如何自学物理?绝世武功的目次在此

业余爱好者能不可自学成为物理学家?几年前,有知己给我先容了一位他的女性知己,说这位同学是文科降生,但荒芜爱重物理学,想来问我能不可自学成才。我源流赞誉了她对科学的关心,...


如何自学物理?绝世武功的目次在此

业余爱好者能不可自学成为物理学家?几年前,有知己给我先容了一位他的女性知己,说这位同学是文科降生,但荒芜爱重物理学,想来问我能不可自学成才。我源流赞誉了她对科学的关心,告诉她这是完全可能的,举例着名表面物理学家、超弦表面的代表人物、菲尔兹奖赢得者Edward Witten,等于历史学本科毕业后,重新开动学物理的。

Edward Witten

然后我告诉她,有一个贵府是成心为自学者准备的,这等于1999年诺贝尔奖赢得者、荷兰物理学家Gerard 't Hooft的网页《如何成为一个好的表面物理学家》(HOW to BECOME a GOOD THEORETICAL PHYSICIST)(https://webspace.science.uu.nl/~hooft101/theorist.html?continueFlag=e06d8bd431b1079a90b7e8c76174b396)。底下,咱们来先容一下't Hooft的这篇长文。

Gerard 't Hooft

此文起原等于雷击:

我时常收到业余物理学家的动机邃密但完全不必的邮件,他们肯定我方诠释了寰宇。他们肯定这少许,仅仅因为他们对当代物理学管理问题的真处死子一无所知。要是你的确想对咱们对物理定律的表面雄厚有所孝顺——要是你告捷了,这是一种令人蓬勃的体验!——那么有许多事是你需要清醒的。源流,要严肃地对待它……

我不错驳倒一句,我和't Hooft至少有一个共同体验,等于时常收到民科的来信,有发email的,有发微信的,致使还有寄包裹的。't Hooft对这些人的骨子也单刀直入:他们对当代物理学管理问题的真处死子一无所知。民科一般都一经陷在我方的幻想中出不来了,不外关于简直想学习的人,该如何办呢?鄙人一段,'t Hooft给他们指出一条生路:

在现在期间,从聚集上聚集总共你需要的学问应该是可能的。然则问题在于,在网上有如斯多的垃圾。是否有可能从中挑选出那些极度少有的简直灵验的网页?我精准地清醒哪些学问应该被教给入门者。那些十足必需的课程的名字和主题容易列出来,这恰是我鄙人面做的。我有将强地在网上搜索了那儿有简直灵验的论文和竹帛,最佳是可下载的。这么,成为一个表面物理学家的资本应该不会大大跳动一台联网的推测机、一台打印机以及许多的纸和笔。灾难的是,我仍然不得不保举买一些讲义,但在这里提这个建议相比繁难,可能放到改日的一个网页。让咱们源流把我方限度在十足的最低需求。底下列出的主题必须被学习。任何遗漏都会受到失败的处分。

我来驳倒一下。苏联物理学家、1962年诺贝尔奖赢得者朗道(Lev Davidovich Landau,1908 - 1968)有一个窥伺要求,叫做“表面物理最低次序”,通过这个最低次序考试的人才有经验成为他的学生。名字叫最低次序,其实是个极高的次序。

Lev Davidovich Landau

从朗道1935年开动发布次序到他1962年出车祸,27年中只消40多人通过了这个最低次序的考试,其中包括中国粹者卓益忠、郝柏林。

卓益忠

郝柏林

许多尝试者折戟沉沙,被朗道见知说不顺应从理由论物理参谋。向考生诠释这种不气象决定的活老是由朗道我方去干(https://cbgc.scol.com.cn/news/2380058)。是以看到't Hooft这句“让咱们源流把我方限度在十足的最低需求”,我源流就意想了朗道的最低次序!

连接往下看:

请正确地雄厚我:你不需要像信仰一样肯定你读到的任何东西——老师它。尝试另外的阶梯,越多越好。你将会一再发现,这些人做的的确等于有可能做的最聪颖的事。

我来驳倒一下。我在教会中时常让同学们把咱们代入历史上那些科学家的位置,设计我方濒临着他们那时濒临的问题,手头有的仅仅他们那时的器具。好比你等于玻尔兹曼,你等于爱因斯坦,你面对着统计力学的问题梗概通顺物体电能源学的问题,你该如何办?要是你慎重做了思考,你就会做出他们那时所做的推导,得到他们那时得到的论断。你就会发现,他们做的等于那时条款下最佳的。这么,你才潜入雄厚了一个表面,以后头对新的问题时才会坑诰新的表面,这等于创造力的来源。

