美國(guó)物理學(xué)主要有幾個(gè)研究方向，你知道嗎？

　　丹麥物理學(xué)家玻爾曾這樣表示：物理學(xué)不告訴我們世界是什么，而是告訴我們關(guān)于世界我們能夠談?wù)撌裁�。物理學(xué)專業(yè)作為自然科學(xué)的帶頭學(xué)科，物理學(xué)研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物質(zhì)最基本的運(yùn)動(dòng)形式和規(guī)律，因此成為其他各自然科學(xué)學(xué)科的研究基礎(chǔ)。

　　物理學(xué)是最重要的基礎(chǔ)學(xué)科之一，物理專業(yè)是中國(guó)學(xué)生最有優(yōu)勢(shì)，最容易獲得獎(jiǎng)學(xué)金的一個(gè)學(xué)科，每年也有大批中國(guó)同學(xué)赴美深造物理學(xué)。物理學(xué)主要有以下幾個(gè)研究方向：

　　1.原子物理

　　研究高溫等離子體微觀過(guò)程研究，原子分子團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)、光譜和碰撞過(guò)程研究，高電荷態(tài)離子相關(guān)物理，激光與物質(zhì)的相互作用，材料的物理設(shè)計(jì)及制備，分子納米物理。

　　2.生物物理學(xué)

　　生物物理學(xué)是 20 世紀(jì)中葉以后逐漸形成，由物理學(xué)與生物學(xué)相互結(jié)合而產(chǎn)生的新興邊緣交叉學(xué)科，是當(dāng)代自然科學(xué)發(fā)展最迅速的部門之一。生物物理學(xué)是運(yùn)用物理學(xué)的理論、技術(shù)和方法，研究生命物質(zhì)的物理性質(zhì)、生命過(guò)程的物理和物理化學(xué)規(guī)律，以及物理因素對(duì)生物系統(tǒng)作用機(jī)制的科學(xué)。生物物理學(xué)研究的內(nèi)容十分廣泛，一般分為量子生物物理、分子生物物理、細(xì)胞生物物理和復(fù)雜體系的生物物理等幾部分；涉及的問(wèn)題則幾乎包括生物學(xué)的所有基本問(wèn)題。近年來(lái)生物物理學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)著重在與更廣泛的學(xué)科領(lǐng)域交叉，如數(shù)學(xué)、信息學(xué)等。本學(xué)科的研究方向主要為：神經(jīng)生物物理，腦功能成像及其應(yīng)用，神經(jīng)信息學(xué)與生物信息論，理論生物物理，計(jì)算神經(jīng)科學(xué)。

　　這個(gè)方向是近兩年新興的交叉學(xué)科，申請(qǐng)者不僅來(lái)自物理專業(yè)的學(xué)生，還有生物專業(yè)的學(xué)生，因此競(jìng)爭(zhēng)是非常激烈的，每年的Offer都非常少。

　　3.凝聚態(tài)物理

　　凝聚態(tài)物理則是研究凝聚態(tài)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和組成粒子(如原子、分子、離子、電子)之間相互作用與運(yùn)動(dòng)的規(guī)律并闡明其性能和用途的科學(xué)。它是物理學(xué)中門類繁多、內(nèi)容豐富、發(fā)展迅速、應(yīng)用廣泛的一個(gè)分支學(xué)科，已成為當(dāng)今物理學(xué)異�；钴S的研究領(lǐng)域。這個(gè)專業(yè)方向是中國(guó)學(xué)生主要申請(qǐng)的專業(yè)方向之一，比較容易獲得獎(jiǎng)學(xué)金。北京大學(xué)和南京大學(xué)在這個(gè)領(lǐng)域非常強(qiáng)。

　　4.宇宙學(xué)

　　將宇宙作為一個(gè)整體來(lái)研究的科學(xué)分支統(tǒng)稱為宇宙學(xué)。對(duì)于宇宙學(xué)家來(lái)說(shuō)，有關(guān)宇宙的構(gòu)造和歷史方面的問(wèn)題。其實(shí)就是有關(guān)萬(wàn)有引力作用的問(wèn)題。由于萬(wàn)有引力能相隔很遠(yuǎn)發(fā)生作用，所以它是對(duì)宇宙整體性質(zhì)影響最大的力。我們現(xiàn)有的關(guān)于萬(wàn)有引力的最好理論仍是愛(ài)因斯坦的“相對(duì)論”，因此，大部分宇宙學(xué)都在努力探索如何將愛(ài)因斯坦的理論應(yīng)用于整個(gè)宇宙。

