主讲:车云霞、杨振宁、张首晟、马宗晋、欧阳自远
《魅力科学》主要包括化学概述、动感物理以及自然与人类三大部分。 化学概论这一部分是化学基础课程,主要讲解原子结构,包括原子的概念界定、原子发展历程、研究过程以及研究的原子模型、原子的基本构成等。 动感物理的主讲人分别是华裔理论物理学家、诺贝尔奖获得者杨振宁先生及其弟子,清华大学高等研究院教授张首晟博士。两位学者抛开晦涩的学术理论,与学子分享他们自身对于物理学的理解。 自然与人类这一部分为我们提供了一个了解人类与自然密切关系的平台,在这里我们将看到人类对自然的整个认识过程。
教师团队
车云霞 南开大学 | 化学学院 | 教授
长期从事大学化学基础课的教学与教学改革研究工作,30多年教龄,有丰富的教学经验,她主讲的大一年级《化学概论》课程是国家级精品课程、国家理科基地名牌课程。她曾连续三届获得国家级教学成果一等奖3次(2001、2005和2009年)、国家级教学成果二等奖一次(2005年)。她主持、承担教育部、高等教育出版社、南开大学等教学改革研究项目多项,在全国最早开展多媒体教学,主持编写并出版了6部多媒体教学课件、电子教案、新世纪网络课程等电子出版物。多年来,她协助申泮文院士进行高校化学教育教学改革工作取得丰硕成果,在全国高校起到了很好的示范辐射作用。
杨振宁 清华大学 | 理论物理研究所 | 教授
有人说杨振宁是20世纪中继爱因斯坦和费米之后,第三位具有全面的知识和才能的“物理学全才”,是华人当中知名度最高的当代科学家之一。曾任布洛克海文国立实验室主任的实验物理学家萨奥斯说:“杨振宁是一位极具数学头脑的人,然而由于早年的学历,他对实验细节非常有兴趣。他喜欢和实验学家们交谈,对于优美的实验极为欣赏。”美国物理学家、诺贝尔奖获得者赛格瑞(E.Segre)推崇杨振宁是“全世界几十年来可以算为全才的三个理论物理学家之一”。
张首晟 斯坦福大学 | 教授
美国华裔科学家。祖籍江苏高邮,1963年生于上海。2010年9月1日,“欧洲物理奖”在波兰华沙颁奖,华人物理学家、斯坦福大学教授、清华大学高等研究院教授张首晟获此殊荣。因在“量子自旋霍尔效应”理论预言和实验观测领域的开创性贡献,张首晟与4位欧美科学家共同荣获2010年“欧洲物理奖”,他也是获得该奖项的首位华人科学家。“欧洲物理奖”是国际著名的物理学奖项,由欧洲物理学会颁发。2013年12月当选中国科学院外籍院士。
马宗晋 | 院士
1955年毕业于北京地质学院普查系,1961年中国科学院地质研究所研究生毕业。他是地质学家、减灾专家和全球构造的探索者,节理构造定性分析、渐进式地震预报模式和全球三大构造系统的创立者。曾获首届李四光地质科学奖,国家级有突出贡献的中青年科学家。现为中国地震局地质研究所名誉所长,国家科技部国家计委国家经贸委自然灾害综合研究组组长,1991年当选为中国科学院学部委员。
欧阳自远 中国科学院 | 院士
著名的天体化学与地球化学家,中国月球探测工程首席科学家,被誉为“嫦娥之父”,中国科学院院士、第三世界科学院院士,国际宇航科学院院士、中国科学家协会荣誉会长。1956年毕业于北京地质学院(现中国地质大学·北京),1960年中国科学院地质研究所矿床学研究生毕业。现任中国科学院地球化学研究所研究员。中国科学院院士。中国矿物岩石地球化学学会理事长。中国地质学会副理事长。中国空间科学学会理事长与空间化学委员会主任。SCOPE、IGBP和ICL中国委员会副主席、常委与委员。贵州省科学技术协会主席。贵州省人大常委会副主任。四种科技期刊主编。四种副主编与十种编委。
