物理学を学びたいあなたへ（第2版、2021年）

物理学を学びたいあなたへ 第2版 2021年4月20日 約6年前、私は机に向かい、独学で物理学を学びたい人のための詳細なガイドを作成しました。当時、どれほど多くの人がそれを読み、利用してくれるか全く想像もしていませんでした。私の唯一の目標は、情報を明確かつ分かりやすく提供し、物理学を学びたい人が必要とする独学のカリキュラムを提供することでした。 それ以来、60万人以上もの人々がこのガイドを頼りに物理学を学んでいます。読者からのメールによると、多くの人がこのガイドのカリキュラムに従って物理学の学士号を取得し（中には大学院プログラムに進んでいる人もいます！）、しかし、このガイドをブックマークして最後までやり遂げた人の大多数は、純粋な好奇心と、私たちが住む信じられないほどの宇宙を理解することへの純粋な喜びのためにそうしたのです。 このガイドの成功は、私の考えでは2つのことを証明しています。第一に、あなたが知っていることを他者と共有することは、たとえそれがわずかなことであっても、最も影響力のあることの一つであるということです。私はプロの物理学者にはなれませんでしたが、学部レベルおよび大学院レベルの物理学の知識を使って、何十万人もの人々が物理学を学ぶのを助けた包括的で分かりやすいカリキュラムを作成することができました。それは非常に注目に値することです。もしあなたが世界に何を提供できるか疑問に思っているなら、このガイドを思い出し、あなたが知っていて他者と共有できることは何かを考えてみてください。 第二に、大学という設定で正式に物理学を学ぶことができないという様々な理由から、物理学を理解したいと願う世界中の人々が非常に多くいるということです。これらの人々は、キャリア目的ではなく、単に宇宙を理解したいという理由から物理学を学ぶことに非常に真剣ですが、学術的な物理学コミュニティ（大学で学んでいないため彼らを真剣に扱わない）や、現代的で人気のある物理学の書籍の著者や出版社（ほとんどの場合、読者が物理学を本当に理解することは決してできないと仮定した書籍を販売している）からは、ひどく無視され、過小評価されています。 私がこのガイドの初版を書いたとき、学術的な物理学者や出版社が信じていたよりも、本物の物理学を本当に学びたいと思っている人々がもっとたくさんいると確信していました。そして、私はそのような人々を助けたいと思っていました。結果として、想像していたよりもさらに多くの人々がこのガイドを利用してくれたのです！ さて、約6年と多くの読者からのフィードバックを経て、このガイドを（少しだけ）更新したバージョンを作成する時期が来たと判断しました。長年にわたって受け取ったメールやコメントを読み返し、最も要望の多かったリクエストのリストを作成しました。カリキュラムに含まれるすべての書籍と、いくつかの新しい書籍に目を通しました。教科書の版を更新し、学部レベルの選択科目をいくつか追加し、大学院レベルの選択科目のセクションを追加し、その他いくつかの小さな変更を加えました。すべては、この新しいバージョンが初版よりもさらに役立つことを願ってのことです。 初版で書いたように：「覚えておいてください、誰でも物理学を学ぶことができます…それを趣味にするかキャリアにするかにかかわらず、私たちの周りの宇宙を理解することの純粋な喜びは、人生で経験できる最も美しい経験の一つです。」 神のご加護を！ 初版は、私の古いウェブサイトで引き続き見つけることができます：https://www.susanjfowler.com/blog/2016/8/13/so-you-want-to-learn-physics。 初版の紹介 2015年8月13日 過去数年間、「スーザンが物理学を学べるなら、あなたも学べる」というブログ記事を書いて以来、様々な背景を持つ人々から、物理学を学びたいが、どこから始めれば良いか、何を学ぶべきか、何を読めば良いか、どのように学習を構成すれば良いか分からないという連絡を受けてきました。私は、大学に戻って物理学を学びたいと考えているシングルマザー、物理学を学びたいので物理学の哲学に有意義で情報に基づいた貢献ができると考えている終身在職権を持つ哲学教授、物理学の学部教育の準備のために何を読めば良いか知りたい高校生、そして単に喜びのために物理学を本当に、本当に学び理解したいと考えている様々な職業の人々と話してきました。この記事は、長年にわたり私に連絡してきた人々に送った内容を凝縮したもので、物理学を本当に理解するために学ぶ必要があるすべてを概説しています。 アメリカの大学で提供される一般的な物理学教育は、学部レベルで学ぶことと大学院のコースでカバーされることに分かれており、私も同様の方法でリストを分けました。各科目は前の科目の上に成り立っており、数学はより複雑で難しくなるため、以下に示す順序で各トピックを学ぶことが重要です。 この記事の学部物理学リストにあるすべての教科書をやり遂げ、各トピックをマスターすれば、物理学の学士号に相当する知識を得ることができます（そして、物理学GREで良い成績を収めることができるでしょう）。大学院物理学の教科書の大学院コアをやり遂げれば、物理学の修士号に相当する知識を得ることができます。物理学の博士号は、大学院のコースワークに加えて、数年間の研究と論文が必要であり、博士号に関わる経験は、博士号プログラムなしで得られるものではありません。 覚えておいてください、誰でも物理学を学ぶことができます。それはプログラミングを学ぶこと、楽器を学ぶこと、偉大な文学を読むことと変わりません。それを趣味にするかキャリアにするかにかかわらず、私たちの周りの宇宙を理解することの純粋な喜びは、人生で経験できる最も美しい経験の一つです。 始める前に 人気の物理学書 問題を解いたり、教科書を読み進めたり、各トピックの細かい部分に入り込んだりすると、木を見て森を見ずの状態になり、そもそもなぜ物理学を学び始めたのかを忘れてしまいがちです。そこで、本当に、本当に良い（そして投機的でない）人気の物理学書が役立ちます。それらはインスピレーションを与え、励まし、大局観を保つのに役立ちます。 一つの大きな問題は、多くの人気物理学書（特に有名な物理学者が書いたもの）は信じられないほど投機的であり、物理学の研究がどのようなものであるかについて非現実的な見方を示す傾向があることです。物理学を学ぶ際には、これらのタイプの投機的な書籍を避け、実際に存在する物理学について語っている書籍に留めるのが最善です（一般的に、Frank CloseまたはRichard Feynmanの著作は安全な選択です！）。 以下は、私の好きな人気の物理学書のいくつかです。難易度順にランク付けされています。 The First Three Minutes by Steven Weinberg (レベル：易)。史上最も聡明な物理学者の一人によるビッグバンについての解説。 The Character of Physical Law by Richard Feynman (レベル：易)。自然法則についての、輝かしく刺激的な小冊子。 The Particle Odyssey by Frank Close (レベル：易)。素粒子物理学とその歴史についての、輝かしい入門書。素晴らしい図や写真で美しく彩られています。（残念ながら、現在オンラインで見つけるのは少し難しいですが、もし見つけたらすぐに購入すべきです！） Black Holes and Time Warps by Kip Thorne (レベル：易/中)。一般相対性理論についての私の絶対のお気に入りの入門書。 The Theoretical Minimum by Leonard Susskind and George Hrabovsky (レベル：中)。古典力学の堅実な入門書。学部カリキュラムのレベル5あたりで理解するのが最適です。 The Feynman Lectures on Physics (Boxed Set) and Feynman Lectures on Physics (Kindle Edition) (レベル：中)。ファインマンの講義録は、物理学に興味のあるすべての人にとって必読であり、すべての物理学者の本棚にコピーがあるでしょう。