理论物理微言大义

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1、理论物理研究需要优秀的物理直觉，不低于一般本科数学专业平均水平的高等数学技巧以及高于对上述数学技巧要求的数学理解力。比较主流的理论物理研究方向包括了粒子与核，凝聚态理论，高能与天体，原子分子与光学，量子信息这几个分支。其中原子分子与光学的部分似乎理论部分不多，主要是计算模拟。学习理论物理根据不同分支需要的研究生级别数学储备：场论，群论，拓扑，流型与微分几何。需要的本科生级别数学储备：数学物理方法，微分方程。计算模拟类和模型改进类工作性质有所区别如楼上所述，计算模拟类尚需基于matlab和c的编程能力，以及或许会涉及的有限元方法或数值模拟课程。模型改进

2、类涉及的计算基本可以由纸笔完成，目前在高能，天体，量子信息以及凝聚态理论方向都处于无重大突破，但充满了各种小机会的状态---相对于计算模拟类对编程要求稍低，对数学技巧要求稍低，但对数学理解力和正确严谨的物理直觉要求更高。就业出路：计算模拟类和纯理论类当然都可以考虑走纯学术路线去当教授，但道路漫长竞争激烈。计算模拟类可以考虑在算法方面更多涉猎，最终转入编程领域例如google，microsoft等。纯理论类可以考虑在模型建立上更多涉猎，最终转入投资银行（尽管现在基本消失），咨询公司，保险精算等行业从事专业的数学评估。还有问题可以发信基本数学　　•复数：

3、2+3i，eia=cos(a)+i*sin(a)，……它们非常重要！这是必须的：JamesBinney教授的复数课程：亚特兰大G.Cain的复平面、柯西定理和线积分： 　　**论：开集，紧致空间，拓扑。你可能会惊讶，它们在物理学中的确扮演了角色！　　代数方程：求近值方法。级数展开：泰勒级数。解复数方程。三角函数：sin(2x)=2*sin(x)*cos(x)，等等。　　无穷小。微分。初等函数的微分（sin，cos，exp）。　　积分。初等函数的积分。微分方程。线性方程。　　傅里叶变换。复数的应用。级数的收敛。　　复空间。柯西定理和线积分（现在这些很有

4、趣）。　　Γ函数（享受在学习其性质时的乐趣）。　　高斯积分。概率论。　　偏微分方程。狄里克莱和诺依曼边界条件。　　这些是针对初学者的。有些内容可能成为一个完整的讲座课程。这些内容大多是物理学理论中必须的。你开始学习后面的内容时并不需要学完所有这些课程，但记住以后要回来完成那些你第一次漏掉的。经典力学：一个来自哈佛的很棒的笔记：http://www.courses.fas.harvard.edu/~phys151/德克萨斯Austin大学R.Fitzpatrick的一个经典分析动力学的进阶课程： http://farside.ph.utexas.edu

5、/teaching/336k/lectures/　　•静力学（力，张力）；流体静力学。牛顿定律。　　•行星椭圆轨道。多体系统。　　•作用量原理。哈密尔顿方程。拉格朗日方程。（不要跳过，极其重要！）　　•谐振子。摆。　　•泊松括号。　　•波动方程。液体和气体。纳维-斯托克斯方程。粘滞性和摩擦。光学：A.A.Louro的光学讲义： http://www.phas.ucalgary.ca/phys323/fall/notes/optics.pdf　　•折射和反射。　　•透镜和镜子。　　•望远镜和显微镜。　　•波的传播初步。　　•多普勒效应。　　•波的叠加的

6、惠更斯原理。　　•波前。　　•焦散面。统计力学和热力学：AlfredHuan的统计力学课程： http://www.ntu.edu.sg/home/alfred/teaching.htmDonaldB.Melrose教授的热力学讲义： http://www.physics.usyd.edu.au/rcfta/thermo.html　　•热力学第一、第二和第三定律。　　•玻尔兹曼分布。　　•卡诺循环。熵。热机。　　•相变。热力学模型。　　•伊辛模型（把求解2维伊辛模型的技术推迟到后面）。　　•普朗克辐射定律（作为量子力学的序曲）。电子学：（只有一些非常

7、基本的电路方面的东西）　　•欧姆定律，电容，电感，用复数计算他们的效应。　　•晶体管，电子管（其工作原理以后再学）。电磁学：JamesKelly《自然科学学生的数学必读》： http://www.physics.umd.edu/courses/CourseWare/EssentialMathematicaAngusMacKinnon《计算机物理》： http://www.sst.ph.ic.ac.uk/angus/Lectures/compphys/W.J.Spence《电磁学》： http://monopole.ph.qmw.ac.uk/~bill

8、/emt/LecNotes.htmlBoThide的高等电磁场理论习题：http://www.plasma.