心怀宇宙天地宽分享 http://blog.sciencenet.cn/u/陈学雷 国家天文台研究员,从事宇宙学研究

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关于宇宙学课程的参考书和预习内容

已有 10334 次阅读 2010-9-9 05:58 |个人分类:科教评论|系统分类:教学心得| 宇宙学

这学期我在中科院研究生院讲授的宇宙学课程十一假期后才开始上课,有好几位同学向我询问本课程的参考书,以及开课前这段时间应该预习些什么内容,这里略述一二。

参考书:我讲课的内容并不按照单一的教材,这次讲课可能会随着课程进度写一些讲义供同学使用。我自己备课的参考书有十几本,其中主要的是下面几本:

[1] R. Kolb & M. Turner: The Early Universe, 1986 或1994
[2] D. Lyth & A. Liddel: The Primordial Density Perturbation: Cosmology, Inflation and the Origin of Structure, 2009
[3] S. Weinberg: Cosmology, 2008
[4] V. Mukhanov: Physical Foundations of Cosmology, 2005
[5] S. Dodelson: Modern Cosmology, 2003
[6] J. Peacock: Cosmological Physics, 1998
[7] H. Mo, F. van den Bosch, S. White, Galaxy Formation and Evolution, 2010

其中,[1,2]两本书的深度比较适中,[1]对于早期宇宙的物理介绍得较为明白流畅,[2]比较适合做教材且对现代的宇宙学研究介绍得更多,但内容着重点与本课程不完全相同。[3-5] 的内容比较深,不太适合初学者。[6-7]对现代的研究介绍得比较广泛。如果只读一本书的话,我觉得[1]或者[6]比较合适。当然,如果同学手头已经有其它的宇宙学书籍,也不妨先读手头已有的书,因为最基本的内容总是一样的。

广义相对论是宇宙学的基础,因此最好同时学习广义相对论的课程。本学期广义相对论课程开始较晚,因此我在开始讲宇宙学时也会简单介绍一些相对论的内容(明年会协调广义相对论课较早开始)。同学不妨预习一下广义相对论的内容,这方面的经典著作是
S. Weinberg: Gravitation and Cosmology: principles and applications of the general theory of relativity, 1972,
本书有科学出版社的中译本(引力论和宇宙论),且对宇宙学的介绍虽然有点过时,但基础的内容也讲得很好。当然,也可以读其它的广义相对论入门书籍,内容都差不多。就快速入门和满足本课程的学习要求而言,象温伯格这样用传统的张量分析观点介绍广义相对论的数学就足够了,可以暂不必学现代微分流型的抽象理论(如果感兴趣,可以以后再花较多时间学习这一数学理论)。

顺便说一句,去年我在讲授这一课程时发现,有的同学虽然大学本科是物理专业的,但竟然从没有学过狭义相对论。坦白地说,我真难以理解怎么会发生这样的事。相对论和量子力学作为现代物理学的两大基础,应该是所有物理专业的同学都必须掌握的基础知识,而且应该是多层次、多角度学习过的,例如,在低年级的普通物理的力学、电磁学和高年级的电动力学中都应有关于狭义相对论的内容,或者如果担心学生和教师程度低一些学不好、教不好,至少也应该在大学四年的培养过程中安排好好学上一次。如果一所大学的物理系在制订其本专业的教学计划时竟然没有把狭义相对论列为必须学习的内容,那我认为说它是误人子弟也不为过。我们的教育部前几年整天搞高校教学评估,折腾得人仰马翻,遭到舆论的普遍反对。但有些人还认为,这种强行要求各高校向同一标准看齐的作法对一流大学不合适,但对某些水平较低的学校还是有提高作用的。从这件事来看,我非常怀疑所谓的教学评估对任何学校有任何提高作用,因为培养方案上这么明显的缺陷也没有被教学评估所发现和改正。

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1 李宇斌

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