著名物理学家霍金以一本脍炙人口的《时间简史》把高深莫测的天体物理学和黑洞的概念带到了普通人的世界里,很多人第一次认识到物理不单单只有晦涩的概念,繁多的公式,原来还可以如此令人着迷。不可否认,学物理对于一部分人来说是很生涩,难理解的。早在初中时,电子、电流、电压这些抽象的概念就让很多学生头疼,相反,也有一些学生可以轻松掌握,甚至乐在其中。确实相比一些其他理科科目,物理需要死记硬背的知识点相对较少,其知识点少而难,生化的知识点虽多但相对简单易懂。
物理学的主要学习方向
从初中就已经接触过的声、光、电、热、力学,再到核物理,天文学,作为重要的基础学科的物理有着众多的分支。通常来来讲物理学中繁多的方向被分为了三大类: 理论物理学,实验物理学,和计算物理学。
理论物理学(Theoretical physics): 理论物理通过为现实世界建立数学模型来试图理解所有物理现象的运行机制。通过“物理理论”来条理化、解释、预言物理现象。历史上,牛顿总结出牛顿三大定律,爱因斯坦的相对论,以及霍金的有关于黑洞理论使他们成为伟大的理论物理学家。
实验物理学(Experimental physics): 不同于与理论物理学,实验物理顾名思义更多地依赖于对于物理实验或物理现象的观察来探究物理原理。著名的实验物理实验包括验证了万有引力定律的卡文迪什实验和现代用于高能物理研究的大型强子对撞机。
计算物理学(Computational physics): 作为近些年来逐渐被独立出来的一个新的物理学分支,其主旨思想与与理论物理学相似,也是围绕数学分析的方法探究物理问题。相比之下,计算物理学包含更多交叉学科内容,主要有数学,计算机学,生物学等。众多前沿的物理学研究例如天体物理学、蛋白质结构预测都有广泛的应用计算物理学。
本科物理专业的课程和要求
美国本科物理课程,并没有像上述所说的区分的那样详细,甚至对我们所熟知的理论物理和实验物理也没有明确的区分。学生会固定定学习几个基础模块,包括力学、电磁学、光和量子力学,学习方式仍与我们高中时候的方式相近,结合实验,讲究对理论的推导,并考察学生对具体问题的解答和运用数学的能力。实验的机会会更多,更高阶,还要完成学术化的实验报告。
为什么选择到美国大学学习物理专业
美国大学一向在基础学科上优势明显,在物理学上更是展露无疑。根据QS 数据显示:全世界物理排名前十的大学中,美国就占了六所,其中麻省理工,哈佛,和斯坦福更是包揽了前三名。虽说这些顶尖院校在录取难度上非常大,但其师资、科研实力和学术氛围也是非常强的。即使我们在本科阶段无法进入这样的顶尖大学学习,美国也有很多物理专业优秀的院校可以去学习最前沿的学术理论和享受最优的学术资源。正是因为有了这样浓厚的学术氛围,才造就了美国物理学方面的成就。









