轉自一位北大女生
國外物理教材2008-03-07 12:59
普通物理
一般的教材 Tipler, Physics for Scientists and Engineers, 4th or 5th edition. 叫這個名字的普通物理教材比較多,其中不少都被廣泛採用,這本是Princeton近年來用的,教師們評價不錯,可惜我還沒看過。 上面這類教材主要是理工科非物理專業的用的,如果精力有限,看這種就可以了,不會影響後續課程的學習,畢竟理論物理才是更加重要的。如果想要扎實的基礎,需要看一些Honors的普通物理教材,主要是力學和電磁學需要足夠的訓練,但也不應該花費過多的精力,尤其對業餘自學的人。
力學
Kleppner and Kolenkow, An Introduction to Mechanics. 以前有人發帖說趙凱華的力學“技術性”太差,這本Honors course的經典著作應該可以彌補吧! Howard Georgi在Harvard主講了多年的力學課程 http://my.harvard.edu/icb/icb.do?course=fas-phys16 textbook目錄下是David Morin寫的課本,免費下載,每學期更新。lectures裏面Georgi的講義也很詳細。開課的學期(秋季)還有錄像下載(,不要密碼,無IP和限制!),可惜現在沒有了,看下個學期運氣吧。
熱學
這部分在普通物理中地位相對比較次要,主要內容會在以後統計物理中學習。 E. Fermi, Thermodynamics. 140頁的精緻小書,很快可以看完,沒有統計物理的內容。 Tipler的熱學部分. 有初步的氣體動理論(統計物理)。
電磁學
Purcell, Electricity and Magnetism, 2nd edition. 米國Honors電磁學課程很少有不用這本書的。這是當年Berkeley教程中唯一一本還沒有停版的。
振動與波(包含光學)
在國內機械波一般在力學中講,電磁波一般在光學中講授,國外多數是放在專門的波動課程裏教的。 Howard Georgi, The Physics of Waves. 聽作者的名字是如雷貫耳,但是這本書很少用作教材,據說是因為太難。 Frank S. Crawford, Jr., Waves. Berkeley教程中的一種,圖書館要是沒有英文版至少也該有中譯本。 A. French, Vibrations and Waves + Eugene Hecht, Optics, 4th edition. 第一本講機械震動和機械波的,第二本是光學,組合起來基本上是完整的(普通)波動理論。Hecht的光學篇幅很大。個人覺得波動理論的書還是簡練一些的好。專門從事光學方面研究的人以後會看更加高等的專著,所以推薦下面的組合: A. French, Vibrations and Waves + Grant R. Fowles, Introduction to Modern Optics. 與上面類似的機械+光學組合,Fowles的光學篇幅只有Hecht的一半。
近代物理
一般就是相對論和量子物理引論及簡單應用,像熱學一樣,不必花太多精力,因為學過一學期量子力學後再學習各種應用比較好。至於相對論,在學習力學的時候就應該學,電磁學裏面要用。 相對論 A. French, Special Relativity. Edwin F. Taylor, John Archibald Wheeler, Spacetime Physics. Kleppner and Kolenkow《力學引論》的相對論部分. Tipler物理的相關章節。 量子部分 Tipler書裏的相關章節。 最後有一個做物理必看的參考書 Richard Feynman, The Feynman Lectures on Physics, Vol 1-3. 科學巨匠的駭俗之作,充滿創造性和物理直覺,講法精妙,很多漂亮的比方和物理圖像叫人拍案。但是這不適合初學者,除非基礎不好的人,否則難以深刻體會,所以放在最後。教師通常不敢用來作教材,因為很可能失敗(有的說是怕學生提出裏面問題回答不了),當年Feynman唯一一次上普通物理,用這些內容把新生都嚇跑了,但是跑來聽課的研究生 和 教授卻越來越多…… 北京世界圖書公司有影印版,雖然每卷都將近100元,我覺得仍然是超值享受。有些國內網站也有下載(個別頁面損壞)。
理論物理(四大力學)
量子力學
David Griffiths, Introduction to Quantum Mechanics, 1st or 2nd edition. 最好的本科量子力學教材,講解明晰,易學易懂,物理實例(例題和習題)很多。就是沒有早期量子論的內容,第一頁就開講Schodinger Eq。國內很多圖書館沒有這本書,不知道為什麼。世圖有國際版供郵購(¥200.00^_^,已經算很便宜了。) S. Gasiorowiz, Quantum physics. 和Griffiths有點類似,好象遜色一點,不過有早期量子理論的章節。可以參考。 Claude Cohen-Tannoudji, Bernard Diu, Frank Laloe, Quatum Mechanics, Vol 1 and 2. 一共有1500多頁!對本科或研究生教材可以寫出這麼大的篇幅感到驚訝。有人稱讚她內容詳實,講解透徹;有些人嫌太囉嗦。 Landau and Lifshitz, Quantum Mechanics (Non-relativistic Theory), 3rd edition(Landau and Lifshitz理論物理系列的第三卷). Landau系列是理論物理領域長期以來的經典,一共十卷,通常作為研究生教材。作者擅長從第一性原理出發,演繹出理論體系,在很多地方展現出令人折服的物理直覺。
經典力學(理論力學)
