非物理系本科想系統整體的學習一下物理基礎,該用什麼樣的教材?

本人在讀計算機系本科,想系統的學習一下物理基礎,問了一問同學主要分成「費曼物理學講義」 和 「朗道十卷」 兩邊,我自己看了看,朗道似乎是太多了,費曼物理感覺有點淺嘗輒止的感覺,就第一次系統學習而言(大一那個大學物理的課連基礎也不叫)應該先看看費曼物理還是直接上朗道? 還是有其他比較好的教材選擇?

感謝 。


推薦費曼物理學講義的很不負責任:一方面那一套中譯本的翻譯很成問題,另一方面這套書總被當成入門書是因為數學公式少,但殊不知數學公式少的物理書大都不是入門書。費曼這套書是你有了物理本科水平之後,才適合讀的書。

推薦朗道的完全不知道在想什麼。朗道的書是標準的科研工作者教材,屬於一邊做理論研究還一邊在讀的那種。我並不同意學完普物去看朗道的說法。朗道的物理思維自成一派,如果你有心從事物理理論科研工作,可以在學習所謂四大力學的時候同時讀朗道的東西。或者是你有一個俄羅斯的導師。

按照國內物理系的典型培養方案,應該先讀完普通物理:力學、熱學、電磁學、光學、原子物理。選主流教材就行了,比如趙凱華老師的一套書。讀完這些你就入門了。

接下來是四大力學:經典力學,電動力學,量子力學,統計物理。這四門課與普通物理的差異非常大,處理物理問題的角度也很不同,依然是物理專業的基礎課。國內沒有頂尖的教材,但是依然可以選則那些最主流的教材,並輔助國外的經典教材進行學習(國外教材的書單非常多,搜一下就會有,如果想要詳細討論可以留言私聊)。

再接下來就是固體物理。

計算機系裡的很多東西都跟物理相關: Monte Carlo方法,模擬退火,熵等等,有些原本就是物理的概念,有些數值演算法則長期一直被物理學使用(各種local minimum, global minimum)。有一些物理背景,對您應該有些幫助。


  • 我覺得現有的兩個答案難且不易上手,不適合轉專業同學看。朗道的話,真不適合自學,適合已經學一遍普物的人再看。
  • 個人推薦(默認高數線代概率等等本科數學系列課程樓主已經學了)按順序:

1、基礎課:力學、熱學、電磁學、光學、原子物理學。這五本選國內北大復旦北師大之類學校的普物教材就行,比如前幾年熱賣的趙凱華系列。

2、本科專業課:數學物理方法、統計物理學+熱力學、量子力學、電動力學、理論力學、固體物理學。這五六門教材選全國統編那幾本銷量最大教材的即可:

- 王竹溪《數學物理方法》

- 汪志誠《熱力學與統計物理》(這本教材之前的版本有好多錯誤,但作為入門還挺好的)

- 周世勛《量子力學》(很簡單,適合入門)

- 黃昆《固體物理學》

- 郭碩鴻《電動力學》

- 周衍柏《理論力學》

這些一般多是高教出版的。這個階段沒必要上來就看哪些國外權威經典。

3、本科高年級:

- 錢佑華,徐至中《半導體物理》

- 劉遼,趙崢 《廣義相對論》

- 劉秉正《非線性物理學》

- 盧希庭楊伯君《原子核物理》

  • 以上大約是各學校物理系本科都要學的專業課,等把這些學完了,在看看外文原著啥的,或者深入廣義相對論,高等量子力學這些研究生課程。能看到群論、量子場、量子電動力學、粒子物理等等這一地步的非物理專業的,請受我一拜。
  • 如果學不下去了,可以選擇看《物理學史》


不推薦朗道和費曼作為入門初學者的教材。

另外,嚴重不推薦將曾謹言的《量子力學》作為初學量子的教材!既然是在讀本科,英語四級水平或者高考水平是有的,所以直接用Griffiths的《Introduction to Quantum Mechanics》,這本是我覺得最好的,深入淺出講完所有入門級量子力學問題的教材。

如果想系統學物理基礎,主要分三步:

1. 普通物理(大學物理):

主要是力、電磁、光、熱、原子這五部分。隨便找找現在各大高校本科生教學用的教材都可以,因為這個很基礎。非要推薦的話,趙凱華那一套黑色封皮五卷可能是最深入的了。

2. 四大力學:

