物理系学习书单

写在书单之前的话

我一直都想写一个书单，给物理系亦或是想读物理的朋友介绍一下物理这个领域的经典。以前觉得学识浅薄，读了这么多年物理，虽然也看了几本书，其实也没什么太大的长进。此时快要滚蛋了，觉得应该把这个书单写出来，留给我航的物理学习者。我想这么做的原因是：个人觉得，北航的物理系相比于其他专业，最大的弱点就是：缺少传统。因为没有什么历史和传统，所以每届物理系的同学们总是茫然的入学，至少茫然的度过两年时间，然后匆忙在毕业时再次选择。没有一个物理系的过来人来告诉他们经验，告诉他们物理应该是什么，应该怎么学，未来又能做什么。导致的结果就是，部分物理系毕业的学生还是和民科没有区别。另外一方面，我想说的是，这个世界上任何一个顶级的工科学校都有一个顶级的物理系存在。我不知道我航是否有可能成为一个例外……

所以，接下来我将会花几天的时间去完善我的书单。因为只想提供个人经验，我只会提到那些我看过（虽然不一定看完）的书，如果有些经典之作没有出现在我的书单里，请原谅我的学识浅陋，鞠躬……



第一年

这一年主要是以数学基础（我不会谈论这个）和力学、热学为主。主要的学习目的是，让一个高中毕业生尽快摆脱高中应试式的学习方法。说句心里话，高中的学习方法除了在刷分时效果显著以外，对物理的学习没有太大帮助。



《力学》，舒幼生著。我校物理系力学教科书，也是北大物理系力学教科书。是学力学最主要的，也最应该看书。作者舒幼生是力学教学专家，此书写得逻辑清晰，难度梯度略大，但不影响正常学习。我说此书重要，不是因为它真的很好，只是因为它很基础，很实用（学完之后你应该就能算各种力学题目了），而且是中文的。但除了应付考试以外，远远不够。我对这本书的评价是：一本适用于物理入门的工具书。



Mechanics, Landau著。这是著名的朗道十卷第一本，也是朗道本人亲笔撰写的一本书，五星级推荐。这本书是纯正的力学经典，基本包含了理论力学的一切基本概念和思想。通过读这本书，应该能够窥见到理论物理的一角，而且里面的计算不难（绝对没有工科的理论力学难），但是包含的物理思想却是现代物理的基础。分析力学的思想贯穿全书，这是现代物理的基础理论，却是工科理论力学课程中最轻描淡写的部分。因为分析力学建立在没有“力”的抽象概念（势，拉氏量和作用量）之上，对用工程应用来说有点难以理解。我喜欢此书的原因主要有两点：1. 薄，毫无心理压力；2. 深刻，几乎每句话都是作者斟酌之后写出来的，如果能做到每句话都理解，那对物理的“内功”修养是有大大的好处的。建议在学习完一遍力学之后读此书，微言大义。另外，如果读此书，一定要看英文版的，我对中文翻译实在无力吐槽。

Classical Mechanics, Greiner著。万门似乎也推荐了这本书，但是个人对此书的感觉不是特别好（吐个槽，Greiner的书除了量场以外，都缺少让我读下去的欲望），因为太技术性（technical）了。第一章就讨论旋转系的的动力学相信会吓到不少人的，而之后流体力学部分的讨论比较突兀，混沌和稳定性的讨论对大一的学生来说难度很大（有高中竞赛基础的童鞋不在这个范围之内）。所以，个人建议在读完上面两本书之后再来读这本书，能够学到处理力学问题时各种技巧，还能加深对Landau书中概念的理解。题外话，作者Greiner写了N（>10）多本书，或者说至少挂他名的书有很多，之后我还会提到他的好几本书。但这个德国老头是自学成材的，这个需要膜拜……同上，请看英文版，中文版还是翻译地惨不忍睹。



