一直在考慮是否要轉載這個(gè)書(shū)單，因為在大概五年前我就看到了這個(gè)書(shū)單，想來(lái)在網(wǎng)上已經(jīng)流傳已廣。甚至在科學(xué)網(wǎng)的博客群里，郭老師的博客里近期就有一個(gè)英文的版本，馬紅孺老師也已經(jīng)在他的個(gè)人網(wǎng)站上已經(jīng)給出了一個(gè)譯文，可惜馬老師沒(méi)有貼出來(lái)（我仔細看了看，Hooft最近的內容也還沒(méi)有譯出，尤其是參考鏈接，最好看原網(wǎng)站）。但是這個(gè)書(shū)單確實(shí)對人很有啟發(fā)，即使不能學(xué)習全部的內容，至少知道學(xué)習物理學(xué)的基本思路和必要前提，可以走馬觀(guān)花了解物理學(xué)的框架和主要內容。所以，我選擇了這個(gè)版本，做了校對和版式的修改，轉載與此，與大家分享。
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Gerard, 't Hooft 的個(gè)人網(wǎng)站
http://www.phys.uu.nl/~thooft/
HOW to BECOME a GOOD THEORETICAL PHYSICIST （原文）
http://www.phys.uu.nl/~thooft/theorist.html
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作者： Gerard 't Hooft， 1999 年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者 （與 Martinus J. G. Veltman 共享）
此網(wǎng)站（仍在建設中，才剛剛起步）是為年輕的學(xué)生，或者任何人，和所有象我一樣為真正的科學(xué)探索的挑戰而激動(dòng)不已的人，以及那些象我一樣決心用他們的大腦來(lái)發(fā)現我們所處的世界中的新事物的人——所準備的。簡(jiǎn)而言之，此網(wǎng)站是為那些決定將全身心投入理論物理并且是自學(xué)的人而準備。
我常常收到這樣的來(lái)信——本意甚好但毫無(wú)用處——是那些業(yè)余物理學(xué)家寫(xiě)來(lái)的，他們相信自己解決了世界難題。他們之所以相信自己僅僅是因為他們根本沒(méi)有弄明白現代物理中解決問(wèn)題的真正方法。如果你真的想為物理規律的理論解釋作出貢獻（如果你成功了，那的確是非常激動(dòng)人心的事?。┠憔托枰迷S多東西。首先，要了解問(wèn)題的真正所在。大學(xué)里教授的科學(xué)課程都是絕對必要的，因此，你首先應該做的就是進(jìn)入一所大學(xué)并盡你所能吸收一切知識。但如果你還很年輕，仍然在中小學(xué)階段，仍然在忍受那些為孩子準備的稱(chēng)之為科學(xué)的傳奇故事，這不能滿(mǎn)足你的求知欲該怎么辦呢？如果你已經(jīng)年紀較長(cháng)，再也不愿意到大學(xué)念書(shū)，你又會(huì )怎么辦呢？
如今，從互聯(lián)網(wǎng)上搜集你所需要的一切知識已經(jīng)成為可能。問(wèn)題是，網(wǎng)上的垃圾非常多。會(huì )不會(huì )漏掉那些少得可憐的而對你真正有用的頁(yè)面呢？我非常清楚需要教哪些東西給剛入門(mén)的學(xué)生。列出那些絕對必需的課程名稱(chēng)與專(zhuān)題是很容易的，我已經(jīng)在后面列出了。我的目的是在網(wǎng)上找到那些真正有用的文章和書(shū)籍，最好是能夠下載的。這樣說(shuō)來(lái)，成為一名理論物理學(xué)家的成本不會(huì )超過(guò)一臺能接入互聯(lián)網(wǎng)的計算機、一臺打印機、大量的紙張和筆。不幸的是，我還不得不建議你去購買(mǎi)課本，但很難在這里給出建議；或許將來(lái)的網(wǎng)站上會(huì )有。讓我們首先實(shí)現最低限度的需要。后面列出的科目是必須要學(xué)習的。任何的疏漏都將得到懲罰：失敗。相信我吧：你不要讀到后就相信它——應該檢驗它。你可以嘗試其它的途徑，盡你所能去試。你會(huì )一再驚訝地發(fā)現，那些家伙所做的已經(jīng)是最聰明的了。最好的課本都有練習。做做這些練習，看看你能否全部理解。盡量達到這種程度：你能發(fā)現大量的印刷錯誤，微小的錯誤，直到更重要的錯誤，設想你會(huì )有更好的方式來(lái)寫(xiě)這些教材。
