Введение

Ученый, специализирующийся в области физики. Физик – это ученый, который специализируется в области физики, охватывающей взаимодействие материи и энергии во всех масштабах пространства и времени во всей физической Вселенной. Физики, как правило, интересуются фундаментальными причинами явлений и обычно выражают свое понимание в математических терминах. Они работают в широком спектре исследовательских областей, охватывающих все масштабы: от субатомной физики и физики частиц, через биологическую физику, до космологических масштабов, включающих Вселенную в целом. Эта область обычно включает два типа физиков: экспериментальных физиков, которые специализируются на наблюдении природных явлений, разработке и анализе экспериментов, и теоретических физиков, которые специализируются на математическом моделировании физических систем для объяснения, интерпретации и предсказания природных явлений.

История

Изучение и практика физики основывается на интеллектуальной лестнице открытий и прозрений, простирающейся от древних времен до наших дней. Многие математические и физические идеи, используемые сегодня, впервые нашли выражение в трудах древних цивилизаций, таких как вавилонские астрономы и египетские инженеры, греческие философы науки и математики, такие как Фалес Милетский, Евклид в Птолемеевом Египте, Архимед Сиракузский и Аристарх Самосский. Корни также прослеживаются в древних азиатских культурах, таких как Индия и Китай, и особенно в исламский средневековый период, отмеченный развитием научной методологии с акцентом на эксперименты, как, например, в работах Ибн аль-Хайсама (Альхазена) в XI веке. Современное научное мировоззрение и большая часть физического образования берут начало в научной революции в Европе, начавшейся с работ астронома Николая Коперника и приведшей к физике Галилео Галилея и Иоганна Кеплера в начале 1600-х годов. Исследования в области механики, а также математическое описание физических систем, были продолжены Кристианом Гюйгенсом и достигли кульминации в законах движения Ньютона и законе всемирного тяготения Ньютона к концу XVII века. Экспериментальные открытия Фарадея и теория уравнений электромагнетизма Максвелла стали важными вехами развития в XIX веке. Многие физики внесли вклад в развитие квантовой механики в начале и середине XX века. Новые знания в начале XXI века включают значительный прогресс в понимании физической космологии. Широкое и общее изучение природы, известное как естественная философия, в XIX веке разделилось на несколько областей, когда понятие "наука" приобрело свой современный смысл. Появились отдельные категории, такие как "биология" и "биолог", "физика" и "физик", "химия" и "химик", а также другие технические области и специальности. Термин "физик" был введен Уильямом Уивеллом (также автором термина "ученый") в его книге 1840 года "Философия индуктивных наук".

Образование

Стандартная программа обучения физике для студентов бакалавриата включает в себя классическую механику, электричество и магнетизм, нерелятивистскую квантовую механику, оптику, статистическую механику и термодинамику, а также лабораторные занятия. Студентам, изучающим физику, также необходимо обучение математике (математический анализ, дифференциальные уравнения, линейная алгебра, комплексный анализ и т. д.) и информатике. Для любой должности, связанной с физикой, требуется как минимум степень бакалавра физики или прикладной физики, в то время как возможности карьерного роста расширяются при получении степени магистра, такой как MSc, MPhil, MPhys или MSci. Для карьеры, ориентированной на исследования, студенты работают над получением докторской степени, специализируясь в определенной области. Области специализации включают экспериментальную и теоретическую астрофизику, атомную физику, биологическую физику, химическую физику, физику конденсированного состояния, космологию, геофизику, гравитационную физику, материаловедение, медицинскую физику, микроэлектронику, молекулярную физику, ядерную физику, оптику, физику частиц, физику плазмы, квантовую информационную науку и радиофизику.

