什么是物理学？

物理是一门研究世界本质的基础科学，万物是怎么组成的，微观粒子是如何隧穿势垒的，引力场内的时间是怎样变化的，光究竟怎样走？好奇心不停地驱使着人们探索，学习世界运行的规律也确实够吸引人，但并非所有的知识都只和有趣的自然现象有关。高速旋转陀螺不倒的现象固然很有趣，但分析受力和不同顺规的欧拉角与现实的关联则涉及复杂的数学原理；薛定谔的猫的故事固然神奇，但当生动的宏观例子具体到一个个用波函数描述的量子态上时，你还能不能静下心来分析它的本征值本征态？在学生阶段，要学习的内容很多元，周期很长（部分具体内容将在下文稍加介绍），除了复杂的四大力学和各种相关数学知识，在本科期间时间，学生还需要快速学习和掌握各种技能如编程，数学方法，使用各种仪器，甚至一些简单的第二外语等等。虽然需要学习的知识看起来繁杂，但他们隐隐连接在一起，所有的技能都支撑着你去理解更深更复杂的物理理论知识。

这些知识都是前人探索的成果，甚至有些到现在都还只是猜测，而主要学习阶段结束后，学生要根据自己的兴趣选择一个研究方向，参与科研。进入科研阶段之后，就完全是一种新的生活。此时你不再像本科阶段那样有大量自己的时间，生活中大多时间要在实验室或者办公室里，一切思考和事件都开始和物理有关；当你的算式解不出想要的结果，实验数据一直异常时，教科书上和前人的研究中也已经找不到你想要的答案 。虽然有老师和学长学姐的指导，但你的课题终究需要你自己的思考。这个时候，你最初的好奇和雄心是否保持不变？

一代一代的物理学家数学家想象了不同的理论和假设来诠释世界为什么是这样运行，它们不停地被后来新的物理学家所验证或修改，也有源源不断的 年轻人加入探索的行列，就像你们和我。 在漫长的岁月中，你一个人在办公室看着文献，身边一杯茶，在茶杯的另一边，一定有很多并不真实的影子，波色、薛定谔、欧拉……他们沉默着，和你一起看着屏幕里他们的晚辈、你的前辈或同事的实验成果。在无数个日夜中，这些人一直陪伴着你，你之前所有的学习过程凝聚成各种各样的人的幻影，你不是他们，但你带着他们的心血前行 。很多人对学物理的人有一种误解，觉得这个群体就是不通人情，不懂浪漫，每天只和公式打交道，生活极其枯燥。但难道对世界的好奇心，在未知中摸索没有被人发现过的秘密不是一种最高等级的浪漫吗？

以上这些远远不是关于物理学的所有方面，但它已经包含了它吸引人的一面和艰难的一面，如果了解了这些你还愿意选择物理，那么你不必有其它顾虑，物理系必不会让你失望或后悔。很多同学在表露出对物理学的兴趣之初就会被身边的老师家长劝说不要学物理，因为他们认为基础科学离生活太远，学这些以后没能从事科研那就是浪费了学习的时间 。不要相信这些以科研困苦，成功率低为理由的劝退，因为专业知识并非学习的全部意义，能留在学界也好，要去业界发展也罢，学习物理的过程只会让你在面对困难时更加自信，也让你更加与众不同 。即便最后你发现自己的兴趣其实不在科研，或者在别的学科，甚至因为生活所迫在毕业之后转行，学习期间的投入永远都不是没用的。 转行后可能这辈子你都不会再用到长程纠缠，也不会再牢牢记住玻色子和费米子谁喜欢群居谁喜欢独居，但你在探索中的思考过程和成就的快速学习的能力却是实实在在的成了你的一部分。在你从低处往高处走，从懵懂往睿智走的路上，你练就的应对苦难的耐心，处理问题的冷静，分析形势的方法，让你成为一个无论在什么领域更加容易成功的人。

更何况，世人所认为的成功其实和你的能力没什么太大关系，所谓成功其实只和你要做的事情有关。你的目标比你能做什么更重要。从众去学一个热门专业然后找一个并不热爱但是能勉强养活自己的工作过完一生还是跟随自己的兴趣学习物理探索世界？这个问题需要同学自己去选择。只能说，去在一件任何人都能做到的事情上“成功”并没有什么意义，毕竟人生只有一次，做一个不后悔的选择至关重要。

