6 คะแนน โดย GN⁺ 2023-08-21 | 1 ความคิดเห็น | แชร์ทาง WhatsApp
  • การเรียนฟิสิกส์ด้วยตนเอง หลังจากคณิตศาสตร์ระดับมัธยมปลายแล้ว ต้องค่อย ๆ เรียน วิชาแกนหลักระดับปริญญาตรี ตามลำดับ จึงจะก้าวพ้นการอ่านหนังสือวิทยาศาสตร์สำหรับคนทั่วไปแบบกระจัดกระจายไปสู่ความเข้าใจอย่างเป็นระบบ
  • ฉบับพิมพ์ครั้งที่สองปี 2021 ได้อัปเดตฉบับของตำราและเสริม วิชาเลือกระดับปริญญาตรี·บัณฑิตศึกษา โดยสะท้อนฟีดแบ็กนับตั้งแต่ฉบับแรกปี 2015 และฉบับแรกมีผู้ใช้งานมากกว่า 600,000 คน
  • หลักสูตรระดับปริญญาตรีเริ่มจากกลศาสตร์เบื้องต้น แล้วต่อไปยังแม่เหล็กไฟฟ้า กลศาสตร์ควอนตัม อุณหพลศาสตร์·กลศาสตร์สถิติ โดยในแต่ละขั้นจะเรียน คณิตศาสตร์ที่จำเป็น ควบคู่กันไป
  • แค่อ่านตำราอย่างเดียวไม่พอ ต้องลองทำ โจทย์ปัญหา ของแต่ละบทด้วยตนเองหลายครั้ง จึงจะซึมซับแนวคิดฟิสิกส์ได้จริง
  • ระดับบัณฑิตศึกษาขยายต่อไปถึงฟิสิกส์คณิตศาสตร์ ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป และทฤษฎีสนามควอนตัม โดยมีเงื่อนไขว่าต้องชำนาญวิชาระดับปริญญาตรีทั้งหมดก่อน แต่ประสบการณ์วิจัย·การเขียนวิทยานิพนธ์ในระดับ PhD นั้นยากจะทดแทนได้ด้วยการเรียนด้วยตนเองเพียงอย่างเดียว

เป้าหมายและข้อจำกัดของหลักสูตรเรียนด้วยตนเอง

  • หลักสูตรนี้เป็นเส้นทางการเรียนที่ออกแบบมาเพื่อให้ผู้ที่เรียนฟิสิกส์ในมหาวิทยาลัยอย่างเป็นทางการได้ยาก สามารถศึกษ า ฟิสิกส์จริง ๆ ได้อย่างเป็นลำดับ
  • ฉบับแรกเขียนขึ้นในปี 2015 และฉบับพิมพ์ครั้งที่สองปี 2021 ได้รับการอัปเดตจากฟีดแบ็กทางอีเมลและคอมเมนต์ที่ได้รับตลอดราว 6 ปี
    • อัปเดตฉบับของตำรา
    • เพิ่มวิชาเลือกระดับปริญญาตรี
    • เพิ่มส่วนวิชาเลือกระดับบัณฑิตศึกษา
    • สะท้อนการเปลี่ยนแปลงย่อยอีกเล็กน้อย
  • หากเรียนรายการตำราระดับปริญญาตรีจนจบและเชี่ยวชาญหัวข้อต่าง ๆ ก็จะมีความรู้ระดับปริญญาตรีที่สามารถทำคะแนนได้ดีใน Physics GRE
  • หากเรียนต่อไปถึงตำราแกนหลักระดับบัณฑิตศึกษา ก็จะเข้าใกล้ความรู้ระดับปริญญาโททางฟิสิกส์
  • ปริญญาเอกฟิสิกส์ต้องอาศัยไม่เพียงการเรียนรายวิชา แต่ยังต้องมีงานวิจัยและวิทยานิพนธ์หลายปี จึงยากที่จะได้ประสบการณ์ระดับปริญญาเอกอย่างอิสระครบถ้วน

การเตรียมตัวที่จำเป็นก่อนเริ่ม

  • ก่อนเริ่มเรียนฟิสิกส์ มีเพียง คณิตศาสตร์ระดับมัธยมปลาย ก็เพียงพอ
    • รวมถึง pre-algebra, algebra 1, geometry, algebra 2, trigonometry, pre-calculus
    • ไม่จำเป็นต้องเรียนแคลคูลัสให้จบล่วงหน้า เพราะจะได้เรียนควบคู่กันในช่วงต้นของหลักสูตรปริญญาตรี
  • สำหรับทบทวนคณิตศาสตร์ Khan Academy หมวดคณิตศาสตร์ และ Why Math? by R.D. Driver เป็นแหล่งที่เหมาะสม
  • ชีววิทยาหรือเคมีไม่ใช่วิชาพื้นฐานบังคับ ไม่ว่าจะในระดับมัธยมปลายหรือมหาวิทยาลัย
    • หากต้องการทบทวนวิทยาศาสตร์โดยรวม สามารถใช้ Khan Academy science
  • หนังสือฟิสิกส์สำหรับคนทั่วไปช่วยให้ไม่หลง ภาพใหญ่ ระหว่างการฝึกทำโจทย์และการเรียนที่เน้นตำรา
    • แม้จะเป็นหนังสือของนักฟิสิกส์ชื่อดัง ก็อาจมีเนื้อหาเชิงคาดเดาอยู่มาก จึงควรเลือกหนังสือที่ว่าด้วยฟิสิกส์ที่ได้รับการยืนยันแล้วจริง ๆ
    • หนังสือของ Frank Close หรือ Richard Feynman ถือเป็นตัวเลือกที่ปลอดภัย

