教育行业从业12年的我,为了给我的学生和家长更加专业的规划,杨老师一直在学习。虽然一直从事留学行业,也见证了很多学生的成长,但相信教育工作不但要学习还是不断的更新,还是学习各行各业,简直是太太太难难难了,不过,我开心啊,有钱难买我愿意!文章有点长,毕竟我认真听了半小时的直播,然后完成了整理,期待可以读完,也希望能转发出去,分享给更多的学生和家长。

今天这一场可以说非常非常厉害,怎么厉害呢?首先今天的专业非常非常厉害,物理,是推动人类进步非常重要的基础学科。

物理这个学科对于文科生来说,会觉得非常科幻,非常前沿,非常烧脑。而且今天得到APP中沈祖芸老师在知识城邦里面还说,这两个专业可是了不得,他们可是在现在新的高考驱使下最受双一流青睐的,可报考的覆盖面达到了99%。

更厉害的是,我们今天请来的是清华大学男神级别的老师,接下来马上要登场的李铁夫老师!

李铁夫:他在清华大学微电子学研究所从事一线科研工作已经近20年了,他研究的领域非常了不起,听起来就很科幻,是什么呢?量子计算,非常有未来感。

他不仅学术厉害,而且他还是男神级别,他有超级智慧的大脑,并且同时非常有趣,非常有人格魅力,他还具有传说中的八块腹肌和纹身大花臂。脱不花曾经还为他作诗一首:为人不识李铁夫,纵是英雄也如猪。

李铁夫老师就是那种你即便带着高期待跟他交流的时候,依然能获得满的意料之外的收获,所以真的是百闻不如一见,所以接下来来看看李铁夫老师昨晚直播中给大家分享的:物理学!

李铁夫,清华大学微电子学研究所副研究员,北京量子信息科学研究院兼聘研究员,日本理化学研究所客座研究员,从事量子计算机科研工作近20年。

直播回顾

先给大家介绍一个东西,我们每个人都有,就是身份证。

这个身份证里面的芯片就是我上学的这个研究所,也是我现在工作的单位,清华大学微电子学研究所我们作为主力承担的这个科研任务。

这个是国际上第一个最大的大型的大规模的电子证件系统,也为我们国家所有的人都做出了贡献。

虽然那个时候我还没有加入工作,但我仍然非常非常得骄傲,愿意跟大家首先来分享我们的这个成就。

同时,在今天我们国家集成电路产业面临着困难和机遇的关键时刻,我也希望我们能够像我的老师们、前辈们还有师兄师姐们一样,能够给国家做出贡献。

说到高考专业,好像很久远以前的事情了,我大概20多年前考进了清华大学电子工程系,就读微电子学专业。

现在我的研究领域是利用集成电路实现量子计算,这是一个以物理学为基础的,跟其他像信息化、微电子学、微波工程等等不同学科交叉的学科。

可能马上要高考的同学们对这个前沿领域并不是很了解,但是现在大家学的都是数学、物理、化学、生物等基础专业,我在高中的时候最喜欢的就是物理,所以我在高考填志愿的时候,我就填报了跟物理直接相关的微电子学专业,到今天我仍然非常庆幸我当年做出的正确决定。

所以今天在这里,我郑重跟大家推荐物理学的相关专业,希望大家能够在物理学广阔的天空当中,找到属于你的舞台。

喜欢物理,都能学什么?

可能大家就会有疑问了,是不是学物理的话只能去物理系?其实不是,正所谓天下武功出少林,现在大学里几乎所有的理工科都是从物理系中派生出来的。

比如说在牛顿建立了机械世界观之后,像热学、声学、光学、电学等等,也都希望建立起力学那样一个完整的体系。

同时物理学的发展还带动了化学、生物学等学科的发展。在这个过程中,如果有物理学的哪一个分支能够独自发展出一条理论体系又能跟实际相结合,就能成为一个单独的学科。

同时,物理学如果能和其他的学科,比如说生物学结合到一起的话,又能生成一个新的学科独自发展。

其实这些不同的专业都是从物理学派生而来的。比如说我的微电子学专业,就是在大概一百多年前量子力学发明之后,大家认清了到底什么是导体、什么是绝缘体,竟然还发现了半导体。

