不懂微分幾何跟泛函分析學不了相對論跟量子力學嗎?

時間 2021-05-11 22:19:02

1樓:胡一男

不懂微分幾何、泛函分析肯定可以學物理系體系下量子力學課程(注意這些限定詞),但是量子力學講述的一些核心主題:算符理論、繪景、角動量理論,如果沒有泛函分析、李代數、群論等高深的數學知識,你掌握起來有可能不如初中、高中物理知識那樣舒服。但是如果處理得當,不妨礙你考試得高分,乃至未來以此為基礎從事研究工作。

2樓:風手

不是我說哥們。。準高三對於系統學習物理都還以為是靠大腦的各種思維理解,甚至還扯到頓悟這個詞語,更扯的是你還談到了佛學,作為有切身體會的人,我當初在初三年就有你這種想法了。那時候書櫃裡霍金的書一大堆。

到了高中後買了一堆費曼的書,那時候直接傻眼啊。那些字都認識,各根本不理解什麼意思啊。尤其各種經常出現的公式和數學方法。

如果說題主你真的有認真學物理的決心,我建議兩條路

1老老實實的學習課程上的數學和物理內容,高中數學你最好保持在130+,物理滿分左右就行。然後保持住這個分數的同時,盡可能多的買題冊,越多越好,競賽題什麼的有多少來多少。我當初是刷了六套競賽題拿的省二等獎

2如果題主覺得第一條做不到或者根本不屑於做第一條,那麼題主我推薦你一些好看的書

1霍金三部曲

2第一推動所有系列圖書(目前已收藏快過半)3各種科學家的故事(自傳)帶有勵志性質的那種可能題主想要的是第二條裡面所提到的「物理」吧

3樓:

首先,物理需要頓悟,但這個頓悟不是坐下來冥想打坐。沒有一定的數學和物理基礎,那就是扯。

其次,數學重要也不重要。我是做理論物理的,用的數學其實並不多。但不要以為我說的「不多」,指的是只要高中數學就夠了。。。

高數、線代、數理方法這些物理系大學裡最基本的大路貨,都得學過才是我說的「不多」。舉個例子,如果連線代都沒學過,那你真的無法理解量子力學裡,那些矩陣算符是啥東西。。。

其三,物理最重要的還是「物理」,不是數學。微分幾何、泛函分析,可以不懂,但我能通過物理去理解並掌握那些東西在物理中運用,這才是最核心的能力。

最後,學習高階的物理理論,還是建議從基本的開始。或許你天資聰慧,天賦過人,普物可以省略,但四大力學,還是得老老實實從理論力學開始學起。。。

4樓:

不學基礎, 就去看一些結論性質的東西, 那就是民科了吧, 現代物理的主要壁壘就是這兩門數學了, 當然, 如果你只是想曉得怎麼回事沒有必要, 如果要深刻理解的話, 必須得學, 而且要學好

5樓:

某種程度上來說,量子力學是本科物理的集大成之作,幾乎前面每一門必修課的知識都用到了(固體物理不算?)。這一系列東西不算很高等,但可以說是數學工具,物理概念和方法的很好鋪墊了。

這可能是考研專業課是普通物理+量子力學的原因。。

6樓:圖騰

要初步學習量子力學和廣義相對論,還是要會少量微分幾何和微量泛函分析的,不過不需要專門系統的去學,很多時候這些數學是伴隨著物理課一起學的。

不過,如果能專門系統的學這些數學課的話,能夠使得推理顯得更清晰,加深對於量子力學和相對論的理解

7樓:俞繼銘

不懂微分幾何,廣相也不是不能學,比如按照溫伯格的《引力論與宇宙論》來,其中除了介紹了李導數以推出killing向量外,沒有涉及到其他的微分幾何概念(如果我沒記錯的話)。學完一年半的時候,我似乎還沒遇到過非得學習微分幾何的概念的情況(曾經我為了學Newman-Ponrose 形式去翻過梁書,後來發現好像跳過微分幾何的部分直接看物理部分也能看懂)。而且按照我導師的說法,這種學法更「物理」。

當然,學習完微分幾何再學習廣相有著很多好吃,由於我本人沒按照這種方法學,所以沒有發言權,具體的你們可以看別的回答。

不學泛函分析,學習這兩者也是沒有問題的。泛函分析在理論物理中的應用,無非就是最小作用量原理中用到的變分方法,沒必要專門去學泛函分析。

當然,這絕不是說數學不重要。比如廣義相對論場方程

不知道這個方程的左右兩邊分別是什麼意思、怎麼推導得到的,光看著這個方程你能頓悟到什麼?不知道場方程,光知道等效原理有個卵用?

