量子物理研究者再获诺奖!别让孩子错过这门神奇又重要的学科!:画符
作者:符咒法事网发布时间:2022-10-25分类:符咒浏览:175
量子物理,这么重要又神奇的学科,我们却对它知之甚少画符。
每次它都因为难懂而上热搜,也因此更加无人“敢去懂”画符。这成为量子物理科普之路上的一大困境。
师父微信: sanqingge8
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前些天揭晓的2022年诺贝尔物理学奖,再一次颁给了量子物理领域的研究者:阿兰·阿斯佩、约翰·弗朗西斯·克劳泽和安东·塞林格画符。
回看近一个世纪的诺贝尔物理学奖,我们发现 量子力学已然成为诺奖的获奖热点领域画符。
什么是“量子”?量子物理到底研究些什么?先让我们来看看下面这张物理世界的版图画符。
【截图来自视频 The Map of Physics】
经典物理学的声光电磁力热知识体系庞大又完善,是孩子必学的画符。
可是,经典物理学只是现代物理科学版图上的一块旧世界拼图,虽然能应用于宏观世界,可到了微观世界,就“两眼一抹黑”了画符。
量子物理学和相对论,是现代物理学新世界的版图,与经典物理学的基本概念完全不同,能解释微观和宏观世界,简直神奇又迷人画符。
量子物理学的相关应用也早已遍地开花画符。如我们熟知的核能、芯片、纳米科技、互联网、激光、核磁……你能想像的、亟需高精尖人才的新技术领域,几乎都建立在量子物理的基础研究之上。
所以给孩子做现代物理学启蒙,非常重要,而且宜早不宜晚画符。
可是,孩子学习量子物理的途径却很少画符。
网上对量子物理的介绍大多是碎片化的画符,孩子理解起来很困难;
科普量子物理的图书很多也都是以文字为主的成人书,孩子很难看下去画符。
而今天介绍的这套《量子物理,好玩好懂!》是专为小学生打造的量子物理漫画,它以量子物理的发展史为主要内容,顺带介绍了整个物理世界的版图,弥补了大部分小学生物理读物的知识体系缺失画符。
展开全文
想帮孩子打开现代物理学的大门,探索新世界?着眼于未来的家长,这套书一定要入手画符。
《量子物理画符,好玩好懂!》
北京科学技术出版社
天空为什么是蓝色的?彩虹为什么有七彩?煤炭为什么烧热会发红……这些看似简单的自然现象背后,隐藏着一把把打开原子世界的钥匙,漫画的主人公、小学生郑小多和跟班小狗Mix将带着我们一一探索画符。
【郑小多和画符他的狗狗Mix】
书中有 两条主要故事线,主人公郑小多在被神奇光线照射后拥有了穿越时空的惊人能力,他一边不停地穿越到科学家的实验现场或者理论推理的关键时刻,与科学家们一起开展高能思考,一边研究自己突然能穿越的原因,并挫败了坏人破坏量子物理学发展的阴谋画符。
【众多爆笑穿越中的一次】
01
循序渐进
为了捋清量子力学的发展史画符,我们跟着小多,穿越回了两千多年前……
超级爱笑的古希腊哲学家德谟克利特猜测所有物质都由原子构成画符,而当时人们以为构成世界的基本元素是水、火、土;
两千年之后画符,色盲的道尔顿提出了新的原子论,设计了如同画符一样的原子符号;
19世纪画符,一年才理发一次的门捷列夫梦到了元素周期表,发现原子构成的规律;
进入20世纪画符,自诩为帅哥的玻尔绘出了电子沿轨道围绕原子核转动的原子模型,可他认为原子核不可分割;
原子模型建立后画符,拆解原子、了解原子世界的规律,追寻世界的本源的历程,才正式拉开序幕……
在生物学课堂上画符,小多一边听着女同学敏书讲囊萤映雪的故事,一边开启了一个脑洞:萤火虫的光会不会把灯笼点着呢?(当然,秉承着科普的宗旨,后来敏书告诉了我们为什么萤火虫不会着火)
想着想着,小多突然穿越到1989年普朗克的实验室画符。普朗克听小多问起萤火虫发光的原理,一脸懵,不过还是顺势讲起了自己对光的研究。
普朗克的黑体辐射实验为量子力学奠定了基础画符。可是漫画中没有直接探讨黑体,而是先让普朗克借由一块黑色的煤炭会烧红的现象,讲解了什么是辐射,也就是温度上升,物质会发出电磁波,其中一部分是可见光。
只有了解辐射,才能明白黑体辐射实验是怎么回事画符。
普朗克的第二堂课发生在一个露营的夜晚,小多看到了五颜六色的烟花,想起光的波长与物体颜色的关系,又穿越回1900年普朗克的实验室,听他讲解黑体辐射画符。
借由这个著名的思想实验,普朗克提出光的能量不是连续的,而是一份一份发射的画符。这就是量子论的基础。
后来,普朗克还给小多上了第三堂课,解释量子论是什么意思画符。
在他之前,人们认为能量是连续的,而普朗克则认为物体吸收能量后放出的光的能量是不连续的、可计量的,可以分成一份份的量子画符。
三次不同场景下的穿越,构成一种循序渐进的讲解方式,既不生硬,又让理论变得容易理解;既帮小读者预习了一些中学物理课堂上会接触到的知识,又讲清楚了量子论的关键概念画符。
