全美高校物理专业详解

“学物理，如雾里，雾里看物理，勿理勿理”、“保险起见选了一个B，结果答案清晰地写着ACD”、“费劲心血研读6年，毕业了唯一用得上的，就是给家里换了个灯泡……”所以物理专业到底是何德何能让无数留学生呕心沥血、爆肝熬夜呢？今天小编就带大家走进传说中最令人秃头的物理专业，我们还特别邀请到了美国Top20综合性大学的Andrew同学来为我们分享他的亲身经历。

1什么是物理专业

物理学，是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。作为自然科学的带头学科，物理学研究大至宇宙、小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律，因此成为其他各自然科学学科的研究基础。物理是一门探究世间一切事情，或现象为何发生或存在的学科，简单点可以理解成theory of everything，即“万物之理”。而在这个大标题之下，物理又可以大致被分为纯物理和多学科物理学。纯物理也是我们一般在高中课堂上所接触到的物理，再具体细分的话可以分为：经典力学、热力学、电磁学、相对论和量子力学。除此之外，物理也并不是一门独自美丽的学科，它与其他学科也可以构成多学科物理学，包括：化学物理学、地球物理学、经济物理学、大气物理学、生物物理学、医学物理学、天文物理学七大分类。但物理本就包罗万象，因此在深入研究之后，会有更多可选择的分支，所以在大一的时候可以不着急定下来哪个分支，应该先多上几门课了解一下再决定。

2专业名校

总结来说，物理学的理论结构充分地运用了数学作为自己的工作语言，以实验作为检验理论正确性的唯一标准，这也使它成为了当今最精密的一门自然科学学科。因此物理也吸引了大批的留学生前仆后继地投入它的怀抱。小编在这里为大家整理了全美最“温暖”的前20个怀抱，学物理去这些学校绝对没错！当然，虽然在这里列举的都是综合性大学，但是许多文理学院的物理专业也是极其顶尖的，比如哈维穆德学院，同时与其相匹配的也是一点都不亚于顶尖综合性大学的申请难度。

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

列举了这么多，排名固然能在一定程度上说明问题，但它绝对不是全部！因为本科阶段的话，不用过于在意学校。只要排名不算太靠后的，本科阶段不同学校的课程安排其实都是差不多的，学校更主要的还是给你提供一个学习的环境，所以在选择学校的时候，还是要优先以更契合哪个学校的氛围为考虑条件！

3基础+高阶课程

所以说了这么多，美国大学物理专业到底是学些什么呢？木有关系，接下来就是物理专业初级，中级，高级，三个阶段的课程精华简介！Introductory Courses:

Introduction to Theoretical Physics / 理论物理概论：

这门课全面地介绍了理论物理的基础，其所涵盖的课题包括：分析动力学、场论、统计力学、相对论和量子理论。所使用的具体案例包括牛顿力学、天体力学、电磁学、对称性与守恒定律之间的联系、相对论引力、黑洞和量子信息。课堂讨论将涉及到历史上的相关问题，以及物理哲学。

Widely Applied Physics / 广泛应用物理学:

这门课使用了物理作为工具来分析重要技术和现实世界系统，并强调了“Back of the Envelope”的计算，而这个术语在物理学家解决新问题，并分析国家和国际政策问题时常常被用到。同时，这门课也涉及到介绍各种各样的全新概念，所以信息含量还是非常大的。

Symmetries and Geometry in Quantum Mechanics / 量子力学中的对称与几何：

这门课主要回顾对称性在量子力学中的作用。所涉及的课题包括原子和分子对称性、晶体学对称性、自发对称性破缺和相变、凝聚态物质的拓扑方面。一定的数学基础知识对于这门课来说是比较关键的。

Intermediate Courses/ Advanced Courses:

Mechanics / 机械学:

这门课大致涵盖了经典力学的基本思想，包括与现代社会工作的接轨以及应用。主要的课题包括拉格朗日方程、角色变分原理、对称性和守恒定律、Hamilton's方程、Hamilton-Jacobi理论和相空间动力学。而这门课所学的知识经常被应用于天体力学、量子力学、理论小振荡和经典场、以及非线性振荡。

Electrodynamics / 电动力学：

这门课主要针对高年级本科生。课程将从静电开始，随后涉及到Maxwell方程。主要包含的课题有：静电、电介质、磁静电、电动力学、辐射、各种介质中的波传播、波动光学、衍射和干涉，并讨论了现代物理中电动力学和光学的应用。

