如何成为一个好的理论物理学家

如何成为一个好的理论物理学家

(HOW to BECOME a GOOD THEORETICA L PHYSICIST)

Gerald 't Hooft

我经常收到来自业余物理学家的信件，他们相信已经得到了我们这个世界的答案，他们的意图良好，但毫无用处。他们相信这一点，只是因为他们对于解决现代物理学问题的真正的方法完全不懂。如果你真的想对物理学定律的理论理解做出贡献的话――如果你能做到，那将是令人兴奋的体验――你需要知道很多东西。首先，必须认真对待这一点。所有必须的科学课程是在大学教的，因此，自然地，你应该做的第一件事是进入一所大学，并学习你能够学到的所有知识。但是，如果你还很小，还在上中学，在进入大学之前，你不得不忍受那些被称之为科学的幼稚的奇闻轶事时，你怎么办？如果你已经比较年长，你完全不期望参与到那些吵闹的年轻大学生中间去时，你又怎么办？

在这个时代，你完全可以从internet上收集到所有的知识。而现在的问题是，Internet上有太多的垃圾。你能从中选出那些真正有用的少底可怜的网页吗？我很清楚什么东西应该教给那些刚入门的学生。那些绝对必须的课程和主题的名字是很容易列出的，并且这是我下面已经做了的。我在这里的目的是搜集那些真正有用文章和书所在的网页，最好是可以下载的。通过这种方法，成为一个理论物理学家的成本不会超过一台能和Internent连接的计算机，一个打印机，很多很多的纸和笔。不幸的是，我还是不得不建议你还得去买一些课本。但这儿是很难给出建议的，也许在未来的网站上再说。让我们先给出我们最低限度的知识需求。下面所列的科目是必须学习的。任何的遗漏都都将会得到惩罚：失败。确信我是对的：你不用单凭信仰相信这一点——你可以验证。你可以试你能做到的各种不同的方法。你将会发现，一次又一次，那些研究者做出的事情的确是最聪明的。令人惊异。最好的课本都有练习。做这些练习，看看你是否理解了所有的内容。你要尽量的达到这种程度：发现大量的印

刷错误，一些微小的错误和一些重要的错误，并想象你怎么样用一个更聪明的方法写那些教材。

我可以告诉你我自己的经验。我是非常的幸运的，有那么多的优秀的老师在我周围。这帮助我不会误入歧途。这一点帮助我一路到达Noble奖。但是我没有Interent。我将尝试做你的老师。这是一个令人畏惧的任务。我正在请学生，同事和老师们帮助我改进这个站点。目前这个站点的建立是仅仅为了那些想成为理论物理学家的人，不是所有的普通人，而是那些完全决定想要得到Noble奖的非常好的人。如果你比较普通，那么，首先完成那些那些让人厌恶的小学，初高中学习，并且按部就班的学习那些教育者和专家们是如此混帐地把每一个细小的部分都仔细地嚼碎了再喂给你的知识。这个站点是为了那些有雄心壮志的人。我确信任何人都可以这样做，如果你具有一定的智力，兴趣和决心。

理论物理学就像一座摩天大楼。他有坚实的基本数学和经典（20世纪前）物理学的基础。即使现在我们有这么多的物理学突破，也不要认为20世纪

前的物理学是不相关的。在那些日子里，坚实的基础是放置我们享受的知识的地方。在你自己没有重新构建这些基础前，不要去尝试构建你自己的摩天大楼。摩天大楼的下面几层是由先进的数学组成的，它们让经典物理学理论变的更加美丽。如果你想走的更高，这是必须的。此后，列出一些其他的主题。最后，如果你足够疯狂，想解出那些可怕的让人困惑的调停引力物理学和量子世界的矛盾这样的问题，你将需要继续学习广义相对论，超弦，M－理论，卡拉比－丘紧致化等等。这是摩天大楼目前的顶端。还有其它一些峰，如波色－爱因斯坦凝聚，分数量子霍尔效应，等等。如同过去几年证明了的，也是很好的得Nobel奖的论题。给你一个忠告：即便你聪敏绝顶，你还是很可能在某些地方被困。你自己在网上冲浪吧。找更多的东西。告诉我你的发现。如果这个站点对那些打算进入大学学习的人有所帮助，如果激励了某些人，帮助一些人沿着这条路走，去除了他或者她走向科学道路上的一些障碍，那么我想这个站点是成功的。请让我知道。这里是课程列表。

课程列表，按照逻辑次序（并不是每件事情都必须按照这个次序，但是这个次序近似地指明了不同科目的逻辑关系。一些文章比另一些有更高的级别）

（在目前的初建阶段，这个网页还很不完整）

语言：英语是一个先决条件。如果你还没有掌握，那现在学吧。你必须能够读，写，说，并且理解英语，但你不用非常的好。这篇文章里恶心的英语是我自己写的。那已经足够了。所有的出版物是用英语的。注意能够用英语书写的重要性。不久你将希望发表你自己的结果。人们必须能够阅读和理解你的材料。

法语，德语，西班牙语和意大利语可能也是有

用的，但他们不是必须的。他们并不在我们的摩天大楼的基础上，因此不要担心。你确实需要希腊字母。希腊字母用的很多。知道他们的名字，否则你在做演讲用到它们的时候会犯愚蠢的错误。现在，开始给出严肃的材料。不要抱怨这些东西看起来有点多。你不会免费得到Nobel 奖的，并且记住，所有这些将至少要化我们的学生近5年的时间来学习（至少有一个读者对此很惊讶，说他绝不会5年里掌握这些内容；的确我是对那些计划化大多数他们的时间在这个学习上的人说的，并且确实，一些没有开发的智力假定是存在的）。

基础数学。你对数字熟悉吗？加、减、乘、除、开方、等等？

关于数学的很多网上课程可以在这里找到! （比你需要的要多）

自然数：1，2，3，…

整数：…，-2，-1，0，1，2，…

分数：

实数：Sqrt(2) = 1.4142135 ... , pi = 3.1415926 5... , e= 2.7182818..., ...

复数： 2+3i, eia = cos a + i sin a , ... 它们非常重要！

集合论：开集，紧致空间，拓扑。

你可能觉得奇怪，他们的确在物理学中很有用。

Dave E. Joyce 的三角函数课程

这是必须的: James Binney 教授的复数课程

(差不多) 上面所有的, 在这里!(K.Kubota, Kent ucky). 还可以看 Chris Pope 的讲义: Methods1-ch 1 Methods1-ch2

复平面。柯西定理和围道积分 (G. Cain, Atlant a)