美国物理学硕士

殖民地时期至19世纪60年代，美国很少有个人从事物理学研究。19世纪早期，美国高等教育界培养的主要是牧师，所以处于支配地位的分别是神学、古典文学和道德哲学等学科。许多未来的科学家最先从事医学方面的学习。美国内战之后十年间，美国的科学人员，包括业余爱好者，总共约2 000人。其中，大约500人是严谨的研究者。他们集中在新英格兰、大西洋沿岸中部诸州，并且主要在高等学院或者政府部门工作。时至19世纪60年代，私立院校才正式将植物学、化学、天文学、地质学和物理学引入课程中来。其中，物理学课程除了牛顿经典力学之外，还包括光学、热学、电学和磁学。总体而言，19世纪下半叶，美国在地球和生物科学方面，也就是在地质学、地形学、古生物学、植物学和生物学等学科，取得令欧洲人尊敬的成就。而在物理学、化学和天文学领域，南北战争以来美国科学家发表的文章，就其数量而言，仅相当于法国科学院和英国皇家学院成员成果的三分之一。而且，很大一批美国物理学家把研究集中在地球物理学、气象学和地磁学，热学、光学、电学和磁学则主要由欧洲人完成。除了富兰克林和亨利之外，该领域很少有美国物理学家能与欧洲同行媲美。2.1.119世纪末大学校长办学思想对物理学科专业化发展的影响在19世纪70年代，能配得上“物理学家”称谓的美国人总共不超过75人。整个物理学家群体，发表文章的数量也少得可怜。每一位物理学家每3年仅发表1篇文章，而有影响力的论文则更加稀缺。在这一时期，美国大学基本上属于“教学型”大学。整个美国高等教育系统不是一个从事研究的地方，而是传授普通知识的场所。从殖民地时期到1870年间，有为数不多的学者从事物理学研究，实际上他们均处于孤立状态，更脱离欧洲物理学的学术共同体，且他们通常是业余性质的，更缺乏制度上的保障。此时，在德国颇为盛行的研究职能才刚刚被引进美国大学。美国学者吉尔曼认为，1869年至1902年，美国高等教育系统被称为“大学化时期”。2.1.1.1美国大学物理、化学等物质科学学科研究职能的确立早在霍普金斯大学创办之前，哈佛大学、耶鲁大学已经创办了研究生院。耶鲁大学于1861年授予赖特第一个美国天文学哲学博士学位。哈佛大学前校长查尔斯·艾略特于1872年建立了文理研究生院，1873年颁发了第一个哲学博士学位，次年颁发了第一个硕士学位。在1875-1876学年的课程介绍中，哈佛大学首次列出了主要为研究生开设的课程。但即使如此，19世纪中期，任何一个美国年轻人都知道，要想获得最好的教育，尤其是科学领域，他们必须去欧洲学习。可以说，对于美国未来的物理学家而言，前往欧洲留学是从事物理学研究不可缺少的。德国大学无疑是最富有吸引力的。从1850年至1900年间，大约有一万名美国学生去德国大学留学。对于年轻物理学家而言，德国众多大师级的物理学家以及设备精良的实验室都深深地吸引着他们。而且，在哈佛大学、霍普金斯大学两年的花费，足够在德国三年的开销。在就业方面，从德国或欧洲其他地方留学归来的学生，可以在美国大学或工业部门找到更好的职位。所以，19世纪下半叶，有不少美国留学生在欧洲获得了物理学哲学博士学位。直到1900年之后，由于美国本土建立了15所研究生院，留学欧洲的人数才显著下降。但在当时，博士学位并不是成为大学物理教师的先决条件，比如罗兰、迈克尔逊都没有获得正式的博士学位。对于美国大学物质科学学科而言，新的发展机遇始于艾略特在哈佛大学推行选修制。1869年，时任哈佛大学校长的艾略特在就职演说之中提出结束强制性的古典课程。他说：“关于语言、哲学、数学或科学能否提供最好的训练，普通教育应该重视文学还是科学这类无休止的争论，在今天对我们没有实际教益。本大学认识到文学与科学之间并不形成真正的对抗，并且赞成不应该在数学或经典文学、科学或哲学之间做目光短浅的取舍。这些我们全都要，而且都要最好。”艾略特通过推行选修制，将科学学科引入大学，并促使哈佛大学迅速走上了所有学科、课程一律平等以及学生自由选课的道路，由此带动其他学校的课程改革。19世纪末，美国各类高等学校在不同程度上实行了选课制。新的科学信念从声望较高的院校逐渐向声望较低的院校传播。即使是最虔诚的宗教院校，改革者也无需担心触犯传统的权威人士。在艾略特领导下，哈佛大学最重要的职能还是教学。美国大学学术物理学家，与其他物质科学家，在拓宽知识疆土方面，面临着管理制度上的障碍。艾略特在就职典礼上说道，“这一代美国大学教授主要的职责是日常教学。”与上一代的大学校长相比，艾略特这一代校长更尊敬学术，但他们办大学的主要目的在于培养学生心，而不是科学发现，也不是专业成就。大学的主要目的在于通过传播科学及其思考方式，发展个人的品行，而不是强调知识发展。