本科培养体系

        很多专业都可以以物理本科为开端，因为物理对数学，建模，编程等能力的高要求，本科学物理将来再转行一般不会太难。

        理论物理

        纯物理主要研究现代物理理论，除了物理基础以外，对数学基础和建模能力要求也极高，一般希望读纯物学位的学生将来会继续读PhD然后做四五轮博后之后在高校谋求教职。还有一种情况是纯物的本科生在进入研究生阶段直接转行金融专业，此时只要稍加补充一些法律和经济知识便可如鱼得水。

        工程物理

        工程方向一般是培养解决实际问题，和如何将物理理论应用于商业产品（或服务）。虽然工程方向学习周期没有纯物长，但一般来讲读Master还是有必要。一般在毕业以后就业范围极其广泛，业界众多企业都需要工程方向毕业生帮忙做设计。

        生化物理

        生化方向一般属于物理系的凝聚态分支。生物物理一般情况下都是研究soft matter的种种性质，从而将这些性质应用于对人或其它动物的治疗手段上。而化学物理同样是凝聚态方向，但研究的则是各种元素组合成的分子在不同状态下的性质，一般也成为材料科学。生化物理在业界就业同样广泛，企业实验室需求量很大。

PhD研究细分方向 

        PhD阶段物理系所有分支都属于纯物，工程学院和化院分管工程和生化分支。即便是纯物一个分支，其中也是方向众多。

        宇宙学

        宇宙学主要研究对象是天体以及星系的运动，起源和变化，以及宇宙中各种辐射。有的与高能物理的交叉方向会涉及暗物质和黑洞吸积盘等，比如著名的大爆炸理论（Big Bang Theory）就属于这个范畴。

        凝聚态

        凝聚态（Condensed Matter Physics，又称CMP）是用已知或猜测的相关定律解释不同物质在不同凝聚相下的物理或化学性质。凝聚态可与化学， 纳米技术等学科进行交叉并将结果应用于商业行为，主要研究超导性质与分子表面结构的关系。由于物质种类数量众多，凝聚态研究人员需求量也很大，凝聚态应该说是所有纯物理学科中就业率最高的分支。

        AMO

        AMO全称Atomic, molecular, and optical physics，顾名思义，是研究物质与物质或物质与光的相互作用，利用粒子吸收或放出光子的行为控制其能级。此方向现在最热门的应用是量子信息实验的分子制备，如用光路将激发态的分子降为基态等。

        高能物理

        高能物理旨在原子核中基本单位间的相互作用，这些基本单位之间的相互转化需要或放出极高的能量。著名的粒子加速器即为高能物理的研究手段之一，一个超大型量子对撞机的科研经费动辄数百亿美元，除了建造成本还创造了数以万字的科研岗位空缺。一个高能物理的课题一般需要相当多的人和机构之间的合作，一篇高能物理的文章甚至可以前两三页都是作者署名。

        量子信息学

        量子信息学包括量子密码术、量子通信、量子计算机等几个方面，是量子力学与信息科学相结合的产物，是以量子力学的态叠加原理为基础，研究信息处理的一门新兴前沿科学。量子信息学将对计算速度产生革命性的提升，同时又将提供一种更为安全的通信手段，其商用价值无可估量。

申请方向选择

        因为本科物理学的内容很基础，在申请研究生或者PhD的时候可选的方向很多很多。除了物理系的三大主流方 向（理论、AMO、CMP）以外，还有生物系的 biophysics，化学系的 Chemical Physics， 工程院的 Applied Physics、 EE、 MSE、 ME等等。因此申请者一定要认真把握自己真正的兴趣究竟在哪里，自己读完硕士/PhD之后究竟想干什么。很多人都是很盲目地做出出国这个决定，又很盲目地做出申物理系的决定，尽管自己并不喜欢做物理也不想当 faculty。

