1樓：神奇的
美國Purdue University的經典教材Computational Physics的目錄如下：
跟國內很多教材不同的是，這本書的正文部分全是在講例子，講了從普通物理到各個前沿方向的各種例子，通過例子來講方法。而國內教材作為重點的基礎分析方法，在這本書中則放在了附錄裡。
2樓：布里斯托城的貓
這個問題，我不但想過，而且真的設計過！
先說親身經歷。廣義而言，我上個三次計算物理課。彼時大三，中科大，每週都在趕計算物理作業，上課內容呢則是以蒙特卡洛方法為主，並輔以各種計算方法的簡介，如有限元、分子動力學模擬、混沌模擬等；當然，絕大多數作業都是和利用偽隨機數模擬計算物理現象的蒙卡方法有關係，規定C或Fortran語言。
彼時研一，果殼大，上過一門名叫「密度泛函理論」的課，真的只學懂了一點主要內容，因為從沒用過計算軟體所以對其中提到的交換關聯能、LDA、GGA、PAW、贗勢、並行等概念非常不熟悉。後來進組裡，雖然沒選課但相當於又學了一次計算物理，學Linux，學python，學VASP，學Wannier，學pymatgen，學……所以，不知道你發現沒，似乎我學的三次計算物理，互相關係並不那麼大，或者說只有學DFT為我用VASP打下了基礎。
在這個背景下，我認為，計算物理不僅體量很大，而且非常寬泛，不好定義。而且經過了多年的發展，計算離不開程式和軟體，做程式的人已經把程式做的比較「黑箱」了。我也了解自己學的、做的這些只是計算物理的冰山一角，比如本科曾花一節課學過乙個概念叫「分形」，裡面的東西都足以令很多人研究一輩子。
因此，這個課程的設計，只能遵循兩點：
第一，系統的基態總能量是電子密度唯一泛函；第二……
好吧我跳戲了哈哈哈哈
重說哈。因此，這個課程的設計，只能遵循兩點：
第一，貴精不貴多，課程只能主要涉及乙個方向；但對於不同專業需求不同的學生，需要引導他們去探索他們所需要的方向。
第二，基礎與應用並存。我說過，做計算物理離不開計算機，當你為學生講計算物理，除了基本原理，也要教會學生這些方法如何應用，甚至是軟體應用。
我想，這樣設計，可以讓最需要它的學生學有所成，而加強基礎理論工作和計算軟體應用聯絡，更容易讓學生們在之後的科研階段得心應手。其實，我感覺經歷過這麼多年的積累，現在的學生們已經懂得不把這些割裂開了，每乙個計算方向讀博的同學都會在大學早早學會python和Linux。這是好事，建議加倍。
3樓：substeps999999
1.微分方程數值解法從入門到精通
2.高效能伺服器上機體驗並選擇學習方向
3.依照現有演算法自行編寫求解器
4.自行開發高效新演算法並在sci上展示
5.舉行掛科慶典及延畢儀式
4樓：Nintendoyes
我勒個乖乖，我一直懷疑計算物理、計算化學、計算材料這種課有必要存在嗎？你學個數值分析和PDE，然後具體問題再具體算唄。你數值解乙個擴散的PDE那也叫計算物理，相場這種把乙個PDE裡面的引數換過來倒過去算來算去也是計算物理，DFT動不動好幾百上千個核萬馬齊奔也是計算物理，這怎麼在一堂課裡教？
在大學裡開這種課，最大的可能性就是講課的老師只講自己會的那一套，然後課程名字掛個計算物理的名字。有開這種課的時間不如把大家數值分析和數學物理方法的課時加長一點，然後少上點sz課，留給學生多一點時間自己看看自己喜歡領域的演算法的老祖宗寫的文章。
5樓：wanghonyu
我現在上本科的計算物理課，設定在學生剛學完普通物理要開始四大力學的時候，大致結構如下：
第一部分：質點-質點系軌道計算（常微分方程初值問題），講到引力場和磁場中的質點系軌道為止。主要是給力學課做後繼，因為一般課上對引力場中的多體運動計算和電磁場中的粒子軌道計算基本上都是給些非常沒意義的特例，或者攝動展開，而實際結果往往和攝動展開差十萬八千里。
