热学、热力学、统计热力学、统计物理学、统计力学、统计场论这些课程有什么区别和联系？

同时被三个人邀请，受宠若惊啊哈哈哈。感谢 @苗舰舰 @洛神珠 @藤宫智树

这些内容的联系就是它们都属于物理系本科到研究生教育的一个部分。区别主要是在不同年龄段开课，起不同的名字为了区分不同的任务。只有一个物理学！而热力学和统计物理学侧重点略有不同，一个观点较为宏观一个链接宏观和微观。

但是目前的物理学研究来说，热力学和统计物理学都需要由微观到宏观的全部视角。如果做工程应用，比如开发内燃机、设计化工反应器什么的，都是以热力学为主，并不常用微观的统计物理。

不过，我发现国内有一套工科做冶金出身的科学家刘叔仪主编的“物理化学丛书”，其中的“统计热力学”部分竟然写的颇深。说明做工程的人也最好了解一些统计力学。

而南京大学化学与化工学院的院长黎书华曾经表示，要想在研究上有所创新，就有必要在原理层面有所深入。所以我觉得作为一个21世纪的大学生，有必要从统计物理的角度理解热力学。对于往后有志于做科研相关工作的理科生来说，这是必经之路；对于其他同学来说，这是在大学里开发智力的一个好机会，不应错过。

刘叔仪，物理化学家。贵州毕节人。1943年毕业于武汉大学矿冶系。1946年获美国匹兹堡大学化学冶金硕士学位。1949年获美国凯斯理工学院物理冶金博士学位。历任北洋大学、清华大学教授，中国科学院上海冶金陶瓷研究所研究员，中国科技大学教授。
中国科技大学离休教授、归侨、刘叔仪博士生平（三）--王美英_乌蒙寒树_新浪博客
科学网上有刘叔仪的事迹，摘录两段放这：

而对于现代科学来说，Kubo Ryogo曾经这样表示：

It should be kept in mind that there is no distinct boundary between statistical physics and condensed matter physics. Indeed, progress in the former was made through efforts in the latter.
Kubo et al. , Statistical Physics II , Springer-Verlag, 1992 (translated from 1978 Japanese edition)

并且在同一本书中，Kubo也指出了统计物理的研究范围，也值得参考、学习：

Statistical physics covers a very large area, from statistical thermodynamics (that is the statistical mechanics which constructs thermodynamics) to the generalized statistical mechanics of irreversible processes and the kinetic theories which inherit the tradition of the classical kinetic theory of gases.

吴大猷也说过，统计力学包含统计法和动力论（kinetics）两部分！目前来看，流行的书里统计法讲的多，而动力论讲得少。而可能是因为动力论部分目前没有统一的理论基础，国内有两本“非平衡统计力学”的16开书，内容差别很大。不过我觉得目前公认的思路，是要做动力论，必须具有随机过程、随机分析的基础。

热学

热学显然是用来建立跟热现象有关的基本理论的。不过国内传统的“热学“教材，总是欠缺了统计物理思想的建立。我早年求学的时候，读的是中科大的小册子，张玉民的《热学》。2020年我在加州理工学院访问，发现那边使用的教材是Kittel的《热物理学》。这本书国内翻译版是翻译的1965年版，还邀请到作者之一C Kittel写序。但中文版出版的同年，Kittel立即写了一本1980年新版。看书的时候要注意。

友情提醒：学习“热学”的时候很多分析说不清道不明，建议不妨跳过，先熟悉热物理有关的实验现象、相关物理量如内能、熵的引入，打好基础，赶紧去学习接下来更为严谨和有趣的“热力学”和“统计物理”！学习“热力学”的时候要主要关注其各种热力学量的转化，建立好知识网络，“统计物理”是重头戏！