要是答主還不信,那就只能建議答主趁著暑假的時間,隨便找本廣義相對論或者量子力學的正經書,頓悟他個暑假,看看能頓悟到什麼驚天的發現。

8樓:終不悔

這種問題,也有人回答?現在高中生經常問這種問題嗎?把數學定義成奇技淫巧是怎麼想出來的?

物理頓悟?人家佛學都說,要漸修頓悟呢!所以,你一定要頓悟,那數學也是修行的範圍啊!

怎麼是奇技淫巧,拿衣服!

9樓:王紙鈔

只要你有高等數學和線性代數中最基本的知識,就可以讀"Introduction to Quantum Mechanics" 了。絕對的量子力學最佳入門教材。

10樓:Edward

工科狗來答

科學不是悟出來的,要以事實為依據,邏輯要嚴密。

數學更不是奇技淫巧,而是我們描述抽象概念的必備工具。

可能會看到很多書上說:物理學到終極就是哲學。但這句話我覺得更多這是在說:我們既不懂物理,也不懂哲學,他們看起來一樣玄乎

還請您不要理解為:我像哲學家一樣思考就可以理解物理終極奧義了。這會走火入魔。

至於微分幾何泛函分析,還請題主耐心,要走的路還很遠,客氣的講,題主還是一無所知的。

11樓:

我來給你乙個簡單直接的答案吧:

學廣義相對論,或學現代形式的狹義相對論,確實需要學微分幾何,但學法、側重點跟數學系有很大不同。任何一本認真講廣義相對論的書,都會詳細介紹需要的微分幾何知識,一般也只要求讀者有微積分、線性代數知識。

學量子力學,不需要學泛函分析。實際上沒有任何一本主流的量子力學教材要求讀者有泛函分析知識。就我估計,95%以上的物理學家,8、90%以上的理論家不懂泛函分析,或者只是大致知道一些概念和基本定理。

總而言之,想開始學習最前沿的物理學知識,你只需要數學分析、線性代數、復分析、微分方程四個門類的知識。剩下的數學就沒用了嗎?其實還是很有用,但數學知識浩如煙海,如果你不先開始學物理、甚至做物理,就沒法知道該學哪些數學。

物理學是頓悟——等你學清楚了所有概念,了解了所有主要理論和計算方法,這時候的「頓悟」才是真的頓悟。否則很大概率不是頓悟,而是幻想。

12樓:吸貓的豬

說個很早之前的事,記得大一(?)學線性代數的時候,真的不知道用來做什麼,很多緣由完全不懂,但後來學了本科的電動力學和量子力學(劃重點),便如醍醐灌頂,線代通暢了許多,至於當時量子力學有沒有入門,我自認為是沒有的。數學與物理,很多是互補的,做物理的(我)自然是把物理作為更基點的存在,而數學,待到需要的時候再去撿拾,泛函分析,實言之,我是沒怎麼看過的,到是群論、數論,圖論看了不少。

13樓:

是時候丟出這個

14樓:

先說結論:不會泛函分析也可以學習量子力學。

答主在物理系念書,學過量子力學,周圍都是物理系同學。我們學量子力學之前沒學過泛函分析,除了知道泛函是函式函式之外就知道的不多了,周圍同學也都是基本這個樣子,但這完全不影響我們學量子力學。反倒是線性代數比較重要,在量子力學裡常常用到,甚至數理方法都不必須在量子力學之前學,因為一般很少有人會真正動手用特殊函式去解薛丁格方程。

一般來講做實驗的都不知道泛函分析是神馬東東。

15樓:Billzheng

不懂微分幾何的確不能學GR,但是可以學SR,不學泛函分析學QM會有些困難,當然這取決你怎麼判斷困難。還有物理更重要的是邏輯推導,所謂的頓悟只是qualify了鏈結邏輯的過程,而且做真正的問題時,物理學家還是得冥思苦想,以科學方法做事。

16樓:

有一句話說得好:數學是大自然的語言,而物理,則是用這份語言寫成的詩歌。

光有語言肯定是不能寫出詩歌的,但是沒了語言請問你打算怎麼寫詩呢?

