四大力学，一般指理论力学（classical mechanics，直译为经典力学），电动力学（electrodynamics；断句：电 动力学），热力学/统计力学（thermal dynamics/statistical mechanics），量子力学（quantum mechanics）。四大力学的课程向来以难以理解掌握而闻名，人们往往谈之色变。
说起来以前我一直不太理解，为什么会有人觉得物理难学；直到这学期去数院学近世代数被橄榄，才意识到人和人的体质确实不能一概而论，不同知识体系的学习方式也确有不同。虽然没人教我如何学近世代数（悲），但是在此我可以分享一些自己在学习四大力学过程中的心得体会，希望对读者有所启迪。
太长不看版：
1、主观认为课程难度：普物光学>量子力学＞其他四大力学>其他普物；
2、四大力学只是一个开始，算是理论物理的入门；
3、理论物理的学习与普物很不同；
4、别信第一条，自己的体会才是真实的。
完整版：
不出意外的话，同学们应该已经在上学期学过理论力学，本学期正在学习电动力学（阿伟你又在打电动啊）。二者同为理论物理课，不过定位有所不同：
理论力学，主要指哈密顿力学和拉格朗日力学，更合适的定位是物理学的基本语言；从“无限小”的量子到“无限大“的宇宙，哈密顿量和拉格朗日量随处可见。
电动力学，作为电磁学的进阶，在由实验总结得到的Maxwell方程组的基础上，完全解释了宏观电磁场（不涉及量子），由此衍生出的对电磁现象的解释与预言多有直接应用，最典型的例子就是电磁辐射；处理电磁场的方法，尤其是电磁规范势的引入，对后来规范场论的发展有很大的启发意义。
另外的两门，量子力学与热统，很难说这两门课讲了些什么，因为内容实在相当丰富。。。
量子力学的形式理论说来也很好理解，只要你对线性空间——具体来说，Hilbert空间——有比较恰当的认识；然而，去研究量子体系的各种“反直觉”行为，属实学无止境。以及量子力学课程只是打了一个量子力学基础（笑）。
热统分为“热力学”与“统计力学”两部分。热力学是基于热学中由实验得到的热力学第一、第二定律，从热力学函数与状态方程的宏观层面去研究物质的性质；统计力学从粒子和能态出发，根据等概率原理、（准）遍历假设等基本假设，用微观量导出系统的宏观热力学函数；热力学与统计力学分别从两个不同层面描述物质，但是又关系紧密。微观粒子要涉及全同粒子问题，玻色子体系与费米子体系的热力学性质确有不同，这是由粒子的量子力学性质决定的。因此也有后续的量子统计等内容。
可以看出，四大力学乃至整个理论物理，都是建立在少数几条基本假设或原理之上，如理论力学的“最小作用量原理“，量子力学的”态叠加原理“等，这些基本原理有时候看上去不是那么显然，或者仅限于物理直观（jue），似乎没有什么理由要求非得如此不可（低情商：看上去是猜的/看上去毫无道理）。这确实是理论物理的特点，有着类似于数学的公理化体系：公理以上都能推，公理别问为什么，公理以下暂时未知。
若是读者仍然觉得理论物理的基本假设”脱离实际“，未必代表真实情况，那么请回想人类探索世界的过程吧。在远古时代（指19世纪以前），大量实验事实总结出了唯象的牛顿运动定律，万有引力定律，库仑定律，折射反射定律……；之后从这些定律出发，预言新的实验现象；多数实验与理论预言相符合，而少数相偏差甚至相违背。于是思考，这些定律是否不够精确或者不够本质？这时人们提出一些更普适的、与自然应有的规律（当然是人类认为自然应有）更相融洽的基本假设；如果这些假设能够解释并预言更多的实验现象，那么承认这些基本假设的合理性未尝不可。
与此相关的是哲学上的思考：是否真的存在”终极的物理理论“？好吧，即使这样的理论就在你的手中，又如何断定”这就是正确的终极物理理论“呢？从这个角度上说，人类永远无法达到终极理论的真实（乔鲁诺狂喜）。不断提出新的理论、构建模型、实验检验，才应该是正常的探索过程。
然后是一些个人体会。
有些人认为理论很”美“。我不知道也不想关心是否有一个关于”美“的统一定义，但我几乎不会认为什么表达式看上去很”美”，或者很“好看”。Maxwell方程组有多漂亮吗？路径积分有多简洁吗？再说，区区人类的审美观，不足以评判宇宙之“美”。我更倾向于把“美”理解为逻辑的精妙，推导的清晰流畅，理论与实验的惊人契合。说一个方程具有对称美，重要的是对称的数学结构所蕴含的物理意义；欣赏好看的表达式自然不是我们的目的。
前几日听闻Fermilab实验发现Muon的g因子与标准模型Standard Model的理论预言偏差巨大（其实偏差很小，但是实验精度很高，小数点后8位的差别也已经是巨大偏差），非常高兴；或许真的是“标准模型之外的新物理”，谁不想看到标准模型被打破呢（笑）？实验与理论相符是好事，代表着取得了阶段性的胜利；不相符更是好事，意味着人类又有了向未知世界前进的方向。
由于本人记性极差，学物理向来不喜欢记公式，结果Optics巨大痛苦；但是到了四大力学反而感到轻松。个人认为，学习理论物理最重要的是理论框架和物理图像，大概就是“这个理论说了什么”“这个观点怎么来的”，具体运算以及近似方法有时候可以先缓缓（可能GR除外罢）。理论物理很重视逻辑的转换，比如在量子力学中我们会看到，电磁场中的薛定谔方程具有规范不变性，也就是只要在电磁势作规范变换的时候给波函数乘一个相因子：
（图源：yhx老师的量子力学课PPT）
那么薛定谔方程仍然成立。与此处逻辑不同的，现代物理学认为波函数概率诠释所允许的局域规范不变性，具体来说这里是U(1)规范不变性，才导致了电磁相互作用的存在；这一见解称为规范原理。仅仅是逻辑的颠倒，就使得理论从以实验和猜想为基础上升到以“对称性”为基础。
数学能力很重要，不仅是为了能”看懂“物理推导过程，有时还可以从数学的结构中获得物理上的启示；不过物理背后的数学也不全是物理学者的事情，所谓物理人，物理魂，该成立成立，该完备完备（手动狗头），不必太过纠结于数学细节。
另外，多看参考书，尤其英文参考书，是很有必要的；不至于多么详细，毕竟时间也有限。个人观点，若是延续普物”按部就班“的学习方式，恐怕理论物理的学习会进展缓慢。事实上，不妨大胆地接触前沿的知识（dayuejin），在不断问”为什么“的过程中融会贯通，并且试着对理论物理的知识与逻辑提出属于自己的理解。
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