我可以告訴你一些自己的經(jīng)驗。我非常幸運的是周?chē)性S多非常棒的老師（本人注：不一定一對一的訓練，但是確實(shí)需要一個(gè)非常好的學(xué)術(shù)交流環(huán)境），這一點(diǎn)幫助了我防止誤入歧途，直到我獲得諾貝爾獎。但我沒(méi)有互聯(lián)網(wǎng)。我要努力成為你們的老師，這是件非常艱巨的任務(wù)。我正請求學(xué)生、同事及教師來(lái)幫助我完善這個(gè)站點(diǎn)。此站點(diǎn)目前僅僅是為那些希望成為理論物理學(xué)家的人——不是普通的那些人，而是那些非常棒的、下定決心去獲得自己的諾貝爾獎的人——而設立的。如果你比這個(gè)目標低調，那么你就等著(zhù)上完那些照本宣科的學(xué)校，然后按部就班跟著(zhù)那些教書(shū)匠們把那些一小部分知識反復無(wú)聊地嚼爛之后再交給你們（文下之意，這不是為你們準備的）。這個(gè)站點(diǎn)是為那些有雄心壯志的人準備的。我相信任何人都能做到，只要他具備足夠的知識、興趣和決心。
理論物理好比一座摩天大廈，它最基礎的部分就是基礎數學(xué)和經(jīng)典的（20世紀之前的）物理學(xué)內容。不要認為因為我們已經(jīng)懂得很多，從而20世紀之前的物理學(xué)就是無(wú)關(guān)緊要的了。有了那時(shí)的堅實(shí)的基礎才有了我們現在享用的知識。在你沒(méi)有親自建好地基之前，不要妄想去建立你的摩天大廈。我們摩天大廈的最初幾層是由高等數學(xué)公式構成，它們是由經(jīng)典物理學(xué)理論變成的漂亮公式。如果你想更進(jìn)一層，這些是必須要學(xué)習的。接著(zhù)，就是后面所列的許多課題。最終，如果你足夠瘋狂，你希望建立超級困難的統一量子理論與引力場(chǎng)理論的統一場(chǎng)理論，你就需要學(xué)習廣義相對論、超弦理論、M-理論、Calabi-Yau 緊致理論等等，這是目前摩天大廈的頂端。還有一些其它的頂端，比如玻色－愛(ài)因斯坦凝聚、分數量子霍爾效應等等。根據過(guò)去這些年的證明，這些也同時(shí)是非常好的諾貝爾獎級別的課題。給你一個(gè)忠告：即使你非常聰明，你仍然會(huì )在某處陷入困境。自己在網(wǎng)上沖浪吧，盡情找吧。告訴我你發(fā)現了什么。如果此站點(diǎn)幫助了某些正準備進(jìn)入大學(xué)學(xué)習的人，或者激勵了某些人，或者替某些人引了路，幫助他或她在科學(xué)的道路上走得更順當，那些，我認為此站點(diǎn)是成功的。請回饋給我。這兒有一個(gè)列表。
課程列表，按邏輯順序 （并非所有內容都一定要按照此表列來(lái)進(jìn)行，但此列表大概說(shuō)明了這些不同課程之間的邏輯關(guān)系。某些注釋比其它的要高一層次）
以 .ps 結尾的文件是 PostScript 文件，可以用 gsview 程序打開(kāi)它們。
（尚在起步階段，此頁(yè)面的內容仍然非常不完善！）
語(yǔ)言：英語(yǔ)是一個(gè)先決條件。如果你還沒(méi)有掌握它，下功夫學(xué)吧。你必須能夠讀、寫(xiě)、說(shuō)及理解英語(yǔ)（要做好的科研，英語(yǔ)是必需的工具，譯注），但不必要達到最好。這篇文章的糟糕英文是我寫(xiě)的，這已經(jīng)足夠了（譯注：這是作者的謙虛之詞）。所有出版物都是英語(yǔ)的。注意能夠用英語(yǔ)寫(xiě)作的重要性。遲早，你將希望發(fā)表自己的結果，而人們必須能夠讀懂并理解你的內容。
