趙宇豪

我們身處的世界時(shí)時(shí)刻刻發(fā)生著變化，對(duì)于人類(lèi)來(lái)說(shuō)，掌握變化的規(guī)律是認(rèn)知世界、改變世界的重要手段。化學(xué)，正如它的名字所呈現(xiàn)的一樣，是一門(mén)研究變化的科學(xué)?；瘜W(xué)在原子、分子水平上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、轉(zhuǎn)化及其應(yīng)用，作為溝通微觀世界與宏觀世界的重要橋梁，與人類(lèi)的生產(chǎn)生活緊密相連。隨著社會(huì)的快速發(fā)展，化學(xué)學(xué)科研究的內(nèi)容越來(lái)越廣泛，從最初的煉金術(shù)到現(xiàn)在包羅萬(wàn)象的化學(xué)工業(yè)，以及材料、生物工程、制藥、能源等許多領(lǐng)域。作為一門(mén)注重實(shí)驗(yàn)的自然學(xué)科，化學(xué)學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，到科研條件更先進(jìn)、資源配置更完備的國(guó)家深造，成了當(dāng)下許多人的選擇。

專(zhuān)業(yè)分支

化學(xué)作為一門(mén)有著悠久歷史的自然科學(xué)，具有獨(dú)立完備的知識(shí)體系，同時(shí)又和物理、生物等學(xué)科有許多交集?；瘜W(xué)專(zhuān)業(yè)的日常學(xué)習(xí)豐富多彩，學(xué)生進(jìn)入化學(xué)專(zhuān)業(yè)后可以充分發(fā)揮自己的優(yōu)勢(shì)，選擇自己的研究方向。傳統(tǒng)意義上，化學(xué)有無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、分析化學(xué)四大分支，這也是大學(xué)化學(xué)專(zhuān)業(yè)的核心課程。在進(jìn)入科研領(lǐng)域時(shí)，學(xué)生一般根據(jù)自己的特長(zhǎng)、興趣，以及自己對(duì)行業(yè)的分析，選擇進(jìn)入某一實(shí)驗(yàn)室，在某一具體方向進(jìn)行研究與進(jìn)一步的學(xué)習(xí)。

合成化學(xué)（Synthetic Chemistry）

在研究和應(yīng)用中，除了使用天然物質(zhì)，人們同樣需要合成與組裝新的物質(zhì)，了解其特性并投入應(yīng)用。合成化學(xué)就是研究物質(zhì)轉(zhuǎn)化與合成方法的科學(xué)，研究對(duì)象包括無(wú)機(jī)、有機(jī)、高分子等多種物質(zhì)。合成化學(xué)是化學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)與核心，精準(zhǔn)化制備具有特定性質(zhì)和功能的新物質(zhì)，能有效促進(jìn)其他領(lǐng)域重大問(wèn)題的解決。

“新”是合成化學(xué)的一大特點(diǎn)，這一學(xué)科鼓勵(lì)新試劑、新反應(yīng)、新概念、新策略和新理論。在追求新物質(zhì)的同時(shí)，合成化學(xué)同樣研究反應(yīng)過(guò)程、合成策略方法以及物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程的機(jī)理與本質(zhì)規(guī)律，實(shí)現(xiàn)“知其然亦知其所以然”。當(dāng)整個(gè)合成過(guò)程可靠、可被重復(fù)且可于多個(gè)實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)用，合成物質(zhì)就能逐步走出實(shí)驗(yàn)室，來(lái)到生產(chǎn)生活中。

合成化學(xué)在人類(lèi)發(fā)展的歷史上，留下了許多璀璨的成就，我們的日常生活也離不開(kāi)人工合成的物品。從塑料、碳纖維、合成橡膠等常見(jiàn)材料，到守護(hù)人類(lèi)健康的各類(lèi)藥物。氮化硅陶瓷、氮化硼陶瓷、碳纖維等材料的合成，讓人類(lèi)擁有了具有耐高溫、高強(qiáng)度、重量輕等優(yōu)良品質(zhì)的材料，對(duì)航空航天等技術(shù)的發(fā)展起到了重要推動(dòng)作用。全世界銷(xiāo)量最高的200種藥物中，超過(guò)140種是合成類(lèi)藥物，如阿司匹林、苯佐卡因、磺胺藥等。

