10.13 接棒爱因斯坦:这位和牛顿麦克斯韦并肩的科学家,到底有多厉害?

如果要说起中国近现代最伟大的科学家,杨振宁的名字必定位列其中。毕竟,他是最早获得诺贝尔奖的华人之一。

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杨振宁

1922年,杨振宁出生于安徽合肥的一个书香门第。杨振宁的父亲杨武之不仅是一名数学家,也是清华大学数学部的主任,西南联合大学数学系的主任,著名的数学家陈省身和华罗庚都是杨武之的学生。

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陈省身(左)华罗庚(右)

杨振宁在父亲有意的引导下,从小就对数学和物理产生了浓厚的兴趣,成绩斐然。仅仅高二,就被西南联合大学录取,并在1944年获得清华大学硕士学位。

1945年,杨振宁赴美深造。当时杨振宁选择的研究方向是偏向物理实验类的。但是他在这一块的研究并不顺利,甚至被当时的同学戏称“哪里有Yang,哪里就有Bang。”

本着绝不在一个地方死磕的想法,杨振宁转而开始研究理论物理,成为了美国氢弹之父爱德华·泰勒的学生。

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爱德华·泰勒

杨振宁博士毕业后,留在普林斯顿高等研究院任教。这时,他遇到了他生命中最重要的两个人。

一个是杜致礼(原国民革命军陆军中将杜聿明的女儿),两人一见钟情后,很快就结婚了。

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还有一个,就是研究路上一个非常重要的伙伴:李政道。

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说起杨振宁和李政道,就不得不说起曾被物理学界视为真理的“宇称守恒定律”。

长久以来,物理学家都默认,自然具有不同形式的对称性,镜子内外的世界遵循着同样的物理规律。

也就是说,在三维坐标系经过镜像变换,其中一维被反转之后,物理规律仍然不变。物理学家将这种对称性称为“宇称守恒”。

李政道曾经也说:

“从经典物理学开始到近代物理学,包括力学、 电磁学、引力场、弱作用理论、原子、分子和核子构造在内,一切的物理理论,在1956年以前,都是左右对称的。”

但是随着杨振宁和李政道,对某些基本粒子(θ-τ之谜)的深入讨论发现:

如果放弃对称性原则,假设宇称守恒在四大自然力之一的弱力过程中不成立的话,那就能解决她们面临的难题。

很快,杨振宁和李政道在《物理评论》(Physical Review) 期刊上发表论文,正式提出了宇称不守恒理论,即是说:弱相互作用中,互为镜像的物质的运动不对称

不过,这个超前的观点在当时受到了很多人的抨击,包括物理界大神费曼的挑战,费曼甚至和别人打赌:“镜像绝对不可能不对称。”


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费曼

量子力学的先驱之一,泡利曾说:

“我不相信上帝是个轻微的左撇子。我准备拿一大笔钱打赌,实验一定会得出对称的结果。”

在这样舆论背景下,杨政宁和李政道仍然坚持自己的看法,找到同为华裔物理学家的吴健雄,让她帮忙做实验,验证这个观点。

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吴健雄

吴健雄团队在美国国家标准局低温实验室中做的实验,最终也验证了:弱相互作用中,存在宇称不守恒理论。

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这个发现,也一举让杨政宁和李政道,在1957年拿到了诺贝尔物理学奖!成为最早获得诺贝尔奖的华人,给当时的中国人带来了突破性的精神冲击!

而这个,还不是杨振宁最突出的贡献!

杨振宁最重要的成就,是“杨-密尔斯场”(“规范场”理论)!把自然界中的四大力场,统一了三种(弱电统一)!

这个理论非常的复杂,简单的说就是:世界上的四种力:万有引力、电磁相互作用力、弱相互作用力、强相互作用力。单是“杨-密尔斯场”就能描述其中三种:电磁相互作用力、弱相互作用力、强相互作用力!

这个理论强悍到,有六个菲尔滋奖,是靠推杨米尔斯方程拿的,诺贝尔奖中,有十几个跟杨振宁的理论有关系。

在其他领域上,杨振宁也做出了举世瞩目的成绩:

和R.L.米尔斯联手提出了著名的非阿贝尔规范场理论;在粒子物理和统计物理方面做出了大量开拓性的成就,提出杨-巴克斯特方程,开辟了量子可积系统和多体问题研究的新方向。

在2000年的《自然》评选中,评委人类千年最伟大的二十位物理学家之一!其他一起入选的科学家,是爱因斯坦、牛顿、麦克斯韦.......

