Gerard 't Hooft谈理论物理,想了解理论物理以及想成为理论物理学家的人要
做这个网页是为了年轻人,那些想挑战我们真实科学的人,那些决定用他的大脑去发现我们生活的真实世界的人,简而言之,是为了那些决定用毕生精力研究理论物理学的人。我经常的收到一些email,那些业余的物理学家说他已经解出了我们的世界,但总的来说是毫无用处的。他们相信这,仅仅是因为他们总的说了不理解解决现代物理学问题的真正的方法。如果你真的想对我们理论上理解的物理学定律做出贡献的话,如果你成功的话,那是已经很让人激动的事情。有些东西我们需要知道,首先,这是一个严肃的问题。在大学里教我们所有必须的课程,因此自然地,第一件事是你应该进入大学学习,你必须忍受the childish anecdotes that they call science there?无论你年龄多大,你都要加入到那帮吵闹底年轻人中?
也许是可能底,这些天,你从internet上收集所有底知识。问题是,Internet上有如此多底节点。你能从中选出那些真正有用少底可怜底底网页吗?我很清楚什么东西该教给那些刚入门底学生。那些绝对必要底讲座课程的主题底名字是很容易列出的,并且这是我下面将要做的。我的真正目的是收集那些真的有用的网页和书。也更适合下载。这种方法,成为一个理论物理学家的成本不会超过一台能和Internent连接的计算机,一个打印机,一些纸和笔。不幸的是,我还是不得不建议你去买一些课本。但这儿是很难建议你的,也许在未来的网站上再说。首先,我们限定我们自己知道的是绝对的少的。下面所列的科目是必须学习的。任何的遗漏都会得到惩罚:失败。我肯定是对的:你不用单凭信仰相信这一点——你可以验证。你可以尽量的改变方法你将会发现,时间和重复,你会发现那些人做的的确是最聪明的事情。令人惊异的。最好的课本都有练习。做,发现你理解的任何东西。尽量的达到这种程度:发现大量的印刷错误,微小的错误和一些重要的错误,并想象你怎么样用一个更聪明的方法写那些文章。
我可以告诉你我自己的经验。我是非常的幸运的有那么多的优秀的老师在我周围。这帮助我不会误入歧途。帮助我所有的方法得到Noble 降。但是我没有Interent。我将尝试是你的老师。这是一个令人畏惧的任务。我请教学生,同事,老师们,他们帮助我提高这个站点。目前这个站点的建立是仅仅为了那些想成为物理学家的人,不是所有的普通人,但是非常好的是,那些想得到Noble奖的人。如果你是一个非常谦虚的人,很好,首先完成那些那些让人厌恶的小学,初高中学习,并且按部就班的学习那些教育者和专门的那些填鸭式的教学方式。这个站点是为了那些有雄心壮志的人。我确信任何人都可以这样做,如果你有天赋,智力,兴趣和决心。理论物理学就像一座摩天大楼,他有坚实的基本数学基础和经典的(20世纪前)物理学概念。不要认为20世纪前的物理学是不相关的,即使现在我们有这么多的物理学突破在那些日子里,坚实的基础是放置我们享受的知识的地方。在你自己没有重新构建这些基础前,不要去尝试构建你自己的摩天大楼。摩天大楼的下面几层是由高等数学的形式组成的,那是让经典物理学理论变的更加美丽。如果你想走的更远这是需要的。因此,下面列出一些其他的主题。最后,如果你是足够疯狂的,那你想解出那些可怕的让人困惑的问题(解决重力场物理学和量子世界的矛盾等)你还是要坚持某些东西。你自己在网上冲浪吧,这样找到更多。告诉我你的发现。如果这个站点对那些打算进入大学学习的人有所帮助,如果者激励了某些人,帮助一些人沿着这条路走,去除了走向科学道路上的障碍,那么我想这个站点是成功的。请让我知道。这里是课程列表。
语言
英语是一个先决条件。如果你没有掌握,那现在学吧。你必须能够读,写,说,并且理解英语,但你不用非常的好。这篇文章里恶心的英语是我自己写的。那已经足够了。所有的出版物是用英语的。注意能够用英语书写的重要性。不久你将希望发表你自己的结构。人民必须能够读和理解你的材料。
法语,德语,西班牙语和意大利语可能也是有用的,但他们不是必须的。他们是在我们的摩天大楼的附件,因此不要担心。你需要希腊字母。希腊字母是有用的。知道他们的名字,否则你在使用他们因个口头表示的时候会犯愚蠢的错误。现在,这儿开始认真的材料。不要抱怨这些东西看起来有点多。你不会免费的得到Nobel奖的,并且记住,所有这些将要化我们的学生近5年的时间学习(至少有一个读者对次很惊讶,说他掌握这些内容不用5年;的确我是对那些计划化大多数他们的时间在这个学习上的人说的,是的,一些没有开花的智力可能会出现)。
基础数学
你对数字熟悉吗?加、减、乘、除、开根。
自然数:1,2,3,…
整数:…,-2,-1,0,1,2,…
分数,实数,复数
集合论:开集,紧致空间,拓扑。(你可能觉得奇怪,他们的确在物理学中很有用。)
代数方程。近似方法,级数展开:Talylor 级数。解复数方程,三角函数等。
无穷小。微分。微分基本函数(sin,cos,exp).
