統計物理、數學物理方法、量子力學、電動力學、流體力學、普通天文學、球面天文、星系物理等。。。看，物理系的課程反而佔了大半。

想學習宇宙學的話，先從學好高等數學開始，再去旁聽物理系的課程吧。祝題主好運:)

就【宇宙學】做以下回答：
1. 學好數學（微積分，線性分析，概率統計，數學物理方法...）和物理（基礎物理+四大力學）。一定要學的很好，對於宇宙學來說，數學尤為重要，個人感覺最低要求得大約是70%以上的水平。
2. 學好英語，尤其是閱讀能力要好，這為將來閱讀教材和文獻做準備。
3. 學好計算機，要掌握好幾門語言，比如Python, IDL, Matlab, ... 還有FORTRAN一定要會。
4. 學習一下初等的相對論。如果你覺得自己學數學不錯，可以試試從微分幾何--&>廣義相對論。
5. 閱讀一些宇宙學的經典教材（比如Steven Weinberg的或者Peebles的等等）+經典文獻。

其實不管是文科生還是理科生，如果你真心喜歡，學數學之類的也不是很困難，那麼你堅持努力了，一定會有收穫。

我在身邊見到過一些成功的文科生案例。

最後，祝你好運。

首先推薦inspire了無數美國同學投身天文事業的這個紀錄片系列：
Cosmos: A Spacetime Odyssey
（掩面說俺還沒看，但是看過的同學都是一臉陶醉）

如果不能做宇宙學家，多關注這方面的進展也很有樂趣。看紀錄片和科普讀物入門，可能的話上大學選修一些給非專業學生開的相關課程，多關注這方面的新聞，就很高大上啦~

如果想有一點親身參與科學進展的感覺，那麼參與這個網站的科學項目吧：
Zooniverse - Real Science Online
零基礎要求~ 而且真真正正你做的每一點都是對天文學進展有貢獻的。

另外多像周圍的小夥伴們宣傳天文的好吧……
這是一個燒錢的學科，最終還是需要靠大眾喜愛政府才會給錢……

如果樓主只是想學習點業餘飯桌的談資，和文藝青年出去看看流星雨和銀河什麼的（雖然懷疑國內的天氣能看到星空的地方還剩多少），看 @王碩列的百度百科確實就可以了。

如果樓主真心想深入研究下去，且不做「民科」的話，專業的數學、物理學訓練是少不了的。簡單舉幾個栗子
1. 若對天文觀測有興趣：現代光學、天線原理、天球坐標系統、信號處理、干涉儀合成圖像……哪個不基於堅實的工程數學
2.若對宇宙學有興趣：探討宇宙終極圖景——相對論得懂吧，量子力學得懂吧，完了之後才開始學量子場論、弦論？這裡的數學可是一個超級、超級——大坑。而相對論和量子力學，可不是高中上來就可以學的。先把基本的微積分、線性代數、微分幾何學好，物理上先把古典力學、電動力學、熱力學好，再說相對論和量子力學的事兒h

天文學以及宇宙學，作為一門嚴肅的自然科學，可不是看看圖片意淫一下就可以了的。沒有堅實的實驗基礎、嚴謹的數學模型，都是耍流氓。

輕鬆的方式是看一看科教電視。美國有一個《The Universe》的系列好像不錯，從2007年開始拍的。這裡有介紹宇宙 (紀錄片)。估計網上有地方可以看或者下載視頻，要自己找了。

