Thành viên:Phạm Thạch Thảo/Note: Giáo trình Vật lý

Từ VLOS
Bước tới: chuyển hướng, tìm kiếm

Nhân dịp một em khóa dưới hỏi về tài liệu tham khảo tôi viết lại một số cuốn sách mình dùng cũng như được nhiều người "giới thiệu". Tôi viết theo quan điểm một sinh viên chọn sách cho mình, hoàn toàn không phải là một "recommended list", tôi không có khả năng viết một cái như vậy. Tôi chỉ đơn thuần mô tả lại một số sách đã dùng, hi vọng nó có thể có ích với bạn đọc đang tìm giáo trình vật lý thích hợp cho mình. Khi đi học tôi không tìm được đầy đủ về giáo trình theo mong muốn, đến tận khi nhận bằng cử nhân vẫn thấy xấu hổ vì kiến thức của mình thật lỏng lẻo. Đa số sách vở tôi được biết đến là sau đó, một số khác do tình cờ. Hi vọng với sự phát triển của internet, sinh viên lớp sau không rơi vào tình trạng đó.

Chọn giáo trình rõ ràng là vấn đề khẩu vị. Theo tôi có hai vị quan trọng ảnh hưởng đến việc chọn của mình. Thứ nhất tôi thích giáo trình bắt đầu với những thứ đơn giản, các ví dụ, vì thế tôi không dùng các cuốn nặng nề như Davydov (Cơ học lượng tử), Peskin (Lý thuyết trường). Thứ hai tôi ưa giáo trình hơi trừu tượng, chặt chẽ, đồng thời ngắn gọn, rất ngại các cuốn sách có "nhiều chữ" nên không dùng ví dụ bộ "Cơ sở vật lý" của David Halliday. Nếu bạn đọc cũng có cùng "khẩu vị" thì có thể ý kiến của tôi sẽ giúp ích ít nhiều...


Vật lý phổ thông và vật lý đại chúng[sửa]

  • Tạp chí KBAHT.

Đây là tạp chí rất bổ ích của Nga (Lượng Tử). Các bài toán được đặt ra thường mang tính "vật lý" rất cao. Cá nhân tôi đã được học rất nhiều từ đó. Có một bản dịch tuyển tập các bài tập lưu truyền xung quanh các học sinh hai trường chuyên Tổng hợp và Ams Hà Nội, tôi không được biết đích xác người dịch và hiện nay nó còn tồn tại hoặc được chỉnh sửa hay không. Một số tổng hợp khác có thể tìm được trên diễn đàn Vât lý Việt Nam (VLVN) và Vật lý tuổi trẻ (VLTT) với công cụ "search".

  • "Tuyển tập các bài thi học sinh giỏi Vật lý toàn Liên-Xô."
  • ? Kinchin, "Các bài toán ngụy biện vui về Vật lý."
  • I.Pereman, "Vật lý vui."

Các bài thi ở cuốn "Tuyển tập các bài thi học sinh giỏi Liên-Xô" cho khá nhiều câu hỏi ngắn thú vị, hầu như không phải tính toán gì nhiều mà trả lời thì không hề đơn giản! Tương tự như vậy sách của Kinchin gom các ngụy biện khá bất ngờ về vật lý. I. Pereman nổi tiếng với cuốn Vật lý vui và chắc không cần phải "chua" thêm. Cuốn thứ nhất có lẽ tìm được ở thư viện VLTT, cuốn thứ hai có trong thư viện Thượng Đình, cộng với một tái bản gần đây (vào khoảng năm 2004). Sách của I. Pereman được tái bản mấy lần và sẽ rất dễ tìm.

  • Đặng Mộng Lân, "Câu chuyện các hằng số Vật lý cơ bản."

Đây là một cuốn rất hay, tóm lược các tư tưởng Vật lý cũng như Triết học-Vật lý thể hiện qua các phát minh vật lý lớn gắn liền với các hằng số vật lý. Nhiều câu chuyện được kể lại một cách thú vị, khác hẳn một biên niên sử nhàm chán.

  • Hà Huy Bằng và Nguyễn Văn Hướng, "Ba trăm bài toán Vật lý sơ cấp", ĐHQG.

Cuốn sách này được cho là chọn từ các bài thi của Balan. Có nhiều bài rất khó. Bạn đọc "thích những điều khó khăn trong cuộc sống" có thể thử sức ở đó, tuy nhiên tôi cho là sau khi đã học được cách suy nghĩ "một cách Vật lý" (chẳng hạn qua các cuốn mà tôi liệt kê ở trên) thì tốt hơn là tự thách đố mình với những vấn đề mang tính "thủ thuật" hơn là "nét lớn của ý tưởng". Tài liệu tương tự khác tồn tại xung quanh các học sinh trường Ams là "Boston's Physics Olympiad", tôi không được rõ chi tiết.