连接往下看:

奇妙的是,最佳的讲义都带着习题。做这些习题,阐述你能雄厚总共事情。尝试达到这么的阶段,你能找出无数的印刷古怪、小的古怪以及遑急的古怪,热门资讯况且设计你如何能以一种更聪颖的法子写这些讲义。

看到这里我笑了,这十足是专科人士的训戒之谈。不管多好的书,在慎重参谋的专家看来都会找出无数的古怪,这也恰是专家的象征之一。许多出书社时常找我保举书,我每次都慎重研读,而且每次都给出书社坑诰无数的矫正意见,以至于有些书干脆把我写成了“特约审校”!

《编程寰宇》

还有临了那句“设计你如何能以一种更聪颖的法子写这些讲义”,我在写《量子信息简话》的时候也深有体会。

《量子信息简话》

量子信息的讲义和科普书都一经有不少了,但粗莽读者时常在起原就读不下去,诠释的轨则等于原因之一。通过几年来四处做回报、跟听众同样的体会,我决定在《量子信息简话》中大幅度改革旧例的轨则,把最容易雄厚的量子精密测量放在前边,然后讲量子力学的旨趣,然后讲量子推测,临了才讲量子通讯中的量子密码。

《量子信息简话》目次

这是因为雄厚量子密码所需的基础学问是最多的,不仅包括量子力学旨趣,致使还包括传统密码学。量子密码在媒体上出现的频率最高,因为中国在这个限度取得了好多恶果,但要是不讲廓清这些前置学问,对量子密码的先容就始终是纤悉无遗,致使让人越看越吞吐,许多人干脆觉得它是伪科学了。因此,我在书中把量子密码放在临了,在前边致使还成心用一章先容了传统密码学。只消这么,读者智力显然量子密码是什么,它管理了什么问题,它为什么能管理这个问题。肯定任何人按次渐进地看下来,都会彻底地雄厚这个限度。

让咱们来看't Hooft的第三段:

我不错告诉你我我方的训戒。我有一个巨大的运气,等于在身边有许多优秀的教师。这有助于退守误入邪途。这匡助我整个赢得诺贝尔奖。但我那时莫得聚集。现在我勤勉尝试作你的教师。这是一个令人瞋目而视的任务。我在请肆业生们、共事们和教师们匡助我立异这个网站。它咫尺是为那些但愿成为表面物理学家的人诞生的,不是粗莽的表面物理学家,而是最佳的,那些完全决心赢得我方的诺贝尔奖的人……

再来看第四段:

表面物理学就像一座摩天大厦。它有坚实的基础,在初等数学和经典(二十世纪前)物理的想法。不要觉得二十世纪前的物理学是“无关的”,因为现在咱们多了那么多。在那些日子里,为咱们现在享受的学问铺下了坚实的基础。不要尝试构筑你的摩天大厦,在你源流再行构筑这些基础之前。咱们的摩天大厦最底下的几层包括高档的数学姿色,它们把经典物理表面形成它们我方的秀丽。它们是必需的,要是你但愿走到更高。是以,然后等于底下列出的许多其他主题。临了,要是你豪阔苟且,想管理那些极其令人蛊卦的问题如调节引力物理与量子寰宇,你最终就会参谋广义相对论、超弦表面、M-表面、卡拉比-丘成桐紧致化等等。这是面前这栋摩天大厦的尖端。还有其他的顶峰,如玻色-爱因斯坦凝华、分数目子霍尔效应,以及更多……

从这些先容中,不错一窥表面物理体系的高大。底下,'t Hooft开动按照逻辑轨则先容具体的限度。这些限度包括:话语、初等数学、经典力学、光学、统计力学和热力学、电子学、电磁学、量子力学、原子分子、固态物理、核物理、等离子体物理、高档数学、狭义相对论、高档量子力学、唯象学、广义相对论、量子场论、超弦表面。全球顺着这个网页看下去,就能看到每一个限度的学问点和保举讲义。

让人想起电影《鹿鼎记》里陈近南的台词:“这一册只不外是绝世武功的目次,那一堆才是绝世武功的秘密。”陈近南后头那句也很顺应:“看了就两世为人,不看就十死无生。”

先容完't Hooft的绝世武功目次,临了让咱们回到领先来问我如何自学的那位女同学。过了一段技能,我问她学得如何样了。她的恢复是:物理太难了,不外我找了个学物理的男知己!我不禁大笑,说:这么也好,遵循说不定更高!



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