法語(yǔ)、德語(yǔ)、西班牙語(yǔ)和意大利語(yǔ)或許有用，但他們不是必須的。它們不是摩天大廈的地基，所以不必要擔心。你的確需要希臘字母。希臘字母用得非常多。學(xué)會(huì )它們的名字，否則當你口頭表達時(shí)會(huì )把自己弄糊涂?，F在開(kāi)始點(diǎn)嚴肅的內容。不要抱怨這些東西看起來(lái)很多。諾貝爾獎不是靠吹灰之力就能獲得的，并且要記住，所有這些東西加起來(lái)至少需要我們學(xué)生五年的強化學(xué)習（至少有位讀者對此很驚訝，他/她認為自己在五年時(shí)絕對不可能全部掌握；事實(shí)上，我是就那些計劃花費其大部分時(shí)間用于這些學(xué)習的人而言的，并且還需要有一些基本的智力。
基礎數學(xué)：你熟悉數字、加法、減法、平方根等等內容嗎？
自然數：1, 2, 3, ...
整數： ..., -3, -2, -1, 0, 1, 2, ...
有理數（分數）： ... .., 23791/773, ...
實(shí)數： Sqrt(2)=1.4142135..., π=3.14159265..., ε=2.7182818...
復數： 2+3i, eia=cosa + i sina, ... 他們非常重要！
集合論：開(kāi)集， 緊致空間， 拓撲
你或許會(huì )驚訝，他們在物理中的確很有用！
［旁注：在這兒尋找更多的網(wǎng)上課程?。ū饶闼枰母啵?/span> ］
代數方程。近似處理。級數展開(kāi)：泰勒級數。解帶復數的方程。三角函數： sin(2x) = 2 sin(x) cos(x) ，等等。
無(wú)窮小量。微分?；竞瘮担?/span>sin, cos, exp）的微分。積分?？赡艿脑?huà)，基本函數的積分。微分方程組。線(xiàn)性方程組。傅立葉（Fourier）變換。復數的使用。級數收斂。
復平面?？挛鳎?/span>Cauchy）定理和路徑積分（這個(gè)現在很有意思）。Gamma 函數（學(xué)習它們的特性是種享受）。高斯（Gaussian）積分。概率論。
偏微分方程。狄里克雷（Dirichlet）和紐曼（Neumann）邊界條件。
［旁注：
Dave E. Joyce 的三角函數課程
這是必須的內容，James Binney 教授的復數課程
上面的內容這兒（差不多）全有?。?/span>K. Kubota, Kentucky）。同時(shí)參考 Chris Pope 的課堂筆記：Methods1-ch1, Methods1-ch2
復平面、柯西定理和路徑積分（G. Cain, Altanta）］
這些是針對初學(xué)者的。某些專(zhuān)題是實(shí)際是作為整個(gè)課程來(lái)學(xué)習的。這些內容的大部分是物理理論的非常重要的組成。你沒(méi)有必要先要學(xué)習完全部?jì)热莶砰_(kāi)始后續課程，但要記住要回來(lái)完成那些第一輪學(xué)習時(shí)漏掉的內容。
經(jīng)典力學(xué)：靜力學(xué)（力，張量）；流體力學(xué)。牛頓定律。
行星的橢圓軌道。多體系統。
最小作用量原理（Least Action Principle）。哈密頓（Hamilton）方程。拉格朗日量（千萬(wàn)別跳過(guò)——非常重要?。?。
諧振子。擺。
泊松（Poisson）括號。
波動(dòng)方程。液體和氣體。粘滯性。納維－斯托克斯（Navier-Stokes）方程。粘滯力與摩擦力。
［旁注：
一組來(lái)自哈佛的很棒的筆記
關(guān)于拉格朗日量和哈密頓方程的更多資料］
光學(xué)：
折射和反射。
透鏡和鏡子。
望遠鏡和顯微鏡。
波傳導概論。
多普勒（Doppler）效應。
波疊加的惠更斯（Huijgen）原理。
波前（Wave fronts）。
焦散線(xiàn)（Caustics）。
［旁注：A. A. Louro 的光學(xué)課堂筆記］
