全美高校物理專業詳解

“學物理，如霧里，霧里看物理，勿理勿理”、“保險起見選了一個B，結果答案清晰地寫著ACD”、“費勁心血研讀6年，畢業了唯一用得上的，就是給家里換了個燈泡……”所以物理專業到底是何德何能讓無數留學生嘔心瀝血、爆肝熬夜呢？今天小編就帶大家走進傳說中最令人禿頭的物理專業，我們還特別邀請到了美國Top20綜合性大學的Andrew同學來為我們分享他的親身經歷。

1什么是物理專業

物理學，是研究物質運動最一般規律和物質基本結構的學科。作為自然科學的帶頭學科，物理學研究大至宇宙、小至基本粒子等一切物質最基本的運動形式和規律，因此成為其他各自然科學學科的研究基礎。物理是一門探究世間一切事情，或現象為何發生或存在的學科，簡單點可以理解成theory of everything，即“萬物之理”。而在這個大標題之下，物理又可以大致被分為純物理和多學科物理學。純物理也是我們一般在高中課堂上所接觸到的物理，再具體細分的話可以分為：經典力學、熱力學、電磁學、相對論和量子力學。除此之外，物理也并不是一門獨自美麗的學科，它與其他學科也可以構成多學科物理學，包括：化學物理學、地球物理學、經濟物理學、大氣物理學、生物物理學、醫學物理學、天文物理學七大分類。但物理本就包羅萬象，因此在深入研究之后，會有更多可選擇的分支，所以在大一的時候可以不著急定下來哪個分支，應該先多上幾門課了解一下再決定。

2專業名校

總結來說，物理學的理論結構充分地運用了數學作為自己的工作語言，以實驗作為檢驗理論正確性的唯一標準，這也使它成為了當今最精密的一門自然科學學科。因此物理也吸引了大批的留學生前仆后繼地投入它的懷抱。小編在這里為大家整理了全美最“溫暖”的前20個懷抱，學物理去這些學校絕對沒錯！當然，雖然在這里列舉的都是綜合性大學，但是許多文理學院的物理專業也是極其頂尖的，比如哈維穆德學院，同時與其相匹配的也是一點都不亞于頂尖綜合性大學的申請難度。

TOP 20:

#1.California Institute of Technology

#2.Massachusetts Institute of Technology

#3.Stanford University

#4.Harvard University

#5.Princeton University

#6.University of California Berkeley

#7.University of Pennsylvania

#8.Columbia University

#9.Cornell University

#10.Johns Hopkins University

#11.University of Illinois Urbana Champaign

#12.University of California Santa Barbara

#13.University of Maryland College Park

#14.University of Texas Austin

#15.University of Washington

#16.University of Michigan Ann Arbor

#17.University of California Los Angeles

#18.University of Colorado-Boulder

#19.University of California Irvine

#20.University of Wisconsin Madison

列舉了這么多，排名固然能在一定程度上說明問題，但它絕對不是全部！因為本科階段的話，不用過于在意學校。只要排名不算太靠后的，本科階段不同學校的課程安排其實都是差不多的，學校更主要的還是給你提供一個學習的環境，所以在選擇學校的時候，還是要優先以更契合哪個學校的氛圍為考慮條件！

3基礎+高階課程

所以說了這么多，美國大學物理專業到底是學些什么呢？木有關系，接下來就是物理專業初級，中級，高級，三個階段的課程精華簡介！Introductory Courses:

Introduction to Theoretical Physics / 理論物理概論：

這門課全面地介紹了理論物理的基礎，其所涵蓋的課題包括：分析動力學、場論、統計力學、相對論和量子理論。所使用的具體案例包括牛頓力學、天體力學、電磁學、對稱性與守恒定律之間的聯系、相對論引力、黑洞和量子信息。課堂討論將涉及到歷史上的相關問題，以及物理哲學。

Widely Applied Physics / 廣泛應用物理學:

這門課使用了物理作為工具來分析重要技術和現實世界系統，并強調了“Back of the Envelope”的計算，而這個術語在物理學家解決新問題，并分析國家和國際政策問題時常常被用到。同時，這門課也涉及到介紹各種各樣的全新概念，所以信息含量還是非常大的。

Symmetries and Geometry in Quantum Mechanics / 量子力學中的對稱與幾何：

這門課主要回顧對稱性在量子力學中的作用。所涉及的課題包括原子和分子對稱性、晶體學對稱性、自發對稱性破缺和相變、凝聚態物質的拓撲方面。一定的數學基礎知識對于這門課來說是比較關鍵的。

Intermediate Courses/?Advanced Courses:

Mechanics / 機械學:

這門課大致涵蓋了經典力學的基本思想，包括與現代社會工作的接軌以及應用。主要的課題包括拉格朗日方程、角色變分原理、對稱性和守恒定律、Hamilton's方程、Hamilton-Jacobi理論和相空間動力學。而這門課所學的知識經常被應用于天體力學、量子力學、理論小振蕩和經典場、以及非線性振蕩。