本人宇宙學方向科班在讀博士，題主首先要分清的是天文學與宇宙學是非常不同的。天文學更像是觀察與記錄學科，它非常古老，與人類的歷史一樣長，而宇宙學（狹義的）是沿著愛因斯坦的廣義相對論、哈勃定律、The Big Bang Theory等發展至今的正統理論物理學科，只有不到一百年的歷史，非常年輕。甚至天文系與物理系是分開教學的，因為課程相差得比較多。當然了，廣義的「宇宙學」是TOE(Theory of Everything)，甚至敢包括數學，但這個過於理想化，目前還不是人力所及，因此就暫表不提了。
先附上這個應該有用：http://www.staff.science.uu.nl/~Gadda001/goodtheorist/primarymathematics.html HOW to BECOME a GOOD THEORETICAL PHYSICIST。這個的中文版我有PDF,需要的話我可以給你發下。
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
如何成為一名優秀的理論物理學家
作者：Gerard "t Hooft
譯者：hmy
【譯註】
本文作者Gerard "t Hooft，荷蘭人，1999 年諾貝爾物理學獎得主，當今理
論物理學的大牛。如果對物理學感興趣而不知道Gerard "t Hooft，那麼我的建
議是，要麼自己去查找資料，要麼趁早去關心其他任何除了物理學之外的東西。
原文見：Gerard ?t Hooft, Theoretical Physics as a Challenge
【正文】
這個網站（在建中）為青年學生和其他任何人所做——那些和我一樣面對真
正科學的挑戰而興奮的人，那些和我一樣決定以他們的大腦在我們生活的現實世
界中做出新發現的人。簡而言之，是為了那些決定以畢生精力研究理論物理學的
人。
我經常收到來自業餘物理學家們的計劃周密而一無是處的信件，他們堅信自
己已經解釋了整個世界。他們堅信這一點，只是因為他們對於解決現代物理學問
題的真正方法完全一竅不通。如果你真的想對物理學定律的理論解釋作出貢獻
——如果你成功了，那將是一種令人興奮的體驗！——你需要懂的東西太多了。
首先，要認真對待之。所有必要的科學課程都是在大學中教的，因此，很自然，
你首先要做的事就是讀大學並學習你能夠學到的所有知識。但是，如果你還年輕，
還在上中學，你進大學之前不得不忍受那些被稱之為幼稚的趣聞的科學時，你怎
么辦？如果你已經年長，你完全不希望跟那些吵吵嚷嚷的年輕學生混在一起，你
又怎麼辦？
如今這個年代，你完全可以從Internet 上得到所有知識。問題是，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頁嗎？我很清楚
應該教什麼東西給那些剛入門的學生。列出那些絕對必要的課程和課題的名稱是
很容易的，而這就是我下面已經完成了的。我的目的是搜集那些真正有用的論文
和書籍所在的網頁，最好是可下載的。通過這種方法，成為一個理論物理學家的
成本不會超過一台可連接Internent 的電腦、一個印表機、很多紙和筆。不幸的
是，我不得不建議去買一些教材，但在此很難給出建議，或許將來的網站上會有。
讓我們先給自己一個最低限度。下面列出的科目是必須學習的。任何遺漏都將受
到懲罰：失敗。要相信我是對的：你不需要任何宗教式的篤信——去驗證它吧。
盡你所能，不斷嘗試。你將一次又一次地發現，那些人的工作的確是最聰明的。
令人驚奇的是，最好的教材都有習題。去做習題，然後你會發現可以理解所有內
容。你需要達到這種程度：發現大量的印刷錯誤、無足輕重的失誤和重大差錯，
並想像你怎樣以一種更聰明的方式撰寫那些教材。
我可以告訴你我自己的經驗。我很幸運，周圍有那麼多優秀的老師。這使我
不致於誤入歧途。這使我獲得諾貝爾獎。但是我沒有Interent。我將嘗試做你
的老師。這是一個艱巨的任務。我正在請求學生、同事和老師們幫助我改進這個
網站。目前建立的這個網站僅僅針對那些力圖成為理論物理學家的人，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的人。如果你是一個非
常謙虛的人，很好，首先完成那些令人生厭的中學教育，並且循序漸進地吞下那
些教育家和專業玩家如此混帳地把每一個細小的部分都仔細嚼碎了再餵給你的
東西。這個網站針對雄心勃勃者。我確信任何人都能做到，只要你有足夠的智力、
