一年一度的 誌願填報環節 落下帷幕，相信各位在小編的耳lian濡hong目dai染pian下，一定有不少 主動 報考物理專業的寶子叭。
看看你未來的樣子~
這不得不遙想六年前，小編報考專業的時候，家裏人都說金融好啊，電腦好啊，畢業了不愁找工作，然後哐哐哐一頓輸出，最後小編默默選擇了 最愛的物理 。誰曾想，命運的齒輪竟在這一刻開始轉動……
給有興趣的人留點活路吧555
不過，想必各位應該和 年輕時的小編 一樣，雖然懷揣著對物理極大的興趣而報考物理專業，但對物理還是雲裏霧裏： 物理專業會學什麽？物理專業掉頭發嗎？物理專業課我能學明白嗎？ 甚至有些學神已經迫不及待地想要開學求證了。
別急！趁著暑假先學會兒車，小編這就 帶你提前感受一下物理專業的學習生活 。
先來感受一下你 未來的大學課表 ：
一上午只有兩節課，兩節課就是一上午
現在看不懂沒關系 ，和其他理工科專業一樣，物理專業的打怪難度是逐年增加的，大致是： 大三＞大二＞大四 ＞大一 ，大一時還 沈浸在高中畢業 的快樂中，而大四則是 本科又要畢業 了，所以快樂的時光總是轉瞬即逝的。
夾在中間的大三和大二課程壓力最大，所以每到考試周，圖書館都是 一座難求 ，但是不是在學習咱不知道 。
01
大一：萌新的開荒期
大一屬於是 萌新的開荒期 ，主要是學習 基礎 的數學課、 基礎 物理課和實驗課，這時候大家還嘻嘻哈哈，表面上都說好難啊。
結果你對床的室友竟然考了95分，而你（隱藏極深的大佬）看著螢幕上的100分，面不改色地說： 嗯，確實…還…挺難的 。所以不用擔心一開始會不適應，大一就是來適應的，因為怎麽會一上來就打擊到你呢（bushi
大一的普通物理課程基本上是 高中知識的拓展和延伸 ，比如簡單的力學（牛頓力學…）、熱學（熱力學定律…）、電磁學（電磁感應…）、和光學（以波動光學為主，也有幾何光學…）， 相信各位都可以倒背如流了 ，還涉及一些原子物理的內容，幫助大家勾勒出整個物理學大廈的框架， 學起來很容易上手，甚至有點上頭 。
他來了，他帶著四大力學來了
02
大二：四大力學
大二和大三開始學習 專業核心課 ，大家沒時間嘻嘻哈哈了，因為四大力學： 分析力學、 電動力學 、 熱力學與統計物理 、 量子力學 ，加上一門 固體物理 讓大家面色凝重，每次上課都是撓頭三連。
好像和自學也沒什麽區別，自學？不存在的
四大力學 到底是何方神聖，為什麽大家提到四大力學就談虎色變？究竟是有多難？
其實，四大力學並不是困難，而是一種新的思路 。四大力學可以說是學生和理論物理的 第一次接觸 ，所以開始會覺著不太適應，但學著學著你就會發現其中的邏輯。 大一的基礎課是以一種形象的方式研究問題，而理論物理研究問題的思考方式則更抽象。
比如對於普通物理而言，力是一個向量，是對
物體之間交互作用的一種幾何描述
。
四大力學則不一樣。以 分析力學 為例，分析力學的一個重要分支是 拉格朗日力學 ，這時力的概念已經淡化，而 記錄一個系統交互作用資訊的是拉格朗日量 ，這是一個以位置和速度(廣義座標和廣義速度)為自變量的函式，由動能項和勢能項相減得到，這個函式的解析運算式記錄 物體運動和交互作用 的資訊。
沒錯，這個人就是拉格朗日 | 圖源Wikipedia
分析力學通常不關心具體系統中物體的速度、位置的數值，而是更關心在某一類系統中，也就是 某一種特定的拉格朗日量的函式形式下，系統演化的一般規律 。
特別地，分析力學會關註拉格朗日量的函式形式所具有的 對稱性 ，以及這個 對稱性對應的守恒量 。例如， 空間平移對稱性對應著動量守恒；空間旋轉對稱性對應著角動量守恒；時間平移對稱性對應著能量守恒 。
生活中的對稱性會帶來美感，數學上的對稱性可以推出守恒律
想必熱愛物理的你已經感覺到 四大力學的魅力 了吧。
據說當年拉格朗日的【分析力學】一書裏 一張圖都沒有 ，只有滿屏的公式，真的是太幹了。 現在的教材已經有了插圖，其實 最後發現還是公式簡單 啊。
03
大三：刷副本期
慢慢地到了大三，隨著 腦容量的增加，發量的減少 ，專業課的難度會逐漸增加，慢慢地可以開啟一些 高階的選修副本 。因為必修課的內容一般都是比較古老、完善的， 更加前沿、深入的研究成果會以選修課的方式開設 。
這些課程會把理論、實驗和套用結合起來，激發你對物理的興趣，甚至影響之後的研究方向（劃到下面看看你對哪個感興趣），所以 刷刷副本是長經驗最快的 ！
04
大四：大展馬腳
很快啊，到了大四， 你的理論知識達到巔峰 ，而且再也沒有考試周的通宵達旦，終於到了 大展身手 的時候了。等會兒，是不是很像高考之後覺著再也沒有考試，終於可以放松了......