統計力學(xué)和熱力學(xué)：
熱力學(xué)第一、第二和第三定律。
玻爾茲曼（Boltzmann）分布。
卡諾（Carnot）循環(huán)。熵。熱機。
相變。熱力學(xué)模型。
伊辛（Ising）模型（推導到求解二維及以上的伊辛模型）。
［旁注： Alfred Huan 的統計力學(xué)教程］
普朗克（Planck）輻射定律（量子力學(xué)的前奏）。
［旁注： Donald B.
（僅僅需要一些非?；镜膬热荩?/span>
電子學(xué)：
電路。歐姆定律，電容，電感，使用復數計算它們的效應。
晶體管，二極管（以后再討論它們的工作原理）。
電磁學(xué)的麥克斯韋（Maxwell）理論：麥克斯韋定律（同質(zhì)和異質(zhì)）
介質(zhì)中的麥克斯韋定律。邊界條件。求解如下情況的方程：
真空和單一介質(zhì)（電磁波）；
腔中（波導）；
邊界處（折射和反射）
其中vector potential and gauge invariance 非常重要
電磁波的發(fā)射和吸收
光由于物體形成的散射
［旁注：
W. J. Spence, 電磁學(xué)
Bo Thide 的電磁場(chǎng)理論課本（高等）
Jackson 的課本中習題解：第1部分 / 第2部分 ］
計算物理
甚至最純粹的理論家他也會(huì )對計算物理的某些方面感興趣。
［旁注：
James Kelly Angus, 針對理科學(xué)生的 Mathematica
MacKinnon, 計算物理］
Prof. Mathews' projects on Numerical Analysis
量子力學(xué)（非相對論）：
坡?tīng)枺?/span>Bohr）原子。
德布羅意（De Broglie）關(guān)系（能量－頻率，動(dòng)量－波數）。
薛定鄂（Shr?dinger）方程（包括電勢和磁場(chǎng)）。
艾倫菲斯特（Ehrenfest）定理。
箱中的單粒子。
氫原子，詳細的求解。塞曼（Zeeman）效應。斯塔克（Stark）效應。
量子諧振子。
算符：能量，動(dòng)量，角動(dòng)量，產(chǎn)生和湮滅算符。算符間的對易規則。
量子力學(xué)散射理論導論。S矩陣。放射性衰變。
［旁注：
量子力學(xué)和狹義相對論導論，Michael Fowler
另一個(gè)導論
Niels Walet 的量子力學(xué)講座（Manchester），筆記
］
原子和分子：
化學(xué)鍵。
軌道。
原子和分子光譜。
光的發(fā)射和吸收。
量子選擇規則。
磁動(dòng)量。
凝聚態(tài)物理：
晶體。
布拉格（Bragg）反射。
晶簇（Crystal groups）。
介電和抗磁常數。
布洛赫（Bloch）譜。
費米（Fermi）能級。
導體，半導體和絕緣體。
比熱。
電子和空穴。
晶體管。
超導。
霍爾（Hall）效應。
［旁注： Chetan Nayak 的凝聚態(tài)物理筆記（UCLA）］
原子核物理：
同位素
放射性
裂變與聚變
Droplet model
原子核量子數
· Magic nuclei
· Isospin
· Yukawa theory
［旁注： Five lectures on Nuclear Theory by D. B. Kaplan
A A primer in nuclear theory by J. Dobaczewski ］
等離子體物理：
磁流體動(dòng)力學(xué)。
阿爾文（Alfvén）波。
［旁注： Introduction to plasma physics by R. Fritzpatrick ］
高等數學(xué)：
群論，及群的線(xiàn)性表示。
李（Lie）群論。
矢量和張量。
更多求解（偏）微分方程和積分方程的方法。
極值原理和基于此原理的近似處理方法。
差分方程。
產(chǎn)生函數。
希爾伯特空間。
泛函積分導論
［旁注：See John Heinbockel, Virginia.
