所以你想学物理(2016)
在过去的几年里，自从写了一篇名为“如果苏珊能学物理，你也能学物理”的博客帖子以来，各种背景的人都联系过我，他们很受启发，想要学习物理，但不知道从哪里开始，学什么，读什么，以及如何组织他们的学习结构。在过去的几年里，我收到了来自各种背景的人的联系，他们很受启发，想要学习物理，但他们不知道从哪里开始，学什么，读什么，以及如何组织他们的学习结构。我采访过想要回到学校学习物理的单身母亲，想要学习物理的终身哲学教授，想要对物理哲学做出重大而有见识的贡献的终身哲学教授，想知道应该读些什么来为物理学本科教育做准备的高中生，以及几十个不同职业的人，他们想要真正地、真正地学习和理解物理，只是为了享受它的乐趣。
这篇帖子是我多年来发给联系过我的人的浓缩版本，概述了每个人为了真正理解物理学所需要学习的东西。
美国大学提供的普通物理教育分为本科生水平的知识和研究生课程的内容，我也以类似的方式划分了我的清单。因为每门学科都建立在前面的学科基础上，数学变得更加复杂和困难，所以按照下面的顺序学习每个主题是很重要的。
如果你通读了这篇文章的本科生物理清单中的所有教科书，并掌握了每一个主题，你就会获得相当于物理学学士学位的知识(而且还能在物理GRE考试中取得很好的成绩)。(如果你阅读了这篇文章中的所有教材，并掌握了每一个主题，那么你就获得了相当于物理学学士学位的知识(而且还能在物理GRE考试中取得好成绩)。如果你通读“物理学研究生”和教科书的核心内容，你就会拥有相当于获得物理学硕士学位的知识。物理学博士学位需要研究生课程，以及几年的研究和一篇论文，而博士学位所涉及的经验并不是独立于博士课程就能获得的。
记住，任何人都可以学习物理。它与学习编程、学习乐器、阅读伟大的文学作品没有什么不同。无论你把它变成爱好还是职业，了解我们周围的宇宙的纯粹快乐是你一生中能拥有的最美好的经历之一。
请评论您的经验，以及您对改进此列表有何建议！
当你在解决问题，翻阅教科书，深入了解每一个话题的细节时，很容易就会因为树木而失去了森林，忘记了为什么你一开始就受到了学习物理的启发。这就是真正真正好的(和非投机性的)物理学书籍派上用场的地方：它们鼓舞人心，它们鼓励你，它们帮助你理解大局。
一个大问题是，许多关于物理学的畅销书(特别是那些著名物理学家写的)都是令人难以置信的投机性的，往往对物理学研究的全部内容提出了一种不切实际的观点。当你重新学习物理时，最好避免这些类型的投机性书籍，而坚持读那些谈论我们所知道的真实物理存在的好书。
费曼物理讲座(盒装)和费曼物理讲座(Kindle版)：费曼的物理讲座是每个对物理感兴趣的人的必备读物，你会在每个业余物理学家和专业物理学家的书架上找到一本。正是这些讲座让我迷上了物理：我的天文学教授让我读一读，看看我是否喜欢物理-它们改变了我的生活！
理查德·费曼(Richard Feynman)著的“物理定律的特征”：一本关于自然规律的精彩、鼓舞人心的小书。
布鲁斯·舒姆(Bruce Schumm)所著的“深层事物：令人叹为观止的粒子物理之美”：关于粒子物理的最好的畅销书。我有幸与布鲁斯·舒姆(Bruce Schumm)合作，在ATLAS探测器上寻找超对称性，他有一个聪明的头脑，对物理有如此深刻的理解，以至于他可以向任何人解释它，而不需要诉诸猜测。
弗兰克·克洛斯的“粒子奥德赛”：对粒子物理学及其历史的另一个精彩的流行介绍，用令人惊叹的数字和照片精美地说明了这一点。
温伯格的“前三分钟：有史以来最杰出的物理学家之一对大爆炸的描述”。
