一、專業(yè)概述
日本物理學(xué)研究保持著非常優(yōu)良的傳統(tǒng),自明治維新引進(jìn)西方科學(xué)以來,其研究成果在世界上逐漸嶄露頭角。截至2021年,日本(包括日裔)獲得諾貝爾物理學(xué)獎的人數(shù)達(dá)12位,充分證明了其在全球物理學(xué)界的學(xué)術(shù)地位。
日本物理學(xué)專業(yè)幾乎涵蓋了現(xiàn)代物理學(xué)的所有前沿領(lǐng)域,包括粒子物理與核物理、凝聚態(tài)物理、天體物理學(xué)與宇宙學(xué)、原子分子物理、量子信息、生物物理和等離子體物理等。核心課程包括高等數(shù)學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)、原子物理學(xué)、數(shù)學(xué)物理方法、熱力學(xué)與統(tǒng)計物理、電動力學(xué)、量子力學(xué)等,以及固體物理學(xué)、計算物理學(xué)等進(jìn)階課程。
二、頂尖院校推薦
第一梯隊(全球頂尖水平)
東京大學(xué)堪稱日本乃至亞洲物理學(xué)的巔峰。在2024-2025年度QS世界大學(xué)排名中,東大物理專業(yè)展現(xiàn)出強(qiáng)大實力,其物理學(xué)科以基礎(chǔ)研究和前沿科技研究聞名遐邇。該校物理學(xué)研究科下設(shè)9個專攻方向
:
-
原子核理論(A0):研究原子核結(jié)構(gòu)與反應(yīng)理論
-
理論粒子物理(A1):探索基本粒子與相互作用
-
實驗粒子/原子核物理(A2):利用加速器進(jìn)行實驗研究
-
理論凝聚態(tài)物理(A3):研究固態(tài)物質(zhì)理論性質(zhì)
-
實驗?zāi)蹜B(tài)物理(A4):凝聚態(tài)物質(zhì)的實驗探索
-
理論普通物理(A5):涵蓋統(tǒng)計物理、生物物理等
-
實驗普通物理(A6):光學(xué)、流體物理等實驗研究
-
生物物理(A7):生命現(xiàn)象的物理機(jī)制
-
天體物理與天文學(xué)(A8):宇宙與天體研究
東京大學(xué)擁有世界一流的實驗設(shè)備,如神岡宇宙射線研究所(Kamioka Observatory)的超級神岡探測器(Super-Kamiokande),在粒子物理實驗方面處于全球領(lǐng)先地位。該校與CERN、KEK等國際研究機(jī)構(gòu)有密切合作,學(xué)生有機(jī)會參與國際合作項目。
眾多諾貝爾物理學(xué)獎得主出自東京大學(xué),如朝永振一郎(1965年,量子力學(xué)基礎(chǔ)研究)、江崎玲于奈(1973年,半導(dǎo)體隧道效應(yīng))等,這充分證明了該專業(yè)的學(xué)術(shù)高度
。
京都大學(xué)以"自由的學(xué)術(shù)風(fēng)氣"著稱,其物理學(xué)研究科設(shè)有物理學(xué)?宇宙物理學(xué)専攻。京都大學(xué)在天體物理、素粒子物理、凝聚態(tài)物理方面實力強(qiáng)勁,特別是與核能相關(guān)的研究室較多
。
該校培養(yǎng)出湯川秀樹(1949年諾貝爾物理學(xué)獎,介子理論預(yù)言),是日本首位諾貝爾獎得主。京都大學(xué)的湯川理論物理研究所(Yukawa Institute for Theoretical Physics)是全球知名的理論物理研究中心,在粒子物理和凝聚態(tài)理論方面具有世界影響力
。
東北大學(xué)的物理學(xué)部是日本最古老、規(guī)模最大的物理學(xué)科之一,成立于1911年,擁有百年歷史。根據(jù)ISI Web of Science報告,該校物理學(xué)科2012年排名日本第2位、全球第11位
。
