物理學：析萬物之理

一、專業(yè)解析

物理學是揭示和闡述物質(zhì)世界基本屬性、基本構(gòu)成、相互作用和運動規(guī)律的自然科學。更廣義地說，物理學是探索、研究大自然現(xiàn)象及其規(guī)律的學問。它是當今最精密、最基礎(chǔ)的自然科學之一，也是眾多技術(shù)學科的支柱。

物理研究的是什么?

在兩千年前，物理學與哲學、化學等等經(jīng)常被混淆在一起稱為“自然哲學”，直到十六世紀才單獨成為一門現(xiàn)代科學，至今經(jīng)歷了自然哲學時代、經(jīng)典力學時代和現(xiàn)代相對論、量子力學三個階段。

科學界流傳著一個段子：19世紀末，由于牛頓力學和麥克斯韋電磁理論趨于完善，一些物理學家認為，“物理學的發(fā)展實際上已經(jīng)結(jié)束，物理學已經(jīng)走到盡頭，后人能做的只是進行一些越來越精確的測量。”然而，這句話說了不到30年，量子力學和愛因斯坦的相對論就顛覆了物理學領(lǐng)域。相對論徹底改變了人們對時間、空間、重力以及宏觀宇宙的理解;而量子力學則揭示出一個奇異的微觀宇宙。時空是扭曲的，物質(zhì)是由大量微觀粒子構(gòu)成的。這兩大發(fā)現(xiàn)使我們對這個世界的認識，發(fā)生了深刻的變革，由此而發(fā)展的各種科學技術(shù)改變了整個世界的面貌。直至現(xiàn)在，這種變革仍然沒有結(jié)束，無數(shù)物理學家仍然在努力拓展人類對自然界的認知。

據(jù)杜老師介紹，物理學的研究大致可以分為兩類：第一類是研究物質(zhì)的狀態(tài)、變化及應(yīng)用，形形色色的物理理論與精妙的物理器件，關(guān)系著人類能否享受更加便捷、智能的生活;第二類則是看上去更加形而上的領(lǐng)域，純粹是滿足人類的好奇心，這些研究可能在很長一段時間內(nèi)都不能直接應(yīng)用，卻能使我們更好地認識這個世界。很少有哪個學科的研究領(lǐng)域，在時間和空間的尺度上像物理學科這樣寬廣，小到原子、夸克、中微子，大到星系和宇宙，短至阿秒，長至百萬億年。因此，物理學及相關(guān)學科是探究物質(zhì)結(jié)構(gòu)和運動的基本規(guī)律的前沿學科，是科學發(fā)現(xiàn)與技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)和源泉。

本科階段主要課程

說到物理基礎(chǔ)學科的地位，從大學的課程設(shè)置可見一斑。在高校里除物理類專業(yè)外，理、工、農(nóng)、醫(yī)、林等各類非物理專業(yè)的基礎(chǔ)課中普遍設(shè)有《大學物理》。與大學其他非物理類專業(yè)相比，物理專業(yè)所學的知識更加體系化。

物理學本科階段的課程主要是以數(shù)學和物理為主，數(shù)學主要包括高等數(shù)學、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計等;物理最主要的是五門普通物理學(力學、熱學、電磁學、光學和原子物理)和四大力學(理論力學、電動力學、熱力學與統(tǒng)計物理、量子力學)。還有一些如固體物理學、數(shù)學物理方法和工具課程(如計算機程序設(shè)計、語言編程等)。

杜老師認為，物理學最大的魅力在于樸實。樸實有兩方面的含義，一是簡單的原理蘊含著豐富的推論，二是忠于事實的嚴謹態(tài)度。一般而言，能學好物理的人都是純粹的人，踏實嚴謹、睿智勤奮，有一顆充滿好奇的心。從學習的角度來說，要學好物理離不開數(shù)學手段的支持，因為物理學研究強調(diào)精確定量和數(shù)學建模，這就需要數(shù)學方法和物理思維的緊密結(jié)合，所以數(shù)學基礎(chǔ)顯得尤為重要。當然，具有一定的實驗技能對學習也大有裨益。

二、專業(yè)與就業(yè)

