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近代物理 標題:談如何成為理論物理學家
1:榮譽點數7點(大學理工科系)張貼:2008-07-24 00:48:42:

談如何成為理論物理學家


Gerard 't Hooft


http://www.npue.edu.tw/academic/dpg/e-learning/Gerard.htm


版主修正:以上網址已經不存在

原始網址為 http://www.phys.uu.nl/~thooft/theorist.html


2:Hydrogen Dioxide(研究所)張貼:2008-07-24 16:06:33: [回應上一篇]

 很多人都不討論古典力學.. (我貼了N篇古典力學文章 結果祇回了零篇而已)

 現代人 一開始就是相對論 量子力學... 


3:榮譽點數7點(大學理工科系)張貼:2008-07-25 08:48:59: [回應上一篇] ,本留言獲[]給賞金共 5 點

Gerard 't Hooft at laceName>HarvardlaceName> laceType>UniversitylaceType>

 

做這個網頁是為了年輕人,那些想挑戰我們真實科學的人,那些決定用他的大腦去發現我們生活的真實世界的人,簡而言之,是為了那些決定用畢生精力研究理論物理學的人。


我經常的收到一些email,那些業餘的物理學家說他已經解出了我們的世界,但總的來說是毫無用處的。他們相信這,僅僅是因為他們總的說了不理解解決現代物理學問題的真正的方法。如果你真的想對我們理論上理解的物理學定律做出貢獻的話,如果你成功的話,那是已經很讓人激動的事情。有些東西我們需要知道,首先,這是一個嚴肅的問題。在大學堭虴畯怍狾野眸楫瑤珛{,因此自然地,第一件事是你應該進入大學學習,你必須忍受the childish anecdotes that they call science there?無論你年齡多大,你都要加入到那幫吵鬧底年輕人中?


也許是可能底,這些天,你從internet上收集所有底知識。問題是,Internet上有如此多底節點。你能從中選出那些真正有用少底可憐底底網頁嗎?我很清楚什麼東西該教給那些剛入門底學生。那些絕對必要底講座課程的主題底名字是很容易列出的,並且這是我下面將要做的。我的真正目的是收集那些真的有用的網頁和書。也更適合下載。這種方法,成為一個理論物理學家的成本不會超過一台能和Internent連接的電腦,一個印表機,一些紙和筆。不幸的是,我還是不得不建議你去買一些課本。但這兒是很難建議你的,也許在未來的網站上再說。首先,我們限定我們自己知道的是絕對的少的。下面所列的科目是必須學習的。任何的遺漏都會得到懲罰:失敗。我肯定是對的:你不用單憑信仰相信這一點——你可以驗證。你可以儘量的改變方法你將會發現,時間和重複,你會發現那些人做的的確是最聰明的事情。令人驚異的。最好的課本都有練習。做,發現你理解的任何東西。儘量的達到這種程度:發現大量的印刷錯誤,微小的錯誤和一些重要的錯誤,並想像你怎麼樣用一個更聰明的方法寫那些文章。


我可以告訴你我自己的經驗。我是非常的幸運的有那麼多的優秀的老師在我周圍。這幫助我不會誤入歧途。幫助我所有的方法得到Noble 降。但是我沒有Interent。我將嘗試是你的老師。這是一個令人畏懼的任務。我請教學生,同事,老師們,他們幫助我提高這個站點。目前這個站點的建立是僅僅為了那些想成為物理學家的人,不是所有的普通人,但是非常好的是,那些想得到Noble獎的人。如果你是一個非常謙虛的人,很好,首先完成那些那些讓人厭惡的小學,初高中學習,並且按部就班的學習那些教育者和專門的那些填鴨式的教學方式。這個站點是為了那些有雄心壯志的人。我確信任何人都可以這樣做,如果你有天賦,智力,興趣和決心。理論物理學就像一座摩天大樓,他有堅實的基本數學基礎和經典的(20世紀前)物理學概念。不要認為20世紀前的物理學是不相關的,即使現在我們有這麼多的物理學突破在那些日子堙A堅實的基礎是放置我們享受的知識的地方。在你自己沒有重新構建這些基礎前,不要去嘗試構建你自己的摩天大樓。摩天大樓的下面幾層是由高等數學的形式組成的,那是讓經典物理學理論變的更加美麗。如果你想走的更遠這是需要的。因此,下面列出一些其他的主題。最後,如果你是足夠瘋狂的,那你想解出那些可怕的讓人困惑的問題(解決重力場物理學和量子世界的矛盾等)你還是要堅持某些東西。你自己在飆網吧,這樣找到更多。告訴我你的發現。如果這個站點對那些打算進入大學學習的人有所幫助,如果者激勵了某些人,幫助一些人沿著這條路走,去除了走向科學道路上的障礙,那麼我想這個站點是成功的。請讓我知道。這堿O課程列表。