2018大学物理学专业世界排名100强，麻省理工高居榜首，清华大学位列36名。中国在物理基础科学领域需要努力，奋起直追。从榜单来看，美国的大学在物理学专业方面有着绝对的实力。众多美国大学进入百强榜。榜首的是麻省理工学院，第二的是加州大学—伯克利，第三是斯坦福大学。前8名除了位居第四的东京大学外，均是美国大学。普林斯顿大学，芝加哥大学，哈佛大学，加州理工学院分列第5-8位。值得一提的是，加州大学竟然有4所分校同时上榜。麻省理工学院物理专业麻省理工学院物理专业研究方向有4个领域，包括天文物理、原子，生物物理，凝聚态和等离子体物理、实验核能和分子物理、理论核能和分子物理。其中，原子物理的研究方向中，BEC(玻色-爱因斯坦凝聚)是一个主要方向。将近一半的faculty研究的方向与此有关。凝聚态方向上，MIT主要强于纳米科学(nanoscience)，其中Dresselhaus是碳纳米管研究领域的大牛级人物。天体物理也是MIT的一个重点研究领域，主要集中于致密天体(白矮星，中子星及黑洞)，宇宙学。加州大学—伯克利物理专业加州大学—伯克利的物理有着悠久的历史，1931年ErnestO.Lawrenceinvented在伯克利发明了回旋加速器，开创了高能物理时代。伯克利的理论物理学和实验物理学研究领域包括天体物理学、原子物理学、分子物理学、生物物理学、凝聚态物理学、宇宙射线、基本粒子与场论、能源和资源、核聚变与等离子体、地球年代学、相对论、低温物理、数学物理、核物理、光学与激光谱、空间物理学、统计力学。加州大学伯克利物理系设有本科和博士学位，无硕士学位。研究方向：(1)天体物理学：Experimental方向包括电磁物理、空间等离子体与场、宇宙辐射波的光谱与特性、红外线光谱学与空间测量法、γ射线天体物理学、实验宇宙学与黑子，有15个教授。Theoretical理论研究包括星际介质、脉冲星射电、恒星的形成、中子星、星震学、银河系的形成与宇宙，有5个教授。(2)原子、核、光子物理学：不分实验和理论。(3)凝聚态物理学与材料科学：实验型研究包括常规和高温超导物体、电磁学、液体表面科学、量子化霍尔效应、固体的光学特性、液晶、磁共振、新光谱学、新材料的开发、环境物理学，有15个教授;理论型研究包括：固体的电子和振动性能的计算、相变统计力学等，有6个教授。(4)分子生物学与物理(5)粒子物理学：分理论型和实验型(6)等离子体与非线性动力学中国上榜的百强高校中，清华大学和中国科学技术大学均上榜，位列36和37位。另外香港中文大学也进入百强。看来我国在物理学这种基础自然科学领域还需要奋起直追才行。具体百强榜单如下，该榜单由软科提供，仅供大家参考。2018世界一流学科（物理学）百强排名如下：大家对此有何看法？欢迎留言讨论。

她不是中国人，却在中国生活了一辈子；你可以说她没有一颗“爱国心”，可她爱的是全世界。寒春，一个美国人最痛恨的女人，她是50年代出逃到中国的美国科学家，在她取这样一个不太寻常的中文名前，人们只知道她的美国名字琼·辛顿。寒春之所以被人广为称赞，主要原因是：她来中国前是美国核物理学家，是首批参与美国“曼哈顿计划”的极少数女科学家之一。然而，当他来到中国之后，她却干着与在美国截然不同的工作，跑到延安养奶牛，一养就是62年。琼·辛顿，1921年出生在美国芝加哥，是威斯康辛大学的物理学硕士，毕业后曾担任诺贝尔奖得主费米的助手，参与美国二战时期的核武器机密研究“曼哈顿”计划。在上个世纪40年代，她在美国最强盛之时离开，来到了当时赢弱不堪、物质匮乏到一穷二白的中国。1948年，琼·辛顿抵达中国，宋庆龄亲自接见了她。北平解放后，她到了未婚夫阳早所在的延安。延安的生活，苦到她难以想象，可她在茫茫的风沙黄土里，看到了中国人的精神，阳早负责管理延安的三十多头奶牛，这些奶牛是当时仅有的营养供给源。她自然就成了阳早的助手，并起了个中文名：寒春。他们先是到陕北与内蒙古交界的牧场，帮助当地改良当地牛羊。1953年，美国《真相》杂志刊登了一篇文章，文中把寒春描绘成逃跑的核原子间谍，她成了美国人眼中的叛徒，她在美国的家人也全部被牵连上了政府的黑名单。但她依然选择留了下来。从小接受的都是核物理知识，当琼·辛顿看着那些奶牛时有些手足无措，自己也无法与部队人交流。但这难不倒琼·辛顿，中文水平不达标，那就好好学习，不知道奶牛的生活习惯和脾性，她便请教当地的老农和畜牧业的相关人员。上世纪80年代，牛奶紧缺。有人就说，每次清洗挤奶设备管道的水中也有奶，可以将这些水掺入奶中增加分量。阳早寒春坚决反对：作假是可耻的！寒春和阳早在中国一待就是几十年。60多年来，寒春一直都在研究奶牛，立志让中国最贫穷的人喝上最新鲜的牛奶，将毕生精力献给了中国的奶牛事业，成为了中国著名的奶牛专家。他们饲养的奶牛以优质、纯净、高产、低耗闻名全国，牛场为三元乳制品厂提供牛奶。2004年，寒春获得中国“绿卡”，成为在大陆第一个获得中国“绿卡”的外国人。2010年6月8日，寒春在北京协和医院病逝，享年89岁。对于寒春来说，她的前半生衣食无忧、悠闲奢华，但是她却觉得不开心，直到她为了自己的信仰来到延安，她才明白自己人生的价值，并为此而奋斗终生。春寒春意暖，向阳花木早，斯人已去，芳香如故，致敬！春寒，阳早！