See Chr. Pope: Methods2§
G.'t Hooft: Lie groups in Physics, (now also in English) + exercises
For Lie Groups, see also the last section of Chr. Pope's lectures (under "General Relativity")
The special functions and polynomials(PDF) (just understand the principles
）］
狹義相對論：
洛倫茲（Lorentz）變換。
洛倫茲收縮，
時(shí)間膨脹。
E=mc^2 。
四維矢量和四維張量。
麥克斯韋方程的變換規則。
相對論多普勒效應。
［旁注：Peter Dunsby 的張量和狹義相對論講座 , Prof. Firk's book on Special Relativity
］
高等量子力學(xué)：
希爾伯特空間。
原子躍遷。
光的發(fā)射和吸收。
受激發(fā)射。
密度矩陣。
量子解釋。
貝爾（Bell）不等式。
相對論量子力學(xué)方向：狄拉克（Dirac）方程，精細結構。
電子和正電子。
超導的 BCS 理論。
量子霍爾效應。
高等散射理論。
色散理論。
微擾展開(kāi)。
WKB近似，極值原理。
玻色－愛(ài)因斯坦凝聚。
超流體氦。
［旁注： Michigan 的量子力學(xué)（高等）筆記］
唯象理論：
亞原子粒子（介子，重子，光子，輕子，夸克）和宇宙射線(xiàn)；材料性質(zhì)和化學(xué)；核的同位素；相變；天體物理（行星系，恒星，星系，紅移，超新星）；宇宙學(xué)（宇宙模型，膨脹宇宙學(xué)說(shuō)，微波背景輻射）；探測技術(shù)。
［旁注Lecture notes on phenomenology by R. Casalbuoni
Paolo Franzini's notes on elementary particles ］
廣義相對論：
度規張量。
時(shí)空曲率。
愛(ài)因斯坦的引力方程。
施瓦茨查爾德（Schwarzschild）黑洞；
李斯納－撓茨陶姆（Reissner-Nordstr?m）黑洞。
近日點(diǎn)移動(dòng)。
引力透鏡。
宇宙模型。
引力輻射。
［旁注：
G. 't Hooft 的導論和練習
其它的： Sean M. Carrol 的廣義相對論講座筆記
Chr. Pope, Geometry and Group Theory, PS, PDF］
量子場(chǎng)論：
經(jīng)典場(chǎng)論：標量場(chǎng)，狄拉克－旋量場(chǎng)，楊－密斯（Yang-Mills）矢量場(chǎng)。
相互作用，微擾展開(kāi)。自發(fā)對稱(chēng)破缺，戈德斯通（Goldstone）模式，黑格斯（Higgs）機制。
粒子和場(chǎng)：?？耍?/span>Fock）空間。反粒子。費曼（Feynman）規則。π介子和核的蓋爾曼－列維（Gell-Mann-Lévy）Σ模型。圈圖。么正性，因果性和色散關(guān)系。重整化（泡利－維拉斯，Pauli-Villars；維數重整化）。量子規范理論：規范固定，法捷也夫－波波夫（Faddeev-Popov）行列式，斯拉夫諾夫（Slavnov）恒等式，BRST對稱(chēng)。重整化群。漸近自由。
［旁注： Pierre van Baal 的量子場(chǎng)論筆記］
孤立子，Skyrmions。磁單極和瞬子（instanton）?？淇私]機制。1/N 展開(kāi)。算符乘積展開(kāi)。貝塔－薩佩塔（Bethe-Salpeter）方程。標準模型的建立。 P 和 CP 破缺。 CPT 定理。自旋和統計關(guān)聯(lián)。超對稱(chēng)。
超弦理論。
［旁注：
導論和練習
E. Kiritsis' Introduction to Superstring Theory
A more general site for superstrings
］
可以到這兒找更多的教程筆記。
書(shū)籍。在理論物理各個(gè)專(zhuān)題都有很多的好書(shū)。
Classical Mechanics:
Statistical Mechanics:
Quantum Mechanics:
Electrodynamics:
Optics:
Thermodynamics:
Special Relativity:
General Relativity:
Particle Physics:
Field Theory:
String Theory:
Cosmology:
General:
到這兒找找其它有用的課本：Mathematics, Physics（這些東西許多是為了消遣而不是認識世界）or a little bit more seriously: Physics.
已經(jīng)有了一些回應。我感謝這些人：Rob van Linden, Robert Tough, Thuy Nguyen, Tina Witham, Jerry Blair, Jonathan Martin 。
(有一位老兄問(wèn)，問(wèn)自學(xué)成才能在大學(xué)里找到教職嗎？答案為是的，但是有很多操作上的困難，我就不翻譯了)
Mr. Hisham Kotry came with an important question:
