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?
文化程度為文科本科。
文科本科的話,高中的數理化基礎怎麼樣?如果數學還不錯,那麼是有可能的。至於高中的那些物理知識概念,最好能夠熟悉,因為會在大學物理入門級別的知識裡面重複加深。其次,相比於基礎知識水平而言,更重要的是毅力。如果可以去旁聽課程,找幾個相關專業的同學經常討論,是比較好的路子。但沒有平時嚴格的習題訓練和考試壓力,很多時候容易造成看起來似乎自己明白了,實際上卻沒有學牢固的結果。如果一個人悶著學,一方面三分鐘熱情不容易堅持下去,另一方面遇到想不懂的問題很難繼續下去;更需要警惕的是容易走入學的基礎知識不牢固而想得太多從而往民科方向偏。
說完整體狀況,我可以給你列個大概知識點(不一定十分精確):
數學方面:
1.數學分析。這是數理專業學生的要求;簡單的可以學微積分,但不一定能保證效果;2.線性代數。可能學起來比較枯燥,但矩陣的各種知識是現在理工科不可缺少的一部分;
3.複分析。也就是複數理論,簡單些的叫複變函數,也是現代理工科基礎;4.數理方程。學會很多實用基本方程的解法,分離變數啊級數展開之類的;前三門是基礎,學完就可以學普通物理了。物理方面:
1.普通物理。簡單版本大學物理,大致包括力、熱、電磁、波動、量子物理幾個方面。基本上都是基於經典物理的範疇。其中:《力》主要基於牛頓力學,相較高中水平除了加入微積分,還加入了轉動相關的力學。另外在這一冊末尾一般會講到參考系變換,從而引入狹義相對論的入門知識;《熱》從宏觀熱力學開始,將熱力學三大定律、卡諾循環等等,最後落足到微觀統計理論的經典範疇,比如波爾茲曼麥克斯韋分布啊,氣體內能啊等等知識點;《電磁》本冊的精髓就是麥克斯韋電磁場方程組,積分形式4個和微分形式4個,也是經典範疇。但這本書的末尾也應該講到運動電荷所產生的電磁場,然後也可以引出相對論的知識,因為光本身是電磁波,再說愛因斯坦關於相對論的論文題目就是「論動體的電動力學」;《波動》講各種經典的波動方程;《量子物理》基本只是給一些量子方面的概念和基本思維,但大都採用半經典半量子的模型推導,不太嚴格反而容易讓人一頭霧水。這部分看不太懂沒有關係,但要有個基本感覺,以後更深入學習後就明白了。
2.四大力學。《分析力學》還是描述牛頓經典力學體系,但是從直觀思維上升到了數學層次(就是不需要畫示意圖不需要畫受力分析直接列數學算式的那種逼格很高的感覺)。講到了拉格朗日量、哈密頓量這些現代物理學中基本的概念。PS:有個笑話是這麼說的,某一天拉格朗日在國際大會上宣稱他寫了一本力學書,裡面沒有一張圖也可以講清楚整個牛頓力學體系。於是下面有人回復他:沒圖你說個JB。《量子力學》是現代物理學入門必學的科目。是上個世紀物理學革命最重要一部分,也是固體理論倫、半導體理論的基礎,從而有了計算機這麼牛逼的東西。會從薛定諤方程(量子力學中的牛頓方程)開始解決一些簡單的物理模型,從而非常精確的得到氫原子能級等一些經過實驗證實的結論。末尾還會會講微擾論等等近似方法。《電動力學》是電磁學的升級版;《統計力學》是熱力學的升級版,正式嚴格從微觀角度推導熱學結論。開始是還是從波爾茲曼麥克斯韋經典統計入手,然後利用量子力學已經得到的結論,對兩種不同基本粒子——波色子、費米子分別採取不同的統計方法,得到很多關於微觀、低溫的有趣結論。學完前面列舉的這些,如果不是囫圇吞棗自以為是,並且認真做了課後習題的話。那麼基本上已經具有現代科學的基本科學素養了,即不會被民科糊弄,也可以向街坊領居大媽大叔普及基本科學常識了。
接下來如果興趣依舊不減,可以根據具體感興趣的領域繼續深究:
1.高等量子力學。比量子力學深點兒,數學形式更多點,看起來更完備點兒。要學會二次量子化,用產生湮滅運算元表達物理量。後面還會提到狹義相對論與量子力學的統一。2.固體物理。利用量子力學解決晶體這種周期性體系中的電子形態,你就知道什麼是能帶理論,然後你就知道「為什麼所有物質中都有那麼多電子,但有的是金屬而另外一些是絕緣體?」這類的問題;你也會知道為啥半導體對於現在科技進步這麼重要,當然還有更多複雜有趣的知識包括其中。學完這個可以升級去學《固體理論》。3.量子場論。能修鍊到這一境界我堅信你原本就不應該去學文科……能學到這個境界你就能深深體會物理學那種自洽、簡單、對稱所帶來的令人無比震撼的美!我的智商和努力不夠,基本上也就止於這個檔次了……
