物理學(xué)：世間萬(wàn)物皆有理可循

劉怡

物理學(xué)，人類(lèi)了解世界的窗口

我的導(dǎo)師曾說(shuō)，物理人都抱著一個(gè)想法：“如果我不了解世界，那么我會(huì)努力學(xué)習(xí)了解世界的方法?！?/p>

物理學(xué)，就是人類(lèi)接觸世界本質(zhì)的窗口。當(dāng)你看到時(shí)間流逝卻不知如何解讀，聽(tīng)到雷聲作響卻不知個(gè)中原理時(shí)，物理學(xué)會(huì)給你一個(gè)解釋。物理學(xué)也是一門(mén)可以造福人類(lèi)的學(xué)科：熱力學(xué)的發(fā)展推動(dòng)了蒸汽機(jī)的發(fā)明創(chuàng)造，電磁學(xué)的發(fā)展帶動(dòng)了電能的大規(guī)模應(yīng)用，量子力學(xué)和信息學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)把人類(lèi)帶入信息化時(shí)代，等等。物理學(xué)的每一次進(jìn)步，對(duì)人類(lèi)社會(huì)的影響都是深遠(yuǎn)的。

物理系=半個(gè)計(jì)算機(jī)系+半個(gè)數(shù)學(xué)系

高中時(shí)我很喜歡物理，到了大學(xué)，我發(fā)現(xiàn)物理學(xué)跟我想象的不太一樣。我們除了要學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)課和數(shù)學(xué)課，還有做不完的實(shí)驗(yàn)，還要經(jīng)常運(yùn)用編程知識(shí)和數(shù)據(jù)處理軟件處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。有時(shí)候老師也忍不住這樣調(diào)侃我們：“物理系的學(xué)生就相當(dāng)于半個(gè)計(jì)算機(jī)系的學(xué)生加上半個(gè)數(shù)學(xué)系的學(xué)生。”

在理論課程的學(xué)習(xí)上，大學(xué)物理和高中物理有許多不同之處——

一、解決高中物理問(wèn)題依賴于題目所給的條件，解決的往往是特定條件下的簡(jiǎn)單問(wèn)題，而大學(xué)物理要解決的問(wèn)題則是變化的、動(dòng)態(tài)的。比如我們用高中的力學(xué)知識(shí)很難去描述正在倒下的木棒的受力狀態(tài)，但用大學(xué)學(xué)習(xí)的動(dòng)量知識(shí)就可以準(zhǔn)確地描述出來(lái)了。

二、大學(xué)物理對(duì)數(shù)學(xué)要求更高。我們不僅要學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)，還要學(xué)習(xí)線性代數(shù)和數(shù)學(xué)物理方法等課程，因?yàn)閮H靠高中學(xué)習(xí)的幾何和函數(shù)知識(shí)無(wú)法有效解決現(xiàn)實(shí)生活中復(fù)雜多變的物理問(wèn)題。

三、學(xué)習(xí)大學(xué)物理需要追根究底。在高中，只要我們能理解、記住公式就可以順利解題，但是大學(xué)物理需要我們從公式出發(fā)，探究每一個(gè)參數(shù)的物理意義。整個(gè)本科階段的物理學(xué)習(xí)過(guò)程基本處于發(fā)現(xiàn)概念——推導(dǎo)公式——發(fā)現(xiàn)新概念的循環(huán)之中。

此外，大學(xué)物理還更注重實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新。大一、大二階段，我們做的基本都是一些基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)，比如模擬在物理學(xué)史上有重要意義的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)。到了大三，我們就開(kāi)始進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，自行立項(xiàng)并展開(kāi)研究，學(xué)校會(huì)給我們提供實(shí)驗(yàn)器材和安排指導(dǎo)老師。

深造——大部分物理人的選擇

物理學(xué)本科階段的教育相當(dāng)于物理學(xué)的“通識(shí)教育”，再加上物理學(xué)本身又是一門(mén)基礎(chǔ)學(xué)科，如果你想本科畢業(yè)就直接就業(yè)，最好多掌握一些額外的知識(shí)和技能，比如電子學(xué)知識(shí)、計(jì)算機(jī)技能等，因?yàn)閮H靠物理學(xué)的知識(shí)背景并沒(méi)有多大的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。本科畢業(yè)生多面向半導(dǎo)體、機(jī)械、電子、教育等行業(yè)就業(yè)，從事技術(shù)服務(wù)、儀器檢查、教學(xué)等工作。

而大部分物理學(xué)的學(xué)生會(huì)加入到考研大軍當(dāng)中。與物理學(xué)相關(guān)的考研方向還是很多的，你可以選擇電子材料與器件工程專(zhuān)業(yè)、新金屬材料物理、計(jì)算物理專(zhuān)業(yè)等，也可以選擇一些偏工科的專(zhuān)業(yè)方向，如光學(xué)工程、量子通信、能源工程等。物理學(xué)碩士或博士研究生畢業(yè)，可從事相關(guān)行業(yè)的技術(shù)研發(fā)工作，或到高校任教，收入和發(fā)展前景都是比較可觀的。所以，深造成為大部分物理人的選擇。