根据加州理工学院的讲义，在此推荐几本入门读物：

1. Charles Kittel, thermal physics。这本书通用的是1980年第二版。国内有翻译版。加州理工学院大一热学的指定教材（加州理工学院的普通物理课被合并为力学+电磁学一套课、最初步的量子物理+最初步的热学一套课）。

2. Schroeder的热物理学，国内有影印版。Schroeder是Peskin量子场论的合作者。

国外的好书：

2. Zemansky & Dietman, Heat and Thermodynamics , 7th ed.

网上第八版好像是个改编版。我手头只有第七版。国内翻译出版过这本书的旧版。

3. Callen, Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics ,

热力学本身在工程中有大用，不过物理系的学生来说，还是跟统计力学联系起来比较好。对于化学系、化工系等其他非物理专业，传统来说对统计力学的要求几乎没有。就我的了解，《物理化学》《化工原理》《化工热力学》里十分强调热力学在工程中的应用，强调针对具体问题，可以速度选好模型、代入数据进行计算。所以说，如果对热力学感到迷茫，觉得迷失在公式中了，可以读一读化学系的《物理化学》，感受一下热力学在真实世界中的应用，也省了觉得“化学是伪科学”啥的。而且化学的书图表十分丰富，也有助于整理知识点。下边推荐三本我喜欢的：

统计热力学、统计力学和统计物理

这仨名字实际上都是指大二、大三的《统计物理》课程。统计热力学顾名思义，偏重统计物理在热力学中的应用，理论上不怎么刨根究底，化学系的书这个名字比较多，这个名字可以追溯到薛定谔和理论化学家Terrel Hill；统计力学顾名思义，要用统计方法研究力学，或者说把统计法用于力学，一摩尔气体受力分析是搞不起来了，至少得要有哈密顿量。统计物理学指代更广，没有哈密顿量也能给你统计了。比如张守晟的公子写的那篇Arxiv，用统计物理的思想讨论小岛上土著人占有椰子的情况。

根据吴大猷的说法，统计物理包含统计法和动力论两部分。对于动力论我不是很熟悉，可以参考“非平衡统计物理”、“稀薄气体的数学理论”一类的书籍。这里也有一个很好的回答：

学习“统计物理”的时候，建议对“经典统计”的部分赶紧过，关键是基于密度矩阵，建立“量子统计”，这样，前边各种说不清道不明的东西就完全清晰了！千万不要纠结于“麦克斯韦妖”“Gibbs佯谬”等问题的低级讨论！学完真正的量子统计，就一切皆明了！目前已知写的最细的量子统计是W. Greiner的《热力学和统计力学》，每一步推导都写的十分详细，生怕学生看不懂。

关于统计物理，有一篇Arxiv写的非常好，体验舐犊情深：

我这有还个加州理工学院的统计物理大纲：

多年前我也搜集过一些统计物理的教科书：

这里提供一本应用例子较多的统计热力学书：Ken Dill的Molecular Driving Force，感受一下简单的理论能带来丰富的应用。

统计场论

这块我也不熟，我的理解就是跟量子多体理论和相变与临界现象有关的研究。为啥要把场给统计了，有啥理论方法我是不熟悉的！搞几本书大家一起读吧！谁通晓“统计场论”这个话题欢迎推荐阅读材料！有一本很难读的《统计场论》的作者获得了2021年诺贝尔奖。他是Parisi。我2021年把这本书第一章一个非常有启发性的讲解讲给了学生们。反响还不错。

回复里 @2-甲基戊烷 看来比较熟悉，在此推荐他的评论！

1. 显然M. Kardar的《场的统计物理学》是少林正宗。国内已断货。

2. 早年间的阿布里克索夫的《统计物理学中的量子场论方法》估计是第一批这种话题的书了。

薄的是这本：

不过这本更像是一本目录，读的时候经常让我怀疑人生。习题更是时不时出个难题。我刚读到第三章，目前还是在讨论相变与临界现象。

4. 牛津研究生教材系列，2020年出了这么一本书，看上去不错：

5. 为了在一个半小时之内给学生感受一下重整化群，备课买的一本书：

6. 相关话题还可以在亚马逊上搜索Zinn-Justin这个作者，结果有惊喜。

“热统”有一本超级难的习题集，是

Landsberg的Problems in Thermodynamics and Statistical Physics