วิธีเรียน

  • รูปแบบการเรียนต่างกันไปในแต่ละคน จึงต้องจัดโครงสร้างให้เหมาะกับตนเอง ไม่ว่าจะเป็นการอ่าน การจด การพูด วิดีโอ หรือการลงมือปฏิบัติ
  • ไม่ว่าจะเลือกวิธีใด การทำโจทย์ปัญหา เป็นสิ่งจำเป็น
    • วิธีสำคัญที่สุดในการเข้าใจฟิสิกส์คือการลงมือแก้ปัญหาด้วยตนเอง
    • จะอ้างอิงคำอธิบายออนไลน์ก็ได้ แต่ควรพยายามเองหลายครั้งก่อน
  • ตำราบางเล่มมีเฉลยสำหรับโจทย์ที่เลือกไว้ แต่บางครั้งไม่มีวิธีทำ หรือครอบคลุมเพียงบางข้อ
  • ฟิสิกส์มีทั้งการทดลองและทฤษฎี แต่การศึกษาฟิสิกส์ส่วนใหญ่เกิดขึ้นผ่าน ตำรา·การบรรยาย·การบ้าน
    • ระดับปริญญาตรีมีวิชาปฏิบัติการบางส่วน และนักศึกษาบางคนอาจได้เข้าร่วมงานวิจัย
    • หลักสูตรบัณฑิตศึกษา M.A. และ PhD ก็มักกำหนดวิชาแกนหลัก 2 ปี
    • สำหรับ PhD ยังต้องมีงานวิจัยหลายปี วิทยานิพนธ์ และในหลายหลักสูตรยังต้องมีการสอบเพื่อพิสูจน์ความชำนาญในหลักสูตรแกนหลักด้วย

มองภาพใหญ่ผ่านหนังสือฟิสิกส์สำหรับคนทั่วไป

  • ระดับง่าย
  • ระดับง่าย/กลาง
  • ระดับกลาง
    • The Theoretical Minimum by Leonard Susskind and George Hrabovsky: หนังสือเกริ่นนำกลศาสตร์คลาสสิก เหมาะกับช่วงประมาณขั้นที่ 5 ของหลักสูตรปริญญาตรี
    • The Feynman Lectures on Physics: จะเข้าใจได้ดีขึ้นตั้งแต่ช่วงประมาณขั้นที่ 5~6 ของระดับปริญญาตรี
  • ระดับยาก
    • Deep Down Things by Bruce Schumm: อธิบายแนวคิดยาก ๆ ของฟิสิกส์อนุภาคโดยไม่พึ่งพาการคาดเดา และเหมาะกับช่วงเริ่มต้นของขั้นที่ 7 ระดับปริญญาตรี

หลักสูตรฟิสิกส์ระดับปริญญาตรี

  • หลักสูตรระดับปริญญาตรีโดยทั่วไปจะเรียนตามลำดับด้านล่าง

    • กลศาสตร์เบื้องต้น
    • ไฟฟ้าสถิต
    • คลื่นและการสั่น
    • ฟิสิกส์สมัยใหม่
    • กลศาสตร์คลาสสิก
    • พลศาสตร์ไฟฟ้า
    • กลศาสตร์ควอนตัม
    • อุณหพลศาสตร์และกลศาสตร์สถิติ
    • วิชาเลือกของระดับปริญญาตรี
  • 1. กลศาสตร์เบื้องต้น

    • เป็นวิชาแรกที่เริ่มมองการเคลื่อนที่ของวัตถุด้วยภาษาทางคณิตศาสตร์
    • ครอบคลุมการเคลื่อนที่แนวเส้นตรง สองมิติ และสามมิติ, กฎของ Newton, งาน, พลังงานจลน์, พลังงานศักย์, การอนุรักษ์พลังงาน, โมเมนตัม, การชน, การหมุน, แรงโน้มถ่วง, การเคลื่อนที่แบบคาบ
    • ตำราหลัก
    • คณิตศาสตร์ที่เรียนควบคู่
      • Thomas' Calculus หรือ Stewart's Calculus
      • ถ้าแคลคูลัสยากเกินไป สามารถดู Khan Academy, คอร์สแคลคูลัสของ Robert Ghrist บน Coursera และ Calculus Made Easy ควบคู่กันได้
  • 2. ไฟฟ้าสถิต

    • เรียนเรื่องไฟฟ้าและแม่เหล็กในสภาวะที่ไม่มีการเคลื่อนที่ หรือก็คือสภาวะสถิตของแม่เหล็กไฟฟ้า
    • ครอบคลุมประจุไฟฟ้า, สนามไฟฟ้า, แม่เหล็กและสนามแม่เหล็ก, กฎของ Gauss, ความจุไฟฟ้า, ความต้านทานและการนำไฟฟ้า, ความเหนี่ยวนำ, กระแสไฟฟ้า, วงจร
    • ตำราหลัก
    • คณิตศาสตร์ที่เรียนควบคู่
      • เรียนแคลคูลัสของ Thomas หรือ Stewart ต่อไป และควรเข้าใจพื้นฐานแคลคูลัสให้ได้ภายในช่วงจบขั้นนี้
  • 3. คลื่นและการสั่น

    • ในฐานะพื้นฐานสำคัญสำหรับการเรียนกลศาสตร์ควอนตัม จึงแยกกลศาสตร์ของการสั่นและคลื่นออกมาเป็นวิชาเฉพาะ
    • เรียนเรื่องตัวแกว่งฮาร์มอนิกอย่างง่าย, ตัวแกว่งฮาร์มอนิกแบบมีแดมป์, การสั่นบังคับ, ตัวแกว่งแบบคู่ควบ, คลื่น, การแทรกสอด, การเลี้ยวเบน, การกระจายตัว
    • ตำราหลัก
    • คณิตศาสตร์ที่เรียนควบคู่
      • เริ่ม Zill's Advanced Engineering Mathematics
      • ครอบคลุมพีชคณิตเชิงเส้น, การวิเคราะห์เชิงซ้อน, การวิเคราะห์จริง, สมการเชิงอนุพันธ์ย่อย, สมการเชิงอนุพันธ์สามัญ เป็นต้น
  • 4. ฟิสิกส์สมัยใหม่

    • เป็นขั้นเกริ่นนำของหัวข้อขั้นสูงที่ภายหลังจะได้เรียนลึกยิ่งขึ้น
    • ครอบคลุมพื้นฐานของอุณหพลศาสตร์, ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ, กลศาสตร์ควอนตัม, ฟิสิกส์อะตอม, ฟิสิกส์นิวเคลียร์, ฟิสิกส์อนุภาค, จักรวาลวิทยา
    • ตำราหลัก
    • คณิตศาสตร์ที่เรียนควบคู่
      • เรียนคณิตศาสตร์วิศวกรรมขั้นสูงของ Zill ต่อไป และถ้าชำนาญหัวข้อในหนังสือนี้ก็จะมีพื้นฐานคณิตศาสตร์ที่จำเป็นสำหรับฟิสิกส์ระดับปริญญาตรี
  • 5. กลศาสตร์คลาสสิก