《经典力学》，张启仁著。这位仁兄的书我读了四本，恰好对应物理系的“四大力学”。但说实话，中规中矩，没什么特别的地方，堆砌的概念很多。很奇葩的地方在于，这本书的最后竟然还提到了力学中不同于Newtonian和Lagrangian的 Nambu Formalism，这点是我认为全书唯一惊艳的地方。建议怎么读呢？前面那些书读过的话，就放在床头读，当拓展视野。没读过之前那些书的话，这本书就当Index读，每个概念都要去找更好的书来学习。二星级推荐。



《热学》，秦允豪著。此书为物理系的热学必修教材，不忍心评价。不是因为书不好，而是因为热学（或者大学物理中的热学部分）实在是太……混乱了。热学大概是所有物理教学中最接近高中物理的课程了，概念不清晰，逻辑混乱，倒是题变着花样出。相信同学们在学完热学之后，能够熟练地算出温度，压强以及熵的热力学量，但如果有人问你温度究竟是个啥，你就答不出来吧……没关系，这些在未来的高级课程“热力学和统计力学”中就有答案了。回到这本书，物理系的同学必须要看，因为作业和考试都从这本书出来的……



很遗憾的地方在于，我整个读书阶段，整个热学书就看过这么一本（不算助教时看的大学物理热学部分，同样混乱不堪），所以就对进一步的介绍无能为力了。有人向我推荐过香港科技大物理系用的热学书 An introduction to thermal physics, Schroeder著。鄙人没看过，不敢评论，但是作者Schroeder写了一本场论书，逻辑清晰，是自学的上佳之作。如果这本热学也能继承风格，理论上应该也是不错的。突然想起来了点什么……



《新概念物理：热学》，赵凯华著。这本书不错，内容较为现代，风格也挺轻快。但也有可能是借鉴了费曼太多，所以才显得不错。此书为我某日在图书馆倦怠之时，随手翻了一下，感觉不错，遂花了一个下午时间读完的。所以对此书颇为推崇的同学请原谅一个不正经的读者的胡言疯语。



Feyman's lecture on Physics (vol.1), Feynman著。此书享誉多年，一卷包含力学和热学的内容。物理图像异常清晰，大家风范显露无疑。好听的话我不想多说，就说我现在没事还会翻翻看就行了。同样，觉得自己中文纠错能力特别强的同学看中文版我没意见……



大一其实能认真读这么几本书就很不错了，打基础不用说，而且能帮助一个高中生很快地认识现代的物理研究方法和思想。所以，这一年学好数学，打好力学基础是关键。热学没学明白没关系，四大力学的时候就能很容易地补回来。

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第二年

如果在第一年完成了足够的阅读量，现在已经会对现代物理有些许感觉了。虽然觉得热学很奇怪，但也说不出具体哪里让人不爽。这种现象就说明，你的“品位”已经逐步建立起来了，但阅历还不够。解决办法自然就是继续坚持阅读经典。



《新概念物理：光学》，赵凯华 著。这本书是物理系上课使用的教科书。难度适中，内容信息量比较大。个人感觉没有太大的缺点。包括全息在内，该书的大部分内容都是经典的几何光学和Abel光学就能解决的问题。如果觉得最后一章的内容很奇怪，Don't panic. 最后一章本来就和前面的内容属于不同的时代，记住那些奇怪的结论就行了。我的建议是，几乎那些你认为神奇和诡异的地方，等学完了电动力学和量子力学，再来考虑它们。不过，必须承认：我对光学无感，而且这么多年从来没有接触过光学的研究。这些话如果有不当之处，行家笑笑就好。



《现代光学基础》，钟锡华 著。这本书就看过一遍，感觉……难。此书内容和目录和赵的书几乎一致，但不知道就是感觉要那么难度大一些，信息量比赵的书还要大。当年我是和赵凯华的书一起读，但是考完试后再看一遍感觉比赵的书对一些概念的讲解更加透彻。而且，从事光学研究（不是量子光学，那是另外一码事）的同学（不是教授）告诉我，这本书几乎有你研究所需的一切，做个SRTP绰绰有余。补充说明一下，现阶段的光学究竟在学什么。光学最重要的性质是它的波动性，对于它粒子性的特性，牛顿力学已经告诉你足够多的东西了。光学就是让你熟悉“波”的课程，请一定要注意到那个神奇的相位因子，它是现代物理最为关注的对象之一。



