物理化学直博申请分享

在本次的博士讲座中，我们与李博士进行了深入的对话，了解了物理化学领域多样化的研究方向和申请要求。让我们一起回顾这期精彩的讲座，了解更多博士申请相关内容。

S:您可以简单给我们介绍下您目前所研究的方向吗？

Li：

我博士的细分领域是理论与计算化学，属于是物理化学的一个分支。更具体到我的研究领域，我要通过量子力学和分子动力学模拟来研究化学反应过程中的微观粒子的行为和运动，比如说这些涉及到具体体系，包括生物膜体系或者是非均相的界面体系，或者是质溶剂体系。我们在这种比较复杂的非镜像体系中研究微观粒子，比如质子的运动。研究的价值主要在于我们可以为很多研究提供更多的理论支持，比如说对于界面的研究可以帮助燃料电池的设计，对于生物膜体系研究可以帮助制药研发。

S:申请您这个方向的博士，哪些技能和课程会比较重要？

Li：

首先关于计算机知识，这确实是非常重要的，写代码其实不光是理论化学，我感觉对于大多数基础科学科，不管是 lab work 还是理论研究，写代码都已经成了一个必要的技能。物理化学在化学中也是更偏向更高的数理基础。一般来说，会去申请物理化学博士的学生通常都是来自化学或者物理专业的。我见过很少数的申请者是会来自计算机专业。所以具体到课程的话，如果你是来自化学专业或者物理专业，没有哪一节课程你是一定要学习才可以申请物理化学博士的。

因为博士一年级、二年级通常都会有研究生院开设的必修课程，目的就是教给你在博士期间你需要的书本知识。不过，如果在本科期间可以提前学的话，会让你第一二年轻松一些。具体到我们的理论和计算化学，那就是统计力学、量子力学这些课程推荐涉猎。不需要学得太深，有一个基本的知识就可以了。另外就是数学方面，线性代数、常微分方程就可以了，然后再就是编程。

S:化学还有哪些研究方向呢？

Li：

化学它分为四大化学，无机化学、有机化学、分析化学和物理化学。物理化学就是四大化学领域之一。无机和有机的话我稍微做过一点，但分析的话它主要是对宏观的、实验性的、化学的体系进行分析和表征，涉及到很多仪器。有机的话它就是研究比如说有机催化技术、有机全合成方法论。至于无机化学，现在的话偏材料的研究会多一些。再回到我的本行，物理化学。除了我的研究，它属于分子动力学这一块，分子动力学和量子力学，或者说量子化学。然后除了这一块还有做实验，主要是去做光谱学，做光谱学的人很喜欢和做分子动力学和量子力学的人合作。因为光谱它表征的实验体系可以在分子动力学模拟中找到佐证，就相当于光谱学的人给我们提供实验依据，做分子动力学人给做光谱学的人提供理论支持。

在此之外还是做计算的，有做材料计算的，它和我们做分子动力学还不太一样，我们建模的颗粒度不一样。比如说我们做分子动力学，我们要对每个原子进行建模，做材料的话它可能就会有一些更宏观的建模方式。此外还有的领域我不太涉猎的，叫软物质模拟。它也是一个模拟一个计算的领域，但它建模颗粒度也不太一样。在此之外有一个比较新兴的研究方法，就是用机器学习去做化学。你可以用机器学习做光谱，也可以用机器学习去做分子动力学，我说它相对新兴，因为这个东西至少在十几年前就开始有人做了。而因为近些年机器学习发展得越来越好，越来越抓人眼球，把机器学习和化学和物理化学联系在一起的这个研究细分领域就经常能发一些比较好的文章。