興趣和決心。
理論物理學就象一座摩天大樓。它有著初等數學和20 世紀前經典物理學的
堅實基礎。雖說我們已擁有更多，也不要以為20 世紀前的物理學是「不相干
的」。在那些日子裡，那堅實基礎中保存著我們如今正享受著的知識。在你自己
重新構建基礎之前，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
高等數學構成的，它們使經典物理學理論變得更加美麗動人。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。最後，如果你夠瘋而打算解決
那些協調重力物理學與量子世界的極其困難的問題，你就拼了老命學習廣義相對
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-愛因斯坦凝聚態、分數量子霍爾效應，等等。正
如過去幾年所顯示的，這些也是角逐諾貝爾獎的好課題。一個必要的警告：即使
你聰明絕頂，你還是會在某些地方卡死。你自己去網上衝浪吧。去發現更多。告
訴我你的發現。如果這個網站對準備讀大學的人有所幫助，如果激勵了某些人，
幫助一些人沿途而行，清除了他或她通往科學的道路，那麼我認為這個網站就成
功了。請讓我知道。這裡是課程列表。
記住，這個網站並不十分符合教育法，我使用顏色而不是令人分心的畫面來
避免使用文字以區分那些一點都不風趣的作者。同時，包含的課程也略微傾向於
我的個人愛好。
課程列表，按照邏輯次序（並不是一切都必須依照這個次序，但是它大致的
指明了了不同科目之間的邏輯關係。某些標題比另一些級別更高。）
·語言
·基本數學
·經典力學
·光學
·統計力學和熱力學
·電子學
·電磁學
·量子力學
·原子和分子
·固體物理
·核物理
·等離子體物理
·高等數學
·狹義相對論
·高等量子力學
·唯象理論
·廣義相對論
·量子場論
·弦論
更多資源
.ps 文件是PostScript 文件§。
（現在是初級階段，這個網頁還很不完整！）
語言
英語是不可或缺的。如果你還不能熟練運用，就去學。你必須能夠讀、寫、
說，並且理解英語，但你在這裡並不需要完美。這篇文章里的蹩腳英語就是我自
己寫的。這就夠了。所有出版物都是英語的。要注意到英語書寫能力的重要性。
你很快就會希望發表你自己的成果。人們必須能夠閱讀和理解你的材料。
法語、德語、西班牙語和義大利語可能也有用，但他們不是必要的。他們並
不靠近我們摩天大樓的基礎，所以別擔心。你確實需要希臘字母。希臘字母使用
廣泛。學習他們的名字，否則你演講用到它們的時候會成為一個呆瓜。現在，開
始給出嚴肅的材料。不要抱怨這些東西看起來很多。你休想無償得到諾貝爾獎，
而且記住，所有這些加在一起至少要需要我們的學生進行近5 年的勤奮學習（至
少有一個讀者對這個說明表示驚訝，聲稱他/她絕不可能在5 年裡熟練掌握這些
內容；的確，我是對那些計劃在這個學習上花很多時間的人說的）。現在假定仍
有可待開發的智力，因為普通學生可以在教師的協助下熟習之。做習題是必要的。
要力圖比作者更聰明，但是在全部學會之前千萬別寫信告訴我你那非主流理論；
如果你徹底學會了，你將發現那些作者畢竟不蠢。
現在，首先要學的是：
基本數學
你喜歡數字、加法、減法、平方根等等么？
*西德克薩斯AM 大學《代數入門》*：
Virtual Math Lab
*西德克薩斯AM 大學《代數進階》*：
http://www.wtamu.edu/academic/anns/mps/math/mathlab/int_algebra/index
.htm
·自然數：1，2，3，……
·整數：……，-3，-2，-1，0，1，2，……
·有理數（分數）：1/4，1/2，3/4，23791/773，……
·實數：Sqrt(2) = 1.4142135……，pi = 3.14159265……，e = 2.7182818……
·複數：2+3i，eia = cos(a) + i*sin(a)，……它們非常重要！
Dave E. Joyce 的三角函數課程：
Dave"s short course in trigonometry
這是必須的：James Binney 教授的複數課程：
http://www-thphys.physics.ox.ac.uk/users/JamesBinney/complex.pdf
肯塔基K.Kubota 的「初等數學一覽」：