《电磁学》(上下册)，钟锡华&陈熙谋 著。这本书没什么好说的，和市面上能卖的到的电磁学书一模一样，静电场--->电介质---->稳恒电流---->静磁场---->电磁感应---->麦氏方程组。这样讲的好处是，难度和抽象程度递增，容易上手。不好的地方是，这么讲不符合理论物理的逻辑。在理论物理的研究中，实验现象是检验理论模型的判据。如果一开始不明确要研究的理论是什么，怎么能知道哪些现象重要，哪些现象典型呢？也许一百年前的物理是从现象抽象到理论。但现代物理更多的是相反的情况，纯理论的预言指导现象的发现。从Yukawa的介子、Dirac的正电子，到去年的Higgs，今年薛启坤他们的量子反常霍尔效应，哪一个不是理论走在前面？



Feyman's lecture on Physics (vol.2), Feynman著。对这本书, 我之后还会提到一次。但是不再给评价了。总的评价就是：好，非常好，谁看谁知道。但是建议是: 这一套书真的不适合入门即读。费曼的书从他给Caltech讲课的讲义整理而来，国内大概只有清华基科班使用。所以，各位掂量一下自己，补充一下自己，然后再读，其乐无穷。



《新概念物理：量子物理》，赵凯华 著。为什么又是赵凯华?因为他老人家写了一整套"新概念物理"教材。但个人观点认为，此书为最烂的一本，明显地抄袭费曼的书不说，概念的突兀和逻辑的混乱是真是非常的astonishing. 我是第一次看到先出现算符这个概念，隔了一章后再出现量子态这个概念，试问算符往哪作用呢？当时，我和我的小伙伴都惊呆了！这门课原本应该是对应大学物理中的“近代物理”。可是究竟什么是近代物理呢？经典物理之外的就是近代物理（请自觉排除相对论）。个人认为，这个环节的学习应该回归高中方法，记住各种奇怪的实验结论和唯象的解释。你会努力地想明白那一堆毛线背后究竟是什么。请不要急，和光学一样，等学完量子力学之后，再回来思考这些问题。题外话，个人以为，赵先生最好的一本书是《定性与半定量物理》，那里讲的才是真正的物理。



《近代物理学》，徐克尊 著。此书系中科大的精品教材系列（名字是精品，没说内容肯定是精品）之一。内容正统，从简单的原子物理开始，慢慢地到分子轨道各种概念，然后扯了一点核物理。点到为止，不像上面提到的《量子物理》到处乱吓人。





Feyman's lecture on Physics (vol.3), Feynman著。



这一年的学习压力有点大，因为繁琐的习题非常多，各种混乱、缺少的逻辑的概念也跟一万头草泥马一样奔腾在脑海中。这一年我干什么去了呢？除了应付这些奇怪的课程和考试外，我学数学去了。个人建议，在这学期学些数学，包括：

物理系本身的课程《数学物理方法》（实际就是复变函数+偏微分方程），参考书当然是Courant&Hilbert的那套数学物理方法经典教材。

请复习线性代数，不管你对它的初印象如何，你是离不开它的。

常微分方程理论。物理学家一天在草稿纸上面写的方程有一半是常微分方程，了解它们是必须的。

微分几何。这个可能是现阶段你觉得最难的数学，但请学习一点，对后续物理课程（统计力学、电动力学、量子力学）的学习，概念的理解都有很显著的帮助。

我不想提群论，因为这个时候一般人的经验还不够，理解如此抽象的一堆概念真的是很有难度。但如果有竞赛背景，请阅读一下，如果遭遇了深深的挫败感，不要灰心。世界上有两种人，一种人是没学过群论的，另外一种人是学过但忘记了。这个东西有什么用？现在很难体现出来，但它是你品位的一部分，等你接触量子场论的时候，它的威力就会体现出来。



