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物理學研究真的像你想的那麼高端嗎?真實情況又是什麼?

大多人對於物理學的第一感覺無疑就是高端、神秘、牛逼,而專門從事物理學研究的人更是學霸中的學霸,然而真實情況真的是這樣嗎?

首先我們要知道一個事實,搞物理的並不都是學霸,學霸仍就只是其中的小部分。目前物理研究主要分為:理論、計算、實驗這三大方向。今天小編就為大家介紹下物理研究的那些事。


一:理論方向

要說哪一個方向最符合大眾對於物理研究的印象的話那無疑是理論方向,理論方向號稱「給我一張紙,一支筆我可以撐起整個研究」這句話雖然有些誇張,但也在一定程度上反映了理論方向的一大特點:整個研究不像其他兩個方向比較依賴相關工具或儀器。其實理論方向也是小編最為佩服的,因為搞理論方向首先理論基礎一定要非常的紮實,想想本科力熱光電、四大力學、原子物理、固體物理小編就瑟瑟發抖。其次做理論方向要有足夠的耐心和堅持,因為理論方向要出一定的成果確實很不容易,並且現實情況就業形勢也不夠好,因此壓力會非常的大。但我們不能否認理論方向的重要性,縱觀整個物理學史大多數著名的物理學家都是理論學家,理論方向就是物理學研究中的探索者與先驅,不管我們自己願不願意投身這個方向,但這個方向的研究者都應讓我們傾佩。


計算物理學是物理學、數學、計算機科學三者結合的產物,與理論物理和實驗物理有著密切的關係。定義為以計算機及計算機技術為工具和手段,運用計算數學的方法,解決複雜的物理現象問題的一門應用型學科。由於計算方法的深入發展和過去幾十年中高速計算機的出現和普及,隨著物理學基礎理論的進一步突破,物理學家們逐步可以應用一些更嚴格和更全面的複雜模型,來定量研究實際的複雜體系的物理性質。基於物理學基本原理的數值計算和模擬已經成為將理論物理和實驗物理緊密聯繫在一起的一座重要橋樑:它不僅能夠彌補簡單的解析理論模型難以完全描述複雜物理現象的不足,而且可以克服實驗物理中遇到的許多困難。

因此計算物理在一些科研條件不是很好的大學中很受重視,目前計算方向大多數做的都是材料這方面的東西,最簡單的原因就是要考慮實用性。因為整個研究過程都要圍繞計算機展開,所以在做計算物理前需要掌握學習相關軟體和語言(計算機語言學好編程比較好的話對做計算是非常好的),做材料方向的計算一般流程基本為:閱讀大量相關文獻(閱讀文獻不管哪個方向都非常重要)、建模(應用軟體比如MS,VESTA)、優化結構進行計算(一般情況用vasp較多,當然還有其他的)、接下來將算好的數據進行畫圖(常用的畫圖軟體就是origin),畫完圖之後就要對結果進行分析,如果結果不是很好,那麼就要找問題重新開始計算,結果比較好的話就可以準備寫文章發表了。當然,計算方向涉及的東西很多,上面所說的流程和軟體只是其中很小的一部分,因為所做的東西不一樣,流程和所應用的軟體可能會發生很大改變。

實驗方向毋庸置疑的就是他們主要是以實驗手段來直接將材料或者實驗現象做出來。目前大多數做實驗的基本也都是做材料的。具體的一般流程主要是:閱讀文獻(文獻永遠是第一位)、設計實驗方案、做實驗(這一環節是很辛苦的而且還有一定的危險性,而且做實驗的時間也不像我們高中那樣,有時候一個實驗可能做好幾天甚至更長)、接下來就要對實驗結果或者材料進行表徵與分析看是否合理或者優秀,如果可以的話著手寫文章,不可以的話就需要重寫開始設計方案做實驗,但不管可不可以對這次實驗進行結論與思考。

實驗方向相對於其他兩個方向上手較為容易一點,對理論基礎的要求也沒有理論那麼高,並且出成果相對來說比較容易,就業形勢也是這三個方向中最好的,但也有不好的一點就是比較辛苦,最一些實驗材料還會有危險性,對實驗儀器的操作也必須合理否則有可能會發生實驗事故。

以上就是對目前物理研究三大方向的一些簡單介紹,但不管哪個方向最終只有一個目的:文章!文章!文章!重要的事情說三遍。說到這就想吐槽做實驗的,文章一發就是影響因子十幾的文章,好一點的二十幾、三十幾也不是沒有,而做計算的PRB(可以說物理學界僅次PRL的期刊)已經算很不錯了,老師一般也就這個檔次,PRL就已經算相當厲害了PRL(物理學界可以說最權威的期刊)就相當牛逼了,這種文章對老師都算非常不錯的文章,可是這兩個期刊影響因子一個三點幾,一個七、八左右波動,難受想哭。

總之今天就到這了,文章很長大家見諒,有什麼錯誤歡迎大家討論,批評指正。

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