 
語言
英語是一個先決條件。如果你沒有掌握,那現在學吧。你必須能夠讀,寫,說,並且理解英語,但你不用非常的好。這篇文章崺心的英語是我自己寫的。那已經足夠了。所有的出版物是用英語的。注意能夠用英語書寫的重要性。不久你將希望發表你自己的結構。人民必須能夠讀和理解你的材料。法語,德語,西班牙語和義大利語可能也是有用的,但他們不是必須的。他們是在我們的摩天大樓的附件,因此不要擔心。你需要希臘字母。希臘字母是有用的。知道他們的名字,否則你在使用他們因個口頭表示的時候會犯愚蠢的錯誤。現在,這兒開始認真的材料。不要抱怨這些東西看起來有點多。你不會免費的得到Nobel獎的,並且記住,所有這些將要化我們的學生近5年的時間學習(至少有一個讀者對次很驚訝,說他掌握這些內容不用5年;的確我是對那些計畫化大多數他們的時間在這個學習上的人說的,是的,一些沒有開花的智力可能會出現)。

 
基礎數學
你對數字熟悉嗎?加、減、乘、除、開根。
自然數:123
整數:-2-1012
分數,實數,複數。集合論:開集,緊致空間,拓撲。(你可能覺得奇怪,他們的確在物理學中很有用。) 代數方程。近似方法,級數展開:Talylor 級數。解複數方程,三角函數等。 無窮小。微分。微分基本函數(sin,cos,exp)、積分,積分基本函數,微分方程組,線性方程組。Fourier變換,複數的使用,級數收斂。 複空間,Cauchy定理和圍道積分法(現在這很有趣)。Gamma函數(享受學習他的性質)。高斯積分,概率論.偏微分方程組,DirichletNeumann邊界條件.

這些是對初學者,這些主題可能來自於整個講座課程.大多數這些內容是物理學理論中必須的。剛開始的時候,你不需要你完成所有的課程,但以後要回來完成那些你第一次漏過去的。

 
經典力學
靜態力學(力,張力);流體靜力學。牛頓定律。行星橢圓軌道,多體問題。作用原理,Hamilton 方程組,Lagrangean (這是非常重要的)。諧振子振盪,鐘擺。
Poisson
括弧。波動方程組,液體、氣體。粘性和摩擦力,Navier-Stokes 方程組。

 
光學
散射,反射,棱鏡和平面鏡望遠鏡和顯微鏡,波傳播,多普勒效應。Huijgen波疊加原理。波前沿,聚焦學。

統計力學和熱力學
熱力學123定律。Boltzmann佈。Carnot迴圈,熵,熱能。
相變,熱力學模型。Ising型。Planck輻射定律(學習量子力學的前奏)。

電學
這緊是一些基本的東西,電子電路,Ohm定律,電容器,電感器,用複數計算他們的效應,電晶體,二極體。

電磁場的Maxwell理論
Maxwell
定律,介質中的Maxwell定律,邊界,真空均勻介質中解方程組(電磁波)。波導,邊界上的反射和散射向量特性和規範不變性(非常重要的)、電磁波的發射和吸收(天線)、光在物體上散射。

量子力學
這是非相對論性的,Bohr原子,DeBroglie關係(能量-頻率,動量-波數)、Schroinger方程(電位和磁場)、Ehrenfest理、盒子中的粒子、氫原子的系統解。Zeeman 效應,Stark 效應。量子諧振子、算符:能量,動量,角動量,產生和湮滅算符。以及相互的交換規則。量子散射初步,S矩陣,輻射延遲(Radio-active decay

原子和分子
化學鍵,軌道,原子和分子譜,光發射和吸收,量子選擇規則,磁力矩。

固體物理學
晶體,Bragg反射,晶體群,Dielectric和鑽石常數,Bloch譜,Fermi能級,倒替,半導體和絕緣體,比熱,電子和空洞,電晶體,超導,Hall效應。

核子物理
同位素,Radio-activity,裂變,聚變,Drople 模型,核量子數,磁核,同位旋,Yukawa 理論。

等離子體物理學
磁流體力學,Alfve

高等數學
群論,群線性表示,Lie群向量和張量。更多的技術解(偏)微分方程和積分方程。極值原理和近似方法,差分方程組,生成函數(母函數),Hilbert空間。
函數積分初步。

