穷自然之理,格物以致知

物理学,一个既古老又年轻的学科。它的呐喊从两千多年前阿基米德那句“我发现了!”持续到几百年前牛顿的“我只是站在巨人的肩膀上”,以及现今振奋人心的诺贝尔物理学奖。

物理学,一个既熟悉又陌生的学科。我们每天都接触到物理,生活中的一点一滴,轻重急缓,冷热交替,其实都是物理学的原理在支配着。

霍金:《时间简史》《果壳中的宇宙》

伽莫夫:《从一到无穷大》《物理世界奇遇记》

费曼:《费曼讲物理入门》《费曼讲物理相对论》《别闹了,费曼先生》

曹天元:《上帝掷骰子吗》

送给喜欢物理高中生们——物理科普读物推荐

物理学作为一个以研究为主的理学专业,选择一个学术氛围好、名师众多的大学至关重要。一般说来,物理学专业可报考的院校可分成三大阵营:

第一阵营:北京大学、清华大学、南京大学、中国科学技术大学、复旦大学

第二阵营:浙江大学、中山大学、兰州大学、武汉大学、上海交通大学、四川大学、北京师范大学、吉林大学、山东大学

第三阵营:各师范大学、工科大学的物理系

第一阵营是老牌的物理学牛校了,绝对是大家的重点追求对象,但万一“不幸”落到第三阵营也别灰心,因为考研是第二次机会。选择学校时,特别是理科研究型大学,要关注学校此专业下的国家重点学科和国家重点实验室。数量越多,说明这个学校在此专业实力越强。比如,北大、南大的物理学专业下各有4个国家重点学科,中科大物理学专业下有5个国家重点学科,复旦物理学专业下有3个国家重点学科,浙大物理学专业下有2个国家重点学科。

同时,各所高校物理学的二级学科各有千秋,同学们报考时可以根据自己的分数及兴趣,有针对性地报考。比如,北大的理论物理最牛,远远领先于其他高校;南大的凝聚态物理、声学、天体物理最强,特别是比邻紫金山天文台,是想学天文学的同学的不二选择;中科大在近代物理领域(粒子物理及核物理、原子分子物理、等离子物理)都很强;复旦的光学很有优势。

说到毕业出路,继续深造是物理学专业本科毕业生的首选。比起计算机、电子类等偏应用的工科专业,物理学这类重研究的理科专业学生的就业显得偏冷。物理学的对口工作主要是一些研究单位技术员。当然,随着市场越来越成熟,不少公司,特别是大公司,在招聘时并不限定专业背景,而是更看重应聘者的综合能力。有不少物理系的同学凭借着扎实的数理基础、优秀的逻辑思维或者过硬的编程水平,收到了金融、快速消费品或计算机类等大公司伸出的橄榄枝。我也常常听师兄师姐们说:“大学里重要的其实并不是学习专业知识,而是学习一种如何学习的方法。”这也是每一个在大学门前憧憬未来的同学们需要做好的高中和大学的思维转换吧。

香港各大学、中科院和国内其他各大高校,每年都接收众多的物理学研究生。如果要选择出国,首先要努力得到优秀的学业成绩,这是证明你具有优秀研究能力的最有力证据,然后在大四申请前完成相应考试(GRE, Toefl iBT,IETLS等),这些是最基本的申请步骤。

常常有同学问我做物理工作成功的要素是什么? 我想要素可以归纳为三个P:Perception,Persistence,and Power。

Perception——眼光,看准了什么东西,就要抓住不放;

Persistence——坚持,看对了就要坚持;

Power——力量,有了力量能够闯过关,遇到困难你要闯下去。

送给喜欢物理高中生们——杨振宁寄语

物理是研究物质结构、物质相互作用和运动规律的自然科学。大学物理学的内容是高中的延续,又比高中难、深、快许多。如果是在高中有参加物理竞赛的同学,会对大学物理有一些了解。对于物理专业,打好一个扎实的数理基础很重要:微积分、线性代数以及物理的几大基础课,力学、热学、光学、电磁学、原子物理学都是有志投身于物理学的同学们需要好好修炼的高级内功。我这里不妨唠叨一个小故事。在中科大里流传着一首打油诗,讲的是中科大最难学的十大课程,“常微分学常没分,数理方程没天理。实变函数学十遍,泛函分析心犯寒。微分拓扑躲不脱,随机过程随机过。微机原理闹危机,汇编语言不会编。量子力学量力学,机械制图机械制”。诗里的每一句,都是一门让人犯怵的必修课,这其中物理专业的必修课就占了四门。据说这首打油诗曾作为科大人在外的接头暗号,真是此诗一出,个中甘苦,胜在不言中。