"...You sketch the path for potential students through the forest of college level physics... Two years ago I decided to self-study theoretical physics by following the syllabus of a renown university and the advice from your page and now I'm half-way through the journey but I was wondering about what happens next? Quoting you from the former page "In short, it is for all those who decided to study theoretical physics, in their own time.", Do you know of anyone who got tenure at a physics department or any research institute based on studies he did in his own time without holding a university degree?"
This is not so easy to answer, unfortunately. What I can say, is:
Eventually, whether you like it or not, you will have to obtain some University degree, if you wish a self-supporting career in theoretical Physics. One possibility is to follow a Master course such as the one offered by our University. I don't know about your qualifications, but I suspect that, with enough determination, you may be able to comply.
This is not a burocratic argument but a very practical one. It is also advisable not to wait until you think your self-study is completed. You must allow your abilities to be tested, so that you get the recognition that you may well deserve. Also, I frequently meet people who get stuck at some point. Only by intense interactions with teachers and peers one can help oneself across such barriers. I have not yet met anyone who could do the entire study all by him/herself without any guidance. If you really think you have reached a professional level in your studies, you can try to get admitted to schools, conferences and workshops in topics of your interest.
3/04/06: Message received from John Glasscock,
The only one I know of currently is John Moffatt at U Toronto, who was a student of Abdus Salam at
Suggestions for further lecture notes from Alvaro Véliz:
1. The archimedeans webpage: It has a lot of lecture notes in Physics and Mathematics from Part I and II from
2. David Tong's (DAMTP) lectures in classical mechanics I found these lectures fascinating.
3. Bo Thide's (Uppsala) lectures in electromagnetic theory.
4. Angel Uranga's lectures in String Theory._
5. I found also extremely helpful MIT's OpenCourseWare: Lewin's lectures in basic Physics are terrific (in video).
6. Michael Fowler's (Virginia) lectures in Quantum Mechanics
(not checked, G. 't H.)
I thank Aldemar Torres Valderrama for his assistance in updating and renewing numerous links on this page.
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