材料化學(xué)（Material Chemistry）

材料是人類(lèi)用來(lái)制造機(jī)器、構(gòu)件、器件和其他產(chǎn)品的物質(zhì)。在人類(lèi)發(fā)展史中，材料是重要標(biāo)志和斷代依據(jù)，從石器時(shí)代到鐵器時(shí)代，再到青銅時(shí)代，材料的革新帶來(lái)重大進(jìn)步。在化學(xué)的眾多分支中，材料化學(xué)因其應(yīng)用導(dǎo)向和多學(xué)科交叉的特點(diǎn)成為一大熱門(mén)。材料化學(xué)是新型材料體系的分子基礎(chǔ)，也是化學(xué)與生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)、信息科學(xué)等學(xué)科之間的橋梁。

材料科學(xué)在關(guān)注制備的同時(shí)，也關(guān)注結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，利用多種表征技術(shù)深入探究材料體系的分子基礎(chǔ)、原理和規(guī)律，準(zhǔn)確構(gòu)筑和調(diào)控材料的結(jié)構(gòu)和性能。材料是現(xiàn)代文明的三大支柱之一，材料科學(xué)的發(fā)展是科技進(jìn)步、社會(huì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，通過(guò)改變?nèi)藗冊(cè)谏鐣?huì)活動(dòng)中的思維方式和實(shí)踐方式來(lái)大力推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步。

生物化學(xué)（Biochemistry）

生物化學(xué)是研究生物體中化學(xué)進(jìn)程的一門(mén)學(xué)科，主要用于研究細(xì)胞內(nèi)各組成部分，如蛋白質(zhì)、多糖、核酸等生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能。作為一門(mén)研究生命活動(dòng)過(guò)程中各類(lèi)化學(xué)變化的基礎(chǔ)生命科學(xué)，生物化學(xué)將化學(xué)研究的原子、分子與生物學(xué)研究的細(xì)胞等聯(lián)系在一起。生物化學(xué)對(duì)生命體系進(jìn)行精準(zhǔn)修飾或調(diào)控，創(chuàng)造新反應(yīng)技術(shù)和新分子工具，為生命科學(xué)的研究提供全新的思路和理念，在研究生命過(guò)程可視、可控、可創(chuàng)造的進(jìn)程中日益彰顯其重要作用。

生物化學(xué)研究的內(nèi)容包括分子結(jié)構(gòu)與功能、物質(zhì)代謝與調(diào)節(jié)、遺傳信息傳遞等。生物化學(xué)的研究成果與思維方法在生態(tài)保護(hù)、人口控制、食品供應(yīng)等社會(huì)問(wèn)題上都有重要意義。學(xué)習(xí)并研究生物化學(xué)的學(xué)生，可以在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、國(guó)防等領(lǐng)域找到發(fā)展方向。

化學(xué)工程與工業(yè)化學(xué)（Chemical Engineering and Industrial Chemistry）

涂料、汽油、食品添加劑、香料、護(hù)膚品……化工產(chǎn)品在我們的日常生活中發(fā)揮著不可替代的作用。通過(guò)化學(xué)方法將天然物質(zhì)轉(zhuǎn)變成新物質(zhì)的加工技術(shù)即是化學(xué)工藝，隨著技術(shù)發(fā)展和需求擴(kuò)大，化工品的生產(chǎn)從手工作坊逐漸移到工廠，大規(guī)模生產(chǎn)為人類(lèi)增添了巨大財(cái)富，加快了社會(huì)發(fā)展的進(jìn)程。作為一門(mén)學(xué)科，化學(xué)工程重視物質(zhì)轉(zhuǎn)化的工藝、流程和設(shè)備，建立使之工業(yè)化的設(shè)計(jì)、放大和調(diào)控的理論和方法，并重點(diǎn)關(guān)注化學(xué)與化工的交叉融合，將新理論、新概念、新方法應(yīng)用于工業(yè)過(guò)程。