MA 109 College Algebra Notes
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 的複平面、柯西定理和線積分：
Complex Analysis
集合論：開集，緊緻空間，拓撲。你可能會驚訝，它們在物理學中的確扮演
了角色！
代數方程：求近值方法。級數展開：泰勒級數。解複數方程。三角函數：sin(2x)
= 2*sin(x)*cos(x)，等等。
無窮小。微分。初等函數的微分（sin，cos，exp）。
積分。初等函數的積分。微分方程。線性方程。
傅里葉變換。複數的應用。級數的收斂。
復空間。柯西定理和線積分（現在這些很有趣）。
Γ 函數（享受在學習其性質時的樂趣）。
高斯積分。概率論。
偏微分方程。狄里克萊和諾依曼邊界條件。
這些是針對初學者的。有些內容可能成為一個完整的講座課程。這些內容大
多是物理學理論中必須的。你開始學習後面的內容時並不需要學完所有這些課
程，但記住以後要回來完成那些你第一次漏掉的。
經典力學
一個來自哈佛的很棒的筆記：Course Website Locator: 2068
德克薩斯Austin 大學R. Fitzpatrick 的一個經典分析動力學的進階課程：
Newtonhtml
·靜力學（力，張力）；流體靜力學。牛頓定律。
·行星橢圓軌道。多體系統。
·作用量原理。哈密爾頓方程。拉格朗日方程。（不要跳過，極其重要！）
·諧振子。擺。
·泊松括弧。
·波動方程。液體和氣體。納維-斯托克斯方程。粘滯性和摩擦。
光學
A. A. Louro 的光學講義：
http://www.phas.ucalgary.ca/phys323/fall/notes/optics.pdf
·折射和反射。
·透鏡和鏡子。
·望遠鏡和顯微鏡。
·波的傳播初步。
·多普勒效應。
·波的疊加的惠更斯原理。
·波前。
·焦散面。
統計力學和熱力學
Alfred Huan 的統計力學課程：
http://www.ntu.edu.sg/home/alfred/teaching.htm
Donald B. Melrose 教授的熱力學講義：
http://www.physics.usyd.edu.au/rcfta/thermo.html
·熱力學第一、第二和第三定律。
·玻爾茲曼分布。
·卡諾循環。熵。熱機。
·相變。熱力學模型。
·伊辛模型（把求解2 維伊辛模型的技術推遲到後面）。
·普朗克輻射定律（作為量子力學的序曲）。
電子學
（只有一些非常基本的電路方面的東西）
·歐姆定律，電容，電感，用複數計算他們的效應。
·晶體管，電子管（其工作原理以後再學）。
電磁學
James Kelly《自然科學學生的數學必讀》：
Essential Mathematica for Students of Science
Angus MacKinnon《計算機物理》：
http://www.sst.ph.ic.ac.uk/angus/Lectures/compphys/
W.J.Spence《電磁學》：
http://monopole.ph.qmw.ac.uk/~bill/emt/LecNotes.html
Bo Thide 的高等電磁場理論習題：Electromagnetic Field Theory Internet Textbook
Jackson 的習題答案：
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計算物理的某些方面感興趣。
電磁學的麥克斯韋理論:
·各向同性的和各向異性的
介質中的麥克斯韋定律。邊界。求解以下方程：
·真空和各向同性介質（電磁波）
·箱體（波導）
·邊界（折射和反射）
矢勢和規範不變性（極其重要）
電磁波的發射和接收（天線）
光的散射
量子力學（非相對論性）
Michael Fowler 的量子力學和狹義相對論入門：
Physics 252 Home
曼徹斯特Niels Walet 的量子力學講義：
http://walet.phy.umist.ac.uk/QM/
http://walet.phy.umist.ac.uk/QM/LectureNotes/
·玻爾的原子論
·德·布羅意關係（能量-頻率，動量-波長）
·薛定諤方程（帶電磁場）
·歐倫菲斯特定理
·箱體中的單粒子
·氫原子，詳細的求解。塞曼效應。斯塔克效應。