分析力學、統計力學、電動力學、量子力學。這些也可以從各大高校教材中選取。但是量子力學的書目還是要好好選,因為量子可以說是現代物理非常重要的一部分,而且與宏觀世界的直觀有很大區別,是需要下功夫學習的。除了上面推薦的教材,學完後可以看看Sakurai的那本,基本量子就入門了。

3. 選擇感興趣的領域:

對凝聚態感興趣的,首先要學固體物理,還是黃昆那本就夠了,遇到想深入的再參考其他書;

對高能感興趣的,則需要學場論、粒子物理等;

其他還可以學學廣義相對論。

話說回來,既然樓主還在學校,完全可以去找物理專業的老師或者大牛一起聊聊,順便跟著他們蹭課。如果有機會可以選修他們的專業課,強烈推薦選修!因為數理基礎這些東西,光翻玩一本書是完全沒用的,一定要會做後面的題目,否則就是完全沒學到,過不了幾天全忘了。所以平時的作業訓練以及期末期中的考試壓力會對學習有一定促進監督作用。

另外可以參考:

在堅持和興趣的前提下,一個人幾年內從零開始根據大學課程教材自學物理或數學可能達到合格的本科碩士水平嗎?


大學物理


如果你為了學個物理的基礎就已經開始瞄準「費曼」和「朗道」這種級別的教材了,那我只能說:請你先把卓里奇的兩卷《數學分析》刷下來。沒這個數學功底,朗道的書哪本兒你都過不了前五十頁。


郎道十卷我沒讀過,不太清楚。但是費曼物理學講義我認為還是非常適合作為初學者的教材的。

之所以說費曼物理學講義適合,正是因為它淺嘗輒止的特點。個人認為,物理學最重要的是物理圖像,而不是物理圖像背後那麼多複雜的數學。如果研究物理,一上來就搞很多很複雜的數學,很可能會讓你看的時候覺得懂了,看完了卻發現自己連基本概念都沒有搞清楚(本人看曾謹言的量子力學的切實感受),一旦讓你看完書,然後去做題,去解釋物理現象,你就會發現你沒法下手。

國外的入門級教材,可能正是因為國外學生數學水平平均而言低於國內的原因,都喜歡直接略去複雜的數學,而把物理概念,物理圖像闡明得非常清楚。讀完之後你能明白每個物理概念是什麼,怎麼來的,於是你做題,解決物理問題才知道怎麼入手去解決。但是這個時候你還是不能完全解決一些複雜的問題。

到了這個階段,你就需要讀高階的物理教材了,比如郎道,Yariv等人寫的教材。有了物理圖像再去搞數學,你才會明白每一步數學那麼推導的意義在哪。連物理意義都沒有明白,就去學數學,尤其是量子力學這類數學很複雜的課程,你很容易陷入去思考為何這麼推導的問題。導致最終忽略掉了學習物理的本來目的——學習物理是為了研究物質發展變化的規律,不是去研究數學!

另外推薦閱讀國外的教材,而且是原版英文教材。國內的教材說實話,缺乏大師級的教材,有一些問題他們自己都沒有搞得非常透徹,自然就沒法寫得非常清楚明白,學那些內容時會讓你學得非常糊塗。至於英文水平的問題,你多讀就好了,剛開始會很難,但是堅持半個月左右你就會讀得非常流暢了,因為教材里的知識有連貫性,語法也並不複雜。不像日常生活語言,有很多表述方法,很多語法,很多生詞。

記得我讀的頭一本英文原版著作就是牛津的研究生教材,原以為讀不懂,後來發現讀了半個月之後,讀起來比讀國內教材順暢多了


其實費曼和朗道是同一種教材,居高臨下,對有基礎的人能提高思維的廣度和深度,我猜想他們兩寫書的主要目的是抒發自己對物理理論美感的讚美。

但是我認為他們都不適合建立基礎,不適合初學者。我的經驗是我精讀費曼第三卷的效果遠遠不如仔細研究我們學校教材《量子力學》(曾謹言)。前者適合在學習教材之餘拓展思維。