國(guó)內(nèi)外都有許多工程類(lèi)院校，如麻省理工學(xué)院（MIT）、帝國(guó)理工學(xué)院（ICL）、新加坡南洋理工大學(xué)（NTU）等，化學(xué)工程既可以作為一門(mén)學(xué)科單獨(dú)建立學(xué)院甚至院校，也是每一名化學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生需要學(xué)習(xí)的課程。由于化工專(zhuān)業(yè)分類(lèi)甚多，業(yè)界對(duì)于人員的需求也很大。

理論化學(xué)（Theoretical Chemistry）

化學(xué)是一門(mén)研究變化的科學(xué)，變化的規(guī)律是一切應(yīng)用的基礎(chǔ)。理論化學(xué)運(yùn)用純理論計(jì)算而非實(shí)驗(yàn)方法研究化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)問(wèn)題，在研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)、預(yù)測(cè)化合物的反應(yīng)活性、研究反應(yīng)的微觀本質(zhì)過(guò)程等問(wèn)題中發(fā)揮重要作用。理論化學(xué)研究的領(lǐng)域包括量子化學(xué)、計(jì)算化學(xué)、化學(xué)熱力學(xué)、分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、光化學(xué)與光譜學(xué)、化學(xué)反應(yīng)機(jī)制等。

理論化學(xué)是一門(mén)涉獵廣泛的學(xué)科，合成、材料、生物、醫(yī)藥等領(lǐng)域問(wèn)題都可以從理論化學(xué)的角度展開(kāi)研究。隨著計(jì)算能力飛速發(fā)展，人類(lèi)急需精準(zhǔn)、高效的理論方法，從原理上理解分子來(lái)完成突破。在理論化學(xué)接軌新藥開(kāi)發(fā)、大數(shù)據(jù)、量子計(jì)算等熱門(mén)領(lǐng)域的今天，理論化學(xué)方向的留學(xué)經(jīng)歷也可以為企業(yè)就職打下更好的基礎(chǔ)。

化學(xué)的分支眾多、相互交叉，且沒(méi)有統(tǒng)一的劃分標(biāo)準(zhǔn)，即使在同一課題組內(nèi)，不同研究人員在不同時(shí)期也可能進(jìn)行方向完全不同的研究。除以上列出的具有代表性的分支以外，還有許多方向可供選擇，學(xué)生可通過(guò)查看目標(biāo)學(xué)校的院系設(shè)置及導(dǎo)師的研究情況進(jìn)行具體分析。

留學(xué)國(guó)家及院校推薦

化學(xué)作為一門(mén)典型的自然科學(xué)，重視長(zhǎng)時(shí)間的學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)積累。一般而言，想要投身化學(xué)學(xué)科的學(xué)生，大多選擇攻讀碩士、博士學(xué)位。許多學(xué)生會(huì)選擇以博士后身份繼續(xù)研究，最終進(jìn)入院校任教或繼續(xù)擔(dān)任科研人員。部分學(xué)生會(huì)進(jìn)入企事業(yè)單位的研究部門(mén)。由于國(guó)外在實(shí)驗(yàn)設(shè)備、團(tuán)隊(duì)建設(shè)、教育水平等方面具有優(yōu)勢(shì)，對(duì)化學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，出國(guó)留學(xué)是不錯(cuò)的選擇。由于化學(xué)專(zhuān)業(yè)重視實(shí)驗(yàn)與研究方向，除了頂尖院校的條件與聲譽(yù)外，學(xué)生同樣應(yīng)關(guān)注不同學(xué)校的優(yōu)勢(shì)學(xué)科與頂尖導(dǎo)師，來(lái)更加合理地選擇申請(qǐng)的學(xué)校。

日本

眾所周知，日本作為制造業(yè)強(qiáng)國(guó)以及材料等領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)國(guó)家，在化學(xué)領(lǐng)域具有全球頂尖水平。迄今為止，共有28名日本人獲得諾貝爾獎(jiǎng)，其中19位在21世紀(jì)獲獎(jiǎng)，體現(xiàn)出日本在化學(xué)及物理、生物醫(yī)藥等相關(guān)領(lǐng)域的水平及發(fā)展趨勢(shì)。此外，日本在教育科研方面的投入仍居發(fā)達(dá)國(guó)家之首，高等教育經(jīng)費(fèi)占教育經(jīng)費(fèi)的比例也穩(wěn)步上升，這使得教育環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施、研究設(shè)備、研究人員待遇有了質(zhì)的提升。對(duì)我國(guó)留學(xué)生而言，赴日本留學(xué)有諸多優(yōu)勢(shì)，包括地理距離近、文化相似等。隨著日本大學(xué)不斷改革向國(guó)際化進(jìn)軍，許多全英文授課項(xiàng)目出現(xiàn)，留學(xué)生可使用英文進(jìn)行申請(qǐng)和學(xué)習(xí)，享受更多便利。