S:AI目前对您这个研究领域有什么影响？

Li：

AI 的话，它的应用我感觉可以分两个方向来谈。一个是把它作为你科研的一部分，另一个就是把它作为你日常工作的一个辅助。把它作为科研一部分，就是指你的科研中是在研究继续学习的。比如说在分子动力学模拟中，我们要对每个原子进行建模，那就涉及到每一个不同原子，它会有一个不同参数。从前这个参数它是通过简单的统计学上拟合来做出来的，所以说它经验性非常的强，而且它这个参数的好坏很大程度上取决于你这个之前做这个拟合的人，他统计学功底怎么样，或者他选择了什么样的统计学工具。统计学方法现在有了机器学习，就可以进行更复杂的，超越人简单的逻辑能力的建模。因为一个机器学习模型，你可以把它做得很复杂，它可以同时看一个参考体系中很多个参数，然后把它通过一个复杂一点机器学习模型拟合成一些最终的参数，通常就会比之前的纯统计拟合出来的要准确一些。这个就是我说的把 AI 作为你科实际科研的一部分。

另一部分就是我说把科 AI 作为你辅助科研的工具。比如说我们现在用到的ChatGPT，DeepSeek这些东西，它确实能极大地帮助博士生来去学习一个你从来没有见过的东西。因为博士科研它有一个特点，就是你很难找到一个导师，他可以每天甚至每周都有空来具体地指导你下一步应该做什么，现在应该怎么做，你之前得到结果应该去怎么分析。那么之前的话就要去读很多文献，去找很多参考，去对一个新的领域学习。但我觉得生成式 AI 的出现，它极大地降低了你学习的成本，这个对博士生的帮助是非常大的。

S:物理化学博士的申请，哪个环节最重要？

Li：

文书一定是相当重要的，因为在你拿到一个面试之前，对方了解你的这个主要途径就是你的文书，你的 CV 怎样写，你的 cover letter 怎样写，或者 personal statement 怎样写。至于面试他也会去考量这一点，面试我觉得我们可以单独再谈。关于Statement of Purpose，会在一开始会考量你的soft skills，其实他最多的是看你的自我驱动能力，或者说你有没有独立思考的能力.原因是这样的，因为你读博士都是有工资或者 living stipend 的，而且你还要付学费，都会在你的这个 offer 里面 cover 掉，但这一大笔钱都是从导师的科研经费里出的。所以自然而然地从功利的角度讲，导师肯定希望他的回报投入比是要高一些，他就会希望这个学生我来了之后，不需要很多的训练，他就可以开始独立地进行科研，产出他的科研成果。这个是在申请过程中他们最看重的一点。

S:物理化学方向的博士是否需要套磁？

Li：

套磁其实是相当有用的，并不是说你每一次套磁或者你套磁的每一个导师都会对你有帮助，但是你只要多套，它肯定会对你申请结果有一个正面的影响。

即使是有committee制度的学校，它常常就是你的简历给到committee，而 committee 决定你要不要给你一个面试，要不要进行下一步。但是很多时候你套磁导师他本身就会是 committee 的一员，就算他没有办法越过其他 committee member 来给你一个 positive result，但是你先把你的简历或者至少你在套磁这封邮件中你多了一个展示自己的渠道，那它就会成为一个加分项。就是如果有一个和你同经历科研、经历学术水平、学业成绩同样优秀的candidate，你们两个都在被考虑的时候，那这个 committee 成员想起来这个人给我 reach out 过，他对我的科研很感兴趣，我今天又在招收学生，这个人看起来他的软性技能不错，这个人是个好人，那他可能就会更倾向于录取你。

一般我们套磁也会套到两种教授，一种就是领域内成名已久的大牛教授。然后他的名字前面会有一长串人名，因为这些学校它的化学系或者是物理化学专业它都会是比较小的，它就那么几个人。然后你套磁到这种领域大牛，他就算没有办法说用我 committee 给你一个直接的博士面试或者博士的录取，但他coffee chat时候不经意跟谁提一句。我那天看到哪个学生他跟我聊过，我感觉他不错，这也会影响到这个 committee 里面人的决定。如果你套磁一个 assistant professor，就是今年在招人的教授，经常会被就放在 committee 里面，所以 assistant professor 他招人的需求又比较大，所以你碰到这种人他就常常会就是像我刚才说的，给你一个更直接的正面的影响。所以套磁还是相当有用的。