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大学四年时间,物理学能学到什么水平?

2021-11-03科学

我建议同学把学习的视野放宽一点。学习未必是苦行僧式的,丰富的大学生活,劳逸结合的方式或许更有效。这里就从对学习的效果来说吧。

学习并不是一个孤独的旅程。自己学习过程中,经常遇到困难,在交流讨论中自然就解决了。找一些志同道合的伙伴一起,往往事半功倍。孤军奋战如爱因斯坦,他青年时期,「奥林匹亚科学院」的讨论也对他的思想发展起到了重要影响。另外,大学物理学不光是「学」出来的,到了大学高年级,科研和应用,比课本学习更重要。

我建议先把高考考好,特别是不要偏科,上个好大学,未来就更容易找到一些同学一起努力学习。

觉得同学有很强自我驱动力。虽然大学比较「没人管」,也是很多同学经常出现问题的地方,相信你自我管理,努力学习能做得很好。在这个基础上还是要多和同学交流,向同学请教,也可以把自己的知识教给同学(这也让自己理解更好)。

大一大二的时候,多向一些学习好的师兄学习。他们的经验,包括具体课程经验、选哪个老师的课、未来研究方向、学校的强项、如何发展等等,都很宝贵。

物理系学了四大力学之后(包括比较有效的自学),可以找导师,根据你的爱好接触科研或实习。一般比较好的学生,大二下学期或大三就可以考虑开始这个阶段。一方面导师的指导很重要,科研成果很重要;另一方面,做了些科研,你会觉得以前很多东西,觉得会了,其实没学会,对学习也会有更深刻的认识。

另外,需要考虑大学之后,未来的去向,比如是否读研,在国内还是出国读研等等。这些都是需要针对自己强项、爱好、领域的国内和国际状况等综合做决定的,以及未来读研,选择、联系导师。这些都不是自己一个人看书能解决的问题。在一个积极向上的团体中一起进步,能少走弯路,发展更快。

为同学的最后一段话点赞。这里我也谈谈作为物理研究人员,如何为国家做贡献。这里写几句,因看这篇回答,有感而发:

楼上讲的,

真要做 xxx 的话,最好抱着「为了自己热爱的事物而活着」的心态,而不是什么「为祖国做贡献」。xxx 有相当多的研究方向和「为祖国做贡献」没什么卵关系,真的都是一帮大佬拿着经费自娱自乐。你可以指望这些自娱自乐会增加未来百年科技大爆发的概率,但这不影响这些活动的本质。

这里我把物理换成 xxx,是因为 @melonsyk ,您说的和物理有什么卵关系么?不说适用于任何专业,说适用于多数专业没问题吧?所以这句话除了宣扬为你自己的兴趣活着,为你自己活着,还有什么内涵?你自己为自己活着,是你的自由。但是用这种夹带私货的方式给别人为国做贡献的热情泼冷水,我看不下去。皮之不存,毛将焉附?国之不存,身将焉托?

不否认,科研经费如何更有效利用,无论国内还是世界上,都是个难题。但是,为你「自己热爱的事物而活着」,和抱着为祖国做贡献的热忱去做科研,哪个会让经费使用变成自娱自乐,哪个会给社会带来更大贡献?

真想为祖国为人类做贡献,还是把目标定在几个具体科研工程项目上比较靠谱,比如量子计算,核聚变,纳米材料等等,为了这些具体的项目有很多贡献的方式,未必要学物理。中国现在不缺学物理的,缺的是靠谱的科研项目管理和政策支持,缺的是时间,只是不停往里填「物理学家」进去,除了增加内卷并不会提高多少效率。

上一段看得生气,这一段又看乐了,这些具体科研工程项目,哪个和物理没关系?您这是在练习光速打脸吗?为这些项目贡献不学物理,那学啥?学虚头八脑的领导力,学完之后,空降过来,外行领导内行?

物理对国家有什么用?放眼未来,我们想知道下一次工业革命在哪里发生。没法准确预言未来,但是看一些有前途的方向,人工智能、基因工程、新材料、量子科技、可控核聚变等,不少方向都是与物理相关的,或物理与其它领域交叉学科。为国家做贡献,可能优先考虑这些和应用有关的方向,及其与工程的结合。

我个人研究理论物理与宇宙学。在物理学里,这些也是最没用的方向。我的确因为热爱物理而研究物理。但三尺微命,一介书生,位虽卑,未敢忘记报效祖国。也庆幸,即使我的研究方向没有直接应用,也并非报国无门。

比如,可以通过科普做贡献。像世界的基本组成、宇宙的终极问题,这些是大家都好奇,想知道的,可以唤醒公众对科学技术的兴趣。未来,孩子可以从这兴趣出发,走向科技相关的各行各业。成年人也可以凭这种兴趣,开始了解科学,远离迷信。

比如,可以通过教育做贡献。现在我开课讲过去一百年的物理进展,近三分之一选课的同学来自工程学院。他们未来更可能做工程师。但是,知道世界运作的基本原理是什么,而不是脱离了自己的工程方向,世界就变成了黑匣子,我相信,这可以帮助他们做更好的工程师。

最后,像我这种基础物理研究人员,其科研就算没有实际作用,作为人类智慧的一部分,「知道」也有它本身的价值。一方面,希望这部分价值,不是西方独有的;另一方面,正如「科学的春天」随着【哥德巴赫猜想】而来,中国如果能在基础物理做出重大贡献,也会鼓舞各行各业。

美国筹建费米实验室的时候,其首任主任威尔逊在国会质询中,被问到建立费米实验室对美国国防有什么好处。威尔逊说,建立费米实验室对保卫美国没有直接帮助,但是它可以使美国更值得保卫。美国人可以用基础科学增强他们的国家认同感,我们为什么不能呢?。

我上大学的时候有幸听过杨振宁先生的讲座,其中给我印象最深的一句话就是,他认为他一生中最重要的贡献,就是改变了中国人自以为不如别人的心理状态。但是,杨先生和李先生的贡献只是「改变中国人自以为不如别人」的一个序幕。六十多年后,我们要做的还很多。不说别的,看看知乎上铺天盖地的阴阳怪气党就知道了(这些人倒是帮我戒掉了知乎瘾)。无论学物理的,其它科学技术,各行各业,我们唯有做出切实的工作,促成这个改变。

为中华之崛起而读书,与各位共勉。