正好建设“计算物理”授课团队的时候,我查找过相关教材。且本人也已经执教研究生“计算物理”以及上海大学物理系暑期培训三年多了,在此分享一下经验。
计算物理我本人首推Thijssen Computational Physics
因为计算物理教材大概分两种流派,一派以方法为主:上来就是误差分析,然后数值求解方程、方程组、微分方程、积分方程、随机方法等计算数学一类的技术。物理问题一般出现在例子和习题里。这种也不是不好,但是我本人读来毫无趣味性,感觉冷冰冰的(我执教的本科生“数值计算基础”就是这样,一直以来使用的是浙江大学数学系编写的数值计算教材。但是我尽量增加一些趣味性,而且明年开始更换教材为Python数值计算了)。而另一派则注重物理问题的求解。Thijssen就是既现代又基于物理问题的好书。
看一下此书目录,就发现第一章讲数值求解散射问题,然后是变分法求解薛定谔方程,再往后是大家都感兴趣的Hartree-Fock法和DFT法求解电子结构问题!越读越有兴趣是不是。不过书的难度不低,需要熟悉相关的理论,并具有一定编程功力。我任教三年来,只有一个实验组的小伙子能完全无压力给我写一个Slater-Koster紧束缚方法计算无机物能带。
此书已经由世界图书出版公司引进。
另一派的经典好书是Koonin的Computational Physics,他虽然按数学方法写的每一章,但是每章结束提供了一个物理问题的大作业。让人读来倍觉亲切。
另一本比较现代的书是Simon Širca和Martin Horvat的Computational Methods for Physicists,跟科研比较贴近。我做FFT的时候参考过这一本。这本书已经由世界图书出版公司引进了,引进的是第一版。现在又出了第二版,购买前请注意鉴别。还是建议先找本电子版了解一下,看是否适合自己再下单。
还有一本适合研究生的书是Karl H. Hoffmann和Michael Schreiber的Computational Physics,这本书是一本专题集,不涉及具体的方法,重点仍是解决具体的问题。
放一张书中插图感受一下:
此书已经由科学出版社引进,不过是多年前引进的,目前可能已经脱销了。请到淘宝寻找。
以上三本是我多年总结写得较好的书了。其他各行各业使用的技术都不一样,不再赘述。最后推荐本人科研用到的书。第一本是李新征老师写的书:
本人有幸得到了李老师的签名版。此书乃李老师呕心沥血之作,GW 部分李老师写了十八个月,路径积分动力学部分李老师写了十三个月。书中还有李老师和李夫人特意制作的插图,实乃居家旅行,科研虐狗,必备良书。
还有一本也是中国人的骄傲,单斌、陈征征、陈蓉老师联合编写的《材料学的纳米尺度计算模拟》,本人看来,此乃一本重视基础、例子丰富,堪与Richard Martin的名著《电子结构》相媲美的好书。