如果学有余力的话，可以尝试阅读Goldstein的 Classical Mechanics. 这本书我接下来会提到，但是建议是越早读越好，一百年前的知识就不要拖太久了……



我必须要强调的是，以上的学习进度是非常标准化的安排，也是完全可以实现的，不需要多少的勤奋都是可以做到的（请自行查阅南大、交大和复旦的物理系课程设计）。对于那些高中有竞赛基础的学生，这两年的学习他们基本上都在高中搞定了。建议直接从第三年的学习开始。

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第三年

按照常规物理系的进度，从现在开始进入真正的理论物理学习阶段。主要内容有俗称的“四大力学”：即理论力学、统计力学、电动力学与量子力学。让我按难度分的话，理论力学最简单，电动力学难一些（主要是数学），统计力学和量子力学是一个量级的难度与重要性。如果按照第一年的书目读下来，此时你的格调已经有些影子了。在学完四大力学之后，你将完成自己的物理公设体系建造，然后再也看不上大学物理那些散杂的知识点了。



Classical Mechanics, Goldstein 著。此书乃公认的经典力学的经典教材，Greiner的书在某种程度上就借鉴了它。下面有同学提到了这本书，为什么我没有在第一年看，原因是那个时候还没有时间和能力消化这本书。而这本书很厚，记忆中有600+的样子，不可能啃第二遍，所以读一遍看不懂太浪费精力和时间。但是，对于理论力学（请记住，物理系和工科的理论力学差别还是很明显的）的学习，顶级推荐此书。如果有可能，放弃你们的教材，那本薄薄的《理论力学教程》（尽管有作业，但都不多而且不难）。读这本书最好能够把书上的公式都亲手Follow一遍，对常用技巧的学习十分有益，比如变分法。如果读了我之前列的书，这本书读起来不会有太大的难度，虽然是俄罗斯人写的，但语言比传统的俄罗斯教材要亲切的多。由于本人没有修过任何更高等的理论力学，所以认为此书已经是包含了所有你想要学并且需要的东西了，比如Hamilton-Jacobian Theory （没学过这个，请问怎么感受薛定谔方程？）。大学总要好好啃几部大部头，这就是我认为最好的选择。



《理论力学教程》，周衍柏 著。虽是物理系的教程，但真的没怎么看过，唯一的影响是每章后面的习题，有个别题目还是费点功夫的。如果真的花功夫修炼了Goldstein的书，这本书应该浏览一下就行了。因为没有怎么用心看过，我也不能给出更多的评论了。题外话，此书为早年国内物理学教育的“理论物理四大金刚”之一。



《经典力学的数学方法》，Arnould 著。此书很难。鄙人排除万险，历经苦难，读了四章，吐血身亡。如果有很强的微分几何和抽象代数背景，应该会读得很开心，收获也比我大。对于此书，虽然看不甚懂，但应该用很不同的角度（数学角度）讲了些很深的东西。无奈楼主太菜，没看完。用兴趣和能力的同学不妨试试，此书绝对是写给数学系童鞋的……



在学完理论力学之后，请务必，一定要再读一遍Landau的Mechanics。此时，细细评味书中的每一句话，妙不可言。



《热力学》，王竹溪 著；《热力学与统计力学》，林宗涵 著，《热力学·统计力学》，汪志诚 著。我为什么把这三本书放到一起？因为它们仨长得太像了，内容重复度极高。原因可能是后面两位先生都是王竹溪先生的徒弟（杨振宁先生也是）。王先生师从Fowler，对热统的概念很有见解，加之文字功力深厚，因而解释得极为精确（有兴趣的同学可以搜一下王竹溪先生的简介）。此书是中文热统教材的经典，极力推荐。



Statistical Physics, Mandl 著。只有统计力学，落脚姿态高，辅助课程的学习效果“爽”。



Statistical Physics, Landau 著。“朗道十卷”之一，统计物理大神之作。但是很抱歉，没有看完，因为公式太多，看着看着就忘了读到哪里了，逻辑被掩盖了……