　　5.高能物理學(xué)

　　高能物理學(xué)又稱粒子物理學(xué)或基本粒子物理學(xué)，它是物理學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科，研究比原子核更深層次的微觀世界中物質(zhì)的結(jié)構(gòu)性質(zhì)，和在很高的能量下這些物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象，以及產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因和規(guī)律。它是一門基礎(chǔ)學(xué)科，是當(dāng)代物理學(xué)發(fā)展的前沿之一。粒子物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，而又基于實(shí)驗(yàn)和理論密切結(jié)合發(fā)展的。北京大學(xué)在這個(gè)領(lǐng)域的研究實(shí)力非常強(qiáng)，在粒子物理實(shí)驗(yàn)方面有很強(qiáng)的實(shí)力。

　　6.計(jì)算物理學(xué)

　　計(jì)算物理是計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)與物理之間的新興邊緣學(xué)科，是公認(rèn)的與理論物理、實(shí)驗(yàn)物理并列的物理學(xué)第三大支柱。

　　7.天體物理和天文學(xué)

　　天體物理學(xué)就是運(yùn)用物理、數(shù)學(xué)、化學(xué)等方面的理論和方法研究宇宙中天體的起源、演化和死亡。主要包括天體的形態(tài)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)，物理狀態(tài)，化學(xué)成分，相互關(guān)系等。一般可以分為兩個(gè)方面：實(shí)測(cè)天體物理：天體的觀測(cè)方法和觀測(cè)手段，觀測(cè)結(jié)果的處理和分析等;理論天體物理：對(duì)觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行物理解釋，研究天體目標(biāo)的物理、化學(xué)和運(yùn)動(dòng)特性。

　　8.光學(xué)物理

　　包括量子光學(xué)，非線型光學(xué)，高分辨率光譜學(xué)等方向。這些領(lǐng)域的突破已經(jīng)成為激光和光纖通訊產(chǎn)業(yè)的重要依托。中科大在這個(gè)領(lǐng)域的實(shí)力非常強(qiáng)，這個(gè)方向也是中國(guó)物理申請(qǐng)者主要申請(qǐng)的一個(gè)方向之一。

　　9.應(yīng)用物理

　　應(yīng)用物理專業(yè)突出了物理學(xué)在光通信與光信息科學(xué)、物理電子學(xué)與光電子領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用，以納米材料和器件、光電子器件，微電子，物理電子學(xué)以及電子技術(shù)為主。目前，這個(gè)方向在很多大學(xué)被合并到EE中去了，有的獨(dú)自成為一個(gè)系，還有的應(yīng)用物理專業(yè)被并入工程和應(yīng)用科學(xué)學(xué)院。這個(gè)研究方向?qū)τ陂_(kāi)發(fā)新一代的微電子材料和器件以及量子器件都起著非常重要的作用。

　　專業(yè)院校

　　1、加州理工學(xué)院(加州)

　　加州理工學(xué)院創(chuàng)建于1891年，是世界頂尖的理工類學(xué)府，真正的小而精的精英學(xué)院。

　　加州理工學(xué)校擁有著7臺(tái)宇宙觀測(cè)設(shè)備。并且該校的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室與NASA一同建造了宇宙飛船和機(jī)器探測(cè)器。其科學(xué)家們正通過(guò)分析宇宙中的行星來(lái)研究海洋學(xué)。

　　知名華人校友：趙忠堯，錢學(xué)森(讀博士)，錢偉長(zhǎng)，周培源(讀碩士)、馮元楨等一批中國(guó)現(xiàn)代物理學(xué)的開(kāi)拓者與奠基人。

　　2、麻省理工學(xué)院(馬薩諸塞州)