课程概要
化学概论这一部分是化学基础课程,主要讲解原子结构,包括原子的概念界定、原子发展历程、研究过程以及研究的原子模型、原子的基本构成等。
动感物理的主讲人分别是华裔理论物理学家、诺贝尔奖获得者杨振宁先生及其弟子,清华大学高等研究院教授张首晟博士。两位学者抛开晦涩的学术理论,与学子分享他们自身对于物理学的理解。杨振宁先生通过讲述物理学史上的轶事与自身经历,告诫学子科学的乐趣及其带来的好奇心是推动人类不断探索的重要力量。张首晟博士则将高深的量子物理理论回归到日常生活中间,让学生领略到自然科学在我们身边的魅力。
主要介绍了亚洲灾害的类型和成因,自然资源、气候变化与人类社会的关系,以及人类月球探测的历史过程。在本课程中,来自南京大学的徐士进教授还将对人们由于气候变化引发的困惑进行科学的澄清。通过本节课的学习,我们将更深入地认识自然、科学与科技,观察科技如何改变人生、社会与自然环境,引发我们对人类的未来的启示。
科学的魅力之处
化学是在原子、分子层次上研究物质性质、组成、结构与变化规律;创造新物质的科学。世界由物质组成,化学则是人类用以认识和改造物质世界的主要方法和手段之一。它是一门历史悠久而又富有活力的学科,它的成就是社会文明的重要标志,化学中也存在着化学变化和物理变化。
化学是重要的基础科学之一,是一门以实验为基础的学科,在与物理学、生物学、地理学、天文学生等学科的相互渗透中,得到了迅速的发展,也推动了其他学科和技术的发展。例如,核酸化学的研究成果使今天的生物学从细胞水平提高到分子水平,建立了分子生物学。
量子概念是1900年普朗克首先提出的,到今天已经一百一十多年了。期间,经过玻尔、德布罗意、玻恩、海森柏、薛定谔、狄拉克、爱因斯坦等许多物理大师的创新努力,到20世纪30年代,初步建立了一套完整的量子力学理论。
我们把科学家们在研究原子、分子、原子核、基本粒子时所观察到的关于微观世界的系列特殊的物理现象称为量子现象。量子世界除了其线度极其微小之外(10^-10~10^-15m量级),另一个主要特征是它们所涉及的许多宏观世界所对应的物理量往往不能取连续变化的值,甚至取值不确定。许多实验事实表明,量子世界满足的物理规律不再是经典的牛顿力学,而是量子物理学。
地震灾害是指由地震引起的强烈地面振动及伴生的地面裂缝和变形,使各类建(构)筑物倒塌和损坏,设备和设施损坏,交通、通讯中断和其他生命线工程设施等被破坏,以及由此引起的火灾、爆炸、瘟疫、有毒物质泄漏、放射性污染、场地破坏等造成人畜伤亡和财产损失的灾害。
按震级大小可分为七类:超微震(震级小于1级)、弱震(震级小于3级,人们一般不易觉察)、有感地震(震级大于等于3级、小于4.5级,人们能够感觉到,但一般不会造成破坏)、中强震(震级大于等于4.5级、小于6级,可造成破坏的地震)、强震(震级大于等于6级、小于7级)、大地震(震级大于等于7级)和巨大地震(震级大于等于8级)。
2004年,中国正式开展月球探测工程,并命名为“嫦娥工程”。嫦娥工程分为“无人月球探测”“载人登月”和“建立月球基地”三个阶段。2007年10月24日18时05分,“嫦娥一号”成功发射升空,在圆满完成各项使命后,于2009年按预定计划受控撞月。2010年10月1日18时57分59秒“嫦娥二号”顺利发射,也已圆满并超额完成各项既定任务。2012年9月19日,月球探测工程首席科学家欧阳自远表示,探月工程正在进行嫦娥三号卫星和玉兔号月球车的月面勘测任务。
参考书籍