正是因为物理学当中通过研究固体物理、半导体物理这些分支学科之后,这些分支学科又跟其他的工程技术相结合,才诞生了我们微电子专业。

所以说如果没有当年的物理学的研究,今天是绝对不会出现集成电路的,所以说物理学很重要。

物理学到底有哪些专业?第一个当然是名字里面就有物理的,像物理系、应用物理系、工程物理系等等。

就拿我们清华大学的物理系来说,我们的研究方向包括了凝聚态物理、原子分子和光物理、核物理、天体物理、生物物理和量子信息,所以这些名字里带物理的这些系和专业,他们研究的大概就是这些个方向。

当然了,各位考进大学本科的时候,还不会把专业分这么细,大家要从大学物理、高等物理开始学起,但你从这些名字大概能知道物理学研究的方向是哪些。

除了这些名字里就带物理的,第二就是我刚才说的从物理学派生出来的。这里面尤其像微电子、机械、材料、航空航天这些专业都是跟物理非常紧密直接的相关。

这些专业不但要求你要有物理学的知识,能够非常好的理解物理学的原理,另一方面更重要的一点,就是要求你能够活用这些物理学的思想和知识,能够跟这个专业当中的内容和实际应用结合起来。

比如说我可以给大家举两个例子,第一个例子是机械学。大家在高中都会学过受力分析,斜坡、齿轮、轴承等等,分析它们的受力。但是你想没想过,盖高楼的塔吊的结构是一种桁架结构,也就是靠钢筋弄成三角形的结构。为什么这种结构的受力会这么强?这个就是把物理学当中的基本知识和思想和机械学当中特殊的问题结合起来了。

同样在微电子专业里面,大家肯定听说过卡着我们脖子的光刻机,光刻机里面有一个非常重要的技术,叫静默式光刻,他们利用静默式的方法把曝光减小,这也是把物理学关键思想直接应用到我们的专业当中。

所以说物理学相关专业有两大类,一种是名字里就带物理的,这些研究的是物理学最尖端的进展,还有一类是和具体的专业、具体的其他行业紧密相关的,以物理学为基础的,像微电子、机械、航空航天等等。

物理学相关专业的了不起

接下来我想跟大家聊一聊,我们这个物理学的相关专业真的很了不起。物理学当然非常繁杂,有很多的专业,所以我先用我们微电子专业跟大家举一个例子,我们如何得了不起。

根据统计,我们国家在年需要集成电路类的人才大概是72万人,可是现在我们只有大概40万人,缺口是32万。而且现在看来,从现在开始一直到年这十年左右的时间,我们的缺口仍然会扩大30—50万人。

而且可以看到集成电路行业肯定是我国在未来几年、几十年一个重要的发展方向,所以说这个领域绝对不愁就业。

就业保障了,怎样发挥自己的能力呢?我要告诉你,微电子专业领域有一个特点,就是容易出头。就是天生我材必有用。

不管你喜欢哪一个具体领域,你说你喜欢硬件,你可以去做芯片的设计,集成电路的设计、测试等等。你说我喜欢跟机械相关的东西,你可以去研发光刻机,你可以去一些高端设备的研发制造。

比如说我喜欢软件,喜欢人工智能,比如说现在最火热的人工智能都是需要把软件和硬件结合起来。

比如说现在走在最前面的类脑计算,就是说现在我们的计算机的芯片里面,冯诺依曼的架构都是要数据和指令分开储存,这就给计算机的效率带来了限制。可不可以像人的脑子一样,进行类脑计算,把数据都放在神经节里面。