·量子諧振子。
·運算元：能量，動量，角動量，產生和湮滅運算元。
·其變換規則。
·量子力學散射初步。S 矩陣。放射性衰變。
原子和分子
·化學鍵
·軌道
·原子和分子光譜
·光的發射和吸收
·量子選擇規則
·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
·電介常數和反磁性常數
·布洛赫譜
·費米能級
·導體，半導體和絕緣體
·比熱
·電子和空穴
·晶體管
·超導
·霍爾效應
核物理
·同位素
·放射性
·裂變和聚變
·液滴模型
·核的量子數
·幻數核
·同位旋
·湯川理論
等離子體物理
·磁流體力學
·阿爾文波
高等數學
參看佛吉尼亞John Heinbockel：
Free Textbook Tensor Calculus and Continuum Mechanics
參看Chr. Pope: Methods2§：
http://faculty.physics.tamu.edu/pope/methods2.ps
數學習題集：Geocities has shut down
G."t Hooft 的《李群》（荷蘭文+習題）：
Lie-groepen in de fysica, G. "t Hooft
關於李群還可參看Chr. Pope 講義最後一章（「廣義相對論」後面）
《特殊函數和多項式》（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
·極值原理和基於它的近似技巧
·差分方程
·母函數
·希爾伯特空間
·泛函積分初步
狹義相對論
Peter Dunsby 的張量和狹義相對論課程：
http://vishnu.mth.uct.ac.za/omei/gr/
·洛侖茲變換
·洛侖茲收縮，時間膨脹
·E = mc2
·4 維矢量和4 維張量
·麥克斯韋場的變換規則
·相對論多普勒效應
高等量子力學
密歇根州立大學高等量子力學筆記：
http://www.nscl.msu.edu/~pratt/phy851/lectures/lectures.html
·希爾伯特空間
·原子躍遷
·光的發射和吸收
·受激發射
·密度矩陣
·量子力學的解釋
·貝爾不等式
·過渡到相對論性量子力學：狄拉克方程，精細結構
·電子和正電子
·超導的BCS 理論
·量子霍爾效應
·高等散射理論
·色散關係
·微擾展開
·WKB 近似，極值原理
·玻色*愛因斯坦凝聚態
·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；材料性質和化
學；核同位素；相變；天體物理（行星系，恆星，星系，紅移，超新星）；宇宙
學（宇宙學模型，暴漲宇宙論，微波背景輻射）；測量技術。
廣義相對論
G. "t Hooft 的入門和習題：
Lectures General Relativity by G. "t Hooft and T. Prokopec.
選讀：Sean M. Carrol 的廣義相對論講義：
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
·度規張量
·時空曲率
·愛因斯坦引力方程
·斯瓦茲察爾德黑洞
·雷斯納-諾斯陶姆黑洞
·近日點位移
·引力透鏡
·宇宙模型
·引力輻射
量子場論
Pierre van Baal 的量子場論筆記：
Lecture notes and problem set for a course in Field Theory
G. "t Hooft 的《量子場論的概念基礎》：
http://www.phys.uu.nl/~thooft/lectures/basisqft.pdf
《科學哲學手冊》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
·經典場：標量場，狄拉克旋量，楊-米爾斯矢量場。
·相互作用，微擾展開。自發對稱性破缺，戈德斯通方法，黑格斯機制。
·粒子與場：福克空間。反粒子。費曼規則。π 介子和核子的蓋爾曼-李維
Σ 模型。圈圖。么正性、因果律和色散關係。重正化（泡利-維拉斯；維數重正
化）。量子規範理論：規範不變，法捷耶夫-波波夫行列式，斯拉夫諾夫恆等式，
BRST 對稱。重正化群。漸進自由。
·孤立子，斯卡米子。磁單極和瞬子。夸克永久禁閉機制。1/N 展開。算符
