igorivanov_blog в Книжки: знакомство с физикойВ продолжение поста про книжки. Меня иногда просят наметить программу для самостоятельного изучения физики человеку, который никогда ее толком не изучал, но сейчас вот заинтересовался и хочет погрузиться в этот захватывающий мир. Исходные данные могут быть такие: проходил физику в (техническом) ВУЗе, но либо она была очень слабой, либо всё позабыл, или же после школы не проходил точные науки вообще. Сюда же можно отнести школьника, который не удовлетворен своим школьным курсом и хочет самостоятельно что-то читать внагрузку.
На мой взгляд, тут главная цель такая: познакомить с очень широким кругом физических явлений, включая современную физику, но разумеется только по верхам. Для этого нужно четко освоить некоторые базовые концепции в механике/термодинамике/электромагнетизме/м
Вот книжки доуниверситетского уровня, которые я могу в этом случае порекомендовать почитать:
- Перельман Я.И. Занимательная физика — это конечно классика, ее надо прочесть обязательно, если еще не читали в детстве, только надо не забывать, что автор там иногда ошибается в объяснении явлений.
- Суорц К.Э. Необыкновенная физика обыкновенных явлений в 2 томах. — нескучный учебник и многочисленные несложные задачки.
- Уокер Дж. Физический фейерверк — сборник физических опытов и явлений.
- Переводной четырехтомник Физика, под ред. Ахматова А.С. — очень подробный учебник школьного уровня.
- Для знакомства с современной физикой очень рекомендуется Библиотечка Квант, все выпуски. Кое-что там конечно устарело, но не так много. Зато эти книжки были написаны специалистами своих областей, и они дают очень хорошее начальное понимание. Ну и потом, мне кажется, будет даже полезным погрузиться в какую-то область физики по состоянию 20-40 лет назад. После этого новые достижения будут казаться более яркими, понятными, логичными.
Если же есть желание и время (скажем, год-два) попыхтеть над физикой побольше, то можно попробовать пройти какой-нибудь вводный университетский курс по общей физике. Это правда потребует изучения и кое-какой математики (производные, интегралы, матрицы, простые дифференциальный уравнения). Вот хорошие примеры курсов.
- Фейнман, Лейтон, Сэндс, Фейнмановские лекции по физике — классика.
- Орир Дж. Физика.
- Ландау, Ахиезер, Лифшиц, Курс общей физики — тоже классика, только менее известная, чем ФЛФ, но не менее оригинальная.
- Савельев, И.В. Курс общей физики — пожалуй, это чуть более серьезный, подробный, «классический» и — на мой вкус — скучноватый курс. Есть еще пятитомник Сивухина, но он на мой взгляд уже слишком громоздкий и сложный для курса общей физики, а до курса теоретической физики он сильно не дотягивает. Лично мне трудно найти ему место, трудно сказать, кому бы его точно можно было порекомендовать.
Буду признателен за комментарии. Сам этот список, наверно, будет по ходу дела меняться или дополняться.
В продолжение поста про рекомендуемые учебники. Чаще всего меня просят порекомендовать учебники по университетским курсам физики, и как правило — теоретической физики. Перед тем, как что-то рекомендовать, снова несколько оговорок (вдобавок к общим оговоркам).
Первое. Иногда люди хотят найти хороший курс теоретической физики и изучать по нему все разделы физики. Я, честно говоря, это желание не одобряю. Курсы теоретической физики существуют, тот же Ландау-Лифшиц, но брать их за основу (а тем более, изучать физику только по ним) не надо. Тот же Ландау-Лифшиц это не чисто учебник, а скорее учебник-справочник. Он очень неровный с педагогической точки зрения: иногда он вполне обучательный, а иногда уходит в такие специализированные вопросы, которые при первом изучении курса вообще не нужны. Поэтому лучше всего, как мне кажется, взять по каждому университетскому курсу 2-3 учебника плюс хороший задачник.
Впрочем, в виде исключения я могу порекомендовать тут одну вещь — так называемый Теоретический минимум Леонарда Сасскинда. Это видеолекции Сасскинда по нескольким курсам теоретической физики. То немногое, что я там посмотрел, изложено совершенно замечательно.
Второе. Параллельно с теоретической физикой надо изучать математику. Причем перед многими разделами физики есть какие-то определенные разделы математики, которые надо бы изучить. Стандартное соотношение «раздел физики» - «необходимые разделы математики» примерно такие:
Первое. Иногда люди хотят найти хороший курс теоретической физики и изучать по нему все разделы физики. Я, честно говоря, это желание не одобряю. Курсы теоретической физики существуют, тот же Ландау-Лифшиц, но брать их за основу (а тем более, изучать физику только по ним) не надо. Тот же Ландау-Лифшиц это не чисто учебник, а скорее учебник-справочник. Он очень неровный с педагогической точки зрения: иногда он вполне обучательный, а иногда уходит в такие специализированные вопросы, которые при первом изучении курса вообще не нужны. Поэтому лучше всего, как мне кажется, взять по каждому университетскому курсу 2-3 учебника плюс хороший задачник.