密歇根大学首次在美国建立了一个持久的理论物理学研究中心。为美国大学理论物理学科的发展提供了一个经典的范例，即持久的理论小组和独特的暑期研讨会。应该说，美国大学总体上缺少玻尔式的人物：不仅善于提出富有创见的假设，而且愿意把整个思维过程暴露在学生面前，让他们参与他的思考。而密歇根大学暑期研讨班的实践进一步说明，大学学科发展的重大财富在于，教师在获得最后的成就之前，学生有幸参与教师的整个思维过程。吉布斯拥有天才的思考力，可惜没有学生参与了解他的思考。缺失了这块财富，耶鲁大学即使拥有吉布斯这类物理学家，仍旧无法培养出一流的理论物理学家，更无法形成理论物理学的中心，结果他的学生最终都是实验物理学家。美国大学物理学家的成就，是与大学对量子理论物理学家的需求分不开。他们在参与量子力学发展的过程中，地位不断得到提升，极大推进理论物理学科专业化的进程。随着量子力学对传统化学学科的冲击，大学对精通量子力学的物理学家需求进一步增加。例如，1929年秋，27岁的康顿获得了6所不同院校的聘任书。就薪水而言，当时年薪达到3 500美元已令人难以置信了。但在1929年至1930年间，康顿担任明尼苏达大学理论物理学教授席位的薪水是5 000美元。美国许多其他年轻的理论物理学家也遭遇类似的情况。但国内理论物理学家量还是太少，于是有的院校到欧洲聘任物理学家，比如密歇根大学聘任古德斯密特和乌伦贝克，霍普金斯大学聘请了赫兹菲尔德，俄亥俄州州立大学聘请了托马斯，以满足日益增加的教学和研究的需要。美国高等院校对理论物理学家的需求，不仅促使美国学生愿意选择理论物理学作为终生职业，而且能提供本科生、研究生各个层面的理论物理学的教学。从课程的安排来看，美国在研究生学习阶段，还不分实验和理论物理学家，但对于理论物理学家而言，他不必花费太多的时间去掌握先进的实验技术，就能期望获得理论物理学哲学博士学位之后，获得承认并找到满意的工作。而且，有不少从事实验物理学研究的人才，在做物理实验的过程中，因无法解释实验中的问题，转向理论物理学领域的研究。实际上，在大多数美国院校之中，新一代的理论物理学家与从事实验物理的同行关系较为密切。在现代实验物理学领域，比如X射线、原子和分子光谱、电子散射和光电现象，美国大学拥有世界一流的导师。阿瑟·康普敦和密立根等物理学家，主要从事一流的实验物理学研究工作。其实，早在十年前，玻尔提出旧量子理论伊始，原子领域的研究逐渐集中在理论方面。而美国大学物理学科在培养新一代理论物理学家，明显落后于欧洲同行。海森堡和薛定谔提出革命性的理论之后，美国大学实验物理学家对理论物理学家的需要也迅速增加。量子力学进入美国大学，很大程度上是为了维持美国传统学科优势：实验物理学。因为美国实验室物理学家认识到，假如一所大学的物理系缺乏量子理论物理学家，那么，光凭先进的仪器和最新的实验数据，是无法保证其拥有一流学科的声望。加州理工学院就遭遇此困境。其物理系在诺贝尔奖得主密立根领导下，原子领域的实验研究饮誉世界。面对量子力学对诸多物理实验显示出良好的解释力，密立根及其同事一致认为，实验惟有与最深奥的理论分析相结合，才能取得大发展。为了推进原子领域的研究，加州理工学院计划筹建数学物理研究中心。于是，它聘请了美国本土的理论物理化学家托尔曼，从国外引进了世界一流的理论物理学家爱普斯坦。值得注意的是，许多欧洲物理学家喜欢讨论量子力学的哲学含义、非经典物理学的特征。比如，他们经常思考：“物质特性的存在仅仅是因为测量的结果？如果是，那么被观察的世界是真实的、客观的吗？”“客体和主体能够分开吗？或者两者之间形成了一个无法分解的整体？”对于玻尔、爱因斯坦、海森堡、约旦和其他物理学家，上述问题就像用量子力学理论计算物质问题一样重要。少数美国物理学家也对海森堡测不准原理内涵的哲学颇感兴趣。但总体而言，他们并不怎么关心与量子力学相关的哲学问题。欧洲物理学家爱谈的哲学话题，很难进入美国物理学家撰写的论文、编写的教材之中，因为他们讲究的是实用主义。斯莱特在1937年的哲学观点，被大多数美国物理学家所接受：“理论物理学家对他的各种理论只问一件事情：如果他用理论计算实验结果，那么，在实验误差范围之内，理论必须与实验结果取得一致。物理学家通常不用费神去争辩理论的哲学内涵。”在美国科学共同体内部，只有康顿、肯纳德和罗伯逊等少数物理学家，思考量子力学所包含的哲学意义。确实，欧洲物理学家独特的思维方式，有助于他们在量子理论领域作出一系列开创性的研究。与此同时，美国物理学共同体在学科信念方面，也发生了变化。