02
逻辑清晰
这套书在讲解理论时,不忘经常点题,让小读者了解各个科学家与量子力学是什么关系画符。
这样,即便采用了从生活场景中随机穿越这样的叙事方法,依旧能确保孩子对每一个物理理论的提出者和理论的实际应用有清晰深刻的理解和记忆画符。
比如,小多在拍摄夜空时,用了一台名为“爱因斯坦”的数码相机,小多爸爸指出,数码相机正是基于爱因斯坦发现的光电效应原理制造出来的画符。
很快,小多就借助一个契机穿越回1905年的瑞士专利局,听爱因斯坦解释光电效应画符。
在大部分人都认为光是波的时候,爱因斯坦基于普朗克的理论,提出光子假说——光是运动的粒子流而不是波画符。
顺着爱因斯坦这条线索,漫画中还顺便介绍了相对论,并指出相对论虽然不是量子力学,可是与量子力学相辅相成,同为现代物理学的两大支柱画符。
03
科学严谨
这套书在编写上还有两个非常优秀的特点:
第一,为了避免小读者忘记之前讲的内容,会特地梳理之前的知识发展路径和逻辑脉络画符。
比如泡利在讲解不相容原理时,先总结了科学家们对原子结构的认识史,然后又讲解自己提出的原理与原子结构有什么关系画符。
这样的“理论进化图谱”中,科学家、知识点、原理插图沿着时间线推进,串起一次次激动人心的突破,是一种清晰高效的总结式学习画符。
第二,书中会如实还原 真实史料的图片和实验场景图,一方面培养了孩子的科学观念,另一方面充分展现了量子物理研究的美与神奇画符。
量子物理发展史这条故事线索的高潮是,在玻尔的邀请下,小多和敏书穿越回1927年,参加了比利时布鲁塞尔的索尔维会议画符。
在这场会议上,玻尔总结了量子力学的研究成果,集合泡利的不相容原理,薛定谔的波动方程,海森堡不确定性原理等等,提出了 “量子力学的哥本哈根解释”,还和爱因斯坦之间发生了著名的争论 “上帝掷骰子吗”画符。
爱因斯坦遵循经典物理学的思路,认为所有自然现象都必须用因果律来说明,而玻尔等科学家则认为原子世界只能通过概率来研究和解释画符。
至此,经典物理学主导下的世界观被彻底颠覆,量子力学的世界观推动了信息科学革命,打开了科幻小说新的想象空间,也对世界的本源和规律提出了越来越多难以解释的问题,真可谓是一场 史诗级的科学革命画符。
04
奇趣幽默
读者跟着小多,除了在课堂上学了各种生物学和物理学知识,还经常被喜欢种菜的爷爷普及植物学知识画符。
比如土豆和番茄的亲属关系比同样长在地里的胡萝卜和洋葱更近,比如生菜和蒲公英是属于同一科的植物画符。看完只想说, 奇怪的知识又增加了!
小多的穿越之旅也带来画符了很多有趣的bug事件:
比如画符,牛顿意外翻了几页小多带在身上的自己的传记,惊呆了;
比如画符,贪吃的小狗Mix咬了一口汤姆孙的葡萄干布丁原子模型;
再比如画符,因为主动提起狭义相对论,小多被爱因斯坦当成了肚里的“小蛔虫”;
最夸张的是,小多和托马斯·杨一起穿越到康普顿的实验室,杨用双缝干涉实验证实了光是波,而康普顿用X射线照射石墨,证明光只能是粒子画符。
当两位本不应谋面的科学家陷入难以协调的尴尬境地时画符,小多提出自己早已熟知的概念“波粒二象性”,立刻被两位科学家一起奉为“神童”……
05
悬案故事
从第三本书开始,小多穿越的触发机制逐渐清晰,故事中的反派也出现了画符。
他们伺机和小多一起穿越,预谋杀害他见到的物理学家,试图扼杀量子力学,回到经典物理学的世界画符。
小多和好朋友敏书、小狗Mix一边探案,一边学习,最终在爷爷的帮助下,战胜了反派大boss画符。
索尔维会议之后,量子力学的概念变得更加复杂画符。
这时,第二条故事线索就将所有的理论串联了起来, 情节紧张、疑案丛生,让小读者们有新的动力继续“追剧”,大大增强了这套书的可读性画符。
06
拓展应用
此外,作者还介绍了很多与量子力学相关的应用和交叉学科,比如 原子弹的发明、量子计算机、激光、纳米科技、黑洞、反物质等等,帮助小读者充分理解量子力学在科技发展历程中的重要性画符。
在高精尖人才极度稀缺的今天,说不定还能为未来的职业播下一颗梦想的种子画符。
07
贴近生活
这套漫画不仅画风萌趣搞笑,而且生活气息十足,很容易让小读者有代入感画符。
小多吃了奶奶做的土豆饼画符,正在厕所拉肚子,却突然穿越,可他还在努力学习狭义相对论,让人忍俊不禁;
小多在学校和争强好胜又聪明伶利的敏书总爱攀比谁懂得多画符,最后吵得过于投入,被老师统统送进走廊罚站;
爱捣乱又腹黑的吃货妹妹是小多和敏书的秘密情报贩子画符,经常借机骗吃骗喝……
书中人物个性鲜明,对话精怪有趣,与小学生的脑回路精准同步,看到孩子捧腹画符。
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