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物文学系进行,中国科高校曹则贤教师莅校讲学

2019-12-15 10:21

11月3日下午,物理科普领域学者、中国科学院物理所研究员曹则贤主讲“熵非商(The Myth of Entropy)”,为物理学系各个年级的同学们深度解析关于熵的知识。

6 月12日 —14日,中国科学院物理所研究员、博士生导师、中国科学技术大学等高校兼职教授曹则贤,在韩东校区阶梯A教室为材料科学与工程学院师生作了《材料科学是一门科学》、《情感动力学》和《创立量子力学——天才们的游戏》三场精彩的报告。报告为“科学与人文素养”系列讲座之一,由材料科学与工程学院黄锐教授主持。

物理学系党委书记蒋最敏等十余位教师参与讲座。本次讲座是以“理趣”为主题的第十一届“物理学月”系列活动的一部分,“物理学月”是物理学系的品牌活动,旨在满足物理学系学生在学术、学业方面的需求,并在此过程中促进师生交流。

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曹则贤首先对热力学基础知识进行了回顾,强调了热力学的重要性,“如果一天你的结论和相对论相悖,那么可能是相对论错了;如果和量子力学相悖,那么可能是量子力学错了;但是,如果和热力学相悖,那么很可能是你的结论错了”,热力学在学科中享有极高地位。之后,曹则贤从关于熵的现象、文字的来源以及熵概念的误解的角度,详细介绍了“熵”字的起源以及熵的本质概念,现场气氛热烈。曹则贤着重介绍了熵的数学表达,与熵概念引申出的伟大成果,包括量子力学的诞生、光子的极化态自旋、薛定谔方程的推导以及信息熵理论,以激发同学们对熵的好奇心。曹教授还介绍了熵作为过程的依据。最后,曹则贤教授用6句结束语总结了整场讲座,浓缩了整场关于熵讲座的精髓。之后同学们参与提问并得到曹教授的解读,受益匪浅。

在《材料科学是一门科学》专题讲座中,曹教授给大家解释了什么是材料:存在的东西叫物质,当人类想赋予这个物质某种功能的时候它便成了材料。材料是人类文明的支撑,材料改变了人类的生活方式,比如仿生材料的出现,给我们带来了不粘锅;薄膜材料的出现让我们的食物能保鲜等。而材料科学是包含了物理学、生物学、化学、数学等多种学科知识的一门科学,材料科学研究除了要理解已有材料的结构和性质,更重要地是要设计出满足不同需求的新颖材料,有时甚至要挑战直觉甚至自然。我们在研究材料的时候要从不同角度看物质,曹教授认为,对于材料而言,其优点和缺点都是相对的,缺点会在你懂得运用它的时候转变为优点。曹教授还提到,地球出现生命已经是个奇迹,而世界上的另一个奇迹是万千生命中有一个是你,希望同学们用科学的态度研究材料科学,细致认真地学,把每一个问题做深、做透,不要还没开始学就先考虑学这个有什么用,学好了什么都有用。

曹则贤幽默风趣的语言风格,帮助在场同学理解相关概念与知识。讲座结束后,同学们以热烈掌声表达了对曹则贤的感谢。曹则贤与在场同学亲切合影,活动圆满结束。

曹教授以“情感动力”为主题,巧妙地将物理学、动力学与人的魅力散发、人与人之间的相互交往相结合,为同学们呈现了一场别开生面的情感教育讲座。粒子的标签有质量、电荷、自旋、色荷。人如同粒子,特征标签也有很多方面,如财富、性别、品味、灵魂等。质量、电荷是力的来源,自旋决定了群体行为,力相互作用的实质是产生了交换,如电子交换光子,还有看不见的夸克(重子的组成物质)交换光子,人与人之间交换角色、换位思考其实也是一种相互作用,合作交换的需求之上才有情感的上层建筑。曹教授从物理视觉角度给我们呈现了人类的情感动力原理,如电荷般异性相吸,两人的轻松结合在于动能和势能的匹配;而当发生同性相吸时,则源于夸克之间的强烈相互作用。电荷要中和、色荷要禁闭,请科学的挥洒自己的魅力!

这次讲座不仅让在场的同学们厘清了热力学的相关概念,收获了许多物理学史的小故事,更是加强了对物理学习的兴趣,“物理原来可以讲的这么精彩”。不少同学表示,希望未来能成为“像曹教授一样说得出许多故事”的人。

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量子力学理论是建立在经典物理理论的基础上,是一场头脑风暴的结果,从根本上改变了人类对物质结构及其相互作用的理解。在《创立量子力学——天才们的游戏》讲座中,曹教授介绍了量子力学英雄谱,共25位著名物理学家,讲述他们不断完善和发展量子力学理论的历程。量子力学理论可以解释许多经典物理学无法解释的现象和预言新的、无法直接想象出来的物理现象,如爱因斯坦利用辐射的基本能量单位的假说,成功解释了光电效应;又如玻尔提出了氢原子的模型,首次给出了电子轨道的量子化条件。面对量子力学中一些较难理解的物理学概念,曹教授用“个体的尊严”、宏观连续图像描述量子化现象,用“二桃杀三士”解释了量子的测量,通俗易懂,并告诉同学们一个道理:新物质、新理论的发现都要靠科学的联想与验证。他认为这世上有天才,而且真正的天才是——早熟、冷静、深思。

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三场讲座,曹教授用渊博的学识,幽默通俗的语言把深奥的物理学、材料科学等知识,与现实生活有机结合,深入浅出地一一道来,使在场的师生们受益匪浅。

材料科学与工程学院“科学与人文素养”系列讲座的主讲人既有理工科学者也有文学专家,开讲至今,已为师生们提供了一场场精彩的多角度宽视野的思维盛宴。(文/ 图/郭焕新 袁晨曦)

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