乘積展開。貝瑟-薩佩特方程。標準模型的建立。P 和CP 破壞。CPT 定理。自旋
和統計的聯繫。超對稱。
超弦理論
入門和習題：Lectures String Theory by G. "t Hooft
一個超弦大眾網站：The Official String Theory Web Site
更多的網上講義可以在這裡找到：
http://www.hostultra.com/~mhegazy/online_physics_lecture_notes.htm
有許多理論物理各種課題的好書，這裡列出少量書目：
·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.
其它有用的教材書目：
數學：Mathematics - Books Online
物理：Physics - Books Online
（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 先生提出了一個重要的問題：
「您概括了有潛力的學生穿越大學物理之叢林的途經……兩年前，我決定按
照來自您主頁上的名校教學大綱和建議自學理論物理，目前已略有所成，但我的
疑惑是下一步怎麼辦？引用一下您以前的主頁：『簡而言之，是為了那些決定以
畢生精力研究理論物理學的人。』您知道是否有人沒有大學文憑，卻終身從事於
某個物理領域或者在研究所中花自己的時間進行研究？」
遺憾的是，回答這個問題不那麼容易。我的回答是：
說到底，無論你是否喜歡，如果你希望依靠理論物理方面的職業養活自己，
你還是必須獲得某大學的文憑。關注一下《本校碩士課程要求》
（Universiteit Utrecht）是有價值的。我不
清楚你的學歷，但我認為，有志者事競成。
這不是空話，是很現實的。還可以給的建議是，一旦你認為自己自學完成，
就不要等待。你必須讓自己的能力接受檢驗，以便你得到應得的認可。而且，我
經常遇到卡在某一點上的人。一個人只有處於與教師和同事之間強烈的互動之
中，才能使自己擺脫困境。我還沒有見到任何人能夠缺乏輔導而只憑他/她自己
就完成所有的學業。如果你真的認為自己在學習中已經達到一個很高的水平，你
可以嘗試一下在你感興趣的顆題上獲得學校、研究組織和工業界的認可。
3/04/06：來自印第安那州Bloomington（譯註：美國印第安那大學所在地）
的John Glasscock 發來的消息：
我目前唯一知道的人是多倫多大學的John Moffatt，他是倫敦帝國科技學
院Abdus Salam 的學生。（譯註：Abdus Salam，1905-1996，1977 年諾貝爾物
理學獎得主。）他原先是巴黎的一個油漆工，沒有大學文憑，自學成才，與愛因
斯坦通信，然後基於他在早期宇宙與引力論上非凡的獨創性工作而被認可。（來源：Joao
Magueijo, _Faster than the Speed of Light_. Perseus Publishing,
Cambridge, MA. 2003.）
來自Alvaro Véliz 的建議而給出更多的講義：
1、The archimedeans（The Archimedeans）網頁：上面有
許多劍橋的物理和數學講義。
2、David Tong（DAMTP）的經典力學
（David Tong -- Lecture Notes on Classical Dynamics）我發現這些講義好
棒。
3、瑞典烏普薩拉Bo Thide 的講義（Electromagnetic Field Theory Internet Textbook）
電磁學理論。
4、Angel Uranga 的弦論講義
（http://gesalerico.ft.uam.es/paginaspersonales/angeluranga/firstpage
.html）。
5、我還發現了MIT 的開放式教程（MIT OpenCourseWare）。Lewin
的基礎物理講義非常好（有視頻）。
6、佛吉尼亞Michael Fowler 的量子力學講義
（Physics 252 Home）。
（未經Gerard "t Hooft 的檢查。）
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2014/8/25 更正「IC卡」為「早期宇宙與引力論」。
2013/8/26 更正「宇宙學」的說明。