不管你喜欢什么样的方向,在微电子领域都能找到用武之地。而且不但是你能找到用武之地,如果你真的有才华的话,一定能在这里面出头。

我们微电子行业发展了60多年,这里有无数的例子,从最早美国英特尔集团、硅谷诺伊斯等等,他们都是在自己的事业发展当中不断成就了自己,又给人类带来了整个技术的提高。

第三点,我们这个专业了不起的地方是内向、外向都适应。这是什么意思呢?如果你是一个外向的人,你很喜欢跟人打交道。在我们的专业里面,你就可以去多多跟大家交流,甚至去给你的专业产品找出应用场景,这是需要跟人沟通的。

你如果是一个内向的人,你可以安心做一个技术宅。为什么呢?因为我去做的这些芯片,我去设计的这些电路,它都是用指标来说话的。你告诉我我需要给你一个什么样的接口,你告诉我提供什么样的指标,我完成了,这就OK了。我这些指标、客观的数据就代替了我说话。

所以说我们的专业可盐可甜,可以内向,也可以外向。

最后一点,我觉得不只是微电子行业了,同时也是整个物理学很重要的一点,就是建立一个良好的世界观。其实我觉得这个是大家念大学最重要的一点,也是学习高等物理最重要的一点,就是建立起一个完整的世界观。

其实我们在高中时候学的这些专业,比如说你有一个受力分析、运动分析,都是一点一点来弄。但是到了高等物理学里面,你学了量子物理、分析力学,最小作用量原理,你就不再是一点一点看它的路径了,而是看了一个整体效果。

你学了守恒量、对称性,你就可以用更多的角度、更整体的视角分析问题。

所以说学习物理可以把这些没用的干扰抽去,只把里面最核心的知识和要素凝聚起来的能力,就像伽利略的斜面实验、比萨斜塔双球实验,就可以把干扰人的空气阻力和摩擦力去掉,提取出最核心的东西建立出来一个模型。其实这些才是我们每个人世界观当中最重要的。

我总把它叫做我们每个人世界观的骨骼,你有了这么一个良好的骨骼,在这上面再增加你的血肉,也就是你的主观的一些东西、经验的一些东西。这样就建立起你的完整的世界观。

所以比如像清华物理系的这些本科生,每年都可以到学校其他院系里面做科研训练,保研做研究生,到其他的系里面,全校30多个系都可以。

物理系不只是到微电子、材料系,就像经管、公共管理也一样,他们看重的是你建立模型、找核心问题的这些能力。甚至像新闻学院、美术学院也都有我们物理系的人到这些专业里读研究生或者做毕业设计。

所以你看我们的专业可盐可甜又有很好的前景,希望大家来读。

物理专业的不容易

但是我们这个专业也挺不容易的,第一,就是考分高。长远来看,我们这个专业有一个很痛苦的点,就是知识迭代得太快了,要活到老,学到老。

其实终身学习这一点跟得到的观点是不谋而合,所以你一定要保持终身学习,保持精进。

像我的导师是李志坚先生,是我国微电子专业的泰斗级人物。在他的晚年,仍然要看最新的论文,过来跟我们学生们讨论最新的工作。

他曾经就跟我说,物质带来的满足是短暂的,知识带来的精神上的享受才是无穷无尽的。

所以说这些就是我觉得物理学相关的专业的厉害之处以及它的一些小困难。

之后我想跟大家稍微聊一聊我们清华大学,当然这个不需要我过多介绍了,我相信大家对我们学校应该有了很多的了解。

其实现在中国的学校、中国的很多大学都有非常非常好的硬件条件和软件师资力量的,当然清华大学我相信是这里面最好的,同时也是国际上第一流的。

我们有非常非常好的科研和学习条件,我们有第一流的教学实验室,像国际上的一些大品牌的设备都愿意捐给我们实验室,让学生都能在教学实验室里本科阶段就能用到这些世界上顶尖的设备。

等到了实验室里面,真正到了研究生阶段,像我工作的实验室里面都会有国外的大企业给我们捐赠这些一流的设备,所以我们的科研学习条件绝对是全国最好,甚至在全世界是一流的。