物理学家，是指探索、研究世界的组成与运行规律的科学家。也意为以探索物质的组成和物质世界的运行规律(即物理学)为目的的科学家。物理学家也可以分为理论物理学家和实验物理学家。对于物理学分为理论物理和实验物理，物理学家也可以分为理论物理学家和实验物理学家。当然，物理学中理论和实验都是必不可缺的组成部分，所以有时候这样的分类很难界定。只不过在一个物理学家更偏重理论的情况下，他(她)被称为理论物理学家，例如艾萨克·牛顿、麦克斯韦、阿尔伯特·爱因斯坦、马克斯·普朗克等等;而如果偏重实验，则称为实验物理学家，例如迈克尔·法拉第、乔治·西蒙·欧姆、亨利·卡文迪许、恩里克·费米等。牛顿牛顿艾萨克·牛顿（1643年（格里历）1月4日—1727年3月31日）爵士，英国皇家学会会长，英国著名的物理学家，百科全书式的“全才”，著有《自然哲学的数学原理》、《光学》。 他在1687年发表的论文《自然定律》里，对万有引力和三大运动定律进行了描述。这些描述奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点，并成为了现代工程学的基础。他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性，展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律；为太阳中心说提供了强有力的理论支持，并推动了科学革命。 在力学上，牛顿阐明了动量和角动量守恒的原理，提出牛顿运动定律 。在光学上，他发明了反射望远镜，并基于对三棱镜将白光发散成可见光谱的观察，发展出了颜色理论。他还系统地表述了冷却定律，并研究了音速。 在数学上，牛顿与戈特弗里德·威廉·莱布尼茨分享了发展出微积分学的荣誉。他也证明了广义二项式定理，提出了“牛顿法”以趋近函数的零点，并为幂级数的研究做出了贡献。 在经济学上，牛顿提出金本位制度。爱因斯坦爱因斯坦爱因斯坦(Albert Einstein，1879.3.14-1955.4.18)--美籍德裔犹太人，举世闻名的物理学家，现代物理学的开创者和奠基人，相对论、"质能关系"、激光的提出者，"决定论量子力学诠释"的捍卫者(振动的粒子)--不掷骰子的上帝。1999年12月26日，爱因斯坦被美国《时代》周刊评选为"世纪伟人"。麦克斯韦麦克斯韦麦克斯韦(James Clerk Maxwell，1831.06.13-1879.11.5)--19世纪伟大的英国物理学家、数学家。麦克斯韦主要从事电磁理论、分子物理学、统计物理学、光学、力学、弹性理论方面的研究。尤其是他建立的电磁场理论，将电学、磁学、光学统一起来，是19世纪物理学发展的最光辉的成果，是科学史上最伟大的综合之一。他预言了电磁波的存在。这种理论预见后来得到了充分的实验验证。他为物理学树起了一座丰碑。造福于人类的无线电技术，就是以电磁场理论为基础发展起来的。玻尔玻尔尼尔斯·亨利克·戴维·玻尔(Niels Henrik David Bohr，1885年10月7日~1962年11月18日) )，丹麦物理学家。他通过引入量子化条件，提出了玻尔模型来解释氢原子光谱，提出互补原理和哥本哈根诠释来解释量子力学，对二十世纪物理学的发展有深远的影响。玻尔是哥本哈根学派的创始人，哥本哈根大学科学硕士和博士，丹麦皇家科学院院士，曾获丹麦皇家科学文学院金质奖章，英国曼彻斯特大学和剑桥大学名誉博士学位，荣获1922年诺贝尔物理学奖。亨利·卡文迪许卡文迪许亨利·卡文迪许(Henry Cavendish，又译亨利·卡文迪什，1731年10月10日-1810年2月24日)，英国物理学家、化学家。他首次对氢气的性质进行了细致的研究，证明了水并非单质，预言了空气中稀有气体的存在。将电势概念广泛应用于电学，并精确测量了地球的密度，被认为是牛顿之后英国最伟大的科学家之一。在卡文迪许漫长的一生中，他取得了一系列重大发现--其中，他是分离氢的第一人，把氢和氧化合成水的第一人。由于卡文迪许在化学领域的杰出贡献，后人称他为"化学中的牛顿"。卡文迪许在物理学上最为人推崇的重大贡献之一，是他在年近70岁时完成了测量万有引力常量的扭秤实验，从而使牛顿的万有引力定律不再是一个比例性的陈述，而成为一项精确的定量规律，引力常量的测定也为牛顿的万有引力定律的可靠性提供了最重要的实验佐证。伽利略伽利略伽利略(Galileo Galilei，1564-02-15-1642-01-08)--意大利物理学家、天文学家和哲学家，将定量分析引入物理学，爱因斯坦认为是他开创了近现代物理学的研究方法。1590年，伽利略在比萨斜塔上做了"两个铁球同时落地"的著名实验，从此推翻了亚里斯多德"物体下落速度和重量成比例"的学说。他创制了天文望远镜来观测天体，他发现了月球表面的凹凸不平，并亲手绘制了第一幅月面图。先后发现了木星的四颗卫星、太阳黑子、太阳的自转、金星和水星的盈亏现象等等。这些发现开辟了天文学的新时代。理查德·费曼理查德·费曼(1918年5月11日-1988年2月15日)，费曼是十九世纪末，俄罗斯和波兰犹太人移民到美国的后裔。美国物理学家。1965年诺贝尔物理奖得主。提出了费曼图、费曼规则和重正化的计算方法，是研究量子电动力学和粒子物理学不可缺少的工具。费曼还发现了呼麦这一演唱技法，曾一直期待去呼麦的发源地-----图瓦，但是最终未能成行。 被认为是爱因斯坦之后最睿智的理论物理学家，也是第一位提出纳米概念的人。理查德·费曼狄拉克保罗·狄拉克(Paul Adrien Maurice Dirac，1902.8.8-1984.10.20)--英国理论物理学家，量子力学的奠基者之一，并对量子电动力学早期的发展作出重要贡献。曾经主持剑桥大学的卢卡斯数学教授席位，狄拉克并在佛罗里达州立大学度过他人生的最后十四个年头。