个人介绍
物理与人类文明 叶高翔等
课程介绍
本课程以人类物理发展进程为背景,结合现代社会的诸多问题,交叉科学与人文,融合东方与西方文化,将人类重大物理成就以及科学精神作为一种文化进行阐述。通俗易懂又严谨求实地阐述物理学发展的重大成就、发展规律与思维方式、研究方法以及科学精神与人类文明的关系等问题。
教师团队

叶高翔 教授

单位:浙江大学

盛正卯 教授

单位:浙江大学

部门:物理学系

教学方法

本课程用尽可能少的数学语言(限于初等数学)和尽可能多的实际例子,着重介绍几百年来,特别是二十世纪物理学的重大进展及其与人类文明的关系;力求将物理学中奥妙无穷的现象和规律与其深层的哲学意义结合起来,以缩小自然科学与社会科学之间的鸿沟。

通过本课程的学习,使学生对现代科学的基础(包括经典物理学、量子物理学、相对论、非线性物理学、现代宇宙学等)有初步的了解;通过具体实例和小班研讨,使学生了解科学发展规律、思维方式及研究方法;培养学生严谨的逻辑和推演等理性思维能力;介绍在人类长期科学实践活动中所逐渐形成的一种文化----科学精神;培养学生的科学精神。

· 对现代科学的基础(包括经典物理学、量子物理学、相对论、非线性物理学、现代宇宙学等)有初步的了。

· 了解科学发展规律、思维方式及研究方法。

· 了解人类在长期科学实践活动中所逐渐形成的一种文化----科学精神

· 严谨的逻辑和推演等理性思维能力有所提高。

· 对诸如“创新与模仿”、“严谨踏实学风”、“聪明、机遇与勤奋”、“条件好坏与成就大小”、“思想是第一位的”、“真理与美的关系”、“科学有无国界”、“个人奋斗与祖国未来”等问题有自己的思考。

注:以上结果可以通过课堂讨论、课程作业以及笔试等环节测量。

课程考评与建议

课程评分规则如下:期末书面闭卷考试50%,平时讨论20% ,课程报告30%。课程报告选题不限,格式按照正式的学术论文格式,要有题目,作者,单位,摘要,正文,致谢,参考文献. 正文内容要有明确的论点,充分的论据,论据应符合逻辑关系.课程报告的成绩不依赖于观点,但选题是否有新意、是否有独特的视角、是否有真情实感,论据是否充分,是否符合逻辑是考察的重点。一旦发现有抄袭现象,成绩为零分,总评不及格。

教学重点

经典物理学

经典物理学,是以经典力学、经典电磁场理论和经典统计力学为三大支柱的经典物理体系。由伽利略(1564—1642)和牛顿(1642—1727)等人于17世纪创立的经典物理学,经过18世纪在各个基础部门的拓展,到19世纪得到了全面、系统和迅速的发展,达到了它辉煌的顶峰。到19世纪末,已建成了一个包括力、热、声、光、电诸学科在内的、宏伟完整的理论体系。特别是它的三大支柱——经典力学、经典电动力学、经典热力学和统计力学——已臻于成熟和完善,不仅在理论的表述和结构上已十分严谨和完美,而且它们所蕴涵的十分明晰和深刻的物理学基本观念,对人类的科学认识也产生了深远的影响。

相对论的探究

由于相对论不以日常生活经验为基础,相对难以理解,是整个课程中最难的内容,例如光束不变原理,没有任何日常的经验可以借鉴,实际上是一种假设,而且很难直接验证,只能通过以其为基础的推论与实验比较来间接验证其正确性。相对论的主要结论也都反常规,因此同样难以理解,但奇妙的是这些看似反常规的结论最后都得到实验的证实。广义相对论更难理解,其时空是弯曲的,与人们熟悉欧几里德空间中许多结论不同,因此教师要在透彻理解相对论的基础上,可以通过比喻、类比等方法来帮助学生理解,另外进度可以适当慢一些。

参考教材

1.牛顿(著),王克迪(译) 

  

自然哲学之数学原理(英)牛顿著;王克迪译;袁江洋校北京市:北京大学出版社 2006

2.倪光烔(著)

  

改变世界的物理学倪光炯等编著上海市:复旦大学出版社 1999

3. 史蒂芬·霍金(著) , 许明贤吴忠超(译)

   

时间简史 插图本史蒂芬·霍金著;许明贤,吴忠超译长沙市:湖南科学技术出版社 2004.04

4. 史蒂芬·霍金(著) , 吴忠超(译)

   

果壳中的宇宙(英)史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)著;吴忠超译长沙市:湖南科学技术出版社 2002

课程评价

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