        很多人认为， 因为本科学的是物理，所以以后申物理肯定最好申，于是就只申物理，而不去看别的系，这就走了弯路了。因为物理并不一定比交叉学科或者工科容易申，尤其是 top school，他们的交叉学科和工程专业都很喜欢招物理出身的人。而且，很多大学的物理学院专业里面也只有物理学是纯物，其它的专业细分与工科交叉交大。比如光信就是 EE 中的 Optics，材料物理就等同于 MSE，应用物理翻译过来就是 Applied Physics。对于这三个系的同学，申物理系才算是“转专业”啊！所以，除了那些对于那些真正执着于理论物理的同学们，申请者需要放宽思路，从多个系的多个方向里选择最适合自己的。 

当然，作为一个只学了三年基础课的本科生，从那么多方向里选择出自己最感兴趣的方向，的确很难很难。如果你看了某篇文献或听了某个讲座后对某个小领域（比如弦论、 STM、纳米光学、超导、 Topological Insulator，激光冷原子等等）一见钟情，非它不做，那恭喜你选方向的任务已经完成了。如果没有找到最适合自己的小方向，那就多看看各个系、各个方向的网页，多听讲座多读文献，选择一个大概的方向（比如说，光学、凝聚态、材料等等），来寻找自己感兴趣的方向。

        即便是学习同一学科，身处不同人生阶段的同学，甚至相同阶段但抱有不同理想和计划的同学所适合的学校也不同，可以说没有最好的学校，只有最适合你的学校。在此有一些针对不同人群的择校建议可供参考。

本科学习

        在本科阶段选择基础学科如物理作为专业者，未来发展方向十分宽泛，有留在学界继续深造者，更多则是选择在毕业之后研究生阶段转行至业界，以金融或工程，甚至其他作为发展方向。对于有意转行的人群，在本科择校时不推荐盲目按照专业排名申请学校。

        以转行金融为例，在本科时发展人脉比之积累学术沉淀更为重要，此时可适当观察选择数学或金工强校，以求在学期间拓宽视野，在结识良师益友的同时，得知在毕业后转行和发展过程中有用的信息。再以欲转行工程者为例，则应看重学校与对口企业的合作与实习机会，而非一味追求学术排名，学界活跃的大学一般与业界名声良好的大学重合度很低（除藤校等顶尖大学外）。如新泽西的史蒂文斯理工学院，业界校友众多，甚至在跳槽和申请工作的时候颇有互相帮助的风格，然而在学界却学者寥寥，存在感极低。

        而对于将来的事业还没有太明确规划的同学，建议在择校之前尽量明确发展道路。若实在模棱两可也是很正常的，希望同学不要焦虑，此时在择校过程中，确保学术水平的同时可以多多考虑自身喜好。美国地界广阔，贫富差距十分悬殊，一些大城市如纽约湾区等地，有纽约大学，哥伦比亚大学，加州大学欧文分校，洛杉矶分校，都以娱乐生活风生水起著称，众多世界级博物馆画廊等等就在身边，其生活水平比之北京上海也不遑多让。而出了一二线城市的辐射范围，娱乐生活则十分匮乏，但也没有了满眼人群及交通混乱的烦恼。著名玉米地学校 普渡大学身处一片菜地之中，康州大学则占山为王拥有一片小山头，一进此类学校，则很难出门，但也可以享受宁静的生活状态。故而若自己对生活状态有偏好，择校时可多多考虑生活方面而非学术。

院校排名

        对于物理学的专业排名，申请者一般可以参考的数据主要是US News的研究生项目排名，以及上海交大的物理学学术排名。而综合排名更大程度上反映的是学校的国际声誉，因为这个指标是基于本科生教育的排名，而研究生项目的排名更多的衡量了学校的学术水平。对于物理系，一般认为 Physics 的整体排名的重要性大于各个小方向的排名。一个物理系的整体排名很大程度上反映了这个系的 faculty 质量和学术氛围，而各个小方向（比如AMO或者CMP之类的）的排名更多是依据这些小方向的 faculty 规模排的。对于工科，工程院的整体排名和要申的系的排名都可以参考一下。专业排名的高低，大体上是能反映申请的难易程度的。所以，可以根据自己的硬件定位好申请学校的排名档次。