他给出的狄拉克方程可以描述费米子的物理行为，并且预测了反物质的存在。1933年，因为"发现了在原子理论里很有用的新形式"(即量子力学的基本方程--薛定谔方程和狄拉克方程)，狄拉克和埃尔温·薛定谔共同获得了诺贝尔物理学奖。马克斯·普朗克马克斯·普朗克马克斯·普朗克(Max Planck，1858年4月23日-1947年10月4日)全名:马克斯·卡尔·恩斯特·路德维希·普朗克(德语:Max Karl Ernst Ludwig Planck)，德国著名物理学家，量子力学(量子论、量子理论)重要创始人，二十世纪最重要的两大物理学家之一。普朗克早期的研究领域主要是热力学。因发现能量量子而对物理学的进展做出了重要贡献，并在1918年荣获诺贝尔物理学奖。普朗克的另一个鲜为人知伟大的贡献是推导出波尔兹曼常数k。他沿着波尔兹曼的思路进行更深入的研究得出波尔兹曼常数后，为了向他一直尊崇的波尔兹曼教授表示尊重，建议将k命名为波尔兹曼常数。普朗克的一生推导出现代物理学最重要的两个常数k和h，是当之无愧的伟大物理学家。1929年与爱因斯坦共同获马克斯·普朗克奖章。迈克尔·法拉第迈克尔·法拉第(Michael Faraday，1791年9月22日~1867年8月25日)英国物理学家、化学迈克尔·法拉第家，也是著名的自学成才的科学家。生于萨里郡纽因顿一个贫苦铁匠家庭，仅上过小学。1831年，他作出了关于电力场的关键性突破，永远改变了人类文明。[法拉第和威廉·休艾尔发明了许多如"电极"、"离子"等耳熟能详的字。迈克尔·法拉第是英国著名化学家戴维的学生和助手，他的发现奠定了电磁学的基础，是麦克思韦的先导。1831年10月17日，法拉第首次发现电磁感应现象，在电磁学方面做出了伟大贡献。法拉第发明的是第一台发电机，是第一台使用电流将物体运动的装置。虽然装置简陋，但它却是今天世界上使用的所有发电机的祖先。独立学者灵遁者整理提供。

前两天介绍了两个留学的热门专业电子电气和商业分析，今天给大家介绍一个理科专业--物理，有需要的同学可以先收藏了。专业介绍：物理（Physics）是一门自然科学，也是大多数科学的基础，俗话说“学好数理化，走遍天下都不怕”就是这么一个道理。物理学注重于研究物质，能量，空间，时间，尤其是他们各自的性质与彼此之间的相互关系。从广义来说，物理学是对大自然所发生的现象进行探索与研究，进而了解其规则。物理专业主要分应用物理，生物物理，原子物理，核物理，量子物理，凝聚态物理，等离子物理，高能物理，天体物理与宇宙学等多种专业分支。这里学长就不多解释了，免得在各位大牛面前班门弄斧啦。我们大部分人对物理的理解还是停留在牛顿的那个苹果上面，其实物理学渗透在我们生活的各个领域。比如收音机中的电子线路，眼镜中的光学成像，刹车所考虑的摩擦力，飞机中的伯努利原理还有胸透里的X射线等等，都是以物理学为基础的研究。易混淆专业辨析1. 理论物理 VS. 应用物理通俗地讲，理论物理的设定只是为了满足人类的好奇心，对未知领域的探索。这些研究可能在很长一段时间内都不能直接应用，却能使我们对这个世界有更好的认知。应用物理则是研究物质的状态，变化及应用。形形色色的物理理论与精妙的物理器件，直接关系着人类能否享受更加便捷智能的生活。两个专业的基本课程和内容是相同的，应用物理会慢慢转向偏实际应用和工程技术，理论物理更偏向理论研究相关。2. 化学物理 VS. 物理化学首先他们的共同点都是化学和物理的交叉学科。化学物理是研究化学领域中的物理问题，大背景是化学，而理论性研究的内容是物理，就是说它更像物理。物理化学的重点是在化学，它以丰富的化学现象和体系为对象，在众多物理实验和现象中探索化学规律。比如说物理学，有机化学，无机化学等。学物理只能去当老师么？首先，对于物理学的就业问题，我们首先想到的就是做老师或者科研。不可否认很多物理学人都将自己的一生奉献给了教育和科研事业，我们这个地球上从来不缺优秀的物理老师和天才物理学家。其次，很多人也会进入科技公司的研究部门，比如电子，凝聚态或者纳米技术等。做的优秀的也会拿到公司的股权或者任职管理岗位。再则，就是航空航天技术岗，这个方面的工资待遇高的离谱，说不定你就是未来神州XX号的某一方面的研发人员了，十年不能回家之类的……还有就是近几年兴起的医学物理，渐渐也会形成一种趋势，待遇自然也不会低。其实这些只是物理专业的极个别就业方向，物理作为一个基础学科，所培养的逻辑思维能力在未来就就业方面是非常广的，只要大家去专攻一个方向。比如搜狐的创始人张朝阳，清华大学物理系毕业，MIT博士；伊隆·马斯克，宾大物理学学士和斯坦福大学应用物理和材料科学博士是特斯拉和paypal的联合创办人；安哥拉·默克尔作为德国首位女性总理，也是一位物理学博士，研究量子化学。所以，物理学所培养的技能和素质是可以应用于各行各业的，远远不止于老师和科研。机会与发展需要你在求学的过程中主动地去挖掘。物理学专业好的学校有哪些？【Tier 1】MIT, 斯坦福大学，芝加哥大学，UIUC前三个的申请难度极高，属于梦校级别，斯坦福右拐就是facebook总部。