Topics in Statistical Physics, Cowan 著。万门大学推荐读物，现代统计力学上佳读物。为什么是“读物”，因为不是教材。所以请同学们在阅读前先学一遍统计力学。这本书基本上涵盖了有关统计力学在现代物理中常用概念和应用的讨论，对于未来的量子统计课程学习帮助巨大。



统计力学虽然是在经典力学之后就开始学习，但是，它真的很难。如果你只上北航的课，考北航的试，是不会体会到它有多难的。它难在各种概念的理解和逻辑关系的掌握（不服的人给我解释一下“激光是很冷的”这个说法）。此外，统计力学应该是整个物理学里最完美的存在，它真的只有一个假设！而建立在这个假设之上，各种奇葩的数学推导（看到Riemann-Zeta函数不用担心，你用不到复数域性质的）是另外一个难度所在。总之，在未来的学习和研究（不局限于物理。金融工程，信息论，复杂性系统都会涉及它）中，你会对它有更深的体会。

《电动力学》，郭硕鸿 著。此为物理系主要推荐参考文献，即教科书。这本书很一般。很一般的意思是，读这本书你该知道的你都会知道，你想弄懂的基本都弄不懂。但鉴于它是教材，写作业和考试你还得用它，不多说了。



Introduction to Electrodynamics, Griffiths 著。公认的电动力学上佳教材，配套的还有视频教材：国立中山大学电磁学公开课。这本书基本上能清晰地整理出电动力学的框架——Maxwell's equations, 并且能让你的学习的时候能够紧紧依附在框架之上。另外，此书的数学很初级，减少了很多人因为特殊函数而对电动力学产生的莫名恐惧。题外话，个人认为电动力学框架清晰，公式严谨，难度和经典力学真的在一个水平线上。



Classical Electrodynamics, Jackson 著。传说中的经典电动力学教材。数学推导极其复杂，各种技巧层出不穷。据说霍金当年在剑桥时卧病在床，怒刷半本书课后习题，一夜之间暴得大名。鄙人不才，读了3章，实在进行不下去了。有兴趣的同学可以读一下，此书为米国研究生教育中的高等电动力学部分，课后的习题在网上是能找到强人们整理的答案的……



The Classical theory of field, Landau 著。"朗道十卷"之一。此书分两个部分：广义相对论和经典电磁场。有微分几何基础，两个都能看得懂。这本书不是量子场论，但却是未来学习量子场论的优秀先导教材。学有余力的同学不妨读读，大师冷艳高贵的气质在本书当中也有体现。



接下来就是四大力学最后一个项目了，量子力学。不知道有多少人是在等着看这个。



《简明量子力学教程》，曾谨言 著。物理系教材，薄薄的一小本，浓缩自曾先生两本大部头《量子力学（上、下）》。我不会谈简明教程，那是给非物理专业的同学看的，我会谈谈那两本大部头。个人感受，曾先生的书不适合初学者。因为信息量太大，而且量子力学不应该按照历史发展的顺序来讲，带着初学者随着历史一起螺旋式前进是不是太费力了。但是，此书最适合做一本Manual，里面有曾先生多年研究核物理积攒的经验， 总能在不经意间帮到你。



Introduction to Quantum Mechanics, Griffiths 著。五星级推荐。简单易懂的量子力学导论，让你相信，量子力学并不是天书，而不过仅仅是建立在5个比较陌生的公设之上的完备体系。读这本书，感受到的是逻辑的力量。推荐当作主要教材来使用。



Quantum Mechanics, Landau 著。“朗道十卷”之一，个人不怎么推荐。读了一半，感觉内容很多，但是展开过度，读着缺少畅快感。也许喜欢博物致知的同学会喜欢这本书。



Modern Quantum Mechanics, Sakurai 著。单看前四章，绝对的神作！提纲挈领姿态高地向你灌输量子力学的精神，彻底改造你的世界观。强力推荐在学习量子力学之后阅读。