  • 6. พลศาสตร์ไฟฟ้า

    • เริ่มจากทบทวนไฟฟ้าสถิตอีกครั้ง แล้วเรียนภาพรวมของไฟฟ้าและแม่เหล็กแบบคลาสสิกด้วยระดับคณิตศาสตร์ที่สูงขึ้น
    • เรียนสมการ Laplace, การขยายแบบมัลติโพล, โพลาไรเซชัน, อิเล็กทริก, กฎแรง Lorentz, กฎ Biot-Savart, ศักย์เวกเตอร์แม่เหล็ก, แรงเคลื่อนไฟฟ้า, การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า, สมการ Maxwell, คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและการแผ่รังสี, ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ
    • ตำราหลัก
    • ตำราเสริม
  • Div, Grad, Curl and All That by Schey

  • 7. กลศาสตร์ควอนตัม

    • เรียนรู้ฟังก์ชันคลื่น สมการ Schrodinger ทฤษฎีการรบกวน หลักการแปรผัน การประมาณแบบ WKB การประมาณแบบแอดเดียแบติก และการกระเจิง
    • ตำราหลัก
      • Griffith's Introduction to Quantum Mechanics: เป็นตำราหลักของกลศาสตร์ควอนตัมระดับปริญญาตรี และโจทย์ทุกข้อก็คุ้มค่าที่จะทำ
  • 8. อุณหพลศาสตร์และกลศาสตร์สถิติ

    • อุณหพลศาสตร์ว่าด้วยพลวัตที่เกี่ยวข้องกับความร้อนและพลังงาน ส่วนกลศาสตร์สถิติว่าด้วยหลักการระดับจุลภาคของกฎอุณหพลศาสตร์
    • เรียนรู้กฎอุณหพลศาสตร์ เอนโทรปี canonical ensemble การแจกแจงของ Maxwell การแจกแจงของ Planck สถิติ Fermi-Dirac สถิติ Bose-Einstein และการเปลี่ยนสถานะ
    • เมื่อเรียนวิชานี้จบ จะถือว่าเชี่ยวชาญพื้นฐานฟิสิกส์ระดับปริญญาตรีครบถ้วนแล้ว
    • ตำราหลัก
    • ตำราเสริม
  • 9. วิชาเลือกระดับปริญญาตรี

หลักสูตรฟิสิกส์ระดับบัณฑิตศึกษา

  • ฟิสิกส์ระดับบัณฑิตศึกษาถือว่าผู้เรียนเชี่ยวชาญทุกหัวข้อในหลักสูตรระดับปริญญาตรีแล้ว

  • แกนหลักของระดับบัณฑิตศึกษาประกอบด้วยฟิสิกส์เชิงคณิตศาสตร์, ไฟฟ้าแม่เหล็กศาสตร์, กลศาสตร์ควอนตัม, กลศาสตร์สถิติ, ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป, ทฤษฎีสนามควอนตัม และวิชาเลือกบัณฑิตศึกษา

  • นักศึกษาบัณฑิตศึกษาจำนวนมากเรียนกลศาสตร์คลาสสิกเป็นวิชาหลัก แต่หากเชี่ยวชาญกลศาสตร์คลาสสิกระดับปริญญาตรีแล้ว หลักสูตรนี้จะไม่นับเป็นวิชาแยกต่างหาก

  • 1. ฟิสิกส์เชิงคณิตศาสตร์

    • หากต้องการเรียนไฟฟ้าแม่เหล็กศาสตร์, กลศาสตร์ควอนตัม และกลศาสตร์สถิติระดับบัณฑิตศึกษาให้ลึกยิ่งขึ้น จำเป็นต้องมี ความเคร่งครัดทางคณิตศาสตร์
    • จะได้เรียน Fourier analysis, เทนเซอร์, สมการเชิงอนุพันธ์สามัญ, สมการเชิงอนุพันธ์ย่อย, real analysis, complex analysis, พีชคณิต, group theory ฯลฯ อย่างละเอียดมากขึ้น
    • ตำราหลัก
    • ตำราเสริม
  • 2. ไฟฟ้าแม่เหล็กศาสตร์ระดับบัณฑิตศึกษา

    • ครอบคลุมหัวข้อเดียวกับไฟฟ้าแม่เหล็กศาสตร์ระดับปริญญาตรี แต่มี ความเคร่งครัดทางคณิตศาสตร์ สูงกว่า
    • ตำราหลัก
      • Classical Electrodynamics by Jackson: เป็นตำราหลักของไฟฟ้าแม่เหล็กศาสตร์คลาสสิก และหากทำโจทย์ได้มากพอพร้อมทั้งเข้าใจเนื้อหาอย่างแตกฉาน ก็อาจถือได้ว่าเชี่ยวชาญไฟฟ้าแม่เหล็กศาสตร์แล้ว
  • 3. กลศาสตร์ควอนตัมระดับบัณฑิตศึกษา

  • 4. กลศาสตร์สถิติระดับบัณฑิตศึกษา

    • เริ่มต้นใหม่จากเนื้อหาหลังกลศาสตร์สถิติระดับปริญญาตรี บนพื้นฐานคณิตศาสตร์ที่แน่นขึ้นและความเข้าใจกลศาสตร์ควอนตัม
    • ทบทวนกฎของอุณหพลศาสตร์อีกครั้ง แล้วศึกษาต่อจากจุดที่กลศาสตร์สถิติระดับปริญญาตรีสิ้นสุดไว้
    • ตำราหลัก
      • Statistical Mechanics by Pathria and Beale: หากอ่านจนจบและทำโจทย์ได้เป็นส่วนใหญ่ จะช่วยยกระดับความเข้าใจกลศาสตร์สถิติได้มาก
    • ตำราเสริม
  • 5. ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป

    • ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปเป็นทฤษฎีแรงโน้มถ่วง และนอกจากคณิตศาสตร์ที่เรียนมาก่อนหน้านี้แล้ว ยังต้องใช้ เรขาคณิตเชิงอนุพันธ์
    • จะกลับไปเรียนทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษและปริภูมิ-เวลาอีกครั้ง ก่อนศึกษาพื้นฐานของเรขาคณิตเชิงอนุพันธ์, ความโค้ง, แรงโน้มถ่วง, หลุมดำ และจักรวาลวิทยา
    • ตำราหลัก
      • Spacetime and Geometry by Carroll: ตำราที่แนะนำแก่นสำคัญของเรขาคณิตเชิงอนุพันธ์และทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป
    • ตำราเสริม
  • Einstein Gravity in a Nutshell by Zee

  • 6. ทฤษฎีสนามควอนตัม

    • ทฤษฎีสนามควอนตัม (QFT) เป็นแกนกลางของฟิสิกส์พลังงานสูงสมัยใหม่ และ Standard Model ของฟิสิกส์อนุภาคก็เป็น QFT เช่นกัน
    • แนวคิดหลักคือ นำกลศาสตร์ควอนตัมมาใช้กับสนามแบบคลาสสิก และเป็นขั้นที่ยากที่สุดขั้นหนึ่งร่วมกับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป
    • จะได้เรียนการควอนไทซ์สนาม, Feynman diagram, quantum electrodynamics (QED), การรีนอร์มัลไลเซชัน, non-Abelian gauge theory, quantum chromodynamics (QCD), Higgs mechanism, Glashow-Weinberg-Salam electroweak theory, สมมาตรในฟิสิกส์อนุภาค, การแตกหักของสมมาตรแบบเกิดขึ้นเอง
    • ตำราหลัก
    • ตำราเสริม
  • 7. วิชาเลือกในระดับบัณฑิตศึกษา

  • ฟิสิกส์อนุภาค: Quarks and Leptons by Halzen and Martin, Modern Particle Physics by Mark Thomson

1 ความคิดเห็น

 
GN⁺ 2023-08-21
ความคิดเห็นใน Hacker News
  • สิ่งที่ขาดไปเหมือนกับหลักสูตรปริญญาตรีของผมทุกประการคือ กลศาสตร์สสารต่อเนื่อง แค่รู้เรื่องพื้นฐานมาก ๆ อย่างความดันและความเร็วในระบบไม่สมดุลที่กำลังเคลื่อนที่ รวมถึงรู้วิธีแปลศัพท์ที่ต่างกันไปตามสาขาวิทยาศาสตร์/วิศวกรรม เช่น ความดันสถิต·ความดันรวม·ความดันความเร็ว·ความดันหยุดนิ่ง·ความดันไฮโดรสแตติก·ความดันไดนามิก·ความดันเฉย ๆ·เฮดน้ำ ให้เทียบกันได้ ก็มีประโยชน์มากแล้ว
    ของไหลมีอยู่ทุกที่ เรื่องอย่างอ่างล้างหน้า โถส้วม ไส้กรองอากาศ ทั้งสองด้านของพัดลมเล็ก ๆ สเปกปั๊มสาธารณูปโภค หรือความแตกต่างระหว่างระลอกน้ำเมื่อโยนก้อนหินลงบ่อกับแอนิเมชัน “น้ำ WebGL” ที่พบได้ทั่วไป ล้วนเกี่ยวข้องทั้งนั้น
    ถ้ามองกว้างขึ้น แบบจำลองจักรวาลวิทยาก็มักมองเอกภพเป็นของไหลต่อเนื่องที่เปลี่ยนไปตามอวกาศ และดาวฤกษ์ก็เป็นพลาสมาหรือของไหลที่แปลกยิ่งกว่านั้น แต่ในหลักสูตรฟิสิกส์พื้นฐานกลับขาดพื้นฐานนี้ไป และบางครั้งจะเห็นได้เล็กน้อยในภาควิศวกรรมเครื่องกลหรือในบรรยายของ Feynman

    • น่าจะลองดู Modern Classical Physics ของ Kip Thorne และ Roger Blandford หนังสือนี้ออกแบบมาเพื่อครอบคลุมองค์ประกอบของฟิสิกส์ที่ไม่ใช่ควอนตัมซึ่งมักถูกมองข้ามในระดับปริญญาเอกปีแรก และมีส่วนสำคัญเป็นฟิสิกส์สถิติ·ทัศนศาสตร์·ความยืดหยุ่น·กลศาสตร์ของไหล·ฟิสิกส์พลาสมา·สัมพัทธภาพทั่วไป
    • ในฐานะคนที่ย้ายจากฟิสิกส์ไปวิทยาการคอมพิวเตอร์หลังปีหนึ่ง ผมคิดว่าปรากฏการณ์เหล่านั้นทั้งหมดน่าจะเป็น ปรากฏการณ์อุบัติใหม่ ไม่ใช่หรือ ฟิสิกส์ควรจะเน้นสถานะจุลภาคและกระบวนการจุลภาคที่เป็นพื้นฐาน มากกว่าปรากฏการณ์อุบัติใหม่ไม่ใช่หรือ
      แน่นอนว่าต้องมีจุดเปลี่ยนผ่าน แต่พอถึงจุดหนึ่งมันก็กลายเป็นวิศวกรรม ไม่ใช่ฟิสิกส์แล้ว ทั้งยังขึ้นอยู่กับว่าภายในฟิสิกส์จะเลือกสาขาย่อยใด และเราไม่สามารถเชี่ยวชาญทุกอย่างได้
    • ผมมองว่า กลศาสตร์สสารต่อเนื่อง ของของแข็งเป็นจุดที่เหมาะที่สุดในการแนะนำเทนเซอร์เป็นครั้งแรก เทนเซอร์แรกที่นักศึกษาฟิสิกส์จำนวนมากพบมักจะเป็นนามธรรมอย่างประหลาด คล้ายกับการที่เวกเตอร์แรกที่พบคือสถานะเชิงควอนตัม
      ความเค้นและความเครียดเป็น “เทนเซอร์อันดับ 2 ตัวอย่างหลัก” ที่เหมาะมาก และควรค่าแก่การอธิบายความหมายให้เต็มที่ เหมือนที่สอนให้นักศึกษาคิดถึงเวกเตอร์ว่าเป็น “สิ่งที่หน้าตาเหมือนการกระจัด/ความเร็ว”
    • ถ้าเข้าใจ สมการเชิงอนุพันธ์ย่อย ในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปและทฤษฎีสนามควอนตัมได้ ก็ย่อมนำไปใช้กับปัญหาของไหลอย่างอ่างล้างหน้า·โถส้วม·พัดลม·ปั๊มได้
    • ผมก็เห็นส่วนที่ขาดหายไปนั้นเหมือนกัน และตีความว่าเป็นเพราะการศึกษาฟิสิกส์พยายาม แยกตัวออกจากวิศวกรรม
      ทฤษฎีสนามแบบคลาสสิกที่ไม่เป็นสัมพัทธภาพตอนนี้เป็นหัวข้อวิศวกรรมระดับปริญญาตรีแล้ว แต่วิศวกรควอนตัมยังมีไม่มาก หัวข้อที่ไม่ใช่ควอนตัมส่วนใหญ่ในหลักสูตรฟิสิกส์ปริญญาตรียุคใหม่ก็ท้ายที่สุดถูกใส่ไว้เพื่อเตรียมความพร้อมให้เข้าใจสิ่งอย่างอุณหพลศาสตร์ควอนตัม·ทฤษฎีสนาม·ทัศนศาสตร์
  • จุดที่ผู้เขียนเน้นได้ถูกต้องคือ “การแก้โจทย์เท่านั้นคือวิธีทำความเข้าใจฟิสิกส์ และไม่มีทางลัด” ประโยคนี้นำไปใช้กับสาขาอื่นได้ดีด้วย
    ผมไม่อยากห้ามคนที่พยายามเรียนสาขายาก ๆ ด้วยตัวเอง แต่ปัญหาที่พบได้บ่อยมากและเห็นได้ทันทีในคนเรียนเองก็คือเรื่องนี้ ถ้าไม่เคยแก้โจทย์ที่ยากพอ ก็จะขาด สัญชาตญาณ ที่เชื่อมทฤษฎีเข้าด้วยกัน