東京大學(xué)

作為日本乃至整個(gè)亞洲最頂尖的學(xué)府之一，東京大學(xué)以悠久的歷史、眾多高水平的專(zhuān)業(yè)、優(yōu)秀的畢業(yè)生遠(yuǎn)近聞名。出色的地理位置、大量的科研項(xiàng)目與經(jīng)費(fèi)、先進(jìn)的教學(xué)理念讓東京大學(xué)成為留學(xué)生夢(mèng)想中的學(xué)校。

2022年?yáng)|京大學(xué)在QS化學(xué)專(zhuān)業(yè)排名中排在世界第16位。在高質(zhì)量論文數(shù)量、貢獻(xiàn)指數(shù)、被引用次數(shù)、專(zhuān)利申請(qǐng)量等關(guān)鍵數(shù)據(jù)上均排在世界前列。東京大學(xué)化學(xué)專(zhuān)業(yè)以研究范圍廣泛著稱，學(xué)科融合而統(tǒng)一。東京大學(xué)的學(xué)生擁有很好的發(fā)展前景，除了培養(yǎng)出8名諾貝爾獎(jiǎng)得主外，東京大學(xué)還為化工制造商和制藥公司培養(yǎng)了大量人才。

京都大學(xué)

京都大學(xué)位于京都市左京區(qū)，是日本歷史悠久的綜合研究型大學(xué)，歷史上長(zhǎng)期在排名中力壓東京大學(xué)位列日本第一。其化學(xué)系早在帝國(guó)大學(xué)時(shí)期就已成立。不同于日本其他大學(xué)，京都大學(xué)崇尚自由與自主的科研學(xué)習(xí)氛圍，主張學(xué)生個(gè)性化發(fā)展。“有志者致學(xué)，無(wú)志者盡興”是京都大學(xué)的鮮明特點(diǎn)。國(guó)際化視野與頻繁的學(xué)術(shù)交流是這座學(xué)府的另一特色，與外界保持密切聯(lián)系，打造開(kāi)放、和諧、自由的環(huán)境，都寫(xiě)在京都大學(xué)的辦學(xué)理念中。

醫(yī)學(xué)、工學(xué)、理學(xué)都是京都大學(xué)的優(yōu)勢(shì)學(xué)科，為日本甚至亞洲頂尖水平。其工學(xué)部工業(yè)化學(xué)科誕生過(guò)多名諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主，諾獎(jiǎng)總?cè)藬?shù)與東京大學(xué)持平。與東京大學(xué)一樣，京都大學(xué)也是全日本報(bào)考難度最大的大學(xué)之一。

東京工業(yè)大學(xué)

東京工業(yè)大學(xué)是一所專(zhuān)攻工程技術(shù)與自然科學(xué)的研究型大學(xué)。該校是日本超級(jí)國(guó)際化大學(xué)計(jì)劃的A類(lèi)頂尖校，在人才培養(yǎng)、學(xué)術(shù)研究和技術(shù)創(chuàng)新等方面享有世界聲譽(yù)。這里也走出過(guò)諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主白川英樹(shù)等高精尖人才。東京工業(yè)大學(xué)十分注重產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，持有專(zhuān)利數(shù)排在日本首位。

在大多數(shù)世界排名中，東京工業(yè)大學(xué)都排在日本第3名。作為工科類(lèi)專(zhuān)屬大學(xué)，東京工業(yè)大學(xué)在化學(xué)方面投入非常大，研究室和課題數(shù)量眾多，在材料、環(huán)境化學(xué)等學(xué)科中都具有優(yōu)勢(shì)。