　　世界公認(rèn)的最好的理工大學(xué)，被譽(yù)為“世界理工大學(xué)之最”的美稱，當(dāng)之無(wú)愧。

　　麻省理工的物理學(xué)家們堅(jiān)信地球之外是存在生命的，而人類距離這一重大突破只有一步之遙。天文學(xué)和天體物理學(xué)是幾個(gè)系的核心課題，包括地球科學(xué)系、大氣學(xué)系、行星科學(xué)系和物理學(xué)系。

　　麻省理工學(xué)院運(yùn)行著馬薩諸塞州的兩座天文臺(tái)，并且同智利的拉斯坎帕納斯天文臺(tái)有著合作關(guān)系。麻省理工110億美元的捐助和7億美元的研究支出讓其在物理學(xué)方面擁有舉足輕重的地位。

　　3、普林斯頓大學(xué)(新澤西州)

　　普林斯頓大學(xué)創(chuàng)建于1746年，是美國(guó)一所享譽(yù)世界的私立研究型大學(xué)，八所常春藤盟校之一。

　　普林斯頓擁有182億美元的資助，此規(guī)模在全美國(guó)內(nèi)排名第5。普林斯頓大學(xué)的物理學(xué)家們正在通過(guò)使用瑞士的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)來(lái)操作CMS實(shí)驗(yàn)，通過(guò)使用伊利諾斯的萬(wàn)億電子伏加速器來(lái)操作DO實(shí)驗(yàn)，孜孜不倦的研究和探索暗物質(zhì)，高能粒子和宇宙大爆炸，試圖了解并重建宇宙的誕生。

　　4、哈佛大學(xué)(馬薩諸塞州)

　　哈佛大學(xué)由馬薩諸塞州立法機(jī)關(guān)于1636年建立，是美國(guó)最古老的高等教育機(jī)構(gòu)，一所享譽(yù)世界的私立研究型大學(xué)，八所常春藤盟校成員之一。

　　哈佛大學(xué)物理學(xué)亞當(dāng)?科恩教授，目前正在研究一種觀察神經(jīng)活動(dòng)的方法，從而開(kāi)發(fā)出個(gè)性化的醫(yī)學(xué)治療方式。此進(jìn)程可以徹底改革對(duì)肌萎縮側(cè)索硬化癥癲癇、癌癥和其他腦部病癥的治療。其他研究者正在通過(guò)對(duì)比人類大腦和動(dòng)物大腦來(lái)描述大腦皮層為何呈褶皺形態(tài)。

　　5、哈維穆德學(xué)院(加州)

　　哈維穆德學(xué)院是美國(guó)頂級(jí)的文理工程學(xué)院之一，創(chuàng)建于1955年，是一所涉及科學(xué)、工程、數(shù)學(xué)領(lǐng)域的私立精英學(xué)院，全學(xué)院不超過(guò)800名學(xué)生，屬于克萊爾蒙特大學(xué)盟校之一，也是美國(guó)大學(xué)中考上PHD學(xué)生比例最高的一所院校。

　　哈維穆德學(xué)院的學(xué)生正在通過(guò)利用超高分辨率原子力顯微鏡來(lái)研究分析煙霧粒子是如何同云霧相互作用，從而影響氣候變化的。由于天氣的不可控制性，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室建造了一個(gè)能產(chǎn)生人造煙霧的云霧室。

　　6、倫斯勒理工學(xué)院(紐約州)

　　倫斯勒理工學(xué)院創(chuàng)建于1824年，是世界著名的理工類頂尖高等學(xué)府。它是美國(guó)歷史上第一所理工科大學(xué)，也是所有英語(yǔ)國(guó)家中第一所理工科大學(xué)，美國(guó)25所“新常青藤盟校”之一。

　　著名物理學(xué)家、諾貝爾物理獎(jiǎng)得主伊瓦爾·賈埃弗是該校的校友與教授。知名校友有：@的發(fā)明者雷蒙德·湯姆林森(Raymond Tomlinson)被稱為E-mail之父，現(xiàn)代電視之父艾倫B·杜蒙特(Allen B. Dumont)，微處理器的發(fā)明者特德·霍夫(Ted Hoff)。

　　特別值得一提的是：令該校每一位學(xué)生都引以為自豪的是，由于倫斯勒理工學(xué)院對(duì)美國(guó)航天事業(yè)的巨大貢獻(xiàn)，她的校旗是除美國(guó)國(guó)旗之外唯一被永久置放在月球上的旗幟。