UIUC作为一所公立大学且在大玉米地里，相对来说话费也较低，凝聚态物理全美第一。【Tier 2】宾州州立大学，西北大学，弗罗里达州立大学宾州州立的强项是凝聚态和AMO，各种大牛教授，很看重申请者的GPA，可以作为TOP学校TOP学生的保底，普通申请者也可以冲。西北大学MSE全美第二，物理系的交叉学科很多，应用性强。弗罗里达州立，综排不高，录取几率很大。【Tier 3】雪城大学，田纳西大学，德州大学达拉斯分校雪城的生物物理比较好。田纳西的材料物理。可做保底。当然，全美开设物理专业的学校非常多，学长只是拿出其九牛一毛来和大家做个阐述。最后老规矩，如果你有感兴趣的专业，关注学长，会陆续介绍的~skr~

《物理评论》延迟发表学术论文时间有时过于冗长，对美国大学物理学家、学科发展乃至大学声望，造成巨大的潜在伤害。就拿实验物理学家阿瑟·康普顿为例，他首先做出了X射线散射实验，后来被称为康普顿效应。其理论解释的论文于1922年12月提交，但直到1923年5月才正式发表。在这五个月间，物理学家德拜彼得·德拜出生于荷兰的美国物理学家，因从事偶极子运动、X射线和气体中电子散射的研究获1936年度诺贝尔奖.将康普顿实验的理论解释提交给《物理学杂志》。德拜的论文在提交之后一个月内就发表了，时间是1923年4月，较康普顿的论文早一个月发表。尽管德拜自己将所有的荣誉都归于康普顿，但在随后的文献之中，出现的是康普顿—德拜效应。在扩大美国物理学科影响力方面，美国物理学家的处境更加不利。像《物理评论》等美国科学杂志，在20年代早期，并无多少读者。因此，美国物理学家非常渴望在欧洲科学杂志上发表学术论文。范·韦勒克曾回忆说：“1922年，当我得知我的博士论文被英国的《哲学杂志》录用之后，我感到非常高兴，因为将会有更多的人阅读我的文章。”应该说，20年代早期美国科学杂志数量已经不少，尽管在编辑方面有一些缺点，但已能为物理学家提供较好的服务。美国本土一流的实验物理学家为《物理评论》等杂志不断建立良好的名声，可要融入国际物理学共同体之中，美国大学物理学科专业依旧任重道远。在洛克菲勒基金会的资助下，1919年至1920学，国家研究委员会授予第一批博士后奖学金获得者，其中包括6位年轻的物理学家。从1919年至1926年，总共有52位年轻人获得一年以上的博士后奖学金，在他自己选择的院校从事博士后研究项目。最初获得博士后奖学金的年轻物理学家，大多在第二年也同样获得了资助。像柯蒂斯、库斯、勒布和佩因 甚至延长至四年。在此期间，奖学金资助额度总计达到20万美元。一些获得者整个学年留在单一的一所院校，而有的则在两至三所院校。早期，奖学金的获得者只有少数允许到国外留学，比如布赖特去荷兰莱顿留学，阿瑟·康普顿留学剑桥，而霍伊特留学哥本哈根。国家研究委员会的奖学金资助项目，主要针对培育美国国内高等院校的科研活动。但对于那些热切想去欧洲学习量子理论的年轻人来说，这种限制令其十分不满。尤其是旧量子时代，量子理论对物理、化学等实验的现象解释力尚不充分。当然，对于实验室物理学家而言，这种限制相对要小一些，因为美国大学实验室的设备相当先进。事实上，20世纪20年代，美国大学物理学实验室设备的先进程度，已经领先于欧洲诸多院校，尤其是德国。1923年，德国理论物理学家索末菲访问美国之时，在加州大学伯克利分校给研究生做演讲时说，“如何将科学转化为技术领域，你们美国人拥有特殊的才能。最近几年，你们成功地发展了实验物理和物理化学。但在我的国家，我担心，用不了几年，实验工作几乎无法开展，因为我们非常贫穷。”20年代早期，对于那些想以博士后身份，前往欧洲从事量子论研究的年青一代的物理学家而言，要获得财政资助并不容乐观。最初他们只有通过“美国—斯堪的纳维亚”基金会或者由各自的学术院校提供资助。洛克菲勒和古根海姆纪念基金会的出现，很快使之黯然失色。由洛克菲勒基金会资助的奖学金项目，则是所有基金会之中规模最大，覆盖面最为广泛的。1923年创办的国际教育理事会，就是其中的重要项目之一。国际教育理事会影响到美国乃至欧洲物理学的发展进程。国际教育理事会是由年长的约翰·洛克菲勒创办的，旨在提升并促进世界范围内的教育。国际教育理事会的奖学金并不只限于美国，它对世界上任何一个国家的申请人开放，获得资助的个体可以自由地选择他想去的国家和院校。通常，大部分来自欧洲的访问学者，是作为科学使臣来到美国“传教”的，但是这些年轻的科学家是第一批来自欧洲的“学徒”，同时也是潜在的定居者。当然，这只是一个非常小的开始，还无法形成气候。对于大部分美国学生来说，他们需要继续到欧洲留学，寻找参与发展物理学科前沿的机遇。除了基金会的资助之外，美国大学凭借自身的资源，资助科学家到欧洲访学。20年代早期，大约有十二位年轻物理学家有机会到欧洲学习理论物理。这对美国大学20年代后期的发展是至关重要的。首先，年轻一代理论物理学家在欧洲科学中心的出现，表明美国物理学科在保持传统学科优势的情况下，有意识地克服学科自身的缺陷。其次，美国大学培养理论物理学家的能力欠缺的情况之下，年轻人有机会留学欧洲，为培养下一代物理学家打下了坚实的基础，帮助他们全面参与物理学前沿的发展。总的说来，20年代大量的资金来源于富裕美国人的捐赠，用于资助个体或学院，从事物理学研究。回想起1873年，英国物理学家廷德尔呼吁美国关注纯科学，直到20世纪20年代，整整半个世纪过去了，他们的呼声才得到回音。美国对科学事业的广泛资助让美国和整个科学共同体均受益。