東北大學(xué)物理學(xué)研究科擁有160余名教授和約250名研究生,研究涵蓋從粒子物理、核物理到凝聚態(tài)物理的所有領(lǐng)域,并延伸至生物物理和工業(yè)物理。該校設(shè)有低溫科學(xué)研究中心、中微子科學(xué)研究中心、核科學(xué)實驗室、回旋加速器與放射性同位素中心等先進(jìn)設(shè)施
。
第二梯隊(舊帝大與專業(yè)強(qiáng)校)
大阪大學(xué)的物理學(xué)科成立于1931年,其傳統(tǒng)由首任校長、著名物理學(xué)家長岡半太郎(提出原子行星模型)確立。該校培養(yǎng)出湯川秀樹(創(chuàng)建介子理論時為大阪大學(xué)講師)等杰出學(xué)者。
大阪大學(xué)物理學(xué)科涵蓋實驗與理論粒子物理、核物理、凝聚態(tài)物理、理論量子物理和交叉學(xué)科物理。2010年設(shè)立國際物理課程(IPC),提供全英文授課。該校與KEK、J-PARC、RIKEN、SPring-8、CERN等國際機(jī)構(gòu)有密切合作
。
名古屋大學(xué)注重理學(xué)研究,物理學(xué)所有方向全覆蓋,物理化學(xué)、生物物理方向的教授也集中在理學(xué)研究科。該校在粒子物理實驗方面具有傳統(tǒng)優(yōu)勢。
東京工業(yè)大學(xué)在凝聚態(tài)物理、納米科技等應(yīng)用物理領(lǐng)域表現(xiàn)突出。該校注重理論與實踐結(jié)合,培養(yǎng)了大量優(yōu)秀工程技術(shù)人才
。2019年起,所有學(xué)部和大學(xué)院課程實現(xiàn)英文授課,有利于留學(xué)生申請。
筑波大學(xué)的物理學(xué)專業(yè)是亞洲乃至全球的專業(yè)之一,下設(shè)多個研究所,涵蓋粒子物理學(xué)、凝聚態(tài)物理學(xué)、理論物理學(xué)等多個研究領(lǐng)域
。該校擁有質(zhì)子線醫(yī)學(xué)研究中心、計算物理中心、材料科學(xué)研究所等先進(jìn)設(shè)施。
九州大學(xué)的凝聚態(tài)理論研究室在軟物質(zhì)物理、非平衡物理、液晶自組織等方面有特色研究,如Fukuda教授研究組在液晶藍(lán)相、液晶膠體等領(lǐng)域發(fā)表了多篇PNAS、PRL論文
。
北海道大學(xué)在低溫物理、強(qiáng)關(guān)聯(lián)系統(tǒng)、低維材料電子性質(zhì)等方面具有深厚積累,設(shè)有納米結(jié)構(gòu)物理(RIES合作實驗室)等研究機(jī)構(gòu)
。
第三梯隊(特色研究型大學(xué))
東京理科大學(xué)的物理學(xué)科設(shè)有數(shù)學(xué)物理/基礎(chǔ)凝聚態(tài)物理、生物物理/化學(xué)物理/軟物質(zhì)物理、非平衡物理等方向,在反常擴(kuò)散、非平衡統(tǒng)計物理等領(lǐng)域有特色研究
。
北陸先端科學(xué)技術(shù)大學(xué)院大學(xué)(JAIST)等研究型大學(xué)在計算物理、材料物理等交叉領(lǐng)域具有優(yōu)勢。
三、核心研究方向詳解
粒子物理與原子核物理
這是日本物理學(xué)的傳統(tǒng)強(qiáng)項,研究內(nèi)容包括:
理論粒子物理:探索基本粒子標(biāo)準(zhǔn)模型、超對稱理論、量子場論等。東京大學(xué)理論粒子物理專攻(A1)、京都大學(xué)湯川研究所是該領(lǐng)域代表。
實驗粒子物理:利用加速器進(jìn)行高能物理實驗。日本擁有KEK(高能加速器研究機(jī)構(gòu))和J-PARC(日本質(zhì)子加速器研究復(fù)合體)等大型設(shè)施。東京大學(xué)、大阪大學(xué)、東北大學(xué)與這些設(shè)施有密切合作。
中微子科學(xué):超級神岡探測器(Super-Kamiokande)在中微子振蕩研究方面做出諾貝爾獎級貢獻(xiàn)(2002年、2015年諾貝爾物理學(xué)獎)。東北大學(xué)設(shè)有中微子科學(xué)研究中心