狹義相對論
Lorentz
變換,Lorentz收縮,時間膨脹。E=mc**24-向量和4-張量。Maxwell場變換規則。相對論性的Doppler效應。

高等量子力學
Hilber
空間,原子躍遷,光輻射和吸收,受激輻射,密度矩陣,量子力學解釋。Bell不等式。相對論性量子力學方向:Dirac方程,精細結構。電子和正電子。超導的BCS理論量子Hall效應。高等散射理論。色散關係。Perturbation expansion(微擾擴張?)WKB近似,極值原理。Bose-Einstein凝聚。液氦超流。現象學(phenomenology)。亞原子粒子(介子,重子,光子,輕子,誇克)宇宙射線;材料和化學特性;核同位素;相變;天體物理學(行星系統,甯P,銀河系,紅移,supernovae);宇宙論(宇宙學的模型,膨脹理論,微波輻射背景);探測技術。

廣義相對論
度量張量,時空彎曲,Einstein重力場方程。Schwarzschild黑洞;ReissnerNordstro黑洞。近星點移動。引力透鏡。宇宙模型。引力輻射。

量子場論
經典場:標量,Dirac自旋,Yang-Mills向量場。相互作用,微擾膨脹。自發對稱破缺,Goldstonge 模型,希格斯介子機制。粒子和場:Fock空間。反粒子,Feynman規則,GellMann——L*y sigma的介子和核子的模型。圈圖,麼正性,因果關係和色散關係。重正化(Paulivillarsdimesional ren)量子規範論:規範不變,FaddeevPopov行列式,Slavnov痤它﹛ABRST對稱。重正化群。Asymptotic freedom.。孤立子,Skyrmions。磁單極子和瞬子。永久誇克緊閉機制。1/N展開。運算元乘積展開。Bethe-Salpeter方程。標準模型結構。PCp違反。CPT定理。自旋和統計力學的連接。超對稱。

超弦理論
http://superstringtheory.com/
_________________
I love superstring,
I love M-theory.

[addsig]
4:Hydrogen Dioxide(研究所)張貼:2008-08-05 11:49:33: [回應上一篇]

光學
散射,反射,棱鏡和平面鏡望遠鏡和顯微鏡,波傳播,多普勒效應。 Huijgen 波疊加原理。波前沿,聚焦學。

改成波前比較適合 (wave-front)

聚焦學? (Focusics?)

而值得注意的: 早期的光學 是把光當成顆粒來看待 後來荷蘭Hygens提出波動學說 愛因斯坦則認為兩者都對 只是需要嚴密的討論


5:Hydrogen Dioxide(研究所)張貼:2010-04-22 22:03:26: [回應第3篇]

有關"母函數"這個, 有個非常典型的示範式在Arfken物理數學課本, p-752

$\frac{1}{\sqrt{1-2tx+ t^2 }}=\Sigma P_{n} (x)$

若令x=0代入 則$\frac{1}{\sqrt{1 + t^2 }}=1-\frac{1}{2}t^2+\frac{3}{8}t^4+............$

Quote:
在 2008-07-25 08:48:59, 藏 寫了:

高等數學 群論,群線性表示, Lie 群向量和張量。更多的技術解(偏)微分方程和積分方程。極值原理和近似方法,差分方程組,生成函數(母函數), Hilbert 空間。 函數積分初步。

狹義相對論 Lorentz 變換, Lorentz 收縮,時間膨脹。 E=mc**2 。 4 -向量和 4 -張量。 Maxwell 場變換規則。相對論性的 Doppler 效應。



6:Hydrogen Dioxide(研究所)張貼:2010-04-23 18:35:43: [回應上一篇]
 修正\frac{1}{\sqrt{1-2tx+ t^2 }}=\Sigma P_{n} (x)後面少了 tn
7:Hydrogen Dioxide(研究所)張貼:2010-04-25 00:33:40: [回應第3篇]
Quote:
在 2008-07-25 08:48:59, 藏 寫了:

高等量子力學 Hilber 空間,原子躍遷,光輻射和吸收,受激輻射,密度矩陣,量子力學解釋。 Bell 不等式。相對論性量子力學方向: Dirac 方程,精細結構。電子和正電子。超導的 BCS 理論量子 Hall 效應。高等散射理論。色散關係。 Perturbation expansion (微擾擴張?) WKB 近似,極值原理。 Bose-Einstein 凝聚。液氦超流。現象學( phenomenology )。 亞原子粒子(介子,重子,光子,輕子,誇克)宇宙射線;材料和化學特性;核同位素;相變;天體物理學(行星系統,甯P,銀河系,紅移, supernovae );宇宙論(宇宙學的模型,膨脹理論,微波輻射背景);探測技術。

廣義相對論 度量張量,時空彎曲, Einstein 重力場方程。 Schwarzschild 黑洞; Reissner - Nordstro 黑洞。近星點移動。引力透鏡。宇宙模型。引力輻射。