  • ? Irodov, "Tuyển tập các bài tập Vật lý đại cương".

Sách thực chất dùng cho bậc đại học, nhưng không khác nhiều với vật lý phổ thông. Bài tập thường đơn giản và đầy đủ các thể loại và có lẽ hợp để ôn thi học kỳ cho sinh viên hơn.

  • Rumer, "Thuyết tương đối", ĐHSP.

Đây là sách đơn giản nhất về thuyết Tương đối hẹp (một giới thiệu rất ngắn về lý thuyết hấp dẫn ở chương cuối) mà tôi được biết, học sinh phổ thông hoàn toàn có thể đọc được không có khó khăn gì (ngoài việc biết hình học giải tích với tọa độ trực giao và... cách tính đạo hàm!).

(...)

Bên cạnh đó tìm hiểu Toán học là điều không thể thiếu với học sinh và sinh viên Vật lý. Tuy nhiên các cuốn sau có lẽ thích hợp với sinh viên năm thứ nhất khi bắt đầu làm quen với toán trừu tượng hơn là với học sinh phổ thông. Ngoài sách của Polya, các sách khác đều mang tính giới thiệu toán hình thức (trong đó cuốn "Cơ sở toán học hiện đại" có lẽ ngang với một giáo trình chính thống). Nhớ là bạn sẽ phải trả giá đắt khi muốn "biến toán học thành trò chơi của các ký hiệu" (cf. Tạ Quang Bửu, "Về các cấu trúc của Buorbaki"), không nên mạo hiểm học vấn toán học bốn năm sinh viên của mình! Vì vậy tôi cho là nên bắt đầu một cách từ từ với chúng hơn là bê một giáo trình chính thống như "Đại số phổ dụng" (?) hoặc "Cơ sở giải tích hiện đại" (Bourbakist-Jean Dieudonné) ra "nghiền ngẫm"!

  • G. Polya, "Giải một bài toán như thế nào?"
  • G. Polya, "Sáng tạo toán học".
  • G. Polya, "Toán học và những suy luận có lý".
  • ?, "Cơ sở của Toán học hiện đại".
  • ? Ian Steward, "Các khái niệm của toán học hiện đại".
  • ? Sawyer, "Đường vào toán học hiện đại".

Vật lý đại cương[sửa]

(undergraduate)

Bộ vật lý đại cương của trường ĐH Tổng hợp (cũ) tương đối hay. Về mức độ nào đó bộ này hơi khó với sinh viên năm thứ nhất nói chung, hoặc sinh viên chuyên ngành kỹ thuật. Nhưng mọi nỗ lực đều có phần thưởng xứng đáng với nó. Một số bạn thích bộ Cơ sở vật lý nhưng tôi thấy bộ đó nhiều chữ quá.

  • Nguyễn Hữu Xý (cb), "Cơ học", ĐHQG.
  • Nguyễn Viết Kính (cb), "Nhiệt học", ĐHQG.
  • Nguyễn Hữu Xý (cb), "Điện học I" và "Điện học II", ĐHQG.
  • Ngô Quốc Quýnh (cb), "Quang học", ĐHQG.

Vật lý lý thuyết[sửa]

(undergraduate)

Toán học và Toán Vật lý (Methematics and Mathematical Physics)[sửa]

Quan điểm trừu tượng:

Giáo trình của Sze-Tsen Hu trình bày theo đúng tư tưởng "let the theorems tell the story". Sze-Tsen Hu cũng là nhà sư phạm, sách dễ đọc, đặc biệt là từ định hướng của sinh viên vật lý. Cùng với hai cuốn trên, cuốn "Đại số tuyến tính và phương trình vi phân" và "Đại số đồng đều" đã được dịch ra tiếng Việt, trong đó hai cuốn đầu chỉ được phát hành nội bộ (thư viện Thượng Đình). Giáo trình của W. Rudin là giáo trình quen thuộc về giải tích, trong đó có đề cập đến cả khái niệm "differential forms" sẽ rất hữu ích cho nhiệt động học và lý thuyết trường sau này. Sách tiếng Việt về đại số thì sách của thầy Nguyễn Hữu Việt Hưng có thể dùng để tham khảo. Cuốn Đại số đại cương tương đối phức tạp nhưng cuốn Đại số tuyến tính thì mức độ là vừa phải và "có thể đọc được".

Phần dưới liệt kê một số cuốn dành cho từng chuyên mục khác nhau.