Electrodynamics / 電動力學：

這門課主要針對高年級本科生。課程將從靜電開始，隨后涉及到Maxwell方程。主要包含的課題有：靜電、電介質、磁靜電、電動力學、輻射、各種介質中的波傳播、波動光學、衍射和干涉，并討論了現代物理中電動力學和光學的應用。

而正如小編在上面所提到的，物理往深處學那是五花八門，所以除了所列舉的經典課程之外，物理專業的選課還可以有各種各樣的搭配。初級課可以學習一些經典力學，或者電磁、熱學，然后隨著課程的深入再選擇一些相對論、量子物理的基礎課，分析力學、光學、天體物理、或者統計熱力學之類的課也是一種方向。

4適合什么樣的學生學習

在一開始學習物理的時候，興趣絕對是很重要的，但也絕不是一道高高的門檻。物理適合所有對物理感興趣的人學習，所以只要是在高中時期對物理有一點點興趣的，或者根本不知道自己以后想學什么的，都可以在大一的時候選一門物理課上看看。而隨著學習的慢慢深入，和難度的遞增，這個時候態度就很重要了。因為走到這個地步的學生都清楚自己是非常喜歡物理的，所以這個時候拼的就是一個態度了。只要能夠認真的聽課，完成作業，基本上都是不會有什么問題的！

5后續發展道路

總結來說，物理走學術界那自然和別的學科都一樣，都是要讀到博士然后再進研究所，或者進高校。如果不想走學術路線的話，物理專業也算一個挺百搭的專業，因為學習四年物理能給所有其他學科的學習都打下很扎實的基礎，跨專業申請研究生或者去華爾街做金融的都大有人在。所以四年的物理真的可以讓你為做任何事情都有很充分的準備。

6為什么選擇物理專業

我從很小的時候就一直想知道這個世界到底是怎么運作的，雖然說這個目標看起來難以實現，但物理可以讓我更清晰的理解不少事物究竟為何發生，以及為何存在。

可以說我選擇物理就是為了滿足我的好奇心吧，在真正學習的過程中，我發現自己對這個世界的疑問被一個個回答，這個過程也是很有滿足感的。

7一門最喜歡的專業課

大一的時候，我上了一門很有意思的PHYS1116物理基礎課。教授非常好，經常在教室里直接就做演示。這門課是一門比較基礎的物理，主要內容就是經典力學和一些狹義相對論的東西，里面很多內容其實高中都有直接涉及到，但是在這門課里面用嚴格的微積分證明了一遍，很多在高中需要讓你記住“就是這樣”的東西在這門課里推導后變成了“嗯，就應該是這樣”。這門課的作業也很有意思，題目經常一開始經常看不出來從哪里入手，但是當真的下功夫把嚴謹的證明過程寫出來之后會有很大的成就感。

8申請準備

其實很多學術活動類的活動都可以在大學申請物理專業的時候為我們的簡歷增光添彩，以下小編就為大家列舉了一些很有含金量的物理學術活動類活動，拿好不謝！

USAD / 美國十項全能：

美國學術十項全能(United States Academic Decathlon) ，簡稱USAD，是由美國非贏利性組織(USAD Association)舉辦的面向高中生的學術性學術活動。本學術活動包含十個科目，其中有七個客觀題考試科目，分別為藝術，經濟，文學，數學，音樂，科學，社會科學；另外有三個主觀考試科目：演講，面試與寫作。每年的比賽都有一個特定的主題，組委會提供的相應教材。而其中的數學和科學項目，都是對物理學習能力很好的證明。

Physics Bowl / 物理碗:

美國物理碗學術活動是由美國物理教師協會主辦，已有30年的歷史，在美國極具影響力。每年有上萬名優秀的學生參加該學術活動，其中成績突出的美國學生除了有機會受邀參加美國國家物理奧林匹克夏令營，還有機會進入美國物理學術活動國家隊，而對于我們留學生來說，這會是在大學申請時讓我們倍受名校青睞的一筆。

PUPC / 普林斯頓大學物理學術活動：

由普林斯頓大學物理組織，受到美國普林斯頓大學物理系及天體物理科學系支持，面向全球高中學生，為他們提供展示自己解答非常規物理問題的能力、學習當下物理領域中新鮮前沿的研究、同時角逐獎項。

F=MA：

由AAPT（美國物理教師協會）主辦，也是美國選拔高中物理奧林匹克隊伍的初賽。比賽時間是每年一月。美國奧林匹克物理學術活動分為兩個階段：第一輪F=MA Contest，只測試力學知識；第二輪USAPhO（USA Physics Olympiad，基本上在3月進行），測試內容更廣泛，美高的中國同學可以參加第二輪的USAPhO。國內的同學們雖然只能參加第一輪，但如果能夠達到入圍USAPhO的分數，也能夠充分體現你的物理能力，增加美國大學對你物理水平的了解。