量子場論 經典場:標量, Dirac 自旋, Yang-Mills 向量場。相互作用,微擾膨脹。自發對稱破缺, Goldstonge 模型,希格斯介子機制。粒子和場: Fock 空間。反粒子, Feynman 規則, Gell - Mann——L*y sigma 的介子和核子的模型。圈圖,麼正性,因果關係和色散關係。重正化( Pauli - villars ; dimesional ren )量子規範論:規範不變, Faddeev - Popov 行列式, Slavnov 痤它﹛A BRST 對稱。重正化群。 Asymptotic freedom .。 孤立子, Skyrmions 。磁單極子和瞬子。永久誇克緊閉機制。 1/N 展開。運算元乘積展開。 Bethe-Salpeter 方程。標準模型結構。 P 和 Cp 違反。 CPT 定理。自旋和統計力學的連接。超對稱。

超弦理論 http://superstringtheory.com/ _________________ I love superstring, I love M-theory.


1.有關W.K.B.近似 其實是一種半古典理論, 我是認為非常牽強的理論.

也就是俗化所說的 : 扯

另外這三位分別來自歐洲不同國家 所以每國都把自己國家的科學家擺第一,

譬如在英國 叫做 JK.W.B. (若沒記錯)

荷蘭則稱 B.W.K. (若沒記錯)

但是對我國來說, 這三位都要去眼鏡行配一下眼鏡才行. 研究理論物理之前奏是也.. XD

(W.K.B.近視啊)

2.引力透鏡 其實也有相應版本, 那就是電磁透鏡. 是要改變真空中電子束的行進方向,以便聚焦*SEM,TEM原理).


8:John Huang榮譽點數13點(大學理工科系)張貼:2016-03-19 05:21:37: [回應上一篇]
看了您的回覆,不禁深深鬆了一口氣。樓主列出的工具書太多了,太雜了;您能夠給它修剪一下,也是日行一善。
按照樓主的原意,那些工具書,一個成功的物理學家遲早要補足。我最反對的就是 “語言” 。爲什麽中文不能在將來取代英文?


9:John Huang榮譽點數13點(大學理工科系)張貼:2016-03-24 10:35:18: [回應上一篇]
請問樓主,藏,爲什麽中文不能在將來取代英文?
我不喜歡您的 “語言” 要求。我認爲,英文看得懂就行了;不必會寫。

10:John Huang榮譽點數13點(大學理工科系)張貼:2016-03-29 01:06:04: [回應上一篇]
我知道樓主的苦心,也知道中文要取代英文是很久以後的事。學好英文的確是目前理論物理學家的重要功課。這些,您都對。
但是,您能不能也關心一下狹義相對論?能不能請您給我的“洛侖兹變換的主要盲點”說幾句話?
謝謝。

11:John Huang榮譽點數13點(大學理工科系)張貼:2016-03-30 23:04:33: [回應上一篇]
我的“洛侖兹變換的主要盲點”給中文一年時間,希望在今年能夠用中文把相對論擊垮。那麽,讓中文站上國際舞臺的機會就加大了。
您能不能也關心一下狹義相對論?能不能請您給我的“洛侖兹變換的主要盲點”說幾句話?

謝謝。


12:John Huang榮譽點數13點(大學理工科系)張貼:2016-04-01 23:03:39: [回應上一篇]
能不能請您給我的“洛侖兹變換的主要盲點”說幾句話?謝謝。



13:John Huang榮譽點數13點(大學理工科系)張貼:2016-04-03 08:15:15: [回應上一篇]
在語言問題上,我說錯話了。請您包函。
您既然很有心培養後人,而相對論是理論物理的重點;可否談談
“洛侖兹變換的主要盲點“?謝謝。

14:John Huang榮譽點數13點(大學理工科系)張貼:2016-04-05 01:06:10: [回應上一篇]
對不起,在語言問題上,我說錯話了。請您包函。
 
您既然很有心培養理論物理的後人,而相對論是理論物理的重點;可否請您談談“洛侖兹變換的主要盲點“?謝謝。




15:John Huang榮譽點數13點(大學理工科系)張貼:2016-04-07 22:30:00: [回應上一篇]
您既然很有心培養理論物理的後人,而相對論是理論物理的重點;可否請您談談“洛侖兹變換的主要盲點“?謝謝。




16:John Huang榮譽點數13點(大學理工科系)張貼:2016-04-11 03:37:00: [回應上一篇]
可否請樓主談談“洛侖兹變換的主要盲點“?謝謝。




17:John Huang榮譽點數13點(大學理工科系)張貼:2016-04-14 00:04:06: [回應上一篇]
樓主忙,目前就不打擾了。請以後有空時,幫幫我。謝謝。


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