        特别是对于希望申请物理专业PhD项目的同学来说，绝大多数已经对自己的研究方向和学术道路有了明确的计划和想法，故而对于此类人群，在选择学校的时候最该看重的是项目组的好坏而非整体学科排名甚至研究方向排名。此外很多顶尖学校的项目组或实验组都在处于起步状态时广邀学生，甚至不顾学生硬件水平有没有满足本校一般的录取条件，有时会出现“破格录取”的假象，很多学生会因向往学校的名声而飞蛾扑火一般入组学习，但结果往往很差。以量子信息实验方向，冷分子实验室为例，这种是典型的物理实验室，从其起步时段算起，到实验台完成度足以进行一些基本实验，其中需要耗费大概三年的时间，若一个PhD学生在实验组起步时被征召入组，到实验台搭建完成，再到进行创新实验进行课题，保守估计五年已经过去了。一般学校为PhD提供funding的时间在五年到六年，而此时课题还未完成，论文还未发表，就会出现延毕，甚至自费读博的悲剧。就算是完成度极高又声名很大的项目组，也不一定是适合你的。如马里兰大学量子中心某组，挂着数学系的名号却实际上要求组员学习编程等知识，在研究过程中用到最高深的数学知识竟是微积分。但Boulder同方向项目组则侧重数学，多应用群论拓扑等理论。故就算是同种项目组，也需要深入了解，分析哪个更适合自己再做打算。

地理位置

        地理位置是绝对不能忽视的一种选校依据，当你最后有几个学术声誉差不多的学校的 offer 时，常常会选择地理位置最适合自己的学校。毕竟， PhD 的生活至少需要五年，如果一个喜欢热闹的人去了大农村估计会闷死，如果一个喜欢安静的人去了大城市肯定又承受不了周围的烦躁。还有一个必须考虑的问题就是治安。如果一个学校靠近黑人区，那么最好不要申。如果一个学校接二连三的出枪杀砍头案，那么也要注意了。一般对于物理这类的基础学科来说，较为清静的环境是有利于培养坚实的学术基础的。当然，清净并不意味着去太偏僻的与世隔绝的小村庄，毕竟在做实验的过程中还是要从外界购买各种实验仪器和原材料的，而且地理位置的学校一般与国际学术圈的交流也更多一些。所以，像 Princeton， Berkeley， Northwestern 所在的环境优美的小镇，是最适合潜心研究物理的。至于纽约和洛杉矶这些大城市，或者 UIUC 这种偏僻的玉米地，可能不是每个人都能适应。 再有就是气候、人文环境等等，看看是否适合自己。中国人一般最喜欢加州， 其次是东海岸，最后是中部和南部。当然如果你随遇而安，对地理位置没有任何要求的话，尽量少申加州，多申几个地理位置差的但学术声誉好的学校。这样能有效地避开激烈的竞争，最后说不定会有意外的惊喜。

PhD导师的选择

        如果你选定了一个特定的研究方向，那么你的选校就要以 potential advisor 为主了。在学术道路的起点，遇到一个好老板是三生有幸的事情。那么选老板的依据是什么呢？

首先，老板要 nice！这一点比老板牛不牛更重要。因为老板牛不代表他会带学生（有可能主要依靠博后来发文章），而且曾经牛不代表以后继续牛。 但是，如果老板 nice，稍 push 但不是那种变态的 push，当你有事情找他时他总能抽出时间，当你有问题时他总能认真解答，那么你肯定能学到很多东西。遗憾的是，如果我们不进一个组待一段时间，很难观察出老板是不是 nice。有一个方法是，多联系这个老板现在的学生和已经毕业的学生，看看他们对这个老板是怎么评价的。还可以抓住一些面套或者onsite面试的机会，当面跟老板聊聊。

        其次， 当然还得看老板牛不牛。一个“牛老板”，首先当然是发 Nature/Science/PRL 多的 老板，而且论文被引频次很高。不过更重要的是他的学生的毕业出路。想做 faculty 的话，要看他的学生毕业后去哪儿做了博后，之后又去哪儿当了 Assistant Professor；想进 industry 的话，要看这个老板是否跟工业界有合作，学生毕业后是否进了知名的大公司。