再多說兩句,現代科學之所以吸引我,就是因為它能進行定量、半定量或者定性分析,定量和半定量分析是肯定要用到數學的,而哪怕是最基本的定性分析,也需要你有一定的數學基礎。拋開數學談科學是完全無法想象的......

17樓:方辰

首先給出我的答案:不懂微分幾何和泛函分析照樣可以學相對論和量子力學。注意我說的是狹義相對論。

比方說我,直到現在也還是不懂微分幾何和泛函分析,也照樣做理論研究十幾年,各種檔次的文章都灌過。雖然相對論由於幾乎沒有用過理解得不怎麼樣,但是量子力學還是挺有自信的。另外,跟我共事的人中有幾位國際頂尖名校的教授,微分幾何我不確定,但是泛函分析我賭10塊錢他們除了點變分法之外也啥都不懂……

但換個角度來看,學習了新的數學,可能會給你看待這些理論的乙個新的視角,這會是很有意義的。我覺得要是想物理學好,理解同乙個事情的角度就要越多越好。因此學有餘力的話,學點新的數學對你的理解幾乎肯定是有幫助的。

此等奇怪的言論多半就是來自這些已經通過學習數學「開啟了新世界大門」的學生。初學者不要被他們這些高階怪嚇住而裹足不前,學好了高等數學、線性代數和數學物理方法,你就可以完全理解大學基礎物理課的所有內容。以後在進一步的學習和研究中你肯定會產生新的理解,不過那是以後了:

如果連初步的學習都沒有完成是不可能談這些的。

當然當然,你題目中說的「我覺得物理用的數學就是個結論,物理關鍵是頓悟,就像佛學講究的悟性,數學不過是公式,不過是些奇技淫巧」則完全走向了另乙個極端。泛函分析雖然不用,但是你要是連線性空間是幹什麼的都不知道,想要頓悟量子力學是沒有可能的。稱數學是「奇技淫巧」更是聞所未聞,不值一駁。

18樓:cooper edward

作為乙個學物理的孩子,我一定要說兩句。

感覺題主的想法有些偏激,作為乙個非天才的高中生,還是老老實實打打基礎吧,先把一元函式和多元函式的微積分,線性代數搞懂吧,學有餘力,還可以學學傅利葉變換和偏微分方程,這都是最基礎的必學的數學了。我知道這個感覺很無聊的樣子,但是沒有公式的談物理就是有點耍流氓。而且公式才是最美的啊。

如果你是報了物理專業的非天才:

覺得量子力學很好玩的心情我都能理解,如果真的很感興趣有沒有數學基礎怎麼辦呢? 先看費曼物理學講義吧,講的深入淺出,雖然自己很多東西沒有算過,到時候可能理解不深刻,但是起碼費曼大神不會把你引入歧途。 一共三卷。

學廣義相對論還是先放放吧,這個數學基礎就多了一些,我看過最簡略的也是Dirac 寫過的一本,講了一些基本的數學基礎, 也許你是天才可以看懂呢?

如果你是報了物理專業而且還是天才:

那我給你推薦朗道的理論物理學教程,從第一卷開始看,你就會發現物理裡面有趣的東西多了。

如果你覺得你的水平和三年級本科物理畢業生差不多的話, 那就直接選乙個方向開始看PRL吧。

如果你沒有報物理專業:

實在不想看那麼專業的書,那就看看科普書啦,有quantum mechanics for babies, general relativity for babies. 如果覺得這個太弱智,還有quantum mechanics for beginners http://www.

abarim-publications.com

/QuantumMechanicsIntroduction.html#.WUWE_Gjys2w

如果你的水平再高一些,那就看霍金的科普書吧,果殼中的宇宙,時間簡史我實在是不推薦,black hole and baby universes.

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