。
原子核物理:研究原子核結(jié)構(gòu)、核反應(yīng)、超重元素合成等。東京大學(xué)原子核理論專攻(A0)、東北大學(xué)核科學(xué)實驗室在該領(lǐng)域活躍。
凝聚態(tài)物理
這是當(dāng)前物理學(xué)最活躍的研究領(lǐng)域之一,日本在多個子領(lǐng)域具有世界領(lǐng)先地位:
強(qiáng)關(guān)聯(lián)電子系統(tǒng):研究高溫超導(dǎo)、量子磁性、重費米子等現(xiàn)象。東京大學(xué)、東北大學(xué)、京都大學(xué)在該領(lǐng)域有重要貢獻(xiàn)。
拓?fù)湮飸B(tài):拓?fù)浣^緣體、拓?fù)涑瑢?dǎo)體、外爾半金屬等新型量子材料。東京大學(xué)固體物理研究所(ISSP)是該研究重鎮(zhèn)。
低維材料:石墨烯、碳納米管、過渡金屬硫化物等二維材料的電子性質(zhì)。北海道大學(xué)、東北大學(xué)有深入研究。
軟物質(zhì)與生物物理:液晶、聚合物、膠體、生物膜等。九州大學(xué)Fukuda研究組在液晶藍(lán)相研究方面處于世界前沿
;東京大學(xué)生物物理專攻(A7)研究生命現(xiàn)象的物理機(jī)制。
量子信息物理:量子計算、量子通信、量子精密測量。東京大學(xué)、京都大學(xué)在量子信息理論方面近期取得重要突破,如發(fā)現(xiàn)非可逆對稱性與量子信息理論的深刻聯(lián)系
。
超導(dǎo)物理:日本在鐵基超導(dǎo)、氧化物超導(dǎo)等高溫超導(dǎo)材料研究方面具有傳統(tǒng)優(yōu)勢。
天體物理與宇宙學(xué)
理論天體物理:整合粒子物理、核物理、相對論、統(tǒng)計力學(xué)等,理解宇宙起源和天體現(xiàn)象。東京大學(xué)、京都大學(xué)、東北大學(xué)(天文研究所)是該領(lǐng)域代表。
實驗天體物理:利用昴星團(tuán)望遠(yuǎn)鏡(Subaru Telescope)、三十米望遠(yuǎn)鏡(TMT)等觀測設(shè)施。東北大學(xué)是日本僅有的三所擁有獨立天文研究所的大學(xué)之一
。
宇宙學(xué):暗物質(zhì)、暗能量、宇宙微波背景輻射、宇宙大尺度結(jié)構(gòu)。東京大學(xué)Kavli宇宙物理學(xué)與數(shù)學(xué)研究所(Kavli IPMU)是世界級宇宙學(xué)研究中心。
四、產(chǎn)學(xué)研合作與產(chǎn)業(yè)聯(lián)系
日本物理學(xué)專業(yè)的一大特色是基礎(chǔ)研究與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的緊密結(jié)合。
政府與學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)合作:
-
理化學(xué)研究所(RIKEN):在量子計算、凝聚態(tài)物理等基礎(chǔ)研究領(lǐng)域具有世界水平。
-
國立材料科學(xué)研究所(NIMS):與東京工業(yè)大學(xué)、九州大學(xué)、北海道大學(xué)等合作培養(yǎng)博士,開展材料物理前沿研究。
-
產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所(AIST):開展凝聚態(tài)物理、低溫物理等應(yīng)用研究。
-
高能加速器研究機(jī)構(gòu)(KEK)、J-PARC:提供粒子物理實驗平臺。
產(chǎn)業(yè)合作方面:
-
電子與半導(dǎo)體企業(yè):索尼、東芝、NEC等在量子器件、超導(dǎo)電子學(xué)方面與大學(xué)合作。
-
材料企業(yè):在磁性材料、超導(dǎo)材料、光學(xué)材料等方面有緊密合作。
-