而正如小编在上面所提到的，物理往深处学那是五花八门，所以除了所列举的经典课程之外，物理专业的选课还可以有各种各样的搭配。初级课可以学习一些经典力学，或者电磁、热学，然后随着课程的深入再选择一些相对论、量子物理的基础课，分析力学、光学、天体物理、或者统计热力学之类的课也是一种方向。

4适合什么样的学生学习

在一开始学习物理的时候，兴趣绝对是很重要的，但也绝不是一道高高的门槛。物理适合所有对物理感兴趣的人学习，所以只要是在高中时期对物理有一点点兴趣的，或者根本不知道自己以后想学什么的，都可以在大一的时候选一门物理课上看看。而随着学习的慢慢深入，和难度的递增，这个时候态度就很重要了。因为走到这个地步的学生都清楚自己是非常喜欢物理的，所以这个时候拼的就是一个态度了。只要能够认真的听课，完成作业，基本上都是不会有什么问题的！

5后续发展道路

总结来说，物理走学术界那自然和别的学科都一样，都是要读到博士然后再进研究所，或者进高校。如果不想走学术路线的话，物理专业也算一个挺百搭的专业，因为学习四年物理能给所有其他学科的学习都打下很扎实的基础，跨专业申请研究生或者去华尔街做金融的都大有人在。所以四年的物理真的可以让你为做任何事情都有很充分的准备。

6为什么选择物理专业

我从很小的时候就一直想知道这个世界到底是怎么运作的，虽然说这个目标看起来难以实现，但物理可以让我更清晰的理解不少事物究竟为何发生，以及为何存在。

可以说我选择物理就是为了满足我的好奇心吧，在真正学习的过程中，我发现自己对这个世界的疑问被一个个回答，这个过程也是很有满足感的。

7一门最喜欢的专业课

大一的时候，我上了一门很有意思的PHYS1116物理基础课。教授非常好，经常在教室里直接就做演示。这门课是一门比较基础的物理，主要内容就是经典力学和一些狭义相对论的东西，里面很多内容其实高中都有直接涉及到，但是在这门课里面用严格的微积分证明了一遍，很多在高中需要让你记住“就是这样”的东西在这门课里推导后变成了“嗯，就应该是这样”。这门课的作业也很有意思，题目经常一开始经常看不出来从哪里入手，但是当真的下功夫把严谨的证明过程写出来之后会有很大的成就感。

8申请准备

其实很多学术活动类的活动都可以在大学申请物理专业的时候为我们的简历增光添彩，以下小编就为大家列举了一些很有含金量的物理学术活动类活动，拿好不谢！

USAD / 美国十项全能：

美国学术十项全能(United States Academic Decathlon) ，简称USAD，是由美国非赢利性组织(USAD Association)举办的面向高中生的学术性学术活动。本学术活动包含十个科目，其中有七个客观题考试科目，分别为艺术，经济，文学，数学，音乐，科学，社会科学；另外有三个主观考试科目：演讲，面试与写作。每年的比赛都有一个特定的主题，组委会提供的相应教材。而其中的数学和科学项目，都是对物理学习能力很好的证明。

Physics Bowl / 物理碗:

美国物理碗学术活动是由美国物理教师协会主办，已有30年的历史，在美国极具影响力。每年有上万名优秀的学生参加该学术活动，其中成绩突出的美国学生除了有机会受邀参加美国国家物理奥林匹克夏令营，还有机会进入美国物理学术活动国家队，而对于我们留学生来说，这会是在大学申请时让我们倍受名校青睐的一笔。

PUPC / 普林斯顿大学物理学术活动：

由普林斯顿大学物理组织，受到美国普林斯顿大学物理系及天体物理科学系支持，面向全球高中学生，为他们提供展示自己解答非常规物理问题的能力、学习当下物理领域中新鲜前沿的研究、同时角逐奖项。

F=MA：

由AAPT（美国物理教师协会）主办，也是美国选拔高中物理奥林匹克队伍的初赛。比赛时间是每年一月。美国奥林匹克物理学术活动分为两个阶段：第一轮F=MA Contest，只测试力学知识；第二轮USAPhO（USA Physics Olympiad，基本上在3月进行），测试内容更广泛，美高的中国同学可以参加第二轮的USAPhO。国内的同学们虽然只能参加第一轮，但如果能够达到入围USAPhO的分数，也能够充分体现你的物理能力，增加美国大学对你物理水平的了解。