不知道樓主英文水平怎麼樣,我讀英語效率只有漢語的三分之一到四分之一,而翻譯的書太難看,所以我覺得沒有好方案之前,國內理論物理系的教學安排還是可以參考的。大概是:

step 1 微積分,高等代數+基礎物理(分為力熱光電,不是大學普物)

step 2 數理方法+理論力學,統計熱力學,電動力學,量子力學,相對論

step 3 基礎實驗+固體物理,激光物理,液晶物理等實用學科

當然樓主如果願意看英文教材,按照上面那個順序選英文經典教材,效果會好一些。

只有你那兩個選項的話我投朗道票。我最喜歡場論那本(別的也沒仔細看XD),不推薦翻譯的版本。


先把《新概念物理》系列搞下來(可以略過那本原子物理)。這是最基礎的,大概花費你半年到一年的零碎時間,憑藉你已經學過「大學物理」的底子。

然後:以下內容分四個學期的零碎時間完成,就可以達到物理系畢業生的基本水平了(這是速成版,所以為了目的有時候可以少做習題;不過這樣底子也許並不夠好)。我每個推薦一本國內書和國外書

  1. 數學物理方法+理論力學+費曼第一卷。前者國內用吳崇試的,國外用Riley。後者國內用周樂柱的小薄本,主要用來迅速查閱知識,國外用Goldstein。
  2. 電動力學+量子力學+費曼第二卷。前者國內用郭碩鴻,國外用Griffiths。後者國內用曾謹言,國外也用Griffiths。不得不提一句Griffiths這個人寫教材真是個大牛,寫出的都是宗師級水平。尤其是他的量子力學(已被翻譯成中文版,我正在做errata),國內絕無能夠與之抗衡的教材。費曼第二卷和電動力學很像,能幫助提升對電動力學的理解。
  3. 平衡態統計物理+量子力學(矩陣)。前者國內用林宗涵,國外用一本很難但很好的書——R. K. Pathria 的統計物理。注意Pathria的這本統計太難了,你可以對照國內教材的目錄進行學習。而矩陣的量子力學可以看J. J. Sakurai的書,入手非常清晰,當然其中涉及到了一些群論知識,但至少前兩章並沒有涉及。
  4. 固體物理+Landau部分書籍選讀。前者國內看黃昆,國外的話還真不好說,Kittle的還好。Landau的書現在可以看他的力學——用一種清晰地思路從最小作用量原理出發把力學體系建立了起來;統計物理I——配合Pathria一塊兒看可以理解很多國內不講的模型,比如白矮星、氦4等等。

有些人會噴我——這課程安排太緊湊了,題主也是大學生怎麼可能有時間干這麼多課外的事情呢?我想說是的,這很緊,但還不至於壓垮。趁年輕多壓迫自己多幹事,不然等30多歲了即使想干一件事也提不起足夠的幹勁兒和毅力了。

如果還有餘力,我這裡還有後續推薦:

  • 群論,推薦Group representation theory for physicists。
  • 高等量子力學,推薦先複習一遍Sakurai的Modern Quantum Physics 然後看他的Advanced Quantum Physics。
  • 量子場論,推薦A. Zee的QFT in a Nutshell。
  • 凝聚態量子場論,這個書很多。
  • 量子規範場論(實際上就是更難得量子場論),可以先用Peskin的書的第一卷複習一下量子場,然後再把剩下的看完。
  • 。。。


推薦兩個網站

MIT open courseware

Courses | MIT OpenCourseWare

這是麻省理工開放課程網站,有很多理工科課程,每門課都有推薦的教材

http://gen.lib.rus.ec/

這個網站里有海量的電子書 可下載


想了解物理的,我從來推薦這套:

力學的世界》,以及他的兄弟課本:《力學以外的世界》。

北大出版社出版。IET教育基金高等教育系列教材。

原身是加州理工面向非物理專業學生編寫的教材,滿足你們一切對於物理的表面好奇和基本認知。

最重要的是,讀它之前不!需!要!有!高!等!數!學!基!礎!特意加黑了哦,請稱讚我~

用這本入門,個人感覺要比費曼要好,更平易近人。朗道十卷沒看完不評價,新概念是給物理專業用的,業餘的選手們還是放過自己吧。

這書的內容相當友善,努力跳出公式跟您聊物理,如果不是搞研究,只想了解體系和基本原理,看這個就行了,完全用不著費曼先生出馬。

如果真心想研究,別自學了,找個大學去物理系樓下抄課表安心蹭課吧。

最後,如果只想了解物理學八卦,好出去跟姑娘吹,那麼把以下課程,反覆看十遍記牢段子就足夠了:北京師範大學公開課:從愛因斯坦到霍金的宇宙 ←上課的來自我校逗比界相對論學得最好的卻未必是物理界最逗比的趙崢老師


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