丹麥物理學家玻爾曾這樣表示：物理學不告訴我們世界是什么，而是告訴我們關于世界我們能夠談論什么。物理學專業(yè)作為自然科學的帶頭學科，物理學研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物質(zhì)最基本的運動形式和規(guī)律，因此成為其他各自然科學學科的研究基礎。

　　物理學是最重要的基礎學科之一，物理專業(yè)是中國學生最有優(yōu)勢，最容易獲得獎學金的一個學科，每年也有大批中國同學赴美深造物理學。物理學主要有以下幾個研究方向：

　　1.原子物理

　　研究高溫等離子體微觀過程研究，原子分子團簇的結構、光譜和碰撞過程研究，高電荷態(tài)離子相關物理，激光與物質(zhì)的相互作用，材料的物理設計及制備，分子納米物理。

　　2.生物物理學

　　生物物理學是 20 世紀中葉以后逐漸形成，由物理學與生物學相互結合而產(chǎn)生的新興邊緣交叉學科，是當代自然科學發(fā)展最迅速的部門之一。生物物理學是運用物理學的理論、技術和方法，研究生命物質(zhì)的物理性質(zhì)、生命過程的物理和物理化學規(guī)律，以及物理因素對生物系統(tǒng)作用機制的科學。生物物理學研究的內(nèi)容十分廣泛，一般分為量子生物物理、分子生物物理、細胞生物物理和復雜體系的生物物理等幾部分；涉及的問題則幾乎包括生物學的所有基本問題。近年來生物物理學的發(fā)展趨勢著重在與更廣泛的學科領域交叉，如數(shù)學、信息學等。本學科的研究方向主要為：神經(jīng)生物物理，腦功能成像及其應用，神經(jīng)信息學與生物信息論，理論生物物理，計算神經(jīng)科學。

　　這個方向是近兩年新興的交叉學科，申請者不僅來自物理專業(yè)的學生，還有生物專業(yè)的學生，因此競爭是非常激烈的，每年的Offer都非常少。

　　3.凝聚態(tài)物理

　　凝聚態(tài)物理則是研究凝聚態(tài)物質(zhì)的結構和組成粒子(如原子、分子、離子、電子)之間相互作用與運動的規(guī)律并闡明其性能和用途的科學。它是物理學中門類繁多、內(nèi)容豐富、發(fā)展迅速、應用廣泛的一個分支學科，已成為當今物理學異常活躍的研究領域。這個專業(yè)方向是中國學生主要申請的專業(yè)方向之一，比較容易獲得獎學金。北京大學和南京大學在這個領域非常強。

　　4.宇宙學

　　將宇宙作為一個整體來研究的科學分支統(tǒng)稱為宇宙學。對于宇宙學家來說，有關宇宙的構造和歷史方面的問題。其實就是有關萬有引力作用的問題。由于萬有引力能相隔很遠發(fā)生作用，所以它是對宇宙整體性質(zhì)影響最大的力。我們現(xiàn)有的關于萬有引力的最好理論仍是愛因斯坦的“相對論”，因此，大部分宇宙學都在努力探索如何將愛因斯坦的理論應用于整個宇宙。

　　5.高能物理學

　　高能物理學又稱粒子物理學或基本粒子物理學，它是物理學的一個分支學科，研究比原子核更深層次的微觀世界中物質(zhì)的結構性質(zhì)，和在很高的能量下這些物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象，以及產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因和規(guī)律。它是一門基礎學科，是當代物理學發(fā)展的前沿之一。粒子物理學是以實驗為基礎，而又基于實驗和理論密切結合發(fā)展的。北京大學在這個領域的研究實力非常強，在粒子物理實驗方面有很強的實力。

　　6.計算物理學

　　計算物理是計算機科學、計算數(shù)學與物理之間的新興邊緣學科，是公認的與理論物理、實驗物理并列的物理學第三大支柱。

　　7.天體物理和天文學

　　天體物理學就是運用物理、數(shù)學、化學等方面的理論和方法研究宇宙中天體的起源、演化和死亡。主要包括天體的形態(tài)，內(nèi)部結構，物理狀態(tài)，化學成分，相互關系等。一般可以分為兩個方面：實測天體物理：天體的觀測方法和觀測手段，觀測結果的處理和分析等;理論天體物理：對觀測結果進行物理解釋，研究天體目標的物理、化學和運動特性。