第二部分：數值微積分，代數方程，本徵值問題，大致內容類似數值計算入門，稍微偏重一點實際問題，比如廣義積分之類。
第三部分，插值，擬合，傅利葉變換，濾波。總之是一般的實驗數值處理的內容（比如LIGO讀數的低通濾波處理這類東西）。以前沒有這部分，現在加上是因為發現絕大部分學生對測量和實驗存在種種誤解，尤其是基本沒有學生理解報告資料，實驗資料，儀器讀數和測量結果之間的遞進過程。
第四部分，偏微分方程問題，目前主要是電磁波的產生和傳播，含時薛丁格方程，熱傳導問題。這幾個算是普通物理到理論物理的入門問題，也是計算問題中少數能同時涵蓋基礎和應用的問題。電磁波產生的計算在理論課上講的做法和實際應用差得太遠，所以作為乙個直觀補充。
含時薛丁格方程在量子力學課中普遍強調不夠，尤其缺乏對其應用的案例，所以加進來。靜電場，諧振腔，定態薛丁格方程這些問題雖然也很有意思，但需要的數學基礎太多了，只能暫時捨棄。
第五部分，蒙特卡洛，實際主要是(1)Direct Simulating Monte Carlo分析氣體的流動和傳熱，重點是分子運動理論怎麼轉換成流體力學的，讓學生理解「熱力學只是個影子，隨機性和分布函式才是物理」，以及氣壓，溫度，內能，熱導都是什麼東西，為什麼說在很多情況下溫度根本不存在。(2)反應速率理論，隨機碰撞和截面如何轉換成巨集觀的反應速率的。
總之核心是介紹如何「從基本方程強行算出實際物理」，比如不用橢圓套橢圓，而是直接硬上數值方法求出軌道，讓學生理解「物理除了第一原理之外其他的定律都是積分平均化的結果」以及「很多物理問題是可以硬上的理論物理實際上教給你的就是硬上法不是讓你去總結物理規律」。
實際上最想加的第六部分是數值路徑積分，類似Gies的圈求和那種，遺憾的是需要的理論物理層次超標了。
6樓：物理學徒妖妖夢
講道理計算物理這門課的存在就很迷惑……不同方向需要的計算方法和思想可以天差地別。分子動力學，密度泛函理論，Monte Carlo，張量網路，計算流體力學，數值相對論，格點量子色動力學，數值Bootstrap……這每個方向開一學期的課都不見得能學到多少，那麼一共就一學期還要宣稱是計算物理的課能提供什麼呢？
7樓：
最好是取消，不單獨開這門課（x
程式設計基礎可以直接要求先修相關CS課或者納入培養方案然後開一學期（或幾學期）的lab課，快速串講數值方法，各方向代表性的軟體，以及調包。
具體應用最好是分散到高年級的專業課裡作為大作業，不過這樣子老師和助教的壓力就大了很多。
如果你來講《理論力學》課程，你會如何設計？
C.Jie 想快速了解一下分析力學的，用佟大為的 Dynamics and relativity 牛頓力學和狹義相對論 和 Classical Machines 拉格朗日力學和哈密頓力學 這兩本書足夠了，深入淺出，通俗易懂，主線明確，非常適合初學者 不建議初學者用太數學形式化的書去學經典力學，fan...
如果讓你來講《微分幾何》課程，你會如何設計？
Artin Kevin 微分幾何1 1 4課時微分流形，帶邊流形定義和例子 5 8課時單位分解光滑對映 9 12課時切空間，浸入，淹沒，嵌入 13 16課時子流形 Sard定理 17 20課時向量場，積分曲線，流 21 24課時切叢，餘切叢 25 28課時多重線性代數張量場 29 32課時微分形式 ...
你如何評價有關物理的《鬼臉物理課系列》？
春曙為最 物理學是一門研究物質運動最一般規律和物質基本結構的自然學科。研究大至宇宙，小至基本粒子。也是我們初高中課程的基礎學科之一。以我個人的親身經歷來看，高中學習物理的過程無疑是非常痛苦的。因為它有一堆一堆複雜的公式，一環扣一環。運用數學作各種運算，又運用實驗來檢驗理論的正確性。而在計算的過程中，...