        再者，对于导师学术水平的评判，可以先看该教授发表文章期刊的档次。如果 pulication 里充满了 Nature、Science、 PRL，不用再细看也知道很牛。其次，绝大多数情况光从期刊上看不出来一 篇文章到底有多大价值。比如很多在 PRB上的文章要比 PRL的更详尽、更有价值， 很多 PRL 的文章要比 Nature、 Science 更物理、更重要。这个时候，看期刊就是肤浅的，我们要看该教授发表文章的引用次数。引用率对不同的领域有不同的标准。一般领域越大，比如纳米，其文章引用次数相对也越多；而领域越小，如量子霍尔物理和 STM 等等，文章引用数比起来就要少不少。一般来说，一篇文章 如果能单篇被引超过 50 次甚至到 100 次，就是很出色的了。此外，有一个很重要的指标叫 H-index，如果一个教授的 H-index 是 20，则说明该教授迄今为止有 20 篇文章单篇被引次数超过 20 次。一般来说， H-index 能达到 20-30，该教授就应该算是较成功的物理学家了，若达到 40-50，则此人必是大牛。此外，还有一个叫做 physics author rank 的网站，会对物理学家按百分比的形式排名，大家可以参考一下。当然除了 pulication， 选导师更重要的是导师的人品。这就需要大家从该组的师兄师姐或者其他途径打听了。此外， 不是跟大牛就一定好，这要根据个人的性格而定。有的人自主性强，心理素质好； 有的人自主性不强，心理素质不够好，于后者而言，也许跟一个年轻的 nice 的 导师，比跟大牛更合适。

院校概览

        除了耶鲁哈佛等这些老牌名校，美国还有很多适合物理学者深造的小众大学：

         I.学术在细分方向属于顶尖水平但综合排名不高： 例：Rochester University, Colorado University – Boulder, SUNY University of Stony brook…… 此类学校在本科申请时时常被忽略，因为很多同学认为本科学校最重要的是综合排名。但对于希望在学术上继续深造的同学来讲，在本科时期结识业内有名的教授是相当重要的，因为申请Graduate School的时候如果得到他们的推荐信，对申请工作事半功倍。很多本科生在大三大四都会参与research 工作，本科选择此类学校将有很大希望在有名的大佬手下工作并很容易做出一些对本科生来讲很优异的成果。罗切斯特为本科生提供宇宙学，生物物理，凝聚态，高能，量子光学（cooling and trapping方向）等等research opportunity。研究方向几乎比一些学校的PhD研究方向还多。而科罗拉多大学量子中心世界顶尖，也为自己的本科生提供入组实习的机会，并且有奖励学分。石溪大学更不必说，著名核物理学家、诺贝尔物理奖获得者杨振宁在该校执教37年，几乎全世界学习理论物理的学生都对石溪的杨所都心怀向往。

         II.专业排名不高但项目发展前景很好：比如Brandeis University, Drew University… 布兰迪斯大学近年新推出的跨学科项目 (Independent Interdiciplinary Major) 在业界风评甚佳，物理，数学，计算机，工程等系学生皆可申请。虽然布兰迪斯在传统意义上属于文科院校，但出自其跨学科项目的学生却在工作市场上炙手可热，而且也属于STEM范畴内，在申请绿卡或工作签证的时候会受到一定优待。 德鲁大学则更是名不见经传的小学校，但其排名低不意味着实力差。申请Drew时有机会入选Baldwin Honorship，一旦入选，入学第一年便要选一门代号为HON的课程。此课程一般每年有十个左右的学生有机会上，但其教授达到12个之多。十二个教授皆为新泽西著名药厂实验室（Pfizer, Novartis，Merc等 ）或医院实验室的退休研究员。将一对一辅导学生，手把手教他们进行人生中第一次research。而且此校与藤校哥伦比亚大学有合作项目，特定专业（包括物理）学生只要在前三年GPA达到3.5（十分简单），即可参加哥伦比亚大学的3+2项目，在本科第四年入学哥伦比亚大学工程学院，经过两年的学习即可拿到Master学位。