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爱因斯坦(左)麦克斯韦(右)

杨振宁是在世的最伟大物理学家之一,毋庸置疑。

而杨振宁即使远在海外,却对国内的科学发展,时刻关注着:

1978年3月,在杨振宁等人的倡导下,中科大创建首期少年班。

1980年,杨振宁在纽约州立大学石溪分校发起成立“与中国学术交流委员会”,资助中国学者去该校进修。

1983年12月28日,杨振宁向邓小平建议:“国外认为,搞软件15—18岁较有利。”由此,科大少年班设立了计算机软件专业。

1984~1986年,杨振宁倡议的“亿利达青少年发明奖”、“吴健雄物理奖”和“陈省县数学奖”相继成立。

1997年,在杨振宁建议下,清华大学决定根据普林斯顿高等研究院的经验,成立清华大学高等研究中心。杨振宁把在清华的工资都捐了出来,用于引进人才和培养学生。

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尽管杨振宁的贡献已经如此之大,但我们国内很多人,对这位科学家的了解,甚至还比不上对霍金的熟知程度。

在国内,甚至还经常听到有舆论称,杨振宁是回国养老的,毕竟之前放弃了中国国籍。

我们姑且不讨论杨振宁放弃中国国籍,是否另有隐情,单单就杨振宁比肩牛顿、爱因斯坦、麦克斯韦等等科学家的学术地位和成就,他现在愿意回国内养老,都是值得我们开心的一件事!

中国有这样伟大的科学家,我们更应该以这些科学家为榜样,培养出更多的科学家!

就像我们之前讨论的“俄罗斯的数学为什么那么牛”中说到的,俄罗斯会积极开设各种课程,安排国内各种科学界的大神和专家,和孩子面对面交流,积极沟通。就是为了从小挖掘孩子在数学领域上的天赋,培养孩子对科学的兴趣,继而培养出更多优秀的科学家。

同样的,现在我们国内也已经意识到科学课程,对孩子发展,对培养未来科学家的重要性。

但和俄罗斯深厚的教育经验不同的是,我们国内对开设科学课程,还在起步阶段,经验不足。而科学课程又对任教老师的水平要求非常高,这就导致我们国内的科学课程设计不合理、不理想,甚至很多科学课程,只会让孩子死记硬背。

那在这种情况下,想要更好的培养孩子的兴趣,挖掘孩子的天赋,一本贯穿史今的科普科学读物,就显得尤为重要。

《进阶的巨人》是我们国内最新原创的一套少儿科普书籍的精品,还入选国家级扶持计划项目。

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这本书非常特别的一个地方就是,用非常生动活泼、有趣的方式,将科普融入生活当中,引导孩子学习、培养科学思维!

《进阶的巨人》总共是有两套,一本是《进阶的巨人 改变世界的伟大科技》,还有一本是《进阶的绝人 好奇心时报》。接下来为大家说一下这套书的推荐理由。

Part.1《进阶的巨人 改变世界的伟大科技》

内容有条有理,讲解生动有趣

这本书知识覆盖面是非常广泛的,它并不是单纯的针对某一个领域讲解,而是囊括了:数学、物理、化学、天文学、地理、生物、基础医学、哲学等多个学科。让孩子能够全方面的学习各种科学知识。

但这本书绝妙的内容结构,却能够这些内容有条有理,丝毫不乱。

这本书的整体结构。以科技发展的时间为线索,向孩子娓娓道来,这些科学发现对实际生活,有什么影响,从而让孩子对这些科学发现产生代入感和亲切感。

比如说,这本书的前四章节是:科学起源、用数学理解世界、名人也会犯错和生活中的科学。主要讲解了科学是什么,它怎么来的,从我们日常生活中出发,对我们生活又产生了什么影响。

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接下来的第五六七章节中,则是人类对宇宙的思考,围绕谁是宇宙的中心这个问题以及解答过程展开的。从地心说、日心说到牛顿三大定理及万有引力的发现和应用等。

这样的简单明了的内容结构,就算书籍本身的知识点让孩子能够一目了然的了解这本书的主要内容,在理清整个发展史的时间线后,又能从中学到各种各样的科学原理。

完全可以满足孩子对这世界旺盛的好奇心,对获取新知识产生浓厚的兴趣。

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这本书在讲解这些内容的时候,也非常的“接地气”。

为了能够最大程度的让孩子读的开心,设计的内容环节都非常有趣,语言表述上,也通俗易懂。就好像孩子在和科学家,面对面进行日常的聊天一样,比如:

把脚下看不见的地层比喻为“千层饼”更加便于孩子理解:

