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  • 1 # 媽咪說MommyTalk

    每個學校的物理學專業開設的課程不同,有的學校物理學是系(歸到理學院),有的是學院。不過大致方向都差不多。所有方向所共通的必修課程先是普通物理課程:

    力學、電磁學、熱學、光學、近代物理/原子物理(這個有的學校二選一)

    之後是理論力學,電動力學,量子力學,平衡態統計力學/熱力學與統計物理(二選一)固體物理/固體物理導論(二選一),電子線路。(根據你選擇的系不同有的課程不用學,這裡只是列舉出來方便你選擇)

    數學課:高等數學(B類),線性代數(B類),數學物理方法(分複變函式與偏微分方程兩個部分)

    計算機基礎課為:C/C++(二選一),演算法與資料結構。(你是計算機系C應該學完了吧)

    本科的物理學院學的是學物理所需的最低限度的數學,做科研所需最低限度的程式設計和電子線路知識,以及從牛頓力學到相對論到量子力學全部的力學框架,描述大量粒子系統的統計力學框架,以及經典框架下(經典力學/相對論)關於電磁相互作用的理論。所以題主要是想搞科研或者自己研究課題,建議畢業之後讀研吧。那才是科研的開始,本科學的都是基礎。

    說的有點散哈,彙總一下,四大力學+固體物理:

    理論力學:看起來似乎還是高中那一套,解小球運動軌跡或者彈簧振子,但其實跟牛頓力學相比,多了好多新思想、新數學,非常精美。它可以在純經典力學的領域直接推導到量子力學中的很多重要方法和結論,包括測不準原理和共軛量(conjugate variables)的概念。;拉格朗日量(Lagrangian)和哈密頓量(Hamiltonian)是極其重要的物理概念。此門課中的數學非常重要,包括從最小作用量原理到尤拉-拉格朗日公式(Euler-Lagrange equation)的推演,變分法和泛函的思想。

    電動力學:麥克斯韋方程組及其應用。最後一般要提到洛倫茲不變數(Lorentz invariance),這可以直接推匯出愛因斯坦的狹義相對論,並且此思想在量子場論中繼續深化。數學上很複雜,各種三維微分、積分,各種近似的方法和思想一定要尤其注意。另外還有格林函式,曾經有一個老師半開玩笑講過一句話:“理論物理學家和實驗物理學家的區別是,理論物理學家能明白並且推導格林函式。”

    量子力學:多了很多新符號,算符作用在一個量子態上,能得到一個可觀測的物理量;從這一方面來上說重新定義了我們和世界的關係,由此引起了很多人的哲思。但其實它並不是憑空而來的,其實繼承了理論力學裡的好多東西,非常有趣。數學上用了線性代數,因此需要有數學思維上的轉換;從實空間拓展到了復空間。

    熱力學與統計物理:當粒子變得很多很多(10^23)的時候,會出現什麼情況?我們日常慣用的宏觀物理量(壓強,溫度,體積等)和微觀粒子的的物理狀態(速度,能量分佈等)有什麼關係?各種相空間(phase space),熵,自由能的概念,都在之後的科研中很有用。

    固體物理:雖然並不屬於傳統中的四大力學,但作為20世紀40年代之後飛速發展的凝聚態物理中的最大分支,我覺得還是有必要提一下。這門課首先教一些有周期性邊界條件的體系(比如晶體)所常用的數學工具,然後在理想晶體或者絕緣體等極端情況(也是相對容易討論的情況)中解薛定諤方程求電子結構、能量分佈等各種特性,還有半導體、相變等等。有很多20世紀後半葉的“新鮮”研究成果,讀來頗令人興奮。

    哦,差點忘了你問的“當代著名物理學家”了,怎麼界定當代呢?

    我給你列舉諾貝爾物理學獎得主以及貢獻吧。先說幾個資料,我國物理學家一共就兩位獲得過諾貝爾物理學獎。那就是1957年,楊振寧和李政道因發現弱作用中宇稱不守恆而得獎。其中楊振寧的貢獻遠不止這些,老先生在粒子物理學、統計力學和凝聚態物理等領域都有里程碑性的貢獻。(PS一下,悟空上很多人在問“楊振寧到底牛不牛”之類的,這還不能說明問題嗎?)