Quan điểm thực hành:

Sách của Mathews có thể đọc theo quan điểm "dùng đã, hiểu sau", bản dịch tiếng Việt có vẻ không được tốt như bản tiếng Anh. Sách của Arfken cơ bản, tương đối đầy đủ "những thứ đơn giản".

Cơ học lý thuyết (Theoretical Mechanics)[sửa]

Cuốn "Classical Mechanics" của Goldstein thường được chọn làm giáo trình cơ học lý thuyết ở nhiều nơi, được "recommend" bởi Sakurai làm kiến thức cơ sở trong cuốn "Modern Quantum Mechanics" và "Advanced Quantum Mechanics". Sách của Landau vốn luôn được coi là giáo trình "truyền thống" trước đây ở Việt Nam, thông thường tôi cho là khó (ít tính sư phạm), nhưng cuốn "Cơ học" (cùng với "Vật lý thống kê") là "accessible". Sách của thầy Nguyễn Hoàng Phương khá khó và hiện đại, thích hợp với nghiên cứu chuyên ngành hơn là dùng trực tiếp làm tài liệu học ở bậc đại học.

Điện động lực học (Electrodymanics)[sửa]

Chưa bao giờ được học tử tế nên không thể "comment" giúp bạn đọc, nhưng Jackson là cuốn được "cite" và dùng ở rất nhiều nơi và "recommend" bởi nhiều người.

Cơ học lượng tử (Quantum Mechanics)[sửa]

Cá nhân mà nói thì tôi thích nhất cuốn "Modern Quantum Mechanics" của Sakurai. Tuy nhiên có thể trước khi bắt đầu thực sự với nó, một vài cuốn mang tính giới thiệu về cơ học lượng tử là cần thiết (chỉ cần ở mức độ đại chúng). Vì cuốn này trình bày theo hình thức đại số, gọn gàng hơn hình thức "giải tích" rất nhiều, nhưng đòi hỏi một chút cơ sở về đại số tuyến tính (rất ít), mà thường sinh viên vật lý lắc đầu chê là "trừu tượng". Nhưng sự thật là cái trừu tượng lại là cái đơn giản. Cuốn của "Principles of Quantum Mechanics" tất nhiên được viết rất chặt chẽ, vì viết bởi Dirac. Cuốn của Schiff nặng về kỹ thuật và ngôn ngữ "hàm sóng", thích hợp với người đọc yêu thích "cổ điển", tôi thì chỉ dùng để tra cứu nghiệm. Hai cuốn sau có chứa cả cơ học lượng tử tương đối tính và lượng tử hóa lần hai. Cuốn "Modern Quantum Mechanics" không có phần cơ học lượng tử tương đối tính nhưng được bổ sung bởi "Advanced Quantum Mechanics" của cùng tác giả. Rất tiếc cuốn này rơi vào tình trạng sự dụng số ảo để mô tả chiều thời gian, điều gây khó khăn cho việc tổng quát hóa sau này, ngoài ra nó cũng là một cuốn tham khảo được nhiều người yêu thích.

Vật lý thống kê (Statistical Physics)[sửa]

Theo hiểu biết hạn chế của mình thì tôi không tìm được một cuốn giáo trình ưng ý về vật lý thống kê. Quan điểm cá nhân của tôi cho thấy đa số rơi vào tình trạng phức tạp hóa vấn đề, hoặc các nguyên lý không được thể hiện rõ ràng, hoặc quá cầu kỳ trong kỹ thuật. Gần đây được đọc bài báo của Jaynes về "Statistical physics and information theory" (1957), tôi cho là xây dựng vật lý thống kê song song với lý thuyết thông tin sẽ là giải pháp làm rõ ràng các điểm cốt yếu trong vật lý thống kê, thay vì đi vào các chi tiết kỹ thuật rất sâu (chẳng hạn phân bố chính tắc có thể rút ra từ nguyên lý cực đại entropy thông tin, quá trình không cân bằng mô tả bằng Markov chain để đi đến Động học vật lý v.v...). Một số cuốn giáo trình theo tinh thần đó được ghi lại ở mục dưới.

Dù sao đi nữa, một số cuốn có thể dùng để tham khảo như trên. Trong đó, Landau trình bày theo hình thức micro-system. Huang trình bày theo hình thức macro-system. Giải thích hai thuật ngữ trên hơi khó với tôi, để tùy bạn cảm nhận vậy. Cuốn của Feymann bao gồm một vài topic khác nhau, tôi thấy có thể tham khảo từng phần, đặc biệt là "path integeral" và "second quantisation", nhưng đọc toàn bộ cũng khó cảm nhận được lý thuyết nằm ở đâu (ngoài chương đầu có xu hướng đặt toàn bộ vật lý thống kê lên việc tính Tổng thống kê (partition function) - theo tôi thấy là vấn đề mang tính kỹ thuật hơn là nguyên lý).

