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《从爱因斯坦到霍金的宇宙》课程小结

《从爱因斯坦到霍金的宇宙》课程小结

作者: 白海若 | 来源:发表于2022-08-04 11:00 被阅读0次

“境自远尘皆入咏,物含妙理总堪寻。”

平时在摄取人文社科类知识的同时,偶尔也要输入一些硬科学,不然总感觉缺了点什么。所以虽然很想选择历史类的课程,但在假期还是优先选择了自然科学。

这是一门介绍物理学前沿知识的课程,主要有相对论、量子论、宇宙学、黑洞等等。也介绍了一些科学家的创新过程、经历以及成长过程(唯一不足的地方在于小节与小节之间连接地不是很顺畅,但是老师讲得是真的好,知识渊博但相当谦逊,在课程中顺便还学了点希腊语、文学、历史、数学、地理、哲学…)。

1.爱因斯坦与物理学的革命

物理学(Physics)这个词起源于亚里士多德。

亚里士多德的老师柏拉图认为世界由“理念世界”和“现象世界”所组成。理念的世界是真实的存在,永恒不变,而人类感官所接触到的这个现实的世界,只不过是理念世界的微弱的影子,它由现象所组成,而每种现象是因时空等因素而表现出暂时变动等特征(唯心主义)。

但亚里士多德是唯物主义者,“吾爱吾师,吾尤爱真理”,他虽然没有很好地继承老师的理念,但也有新的观点(这种批判性的精神是需要学习的)。

中国早先将自然科学称为“格致”,即致知在格物,物格而后知至。格为感通,格物是穷究事物的原理。

1642年是伽利略逝世,牛顿出生的年份(对物理学重要的一年)。(想到跟心理学界中的1879年也是一个很重要的年份)

经典物理学的完善过程:力学,电磁学,波动光学,热学,统计物理

“物理学的大厦已经建成,未来的物理学家只需要做些修修补补的工作就行了。但是,明朗的天空还有两朵乌云:一朵与黑体辐射有关,另一朵与迈克尔逊实验有关。”——开尔文

开尔文做完报告后,半年时间便从黑体辐射中降生了量子论(1900年),五年后从迈克尔逊实验中降生了相对论(1905年)。(其实物理学的天空远比开尔文所说的要宽广)

爱因斯坦的成长过程其实能够看出来他是一个好奇心特别强,且专注不为外人意志所轻易动摇的人。他的朋友大多也都是正直之人,给了他很多的帮助。

2.相对论从乌云中诞生

第二朵乌云:迈克尔逊实验结果与光行差现象矛盾。光行差指的是以太相对地球运动,有漂移,似乎运动介质(地球)不带动以太。而迈克尔逊实验发现以太相对地球静止,无漂移,似乎运动介质(地球)带动了以太。

相对论建立在两个原理的基础之上,一个是相对性原理,一个是光速不变原理。

光速不变原理:在狭义相对论中,指的是无论在何种惯性系中观察,光在真空中的传播速度都是一个常数,不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变。


我决定之后就记一些我能听得懂的知识点,或者是自己的感受(基础不好,硬知识真的有些理解不来TAT)


狭义相对论:

“同时”是相对的;

(这里面的“双生子佯谬”也太精彩了)

人才培养的成功方式:

1.索末菲的人才快车(由研究生和优秀本科生组成的研讨班),应立大志,做科研先易后难,勤奋地做练习。听完后特别羡慕里面的办学制度,自由讨论的氛围,重视基础教育的决策,果然还是得去更好的环境开阔自己的视野。

2.玻恩的物质结构研讨班。“愚蠢的问题不仅允许,而且受欢迎。”

生命是什么?

1.生命来自负熵;

2.遗传密码信息存在于非周期的有机大分子中;

3.生命以量子规律为基础,量子跃迁可引起基因的突变。


开普勒遵从老师第谷的话,尊重天文观测的结果,比如火星的8分的偏差,会跟预言有偏差,于是一直思考,没有放弃,没有造假,最后发现了行星绕日的轨道不是正圆而是椭圆(开普勒定律)。

这让我很感慨,因为昨天刚听闻science发表的关于阿尔茨海默β淀粉样蛋白假说的奠基论文被指造假的事情,十分愤怒,这种学术造假的行为简直就是间接草菅了无数人命!拿人命开玩笑,拿科研信誉开玩笑,拿别人的前途开玩笑,浪费时间,浪费人力物力,还掐灭了无数人的希望,令人痛心。

“我欲测天高,如今又量地深。上帝赐予我灵魂,大地收容我的俗身。”——约翰内斯·开普勒墓志铭


感想:

1.大学以前的学习,其实是科普式的学习方式,它对进入大学之后在自己的专业上能够深耕有很大的影响。但这一点却很少被强调,以及很难体验到的(当时自己也没有当回事,就只关注自己感兴趣的几门学科)。当在对某个领域方向深入时,就会发现它涉及的其实不止是自己本专业的东西,还需要大量跨领域知识的补充。但我的通识性的知识很遗憾地在高中时期没有得到很好的培养,以至于现在还有一种根基不牢的感觉。

2.发现边学习边记录边输出是一种很好的发现和推理自己创新点的方式。以前有好的想法没有第一时间记录下来,等在脑中发散后便逐渐找不到最初的起始点,也就不了了之了。

3.教师授课的热情似乎很大程度上能影响学生学习的积极性和主动性,以及对知识点的掌握度。还有说服度,或许这不太利于批判性思考?

4.自由结合的读书俱乐部是非常重要的,曾经自己在班级中、院系中举办过两年的读书活动,但无奈大家对于阅读的积极性实在太低,遂毕。

5.师范院系的学生不要小看自己,只要努力,是可以做出伟大贡献的。我身边大部分的同学对未来的竞争都抱有悲观的心态,觉得自己不如综合院校的学生。但实际上综合院校的课程我们几乎都有上(得益于系里的老师虽然不多,但个个都是相当优秀的老师),而且还有应用类的课程,比如箱庭、图卡、绘画、教师所需的各种技能课程等。不过需要注意的是,学的知识虽博,但仍需精,而且硬件条件不如他人,这是我们系的一个劣势,需要不断去完善的,所以自己也需要不断去寻求课外资源以提升自己。

6.找个时间要好好地学习一下历史

7.费曼教授的书找时间读一下

8.这个课程让我不再只视真理为冰冷的数据和公式,而是结合背后的提出者以鲜活地去辩证。且才能与人品真的不成正比(人是复杂的)。

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