　　學(xué)院現(xiàn)有在校本科生6000人，師生比例為1:15，校園面積275英畝(約1670畝)，并有一個(gè)可容納70多家涉及不同技術(shù)領(lǐng)域的企業(yè)科技孵化園，也是美國(guó)現(xiàn)有的五百多個(gè)孵化器中排名第一的。

　　7、康奈爾大學(xué)(紐約州)

　　康奈爾大學(xué)創(chuàng)建于1865年，八所常春藤名校之一�？的螤柎髮W(xué)的立校之本是任何人都有獲得教育的平等權(quán)利，是常春藤盟校中第一所實(shí)行性別平等的男女合校大學(xué)。

　　康奈爾的研究員在過(guò)去的四十年中一直處于碰撞束物理學(xué)的技術(shù)前沿，并且康奈爾電子儲(chǔ)存環(huán)正在革新X射線技術(shù)。每年都會(huì)有超過(guò)一千名的科學(xué)家來(lái)到康奈爾實(shí)驗(yàn)室研究基于加速器的科學(xué)與教育。現(xiàn)在它是加速粒子物理學(xué)領(lǐng)域的領(lǐng)跑者。

　　8、美國(guó)海軍學(xué)院(馬里蘭州)

　　美國(guó)海軍學(xué)院，創(chuàng)建于1845年，是美國(guó)海軍惟一一所正規(guī)軍官學(xué)校，主要是為艦艇及海軍航空兵和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)培養(yǎng)各種專業(yè)的初級(jí)軍官。

　　海軍學(xué)院物理系的宗旨是將學(xué)生培養(yǎng)成海軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的長(zhǎng)官。學(xué)校的研究課題包括在大氣科學(xué)中使用無(wú)線電波、用信息引擎將熱量轉(zhuǎn)化成信息，量子力學(xué)以及高水力壓裂引起的問(wèn)題。

　　9. 加州大學(xué)伯克利分校(加州)

　　加州大學(xué)伯克利分校是一所美國(guó)公立研究型大學(xué)，創(chuàng)建于1868年，是世界上最負(fù)盛名、最頂尖的公立大學(xué)，它位于美國(guó)舊金山附近的伯克利市，也是加利福尼亞大學(xué)中最老的一所分校。

　　加州大學(xué)伯克利分校認(rèn)為教授和學(xué)生是共同挑戰(zhàn)物理學(xué)基礎(chǔ)的合作者。學(xué)校在三個(gè)主要領(lǐng)域取得突破：宇宙物理學(xué)、量子物理學(xué)以及生物物理學(xué)。研究者目前正在研究幼鳥的運(yùn)動(dòng)以及這些運(yùn)動(dòng)如何解釋它們飛行的本能。天體物理學(xué)家正使用氣球運(yùn)載軟γ射線望遠(yuǎn)鏡來(lái)觀察核線發(fā)射和γ射線極化。在國(guó)家電子顯微鏡中心，生物物理學(xué)家正在控制石墨片周圍的碳原子。

　　10. 加州大學(xué)洛杉磯分校(加州)

　　加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校，創(chuàng)建于1882年，是位于美國(guó)加利福尼亞州洛杉磯市的一所公立研究大學(xué)，是美國(guó)最頂尖的綜合大學(xué)之一。

　　UCLA提供337個(gè)不同學(xué)科的學(xué)位，是全美培養(yǎng)尖端人才領(lǐng)域最廣的大學(xué)，注冊(cè)在校共約29000名本科生與13000名研究生。

　　加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校是大型等離子設(shè)備的建造地，這使得該校學(xué)生和來(lái)自世界各地的科學(xué)家能夠研究等離子操控和阿爾芬波。該設(shè)備能夠創(chuàng)造出大振幅連續(xù)的剪切波，與其相似的其它機(jī)器暫時(shí)還無(wú)法做到這一點(diǎn);凱克天文臺(tái)天文學(xué)部門的學(xué)生使用雙子望遠(yuǎn)鏡獲取兩星系碰撞的紅外線景象;其高密度物理學(xué)小組正利用60束歐米茄激光進(jìn)行試驗(yàn)。