應該說,數學課程還是需要有一定的順序的。 每門課程都需要必備的知識,基礎知識落后是很麻煩的。 尤其是數學專業的教材更注重數學思維,非常抽象。 它們不會像物理書上的數學附錄那樣給你“我學會了”的錯覺。
至于學習順序,最好參考學校的課程安排,畢竟還有考試。 我們先看數學分析。 也許學校的課程是高等數學,東西會多一些,但是難度會降低。 畢竟高等數學不是數學專業的數學分析。 建議你看一下北大出品的物理專業高等數學套裝。 它涉及物理學中經常使用的數學知識,符合一般高等數學的難度。 對于打基礎和考試都有好處。
數學分析之后,就是學習數學的第一個難點,高等代數。 其實如果單純考慮內容的話,把高等代數放在第一位也是可以的。 但由于其抽象性,學習起來有相當大的困難。 有可能學習幾天后,你就被虐到失去信心了。 如果先學數學分析,不僅照顧學校的課程安排,還有一個適應的過程。
當學校提供數學物理方法時,可以學習復雜的分析和微分方程。 當然,前提是數學分析基礎好。
要學習群論和群表示,你需要學習抽象代數并有高等代數的基礎。
張量的知識,涉及到多線性代數,需要在學習高等代數之后再學習。 如果是張量分析,還需要一定的數學分析能力。
上述李群、李代數和張量分析是現代微分幾何中典型的研究內容。 可以簡單了解一些幾何知識,然后學習現代微分幾何。
至于學習數學和物理的順序。 首先,數學分析我就不多說了。 如果你不知道,你連普通物理都學不好。 當然,在普通物理階段,通常要學習高等數學,畢竟需要補充一些知識。 需要微積分、解析幾何、矢量分析、級數、簡單微分方程和一些場論。
然后是用數學物理方法學的復分析和微分方程,比較深入。 這些東西將來都可以用得上。 當然,有些數學物理方法教科書還有其他的東西還需要研究。
在學習量子力學之前,至少要掌握數學分析、高等代數、微分方程。 否則量子力學就會很困難,或者沉迷于計算。
學習抽象代數、現代微分幾何和泛函分析是通向現代數學的大門。 這樣,你就可以學到一些用現代數學寫成的物理理論。 比如數學層面比較暴力的四大力學教科書廣義相對論,應用了以群為代表的群論和量子場論,以及規范場論背后的纖維束理論。
現代物理學有幾何化的趨勢,所以我們必須重視現代微分幾何。 前面提到的張量分析、李群、李代數、纖維束、流形等概念理論物理專業課程學什么理論物理專業課程學什么,都會在微分幾何中學習。 當然,我們這里講的不是研究曲線曲面的經典微分幾何,但是這方面的基礎還是需要的。
學完上面的內容,你就滿足了合格理論物理學家的數學要求,同時擊敗了大部分本專業的數學生。 當然,能不能學會,還是要看你自己的能力。 而且物理課最重要,數學也要量力而行。 最重要的是一定要做題。 理解它實際上只是理解它。 能夠熟練地解決問題,是數學知識真正應用到物理中的標準。 如果一個前輩在你面前吹牛,就問他兩個簡單的問題。 如果他做不到,那就證明他根本沒有好好學習。
