伽利略和牛頓對(duì)地面上物體墜落和天空中行星繞日等現(xiàn)象的解釋，奠定了牛頓力學(xué)，并使動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)流行。

　　法拉第的有關(guān)磁力線和電力線的形象思維，幫助麥克斯韋形成電磁場的概念和其動(dòng)力學(xué)理論。

　　法拉第電解定律表明分子原子內(nèi)部有帶有一定基本電荷的電子，基于此，洛倫茲對(duì)物質(zhì)中的電磁現(xiàn)象提出電子論，引入帶有電子運(yùn)動(dòng)的分子和微觀電磁場概念。

　　量子場理論得以發(fā)展，并使電磁力、弱力、強(qiáng)力三種基本力得以統(tǒng)一，但引力理論和另外三種基本力的統(tǒng)一理論依然有待深入研究。

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　　看著這一行行文字，不難想象理論物理是一門既高深有高端的學(xué)科。但事實(shí)上，理論物理真如我們想象的那般高深?其研究方向不是常人所能涉足的?這一專業(yè)不適合考研深造?考生又如何才能順利考上呢?希望考生看了下面這份理論物理考研之可研性報(bào)告書，能得到滿意的答案。

　　專業(yè)方向的精細(xì)與寬廣

　　理論物理是物理學(xué)的一個(gè)分支，主要利用物理學(xué)的普遍規(guī)律和數(shù)學(xué)模型來解釋自然現(xiàn)象，其核心思想是數(shù)學(xué)物理，但計(jì)算物理等其他技術(shù)也比較廣泛的采用。目前，各個(gè)院校的理論物理的研究方向及名稱不盡相同，但總體而言，理論物理研究范圍主要包括粒子物理和量子場理論、超弦理論和場論、引力理論和宇宙學(xué)、統(tǒng)計(jì)物理和理論生命科學(xué)、生物物理學(xué)、原子核理論、量子光學(xué)、等離子體理論等。

　　粒子物理和量子場理論：粒子物理學(xué)是研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)及基本相互作用規(guī)律的物理學(xué)前沿學(xué)科。粒子物理理論作為量子場的基本理論，取得了極大的成功。粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型的建立是二十世紀(jì)物理學(xué)的重大成就之一，它能統(tǒng)一描述目前人類已知的最小“粒子”(夸克、輕子、光子、膠子、中間玻色子、Higgs粒子)的性質(zhì)及強(qiáng)、電、弱三種基本相互作用。粒子物理學(xué)的研究方向眾多，有強(qiáng)子物理、重味物理、輕子物理、中微子物理、標(biāo)準(zhǔn)模型精確檢驗(yàn)、對(duì)稱性和對(duì)稱性破壞、標(biāo)準(zhǔn)模型擴(kuò)展等。

　　超弦理論和場論：量子場論是研究微觀世界的基本工具，屬于重要的前沿領(lǐng)域，它的研究成果直接影響理論物理許多分支領(lǐng)域的進(jìn)展。弦理論是在量子場論基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新的物理模型，它避免了通常場論中遇到的紫外發(fā)散等問題，是當(dāng)前統(tǒng)一四種相互作用理論的重要嘗試。

　　引力理論和宇宙學(xué)：愛因斯坦的廣義相對(duì)論是一個(gè)十分成功的經(jīng)典引力理論，將引力量子化從而建立一個(gè)自恰的量子引力理論是當(dāng)前理論物理的一大重要任務(wù)。與廣義相對(duì)論相比，標(biāo)量-張量引力論具有很強(qiáng)的競爭力。廣義相對(duì)論在宇宙學(xué)及天體物理中的應(yīng)用(包括大爆炸宇宙模型、中子星和黑洞、引力透鏡以及引力波的預(yù)言)已取得巨大成功，但是許多疑難問題有待解決，如暗物質(zhì)的構(gòu)成及其存在形式、物理性質(zhì)，物質(zhì)反物質(zhì)的不對(duì)稱性，宇宙常數(shù)和暗能量問題，黑洞的量子力學(xué)等。從廣義相對(duì)論的背景不依賴的觀點(diǎn)出發(fā)的圈量子引力理論在近年也得到了很大的發(fā)展，但很多仍停留在數(shù)學(xué)形式的，理論研究有待深入。