在你开始学习物理并学习下面几节中的主题之前，你必须熟悉一些基本的数学知识。高中教育通常会为你提供足够的数学背景来开始，而且在开始之前没有必要熟悉微积分(尽管你在开始的时候需要学习)。
每个人的学习方式都非常不同，知道你的学习风格很重要：你是通过阅读、做笔记、说话、观看、做事情来学习，还是通过以上几种方式的组合来学习？在你开始之前想一想这一点，这样你就会知道如何组织你的学习。
例如，我通过阅读和做笔记来学习，所以我非常仔细地通读课本，做大量的笔记，在继续学习新东西之前用我自己的话总结每个概念。(不管它的价值是什么，我发现Miquelrius统治的笔记本和Miquelrius图表笔记本是做笔记的完美选择，而这些GTEC试点笔是世界上最好的笔)。
不管你的学习风格如何，你仍然需要解决每本教科书上的物理问题。解决问题是真正理解物理定律如何起作用的唯一途径。这是无计可施的。尽管有时会觉得单调乏味，但没有什么比解决一道真正困难的物理问题并意识到你自己把它都弄明白了更有意义的了！
每个本科生物理课程中的本科生物理课程包括以下科目(以及一些高级主题的选修课)，并且通常按以下顺序进行：
我将在下面详细介绍这些领域，包括使用最好的教科书，以及你在旅途中可能会发现有帮助的任何额外的读物。除了每个主题，我还将详细介绍你们需要学习的数学知识。
力学概论课是大多数人都会选修的第一门物理课程，也是开始自主学习物理的最佳地点。这是你将开始学习如何用数学术语看待世界的地方，内容包括：直线运动的基础，二维运动，三维运动，牛顿定律，功，动能，势能，能量守恒定律，动量，碰撞，旋转和旋转运动，重力和周期运动。
“大学物理学与现代物理学”，杨和弗里德曼著(基础)。通读力学的所有章节(在我的版本中，这些是第1-14章)。这是我找到的最好的入门读物，当你学习静电学和现代物理学时，你也可以用到它。它包含了大量要解决的很好的示例问题，并且很容易在网上找到解决方案。它很好地介绍了相关的数学知识，但是你需要和它一起学习微积分。你不需要花250美元购买新版-亚马逊有很多第12版和第13版包含相同材料的副本。
在学习大学物理的同时，你需要学习微积分。我最喜欢的微积分入门书是托马斯·微积分，斯图尔特的“微积分”紧随其后。阅读每一章，并确保在继续下一章之前可以解决每一章末尾的问题。
这就是你将学习静态情况下的电和磁(电磁学)物理学的地方(不涉及运动的情况)。课程包括：电荷和电场，磁场和磁场，高斯定律，电容，电阻和电导，电感，电流，以及电路如何工作。
“大学物理学与现代物理学”，杨和弗里德曼著(基础)。仔细阅读有关电磁学的章节(在我的版本中，这些章节是第21-32章)。你可以找到便宜的第12版和第13版。
在学习静电学基础知识的同时，继续阅读微积分教科书(托马斯和斯图尔特)，但你应该在读完大学物理的电磁学章节之前读完它们。在你进入物理的其他主题之前，你绝对必须了解微积分的基础知识。
振动和波动的力学足够复杂和重要，需要他们自己学习。掌握这些材料对于学习量子力学是必不可少的，所以不要跳过这个话题！在这里你会学到简谐振子、阻尼谐波振子、强迫振子、耦合振子、波、干涉、衍射和色散。
法语的“振动与波浪”(精选)和金的“振动与波浪”(精选)。这两本书相辅相成，包含了不同的问题和解决方案。
