物理學(xué)專業(yè)解析

　　物理學(xué)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(yùn)動(dòng)規(guī)律的自然科學(xué)。更廣義地說(shuō)，物理學(xué)是探索、研究大自然現(xiàn)象及其規(guī)律的學(xué)問(wèn)。它是當(dāng)今最精密、最基礎(chǔ)的自然科學(xué)之一，也是眾多技術(shù)學(xué)科的支柱。

　　物理研究的是什么？

　　在兩千年前，物理學(xué)與哲學(xué)、化學(xué)等等經(jīng)常被混淆在一起稱為“自然哲學(xué)”，直到十六世紀(jì)才單獨(dú)成為一門(mén)現(xiàn)代科學(xué)，至今經(jīng)歷了自然哲學(xué)時(shí)代、經(jīng)典力學(xué)時(shí)代和現(xiàn)代相對(duì)論、量子力學(xué)三個(gè)階段。

　　科學(xué)界流傳著一個(gè)段子：19世紀(jì)末，由于牛頓力學(xué)和麥克斯韋電磁理論趨于完善，一些物理學(xué)家認(rèn)為，“物理學(xué)的發(fā)展實(shí)際上已經(jīng)結(jié)束，物理學(xué)已經(jīng)走到盡頭，后人能做的只是進(jìn)行一些越來(lái)越精確的測(cè)量。”然而，這句話說(shuō)了不到30年，量子力學(xué)和愛(ài)因斯坦的相對(duì)論就顛覆了物理學(xué)領(lǐng)域。相對(duì)論徹底改變了人們對(duì)時(shí)間、空間、重力以及宏觀宇宙的理解；而量子力學(xué)則揭示出一個(gè)奇異的微觀宇宙。時(shí)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(duì)這個(gè)世界的認(rèn)識(shí)，發(fā)生了深刻的變革，由此而發(fā)展的各種科學(xué)技術(shù)改變了整個(gè)世界的面貌。直至現(xiàn)在，這種變革仍然沒(méi)有結(jié)束，無(wú)數(shù)物理學(xué)家仍然在努力拓展人類對(duì)自然界的認(rèn)知。

　　據(jù)杜老師介紹，物理學(xué)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(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都不能直接應(yīng)用，卻能使我們更好地認(rèn)識(shí)這個(gè)世界。很少有哪個(gè)學(xué)科的研究領(lǐng)域，在時(shí)間和空間的尺度上像物理學(xué)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(zhǎng)至百萬(wàn)億年。因此，物理學(xué)及相關(guān)學(xué)科是探究物質(zhì)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律的前沿學(xué)科，是科學(xué)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(shuō)到物理基礎(chǔ)學(xué)科的地位，從大學(xué)的課程設(shè)置可見(jiàn)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(xué)物理》。與大學(xué)其他非物理類專業(yè)相比，物理專業(yè)所學(xué)的知識(shí)更加體系化。

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

　　杜老師認(rèn)為，物理學(xué)最大的魅力在于樸實(shí)。樸實(shí)有兩方面的含義，一是簡(jiǎn)單的原理蘊(yùn)含著豐富的推論，二是忠于事實(shí)的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度。一般而言，能學(xué)好物理的人都是純粹的人，踏實(shí)嚴(yán)謹(jǐn)、睿智勤奮，有一顆充滿好奇的心。從學(xué)習(xí)的角度來(lái)說(shuō)，要學(xué)好物理離不開(kāi)數(shù)學(xué)手段的支持，因?yàn)槲锢韺W(xué)研究強(qiáng)調(diào)精確定量和數(shù)學(xué)建模，這就需要數(shù)學(xué)方法和物理思維的緊密結(jié)合，所以數(shù)學(xué)基礎(chǔ)顯得尤為重要。當(dāng)然，具有一定的實(shí)驗(yàn)技能對(duì)學(xué)習(xí)也大有裨益。

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