對口就業(yè)率并不高

陽光高考平臺統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示：物理學畢業(yè)生規(guī)模為18000-20000人，應(yīng)用物理學畢業(yè)生規(guī)模在7000-8000人;兩個專業(yè)的就業(yè)率連續(xù)兩年都在80%-85%之間。物理學男女比例為1.7:1;應(yīng)用物理學為4.5:1。

物理學就業(yè)與大多基礎(chǔ)性專業(yè)相同，主要在高校、國防部門、科研機構(gòu)等從事教學研究及相關(guān)科研管理工作。中國有很多與物理相關(guān)的研究所，如中國科學院高能物理研究所、理論物理研究所、近代物理研究所、等離子體物理研究所、國家空間科學中心等，這都是物理學畢業(yè)生深造和就業(yè)的好去處。

有報道顯示，物理學專業(yè)對口就業(yè)率并不高，畢業(yè)生半年后的工作與專業(yè)相關(guān)度僅為37%。這恐怕和大多數(shù)基礎(chǔ)學科的就業(yè)特點有關(guān)。因為并不是每個學物理的人都能成為物理學家或搞科研工作。雖然表面上看，直接與物理對口的行業(yè)很少，但是事實上物理學的畢業(yè)生就業(yè)范圍很廣。許多以物理為基礎(chǔ)的學科領(lǐng)域都閃爍著該專業(yè)畢業(yè)生的身影，如信息、能源、航天、軍工、材料、交通、經(jīng)濟、生命科學，等等。

基礎(chǔ)學科適用領(lǐng)域廣

物理學專業(yè)既是活躍的物質(zhì)世界基礎(chǔ)研究前沿，又是現(xiàn)代高新技術(shù)的基礎(chǔ)和源泉。物理學史上每一次巨大的發(fā)現(xiàn)都帶來人類對世界的全新認識以及社會的巨大發(fā)展，最新研究很容易會引起其它學術(shù)領(lǐng)域的共鳴。

2014年10月丁肇中在上海某學院大師課堂上說：“100年前，最尖端的科學是光學、力學，現(xiàn)在被用在電視、無線電、航空航天工程;20世紀30年代，最尖端的科學是量子力學和原子物理，當時所有人都不理解它的用處，現(xiàn)在被用在IT上;20世紀40年代最尖端的科學是原子核物理，現(xiàn)在被用在核聚變。物理是一座由基礎(chǔ)研究轉(zhuǎn)變?yōu)閼?yīng)用技術(shù)的金字塔，金字塔不斷的增高，因為研究不斷擴大它的底部。”

雖然物理學專業(yè)對口就業(yè)率并不高，但俗話說的好“學好數(shù)理化，走遍天下都不怕”。深厚的知識功底讓物理學畢業(yè)生無論在哪個行業(yè)工作都能很快上手。北大物理學院對上世紀八、九十年代物理學專業(yè)的本科畢業(yè)生進行的問卷調(diào)查，得到他們的就業(yè)領(lǐng)域分布百分比為：科研、教育32%;IT業(yè)28% ;金融、貿(mào)易、商務(wù)、咨詢13%;半導體14%;生物產(chǎn)業(yè)2%;傳統(tǒng)工業(yè)類6%;文體、衛(wèi)生2%;律師1%;新聞媒體1%……他們都認為物理學習為他們后來的發(fā)展打下了終生受用的牢固基礎(chǔ)。

深造轉(zhuǎn)專業(yè)有優(yōu)勢

物理學專業(yè)畢業(yè)生具有較扎實的理論基礎(chǔ)，很多同學會選擇考研或出國深造，深造的專業(yè)大部分為物理學相關(guān)專業(yè)。國內(nèi)考研，物理有許多課程是其他專業(yè)的主干學科或考試科目，考研率很高，這也是物理學專業(yè)的優(yōu)勢所在。

出國深造，重點大學的申請國外獎學金的比例較高，每年也有一定比例的同學選擇非物理學專業(yè)進行學習。如到國外讀工科、生命科學甚至金融、商科等專業(yè)。如南開大學每年有超過40%的物理學基地班學生被推薦免試攻讀碩士研究生，近75%的學生到國內(nèi)外高?；蜓芯克M行研究生學習，其中30%到國外學習。北京大學物理學專業(yè)最近幾年的本科畢業(yè)生50%在國內(nèi)攻讀碩士或博士學位，30%以上獲得美國、歐洲的著名大學的獎學金出國深造，本科畢業(yè)時直接參加工作的學生約有10%。

