物理学:世间万物皆有理可循

2018-10-16 11:12刘怡
求学·理科版 2018年9期
关键词:计算机系大学物理物理学

刘怡

物理学,人类了解世界的窗口

我的导师曾说,物理人都抱着一个想法:“如果我不了解世界,那么我会努力学习了解世界的方法。”

物理学,就是人类接触世界本质的窗口。当你看到时间流逝却不知如何解读,听到雷声作响却不知个中原理时,物理学会给你一个解释。物理学也是一门可以造福人类的学科:热力学的发展推动了蒸汽机的发明创造,电磁学的发展带动了电能的大规模应用,量子力学和信息学的研究发现把人类带入信息化时代,等等。物理学的每一次进步,对人类社会的影响都是深远的。

物理系=半个计算机系+半个数学系

高中时我很喜欢物理,到了大学,我发现物理学跟我想象的不太一样。我们除了要学习专业课和数学课,还有做不完的实验,还要经常运用编程知识和数据处理软件处理实验数据。有时候老师也忍不住這样调侃我们:“物理系的学生就相当于半个计算机系的学生加上半个数学系的学生。”

在理论课程的学习上,大学物理和高中物理有许多不同之处——

一、解决高中物理问题依赖于题目所给的条件,解决的往往是特定条件下的简单问题,而大学物理要解决的问题则是变化的、动态的。比如我们用高中的力学知识很难去描述正在倒下的木棒的受力状态,但用大学学习的动量知识就可以准确地描述出来了。

二、大学物理对数学要求更高。我们不仅要学习高等数学,还要学习线性代数和数学物理方法等课程,因为仅靠高中学习的几何和函数知识无法有效解决现实生活中复杂多变的物理问题。

三、学习大学物理需要追根究底。在高中,只要我们能理解、记住公式就可以顺利解题,但是大学物理需要我们从公式出发,探究每一个参数的物理意义。整个本科阶段的物理学习过程基本处于发现概念——推导公式——发现新概念的循环之中。

此外,大学物理还更注重实验创新。大一、大二阶段,我们做的基本都是一些基础物理实验,比如模拟在物理学史上有重要意义的经典实验。到了大三,我们就开始进行创新实验,自行立项并展开研究,学校会给我们提供实验器材和安排指导老师。

深造——大部分物理人的选择

物理学本科阶段的教育相当于物理学的“通识教育”,再加上物理学本身又是一门基础学科,如果你想本科毕业就直接就业,最好多掌握一些额外的知识和技能,比如电子学知识、计算机技能等,因为仅靠物理学的知识背景并没有多大的就业竞争力。本科毕业生多面向半导体、机械、电子、教育等行业就业,从事技术服务、仪器检查、教学等工作。

而大部分物理学的学生会加入到考研大军当中。与物理学相关的考研方向还是很多的,你可以选择电子材料与器件工程专业、新金属材料物理、计算物理专业等,也可以选择一些偏工科的专业方向,如光学工程、量子通信、能源工程等。物理学硕士或博士研究生毕业,可从事相关行业的技术研发工作,或到高校任教,收入和发展前景都是比较可观的。所以,深造成为大部分物理人的选择。

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