趣科学：如何从零开始学习天体物理学？

aywzj

一个几乎把物理忘光的人如何从零开始学习天体物理？

严重反对给推荐科普书的。人家是正经八百想学天体物理的呀，那些科普书除了让人晕乎，真是啥用都没有（是的，我在开玩笑）。

另外，楼上有说“楼主来泡物理男的，正儿八经回答的歇啦”——您确认这不是“小伙伴们的好事，大快所有人心的大好事”？

来，我传题主一套咒语，免费的哟~ 跟我默念三遍：

天体物理是物理学中最容易入门的分支。

天体物理是物理学中最容易入门的分支。

天体物理是物理学中最容易入门的分支。

是的，您没看错。在下智商不过 75（省妇幼保健院实测值，非烂大街智商 App 数值），有学习障碍，记忆力一塌糊涂，学校办特奥会的时候有人把我当运动员的，竟然都在天体物理界混着，您大可以多点儿自信。大不了，咱还可以去天文台维护望远镜和值班嘛。

啊呀，题主被刚才的咒语迷倒了，中了邪魔了，咋办？没事儿，我这儿有解药，免费的哟~ 跟我默念三遍：

天体物理是物理学中最“恶心”的分支。

天体物理是物理学中最“恶心”的分支。

天体物理是物理学中最“恶心”的分支。

凝聚态物理，不管数学结构如何 sophisticated，总是瞄着实验上的实现，而且伟大的凝聚态和冷原子实验家们，甭管怎样的球形鸡，总能给您造一个出来，还就这么妥妥地搁真空里，让人食欲大开。

高能么，能做得了的实验，人们都做得非常极致。做不了实验的…… 实在不行咱做数学去吧，没看人 Witten 拿的是菲尔兹奖么。最不济，物理学的其他部分甚至其他门类的科学都在冲咱们借方法呐。

天体物理？得了吧，宇宙给咱什么，咱就只能看什么，数据都糟烂得跟一坨那 X 似的。理论？别提了您哪，实验上没法做的东西，要是宇宙中还找不到，您跟谁说理去？哦，感情您编那么复杂一个故事，都只是为了骗骗自己？数学？那么 naive 的方程组您跟我谈数学？谁管您找了个全世界前几的超级计算机吭哧吭哧跑了多少个半天啊。

废话说完，推荐步骤。

美帝有一些学校的天体物理系开设了 Post Bachelor 项目，专供转行人士使用；价格略坑爹，性能不知，谨慎参与。本系今年入了俩 PostBach 的哥们儿，一个原是做经济（还是偏人文的经济）的，另一个原是做工程的。

要是想自学，您得有个前提：大学物理多多少少得捡起来点儿，手边还得备一套物理专业普物教材。无他，有时候用得上啊。不过，也别贪多，当成资料，不懂的时候翻翻就是。

可以去 MOOC 或者 Coursera 平台上找公开课，但是也别贪多，天文 101 之类的也多坑爹（真的，101 们就是让您瞅瞅天文美图的，要这样还不如多去看看电影），2 字头之类的可以考虑试试。Yale 的天文系不大（在化学系楼的地下室和三楼各挤了半层我瞅了直接寒心不敢去了我会乱说么），开的课却也还不错。到了 3 字头，就需要一些实打实的数学物理知识了（不过还好，是普通物理级别的）；不才本学期带了系里的 AST 303 课（作为助教），深感小朋友们的数理基础略略捉鸡（平均而言；大牛总是有的）。不过，一套扎实的普物教材（高教社的《新概念物理教程》 其实不错），会让您有信赖的赶脚的。

至于天体物理本身的教材…… 我得发表点儿容易被喷的个人观点。

天体物理的很多观念革新得太快，从教材中获取的知识，或多或少都有不成熟甚至错漏之处。所以，与其推荐题主阅读大部头，私以为，也不如那本被万众鄙视的小黑书：徐仁新的《天体物理导论》。当然，这与我个人偏好有关：我更喜欢先储备 minmal 但是够用的预备知识，剩下就的“在战争中学习战争”好了。

学完那个，再好好看看概率统计，真的就足够您进行观测研究了。观测研究者，需要的是敏锐的嗅觉、深刻的洞察力、坚韧不拔的意志（对，因为观测要熬夜，特别是射电望远镜，白天也能看，整天都没法碎叫），而不是当一个掉书袋子。

至于理论研究…… 那坑就大了。

首先，四大力学必须走起（分析、量子、电动、热统），还得会玩流体力学，否则没治。此后，如果真想玩儿《星际穿越》里头的东西，广义相对论（GR）必须来一发，而 GR 需要比较扎实的高数和张量分析（如果想理解奇性定理之类，一般的高数也不够了，数学分析才行），甚至微分拓扑。想做宇宙大尺度结构，量子场论也不能不学了。想做白矮星和中子星的内部结构，固体物理、凝聚态理论，甚至量子色动力学都弄懂，也不嫌多。想玩儿星际介质，普通化学级别的化学，乃至物化，也都得搞懂一点儿。

别急，没完。

那些东西的理论常常已经复杂到了人肉算不出来的地步了，所以您几乎必须得会写代码。Python 总得会的（处理观测数据用得上，顺便鄙视 IDL），C/C++/Fortran 最好也得懂一两个——拿来做大规模数值模拟用的。

当然，以上一切的基础，是有强大的手工计算能力，吃掉一百张草稿纸不吐骨头那种。

然后，弄完了那一切，您突然发现，擦，我做的是个神马玩意儿，观测现象解释不了啊，坑爹呢这是！

九天揽月微信号：jiutianlanyue91

九天揽月带你飞！云层外，生活中。我们不仅有前沿的航天科普、科技趣闻，还有够酷的GEEK物件，够震撼的科幻图文。和九天揽月一起守望地球吧！