　　8.光學物理

　　包括量子光學，非線型光學，高分辨率光譜學等方向。這些領域的突破已經(jīng)成為激光和光纖通訊產(chǎn)業(yè)的重要依托。中科大在這個領域的實力非常強，這個方向也是中國物理申請者主要申請的一個方向之一。

　　9.應用物理

　　應用物理專業(yè)突出了物理學在光通信與光信息科學、物理電子學與光電子領域內(nèi)的應用，以納米材料和器件、光電子器件，微電子，物理電子學以及電子技術為主。目前，這個方向在很多大學被合并到EE中去了，有的獨自成為一個系，還有的應用物理專業(yè)被并入工程和應用科學學院。這個研究方向?qū)τ陂_發(fā)新一代的微電子材料和器件以及量子器件都起著非常重要的作用。

　　專業(yè)院校

　　1、加州理工學院(加州)

　　加州理工學院創(chuàng)建于1891年，是世界頂尖的理工類學府，真正的小而精的精英學院。

　　加州理工學校擁有著7臺宇宙觀測設備。并且該校的噴氣推進實驗室與NASA一同建造了宇宙飛船和機器探測器。其科學家們正通過分析宇宙中的行星來研究海洋學。

　　知名華人校友：趙忠堯，錢學森(讀博士)，錢偉長，周培源(讀碩士)、馮元楨等一批中國現(xiàn)代物理學的開拓者與奠基人。

　　2、麻省理工學院(馬薩諸塞州)

　　世界公認的最好的理工大學，被譽為“世界理工大學之最”的美稱，當之無愧。

　　麻省理工的物理學家們堅信地球之外是存在生命的，而人類距離這一重大突破只有一步之遙。天文學和天體物理學是幾個系的核心課題，包括地球科學系、大氣學系、行星科學系和物理學系。

　　麻省理工學院運行著馬薩諸塞州的兩座天文臺，并且同智利的拉斯坎帕納斯天文臺有著合作關系。麻省理工110億美元的捐助和7億美元的研究支出讓其在物理學方面擁有舉足輕重的地位。

　　3、普林斯頓大學(新澤西州)

　　普林斯頓大學創(chuàng)建于1746年，是美國一所享譽世界的私立研究型大學，八所常春藤盟校之一。

　　普林斯頓擁有182億美元的資助，此規(guī)模在全美國內(nèi)排名第5。普林斯頓大學的物理學家們正在通過使用瑞士的大型強子對撞機來操作CMS實驗，通過使用伊利諾斯的萬億電子伏加速器來操作DO實驗，孜孜不倦的研究和探索暗物質(zhì)，高能粒子和宇宙大爆炸，試圖了解并重建宇宙的誕生。

　　4、哈佛大學(馬薩諸塞州)

　　哈佛大學由馬薩諸塞州立法機關于1636年建立，是美國最古老的高等教育機構，一所享譽世界的私立研究型大學，八所常春藤盟校成員之一。

　　哈佛大學物理學亞當?科恩教授，目前正在研究一種觀察神經(jīng)活動的方法，從而開發(fā)出個性化的醫(yī)學治療方式。此進程可以徹底改革對肌萎縮側(cè)索硬化癥癲癇、癌癥和其他腦部病癥的治療。其他研究者正在通過對比人類大腦和動物大腦來描述大腦皮層為何呈褶皺形態(tài)。

　　5、哈維穆德學院(加州)

　　哈維穆德學院是美國頂級的文理工程學院之一，創(chuàng)建于1955年，是一所涉及科學、工程、數(shù)學領域的私立精英學院，全學院不超過800名學生，屬于克萊爾蒙特大學盟校之一，也是美國大學中考上PHD學生比例最高的一所院校。

　　哈維穆德學院的學生正在通過利用超高分辨率原子力顯微鏡來研究分析煙霧粒子是如何同云霧相互作用，從而影響氣候變化的。由于天氣的不可控制性，他們在實驗室建造了一個能產(chǎn)生人造煙霧的云霧室。

