刘全慧
物理学式微？
哄骗一帮应用物理专业的本科生和物理专业的研究生，学一点物理的干货，真是不易！本学期主要为本科生开设“热力学与统计物理”（72课时）和为研究生开设“量子统计”（32课时）这两门课。另外，给自己研究小组中的成员讲授“电动力学梗概”（约18课时）。教材分别是《热力学与统计物理》（林宗涵，北大，2010），Statistical Mechanics（2nd ed.，Pathria, 2001），《电动力学》（第二版，郭硕鸿，高教，2002）。课程都已接近尾声。一学期下来，又和一群懵懵懂懂的小朋友斗智斗勇一番。
有位美女研究生，言辞恳切告诫我，他们其中顶多也就20%喜欢物理。其余80%可以分为两种，一种是想学但是学不好，也没有学习的动力；一种是根本不想学，其中还有一些是由于拿到了保研指标，又不想浪费，甚至还徘徊在学与退学之间。物理和鸡肋无异啊老师。老师要想办法如何放这80%的学生一马！
物理学真的式微？不见得！
一条成为理论物理学家的捷径
本学期，又一次大强度地暴露在“熵”、“相变”、“系综”等统计物理名词中，逼得我不得不思考一些关于统计物理教、研和成才等方方面面的问题。突然发现一个规律：从统计物理入行，有一条成为理论物理学家的短程线。
物理学中，基本运动方程就那么几个，最终状态常常取决于初始状态。
一般认为，理论物理成为一个独立的学科，以麦克斯韦的电磁通论和分子运动论为标志。
麦克斯韦的分子运动论及其速率分布律，无疑是统计物理作为一个独立学科的开创，奠定了基础。
爱因斯坦，博士论文是《分子大小的新测定》。
普朗克，本行就是热力学。
玻尔，硕、博士论文都是关于金属电子论的。
狄拉克，统计物理大家Fowler的博士生。入得门来，首先是写了两篇统计物理的文章，然后才因Fowler的怂恿（aroused）转而对量子力学展开研究。
杨振宁和李政道，自不待言。
身边人物，国内理论物理最年轻的院士孙昌璞教授，他也是从统计物理入行。何以见得？我是《大学物理》的编委，浏览过这个杂志全部文章。记得在1984年前后有他独立完成的一篇论文，谈的是如何称量大气的重量。这篇文章，当是孙教授本科学习时的习作。2010年，他还在《物理》杂志上写过论文讨论量子adiabatic过程和热力学绝热过程之间的有关问题。
更近一点，（科学网）博主之一陈焕阳教授，新科“百优”（全国优秀博士学位论文——编者注）。尽管他现在的领域在超颖材料和“隐身术”，“话说我也是从统计物理入行”！陈老师是博主马红孺老师的学生，而马老师是蔡建华先生的学生。二位都算是统计物理入行！
想近距离成为理论物理学家？无论你最终的研究领域何在，请从学通统计物理开始。而想学通，首先要培养出taste。从统计物理的taste到最终成为理论物理学家，从统计意义上说，弯路最少。
为什么不怕理论物理学式微？
大学不是市场，不拼人气。
大学拼杀气！凭的是专业能力！专业冷僻一点，不是问题。
在我看来，面向“小众”才是大学教授的生存常态。
美国社会，那么资本主义化，物理学也长盛不衰。我就不信中国物理会死亡。实际上，在湖南大学，总有个别本科生喜欢物理甚至理论物理，这里有个统计平均问题，总会有人来。而且，这些人几乎都会投到我的门下来。
20多年来，我一个人坚持理论物理这半亩方潭，看天光云影，有酒也有茶。
教书需要有心人
“热力学与统计物理”和“量子统计”讲了十来遍，还是有新问题。
一位本科生问起，一维谐振子的每个量子态占据一个普朗克常数的相空间体（面）积元。那么基态占据多大的相空间？没有理由说只有一半普朗克常数那么大吧？这个问题的答案是：这个问题即使有，也成不了一个物理问题。一个甚至几个量子态，在全部微观状态中，微不足道，就不要去追究了。
不过如下相关问题很是麻烦。一般而言，证明一个三维体系中每个量子态占据一个普朗克常数三次方的相空间体积元，依赖的不是量子力学，而是准经典理论。（参见Landau Lifshitz，Statistical Physics，Part I, P.24。）我的问题是，为什么准经典理论这么准？我知道这个问题，但是不知道答案。
Pathria一定曾经为这个问题而烦恼过。在他的著作中讲述了这个问题的一段历史，P.39；还有一道习题，Ex. 2.5。Pathria的书给我们一个暗示：量子态占据多大的相空间体积元，其实是个假设或者拟合。
有人认为，这个问题是量子力学测不准关系的必然结果。但是，没有看到定量的推导，不算数。
最后，指出林宗涵先生和Pathria的书有个共同的小毛病：涉及磁场和自旋相互作用时，国际单位制和高斯单位制混用。照本宣科一定出错。
照本宣科养不出杀气，教书呼唤有心人。
（http://blog.sciencenet.cn/u/qhliu）
[93]metanb
大学里给学生用的教材应当是简要和不完备的（或者压根没有教材），主要目的是引发学生的求知欲和探索欲。给予学生的只占学生期望的10%，其余的令其自行去找。这样做效果可能反而要好。给自学的人写的教材应尽可能详细。
[60] 匿名
“从其他入行并无不可，但是从统计入行离成功较近。”不知博主的成功是什么含义，发论文吗？
已有的理论只解释已有的实验，真正的前沿是创造新的方法，去解决还没有答案的问题。而不是抱着经典理论的罐罐敲敲打打，看还有多少剩余残渣能掉出来。
博主回复：从统计物理入行，起点高一点，物理的训练完整一点，今后的路要平坦一点。我谓成功，就是创造！绝不是抱残守拙。
[58] 匿名
哪一块都很重要，不要太突出统计物理，一个数学模型而已。另外，不要以为自己教学多么好或者怎么样，真正的真才实学都是自学的，老师只是告诉学生哪本书是好书就行了。
博主回复：1.不要轻视统计物理！是物理，不是数学。
2.不要认为我教统计就认为统计重要。我的第一篇论文是量子力学，所以我算是量子入行的。由于当年忽视了统计物理，先天不足，至今行之不远。教训啊！
3.从其他入行并无不可，但是从统计入行离成功较近。
[23]toyangchi
物理这东西各个学校都在搞，规模太大，鱼龙混杂，国家应该控制规模，这种学科保持一个小的规模就行了，还见到一些二本院校也招博士，实在是浪费社会资源，贻害学生，这个学科应该控制点好些。
博主回复：对！物理博士点，特别是理论物理博士点，的确不能太多了。应当取少、小而强！
《科学时报》 (2011-12-27 A3 博客@科学网)