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将我们身体的细胞,用一个个小房间来表述,孩子一下就能get到点:

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在讲解到一些很枯燥的定理时,也非常的自然,最特别的是,还能巧妙的和孩子学习的课程教材相结合。

比如书中,讲到物理的浮力定律不仅用到了好看的故事绘本,还用孩子们上课学习的《曹冲称象》进行对比解释。

不仅让孩子了解了什么是浮力定律,还能知道为什么曹冲能轻易的称出象的体重,一举多得。

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讲到相对论,书中用一个孩子非常熟悉的具体的相对论应用实例——GPS卫星定位来解释怎么用相对论的,非常贴近生活。

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而为了更多的照顾到小朋友的阅读习惯,书籍的页面设计的字体也非常丰富灵动。

比如这一段,一般的排版就会设计成横版的,但这本书就别出心裁的做成了弯折或者波浪形排列,看起来更加生动活泼。

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而讲到那些改变人类科技的时候,为了让孩子更直观的感受到现代科技和古代科技的区别,还专门向孩子们讲述了中国的古代和现代的科技创造。

比如古代的农业、医学、历法、天文等方面有什么科学技术,同时间段,西方的科技和我们古代的科技又有哪些区别。以及现在我们现在日新月异的科技发展。

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培养孩子不断进阶的科学思维

这本书是在人类文明史的大背景下,给孩子们全景呈现了科学的进程、科学的本质、科学的未来、科学思维的方法以及那些拾得星尘的“科学巨匠”的故事。

比如魏格纳发现的大陆漂移说,他是在看一张地图时突发奇想想到的。书里就有引导思维的过程,通过详细标注的图文,把漂移的过程全画出来了,孩子阅读时就可以对比世界地图自己去想这个过程。

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我们现在所熟知的各种科学理论,并不是说一开始就是对的,是有一个不断成立,在科学的持续发展下,又不断被推翻的过程。

再比如,比如“名人也会犯错” 讲百科全书级别的亚里士多德也会犯错,光不是白色的、爱因斯坦也曾经为宇宙设定了宇宙常数等等。

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通读这本书,孩子们就可以非常清晰的感受到,科学这位巨人,是怎样一路进阶而来,又给我们的世界做出了怎样的贡献。就算孩子之前不了解科学,在这个过程中,也可以增强独立思考的能力,全面培养孩子的科学思维。

高质量的图片,打造最佳的阅读体验

值得一提的是,为了能够让孩子获得最佳的阅读体验,这本书里面有大量高质量的图画,细节处独出心裁。

比如书里有两页是介绍亚里士多德,他的一些成就和理论像是发现鲸是胎生,认为纯净的光是白色等等。

为了让整个画面更加灵动,对比更加鲜明,重点部分与背景色形成更加鲜明的对比,重点突出亚里士多德的观点,就会重点突出书的颜色。

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独创漫画+写实形式,全方位展示科学原理

在讲解黄金分割和和勾股定理的的时候,书中就画了一个大三角形来展示。大家不要小看这个三角形,其实它的面积,与页面其他部分面积的比值,正好等于其他页面部分的面积,与整个页面的面积比值,是符合黄金分割的!!

孩子在阅读时,可以直接上手,用尺子量一量,再用页面中的知识验证一下,看看这样的设计是不是黄金比例。

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自然分类以树枝和树杈来表示生物学中的分类系统。

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用写实的方法展现蒸汽机运转的秘密。

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电是怎么从发电站来到家里的。

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画面线条流畅、色彩独特,配合新颖的版式,非常生动有趣。

Part.2《好奇心时报》

《好奇心时报》可以说是《进阶的巨人》的番外篇,它像一本科学家故事集。

孩子们通过阅读《好奇心时报》,能够了解科学原理,科学家背后的那些有趣的事儿,不会再觉得科学家是一个遥不可及的形象,无形当中,拉近了孩子们和科学家之间的距离。

在《进阶的巨人》中,我们以科学家为由头讲科学,但在《好奇心时报》中,孩子们可以穿越时空,与各位科学家来一场面对面“沟通”,对科学有一个更加全面的了解。

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里面所选取的科学家,基本也是根据《进阶的巨人》里所涉及的科学家来写的。

比如在航海时代这一章节中,就延伸了三位航海家在航行过程中遇到的故事和遇到的一系列的困难。

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比如哥伦布至死都不相信他发现的新大陆不是印度而是美洲。

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总的来说,这样一本通古博今,全方面培养孩子科学思维的书籍,绝对是不可多得的科学读物!!

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适合年龄:4岁+

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团购时间:10月13日08:00-10月15日08:00


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