Principles of Quantum Mechanics, Dirac 著。量子力学鼻祖的传世之作。全书没有一句废话（《国富论》似乎也是如此），句句博大精深，是提高物理品位的上乘之作。但是，它不是给初学者看的。



量子力学的好书还有很多，比如Greiner的，Shankar的等等。但是鉴于大三一年的时间有限，能够认真读两三本就很不容易了。在这一年之后，理论物理的基础课程基本完成。你应该慢慢地学会适应逻辑，而非感官经验。一百年来的物理基本都是反常识的，而这正说明了物理学代表人类认知世界的最高成就：完全依靠理性去观察世界。此时，请一定要自行梳理你所学到的知识，它们之间的逻辑关系已经摆在你面前，你需要消化的正是这些东西。物理毕竟不是数学，数学只是用来书写物理的最好方式而已，物理本身是关于概念的定义和定义之间的逻辑关系。



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第四年

接下来的学习将更加的专业化，可能方向也逐渐分开了。有的同学选择了凝聚态方向，有的则选择了核物理方向。不同方向的教科书我不会多说，我只想提一下现代物理必须的一门知识，也会是一个物理系学生在学生阶段能接触到的最难的课程：量子场论。引用Zee的场论书里的一句话：Quantum field theory arose out of our need to describe the ephemeral nature of life.

很遗憾的是，并不是每个物理系的学生都能学到这门课，尽管它是现代物理学的核心。个中原因不想多提，有兴趣的同学可以去附近的学校听。



An Introduction to Quantum Field Theory, Peskin 著。世界范围内的标准量子场论教材，鄙人运气好有一本作者签名的。非常详细，全尽地给出了量子场论的基本内容，以及各种实用技巧。此书不光是教材，而且还是一本很好的手册，也就是那种在未来还会频频翻阅的书。有人说这本书不好，内容太多太乱。事实上，如果读了Weimberg或者是Zee的场论，你就会觉得这本书是多么的使用和亲切。此书笔误较多，但网上有详细的勘误表。



Quantum Field Theory, Srendnicki 著。如果上面的书实在读不下去，还有这本书可以读。此书的特点是就内容按照作者独有的逻辑进行了重新安排，习惯它，然后Follow下去的难度不大。



Quantum Field Theory, Mandl 著。私以为，场论教材中阅读难度最小的一本。非常适合在刚学完量子力学后就学习，缺点是看完书后仍然不会算。



Quantum Field Theory in a Nutshell, Zee 著。我读过的最像小说的物理书。非常适合在学过场论之后，放在床头，每天晚上催眠看。初学者读起来可能会觉得很爽，但是你什么也不会学到。虽然它的中文译名叫做“简明量子场论”，但根本就是一本高级科普书而已。



还有一些非常经典的量子场论书，但是我不想推荐。因为鄙人比较龊，实在没有办法读进去，比如Weinberg的大部头我就读了1章，第二章的射影表示就让我傻了……量子场论真的非常困难，但是没办法，如果想在未来仍然从事物理，你只能选择硬着头皮去面对它。



写在书单之后的话



啰啰嗦嗦写了这么多，终于没有让书单变成太监帖。有些同学可能会问，为什么不再多推荐点？因为这些是理论物理的基础。学过这些之后，未来如果从事物理研究的话，你还要读很多更加专业的书。楼主只钻研物理的一处偏隅小角，只能（敢）推荐这么点东西。这些书是不是都要读？当然不是，好书读一本就受益终生。楼主在4年当中零零散散地读了一些书，这里只写了一些常见的（我觉得不好，但有人会觉得很好），或者我个人觉得好的书，只是希望那些有志于投身到物理学研究的同学能够比楼主少浪费那么一点时间在烂书上，多花一点精力在好书上。



鄙人写了这个书单，希望有些正在焦急寻找推荐教材的物理系同学（或者想转物理方向的同学）能够读到这里。对于刚刚开始的你们，这个书单只是向你们简单地描述了一下前方的风景，只有你们自己亲自走过去，才能真正领略那里的神奇