    • เมื่ออายุมากขึ้น ผมก็ยอมรับมุมมองนี้มากขึ้น เมื่อก่อนผมให้ทฤษฎีอยู่เหนือกว่ามาก โดยเชื่อว่าทุกอย่างสามารถและควรถูกอนุมานจาก หลักการแรก ได้
      ตอนนี้ผมให้สิ่งที่เป็นรูปธรรมมาก่อนทุกอย่าง ทฤษฎีมีคุณค่าเมื่อมันส่องให้เห็นว่าการปฏิบัติจริงทำงานได้อย่างไร ไม่อย่างนั้นก็เป็นแค่คำพูด
      กรณีที่น่าหงุดหงิดที่สุดคือเวลาที่เพื่อน ๆ รู้สึกว่าเข้าใจหัวข้อที่ผมรู้ในฐานะผู้ปฏิบัติจริง ซึ่งมักเป็นเรื่องเทคโนโลยี/การเขียนโปรแกรม เพียงจากวิดีโอ YouTube หรือพอดแคสต์ พวกเขาฟังผู้เชี่ยวชาญพูดมาหลายชั่วโมงจึงรู้สึกว่าเข้าใจลึกซึ้ง แต่เป็นความรู้ที่ไม่เคยถูกนำไปใช้ในโลกจริง จึงเข้าใจผิดหลายอย่าง ขณะเดียวกันก็คิดว่าตัวเองรู้พอ ๆ กับผม
    • ผมเพิ่งรู้สึกว่าตัวเองพอมีความชำนาญด้านฟิสิกส์ หลังจากสละเวลาทั้งฤดูร้อนระหว่างปริญญาตรีกับบัณฑิตศึกษา เป็นเวลา 3 เดือน แก้โจทย์จากตำราสัปดาห์ละ 6 วัน วันละ 10 ชั่วโมง เพื่อทบทวนหลักสูตรฟิสิกส์ปริญญาตรี 4 ปีทั้งหมดอีกครั้ง
      ไม่มีอะไรทดแทน การแก้โจทย์ ได้
    • เห็นด้วยอย่างยิ่ง ตอนเด็ก ๆ ผมอ่านเอกสารแล้วคิดว่า “อ๋อ สมเหตุสมผล เข้าใจแล้ว” แต่พอถึงการสอบหรือสถานการณ์ที่ต้องนำไปใช้ ก็ล้มเหลวอย่างย่อยยับและตระหนักว่าจริง ๆ แล้วไม่รู้
      ผมเป็นคนชอบเรียนเองมาก แต่ได้เรียนรู้ว่ากว่าจะบอกว่ารู้ได้ ก็ต่อเมื่อสามารถใช้เทคนิคนั้นแก้ปัญหาได้
    • ผมอยากให้ตำราฟิสิกส์ใช้วิธี นำเสนอโจทย์ก่อน แล้วค่อยให้วิธีแก้มากขึ้น บ่อยครั้งเกินไปที่หนังสือให้แค่รายการเทคนิคและแนวคิด โดยที่นักศึกษาไม่มีแรงจูงใจ เพราะไม่เห็นว่าสิ่งเหล่านั้นเป็นองค์ประกอบของคำตอบต่อปัญหายาก ๆ
      ถ้าให้ปัญหายากก่อน นักศึกษาจะลองผิดลองถูกจนตระหนักว่า “ต้องมีอะไรสักอย่างมาช่วยเรื่องนี้” ตอนนั้นค่อยให้เครื่องมือที่จำเป็น
      ตัวอย่างเช่น แคลคูลัสอาจเรียนได้ดีกว่าหลังจากลองใช้กฎแรง หรือทำการวิเคราะห์เชิงตัวเลขมาบ้างเล็กน้อย แบบนั้นจะเห็นว่าคำตอบแบบปิดรูปไม่ใช่งานทำซ้ำธรรมดา แต่เป็นเครื่องมือประหยัดแรงงานขนาดใหญ่ที่กำจัดการวิเคราะห์แบบแก้ขัดอันหนักหน่วงออกไป
      ส่วนที่เป็นคณิตศาสตร์ของแคลคูลัส ผมก็จะเน้นน้อยลงในตอนแรกเช่นกัน ถ้าถามว่าท้ายที่สุดต้องเจาะลึกเรื่องความต่อเนื่องหรือทฤษฎีบทมูลฐานของแคลคูลัสไหม คำตอบคือใช่ แต่ไม่ใช่ตั้งแต่แรก การเขียนโปรแกรมก็ไม่ได้ต้องรู้ทฤษฎีภาษา ชนิดข้อมูลนามธรรม ทฤษฎีหมวดหมู่ หรือแลมบ์ดาแคลคูลัส เพื่อเขียนโปรแกรมแรกหรือโปรแกรมที่สอง เมื่อรู้สึกถึงความจำเป็นแล้วค่อยดึงความเข้าใจเหล่านั้นออกมาใช้ มันจึงจะผสานเข้ากับกล่องเครื่องมือได้ดี
    • เพราะเรามักหลงคิดว่าเข้าใจสิ่งที่อ่าน จึงจำเป็นต้องมี แบบฝึกหัด อย่างที่ Richard Feynman พูดไว้ว่า “หลักการข้อแรกคืออย่าหลอกตัวเอง และคนที่หลอกได้ง่ายที่สุดก็คือตัวเราเอง”
      เราอาจคิดว่าเข้าใจ 90% ของสิ่งที่อ่าน แต่จริง ๆ แล้วมีแนวโน้มว่าเข้าใจแค่ 20–30% การแก้โจทย์อย่างน้อยก็ทำให้รู้ว่าตัวเองยังไม่รู้อีกมาก จากนั้นเมื่อย้อนกลับไปอ่านหน้าก่อน ๆ อีกครั้ง ก็จะเห็นส่วนที่เคยอ่านผ่าน ๆ เพราะคิดไปเองว่าเข้าใจแล้ว หรือหนักกว่านั้นคือข้ามไปเลย
      เคล็ดลับส่วนตัวคือเวลาอ่านตำรา ให้คอยตั้งคำถามในหัวอย่าง “ถ้าเป็นแบบนี้ล่ะ?” “แล้วอันนั้นล่ะ?” อยู่เสมอ แม้สิ่งนั้นจะยังไม่ได้อธิบายในหัวข้อนั้นก็ไม่เป็นไร ต้องเชื่อมสิ่งที่เพิ่งเรียนกับสิ่งที่รู้มาแล้วเมื่อไม่กี่วันก่อนหรือหลายปีก่อนอย่างต่อเนื่อง จงมีความอยากรู้อยากเห็น และตรวจสอบสิ่งที่คุณคิดว่าเข้าใจจริง ๆ
  • ในประเด็นที่ Classical Electrodynamics ของ Jackson ถูกเรียกว่า คัมภีร์ของอิเล็กโทรไดนามิกส์แบบคลาสสิก นั้น มีเส้นแบ่งชัดเจนระหว่างคนที่รักมันเหมือนผู้เขียน กับบรรดานักศึกษาปริญญาโท/เอกจำนวนมากที่ฝันร้ายกับมัน ผมชอบรีวิว Goodreads นี้ https://www.goodreads.com/review/show/1266180525
    เป็นรีวิวทำนองว่า “คู่มือเทคนิคทำลายจิตวิญญาณที่เขียนโดยคนซาดิสต์ ซึ่งทำหน้าที่เป็นพิธีผ่านวัยของปริญญาเอกฟิสิกส์มาตั้งแต่โบราณกาล อาจารย์ของผมทุกคนเรียนจากหนังสือเล่มนี้ และทุกคนเกลียดมันอย่างแรง…”
    ส่วนตัวแล้ว ถ้าหนังสือเล่มนี้เป็นคัมภีร์ของกลศาสตร์คลาสสิกจริง ๆ ผมก็คงเป็นอเทวนิยม