近日，2020年美国物理学会会士（APS Fellow）增选结果公布，凝聚态物理分会共有16位研究人员当选，束流物理分会共有4位研究人员当选。其中来自上海交通大学的两位教授同时当选，即物理与天文学院贾金锋、向导教授，来自香港大学（港大）物理学系以及物理及天文学研究部讲座教授姚望博士当选。美国物理学会成立于1899年，是世界上最具声望的物理学专业学会之一，每年增选新会士，人数不超过其会员人数的千分之五。我们一起来看看这三位教授！贾金锋贾金锋，1966年生，上海交通大学特聘教授，上海交通大学低维物理与界面工程实验室学术带头人、博士生导师。1987年北京大学物理系毕业，1992年北京大学物理系博士毕业。先后在美国和日本工作5年。2000年中国科学院“百人计划”获得者。2001-2002中国科学院"重大创新贡献团队"核心成员 （全院排名第一）。2003年获"杰出青年"基金；2009 年入选教育部“长江学者”；2018 年入选国家“万人计划”。九三学社第十四届中央委员会委员。1996年获中国国家教育委员会科技进步一等奖；2003年北京市科学技术奖一等奖（第3获奖人）；2004年国家自然科学二等奖（第三获奖人）；2011年香港求是科技基金会“杰出科技成就集体奖”；2011年国家自然科学二等奖（第一获奖人）；2013年全球华人物理学会“亚洲成就奖”；2016年教育部自然科学一等奖；2019年国家自然科学二等奖。当选理由：基于他对外延薄膜的生长和表征、邻近效应诱导的拓扑超导电性的证明以及对Majorana费米子特征的观察做出了重大贡献。向导向导，上海交通大学教授，国家杰出青年基金获得者（2019年）。2008年毕业于清华大学，曾在斯坦福直线加速器中心（现SLAC国家实验室）工作，2014年加入上海交通大学物理与天文学院。2012年获得美国能源部早期生涯奖（US Department of Energy Early Career Award），2013年获得自由电子激光青年科学家奖（2013 Young Investigator Free-Electron Laser prize），2016年获得教育部青年科学奖。当选理由：基于他在自由电子激光和超快电子衍射方面的重要贡献，尤其是在先进束流操控方面的开创性理论和实验工作。姚望姚望，香港大学（港大）物理学系以及物理及天文学研究部讲座教授。2001年本科毕业于北京大学，2006年在美国加州大学圣地亚哥分校取得博士学位。2008年加入中国香港大学物理系任教。曾获得全球华人物理与天文学会颁发的 2014 亚洲成就奖（Robert T Poe Prize）、香港裘槎基金会颁发的 2013 裘槎前瞻科研大奖及 2020 裘槎优秀科研者奖、港大杰出青年研究学者奖 2012-2013 和杰出研究学者奖 2014-2015，并入选科睿唯安（前称汤森路透）2018 年度及 2019 年度“最广获征引研究人员”。2020年8月，入选第十六届中国青年科技奖获奖人选名单。当选理由：为二维半导体及其异质结中的能谷和自旋多样化调控奠下理论基础，从而为能谷光电子学做出开创性的贡献。最后祝贺以上三位教授！

12 月17 日，美国物理学会（The American Physical Society，APS）旗下 Physics 公布了今年的国际物理学领域的十项重大进展（“Highlights of the Year”），回顾了 2018 年颇有代表性的科研故事，涵盖从开创性研究到诗人为量子物理写诗。其中，中国潘建伟团队的首次洲际量子通信项目同样入围。 （来源：APS/Alan Stonebraker） 石墨烯：超导家族的新成员2018 年凝聚态物理领域最引人瞩目的一个发现就是双层石墨烯的超导性。美国和日本的研究人员报告，他们发现了两层相对扭曲的石墨烯具有超导性。他们观察到的超导性类似于高温超导体的超导性，由此扭曲的石墨烯可作为研究超导性的代表性体系。研究团队在美国物理学会年会发布该成果时，带来极大震动。该成果也引起了一系列的理论研究，研究人员试图解释这一非常规现象。其中，有一个猜想是扭曲石墨烯的超导性可能也具量子计算机所需要的拓扑性。 探测到希格斯玻色子与最重夸克的相互作用2012 年，欧洲核子研究组织（CERN）首次探测到希格斯玻色子，但是简单探测并没有展示很多信息。之后，研究重点就聚焦在探测希格斯玻色子具体如何表现。CERN 开展了两个相关实验——CMS 和 ATLAS，探测到最重夸克与希格斯玻色子之间的相互作用，达到统计显著性 5σ水平（5σ意味着信号由本底噪声导致的概率只有千万分之三）。