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计算机专业学习是否需学大学物理

要我说啊,计算机专业大学物理这事儿,真不是铁板钉钉的“必须”。

直接点回答:对于绝大多数将来从事软件开发、网络工程、数据分析这类工作的同学来说,大学物理的知识,在你日常工作中能直接用上的概率,无限趋近于零。你写个电商网站的后端,搞个APP的前端,调个数据库,做个算法优化,跟牛顿那几大定律、麦克斯韦方程组,真是隔着十万八千里,八竿子打不着

但这事儿吧,它就没那么简单。为啥国内大部分高校的计算机专业,还都把大学物理(至少是物理的一部分)列为必修课呢?难道是老师们集体“想不开”,就想折腾咱们这些未来“码农”?

我觉得里面有几层原因,得掰扯掰扯

第一层,历史原因和“通识教育”的惯性。 想当年,计算机科学是从电子工程、数学这些学科里分化出来的。早期玩计算机的那帮大佬,很多都有深厚的物理或数学背景。在那个时代,计算机本身跟硬件结合得无比紧密,理解电路、信号、甚至更底层的物理原理,那是基本功。这种传统就可能延续下来了,觉得学计算机的,不懂点物理,好像“根基不牢”。再加上现在大学普遍强调“宽口径”、“厚基础”的通识教育理念,物理作为自然科学的代表,被塞进课程表,也显得“理所当然”。觉得能培养点科学素养嘛,哪怕用不上,熏陶熏陶也好。这种想法,不能说全错,但有时候确实有点……一厢情愿。

第二层,也是最常被拿出来说的理由:思维训练。 这点我部分认同。大学物理确实是一门非常强调逻辑推理、模型建立、数学应用的学科。它教你怎么从复杂的现象中抽象出关键因素,建立数学模型去描述和预测,再通过实验去验证。这套分析问题、解决问题的思维训练,跟计算机科学里很多底层思想是相通的。比如,你学物理要理解各种“场”的概念,学计算机图形学也要跟各种“场”(比如距离场)打交道;你学物理要分析系统状态变化,写代码也要管理程序状态;物理里用微积分解决连续变化问题,计算机里很多算法(尤其图形学、模拟仿真)也离不开微积分思想。所以,有人认为,学物理能锻炼这种抽象思维和建模能力,对将来理解和解决复杂的计算机问题有间接的好处。就好比练武不一定要学十八般兵器,但扎马步、练内功,总是能强身健体的。大学物理,可能就被当成了计算机专业的“马步”和“内功”之一。

但是!注意这个但是! 这种思维训练,难道只有大学物理能提供吗?我看未必。数学(尤其是离散数学、线性代数、概率论)、数据结构与算法、操作系统原理、编译原理……这些计算机核心课程,哪一个不是高强度的思维训练?哪一个不要求你逻辑严谨、抽象思考、动手实践?而且,这些训练跟计算机领域的关联更直接更紧密。你花同样的时间去啃“算法导论”,去琢磨操作系统内核,带来的思维提升和专业技能增益,对大多数人来说,性价比可能远超去搞懂什么“光的波粒二象性”。

第三层,特定方向的需求。 这点是最实在的。如果你未来的目标是计算机图形学游戏开发(尤其是物理引擎相关的)、计算机视觉(涉及光学成像)、机器人学(涉及运动控制、传感器)、硬件设计(芯片、嵌入式系统,跟电学、半导体物理关系密切)、量子计算科学计算与模拟仿真(比如模拟流体力学、天气预报)……那大学物理的知识,就不仅仅是“思维训练”了,而是实打实的基础敲门砖。你想做个逼真的游戏,物体怎么碰撞、怎么运动、光线怎么反射,不懂点力学、光学,那真是寸步难行。你想搞芯片设计,不懂半导体物理,那更是天方夜谭。对于想往这些交叉学科底层硬件领域发展的同学,大学物理必要性就大大提升了。这时候,它就不是选修的“甜点”,而是必须啃下来的“主食”。

所以,绕了一圈,我的看法是:

对于绝大多数目标是成为软件工程师、算法工程师、网络工程师等的同学,大学物理并非绝对必要。你完全可以在不精通物理的情况下,成为一名优秀的程序员。把有限的精力投入到数学基础、计算机核心课程、编程实践、项目经验上,回报可能更直接、更显著。如果学校强制要求学,那就把它当作一种思维体操,或者了解世界运作方式的一种途径,硬着头皮学过去,别太纠结它和你未来工作的直接联系,不然容易心态失衡,觉得纯粹浪费时间

但对于少数对图形学、游戏物理、硬件、量子计算等特定领域有浓厚兴趣,并计划深入研究的同学,大学物理(甚至后续更深入的物理课程)就是你绕不开的坎,是重要的底层原理支撑。那就得主动去学好它,打好基础。

说到底,这事儿有点像问“学文学的是否都要懂点哲学”。懂点,肯定能让你看问题更有深度,思考更系统。但不懂,也不妨碍你写出好故事,做好编辑。计算机专业学物理,也是类似的道理。它不是万能药,也不是必需品,更像是一种潜在的催化剂或者特定领域的通行证

我当年学大学物理的时候,也是一头雾水,坐在教室后排,看着黑板上那些小球滚来滚去、电场线飘来飘去,心里一万个问号:“这玩意儿跟我以后写代码有毛关系?”期末考试也是死记硬背公式,勉强混个及格。后来工作了,做的是应用层开发,确实没用上。代码跑起来,用户点点点,数据哗哗流,这里面,真没看到多少物理的影子。

但偶尔,比如看到一些游戏引擎的介绍,提到刚体动力学、布料模拟;或者看一些图形学渲染的文章,讨论光线追踪、BRDF模型;甚至跟做嵌入式的朋友聊天,听他们讲信号完整性、电磁兼容……这时候,脑子里会隐约浮现出当年物理课上的一些碎片,哦,原来那个东西是这么回事。虽然当时学得稀烂,但至少有个概念,不至于完全抓瞎

所以,你说它完全没用吧,好像也不是。它就像你知识体系里的一个背景辐射,平时感觉不到,但在某些特定时刻,它会给你一点微弱的信号,告诉你世界的另一面。

最终学不学,或者学到什么程度,还是看你自己的定位兴趣吧。如果学校安排了,就尽量去理解它背后的思维方式;如果没安排,或者只是选修,那就根据自己的发展方向来决定。别把它神化,也别完全鄙视它。就这么个事儿。

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