丛书序

这套“物理学大题典”源自20世纪80年代末期的“美国物理试题与解答”，而那套丛书源自80年代的 CUSPEA项目（China-United States Physical Examination and Application Program）。这套丛书收录的题目主要源自美国各著名大学物理类研究生入学试题，经筛选后由中国科学技术大学近百位高年级学生和研究生解答，再经中科大数十位老师审定。所以这套丛书是中国改革开放初期中美文化交流的成果，是中美物理教学合作的结晶，是CUSPEA项目丰硕成果的一朵花絮。

贯穿整个80年代的 CUSPEA项目是由李政道先生提出的。1979年李先生为了配合中国刚刚开始实施的改革开放方针，向中国领导建言，逐步实施美国著名大学在中国高校联合招收赴美攻读物理博士研究生计划。经李先生与我国各级领导和美国各著名大学反复多次磋商研究，1979年教育部和中国科学院联合发文《关于推荐学生参加赴美研究生考试的通知》，紧接着同年7月14日又联合发出补充通知《关于推荐学生参加赴美物理研究生考试的通知》，直到1980年5月13日，教育部和中国科学院再次联合发文《关于推荐学生参加赴美物理研究生考试的通知》，神州大地正式全面启动这一计划。

1979年最初实施的是Pre-CUSPEA，从李先生任教的哥伦比亚大学开始，通过考试选录了5名同学进入哥大。此后计划迅速扩大，包括了美国所有著名大学在内的53所大学，后期还包括了加拿大的大学，总数达到97所，10年 CUSPEA共计录取915名中国各高校应届学生，进入所有美国著名大学。迄今项目过去30年，当年赴美的青年学子早已各有所成，展布全球，许多人回国报效，成绩斐然，可喜可慰。

李先生在他总结文章中回忆说①：“在 CUSPEA实施的10年中，粗略估计每年都用去了我约三分之一的精力。虽然这对我是很重的负担，但我觉得以此回报给我创造成长和发展机会的祖国母校和老师是完全应该的。”文中李先生两次提及他已故夫人秦惠䇹女士和助理 Irene女土，为赴美中国年轻学子勤勤恳恳、默默无闻地做了大量细致的服务工作。编者读到此处，深为感动！这次丛书再版适逢中国科学技术大学60周年校庆，又承李先生题词祝贺，中科大、科学出版社以及丛书编者同仁都十分感谢！

苏轼《花影》诗：“重重叠叠上瑶台，几度呼童扫不开，刚被太阳收拾去，却教明月送将来。”聚中科大百多位师生之力，历二十余载，唯愿这套丛书对中美教育和文化交流起一点奠基作用，有助于后来学者踏着这些习题有形无迹的斑驳花影，攀登瑶台，观看无边深邃的美景。

张永德 谨识

2018年6月29日

①李政道，《我和 CUSPEA》，载于“知识分子”公众号，2016年11月30日。

前言

物理学，由于它在自然科学中所具有的主导作用，在人类文明史，特别是在人类物质文明史中，占据着极其重要的地位。经典物理学的诞生和发展曾经直接推动了欧洲物质文明的长期飞跃。20世纪初诞生并蓬勃发展起来的近代物理学，又造就了上个世纪物质文明的辉煌。自20世纪末到21世纪初的当前时代，物理学正以空前的活力，广阔深入地开创着向化学、生物学、生命科学、材料科学、信息科学和能源科学渗透和应用的新局面。在本世纪里，物理学再一次直接推动新一轮物质文明飞跃的伟大进程已经开始。

然而，经历长足发展至今的物理学，宽广深厚浩瀚无垠，教授和学习物理学都是相当艰苦而漫长的过程。在教授和学习过程许多环节中，做习题是其中必要而又重要的环节习题是巩固所学知识的必要手段，是深化拓展所学知识的重要练习，是锻炼科学思维的体操。