Карьера

Три основных работодателя физиков – академические учреждения, лаборатории и частные компании, при этом частные компании являются крупнейшим работодателем. Физики, работающие в академической среде или государственных лабораториях, обычно имеют должности ассистента, профессора, старшего/младшего научного сотрудника или постдока. По данным Американского института физики, около 20% новых докторов физических наук находят работу в программах разработки инженерных решений, 14% переходят в сферу компьютерного программного обеспечения и около 11% – в бизнес и образование. Большинство работающих физиков применяют свои навыки и знания в междисциплинарных областях (например, в финансах). Должности, занимаемые физиками с учеными степенями, включают: ученый-агроном, авиадиспетчер, биофизик, программист, инженер-электрик, аналитик по охране окружающей среды, геофизик, медицинский физик, метеоролог, океанограф, преподаватель/профессор/исследователь физики, научный сотрудник, физик-реакторщик, инженер-физик, аналитик спутниковых миссий, научный журналист, стратиграф, инженер-программист, системный инженер, инженер-микроэлектроник, разработчик радиолокационных систем, технический консультант и т.д. Большинство выпускников бакалавриата по физике трудоустраиваются в частном секторе. Другие сферы занятости – академическая среда, государственная и военная служба, некоммерческие организации, лаборатории и преподавание. Типичные обязанности физиков с магистерскими и докторскими степенями, работающих по специальности, включают проведение исследований, наблюдений и анализа, подготовку данных, работу с приборами, проектирование и разработку промышленного или медицинского оборудования, вычислительные и программные разработки и т.п.

Почести и награды

Высшей наградой, присуждаемой физикам, является Нобелевская премия по физике, которая вручается с 1901 года Королевской шведской академией наук. Национальные физические общества располагают множеством призов и наград для профессионального признания. Так, в Американском физическом обществе по состоянию на 2023 год существует 25 отдельных премий и 33 отдельные награды.

Великобритания

Chartered Physicist (CPhys) – это профессиональный статус и квалификация, присваиваемая Институтом физики. Он обозначается суффиксом "CPhys". Присвоение профессионального статуса в любой области свидетельствует для общества о высоком уровне специализированных знаний и профессиональной компетенции. По данным Института физики, обладатели статуса Chartered Physicist (CPhys) демонстрируют "наивысшие стандарты профессионализма, актуальный опыт, качество и безопасность", а также "способность к самостоятельной практике и проявлению лидерских качеств", наряду с "приверженностью к постоянному обновлению знаний и соответствию растущим ожиданиям и требованиям, за которые любая профессия несет ответственность". Статус Chartered Physicist приравнивается к статусу Chartered Engineer, который IoP также присваивает как член Engineering Council UK, и другим профессиональным статусам в Великобритании. Он также признается "регулируемой профессией" в соответствии с европейскими директивами о профессиональной квалификации.

Канада

Канадская ассоциация физиков может присваивать официальный статус "Профессиональный физик" (P. Phys.), аналогично статусу "Профессиональный инженер" (P. Eng.). Этот статус был представлен на конгрессе КАФ в 1999 году, и на данный момент более 200 человек удостоены этого звания. Для получения сертификации необходимо предоставить подтверждение наличия степени бакалавра с отличием или более высокой степени в области физики или тесно связанной дисциплины. Кроме того, физик должен иметь как минимум трехлетний опыт работы в области физики после окончания учебы или находиться в процессе его завершения. И, за исключением случаев освобождения от сдачи, необходимо сдать профессиональный экзамен. Освобождение от экзамена может быть предоставлено кандидату, имеющему не менее семи лет опыта работы в области физики и предоставившему подробное описание своих профессиональных достижений, демонстрирующих отсутствие необходимости в сдаче экзамена. Опыт работы будет считаться относящимся к физике, если он непосредственно использует физические принципы или значительно опирается на методы мышления (например, подход к решению задач), развитые в процессе обучения или работы физиком, независимо от того, получен ли этот опыт в академической среде, промышленности, государственных учреждениях или в других организациях. Руководящая работа, связанная с физикой, также квалифицируется, как и соответствующая работа в аспирантуре.

Южная Африка

Южноафриканский институт физики также выдает сертификат профессионального физика (Pr. Phys). Владелец сертификата должен иметь как минимум трехлетнюю степень бакалавра или эквивалентную степень в области физики или смежной области и не менее шести лет опыта работы в сфере, связанной с физикой; или степень с отличием или эквивалентную степень в области физики или смежной области и не менее пяти лет опыта работы в сфере, связанной с физикой; или степень магистра или эквивалентную степень в области физики или смежной области и не менее трех лет опыта работы в сфере, связанной с физикой; или докторскую степень или эквивалентную степень в области физики или смежной области; либо пройти обучение или получить опыт, который, по мнению Совета, признается эквивалентным любому из вышеперечисленных.

Профессиональные общества

Физики могут быть членами физического общества страны или региона. Физические общества обычно издают научные журналы, организуют конференции по физике и присуждают награды за вклад в развитие физики. Примеры физических обществ включают Американское физическое общество, Институт физики, а старейшим физическим обществом является Немецкое физическое общество.