國高中物理的自學建議 ( 轉貼，寫得還不錯，可以看的提示。)

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國高中物理的自學建議

發佈日期: 2017-11-21，作者: Ethan

吳國盛《科學的歷程》

如果你現在剛升高一，那恭喜你，這篇文章應該可以幫你不少忙。倘若你按照我的建議規劃自學物理的方式，那我想你的物理程度應能有效率地提升不少。然而，如果你已經升高二，或高三了，那這篇文章對已經被將近10個科目壓榨的你而言，應該沒什麼幫助，畢竟你應該沒時間讀這些書（有辦法讀這些書，就一定有幫助）。不過，對於任何想從零開始認識物理的人而言，我認為這篇文章應該還是能給予不少指引。如標題，我主要是針對目前有編排入台灣義務教育的物理來給予自學建議，大學以上則不在這篇文章中。


物理學本身就是一整套嚴謹的邏輯推論。例如：

因為平均加速度是用以描述運動快慢的物理量，所以我們將物體在一段過程中所經歷的速度變化，除上此變化所經歷的時間長度，定義為平均加速度。

在我遇過的許多同學中——尤其是已放棄數學、物理、化學等所有自然科的同學——幾乎都是用「死記」的方式去記憶非常基本的物理定義，就連為什麼要如此定義的一點「直覺」都沒有。因此，對這些同學而言，物理一直都是惡夢；他們從未掌握到正確的學習方式。同樣的，我們對於力量、力圖也應該要有一些很基本的認識：

因為牛頓定律是以力量來解釋物體運動狀態變化的原因——力量是因、運動變化是果——所以我們需要掌握物體所受的力量有哪些，接著才能使用牛頓定律推得物體的速度是如何隨時間演變。而為了讓我們掌握物體受到哪些力量，我們自然需要學習使用力圖的方法。

上述想法會出現在考卷中嗎？不會。但如果你知道以上的想法，你才能夠脫離永遠的「F=ma」，任何想要只是從「數學」來學習「物理」的企圖，絕大多數都是徒然無功。任何把「物理」看作「數學」的人，正好是所謂的「知其然而不知其所以然」的情況；有時你都答對，有時你卻答錯，卻不知道為什麼會這樣，經常懷疑自己的物理程度。這往往是「使用生活經驗來回答物理問題，而沒使用物理觀念（牛頓定律、力圖、…）來回答物理問題」的情況。再舉一例，

因為牛頓定律只能描述不佔據任何空間的質點的運動，所以任何關於木塊、滑輪、槓桿的運動，都無法由牛頓定律來描述。不過，歐拉（Euler）成功將牛頓定律推廣至多質點的形式，並由此得出質心位置的數學定義。藉由這數學定義，我們就能將一個佔有空間的物體運動，設想成它只是一個受到諸多外力的單質點，並得出此質點（質心）受到那些外力時的運動方程式。

這些論述都為那些「數學式」賦予了物理意義。因此，我認為自學物理的要訣，在於獲得這些「物理意義」的管道。那麼，我們可以讀哪些書來學習物理呢？以下就是我的建議：

首先，你可以先找一本高中物理課本來讀。讀許多人不讀、許多人認為沒用處的物理課本的好處是，你可以從中知道大考至少會考什麼，以及從專門為你而寫的書籍中，學習一些最基本、淺顯易懂的物理觀念，但這是仍然不夠的。當你讀完第一章後，你一定會遇到些問題。此時你應該把這些問題記錄下來。接著，寫完第一章後面的習題。寫完之後，你大概知道這一章究竟想要你會什麼了。接下來就可以執行第二步——看課外書。

底下是我很推薦的課外書：

吳國盛的《科學的歷程》
天下文化的《觀念物理套書》
世茂出版社的《3小時讀通基礎物理：力學篇》
只要你能搭配上述三本書，閱讀你的高中物理課本。並將裡面的所有練習，按部就班、循序漸進、由淺入深地慢慢寫完。我相信你的物理一定能有所起色。第一本《科學的歷程》是關於科學史的書籍，從中你可以大致了解科學是如何從無到有的。對於剛接觸物理的同學而言，這本書可以給你比較正確、周全的科學觀。你比較能了解科學的發展是需要經歷許多漫長的道路，而且，科學也不是一開始就誕生在實驗室中，而是在對所有生活現象的反省中。光是這點，在你之後看到物理課本中的數學公式時，倘若你覺得看不懂，你可能就會想起「也許是因為你不了解它發展的來龍去脈」，所以你開始去尋找相關資料來看看，而不是只告訴自己「是我程度差，無法接受、背下這個數學公式」。此外，你也可以針對你有興趣的主題，例如「光是電磁波」的主題、「波粒二象性」的主題，從這些主題開始切入。這本書基本上會給你非常足夠的「Google 關鍵字」，讓你有需要時，就可以使用適當的關鍵字上網找答案，後面也會有許多參考文獻，你有興趣也可以試著借這些書來讀。換言之，你可以在這本書找到許許多多、非常完整的物理參考資源。另外，也許你認為這本書寫得太「成熟」，因為你年紀太「輕」，所以「看不太懂」。我覺得這不必擔心，看久你就也跟著「成熟」了！

至於《觀念物理套書》，你可以期待從中學到非常齊全，但又不會深入到讓人無法理解的高中物理知識。相較於台灣的參考書，這套書的範圍可說是非常廣，但不會太深。因此，你可以從中大致快速學習非常多的物理概念。裡面有些範圍超出了高中物理課綱，但如果你也讀了，那麼也許你更能夠掌握範圍比較小的高中物理。最後是我也沒看過的《3小時讀通基礎物理：力學篇》。為什麼我要推薦一本我沒讀過的書呢？我推薦的理由是，我認為力學是許多人遇到第一個物理瓶頸，此時若有一本專門針對力學寫的「可愛小書」，也許它就能陪著你走過這段不好走的自學力學之路。換言之，任何一本特別針對運動學（x – t圖、加速度、力圖、牛頓定律）講解的書籍，都應該會是我推薦初學者讀讀看的書籍。基本上，我想這些書籍應該是大同小異。

對我而言，自學高中物理的關鍵在於你得同時搭配許多本書一起讀。其實我個人覺得，每個學門都是如此。例如說，我現在讀研究所的固態物理，我就同時讀了 Simon、Kittel、Grosso、Mermin 的書。每位作者的個性、想在這本書呈現的重點與習慣都不同，由此你更能看見這門學問的全貌。除了上述這些書籍以外，維基百科也是你很好的、在起步時很推薦的自學夥伴。

在你搭配使用高中物理課本以及上述三本書時，你可能正在學期中，那麼關於考試解題技巧的部分，可以由學校老師幫你稍微訓練一下，自己在課後時間多做練習，基本上，除了解題速度可能還是不夠快以外，就沒什麼問題。關於解題速度這種我認為跟科學素養無關的事，我覺得除了勤加練習以外，沒什麼其他的方法。而倘若你還在寒暑假，那麼我覺得你可以在搭配讀完一本高中物理課本後（一個學期的份量），再去寫充滿題目的參考書，每本參考書都差不多，題目都長一樣，隨便挑一本你看得順眼的來寫即可。如此一來，相信你就能提升不少物理程度。

當然，這篇文章不是要告訴你學習的捷徑。沒有。學習沒有捷徑，學生該做的大概就是腳踏實地的學習，而不是被補習班甚至是學校老師洗腦，認為一切都能「偷吃步」。以上大概是我對自學高中物理的建議。