四大力学都是什么 高二物理学习方法

为什么要学习这四门课程呢？因为这四门课程的内容构成了迄今为止物理学理论体系最基本的框架。常常作为美国的物理系phd资格考试内容。那么我们来简单说说这四大力学。理论力学也叫经典力学，在本科阶段我们通过学习理论力学放弃了力的概念，不再围绕牛顿三定律研究问题，取而代之的是量的概念，比如拉格朗日量，从伽利略相对性原理和最小作用量原理出发。你会发现全书常常看不到一张图，是不是很 666。统计力学，与热力学关系密切，用微观统计的角度来阐释诸如热力学定律这样的宏观概念，从概率观点看世界。

 

说完了上面这两个，我们先说点特别的东西—流体力学。它算是经典力学的一个成熟分支，属于经典力学的高级应用。为什么这么说呢？因为流体力学里面虽然也有（建立在很多近似上的）质量，动量，能量方程但是每一个方程的写出又引出了新的变量，最后又不得不联系「统计力学」里面的工具比如状态方程等来求解，所以它本质上是一门偏向应用的学科。因此很多大学并没有把这门课放到物理系里面。但事实上物理系一般会在普通牛顿力学中包含流体刚体，分析力学课也研究刚体。至于流体，在理论物理中地位是不如刚体的，它研究的对象过于特殊，而 TP强调一般与抽象，所以渐渐归入应用物理。一个理论物理学家对流体一无所知，这是不可思议的。

 

某种意义上，这几门课程之于物理学整体学科，可以类比为一组公理之于一个公理系统（当然这比喻其实很不恰当，下文会讲）。公理在推理系统中之所以是基本的，一个重要的性质在于其独立性，即彼此之间无法相互推出。类比于此处讨论，很显然，理论力学、电动力学、热力学统计物理以及量子力学在概念定义、数理方法乃至观念理解等各方面彼此有所重合，但更多的是极大的不同，尤其是量子力学。因此，从框架建构的层面出发，把这四门课程视为物理专业基础课程是有其内在逻辑性的。

 

而流体力学为什么不具有类似的地位呢？因为流体力学的内容几乎全部可以由理论力学推出，它是理论力学普遍原理具体应用于各类流体模型后形成的次一级学科。在理论层面，流体力学并不能提供类似动量守恒等具有跨分支可应用性的基础核心规律，反而其所有规律几乎都能由以动量守恒定律为代表的基础力学原理推出。借用前文的类比，如果说理论力学是公理，那么流体力学就是定理了。

 

接下来我们说说电动力学，注意，正确的的读法是电～动力学，课程内容也不是什么电动机原理。而是利用麦克斯韦方程组来计算电磁学问题。在你刚刚学习这门课程的时候，常常会看到一些书的标题是写着不包含狭义相对论。这是因为当你学完这门课的时候，你会发现电动力学的只是蕴含着狭义相对论得内容，理论推演自然和谐。在后面的学习中常常使用狭义相对论来描述电磁学现象。

 

最后我们来说说量子物理，量子力学直接表示世界是用代数而不是分析描写的(量子应该是四大里最刷新三观的。。）有多重诠释，目前仍然以哥本哈根诠释最为流行，但是仍然有超过半数的物理学家反对这一诠释。最初是由于牛顿力学无法解释原子尺度的物理现象，部分物理学家另辟蹊径，比如薛定谔，用数学方法做出了一套新的物理理论，这就是量子力学。在学习量子力学时，常常会出现一些很困惑的问题，当你询问教授时，他们常常说，你不需要知道这是怎么回事，你只要会用就好了，因为就连物理学家也很难解释清楚这其中的一些问题。