Впрочем, в виде исключения я могу порекомендовать тут одну вещь — так называемый Теоретический минимум Леонарда Сасскинда. Это видеолекции Сасскинда по нескольким курсам теоретической физики. То немногое, что я там посмотрел, изложено совершенно замечательно.
Второе. Параллельно с теоретической физикой надо изучать математику. Причем перед многими разделами физики есть какие-то определенные разделы математики, которые надо бы изучить. Стандартное соотношение «раздел физики» - «необходимые разделы математики» примерно такие:
- Механика — производные, интегралы, обыкновенные дифуры, основы функционального анализа (для лагранжевой и гамильтоновой механики),
- Электродинамика — векторное и тензорное исчисление,
- Квантовая механика — функциональный анализ, в частности, операторы в гильбертовых пространствах, дифуры в частных производных, спецфункции,
- Физика сплошных сред — дифуры в частных производных,
- Квантовая теория поля — теория групп (и хоть немного абстрактной алгебры), немного дифференциальной геометрии и топологии.
В общем-то с такими списками мне дальше предлагать нечего. Но раз люди иногда интересуются именно моими рекомендациями, то вот моя субъективная подборка по некоторым темам (которая во многом отражает лично мое обучение и преподавание). Подчеркну еще раз — это примеры начальных учебников для соответствующих курсов; если после них возникло желание углубить предмет, то есть огромное число учебников и монографий по частным вопросам.
Классическая механика
- Ландау-Лифшиц, т.1 — на редкость краткий и доступный том ЛЛ.
- Задачник: Коткин, Сербо, Сборник задач по классической механике.
- Голдстейн, Классическая механика.
Электродинамика и оптика
- Зарубежные универы почти исключительно учат по учебнику Джексон, Классическая электродинамика. Он очень объемный и содержит большое число тем, которые в учебники обычно не входит. Лучше ли он других или нет, я оценить не берусь.
- Задачник: Батыгин, Топтыгин, Сборник задач по электродинамике. — с подробными решениями.
- Топтыгин, Современная электродинамика, в 2 частях. — это и современный учебник, и огромное количество задач.
- В университете мне понравилась небольшая, но довольно оригинальная книжка Мешков, Чириков, Электромагнитное поле, в 2 частях.
- Матвеев, Оптика — это 4й том из курса общей физики Матвеева.
Квантовая механика
- Ландау-Лифшиц, т.3 отлично покрывает нужды стандартного годового университетского курса, как по объему, так и по уровню.
- Стандартные зарубежные учебники: Коэн-Таннуджи и др. Квантовая механика, Мессиа, Квантовая механика, Сакураи, Advanced Quantum Mechanics (не уверен, переводилась ли на русский). Можно заниматься и по ним, они чуть проще Ландау-Лифшица. Старые советские ученибки типа Блохинцева или Давыдова мне как-то не приглянулись. Ну и разумеется ни в коем случае нельзя использовать последний том какого-нибудь курса общей физики.
- Отдельно рекомендуется Фейнман, Хиббс, Квантовая механика и интегралы по траекториям.
- Иванов М.Г. Как понимать квантовую механику — я внимательно не изучал, но по отдельным главам впечатление очень хорошее.
- Задачники: Галицкий, Карнаков, Коган, Сборник задач по квантовой механике — толстенный задачник с подробными решениями, — и двухтомник Флюгге, Задачи по квантовой механике, там задач поменьше, но разжеваны они очень основательно.
Квантовая теория поля
- Классические учебники: Ициксон, Зюбер, Квантовая теория поля и Бьёркен, Дрелл, Релятивистская квантовая теория. Советская классика: Боголюбов, Ширков, Квантовые поля (потоньше и попроще) и Введение в теорию квантованных полей (потолще и потруднее). Можно учиться по ним, но я лично всё же порекомендовал бы более современный курс, даже в качестве первого учебника.
- Недавние хорошие учебники: Пескин, Шрёдер, Введение в квантовую теорию поля, Зи, Квантовая теория поля в двух словах и Средницки, Квантовая теория поля.
- Существуют монструозные учебники типа трехтомника Вайнберга или Fields Зигеля, но наверно подавляющему большинству начинать изучение с них не стоит.