此时，您应该已经完成了微积分入门书籍，并且已经准备好继续学习更高级的数学。你应该开始学习Zill的“高级工程数学”，这本书是对更高级的数学主题(线性代数、复分析、实分析、偏微分方程和常微分方程)的令人惊叹的介绍。新版相当不错，但旧版也一样好(而且便宜多了！)。本书中的主题对于理解本科物理的其他所有主题都是必不可少的--一旦你掌握了它们，你就会知道理解本科物理所需的所有数学知识了。这本书中的主题对于理解本科生物理的其他所有主题都至关重要--一旦你掌握了它们，你就会知道理解本科生物理所需的所有数学知识。
大多数本科生选修的第四门物理课通常被称为“现代物理”，这是一门介绍物理主题的课程，稍后将在本科物理课程中详细讲授。如果你计划自己学习高级主题，可以跳过这一领域，但是现在在你的独立研究中涵盖这些主题会让你掌握那些你经常听说的高级主题，而这些主题很可能是让你一开始就进入物理学的！在这里你将学习热力学、相对论、量子力学、原子物理、核物理、粒子物理和宇宙学的基础知识。
“大学物理学与现代物理学”，杨和弗里德曼著(基础)。学习热力学部分(我这本书的第17-20章)和现代物理部分(第37-44章)。
继续学习Zill的高级工程数学。一旦你掌握了本书中的所有主题，你就会知道理解本科物理所需的所有数学知识。
这是你学习经典力学的真正核心的地方，这是你在第一个主题(力学概论)中被介绍的。你将更深入地学习这些主题，并学习如何使用经典力学的不同数学形式(拉格朗日形式和哈密顿形式)来解决力学中的问题。
莫林“经典力学导论与问题与解决方案”(增刊)。莫林的书是泰勒的一个很好的补充，包含了一些需要解决的大问题。
莫林的“导论力学”中的问题和解决办法(增刊)。更多需要解决的大问题(有解决方案)，并且包含一些很好的解决问题的策略。
学生指南拉格朗日和哈密尔顿(补充)。如果你不能理解经典力学的拉格朗日和哈密顿形式，这本书会对你有很大的帮助。如果你想稍后理解量子力学，你需要掌握拉格朗日和哈密尔顿的形式主义！
如果你现在还没有完成ZILL的工作，那么当你完成经典力学的学习时，你应该已经掌握了其中的主题。
早些时候，您学习了静电学：研究静电(静止的)电和磁。到目前为止，你已经知道了理解电动力学的数学，它包含了关于经典电学和磁学的一切。你将再次学习静电学，然后学习拉普拉斯方程、多极展开、极化、电介质、洛伦兹力定律、毕奥-萨伐尔定律、磁矢势、电动势、电磁感应、麦克斯韦方程、电磁波和辐射，以及狭义相对论。
格里菲斯的电动力学导论(必修)。这是一本关于本科生电动力学的书，也是有史以来最好的物理教科书之一。要非常小心地解决书中的每一道题。
Div、Grad、Curl以及Schey提供的所有内容(附录)。这是一本关于矢量微积分的简短教科书，在尝试处理电动力学中的矢量时非常有用。
学生指南麦克斯韦方程式弗莱施(补充)。麦克斯韦方程在理解电动力学方面是必不可少的，这本书是关于这个主题的最好补充。
在这一点上，你已经准备好真正潜入量子力学的基础及其应用-这是所有物理学中最美丽、最有趣、最发人深省的话题之一。你将学会以一个全新的层次--量子层次来看待世界。你将学习波函数、薛定谔方程、微扰理论、变分原理、WKB近似、绝热近似和散射。
格里菲斯的量子力学导论(基础)。毫无疑问，这是一本关于本科生量子力学的书，作者是写了“电动力学导论”的格里菲斯。它是以同样简洁而优美的风格写成的，每一个问题都值得解决。
热力学是与热和能量有关的动力学(动力学)相关的物理领域，而统计力学则是关于热力学定律背后的微观原理。在这里你将学习热力学定律、熵、正则系综、麦克斯韦分布、普朗克分布、费米-狄拉克统计、玻色-爱因斯坦统计和相变。