Louis Hand and J. Finch, Analytical Mechanics. 比較新的教材,使用廣泛,分析透徹,或許是最適合當代教學使用的,有很多高等題材以及一章“混沌”的導引。 Landau and Lifshitz, Mechanics(Landau and Lifshitz理論物理系列的第一卷). 簡練精緻,是該系列中篇幅最小的。Landau的一貫風格。建議初學時配合Hand的書作參考(除非是天才)。北京世圖影印。 H. Goldstein, Classical Mechanics, 3rd edtion. 就是樓下有個帖子裏講的那本,高教快出版了,把錢準備好。幾十年的經典,龐大的篇幅,完整的古典內容,外加一章混沌,以前作為研究生教材,現在…… J. Jose and J. Saleton, Classical Dynamics, A Contemporary Approach. 這個是研究生教材,大量採用當代幾何語言。
電動力學
David Griffiths, Introduction to Electrodynamics, 3rd edition. 老美本科流行教材,幾乎人人說好,從講法到習題都獨具匠心,容易理解。詳見Amazon.com的Review。 J. D. Jackson, Classical Electrodynamics. 世界上最著名的研究生電動力學教材,需要扎實的數理方法基礎,習題很有挑戰性。高教去年影印。 Landau and Lifshitz, The Classical Theory of Field(Landau and Lifshitz理論物理系列的第二卷). Landau學派的又一經典,從狹義相對論出發建立電磁理論。比較高等,學完Griffiths後可以看看。
熱力學與統計物理
Charles Kittel and Herbert Kroemer, Thermal Physics. 本科層次最好的熱力學與統計物理教材。 Frederick Reif, Fundamentals of Statistical and Thermal Physics. 另外一本流行的本科教材,很老,感覺沒Kittel那本好。 Landau and Lifshitz, Statistical Physics, part 1(Landau and Lifshitz理論物理系列的第五卷). 研究生教材,本科聲參考書。又是Landau的經典,有很好的物理直覺。 數學物理 一般地要為學四大力學作準備,需要複分析和微分方程的基礎,像Churchill and Brown, Complex Variables and Applications以及Michael D. Greenberg, Advanced Engineering Mathematics(兩本國內都有影印版)這個層次的就足夠了。
如果要做理論物理,需要更加全面的數學物理基礎: George B. Arfken, Hans J. Weber, Mathematical Methods for Physicists, 5th edition 古典的數學物理內容都包括了,從複分析,微分方程到群論都有了。 Bernard Schutz, Geometrical Methods of Mathematical Physics。 有微積分和線性代數基礎就可以看了,通過學習該書,物理領域的讀者可以熟悉現代幾何語言,為研究理論物理作好準備。 Mikio Nakahara, Geometry, Topology and Physics, 1st or 2nd edition. 幾何與拓撲在物理中的地位日漸顯著,這本著作為熟悉量子場論的讀者提供了研究物理需要的幾何基礎。閱讀該書需要比較多的準備,好在開頭幾章為不熟悉場論的讀者作了一點物理上的準備。
本科生必修的東西差不多就這些了,下面是比較主要的選修方向:
固體物理
在我國好象都是必修的,固體課程有這麼特殊的地位大概是因為要“聯繫實際”吧 N. Ashcroft and Mermin, Solid State Physics 最好的固體教材,全書從經典理論開始,通過逐漸修正完善,建立起精確的理論,很有思想性,有利於培養研究的思路方法。 C. Kittel, Introduction to Solid State Physics, 7th edition. 同樣是Kittel的東西,似乎不如他的《熱物理》好,有人對它評價很低。不過都出到第七版了,生命力如此旺盛總有點理由吧。
粒子物理
David Griffiths, Introduction to Elementary Particles. Griffiths的三本Introduction幾乎壟斷了三門課程的教材市場。比較偏重計算。 Halzen and Martin, Quarks and Leptons 沒看過,但是很有名 Perkins, Introduction to High Energy Physics 理論沒有Griffiths深入,但是有很多新進展,譬如超對稱。北京世圖有影印 上面這些內容,本科生畢業時候應該掌握其中80%。有了這些基礎,就可以學研究生的課程並參加點科研了。
本來只是想抽空寫點推薦,沒想到竟然寫下真麼多,從一個側面瞭解到物理學之博大精深。 雜項 增長見識,培養興趣 Roger Blandford and Kip Thorne, APPLICATIONS OF CLASSICAL PHYSICS http://www.pma.caltech.edu/Courses/ph136/yr2002/index.html Caltech的這門課程由一些在基礎課裏不講或來不及講的東西合併而成,涉及統計物理,光學,連續介質力學,等離子體和廣義相對論。 Surely you are joking, Mr Feynman(別鬧了, 費曼 先生;80年代大陸譯本:愛開玩笑的物理學家費曼) Richard Feynman的傳奇故事,做物理的哪有不喜歡看的? 國內的教材就看看清華大學張三慧等人撰寫的教材,其實不錯。