4.粒子物理。包含了人類所預言所觀測到的所有基本粒子。而且標準模型以一種簡單對稱的方法完美詮釋了這一切,你會發現原來宇宙萬事萬物大抵都是產生於對稱性。本來標準模型一度只是其中一種可能正確的理論,隨著前面Higgs希格子被歐洲LHC對撞實驗證實,充分顯示了標準模型理論的強大。根據你不同興趣點,可能你學習計算物理啊、複雜性體系啊、流體啊、天體物理啊。
比如《廣義相對論》也是一門很有趣的學科(需要一些張量的數學基礎)。從愛因斯坦場方程出發,推導出質量產生的引力場,以及空間彎曲等等結論。後面還會談到黑洞的一些基本理論。當然,以上只是給了一個在物理學方面升級的基本骨架,算是拋磚引玉。數學方面沒有談太多,很多數學分支本身也是特別有意思的;物理方面也沒有說的很細,畢竟你自學的話,連大學物理實驗、近代物理實驗這種非常重要核心的課程都沒有機會接觸到。物理說到底還是實驗的學科,要不然就上升到哲學或者偏到民科的檔次了。而且列出來的每一個知識點可能往往不是一本書就能解決的問題。
關於書目:
每一科都有海量的教科書,越基礎的越多。特別要注意選合適的好書看,有的書寫得爛不僅學不到東西,反而容易打擊自己的積極性。比如曾XX的《量子力學》對於入門者真的不適合,反正我智商沒達到那個檔次當初學的稀里糊塗完全沒入門;後來看了Griffths的Introduction to Quantum mechanics才開始會算量子力學的基本問題,然後看了Sakurai的書才理解量子力學體系的完備與美妙大呼過癮;喀興林的高等量子力學算是我看過國內的寫的最好的了。這裡只是舉了個例子,至於真正每一個知識點找哪本書最好,一反面你應該有能力自己去搜索,一方面也得你自己在真正的學習中反覆體會,畢竟可能每個人的喜好都不一樣。另外,學好英語,盡量早的接觸外文原版書(不解釋,冒著被罵裝逼的危險告訴你真相)。
最後,學理科和學文科有個最大的不同:一定要多刷題!不能看完就完事兒了,很多時候你以為懂了,一做題完全不會,那就是完全沒學到。人的惰性在這一點兒上很容易縱容和安慰自己。
最後的最後,看在我說了這麼多的份上,我要潑樓主點兒冷水:可能你真的堅持不下來。
因為
僅憑興趣自學物理和數學是一個非常奢侈的愛好潑完冷水還是要對樓主表示欽佩,因為現在很多人在沒有基本現代科學知識的條件下對各種偽科學、謠言大肆傳播,理科生出來糾正還被各種罵。樓主既然有興趣學習,那麼不管最後學到哪一步,都是一種進步。而且現代科技普及是很需要一大批文筆工作者去傳播的,因為很多牛鼻的理科生要麼不善於表達,要麼不屑於和某些缺乏基本科學知識的人討論。
藉此希望國民的科學素養會越來越好!也希望不論知乎還是其他論壇,都少一些那種「我雖然不懂這個,但是我覺得它應該是不對的」這樣一種強大而奇葩的邏輯論戰。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
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我覺得很難。我本科就學的物理。我也說不上什麼是合格的本科碩士的水平,反正我讀了四年,我覺得我不合格,更何況你自學。
基本物理要學的好,你需要大量的做題,並堅持思考。僅靠興趣的話,你很難真正弄明白,或者你很難學的很牢固。
樓上那些親測可以的,能否分享下你的經驗?讓我膜拜一下。還有說大物容易的?你是物理系的么?大物那樣的,最多就是高中物理,先弄明白什麼是四大力學和五小力學再說吧本科的話,
在堅持和興趣的前提下,可以啊。研究生還是要結合一些學校的資源的。自考一個得了嘛,何必那麼麻煩。
本科碩士水平是什麼水平
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