Lý thuyết trường lượng tử (Quantum Field Theory)[sửa]

Hai cuốn đầu là lý thuyết trường lượng tử cho vật lý chất rắn. Cuốn của Ziman là cuốn đơn giản nhất mà tôi từng thấy, tôi theo "trường phái" yêu thích những gì đơn giản. Cuốn này trình bày theo ngôn ngữ lượng tử hóa chính tắc. Chương cuối cùng dành cho giới thiệu về trường tương đối tính. Cuốn của Altland trình bày theo hình thức tích phân phiếm hàm, dù cho tôi không thích phần cơ sở (tức là giới thiệu khái niệm tích phiếm hàm), nhưng phần phát triển rất đầy đủ, vì thế sách rất... dày.

Hai khái niệm quan trọng là lượng tử hóa lần hai và tích phân phiếm hàm có thể tham khảo ở cuốn của Feymann nêu trên.

Rydler là cuốn dành cho sinh viên chuyên ngành năng lượng cao, thành thật mà nói tôi chưa đọc mà mới chỉ xem qua.

Tài liệu chuyên ngành[sửa]

(graduate)

Các hệ ngưng tụ (Condensed Matter Physics)[sửa]

Giáo trình lý thuyết chất rắn có rất nhiều, cuốn "classic" là cuốn của Kittel. Cuốn mang tính sư phạm và hiện đại hơn được coi là Mermin. Cuốn của Ziman viết rất ngắn gọn, như lời ông nói là giúp sinh viên tiếp xúc với những khái niệm cơ bản trước khi bắt đầu nghiên cứu. Cuốn Lubensky thiên về các phương pháp của vật lý thống kê hơn các giáo trình khác, đôi khi các vấn đề đạt đến khá sâu.

Lý thuyết hệ nhiều hạt (Many Particle Physics)[sửa]

Lý thuyết hệ nhiều hạt luôn luôn đi kèm với những cuốn sách đồ sộ. Tuy nhiên nắm vững khái niệm của phương pháp lý thuyết trường (ở trên) thì sinh viên có thể làm chủ được tình huống khi triển khai "kỹ thuât".

Nhiệt động lực học (Thermodynamics)[sửa]

Nhiệt động lực học thường được dạy không chính thức trong chương trình và xem như một bộ phận của vật lý thống kê. Theo quan điểm cá nhân thì tôi không "khoái" điều đó lắm. Bản thân nhiệt động học tương đối độc lập, lý thuyết của nó vốn rất chặt chẽ logic. Có một sự tìm hiểu riêng cho nhiệt động học không những là rèn luyện phương pháp luận vật lý mà còn rất ý nghĩa với việc thực hành. Sách của Bazarov đầy đủ nhưng hơi đồ sộ và hàn lâm. Sách của Callen có vẻ được nhiều người yêu thích hơn về mặt sư phạm. Ngoài ra bài báo của Jaynes là tài liệu rất thú vị.

Lý thuyết thông tin (Information theory)[sửa]

Các hệ ngẫu nhiên (Disorder)[sửa]

Fisher là sách tiêu chuẩn về Spin Glass. Ngoài ra cuốn của Viktor rất thích hợp với việc làm quen với phương pháp của Spin Glass vì bắt đầu hoàn toàn từ đơn giản. Tiếc là cuốn thứ hai tác giả có vẻ hơi có xu hướng nghiêng về phương pháp phá vỡ đối xứng lặp (replica symmetry breaking).

Quá trình ngẫu nhiên (Stochastic processes)[sửa]

Đây là hai giáo trình được sử dụng nhiều trong lý thuyết các quá trình ngẫu nhiên. Tôi mới sử dụng cuốn thứ nhất và cho rằng đây là cuốn viết chặt chẽ vật lý, các nguyên lý được sắp xếp hệ thống, mặc dù về thuật ngữ đôi khi chưa đạt tiêu chuẩn "chặt chẽ toán học".

Các hệ thấp chiều (Low-dimensional Physics)[sửa]

Cuốn Davies đạt tiêu chuẩn "đơn giản", thậm chí bạn đọc có thể không cần kiến thức nền về vật lý chất rắn vẫn có thể đọc tương đối dễ dàng. Cuốn Datta nghiêng về phương pháp hàm Green.

Lấy từ “https://tusach.thuvienkhoahoc.com/index.php?title=Thành_viên:Phạm_Thạch_Thảo/Note:_Giáo_trình_Vật_lý&oldid=85446”