积分,积分基本函数,微分方程组,线性方程组
Fourier变换,复数的使用,级数收敛。
复空间,Cauchy定理和围道积分法(现在这很有趣)。
Gamma函数(享受学习他的性质).
高斯积分,概率论.偏微分方程组,Dirichlet和Neumann边界条件.
这些是对初学者,这些主题可能来自于整个讲座课程.大多数这些内容是物理学理论中必须的。刚开始的时候,你不需要你完成所有的课程,但以后要回来完成那些你第一次漏过去的。
经典力学
静态力学(力,张力);流体静力学。牛顿定律。
行星椭圆轨道,多体问题。
作用原理,Hamilton 方程组,Lagrangean (这是非常重要的)
谐振子振荡,钟摆。
Poisson括号。
波动方程组,液体、气体。粘性和摩擦力,Navier-Stokes 方程组。
光学
散射,反射,棱镜和平面镜望远镜和显微镜,波传播,多普勒效应。Huijgen波叠加原理。波前沿,聚焦学。
统计力学和热力学
热力学1,2,3定律。
Boltzmann分布
Carnot循环,熵,热能。
相变,热力学模型。
Ising模型
Planck辐射定律(学习量子力学的前奏)。
电学
这紧是一些基本的东西,电子电路,Ohm定律,电容器,电感器,用复数计算他们的效应,晶体管,二极管。
电磁场的Maxwell理论
Maxwell定律,
介质中的Maxwell定律,边界,真空均匀介质中解方程组(电磁波)。
波导,边界上的反射和散射
矢量特性和规范不变性(非常重要的)
电磁波的发射和吸收(天线)
光在物体上散射。
量子力学
这是非相对论性的,Bohr原子,
DeBroglie关系(能量-频率,动量-波数)
Schroinger方程(电位和磁场)
Ehrenfest定理
盒子中的粒子
氢原子的系统解。
Zeeman 效应,Stark 效应。量子谐振子
算符:能量,动量,角动量,产生和湮灭算符。以及相互的交换规则。
量子散射初步,S矩阵,辐射延迟(Radio-active decay)
原子和分子
化学键,轨道,原子和分子谱,光发射和吸收,量子选择规则,磁力矩。
固体物理学
晶体,Bragg反射,晶体群,Dielectric和钻石常数,Bloch谱,Fermi能级,倒替,半导体和绝缘体,比热,电子和空洞,晶体管,超导,Hall效应。
核物理
同位素,Radio-activity,裂变,聚变,Drople 模型,核量子数,磁核,同位旋,Yukawa 理论。
等离子体物理学
磁流体力学,Alfve波
高等数学
群论,群线性表示,Lie群矢量和张量。
更多的技术解(偏)微分方程和积分方程。
极值原理和近似方法,差分方程组,生成函数(母函数),Hilbert空间。
函数积分初步。
狭义相对论
Lorentz 变换,Lorentz收缩,时间膨胀。E=mc**2。4-矢量和4-张量。Maxwell场变换规则。相对论性的Doppler效应。
高等量子力学
Hilber空间,原子跃迁,光辐射和吸收,受激辐射,密度矩阵,量子力学解释。Bell不等式。
相对论性量子力学方向:Dirac方程,精细结构。电子和正电子。超导的BCS理论量子Hall效应。高等散射理论。色散关系。Perturbation expansion(微扰扩张?)WKB近似,极值原理。Bose-Einstein凝聚。液氦超流。
现象学(phenomenology)
亚原子粒子(介子,重子,光子,轻子,夸克)宇宙射线;材料和化学特性;核同位素;相变;天体物理学(行星系统,恒星,银河系,红移,supernovae);宇宙论(宇宙学的模型,膨胀理论,微波辐射背景);探测技术。
广义相对论
度量张量,时空弯曲,Einstein重力场方程。Schwarzschild黑洞;Reissner-Nordstro黑洞。近星点移动。引力透镜。宇宙模型。引力辐射。
量子场论
经典场:标量,Dirac自旋,Yang-Mills矢量场。
相互作用,微扰膨胀。自发对称破缺,Goldstonge 模型,希格斯介子机制。
粒子和场:Fock空间。反粒子,Feynman规则,Gell-Mann——L*y sigma的介子和核子的模型
。圈图,么正性,因果关系和色散关系。重正化(Pauli-villars;dimesional ren)量子规范论:规范不变,Faddeev-Popov行列式,Slavnov恒等式,BRST对称。重正化群。Asymptotic freedom.
孤立子,Skyrmions。磁单极子和瞬子。永久夸克紧闭机制。1/N展开。算子乘积展开。Bethe-Salpeter方程。标准模型结构。P和Cp违反。CPT定理。自旋和统计力学的连接。超对称。
超弦理论
http://superstringtheory.com/ 哈哈哈哈,一年以后我还是再见到这东西了 哈哈 五年后应该还有参考价值 基本上看不懂和物理有关的部分,我是不是喝的中毒了? 引用第3楼醉乡常客于2006-08-16 21:21发表的“”:
基本上看不懂和物理有关的部分,我是不是喝的中毒了?
兄是喝多了:)
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