物理学门下还有众多小方向分支,如凝聚态、光学、理论物理、高能物理、核物理、原子分子等。这些小方向一般在大三上学期,在已经学习了一定基础课后,学生根据自己的兴趣选择相应的专业方向,学习相应的专业知识。选择了专业小方向后,学有余力的同学就可以开始联系实验室参与科研,亲自感受第一线的科研工作了。

由于物理涉及生活中的方方面面,物理学的方法也被应用于其他各个学科,形成众多交叉学科。在本科专业目录里,除了物理学类专业(旗下有物理学、声学、应用物理学、核物理等),在其他类专业中,也有带“物理”字样的专业,如地球物理学、材料物理、工程物理、信息物理工程等,它们不属于物理学类,而属于其他专业与物理学的交叉学科。

下面介绍一些与物理学有关的交叉学科,这些学科是运用物理方法研究相关领域,应用性更强,也有相应对口的就业市场。

地球物理学:

地球物理学的研究方向真是无所不包,涉及海、陆、空三界,从研究地面形状的大地测量学,研究海洋运动的海洋物理学,研究低空的气象学和大气物理学,研究高空以至行星际空间物理学,到研究地球本体的固体地球物理学,都有地球物理工作者的身影。它的专业学习主要包括四块:地震学、重力学、地磁学和地电学。此外,还要学习地球物理观测、地质学、连续介质力学、计算机及信息处理等相关课程。

狭义的理解,地球物理学指的是研究地球本身的固体地球物理学。它的方向真算是理论应用兼具。想要搞理论可以研究地球的大尺度现象和一般原理;想要做应用也出路多多,有勘探有用矿床和石油的勘探地球物理学,也有服务于工程地质勘探、工程检测的工程地球物理学,前者是众多石油和矿业公司哄抢的香饽饽,后者是建设施工前期勘察的得力干将。

开设地球物理学的相关学校有中国科学技术大学、北京大学、中国地质大学、武汉大学、长安大学、中国石油大学、吉林大学、同济大学、中国矿业大学、成都理工大学等。

核工程与核技术:

核工程与核技术是一个性价比很高的专业,课程不算难,毕业时出路选择也很多,可以保研,可以工作,可以出国,都很不错。该专业需要学习的主要课程有:工程力学、机械设计基础、电工与电子技术、工程热力学、流体力学、控制理论、测试技术、核物理、核反应堆等。

最后,一个不得不提的话题,相信也是众多考生特别关心的,那就是安全问题。关心核技术发展的同学应该记得1986年前苏联“切尔诺贝利”事件给人类带来的灾难。所以有同学这样担心:核工程与核技术专业到底危险吗?其实,学习过该专业的人都知道,放射性无处不在。自然界天然岩石中存在放射性核素,各种建筑材料里也都含有放射性材料,人体内部还含有微量放射性核素呢。但是人体有一定自恢复能力,轻度的辐射不会影响健康。而且,对于需要接触发射性物质的学习内容或工作,防护都是很科学的。现今核技术在我国已经是比较完善的一个科学体系了,核技术的研究已经到了一定的阶段,正常情况下,在核电厂或其他核单位,每年接受到的放射性剂量都很小(小于15mSv),在临床上根本不会有体现。而且大型核电站的绿化都做得特别好,不仅除尘防辐射,工作时心情也很愉快。所以,希望投身于核工程与核技术的同学们,快快打消疑虑吧!

开设核工程与核技术的相关学校有哈尔滨工程大学、清华大学、西安交通大学、上海交通大学、中国科学技术大学、华北电力大学、四川大学、成都理工大学、西南科技大学等。

微电子学:

微电子学是研究在固体(主要是半导体)材料上构成的微小型化电路、电路及系统的电子学分支。我们熟悉的CPU、芯片、磁卡的设计都需要微电子学的人才。它是一门综合性很强的边缘学科,其中包括了半导体器件物理、集成电路工艺和集成电路及系统的设计、测试等多方面的内容,涉及了固体物理学、材料科学、电子线路、信号处理、计算机辅助设计等物理、电子、化学多个领域。

微电子学的出路也很广,毕业生可以继续读研深造,也可以到Intel、华虹等集成电路制造厂家、集成电路设计中心以及通信和计算机等领域从事开发和研究工作。

值得一提的是,微电子学专业的门槛比较高,很多公司都认准排名高的学校。所以选择顶尖学校是首选,如果没有考上,也可以在研究生阶段弥补。

开设微电子学的相关学校有清华大学、复旦大学、北京大学、上海交通大学、华中科技大学、浙江大学、东南大学、电子科技大学、西安电子科技大学等。

(编校 魏 娜)

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