其他推薦院校：東北大學(xué)、慶應(yīng)義塾大學(xué)、北海道大學(xué)、大阪大學(xué)、早稻田大學(xué) 等。

美國(guó)

美國(guó)是許多留學(xué)生的第一選擇，其化學(xué)專(zhuān)業(yè)水平在世界處于無(wú)可爭(zhēng)議的領(lǐng)先地位。由于名校林立，學(xué)生在申請(qǐng)美國(guó)學(xué)校時(shí)有很多選擇。美國(guó)院校在教學(xué)中，重視通識(shí)教育和自由發(fā)展，學(xué)生進(jìn)入大學(xué)時(shí)并不劃分專(zhuān)業(yè)，通過(guò)體驗(yàn)不同的課程，根據(jù)自己的愛(ài)好與專(zhuān)長(zhǎng)進(jìn)行選擇。在選課時(shí)，學(xué)生可以把握自己的方向，自行掌握進(jìn)度，也可以求助專(zhuān)門(mén)的教職人員來(lái)進(jìn)行輔導(dǎo)和咨詢?；瘜W(xué)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課程根據(jù)美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)（ACS）要求編排，教材、課程表、試卷等每年都要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格審核，這在很大程度上保證了教學(xué)質(zhì)量。

對(duì)于計(jì)劃在研究生階段赴美留學(xué)的學(xué)生，在關(guān)注學(xué)校排名以外，應(yīng)著重關(guān)注自己心儀的方向以及優(yōu)秀教師的分布。由于化學(xué)的科研過(guò)程需要課題組這一重要的環(huán)境，導(dǎo)師水平、硬件設(shè)施等在某種程度上比學(xué)校的名氣更重要?；瘜W(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，在自行申請(qǐng)的同時(shí)，往往通過(guò)參加暑期學(xué)校、國(guó)內(nèi)導(dǎo)師指導(dǎo)推薦等方式獲取目標(biāo)學(xué)?；蛘n題組的信息，必要時(shí)可通過(guò)郵件形式進(jìn)行溝通，做到心中有數(shù)。

在美國(guó)，教授必須教學(xué)科研兩手抓，學(xué)生接觸科研相比國(guó)內(nèi)更早。由于美國(guó)的教學(xué)環(huán)境強(qiáng)調(diào)互動(dòng)與交流，學(xué)生在課堂內(nèi)外可以自由提問(wèn)，在知識(shí)和個(gè)人發(fā)展上都可以得到教師的指導(dǎo)。許多學(xué)生能夠獲得在實(shí)驗(yàn)室?guī)焦ぷ鞯臋C(jī)會(huì)，得到獎(jiǎng)學(xué)金等資助的機(jī)會(huì)也更多。許多留學(xué)生還會(huì)主動(dòng)申請(qǐng)擔(dān)任助教等。美國(guó)大學(xué)化學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后有多種去向，除繼續(xù)在學(xué)校或國(guó)家實(shí)驗(yàn)室從事科研工作外，還可以到各大企業(yè)的生產(chǎn)第一線。選擇回國(guó)發(fā)展的學(xué)生也能從留學(xué)經(jīng)驗(yàn)中獲得便利，美國(guó)院校對(duì)動(dòng)手能力和思維能力的培養(yǎng)，可使學(xué)生長(zhǎng)期受 益。

推薦院校：加州理工學(xué)院、哈佛大學(xué)、普林斯頓大學(xué)、麻省理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校、西北大學(xué)、康奈爾大學(xué)等。

其他國(guó)家

世界大學(xué)化學(xué)專(zhuān)業(yè)排名顯示，英國(guó)、新加坡、加拿大、瑞士等國(guó)家都擁有頂尖的院校，都是留學(xué)、交換或參加暑期學(xué)校的不錯(cuò)選擇。以上目的地風(fēng)格各異、各具特色，在氣候、風(fēng)土人情等方面都存在許多不同，考生可根據(jù)自身需求自由選擇。

推薦院校：劍橋大學(xué)、牛津大學(xué)、新加坡國(guó)立大學(xué)、南洋理工大學(xué)、蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院、洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院、多倫多大學(xué)、慕尼黑工業(yè)大學(xué)等。