物理系一般培养可持续发展的高素质人才，为物理学、天文学和大气科学学科培养杰出的人才； 为国防科技需要培养专门人才；能够在物理学或材料等相关的科学技术领域中从事科研、教学、技术开发和相关的管理工作的高级专门人才 。

我国物理学起步比较晚，物理学本科教育起始于1913年，这一年，北京大学开设物理学门，中国物理学本科教育从此开始。新世纪以来，很多大学的物理系都被改为物理学院、物理与机电学院等。课程设置与培养目标也有很大进步。

大学物理系一般由物理学相关学科、核物理、地球地理物理、大气物理、天文、重离子、电、磁、光等组成，有些大学还包括机械类 。

截止2020年，国内物理系最强的大学有：

1、北京大学。

北京大学的物理系成立最早，是我国物理系本科教育的开端。物理学院现有3个本科专业，19位中国科学院院士，12位长江学者，1个国家级优秀教学团队。其物理学、大气科学是国家一级重点学科。

2、清华大学。

清华大学物理系是发展最快的，其成立于1926年，第一任系主任是著名教育家、物理学家、中国近代物理学奠基人之一的叶企孙先生。其物理学和天文学是国家一级重点学科。

3、中国科技大学。

中科大物理系起始于1958年，2019年设有物理学、应用物理学（凝聚态物理方向、微电子学与固体电子学方向）、光信息科学与技术3个本科专业。其凝聚态物理、光学是国家重点学科。

4、南京大学。

南京大学起始于1920，是国内最早开设物理系的大学之一，2015年以来发展态势非常好，在国内有很高地位。

学院现有中国科学院院士9人，长江学者17人。其凝聚态物理、理论物理、微电子学与固体电子学3个学科是国家重点一级学科。

5、复旦大学。

复旦大学物理系始建于1952年，现设理论物理、凝聚态物理和光学三个专业。学院现有教授67人，其中中科院院士9人，长江学者9人。

此外，上交大、南开、吉大、浙大、武大、华中科技大等都是物理系全国排名前列的大学。2100433B

我们忽略了物理系统的很多方面，只涉及比如信息这样的抽象概念。尽管假设每个存储或传输的位都在某个物理实体中说明，但我们集中讨论抽象位而忽略了物理定律施加的任何限制。这是信息时代的主要的隐患。

以前不是那样的，将来也不是。在过去的几个世纪，信息的物理表示非常重要，因为它成本很高。为了保存或发送信息，需要写成书或者甚至把字刻到石头上。比如试想一下中世纪制造书稿的过程。页面的复制和加入插图都很困难。成品以其艺术性和文化重要性被人们羡慕，部分是因为制造起来非常昂贵——社会只能承受将最重要的信息记录，而与其他制造成本相比一流的艺术品的成本并不是非常高。

多年的进步提高了信息存储和传输的效率——试想一下印刷术、电报、电话、无线电广播、电视、数字信号处理、半导体、光线。这些东西造就了使能的复杂系统，诸如计算机、数据网络，甚至造就了为娱乐创作和分配的经济系统。随着数据处理成本的下降，应当考虑与制造、维护和利用信息的成本相比可以忽略不计的领域了。就在这个领域信息论的抽象概念、位、编码和所有计算机科学占据着主流。社会的各个领域都处理着日益增加的可用的信息量。甚至由于信息处理的经济的变化著作权、版权、专利权和交易机密的思想都在更新。这就是信息时代。

与其物理实体分开的信息的模型当然是实际情况的一个近似。随着我们制造的微电子系统越来越复杂、使用越来越小的组建，我们最终会面临基本的限制，它并非来自制造微结构的能量，而是来自物理学的基本定律。支配所有物理系统的这个基本定律就是量子力学。

这个重要概念我们用了这么长的时间，以至于需要重新解释量子力学有哪些重要领域

那些可以在小的扰动下存储信息的设备使得数字抽象成为了可能

面对不确定性，用概率表示我们的知识

最大熵原理作为一个方法可以无偏差地估计概率值.

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中文名

施工

国籍

中国

出生日期

1946年8月

性别

男

1946年8月出生，江苏海门人，教授。1970年毕业于清华大学工程物理系，毕业后即在清华大学任教。1982年研究生毕业，获清华大学工学硕士（反应堆物理专业）学位。现任清华大学工程物理系教授，辐射探测与反应堆物理实验室主任，并任清华大学学位委员会核科学技术分委会委员，中国核教育学会常务理事。

自七十年代以来一直从事核反应堆物理等方面的教学与研究工作。讲授“核工程原理”、“反应堆物理与数值计算”、“反应堆物理实验”、“高等反应堆物理”等课程，曾多次获得清华大学优秀教学工作一等奖。从事的研究工作主要有：核反应堆物理数值计算方法研究，先进反应堆研究与概念设计，核测井技术研究和软件开发等，在研究工作和人才培养上有一定成绩。

量子力学很怪异。好像没有方法使它呈现出别的样子。它的很多预言都与日常经验的预期不一致。

量子力学很神秘，即使是对非常好的物理学家也是如此。人们对它的方程和方法基本思想和解释有争议。

量子力学很难应用。需要相对高级的数学技巧。即使是线性的，那基本方程仍是一个偏微分方程，除了在少数非常简单的情况下，无法用解析的方法求出。通常数字解是必须的。

就像其他物理理论一样，量子力学需要在建模和数学方法的技巧与判断力。在研究生或高年级本科阶段并不曾有什么讲授。

量子力学以不同的形式出现。有很多可以替换的阐述。这些阐述通常是等价的，就是说

它们得出相同的实验结果，但它们并不同样地易于学习或用于特定用途。

根据这些性质，为什么量子力学这么重要呢？因为它确实有效。它是唯一的基础物理理论可以应用于如此广泛的领域。它的预言已经反复地被实验证明。它适用于日常的物体，适用于天体（尽管通常情况下对它们并非必需）。它适用于原子级尺寸的物体、电磁波和亚原子物体。有一种说法是它与狭义相对论相一致。唯一没有处理得很好的物理现象就是重力；量子力学还没有扩展到与广义相对论一致的程度。

本讲义中我们不涉及这么深层次的量子力学。为了研究物理系统中的信息处理，我们只需要理解这些系统具有的一少部分性质。特别地，我们需要一个物理系统的模型，它有很多种可能的状态，每种状态都伴随着系统实际处于状态（即，该状态“被占用”）的概率。这些状态都有与之相关的物理性质，能量就是其中之一。量子力学把这个模型合理化了。

我们把这个模型用在两种情况。第一种（如下）有很多种状态，目的是理解与这些状态相关的信息如何影响能量流。第二种（在本讲义中后面的章节中）有很少的状态，用占用这些状态表示信息，目的是理解量子力学施予的限制和机会。

下面的两节名为“量子力学概述”和“静止状态”，已经准备好在没有证明的情况下接受状态模型的读者可以跳过这两节。他们直接可以跳到“多状态模型”这一节。其他的读者仔细得学习这两节，可以得到一些关于如何从量子考虑得出这个模型的提示，在这个过程中也许会理解量子力学的某些方面，可以使它不那么神秘。