升华的理论之行动
(2010-05-14
14:40:00)
那是大二下学期的事情了。我这学期只专业课就选了五门（有两门根本没时间去听课）。一周一周的上课、一次一次的写作业、一天一天的自习；发现理论力学（又叫分析力学）是其中最棘手的一门专业课。开始发现它的理论漂亮而精简，可用它来处理实际物理问题却是相当的麻烦。慢慢的发现原来同学们都觉得理论力学是那么的棘手，很有挑战性哦（一旦能独立克服几个实际问题也很有成就感的）。
直到本科毕业我都认为理论力学是所有专业课中最难的，它的难不是在理论的理解上，而是在用这些理论处理繁琐的物理问题上。就难度来说，个人认为理论力学是本科四大力学之首；其次是电动力学、然后是统计力学和量子力学（不同的人有不同的认识）。当然理论力学与在读理论物理研究生阶段的课程相比也就算不了什么了。
教理论力学的那位老师挺幽默的也挺狠的；课本章节后面那么多习题，除了带星号的其余都留成作业了。发现我的课余时间大部分都用在做理论力学作业上了（晕！）。自己一个人是很难把那么多习题都搞定的，有的问题简直无从下手；不要说建立动力学方程了，广义坐标就不知如何选取。对有的问题好不容易写出了动力学方程，解起来是非常的繁琐（然后就怀疑自己是否把方程写正确了，郁闷！）。几乎每天晚上要去自习的；主楼是九点半就开始撵人了，作业还没有做完，就去理科图书馆的自习室（这里可以开到十一点）。晚上十点左右来到图书馆自习室总能遇到班上的两个同学（他们也在为理论力学的作业发愁），大家一起商量集思广益就可以多解决几个问题；有的实在解决不了的也只能放下了。
老师在课堂上只讲简单的例子，难的留给我们做（原话，呵呵）。那是一个细线拴着两个小球，一个小球在桌面上圆周运动，另一个悬挂在空中，这样的例子反复的讲来讲去；老师说改变一下条件可以把问题变的无穷复杂（我无限的赞同），很多问题通过改变初始条件可以变得非常非常的复杂。每几周老师就会派一个学生给我们讲习题课，当时我不知道那学生是博士还是硕士；几年后我站在了那个位置才知道原来是那样（教学实习），那位老师是做核物理理论的后来当了物理学院副院长。
以牛顿运动定律和力的独立作用原理作为力学原理的牛顿力学（又叫矢量力学），有一定的局限性。牛顿力学在解约束运动的问题中处理约束力问题上，不能给出一套有效的方法（不是不能解）。拉格朗日《分析力学》的著成标志着分析力学的建立，后面有哈密顿、庞加莱等很多人的努力理论力学日臻完善。分析力学中完全用数学分析的方法来解决所有的力学问题，而无需借助以往矢量力学中的几何方法。它放弃了以牛顿定律作为力学的基本原理，而是把整个系统看做统一的对象；用统一的方法加以研究，采用了整个物理学中所共有的物理量，就是能量做为力学本身的基本物理量，以广义坐标来描述系统的运动状态。分析力学把抽象的数学研究与具体的物理内容深刻的结合起来，其中的方法教牛顿力学更便于推广到量子力学、量子场论等物理学其他领域
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