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新世纪物理学? 精选

已有 7859 次阅读 2017-6-9 08:50 |个人分类:物理|系统分类:观点评述




   刚才看见有本独立学院的教科书叫《新世纪物理学》,我好奇它讲了什么新世纪的东西,或有什么新世纪特色的写法,结果只看一眼目录就失望了,感觉就是一本中学物理的复习或者大学普通物理的简化,如果要贴什么“世纪”标签,或许可以叫“中世纪”——虽然内容已经不中了。

   也许不能从目录的“旧”来否定书的“新”,但我实在看不出这样的材料组织如何能写出新世纪来。手边恰有一本New Foundations for Classical Mechanics (by D. Hestenes),是用几何代数来重写经典力学——从前的力学基本是用矢量写的,这儿说的GeometricAlgebra是将各种代数体系整合起来(包括旋量、张量、复数、矩阵),虽不如用场论的语言那么“既丽且崇”,但总算是一本新写法的课本。我想象的“新世纪”,至少应该有这样的一点新。

   对非(理论)物理专业的不同专业,物理学课本不应该只是“文科的”和“理工科”的,应该更有针对性。例如对工程学科的,应多一点分析力学;对文艺青年,不妨空谈没有数学的宇宙学;对学经济的同学,多一点统计物理学和非线性系统动力学。

   对本书这样“包罗万象”的中学式物理课,如果要“新”,我想也许可以考虑三个方面:

   时空:从伽利略变换到洛伦兹变换,从牛顿形式到爱因斯坦形式;

   物质-能量:从质点到场,从离散到连续,从经典到量子,从普通到奇异(如暗物质);

   对称性:以对称性原理和最小作用原理统摄所有问题。

   我想这些东西(当然不止这些)才多少代表了百年来的物理学思想的进步,可惜普通物理学的课本都巧妙地躲开了这些关键词。结果是,当同学们考试过后,忘了计算公式后,物理学就只剩下少儿百科全书的知识了。






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