　　統(tǒng)計(jì)物理和理論生命科學(xué)：統(tǒng)計(jì)物理學(xué)研究方法極為普遍，研究對(duì)象廣泛，它是微觀到宏觀的橋梁，簡單到復(fù)雜的階梯，理論到應(yīng)用的途徑。從生物大分子序列分析到認(rèn)識(shí)其空間結(jié)構(gòu)，再到理解生命活動(dòng)中的物理化學(xué)過程，生命科學(xué)提出了大量富有挑戰(zhàn)性的統(tǒng)計(jì)物理問題，這些問題的研究將深化對(duì)生命現(xiàn)象本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也將促進(jìn)統(tǒng)計(jì)物理學(xué)本身的發(fā)展。

　　生物物理學(xué)：生物物理學(xué)是一門交叉學(xué)科，主要是應(yīng)用物理學(xué)的理論方法和技術(shù)來研究生命活動(dòng)中各種各樣的物理過程，揭示各種生命活動(dòng)的物理本質(zhì)和特點(diǎn)，并展示出生命活動(dòng)中各種物理過程的特性和各個(gè)生物物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律和特，以此來發(fā)展一些生物物理手段和技術(shù)，為推動(dòng)生命科學(xué)技術(shù)及工程的進(jìn)步服務(wù)。

　　原子核理論：從二十世紀(jì)九十年代中期開始到本世紀(jì)初的十年內(nèi)，國際上先后有一批超大型核物理實(shí)驗(yàn)裝置投入運(yùn)行，如TJNAF(CEBAF)、RIB，RHIC等等，核物理的發(fā)展進(jìn)入一個(gè)新階段。這些新的巨型裝置為從更深入的層次上研究核子-核子相互作用、核內(nèi)的短程行為和核結(jié)構(gòu)、各種極端條件下的核現(xiàn)象、核性質(zhì)和多體理論方法提供了條件。

　　量子物理、量子信息和原子分子理論：目前高技術(shù)的發(fā)展使得以前無法得到的極端物理?xiàng)l件(如極端強(qiáng)場、超低溫度和可控的介觀尺度)在實(shí)驗(yàn)室中得以實(shí)現(xiàn)。在這些特殊條件下，物質(zhì)與光場的相互作用過程會(huì)呈現(xiàn)出一系列全新的物理現(xiàn)象，使得人們能重新認(rèn)識(shí)物理學(xué)基本問題，導(dǎo)致新興學(xué)科分支(如量子信息)的建立。量子力學(xué)與信息科學(xué)結(jié)合，充分顯示了學(xué)科交叉的重要性，可能會(huì)導(dǎo)致信息科學(xué)觀念和模式的重大變革。

　　凝聚態(tài)理論：凝聚態(tài)物理理論和計(jì)算凝聚態(tài)物理歷來是凝聚態(tài)物性各分支研究領(lǐng)域所必不可缺的重要方面。主要研究微尺度物質(zhì)體系的結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)、納米和分子器件的輸運(yùn)理論、量子力學(xué)計(jì)算的新方法和新理論、多體理論和非平衡統(tǒng)計(jì)物理、生物分子結(jié)構(gòu)、功能的計(jì)算和動(dòng)力學(xué)分析。

　　非線性統(tǒng)計(jì)物理：非線性科學(xué)目前有六個(gè)主要研究領(lǐng)域，即混沌、分形、模式形成、元胞自動(dòng)機(jī)和復(fù)雜系統(tǒng)。而構(gòu)筑多種多樣學(xué)科的共同主題乃是研究系統(tǒng)的非線性。非線性系統(tǒng)遠(yuǎn)比線性系統(tǒng)多，客觀世界本來就是非線性的，線性只是一種近似。任何系統(tǒng)在線性區(qū)和非線性區(qū)的行為之間存在顯著的定性上的差別。例如單擺的振蕩周期在線性區(qū)不依賴于振幅，但在非線性區(qū)，單擺的振蕩周期是隨振幅而變的。

