如何成为一名优秀的理论物理学家

作者: 杰拉德·特·胡夫特

来源: http://www.staff.science.uu.nl/~gadda001/goodtheorist/index.html

发布日期: 2016-02-22

本文介绍了物理诺贝尔奖得主杰拉德·特·胡夫特建立的网站,该网站旨在帮助有志成为优秀理论物理学家的人。文章详细阐述了成为理论物理学家所需的知识和步骤,强调了基础知识的重要性,并提供了网站的地址。

这几天关于民科的话题引起了一番热议,小编对具体事情并未了解。不过倒是想起了多年前看过的一个网站,是物理诺贝尔得住杰拉德·特·胡夫特建立的。杰拉德是当今理论物理学界的大牛,主要的研究领域有基本粒子物理学的规范理论和量子引力等。该网站是专门写给那些有志成为一名优秀的理论物理学家的人看的,其中包括一系列的书单,从经典力学、相对论、量子力学、宇宙学到超弦理论等。

罗马并非一日建成的,想要成为一名理论物理学家需要花大量的时间的学习以及专研现代物理学的前沿知识。

此网站(仍在建设中)是为年轻的学生和所有(象我一样)为真正的科学所带来的挑战而激动不已的人,以及那些象我一样决心用他们的大脑来发现我们所生存的真实世界中的新事物的人所准备的。简而言之,此网站是为那些决定将其时间投入理论物理的人而准备。

我常常收到这样的来信——本意甚好但毫无用处——是那些业余物理学家写来的,他们相信自己解决了世界难题。他们之所以相信自己仅仅是因为他们根本没有弄明白现代物理中解决问题的真正方法。如果你真的想为物理规律的理论解释作出贡献(如果你成功了,那的确是非常激动人心的事!)你就需要懂得许多东西。

大学里教授了所有必需的科学课程,自然,你首先应该做的就是进入一所大学并尽你所能吸收一切知识。

但如果你还很年轻,仍然在中学阶段,仍然在忍受那些为孩子准备的称之为科学的传奇故事,你会怎么做呢?如果你已经年纪较长,再也不愿意加入那些吵闹不休的年轻学生之中,你又会怎么做呢?如今,从互联网上搜集你所需要的一切知识已经成为可能。问题是,网上的垃圾非常多。会不会漏掉那些少得可怜的而对你真正有用的页面呢?我非常清楚需要教哪些东西给刚入门的学生。

列出那些绝对必需的课程名称与专题是很容易的,我已经在后面列出了。我的目的是在网上找到那些真正有用的文章和书籍,最好是能够下载的。这样说来,成为一名理论物理学家的成本不会超过一台能接入互联网的计算机、一台打印机、大量的纸张和笔。不幸的是,我还不得不建议你去购买课本,但很难在这里给出建议;或许将来的网站上会有。让我们首先实现最低限度的需要。后面列出的科目是必须要学习的。任何的疏漏都将得到惩罚:失败。

相信我吧:你不要读到后就相信它——应该检验它。你可以尝试其它的途径,尽你的所能去试。你会一再惊讶地发现,那些家伙所做的已经是最聪明的了。最好的课本都有练习。做做这些练习,看看你能否全部理解。尽量达到这种程度:你能发现大量的印刷错误,微小的错误,直到更重要的错误,设想你会有更好的方式来写这些教材。我可以告诉你一些自己的经验。

我非常幸运的是周围有许多非常棒的老师,这一点帮助了我防止误入歧途,直到我获得诺贝尔奖。但我没有互联网。我要努力成为你们的老师,这是件非常艰巨的任务。我正请求学生、同事及教师来帮助我完善这个站点。此站点目前仅仅是为那些希望成为理论物理学家的人——不是普通的那些人,而是那些非常棒的、下定决心去获得自己的诺贝尔奖的人——而设立的。

如果你非常谦虚,那么,首先上完那些糟糕的学校,然后按部就班跟着那些学者和专家们,等他们把那些一小部分知识反复无聊地嚼烂之后再交给你们。这个站点是为那些有雄心壮志的人准备的。我相信任何人都能做到,只要他具备足够的知识、兴趣和决心。

理论物理好比一座摩天大厦,它最基础的部分就是基础数学和经典的(20世纪之前的)物理学内容。不要认为因为我们已经懂得很多,从而20世纪之前的物理学就是无关紧要的了。

在那些日子里,有了这些坚实的基础才有了我们现在享用的知识。在你没有亲自建好地基之前,不要妄想去建立你的摩天大厦。我们摩天大厦的最初几层是由高等数学公式构成,它们是由经典物理学理论变成的漂亮公式。如果你想更进一层,它们是必须要走的。接着,就是后面所列的许多课题。

最终,如果你足够疯狂,你希望解决那些量子世界里的 Reconciling Gravitational 物理中异常繁难的问题,你就需要学习广义相对论、超弦理论、M-理论、Calabi-Yau compactification,等等。这是目前摩天大厦的顶端。还有一些其它的顶端,比如玻色-爱因斯坦凝聚、分数量子霍尔效应等等。根据过去这些年的证明,这些也同时是非常好的诺贝尔奖级别的课题。

给你一个忠告:即使你非常聪明,你仍然会在某处陷入困境。自己在网上冲浪吧,尽情找吧。告诉我你发现了什么。如果此站点帮助了某些正准备进入大学学习的人,或者激励了某些人,或者替某些人引了路,帮助他或她在科学的道路上走得更顺当,那些,我认为此站点是成功的。请回馈给我。

网站的地址是:http://www.staff.science.uu.nl/~gadda001/goodtheorist/index.html 或者点击阅读原文可直接查看该网站。

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