        III.美国之外的其他学校： 除了美国，其他国家也有很多学院项目各有特色令人向往。如加拿大的PI（Perimeter Institute for Theoretical Physics），此院校不同于美国传统Master项目，其学习时间只有一年，在一年时间里，学界大佬如年轻有为的Neil Turok，Kevin Costello教授四大力学，并有其他学校或组织的来自各个领域的博后或教授开seminar，带学生了解每个研究方向的真实生活。 欧洲有著名的剑桥，帝国理工，布里斯托，格拉斯哥等等，申请难度比美国低一个档次，但是费用昂贵。其他学校如University of Tokyo, Swiss Federal Institute of Technology Zurich, University of Munich等也是物理名校，虽不处在英语国家，也有英语项目可供选择。再就是大名鼎鼎的马克斯-普朗克研究所（Max Planck Institute， MPI），其研究领域的成绩享誉世界，虽然没有硕士项目，但是对于国内读完硕士的申请者来说，德国3年制的PhD项目是一个不错的选择。

本科培养体系 

        本科物理专业所要求的课程大同小异。在第一年要求上大物一和二，还有微积分的一系列课程，难度水平跟国内高中差不多。进入第二年之后，物理系的学生就要开始学习一些现代的物理概念，一般学校会设置有modern physics，包含简单的原子分子，量子数，和狭义相对论等等。而为了理解以后的高阶物理课，此时的物理系学生要上数学物理方法以提前接触一些简单的数学知识帮助理解抽象的物理概念（大概包括复数分析，线性代数，微分方程，傅里叶变换等等）。有的学校，如纽约州立大学系统，为了衔接大物中的简单概念与以后要学习的量子和电磁学概念会引入一门专门讲waves性质和特点的课，这门课也是物理系的必修课之一到了大二下学期，之后学生就要开始学习真正的物理基础课程：四大力学。包括经典力学（半年），研究宏观物体低速情况下的运动，略微介绍拉氏量，运动方程等概念；电动力学（分为上下，一共一年）：研究静电场，磁场等影响粒子的方式（在本科中不涉及任何关于相对论的知识）；量子力学（分为上下，一共一年）：研究微观粒子，介绍不确定度与波函数等概念；最后是热/统计力学（半年）：介绍热力学四个定律，以及热，功，熵等概念。 四大力学是物理系学生最重要的基础课，无论如何一定要学好。但是除此之外，根据学生将来的发展方向不同，要毕业还需要选修一些别的课程：

         i. 物理：如果倾向于毕业之后继续在物理系深造，则除了物理课还需要学一些进阶的编程技能，时下最流行的是c++和python。还有数学知识，包括实变，复变，常/偏微分方程，线性代数，群论等。而在本科的最后一年，最好选上本校的研究课程，即跟着一个实验组做research，参加组会，做一些力所能及的工作，并撰写毕业论文。 

        ii. 工程：如果是毕业之后希望从事工程工作的学生，或者参加如哥伦比亚大学3+2项目，则最好再选修一些电子、电路设计方面的课程。并且需要掌握工程专业各种开发软件的应用。 

硕士课程

        传统的物理学硕士课程体系其实非常flexible，因为物理学的内涵广泛，选课自由度也就非常的大了。比如普林斯顿大学的物理学硕士项目，第一年为学生上课（6-8门课），第二年进入研究阶段。授课的范围主要覆盖三个方向：