當你開始進行你的 畢業設計 ，你會發現 好像什麽都學了，卻什麽都沒學 ，沒關系，你已經見怪不怪了，不就是 第n+1次重頭來過 。
然後你選擇了一個方向，進行深入調研和思考，發現了一個值得研究的課題，開始撰寫為期一年的畢業論文，然後發現 答辯評委最感興趣的竟然是致謝部份？
這大概就是小編 四年體驗下來的心路歷程 ，總體來說，高中的物理比較像 拿來主義 ，而大學的物理是從0開始， 系統性地構建 起物理學的大廈，同時開始 深入式的探索 。 大學不僅僅是學習到更加專業的知識，也是訓練辯證思考的邏輯思維 。
讀大學去咯~
05
大五
：
不存在的
比如，上過學的人都覺著永動機不能實作，因為能量是守恒的。但是物理學需要從理論上求證，而利用熱力學第一和第二定律就可以推翻永動機的設想。 物理學就是在一遍遍的理論推導和一次次的實驗求證中，展現物理獨有的魅力 。
但無論理論還是實驗，物理學都需要比較強的思維邏輯。相應的，物理專業可以簡單劃分為 理論物理和實驗物理 ，而 實驗和理論是需要相互印證的 。
比如楊振寧先生就是搞理論的，他提出了宇稱守恒證據的缺失：在 弱交互作用中，互為映像的物質的運動可能是不對稱的 。然後吳健雄女士采用兩種原子核自旋方向相反，也就是互為映像的鈷60裝置觀察其衰變，發現兩個鈷60放射出來的電子數有很大差異，而且電子放射的方向也不能互相對稱， 從實驗上驗證了這一猜想，並獲得了1957年的諾貝爾物理獎 ，這就是理論和實驗的完美結合 。
吳健雄的實驗示意圖
此外，按照研究的系統也可以將物理學分為不同的分支，在小編的求學經歷中了解較多的是： 粒子物理、冷原子物理、天體物理和凝聚態物理 。別怕，因為這是 研究生階段 才細分的方向，歡迎小夥伴們在評論區說出你的物理專業和方向，讓大家開開眼界~
01
粒子物理
粒子物理 ，是一個古老而大師輩出的領域。20世紀初人們發現不僅原子可分，原子核也存在內部結構，人們於是開始研究原子核，這一個方向也就成了 核物理 。雖然大家知道原子核是由強力結合在一起的束縛態，但是至今仍沒有單一的理論能夠解釋核物理的所有數據，人們 需要用不同的模型來解釋不同類別的現象 。在拆碎原子核的相關實驗中，人們發現了微中子，還有一大堆不穩定的粒子，人們試圖尋求一個關於 基本粒子的理論 來解釋這些發現。
散射實驗是粒子物理的重要實驗手段，這張圖模擬的是粒子散射後的軌跡 | 圖源Wikipedia
標準模型就是今天關於基本粒子最好的理論 ，也就構成了今天粒子物理的理論基礎，也是粒子物理從核物理中獨立出來的標誌。
既然有了標準模型，人們還有什麽要研究的呢？標準模型是粒子物理的基本理論 ，但在核物理上就有些力不從心了。前沿的核物理主要關註核的結構、核的合成、對稱性和標準模型等問題。
粒子物理的一個重點是 電弱交互作用的對稱性破缺和品質來源問題 ，通常認為這由Higgs粒子來解決。此外，微中子是否為馬約拉那費米子、超越標準模型的新物理等話題也是粒子物理的研究方向。
02
冷原子物理
粒子物理研究構成原子的更小的粒子，那麽 原子本身的性質 是否已經了解清楚了呢？其實還沒有。
圖源Pixabay
原子分子光物理(AMO)研究原子、分子、光的交互作用。
冷原子物理
是其中一個重要方向，試圖將成千上萬個原子用
雷射、磁場冷卻到一個極低的溫度
，這時這些原子將表現出
各種新奇的性質
，比如玻色-愛因史坦凝聚等。
利用雷射和磁場將原子冷卻到極低的溫度 | 圖源Wikipedia
