麻省理工学院创立于1861年，其物理系创立于1865年，可以说物理系的历史贯穿了整个麻省理工的发展，其专业的发展也造就了学校今日的名望。
源起
在麻省理工物理教育开始之初，MIT就确立了理论与实践相结合的理念。麻省理工学院创始人威廉·巴顿·罗杰斯（William Barton Rogers）曾于学校创立之初说到：
麻省理工学院创始人威廉·巴顿罗杰斯
“理想的物理学院应该努力通过数学和实验证明，对物理学的几个分支的基本原理进行全面的了解;然后更严格地进行在这些主要真理的指导下，尽可能地进行实际指导”。
虽然这一理念在现在看来已经成为物理乃至整个科学教育的通识，但是在1860s，本科生的物理教育依然只是局限于课堂理论学习而不必参加实验，这种理念则显得非常的激进。在MIT成立初期（1865），他曾经提出建立一个新的物理和力学实验室，他的设想是：
“在老师的指导下，学生将采取小班模式，用自己的双手实践力学，气动学，声学，光学，电学和其他实验物理学分支的各种实验。”
爱德华·C·皮克林（Edward C. Pickerin）
然而由于美国内战等种种原因，物理实验室的计划一直被搁置，直到1968年才在爱德华·皮克林教授的主导之下得以建立。在提出建立申请之时，他刚刚升任教授满一年。物理实验室的建立是MIT物理系的里程碑事件，从此物理学在麻省理工有了自己的家（物理位置）。虽然起初这个实验室的条件很简陋，只有一些皮克林本人拼凑的设备，但正因如此，这门学科体现出了很强的新颖性。
罗杰斯物理实验室最初的样子
中心是一个心电图，右下方是一组电池，最右边是静电板机。
学生们开始发现原来做实验要比只是在课堂听讲有趣的多，在一同做实验的时候，还可以和教授们进行更深的交流并且建立联系。对于教授而言，由于实验室的操作经验差距不大，学生和教授在某种层面上可以被视作是相同水平的“科研工作者”，更像是朋友和客人，而不是学生。
发展
在这种环境下，物理实验室得以快速发展（成为研究所），在1873年，创办人爱德华·皮克林根据实验室运行的情况，出版了第一本《物理实验室手册》介绍实验室的运行机制。多年来，它被用作全美国其他实验室开展工作的参照。随着教学与科研工作的开展，物理系的课程和研究范围也在不断扩大。作为全美国第一批电气工程课程开设者，物理系的实验室被用于开展电气相关专业的前沿研究。1874年，波士顿大学教授亚历山大·格雷厄姆·贝尔（Alexander Graham Bell）在这里使用麻省理工学院声学和电气实验室的设施开展研究，这些研究工作直接促成了他在1876年发明电话。
随着1816年MIT搬到剑桥市，物理系也来到了现在的校区。不出意外的，其办学空间得以大幅增加，学生数量也有明显增长。值得注意的是，在一战结束后二战开始前的这段时间里，MIT物理专业的毕业生数量翻了6倍，很大一部分原因在于当时的发展理念还是将研究所作为工业人才培养之用，最终导致的结果是数量影响了质量，这里已经不是科学和新技术研究的前沿阵地。
这种局面在1930年得以转变，由于此时美国乃至全市正在经历历史上最持久、最深刻、最严重的经济危机。研究所过度依赖培养工业人才的发展模式正在变得越来越危险，物理系的理念被调整为重在提高“基础科学”的研究水平。而MIT也正因这一理念逐渐发展成为了世界一流的研究机构。图为在20世纪30年代的校友会议上展示的发电机全比例模型。
发电机全比例模型
那么学院具体是怎么做的呢？首先是研究设备的更新，基金会拿出120万美元来更新物理和化学研究室的设备，并且开始对物理系教师改组和扩大（引才）。随后一系列光谱学、理论物理、实验物理、核医学等领域刚刚崭露头角的物理学家来到这里。
在此后的二战中MIT也发挥了很大的作用，这主要体现在两方面，一是开展与战争相关项目的科研工作，二是对军官开展技术教育，这其中就包括了雷达技术。在二战初期，MIT主办了一个有专门用于雷达研究的新实验室加速雷达的开发，并以极快的速度推出了试验原型。
MIT屋顶雷达实验室
大发展
在二战后，MIT的物理系又迎来了一次大发展，虽然资金和生源数量并没有显著的提升，但是各学科、理论实践和工程不同背景的研究人员走到了一起（被赋予极大自由），最大程度开展交叉学科的科研活动。在此期间，MIT的核物理学得以快速发展，并建立了自己的核科学与工程实验室。MIT也成为了全美国最大的科研中心和全国最大的非工业国防承包商。图为在苏联人造卫星发射后，麻省理工学院的物理教室慕名而来的新生。
在冷战时期，全美国大部分的物理学博士来自于这里，物理系也成为了麻省理工最大的系，学生数量是化学系的2倍、数学系的3倍、生物学系的5倍。MIT研发的每台大型机器都突破了研究的障碍，同时为下一代物理学家提供了增强教学能力的工具。而几乎所有研发资金都来自联邦政府，以国防合同或国家科学基金会的形式提供。
直至今日
MIT物理系已经发展成为拥有75名教师、280个本科专业245名研究生、美国排名最高的物理系之一。学校产生了有5位诺贝尔奖获得者，且在历史上共有超过二十五名诺贝尔物理学奖获得者与麻省理工学院有着密切的联系。他们专注于研究宇宙中最小的东西如基本粒子、弦。宇宙中最热门的东西，如相对论速度下原子核的碰撞。宇宙中最冷的东西，如激光冷却原子。涉及天体物理学、原子生物凝聚态等离子体物理学、实验核与粒子物理、理论核与粒子物理四大方面。
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