系統地學習天文繞不開數學和物理，外星生物的探索也是建立在這兩者之上的，同時還涉及化學知識。和生物關係不大。如果工商管理專業有高數的話，好好學微積分(包括多元)，然後學線性代數，微分方程，至少學到這裡。接下來就可以簡單學習物理課程了，力學和電磁學。力學解釋天體運動，電磁學讓你知道觀星原理和光的性質等，至少要能看懂光譜。然後就可以學量子力學了，很多宇宙中的現象和反應由於能量巨大，反應環境特殊，必須要用量子力學才能解釋，這些對原子分子的研究也可以算是偏化學的領域。當然，系統的天文科普也是必要的。在這裡我不太推薦百度百科或者維基百科，錯誤比較多。去買一本系統的天文教材比較好，等我回家我可以去找一本英文教材的名字貼出來。天文宇宙學涉及到幾乎所有的理科知識，是一個非常綜合的對理論和應用要求都很高的學科。系統的學習也意味著建立起比較完善的理科知識體系。希望題主能夠了解到這一點。

外星生物和宇宙學完全是兩個不同的學科。外星生物是行星科學，宇宙學是宇宙學。請先轉物理系，其他的再說。基礎課要上的太多了。要做也不是不可能但是實現起來非常困難。

先看這本書，某東有貨
通俗天文學：和大師一起與宇宙對話
重要的是先看起來。

讓整個城市斷電，鼓起你的腮幫子吹開霧霾，然後死盯著星空

從大學物理學起。

A. Liddle An Introduction to Modern Cosmology.

我建議所有的人都應該學習一點宇宙學，對宇宙的敬畏和意識到人類的渺小是可以避免我們狂妄愚蠢和自以為是。

普物，然後四大力學，之後專研廣義相對論即可。您想學的不是天文學，而是理論物理的一個分支。

如果是專業學習的話，那肯定是進入大學，特別是天文學有造詣的大學學習了，如果是興趣愛好業餘的話，那麼久買些關於天文方面的書籍看看，視頻看看，然後還可以買個天文望遠鏡沒事自己多多觀測！

我想推薦一本天文學入門教材，The cosmic perspective, 作者Bennett等，這本書主要是用於大學天文入門課程的，適合所有對天文有興趣的人看。這本書不要求讀者有天文學或物理學的知識，所用到的物理知識書中都會介紹，而且作者說該書特別適合於非理科專業的學生。美國一些大學給非理科專業學生開設的天文基礎課就有用這本書作教材的。

這本書開篇就給讀者一個大的圖景，全書就是為了給讀者建立一個宇宙觀，所有章節都是圍繞一個又一個人們可能提出的問題展開，語言平易近人，包含著對普通讀者的考慮。書的正文很少出現數學公式，所以書中絕大部分對天文現象的解釋都是定性的，但科學精神和嚴謹性是貫徹始終的，儘管有些時候受限於該書對物理和數學的要求（超出該書範圍），有些問題無法講透徹，讀者如果有興趣深入了解，可以再學習其他的課程。

這本書是正統的課程教材，儘管誰都可以看，但我覺得不能算作科普書，每章之後也有大量習題。書的正文有700多頁，足夠兩個學期的課程學習。該作者還有一本 The essential cosmic perspective,是上面那本書的精簡版，作者選擇了一些內容，為了適合一學期的天文基礎課的學習。

在國內，絕大多數學生沒有受過也沒有機會接受正統的天文學教育，這確實是一個遺憾，希望這本書能對天文學知識或天文學常識在國內的普及盡一份力，至少是對那些對天文有興趣的人們。

我高中文科上，現在轉到數學，為自己最熱愛的東西努力學習著。如何從零學起?就是比別人多用三倍的時間