這東西有什麽用呢？用處可大了！人們還可以對原子之間的交互作用進行人為調節， 調節交互作用對原子行為的改變甚至可以提示超導的機理 。冷原子還可以用於 時間的精密測量 ，進一步可以用於衛星定位、探礦、甚至軍事偵察等。
03
天體物理
天體物理 ，研究組成天體的粒子的規律。科學家試圖找到 描述某種天體性質的方程式 ，並透過世界各大望遠鏡的數據來分析天體具有哪些性質，為理論模型提供參考， 檢驗理論模型的正確性 。雖然天體是一個 聽起來非常宏觀的物體，但也是由無數微觀粒子組成 ， 比如大量中子構成中子星之後，會呈現哪些性質？為什麽兩個中子星碰撞並合會放出重力波和γ射線暴等都是天體物理關心的問題。
圖源Pixabay
04
凝聚態物理
凝聚態物理 ，正是小編所在的方向，研究固態和液態物質的性質，主要是固體材料的性質。
既然研究材料，又怎麽能少了元素周期表呢 | 圖源Pixabay
凝聚態物理一個經久不衰的話題是 固體材料的電阻 。電阻嘛，大家都知道， 玩手機時間長了手機發熱 就是因為它。
大名鼎鼎的超導材料的一個重要特征就是 極低溫下材料的電阻降為零 。還有一種東西叫 拓撲材料 的，通常指的是絕緣體表面存在由對稱性保護的導電通道。有還些不太有名的材料，它們內部的微觀粒子存在復雜交互作用， 會從金屬轉變為絕緣體 。
為了研究這些性質，科學家使用了不同的手段，比如 有人直接測量電阻隨溫度的變化，有人測量電子所處的量子態，有人測量電子在材料表面的分布情況...... 這些都可以給出材料內部交互作用的資訊。
這台裝置叫ARPES，利用光電效應獲取材料中電子的狀態資訊，是凝聚態物理的一把好手 | 圖源Wikipedia
這些都是非常重要的研究方向，不僅僅是在基礎研究領域，比如 室溫超導一旦實作，對於工業界將是一場革命 。目前咱們國家 在基礎學科領域還是很缺人才的 ，這就不得不需要各位大佬的加入。
同時，如果你打算一路碩博，誌在成為一名 國家級科研人才 ，那報考物理肯定是沒錯的。根據最新的中國科學院院士名單顯示，搞物理的專家人數是最多的，換而言之， 學習物理學你成為院士的機率最大 。順便打個廣告，2024年國科大的凝聚態物理專業穩居世界前列，這還不沖！
2024
一些想說的話
總的來說，
學好物理專業，或者認真讀完大學的每一個專業，
並不是一件輕松的事情
，學好專業課只是立足本領域的基礎，也只是學習的一部份，因為你還要學習英語、政治、其他通識課…(bushi
但大學其實更多的是在培養學生
獨立生活、與人相處、目標規劃
的能力，而這些也都是人生的必修課。
最後祝願大家都可以進入最心儀的學校，但 大學只是人生的另一個起點 ，珍惜大學四年的青春，珍惜身邊的人和事， 你將擁有一個豐富且美好的人生 。
參考資料
[1]L. D. Landau 鞠國興 (譯校). 理論物理學教程: 第 1 卷 力學 (Mechanics)[M/OL]. 5版. 高等教育出版社, 2007.
[2]D.J. G. Introduction to quantum mechanics 2nd ed. - solutions[M/OL]. 2nd ed. Pearson, 2005.
[3]MARTIN B. Nuclear and particle physics: An introduction[M]. 2nd ed. Wiley, 2009.
[4]COHEN-TANNOUDJI C, GUERY-ODELIN D. Advances in atomic physics: An overview[M]. World Scientific Publishing Company, 2011.
編輯：利有攸往&TT