三、報考指南

近300所院校開設(shè)物理專業(yè)

物理專業(yè)是傳統(tǒng)的基礎(chǔ)專業(yè)之一，很多院校都開設(shè)了這個專業(yè)，如北京大學、清華大學、復旦大學、南京大學、中國科學技術(shù)大學、北京師范大學等院校的物理學專業(yè)都是國家級重點學科。陽光高考平臺數(shù)據(jù)顯示，目前全國開設(shè)物理學專業(yè)的院校295所，招生大多分布在綜合類院校、理工類院校、師范類院校的一批招生專業(yè)中。

按照教育部《普通高等學校本科專業(yè)目錄》(2012年)的劃分，理學門類下設(shè)有物理學類，其中包含了4個專業(yè)：物理學、應(yīng)用物理學、核物理、聲學。各高校又根據(jù)自身情況和發(fā)展需要設(shè)置了不同的專業(yè)和方向，如理論物理、凝聚態(tài)物理、生物物理、光學、粒子物理與原子核物理、信息技術(shù)與儀器物理等。

看清招生形式找準專業(yè)方向

具體到招生方式和招生專業(yè)，考生家長可以查看當年下發(fā)的《招生專業(yè)目錄》，從近幾年的《招生專業(yè)目錄》中我們可以看到，物理學專業(yè)的招生方式主要有兩種：一是按物理學專業(yè)招生，二是按物理大類招生。近年來，越來越多的院校開始以物理大類招生，入學后經(jīng)過一到兩年的培養(yǎng)，再根據(jù)學生的興趣和學習情況，分流到具體的專業(yè)，如北京大學、南京大學、北京航空航天大學等。

北大的物理學科擁有全國最多的國家級精品課程，分支齊全，名師薈萃。學生按物理學大類入學后第一、二年級不分專業(yè)，從三年級起以物理學類入校的同學在物理學科、大氣與海洋學科中再分別選課、研修。

南京大學物理學類含3個(物理學、應(yīng)用物理學、聲學)專業(yè)分8個培養(yǎng)方向：“理論物理與計算物理”、“基本粒子、核物理與宇宙學”、“超導、量子調(diào)控與量子計算”、“晶體、光學與光電子學”、“磁學與磁電子學”、“聲學、聲信息技術(shù)與工程”、“生物物理與軟物質(zhì)科學”、“新能源物理與納米科學”。招生時不分專業(yè)，本科二年級下學期到三年級上學期進行專業(yè)分流。

北京航空航天大學的物理學類包括應(yīng)用物理、核物理兩個本科專業(yè)。從2013年開始增設(shè)“愛因斯坦”實驗班，新生入學后優(yōu)選20名左右學生重點培養(yǎng)。其中凝聚態(tài)物理為北京市和原國防科工委重點學科，理論物理和光學為工信部重點支撐基礎(chǔ)學科，核能科學與工程為國防緊缺學科。

另外，還有一種大類招生是以實驗班的形式，但其中所包含的專業(yè)不全是物理學的專業(yè)方向。如北京師范大學的理科試驗班可自主選擇數(shù)學、物理、化學、生物學;復旦大學的“自然科學實驗班”包括物理學、理論與應(yīng)用力學、化學、高分子材料與工程等15個專業(yè)?？忌趫罂紩r，一定要根據(jù)自己的興趣愛好、分數(shù)情況，結(jié)合院校的專業(yè)方向綜合考慮。

了解院校章程及報考條件

雖然在《普通高等學校招生體檢工作指導意見》中對報考物理學專業(yè)的考生沒有提出身體限制，但有的高校對報考該專業(yè)的考生有單科成績的要求，如首都師范大學在《招生章程》中規(guī)定：“數(shù)學單科成績要求：數(shù)學科學學院、物理系和信息工程學院的各專業(yè)以及國際經(jīng)濟與貿(mào)易專業(yè)，在錄取時對數(shù)學單科成績有一定要求，具體分數(shù)視當年考生總體水平而定。”有意報考物理專業(yè)的考生還需留意相關(guān)高校當年的招生章程。