同样,我们也有很强的师资力量,比如说杨振宁先生就曾经给我们学校的本科生开过大学物理课,我也旁听过,非常好。

还有我当时上学时的线性代数是李永乐教授,是一位老先生,你可能没听说过他的名字,等你上了大学一旦听了这个课就知道他的江湖地位了。

同时我们的足球课孙葆洁老师是国际级的裁判,体操课的老师是周小菁老师,绝对女神,拿过亚运会冠军。

同时我们学校硬件条件,我们有大师,同时我们也有大楼,教学楼就不用说了,著名的西体育馆,当年毛主席进到北京之后第一次游泳就是到我们的游泳馆来游的,当然现在这游泳馆已经被改建了,但是这个体育馆还在,学校里还有无数的篮球场、网球场,现在还有冰球场。

说了玩,还有吃,我们学校食堂+咖啡馆有20多个,从早餐到夜宵完全覆盖,你都不用叫外卖,拿着一张饭卡,每个食堂吃个遍,唯一担忧的就是你会变胖。

最后希望我能够给对于物理学相关科研人员的印象,产生一些改观。

可能大家在电影电视里看到的形象,是发型凌乱、深度近视等等,我包括我周围的朋友、同事们都不是这样的,我相信我们都是有趣的人。

比如我喜欢听相声、讲段子,我是曼联20多年的球迷,从大学到现在,我几乎保持着每周至少踢一场比赛。我还喜欢健身,撸铁,春节前还有腹肌,现在半年没有健身,不敢给大家展示腹肌了。

我从入学那一天开始,清华就有一个口号叫“为祖国健康工作50年”,这个口号从那时候开始一直激励着我,所以我的理想是希望等我七老八十了,我仍然像钟南山院士那样能有一个很好的身体,身体跟思想跟心灵能够匹配,为祖国健康工作。

说到这里,总结一句话,希望大家学物理类的专业,祝大家能够考来清华,在这里好学、好吃又好玩。

互动答疑

问题一:学物理专业是去综合大学,还是去理工科大学?

从我自己的观点来看,我希望是去综合性大学。因为大家在本科阶段,比起学习,更重要的一个任务是建立你自己一个完整的世界观。在一个综合性的大学里面,你会能够学到其他很多领域,不只是科学,包括人文。

比如说像科学史,我们清华科学史系,这里有吴国盛教授,他的科学史课非常非常好。我曾经建议过每一个刚上大学的学生,不管你是理工科还是人文学科,都来上这门课,你才知道科学到底是怎么发展起来的。所以我会建议即便是学物理专业,当然也包括工程专业,都尽量去综合型的大学比较好。

问题二:本科毕业的话,一般从事什么工作?

我会觉得如果你是学物理类的专业,其实能从事各种各样的工作。实际情况也确实是这样的,我们很多同学直接进了投行,也可以进到咨询领域,当然还会有很多同学出国深造。

就像我刚才说的,物理专业培养你的是你认识问题建模的能力,不只是去学那些物理类的知识,更多的是思想,建立你自己思想观的这么一个骨架。

有了这个骨架,你们毕业之后也就是22岁,最好的时候,学什么都好。所以我觉得就业的话没有问题,各行各业都可以胜任。

问题三:除了清华物理系,还有别学校可以推荐一下吗?

中国现在整体的物理学研究水平已经非常高了,不管是理论物理,还是实验物理,还是计算物理,都我非常非常好的整体水平和整体氛围。

除了清华,当然北大、北师大这些都是非常非常好的学校,北京之外像南大、天大还有兰州大学,兰州大学的物理系非常好,虽然只是地方稍微偏远一点。但是我有一个非常好的合作老师就是兰大物理系的系主任,他们的这个专业水平非常好。还有浙大,浙大这几年是物理学物理专业发展非常非常快的学校。

整体来说,中国现在物理学的研究,以及物理学相关领域的研究其实都提升得很快。

再次感谢大家,希望大家能够来学习物理学相关的专业。



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