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物理學專業(yè)解析

2021-07-09 15:50:58陽光高考


高考

  物理學是揭示和闡述物質(zhì)世界基本屬性、基本構(gòu)成、相互作用和運動規(guī)律的自然科學。更廣義地說,物理學是探索、研究大自然現(xiàn)象及其規(guī)律的學問。它是當今最精密、最基礎(chǔ)的自然科學之一,也是眾多技術(shù)學科的支柱。

  物理研究的是什么?

  在兩千年前,物理學與哲學、化學等等經(jīng)常被混淆在一起稱為“自然哲學”,直到十六世紀才單獨成為一門現(xiàn)代科學,至今經(jīng)歷了自然哲學時代、經(jīng)典力學時代和現(xiàn)代相對論、量子力學三個階段。

  科學界流傳著一個段子:19世紀末,由于牛頓力學和麥克斯韋電磁理論趨于完善,一些物理學家認為,“物理學的發(fā)展實際上已經(jīng)結(jié)束,物理學已經(jīng)走到盡頭,后人能做的只是進行一些越來越精確的測量。”然而,這句話說了不到30年,量子力學和愛因斯坦的相對論就顛覆了物理學領(lǐng)域。相對論徹底改變了人們對時間、空間、重力以及宏觀宇宙的理解;而量子力學則揭示出一個奇異的微觀宇宙。時空是扭曲的,物質(zhì)是由大量微觀粒子構(gòu)成的。這兩大發(fā)現(xiàn)使我們對這個世界的認識,發(fā)生了深刻的變革,由此而發(fā)展的各種科學技術(shù)改變了整個世界的面貌。直至現(xiàn)在,這種變革仍然沒有結(jié)束,無數(shù)物理學家仍然在努力拓展人類對自然界的認知。

  據(jù)杜老師介紹,物理學的研究大致可以分為兩類:第一類是研究物質(zhì)的狀態(tài)、變化及應(yīng)用,形形色色的物理理論與精妙的物理器件,關(guān)系著人類能否享受更加便捷、智能的生活;第二類則是看上去更加形而上的領(lǐng)域,純粹是滿足人類的好奇心,這些研究可能在很長一段時間內(nèi)都不能直接應(yīng)用,卻能使我們更好地認識這個世界。很少有哪個學科的研究領(lǐng)域,在時間和空間的尺度上像物理學科這樣寬廣,小到原子、夸克、中微子,大到星系和宇宙,短至阿秒,長至百萬億年。因此,物理學及相關(guān)學科是探究物質(zhì)結(jié)構(gòu)和運動的基本規(guī)律的前沿學科,是科學發(fā)現(xiàn)與技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)和源泉。

  本科階段主要課程

  說到物理基礎(chǔ)學科的地位,從大學的課程設(shè)置可見一斑。在高校里除物理類專業(yè)外,理、工、農(nóng)、醫(yī)、林等各類非物理專業(yè)的基礎(chǔ)課中普遍設(shè)有《大學物理》。與大學其他非物理類專業(yè)相比,物理專業(yè)所學的知識更加體系化。

  物理學本科階段的課程主要是以數(shù)學和物理為主,數(shù)學主要包括高等數(shù)學、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計等;物理最主要的是五門普通物理學(力學、熱學、電磁學、光學和原子物理)和四大力學(理論力學、電動力學、熱力學與統(tǒng)計物理、量子力學)。還有一些如固體物理學、數(shù)學物理方法和工具課程(如計算機程序設(shè)計、語言編程等)。

  杜老師認為,物理學最大的魅力在于樸實。樸實有兩方面的含義,一是簡單的原理蘊含著豐富的推論,二是忠于事實的嚴謹態(tài)度。一般而言,能學好物理的人都是純粹的人,踏實嚴謹、睿智勤奮,有一顆充滿好奇的心。從學習的角度來說,要學好物理離不開數(shù)學手段的支持,因為物理學研究強調(diào)精確定量和數(shù)學建模,這就需要數(shù)學方法和物理思維的緊密結(jié)合,所以數(shù)學基礎(chǔ)顯得尤為重要。當然,具有一定的實驗技能對學習也大有裨益。

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