当你学完这个题目的时候，你就已经掌握了本科物理的所有基础知识！
鲍利和桑切斯的统计力学入门(必修)。这真是一本令人惊叹的、简明而清晰的热力学和统计力学入门书--这是迄今为止我找到的最好的介绍！
如果不学习有趣的物理附加课题，任何物理教育都是不完整的，包括(但不限于)：天文学(研究星系、恒星和行星)、天体物理学(物理学原理在天文学上的应用)、宇宙学(宇宙的起源)、电子学、粒子物理学(研究标准模型的基本粒子)和弦理论(一种理论，假设称为弦的二维物体是宇宙的基本构件。
你可以根据你的兴趣挑选你想学的东西。这是最令人兴奋的部分：你理解本科物理的所有基础知识，你可以拿起其他物理主题的高级书籍，并将能够理解它们！你还可以阅读(和理解)关于arxiv的一些论文，几乎所有的物理研究论文都是在这里发表的。
“天文学：贝内特和多纳休的宇宙透视”。这是一本精彩的、有趣的、写得很好的天文学导论，任何学习过本科生物理(力学导论)第一个主题的人都能理解。
“天体物理学：现代天体物理学导论”，卡罗尔和奥斯提尔著。为正在学习物理学本科课程的学生提供的现代天体物理学超级全面的介绍。
电子学：埃格尔斯顿为科学家和工程师提供的基础电子学。任何有过电动力学基础知识的人都可以访问。
粒子物理学：格里菲斯的“基本粒子导论”。这本书是由给我们电动力学导论和量子力学导论的格里菲斯写的，这本书是粒子物理基础的完美导论，完成这本书是一件令人愉快的事情！
物理研究生水平的学习需要掌握上述本科物理课程中的每一个课题，并可分为两类：(I)核心课程和(Ii)专业课程。研究生通常首先选修核心课程，这些课程涵盖了本科课程中学到的领域，但深度更深，数学严谨得多，然后根据自己的物理研究领域选择更专业的课程。
我将在下面的章节中逐一介绍这些内容。(注：作为研究生核心课程的一部分，许多学生被要求选修经典力学课程，但如果你已经掌握了本科经典力学的材料，就没有必要这么做了)。
在研究生阶段更深入地学习电动力学、量子力学和静态机械需要更高水平的数学严谨性。为了准备在研究生水平上学习物理，你需要更详细地学习以下内容：傅立叶分析、张量、常微分方程、偏微分方程、实分析、复分析、代数和群论(仅举几例)。
阿夫肯、韦伯和哈里斯为物理学家准备的数学方法(必备)。这本书涵盖了研究生核心所要求的数学严谨性所需了解的一切要领。
李约瑟的视觉复合体分析(增刊)。一篇轻松有趣的复杂分析摘要，简明扼要、清晰易读。当与费舍尔的复杂分析(见下文)一起使用时，可作为原始文本的一个很好的补充。
托尔斯托夫的傅里叶级数(补充)。有史以来写过的关于傅立叶分析的最好的书。很好地补充了正文。
费舍尔的复杂分析(增刊)。最好的时候与李约瑟的视觉复合体分析一起使用，以补充正文。
齐的群论对物理学家的概括(增刊)。物理学家对群论的精彩介绍。
经典电动力学，杰克逊著(必备)。这是经典电动力学的圣经，每个读过它的人要么喜欢它，要么讨厌它(我喜欢它)。如果你能掌握这本书中的一切，解决每一道题，你就掌握了电动力学。
在本科生水平上，量子力学研究生要比量子力学高级得多。在本科生阶段，有许多关于量子力学的东西你是无法理解的，而这些东西，经过稍微多一点的数学训练，一旦你达到这一点，你就能理解了。在这里，你将深入学习所有关于量子力学的知识，包括量子动力学(薛定谔方程、海森堡图画、传播子和费曼路径积分)、角动量、对称性和守恒定律。
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