　　量子光學(xué)：量子光學(xué)最初是從量子電動(dòng)力學(xué)理論中發(fā)展、演變而來的，它既是量子電動(dòng)力學(xué)理論的一個(gè)重要分支，又是激光全量子理論深入發(fā)展的結(jié)果。同時(shí)，量子光學(xué)還構(gòu)成一門新興的應(yīng)用基礎(chǔ)性學(xué)科——光子學(xué)的理論基礎(chǔ)。量子光學(xué)的主要任務(wù)就在于研究光場的各種經(jīng)典和非經(jīng)典現(xiàn)象的物理本質(zhì)，揭示光場的各種線性和非線性效應(yīng)的物理機(jī)制，揭示光場與物質(zhì)相互作用的各種動(dòng)力學(xué)特性及其與物質(zhì)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系等。

　　等離子體理論：這是一門研究等離子體的形成、性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的物理學(xué)分支學(xué)科。等離子體是宇宙中物質(zhì)存在的主要形式，太陽及其他恒星、脈沖星、許多星際物質(zhì)、地球電離層、極光、電離氣體等都是等離子體。等離子體物理學(xué)的理論研究包括例子軌道理論、磁流體力學(xué)和等離子體動(dòng)力論等三個(gè)方面，前兩者是近似方法，后者是嚴(yán)格的統(tǒng)計(jì)方法。

　　數(shù)學(xué)物理：數(shù)學(xué)物理以研究物理問題為目標(biāo)的數(shù)學(xué)理論和數(shù)學(xué)方法。它探討物理現(xiàn)象的數(shù)學(xué)模型，即尋求物理現(xiàn)象的數(shù)學(xué)描述，并對(duì)模型已確立的物理問題研究其數(shù)學(xué)解法，然后根據(jù)解答來詮釋和預(yù)見物理現(xiàn)象，或者根據(jù)物理事實(shí)來修正原有模型。

　　計(jì)算物理：計(jì)算物理學(xué)是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛躍進(jìn)步而不斷發(fā)展的一門學(xué)科，在借助各種數(shù)值計(jì)算方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合了實(shí)驗(yàn)物理和理論物理學(xué)的成果，開拓了人類認(rèn)識(shí)自然界的新方法。當(dāng)今，計(jì)算物理學(xué)在自然科學(xué)研究中的巨大威力使得人們不再單純地認(rèn)為它僅是理論物理學(xué)家的一個(gè)輔助工具，更廣泛意義上，實(shí)驗(yàn)物理學(xué)、理論物理學(xué)和計(jì)算物理學(xué)已經(jīng)步入一個(gè)三強(qiáng)鼎立的“三國時(shí)代”，它們以不同的研究方式來逼近自然規(guī)律。

　　小結(jié)

　　經(jīng)過對(duì)理論物理專業(yè)各方向的梳理，我們可知在研究生階段，專業(yè)方向劃分更為細(xì)致，而且每個(gè)方向都涉及前沿領(lǐng)域，因此發(fā)展前景寬廣，就業(yè)形勢看好。據(jù)統(tǒng)計(jì)，該專業(yè)的畢業(yè)生一般進(jìn)入高等院校、科研機(jī)構(gòu)、中學(xué)或其他相關(guān)單位工作，以2010年北京師范大學(xué)為例，該屆理論物理畢業(yè)生進(jìn)入中學(xué)的占76%，進(jìn)入企業(yè)或政府部門占8%，讀博或出國的占12%(該數(shù)據(jù)按不完全統(tǒng)計(jì)得出)。

　　而且就過來人介紹，該專業(yè)的研一甚至研二，需要進(jìn)修一定數(shù)量的研究生課程，并閱讀一定數(shù)量的文獻(xiàn)，這可以讓研究生掌握更加高深、系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)。而研究生從研二開始進(jìn)入科研領(lǐng)域，就進(jìn)一步需要對(duì)本研究方向的研究前沿有一定了解，能掌握從大量文獻(xiàn)中尋找論文題目以及論文寫作技巧，并在畢業(yè)論文里體現(xiàn)出自己的獨(dú)創(chuàng)性內(nèi)容，這就對(duì)研究生的學(xué)習(xí)提出了更高要求。所以，只要我們在研究生階段認(rèn)真鉆研，就能在理論物理這一領(lǐng)域開辟一片天地。

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