通过测试顶夸克和反顶夸克产生希格斯玻色子的频率，CMS 和 ATLAS 实验确定了顶夸克与希格斯玻色子之间的相互作用强度。此外，他们还报道了首次观测到希格斯玻色子衰变为底夸克。该衰变是希格斯玻色子最具可能性的命运，但这在经典实验中很难观察到。截至目前，所有的测试都与粒子物理的标准模型一致，不过存在不确定性。而随着实验不确定性的减少，还会有更多的惊喜出现。 暗物质领域的“动荡”暗物质领域在 2018 年有很多“动荡”。WIMP（弱相互作用有质量粒子）是被最广泛讨论的暗物质候选者，但是近来其他候选者逐渐引起注意。其中，LIGO-Virgo 联合探测到双黑洞合并产生引力波之后，原始黑洞得到了广泛关注。但是，对超新星统计分析，以及它们都没有被隐藏的黑洞“引力透镜”放大或变亮，表明黑洞可能不是暗物质主要组成。在此之后，原始黑洞的关注热度下降。对于这些现象，理论学家提出猜想：与暗物质相互作用后，气体被冷却。一种可能性是暗物质粒子携带着非常小的电荷。 首次洲际量子通信：量子加密中国潘建伟团队通过“墨子号”中继，利用卫星链路，首次实现与奥地利团队的量子加密的的洲际视频会议。数据安全性通过量子密钥分发（QKD）得以保障。通过千赫兹的密钥交换频率，研究团队之间的洲际会议持续了 75 分钟，总数据传输量达 2GB。长距离的 QKD 曾经在陆地的光纤网络中有过尝试，但是纤维中的光失效限制了通讯距离只能在几百公里之内。而利用天地链路，实现了相距 7600 公里的位点之间的通信。这些结果对于那些设想“量子互联网”的人来说无疑是好消息。 （来源：j.W.Pan/USTC） 中微子难题再次复杂化费米实验室的研究人员开展 MnibooNE 实验，发现了与已知的三个中微子味（电子味、μ子味、τ子味）不相符的信号。MnibooNE 实验发现μ中微子可以在非常短短的距离内转变成电子中微子，而这在传统的中微子振荡中是不可能发生的。这一结果也进一步验证了液体闪烁器中微子探测器（LSND）实验的早期结果。MiniBooNE 和 LSND 实验结果都可以利用第四种中微子——“惰性中微子”相关理论进行解释。因为与加速器和核反应器中产生的中微子相关研究结果均不一致，所以惰性微中子假设曾几乎被摒弃。不过，MiniBooNE 的新结果重新点燃了该假设相关争论。惰性中微子的存在还有可能解释暗物质以及物质-反物质不对称性。 600 亿 RPM：有史以来最快转速你能想象 600 亿转/分钟（RPM）的转速吗？两个科研团队均发表相关成果，实现 600 亿 RPM 的超高转速，创造了世界纪录。这两个团队分别是来自普渡大学、北京大学和清华大学的研究人员构成的合作研究团队，以及苏黎世联邦理工学院的研究团队。两个团队在设计方法上是相似的，利用圆偏振光（可产生旋转电场）旋转纳米物体。这样旋转频率下的离心力足以使硅旋转体分裂，因此该技术可用于纳米应力试验设备，还可以用于研究难于测量的旋转摩擦的量子形式——Casimir 转矩（由物体与量子真空中虚拟粒子之间相互作用造成的摩擦效应）。 国际单位制（SI）迎来重要变革有史以来，测量基准都是基于实物，比如大量水、大块金属等。但是，这些实物可能随着时间或位置发生变化，因此 2018 年 11 月的国际计量大会经表决，决定采用更具通用性的国际单位制。国际单位制基本单位中的 4 个——千克、安培、开尔文、摩尔将分别改由普朗克常数、基本电荷常数、玻尔兹曼常数、阿佛加德罗常数定义。不过，不必担忧日常测量仪器涉及的范围，比如长度和温度单位。最大的变动是质量单位——千克，将不再是质量标准。 记录晶体生长过程的“影片”几十年前，电子显微镜就可以提供很好的原子和分子图像。原子层上长纳米线的视频（如下所示的视频），曾在社交媒体上风靡一时，可能是人们觉得好像在看世界上最迷你的 3D 打印过程一样。为了弄清楚晶体生长过程中原子如何自组装，法国研究人员利用透射电子显微镜进行了实时观测，采用的是金纳米过饱和液滴。视频显示，液滴底部的原子首先“掉落”在液固界面的某个角落，然后以此为起点，在整个界面层铺展开，随着更多原子从液滴底部掉落，就形成了晶体层。 针织物相关的数学公式纱线没有伸展性，而针织毛衣却有很好的伸展性，这一矛盾引发了物理学家的好奇心。巴黎高等师范学院的物理学家对针织物的伸展过程进行了研究。他们对尼龙织物进行不同程度的伸展，找到了一些适用的简单公式。这些新公式适用于任何编织图案，并对伸展过程实现量化解释。研究团队希望他们的研究成果能够帮助工程师开发智能织物，比如有热响应的特殊形状的织物。 为量子物理写诗用合适的语言准确描述量子对象的离奇及其背离逻辑的规律，是一个难题和挑战。不过，物理学家和艺术家都在不断努力尝试。一位名叫 Amy Catanzano 的诗人，想到诗歌或许可以成为一种描述量子物理复杂概念的有效语言。于是，她把自己的想法诉诸实践，写了一首关于量子计算机的诗，试图解释量子计算机背后的理论。尽管物理学家是否会用诗作为量子物理的语言仍未可知，但是这首诗的出现为那些非物理专业的人提供了一种认识复杂量子概念的新方式。