    • น่าสนใจที่รีวิวเวอร์คนเดียวกันเปลี่ยนความคิดไปเล็กน้อยในอีก 2 ปีต่อมา แม้จะยังเกลียดอยู่ แต่บอกว่ามันน่าจะเป็นตำราเรียนที่ดีที่สุดในบรรดาที่เขามี และเขายังคงกลับไปเปิดดูเพื่อทบทวนแนวคิดพื้นฐานหรือคณิตศาสตร์อยู่เรื่อย ๆ
      ปัญหาคือ เพื่อให้หนังสือเล่มนี้มีประโยชน์ จริง ๆ แล้วคุณแทบต้องเข้าใจเนื้อหาอยู่แล้ว เขาประเมินว่ามันเป็นคู่มือเทคนิคที่อัดแน่น ซึ่งจะทรงพลังมากเมื่ออ่านคู่กับหนังสือที่เข้าใจง่ายกว่าอย่าง Griffiths
    • ถึงอย่างนั้น ก็สงสัยว่าในวิชาแม่เหล็กไฟฟ้าระดับบัณฑิตศึกษา ควรแนะนำเล่มไหนแทน ผู้เขียนก็แนะนำอยู่แล้วว่าในระดับปริญญาตรีให้เริ่มจาก Introduction to Electrodynamics ของ Griffiths และสำหรับผม หนังสือเล่มนั้นอ่านสนุกจริง ๆ
    • ผู้เขียนไกด์นี้ฉลาดเกินไปมาก จึงยากจะบอกว่าความเห็นนี้ใช้ได้กับผู้อ่านส่วนใหญ่
      สำหรับคนที่ฟิสิกส์มหาวิทยาลัยขั้นสูงง่ายเหมือนหัดพูด Jackson อาจรู้สึกเหมือนเดินเล่น ผู้เขียนเป็น outlier อย่างมหาศาลในทุกด้านของชีวิต และดูฉลาดเหนือจริงระดับ Witten หรือ Tao โดยทั่วไป Jackson ถือเป็นตำราที่ยากน่ากลัว
  • ชื่อเรื่องน่าจะเหมาะกว่าถ้าเป็น “ถ้าอย่างนั้นคุณอยากเรียน ฟิสิกส์เชิงทฤษฎี สินะ”
    แม้ในหมู่นักทฤษฎีสมัยใหม่และนักฟิสิกส์คณิตศาสตร์จะไม่ค่อยรู้จักหรือให้การยอมรับมากพอ แต่จริง ๆ แล้วฟิสิกส์เป็น วิทยาศาสตร์เชิงประจักษ์ รายการทั้งหมดในลิสต์ล้วนตั้งอยู่บนรากฐานของอุปกรณ์และการจัดวางการวัดที่หลากหลายและซับซ้อน หรือก็คือการทดลอง ไม่ทางตรงก็ทางอ้อม ความก้าวหน้าในการทำความเข้าใจจักรวาลทางกายภาพก็มักมาจากการประดิษฐ์หัววัดที่ดีขึ้นและเปิดหน้าต่างการสังเกตใหม่ ๆ
    ถ้าเปรียบความสัมพันธ์ระหว่างฟิสิกส์เชิงทฤษฎี/เชิงประจักษ์กับคอมพิวเตอร์ก็สนุกดี คุณอาจใช้แต่ซอฟต์แวร์ประยุกต์ไปตลอดชีวิตโดยไม่ต้องรู้ก็ได้ว่าจริง ๆ แล้วกำลังใช้อุปกรณ์ดิจิทัลแบบไหนอยู่ แต่ถ้าจะสร้างภาษาโปรแกรมใหม่ หรือก็คือทฤษฎีใหม่ ก็มีแนวโน้มสูงว่าจะต้องขุดลงไปถึงเรื่องอย่างโครงสร้างหน่วยความจำและแคช ถ้าจะเปิดหน้าต่างการสังเกตใหม่ที่เพิ่มความเร็วการคำนวณได้อย่างก้าวกระโดด ก็ต้องออกแบบชิปใหม่ และถ้าจะลงลึกกว่านั้นเพื่อสร้างแพราดายม์การประมวลผลแบบใหม่ ก็ต้องเรียนกลศาสตร์ควอนตัม
    เพื่อความเป็นธรรม ช่วงท้ายของบทความมีประโยคหนึ่งพูดถึงสถานที่ประหลาดที่เรียกว่าห้องทดลองอยู่ อย่างไรก็ตาม ถ้าจะเป็นหนังสือปูพื้นฐานแบบครอบคลุมสำหรับฟิสิกส์เชิงทฤษฎี ผมแนะนำ The Road to Reality ของ Roger Penrose น่าเสียดายที่ไม่มีหนังสือเล่มไหนกวาดผ่านฟิสิกส์เชิงทดลองทั้งหมดได้ลึกเท่านั้น