制藥企業(yè):生物物理、軟物質(zhì)物理研究在藥物遞送、生物傳感器方面有應(yīng)用前景。
國際合作:
-
東京大學(xué)、大阪大學(xué)與CERN(歐洲核子研究中心)在LHC實驗中有密切合作。
-
與美國費米實驗室(FNAL)、加拿大TRIUMF、英國RAL、瑞士PSI等國際機(jī)構(gòu)有學(xué)生交流和聯(lián)合研究。
五、就業(yè)前景分析
主要就業(yè)領(lǐng)域
學(xué)術(shù)界與研究機(jī)構(gòu):繼續(xù)攻讀博士學(xué)位,進(jìn)入大學(xué)、理化學(xué)研究所(RIKEN)、國立材料科學(xué)研究所(NIMS)、高能加速器研究機(jī)構(gòu)(KEK)等從事研究工作。
高新技術(shù)產(chǎn)業(yè):
-
半導(dǎo)體與電子行業(yè):應(yīng)用物理背景在半導(dǎo)體器件、量子器件研發(fā)方面有優(yōu)勢。
-
材料行業(yè):磁性材料、超導(dǎo)材料、光學(xué)材料企業(yè)需要凝聚態(tài)物理背景人才。
-
量子技術(shù)產(chǎn)業(yè):隨著量子計算、量子通信技術(shù)發(fā)展,相關(guān)人才需求增長。
數(shù)據(jù)科學(xué)與金融科技:物理學(xué)訓(xùn)練培養(yǎng)的建模和計算能力,適用于量化金融、數(shù)據(jù)科學(xué)、人工智能等領(lǐng)域。
教育行業(yè):物理教師、科普教育等。
薪資水平與職業(yè)發(fā)展
物理學(xué)博士畢業(yè)生在學(xué)術(shù)界起薪約為400-500萬日元/年(約合人民幣20-25萬元),進(jìn)入產(chǎn)業(yè)界(特別是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè))薪資更高。
職業(yè)發(fā)展路徑:
-
學(xué)術(shù)路線:博士后→助教→副教授→教授,或研究機(jī)構(gòu)研究員→首席研究員。
-
產(chǎn)業(yè)路線:研發(fā)工程師→項目經(jīng)理→技術(shù)總監(jiān)→CTO。
-
交叉路線:轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)科學(xué)、量化金融、科技咨詢等領(lǐng)域。
回國發(fā)展機(jī)會
中國在量子信息、高溫超導(dǎo)、凝聚態(tài)物理等領(lǐng)域投入巨大,物理學(xué)海歸人才需求旺盛。中科院物理所、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、清華大學(xué)等單位積極招聘具有海外背景的物理學(xué)者。
六、申請建議
學(xué)術(shù)背景要求
申請者最好具有物理學(xué)、應(yīng)用物理學(xué)、光學(xué)、材料物理等相關(guān)本科專業(yè)背景。核心課程應(yīng)包括經(jīng)典力學(xué)、電磁學(xué)、量子力學(xué)、統(tǒng)計力學(xué)、固體物理等。
研究經(jīng)歷非常重要,特別是涉及理論計算、實驗操作、數(shù)據(jù)分析等方面的經(jīng)驗。有論文發(fā)表(即使是會議論文)或科研項目經(jīng)歷是加分項。
數(shù)學(xué)與編程能力:理論物理方向需要扎實的數(shù)學(xué)功底(微分幾何、代數(shù)拓?fù)?、群論等);計算物理方向需要編程能力(Python、C++、Fortran等)。
語言能力
日語:大多數(shù)學(xué)校并不強(qiáng)制要求提交日語成績,但會通過事前溝通和面試考察日語交流能力。具備N2以上水平有助于日常研究生活和在日本就業(yè)。
英語:頂尖學(xué)校如東京大學(xué)、京都大學(xué)建議托福85+或雅思6.5+。東北大學(xué)、大阪大學(xué)等提供英文授課項目(IGPAS等),對英語要求較高
