我們來看看大學(xué)的數(shù)學(xué)系和物理系都學(xué)了些什么 。首先，我?guī)缀醪粚W(xué)物理，除了所謂的大學(xué)普通物理，相當(dāng)于物理系基礎(chǔ)物理部分的簡化版，或者說是高中物理的深化版 。其次，我要學(xué)數(shù)學(xué)的話，也是平分古典數(shù)學(xué)和現(xiàn)代數(shù)學(xué)，包括微積分泛函分析數(shù)論等等 。
大學(xué)物理專業(yè)學(xué)什么？
物理系開始的專業(yè)課叫做普通物理學(xué)，包括力學(xué)，熱力學(xué)，電磁學(xué)，光學(xué)，原子物理五門課 。在這個階段，你將學(xué)習(xí)大量的物理現(xiàn)象，以及基于這些現(xiàn)象的總結(jié)的大量公式 。這個階段的物理學(xué)是基于現(xiàn)象的，或稱為唯象的 。這種從實驗現(xiàn)象中抽取物理公式的訓(xùn)練過程是培養(yǎng)物理圖像的最好方式 。接下來你會上升到更高的水平四大力學(xué) 。包括理論力學(xué)，電動力學(xué)，量子力學(xué)和統(tǒng)計力學(xué)熱力學(xué)四門課程 。
與基于現(xiàn)象歸納的唯象學(xué)相比，此時的學(xué)習(xí)物理學(xué)是基于數(shù)學(xué)推理的形式理論 。也就是說，此時的理論是基于一些基本的假設(shè)或基本公式如麥克斯韋方程組，用數(shù)學(xué)推導(dǎo)來獲得之前所學(xué)的所有實驗現(xiàn)象 。以前的理論是基于實驗的，現(xiàn)在的實驗是基于理論的 。從歸納到演繹的升華過程，理論變得更為嚴(yán)謹(jǐn)，同時也獲得了預(yù)測實驗的能力 。在這個階段，你會發(fā)現(xiàn)你以前學(xué)過的數(shù)學(xué)微積分線性代數(shù)概率統(tǒng)計是不夠的 。
所以你學(xué)習(xí)了一個數(shù)學(xué)物理方法 。一些有較高數(shù)學(xué)要求的學(xué)校將把這門課分成兩類復(fù)變函數(shù)論和微分方程四個力學(xué)完成然后上去，你會發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)是不夠的 。但是這次不止一條路，按照你選擇的方向，粒子物理啊，凝聚態(tài)物理啊，天體物理宇宙學(xué)啊，遇到了再學(xué)一下，李群，微分幾何，代數(shù)拓?fù)涞鹊?。最后，學(xué)習(xí)這么多物理將來可以做什么呢？首先，雖說大學(xué)物理教育的初衷主要是為研究機(jī)構(gòu)運送后備人才 。
數(shù)學(xué)系和物理系的學(xué)生有什么差別？
學(xué)物理的飄過，貌似首先想到的是，數(shù)學(xué)系的女生多，物理系的男生多 。我上大學(xué)時的男女生情況是這樣，物理班幾十個人，就一個女生宿舍，不知道現(xiàn)在有沒有變化 。數(shù)學(xué)系的學(xué)生主要課程主要有這些數(shù)學(xué)分析復(fù)分析實分析泛函分析數(shù)值分析線性代數(shù)抽象代數(shù)概率論集合論數(shù)論微分幾何微分流形拓?fù)鋵W(xué)常微方程偏微方程代數(shù)幾何組合數(shù)學(xué)運籌學(xué)等當(dāng)然數(shù)學(xué)系也要學(xué)大學(xué)普通物理 。
作為物理系學(xué)生，需要上的課程主要是物理系的學(xué)生要學(xué)基礎(chǔ)課力學(xué)熱學(xué)光學(xué)電磁學(xué)原子物理，還有著名的四大力學(xué)理論力學(xué)電動力學(xué)量子力學(xué)熱力統(tǒng)計學(xué)，此外還有固體物理計算物理，模擬電路，數(shù)字電路微機(jī)原理C語言等 。物理系還要學(xué)很多數(shù)學(xué)課程 微積分復(fù)變函數(shù)線性代數(shù)概率統(tǒng)計數(shù)學(xué)物理方程 。
想從事理論物理研究的學(xué)生，大學(xué)是選擇數(shù)學(xué)系好，還是物理系好？
我們先來看看大學(xué)數(shù)學(xué)系和物理系都學(xué)些什么 。一般大學(xué)本科物理系學(xué)習(xí)的課程，基本上算是物理入門級基礎(chǔ)課 。首先是基礎(chǔ)物理學(xué)，也就是力學(xué)熱學(xué)光學(xué)電磁學(xué)，這基本上是高中物理知識的復(fù)習(xí) 。然而，高中物理因為涉及的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)比較薄弱，并沒有真正系統(tǒng)學(xué)習(xí)物理 。大學(xué)里的力熱光電基礎(chǔ)物理學(xué)，也就是所謂經(jīng)典物理學(xué)，采用的數(shù)學(xué)語言是微積分，是比較系統(tǒng)的知識體系 。
在此基礎(chǔ)上，才真正對物理概念有所了解 。然后進(jìn)階到第二層次的物理學(xué)，或者說現(xiàn)代物理學(xué)，就是所謂四大力學(xué)分析力學(xué)理論力學(xué)電動力學(xué)量子力學(xué)統(tǒng)計力學(xué) 。人們往往認(rèn)為量子力學(xué)最難學(xué)，因為最難懂 。實際上，分析力學(xué)最難學(xué)，統(tǒng)計力學(xué)最重要，電動力學(xué)最復(fù)雜，當(dāng)然，它們的數(shù)學(xué)仍然僅止于微積分 。學(xué)完了四大力學(xué)，就相當(dāng)于有點基本功了，會了一招半式，就能應(yīng)用于一些實際問題 。
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