但是，和习题有关的事有时并不被看重，似乎求解和编纂练习题是全部教学活动中很次要的环节。但丛书编委会同仁们觉得，这件事是教学双方的共同需要，只要是需要的，就是合理的，有益的，应当有人去做。于是大家本着甘为孺子牛的精神，平时在科研教学中一道题一道题地积累，现在又一道题一道题地编审，花费了大量时间做着这种不起眼的事。正如一个城市的基础建设，不能只去建地面上摩天大楼和纪念碑等“抢眼球”的事，也同样需要去做修马路建下水道等基础设施的事。

这套“物理学大题典”的前身是中国科技大学出版社出版的“美国物理试题与解答”丛书(7卷)。那套丛书于20世纪80年代后期由张永德发起并组织完成，内容包括普通物理的力、热、光、电、近代物理到四大力学的全部基础物理学，出版时他选择了“中国科学技术大学物理辅导班主编”的署名方式。自那套丛书出版之后，历经10余年，仍然有不断的需求，于是就有了现在的这套丛书—“物理学大题典”。

“题典”编审的大部分教师仍为原来的，只增加了少许新成员经过大家着力重订和大量扩充，耗时近两年而成现在这次再版，编审工作又增加了几位新成员，复历一年而再成。此次再版除在原来基础上适当修订审校之外，还有少量扩充，增加了第6卷《相对论物理学》，第7卷《量子力学》扩充为上、下两分册。丛书最终为8卷10分册，总计起来，丛书编审历时近20年，耗费近40位富有科研和教学经验的教授、约150位20世纪80年代和现在的研究生及高年级本科生的巨大辛劳。丛书确实是众人长期合作辛劳的结品！

现在的再版，题目主要来源当然依旧是美国所有著名大学物理类研究生的入学试题，但也收录了部分编审老师的积累。内容除涵盖力、热、光、电、近代物理到四大力学全部基础物理学之外，还包括了原子核物理、粒子物理、凝聚态物理、等离子体物理、天体物理、激光物理、量子光学和量子信息物理。于是，追踪不断发展的科学轨迹，现在这套丛书仍然大体涵盖了综合性大学全部本科物理课程内容。

这里应当强调指出两点：其一，一般地说，人们过去熟悉的苏联习题模式常常偏重基础知识、偏于计算推导、偏向基本功训练；与此相比，美国物理试题涉及的数学并不繁难，但却或多或少具有以下特色：内容新颖，富于“当代感”，思路灵活，涉及面宽广，方法和结论简单实用，试题往往涉及新兴和边沿交叉学科，不少试题本身似乎显得粗糙但却抓住了物理本质，显得“物理味”很足！纵观比较，编审者深切感到，这些考题的集合在一定程度上体现着美国科学文化个性及思维方式特色！唯鉴于此，大家不惮繁重，集众力而不怯，耗漫长岁月而不辍，是值得的！另外，扩充修订中增添的题目，也是本着这种精神，摘自编审老师各自科研工作成果，或是来自各人教学心得，实是点滴聚成。 

其二，对于学生，的确有一个正确使用习题集的问题。有的同学，有习题集也不参考，咬牙硬顶，一个晚上自习时间只做了两道题。这种精神诚应嘉勉，但效率不高，也容易挫伤积极性，不利于培养学习兴趣；另有些同学，逮到合适解答提笔就抄，这样做是浮躁不踏实的。两种学习方法都不可取。编审者认为，正确使用习题集是一个“三步曲”过程：遇到一道题，先自己想一想，想出来了自己做最好；如果认真想了些时间还想不出来，就不要老想了，不妨翻开习题集找寻答案，看懂之后，合上书自己把题目做出来；最后，要是参考习题集做出来的，花费一两分钟时间分析解剖一下自己，找找存在的不足，今后注意。如此“三步曲”下来，就既踏实又有效率。本来，效率和踏实是一对矛盾，在这一类“治学小道”之下，它俩就统一起来了。总之，正确使用之下的习题集肯定能够成为学生们有用的“拐杖”。

丛书第一版是在科学出版社胡升华博土倡议和支持下进行的，同时也获得刘万东教授、杜江峰教授的支持。没有他们推动和支持，丛书面世是不可能的。这次再版工作又承科学出版社昌盛先生全力支持，并再次获得中国科技大学物理学院和教务处的支持。对些宝贵支持，编审同仁们表示深切谢意。