        量子力学与量子场理论（Quantum Mechanics and Quantum Field Theory）

        PHY 506 Quantum Mechanics 量子力学

        PHY 509 Relativistic Quantum Theory I  相对论量子理论 I

        PHY 510 Relativistic Quantum Theory II  相对论量子理论 II

        PHY 529 Introduction to High Energy Physics  高能物理导论

        凝聚态物理、生物物理学和原子物理学

        PHY 525 Introduction to Condensed Matter Physics I 凝聚态物理导论 I

        PHY 526 Introduction to Condensed Matter Physics II 凝聚态物理导论 II

        PHY 551 Atomic Physics  原子物理学

        PHY 561 & 562 Biophysics  生物物理学（计算生物学）

        广义相对论和高能物理

        PHY 523 Introduction to General Relativity 广义相对论导论

        PHY 524 Advanced Topics in General Relativity 高阶广义相对论

        PHY 529 Introduction to High Energy Physics  高能物理导论

        当然，除了这种理论物理的硕士之外，还有应用物理的硕士项目，或者其他交叉学科的物理学硕士。比如生物物理学，是物理学与生物学的交叉，有时也称为计算生物学，因此与计算机科学也有一定程度的交叉。物理学与经济学和金融学也存在一定程度的交叉，比如金融数学领域所应用的随机偏微分模型基本上都来自于物理学，所以物理学的同学去读金融数学的项目也不存在很大的跨度。

PhD

        在PhD的前两年中，大部分学生还是需要上课的，同时兼职TA的工作。在这两年中，PhD学生要继续学习进阶版的四大力学，时间设置跟本科的四大力学时间比例相同，并根据自己的研究方向选修其他的专业课程。如专攻宇宙学的学生要选广义相对论，专攻凝聚态的学生则要选固体物理，等等。物理系的TA工作基本包括给本科生带大物实验，判作业，判考试卷子，和带recitation等等，工作时长一般可达到一星期20小时。 在前两年的课程学习之后，学生要参加qualification考试，通过考试者正式成为PhD candidate，并加入学校的实验组进行research，此时就要开始立课题，为发论文毕业做准备了。

本科申请

        申请本科并不是一件困难的事情，难点在学校的选择。总的来讲，申请本科的硬性要求只有SAT/ACT和托福或雅思成绩，还有高中的gpa。但是如果想稍微进好一点的学校，则还需要考物理AP和数学AP。对于国内的理科生来讲，物理和数学AP并不难，需要花时间准备和刷分的是SAT/ACT和语言考试。如果想申请好一点的学校，SAT要考到2100分（满分2400）以上，ACT则一般需要32分（满分35）以上，托福基本需要108分（满分120），雅思7.5左右。如果考AP的话最好是满分。 很多本科学校也需要申请者提供推荐信，这对于高中生是一件很头疼的事情，但如果不是特别突出的推荐信，对申请的帮助不大，可以不用过分纠结。而本科学校申请麻烦在除了统一要求的personal statement之外，很多学校要求申请人根据要求写一些小paragraph，每个学校的题目都不相同，所以申请时尽量早早建立账号，就算不立刻填写申请表也要早看看有没有要写的essay或者paragraph以提早准备。 

        申请季一般开始于申请者11年级结束的暑假，所以推荐申请者11年级时就开始准备各项考试如SAT或ACT，给自己留出足够的时间多刷几次分。AP物理和数学考试对中国高中生来讲并不需要花太多时间准备，选在自己时间宽裕的时候考就行，需要注意的是要在考前一个月背背相关单词，考试前一个星期做做模拟题就够了，主要把时间留给准备SAT以及语言考试。所有考试成绩在11年级结束前准备完毕，之后在申请网站填写资料和成绩并请学校寄出成绩单即可。 

MS/PhD申请

        申请Graduate school的物理系，标准化考试方面需要GRE General，语言成绩，和GRE Physics Subject，其他还需要本科说得过去的gpa和质量高的推荐信。对申请物理系来讲，GRE General并不需要太高的分数，只需要达到verbal 150以上，Quantitative 170（满分），writing 3.5。语言成绩也不是很重要，跟本科标准差不多。需要认真准备的是GRE Physics Subject，在很多学校网站上都写着这一项不是必须的，但实际上如果想申请好一些的学校就必须考，而且一定达到90 percentile以上，如果连80 percentile都没达到则最好不要递交此成绩。GRE Physics Subject考试反映了申请人基础知识的掌握程度，是申请中很重要的一项。 和subject重要性不相上下的是三封推荐信。推荐信一定要选能给自己强推的人写，弱推甚至不推的信基本都是起反作用。推荐同学们在自己实验室的老板，小老板，或者擅长的专业课教授中选择三个人给自己写推荐信。一个大佬或者和自己很熟悉的教授的强推对申请起的作用甚至超过subject考试。但要注意的是，很多大佬在学术界人缘并不好，这种推荐信可能反而会让你被拒。Graduate school的申请有十分复杂的因素，并不如本科申请那样单纯，建议在申请前调查自己申请的教授所做的研究。 以上都做好了的话，套磁并不是必须的，可以随手给你看中的课题组老板发封邮件介绍一下自己的基本情况（但也逃不过成绩）和研究方向以及毕业论文，如果老板看中你自然会endorse自己的department给你发offer，如果老板没有回复则意味着委婉的拒绝，此时不要强行套磁惹人厌烦。与套磁同理，Statement of Purpose应实事求是，不要写的太过花哨，应主要强调申请者做过的research以及发表的文章，物理系最看重的是科研水平而非你的个人品质。 