。
入學(xué)途徑
研究生(旁聽生)→ 修士路徑適合需要提升語言能力、適應(yīng)日本研究環(huán)境或跨專業(yè)申請的學(xué)生。通過半年到一年的研究生階段,可以與教授建立聯(lián)系,熟悉研究室氛圍,提高修士考試成功率。
海外直考適合準(zhǔn)備充分、專業(yè)基礎(chǔ)扎實的學(xué)生。專業(yè)課筆試通常涵蓋經(jīng)典力學(xué)、電磁學(xué)、量子力學(xué)、統(tǒng)計力學(xué)等。
英語項目(SGU/G30):東京大學(xué)Global Science Graduate Course(GSGC)、東北大學(xué)IGPAS(International Graduate Program in Advanced Sciences)等提供全英文授課,但競爭激烈
。
研究計劃書
大多數(shù)學(xué)校需要考前與指導(dǎo)教授進(jìn)行事前相談,提交研究計劃書。研究計劃書應(yīng)體現(xiàn):
-
對目標(biāo)研究領(lǐng)域的深入理解
-
明確的研究興趣和目標(biāo)
-
與目標(biāo)研究室研究方向的匹配度
-
理論基礎(chǔ)或?qū)嶒灱寄艿木唧w體現(xiàn)
選校策略
沖刺校:東京大學(xué)(理學(xué)系研究科物理學(xué)專攻)、京都大學(xué)(理學(xué)研究科物理學(xué)?宇宙物理學(xué)専攻)。這兩所學(xué)校在全球物理學(xué)領(lǐng)域享有盛譽(yù),諾貝爾獎得主輩出,但競爭激烈。
穩(wěn)妥校:東北大學(xué)(理學(xué)研究科物理學(xué)專攻)、大阪大學(xué)(理學(xué)研究科物理學(xué)專攻)、名古屋大學(xué)(理學(xué)研究科)、東京工業(yè)大學(xué)(理學(xué)院物理學(xué)系)。這些學(xué)校專業(yè)實力強(qiáng),研究設(shè)施先進(jìn),申請難度相對適中。
保底校:筑波大學(xué)(數(shù)理物質(zhì)科學(xué)研究群)、九州大學(xué)(理學(xué)研究院物理學(xué)科)、北海道大學(xué)(理學(xué)研究院物理學(xué)科)、東京理科大學(xué)(理學(xué)部物理學(xué)科)。這些學(xué)校在特定領(lǐng)域有優(yōu)勢,錄取率較高。
七、總結(jié)建議
對于希望在粒子物理與凝聚態(tài)物理領(lǐng)域深造的學(xué)生,建議優(yōu)先考慮東京大學(xué)、京都大學(xué)、東北大學(xué)的第一梯隊,這三所學(xué)校在全球物理學(xué)界享有盛譽(yù),研究設(shè)施世界一流,特別是粒子物理實驗和凝聚態(tài)理論方面具有不可替代的地位。
如果對小粒子物理、宇宙學(xué)感興趣,東京大學(xué)的Kavli IPMU、京都大學(xué)的湯川研究所是絕佳選擇。
對于希望兼顧研究深度與就業(yè)實用性的學(xué)生,大阪大學(xué)、名古屋大學(xué)、東京工業(yè)大學(xué)等提供了良好的平衡,特別是東京工業(yè)大學(xué)的應(yīng)用物理方向與產(chǎn)業(yè)界聯(lián)系緊密。
考慮到量子信息技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)、拓?fù)洳牧系惹把仡I(lǐng)域的快速發(fā)展,選擇量子信息物理、凝聚態(tài)物理方向具有廣闊的學(xué)術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景。日本在這些領(lǐng)域的深厚積累為留學(xué)生提供了獨特的學(xué)習(xí)和研究機(jī)會。
日本
韓國
英國
新加坡
馬來西亞




385
2026-02-04 14:54