    最後看圖吧,具體感興趣的課題可以查一下。(今年物理學獎給了引力波)

  • 2 # 王小喵讀書

    引子:學霸的偶像

    因為看了《生活大爆炸》,一群物理學家崇拜費曼,連謝爾頓這樣的學霸都以費曼為偶像。這到底是啥人?

    於是,找來費曼的自傳來看。

    不看不知道,一看嚇一跳,立刻圈粉成為費曼男神的死忠粉。

    別激動,我看不懂物理。

    可是費曼實在刁鑽古怪,與眾不同,不但是科學怪才,還是情種和浪子。

    他的成就,說出來有點嚇人。

    少年天才

    理查德費曼,17歲在紐約大學的數學競賽當中,一舉奪魁,初次展現才華。

    隨後被麻省理工學院錄取,先是讀數學,後來又轉去讀物理專業。

    大學本科畢業時,畢業論文被公開發表,其中一個公式以費曼自己 的名字來命名。

    那時,費曼不過21歲。

    高歌猛進,大展宏圖

    三年後,費曼24歲,還差幾個月畢業,就被秘密召集到洛斯阿拉莫斯國家實驗室,參與“曼哈頓計劃”,這就是著名的原子 彈實驗。

    這個實驗室裡都有些什麼人呢?當時世界上最頂尖的科學家!比如曼哈頓計劃的發起者愛因斯坦,比如物理學家波爾父子、原子 彈之父奧本海默,還有還有費米、馮諾依曼、拉比、勞倫斯、尤里以及西伯格等人。

    高手雲集,華山論劍,然而即便如此,在短時間之內造出原子 彈依然是個巨大的挑戰。其中有個非常關鍵的問題:就是要進行非常複雜繁瑣的計算,在沒有計算機的年代,這是一項非常龐大麻煩的工作。然而費曼這種人,根本不按規則出牌,他竟然發明了平行計算法,從根本上改變了這個局面。

    讓世界頂尖科學家吃驚,在高手雲集的圈子裡名聲大噪?無論對於誰,哪怕是天才,都不見得能夠做到,然而費曼卻做到了。

    隨後,費曼進入高速爆發期。

    1949年,發表了“正電子理論”和“量子電動力學的空時探討”。費曼捨棄複雜繁瑣的公式和函式,轉而使用費曼圖和費曼規則。

    1951年費曼前往加州理工學院執教,他的一系列講座被學院收集在一起,編成《費曼物理學講義》出版,一版再版,長盛不衰。

    這本教案,至今都被物理學家推崇,讚歎不已,連楊振寧都多次推薦。

    1954年費曼獲愛因斯坦獎。

    1965年,費曼與施溫格、朝永振一郎一同獲得諾貝爾物理獎。

    在科學界,諾貝爾獎是多少人無法企及的巔峰,然而費曼卻如探囊取物。

    這還不是終點

    獲得了諾貝爾獎 的費曼並沒有止步,而是依舊沉浸在科學探索之中。

    1968年提出費曼強子結構模型。

    1972年獲得奧斯特教育獎章。

    1986年,挑戰者號太空梭失事,輿論譁然,費曼受託調查失事原因,做了一個著名的O型環演示實驗。他僅僅用一杯冰水和一隻橡皮環,就在國會向公眾簡簡單單解釋了挑戰者失事的根本原因——低溫下橡膠失去彈性。

    老年時,費曼患了兩種罕見的癌症,於加州洛杉磯逝世,終年69歲。

    身後評價

    後世評價是這樣說的:費曼是繼愛因斯坦之後,最偉大的物理學家。能夠與牛頓、愛因斯坦齊名,可見費曼的才華與貢獻的確出類拔萃。這樣的物理學家,一個就能光耀千古。

    最後總結一下:普通人看物理學家,那是仰視加崇拜,因為實在太難了。

    然而費曼,卻是物理學家的偶像,更是天才眼中的巨星。

    我追《犯罪心理》,裡面的天才小哥哥REID特別喜歡費曼。

    哎呀,喜歡REID,喜歡謝爾曼,更喜歡費曼。

    我是王小喵,先關注再閱讀,養成好習慣。

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