　　6、倫斯勒理工學院(紐約州)

　　倫斯勒理工學院創(chuàng)建于1824年，是世界著名的理工類頂尖高等學府。它是美國歷史上第一所理工科大學，也是所有英語國家中第一所理工科大學，美國25所“新常青藤盟校”之一。

　　著名物理學家、諾貝爾物理獎得主伊瓦爾·賈埃弗是該校的校友與教授。知名校友有：@的發(fā)明者雷蒙德·湯姆林森(Raymond Tomlinson)被稱為E-mail之父，現(xiàn)代電視之父艾倫B·杜蒙特(Allen B. Dumont)，微處理器的發(fā)明者特德·霍夫(Ted Hoff)。

　　特別值得一提的是：令該校每一位學生都引以為自豪的是，由于倫斯勒理工學院對美國航天事業(yè)的巨大貢獻，她的校旗是除美國國旗之外唯一被永久置放在月球上的旗幟。

　　學院現(xiàn)有在校本科生6000人，師生比例為1:15，校園面積275英畝(約1670畝)，并有一個可容納70多家涉及不同技術領域的企業(yè)科技孵化園，也是美國現(xiàn)有的五百多個孵化器中排名第一的。

　　7、康奈爾大學(紐約州)

　　康奈爾大學創(chuàng)建于1865年，八所常春藤名校之一�？的螤柎髮W的立校之本是任何人都有獲得教育的平等權利，是常春藤盟校中第一所實行性別平等的男女合校大學。

　　康奈爾的研究員在過去的四十年中一直處于碰撞束物理學的技術前沿，并且康奈爾電子儲存環(huán)正在革新X射線技術。每年都會有超過一千名的科學家來到康奈爾實驗室研究基于加速器的科學與教育。現(xiàn)在它是加速粒子物理學領域的領跑者。

　　8、美國海軍學院(馬里蘭州)

　　美國海軍學院，創(chuàng)建于1845年，是美國海軍惟一一所正規(guī)軍官學校，主要是為艦艇及海軍航空兵和海軍陸戰(zhàn)隊培養(yǎng)各種專業(yè)的初級軍官。

　　海軍學院物理系的宗旨是將學生培養(yǎng)成海軍和海軍陸戰(zhàn)隊的長官。學校的研究課題包括在大氣科學中使用無線電波、用信息引擎將熱量轉(zhuǎn)化成信息，量子力學以及高水力壓裂引起的問題。

　　9. 加州大學伯克利分校(加州)

　　加州大學伯克利分校是一所美國公立研究型大學，創(chuàng)建于1868年，是世界上最負盛名、最頂尖的公立大學，它位于美國舊金山附近的伯克利市，也是加利福尼亞大學中最老的一所分校。

　　加州大學伯克利分校認為教授和學生是共同挑戰(zhàn)物理學基礎的合作者。學校在三個主要領域取得突破：宇宙物理學、量子物理學以及生物物理學。研究者目前正在研究幼鳥的運動以及這些運動如何解釋它們飛行的本能。天體物理學家正使用氣球運載軟γ射線望遠鏡來觀察核線發(fā)射和γ射線極化。在國家電子顯微鏡中心，生物物理學家正在控制石墨片周圍的碳原子。

　　10. 加州大學洛杉磯分校(加州)

　　加利福尼亞大學洛杉磯分校，創(chuàng)建于1882年，是位于美國加利福尼亞州洛杉磯市的一所公立研究大學，是美國最頂尖的綜合大學之一。

　　UCLA提供337個不同學科的學位，是全美培養(yǎng)尖端人才領域最廣的大學，注冊在校共約29000名本科生與13000名研究生。

　　加利福尼亞大學洛杉磯分校是大型等離子設備的建造地，這使得該校學生和來自世界各地的科學家能夠研究等離子操控和阿爾芬波。該設備能夠創(chuàng)造出大振幅連續(xù)的剪切波，與其相似的其它機器暫時還無法做到這一點;凱克天文臺天文學部門的學生使用雙子望遠鏡獲取兩星系碰撞的紅外線景象;其高密度物理學小組正利用60束歐米茄激光進行試驗。