        大一一年的时间必修课都十分简单，在此期间最好自己开始预习以后的专业课，看看教科书。大二要开始上专业课了，此时专业课并不难，而且教授一般会放慢脚步让学生慢慢适应，所以此时最适合开始准备GRE General 考试。 此项标准化考试对任何理科本科生来说都很难，其涉及的单词量巨大，所以准备周期也很长。个人建议在做任何习题之前，先花两个月的时间把核心单词（大约三千个）背熟，然后开始做真题及magoosh。大二结束前，力求将GRE general考得越高越好。虽然GRE General对物理系学生申请帮助不大，但它却是很多顶尖学校的门槛，如果申请人其它综合素质都很好，而仅仅是因为GRE分数不够高被藤校拒绝就太遗憾了。在大二下学期及大三整个一年，必修的四大力学应该已经学完了，此时应利用大三的暑假准备GRE Physics Subject考试。对于此项考试，尽量能考多高考多高，这是最重要的一项标准化考试。大四开始已经进入申请季了，此时最重要的是先挑选学校，明确自己的研究方向，进而开始申请。

就业前景

        学术界：物理学属于比较复杂的基础科学，一般来讲希望以后留在学界的物理系的学生需要读完PhD之后再做几轮博后，边做research边找教职。一旦拿到AP的offer就进入高校任职，带自己的实验组，之后凭借研究和教学成果申请tenure。 

        业界： 学术界并不是学物理的唯一出路。加州理工，北卡等名校也有针对物理系学生转金融工作的项目。而且由于在过去的学习过程中接触过大量建模练习，数学知识还掌握了一些编程技巧，物理系MS毕业生转行金融也很容易，很多咨询公司和银行非常喜欢招聘物理系学生并对其进行培训。quora上甚至有问题是“Why are there so many physics majors and PhD’s in finance?( 为什么金融界有那么多物理系学生)”。

        上图一目了然的展示了物理系PhD毕业之后的就业方向和工资水平。可以看到，毕业后只有不到五分之一的PhD还留在学界，而其他人都纷纷转行。虽然这个数据反映了毕业继续做研究是一件很艰难的事情，但也可以从侧面看出，物理系毕业生就业选择之广泛，再加上图二数据，不难看出各个群体的收入都十分可观（除教育工作之外，但实际上从事教育工作的人常常有如做tutor之类的外快可以赚，而此处只列出主业收入并未将副业包括其中）。 现在网络上很多信息喜欢以收入薄弱、科研清贫来劝退物理系学生，而且大部分都是物理系PhD甚至博后发表的言论。这其实都是他们的一种很不负责的自我吹嘘方式，为了体现他们自己能够忍受平淡枯燥的生活而突出学习物理这个学科的缺点。而实际上他们所列举出的所谓缺点并不应该成为热爱物理的学生不学物理的理由，毕竟业界各大公司也都知道，在学生期间学到的知识并不是最重要的，重要的是学习的能力。或者换句话来说，学物理的人再去学其他学科，都会发现很快就可以上手，故而物理系学生的就业方向并不如人们所想象的那么窄，事实上物理系是集中将来的科学家，程序员，工程师，医生，药师，交易员，咨询师等等各种广泛人才的专业。请同学们不要被网上的各种不负责任的单方面言论吓到，只要能够在学期间好好学习，再冷门的专业也有广阔的就业前景。