    • ผู้เขียนก็แค่เรียงหลักสูตรมาตรฐานระดับปริญญาตรีและบัณฑิตศึกษาเท่านั้น ผมกดดูหนังสือที่ลิงก์ไว้ แล้ววันที่ที่ผมซื้อจาก Amazon ตอนเรียนวิชาเหล่านั้นก็ยังคงอยู่ ไม่ใช่ลิสต์ที่ใช้ได้เฉพาะกับฟิสิกส์เชิงทฤษฎีเป็นพิเศษ
  • อ่านบล็อกนี้แล้วรู้สึกอาย ผมเพิ่งจบมหาวิทยาลัย แต่การเรียนฟิสิกส์ตอนมัธยมปลายน่าเบื่อและเหนื่อยมาก จนช่วงหนึ่งถึงกับเกลียดฟิสิกส์ และเพราะอย่างนั้นจึงเลือกเรียนวิทยาการคอมพิวเตอร์แทนฟิสิกส์เป็นสาขาหลักในมหาวิทยาลัย
    ต่อมาผมค่อย ๆ สนใจฟิสิกส์มากขึ้น แต่เพราะขาดนิสัยการเรียนที่ดี บรรยากาศ และความกล้า—พูดตรงกว่านั้นคือความกลัวกับความขี้เกียจ—จนถึงตอนนี้ก็ยังไม่ก้าวไปไหนเลย เป็นการตัดสินใจที่เสียใจที่สุดในชีวิต
    ผมกำลังจะไปเรียนปริญญาโท CS ที่สหรัฐฯ และทรัพยากรการศึกษาที่นั่นน่าจะมีมากกว่า บางทีในเวลาว่างของหลักสูตร 2 ปี อาจได้เรียนฟิสิกส์บ้างก็ได้

    • รู้สึกคล้ายกันกับการเลือก CS แทนฟิสิกส์ แต่ถึงจุดหนึ่งก็ต้องเลือกทางที่ใช้งานได้จริง ไม่ต้องโทษตัวเองมากเกินไป เป็นไปได้ว่าถ้าคุณเลือกฟิสิกส์ คุณก็คงรู้สึกแบบเดียวกันกับ CS
  • เมื่อก่อนผมชอบคอมพิวเตอร์มากกว่าเล็กน้อยเลยเลิกเรียนฟิสิกส์ ตอนนี้ค่อนข้างเบื่อคอมพิวเตอร์แล้ว จึงอยากดึงหนามในใจตอนนั้นออกแล้วลองทำอะไรแบบนี้ดู
    แต่เวลาผ่านไปนานมากจนดูเหมือนต้องเริ่มทบทวนตั้งแต่คณิตศาสตร์มัธยมปลาย และแค่คิดแบบนั้นก็ทำให้หมดแรงตั้งแต่ยังไม่เริ่ม

    • ผมเริ่ม เรียนฟิสิกส์เชิงทฤษฎีด้วยตัวเอง ตั้งแต่ปลายปีที่แล้ว และเกือบหนึ่งปีมานี้ก็เรียนฟิสิกส์ทุกวันก่อนและหลังไปทำงาน ต้องทบทวนแคลคูลัสกับเมทริกซ์ใหม่ แต่หลังจากเว้นไป 25 ปี มันก็กลับมาได้ค่อนข้างเร็วภายในไม่กี่วัน หวังว่าจะไม่ท้อเพราะเรื่องนั้น
    • กำลังเตรียมทำเรื่องคล้าย ๆ กัน แต่จะโจมตีอสูรที่ตัวเล็กกว่าอย่าง ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ผมมีปริญญาโทสถิติศาสตร์ แต่สถิติศาสตร์ไม่ค่อยเข้ากับคณิตศาสตร์บริสุทธิ์ และแม้แต่นั่นก็ลืมไปเกือบหมดแล้ว
      ถึงจะเป็นอสูรอยู่ดี แต่ผมมองว่ามันถูกขังอยู่ภายในกำแพงของตัวเอง หัวข้อที่ไม่เกี่ยวอย่างฟิสิกส์ควอนตัมหรือเรื่องอื่น ๆ สามารถข้ามได้ ผมสงสัยเหมือนกันว่าการโฟกัสเป้าหมายที่เล็กลงจะช่วยได้ไหม
    • ถ้าใช้คณิตศาสตร์เพื่อจำลองระบบ แทนที่จะเรียนคณิตศาสตร์ล้วน ๆ จะเข้าใจง่ายขึ้นมาก ถ้าใช้มันจำลองความสัมพันธ์ระหว่างตำแหน่ง ความเร็ว และความเร่ง อนุพันธ์และปริพันธ์ ก็จะง่ายขึ้น
      ผมเองก็รู้สึกว่าไม่เคยเข้าใจพีชคณิตเชิงเส้นอย่างถูกต้อง จนกระทั่งนำไปใช้เรียนควอนตัมคอมพิวติ้ง
    • ถ้าสิ่งที่ติดอยู่มีแค่การทบทวนคณิตศาสตร์มัธยมปลาย ใช้ Khan Academy ก็ทำได้ง่าย ๆ
  • แทนที่จะอ่านหนังสือมากมาย 27 เล่มหรือกี่เล่มก็ตาม นักเรียนที่มีแรงจูงใจอาจลองใช้ A Unified Grand Tour Of Theoretical Physics ของ Ian D. Lawrie เพียงเล่มเดียวก็ได้
    ยังมี “Snapshots of the Tour” ความยาว 18 หน้า ซึ่งอาจเป็นทริปย้อนความหลังสำหรับคนที่เคยเรียนฟิสิกส์มานานแล้ว แน่นอนว่าถ้าไม่เคยสัมผัสเนื้อหาส่วนใหญ่มาก่อนก็อาจเข้าใจยาก และผมก็ไม่เคยมีประสบการณ์สอนฟิสิกส์ด้วยหนังสือเล่มนี้

    • แม้ในกรณีที่หายากซึ่งมีพื้นฐานคณิตศาสตร์จำเป็นครบแล้ว เช่น สมการเชิงอนุพันธ์ย่อย แคลคูลัสเวกเตอร์ เทนเซอร์ ฯลฯ ก็เป็นไปไม่ได้ที่จะเรียนฟิสิกส์จากหนังสือเล่มนี้ ไม่ใช่ปัญหาเรื่องแรงจูงใจ แต่เราไม่สามารถเริ่มจาก สัมพัทธภาพพิเศษ/สัมพัทธภาพทั่วไป กับปริภูมิ-เวลา และสนามควอนตัมได้
      ก่อนอื่นต้องแก้โจทย์จำนวนมากในกลศาสตร์นิวตัน แม่เหล็กไฟฟ้า และอุณหพลศาสตร์ เพื่อสร้างฐานฟิสิกส์คลาสสิกที่แข็งแรง สาขานี้ไม่มีทางลัด และลิสต์ของ Susan คือหลักสูตรมาตรฐาน อีกทั้งแทบเป็นวิธีเดียวในการสร้างนักฟิสิกส์ขึ้นมา
      อย่างไรก็ตาม สำหรับคนที่มีความรู้ฟิสิกส์ระดับบัณฑิตศึกษาแล้วและต้องการรื้อฟื้นความจำ หนังสือเล่มนี้ดูเหมือนจะยอดเยี่ยม
  • คู่มือนี้รวบรวมหนังสือที่มักได้รับการแนะนำในหลักสูตรมหาวิทยาลัย ดังนั้นหากจะเรียนให้เข้าใจจริง ๆ ต้องใช้เวลาและความพยายามไม่น้อย
    หนึ่งในชุดหนังสือที่นักฟิสิกส์แทบจะยึดถือกันราวกับความเชื่อคือ Landau and Lifshitz แต่จากประสบการณ์ของผม มันจะมีคุณค่าก็ต่อเมื่อมีความเข้าใจพื้นฐานอยู่พอสมควรแล้วเท่านั้น

    • Landau and Lifshitz เป็นหนังสือที่แย่มากในเชิงการสอน ข้อดีมีแค่ครอบคลุมและเคร่งครัดเท่านั้น
    • Landau and Lifshitz หนักเกินไปจนไม่เข้ากับผมเท่าไร ผมใช้ไฟล์ PDF lecture notes จากหลายคอร์สเป็นหลัก
      คุณภาพอาจไม่สม่ำเสมอ แต่ก็มีของยอดเยี่ยมอยู่มาก และสามารถเลือกอ่านโน้ตหลายชุดในหัวข้อเดียวกันได้ง่าย ๆ เพื่อเติมเต็มส่วนที่ยังไม่เข้าใจ
  • แปลกใจที่โน้ตควอนตัมฟิลด์ทฤษฎีของ Tong ไม่ถูกใส่ไว้ https://www.damtp.cam.ac.uk/user/tong/qft.html
    โน้ตอื่น ๆ ของเขาก็ดีเยี่ยมเช่นกัน แต่สำหรับ ควอนตัมฟิลด์ทฤษฎี ระดับเริ่มต้น ผมมองว่านี่เป็นแหล่งข้อมูลที่ชัดเจนเพียงแห่งเดียว ส่วนควอนตัมฟิลด์ทฤษฎีขั้นสูงนั้น ผมเองก็ไม่มีแหล่งข้อมูลแบบนั้นเหมือนกัน แน่นอนว่าวิธีเดียวที่จะเรียนควอนตัมฟิลด์ทฤษฎีให้ได้จริง ๆ คือเรียนซ้ำหลายรอบจากหลายแหล่ง แต่โดยปกติหลังจากเรียนรอบแรกก็มักมีสอบ และโน้ตของ Tong อาจช่วยให้ผ่านการสอบนั้นได้

  • ดีใจที่เห็น Introduction to Electrodynamics ของ Griffiths ได้รับความรัก ผมรู้ว่ามีคำวิจารณ์ว่าไม่เคร่งครัดพอ แต่ผมไม่เคยอ่านตำราคณิตศาสตร์/วิทยาศาสตร์เล่มไหนที่ทำได้ดีเท่านี้ในการทำให้มือใหม่เข้าใจวิชานั้นอย่างแท้จริง

    • อยากรู้ว่าไม่เคร่งครัดในความหมายไหน แม้ผมยังไม่เคยอ่าน แต่ก็น่าสนใจที่มันเป็นหนังสือวิทยาศาสตร์แบบไม่เคร่งครัดที่ “ดี” คือเป็นแนวข้ามบางส่วนไปแบบคร่าว ๆ เพื่อไปสู่หัวข้อสำคัญหรือเปล่า?