物理學(xué)與人類(lèi)文明16講課程計(jì)劃

1、17/17物理學(xué)與人類(lèi)文明16講課程計(jì)劃課程名稱(chēng)：文科物理；物理學(xué)發(fā)展史；物理學(xué)與人類(lèi)文明課程代碼：待填寫(xiě)主講教材：物理學(xué)與人類(lèi)文明十六講學(xué)時(shí)： ，或 （教師可選講本書(shū)部分內(nèi)容，授課時(shí)間可選擇在3248學(xué)時(shí)之間，未講部分讓學(xué)生自由選讀）學(xué)分：2學(xué)分任課教師：待填寫(xiě)預(yù)修課程：高中物理和高中數(shù)學(xué)課程性質(zhì)：選修，本課可作為文科學(xué)生的物理教材，或作為文、理科各專(zhuān)業(yè)學(xué)生的素質(zhì)教育教材，也可作為物理專(zhuān)業(yè)學(xué)生和研究生的物理學(xué)史教材。教學(xué)目的：使學(xué)生定性掌握物理學(xué)的一些主要知識(shí)和研究問(wèn)題的方法，了解物理學(xué)發(fā)展中一些重大的事件和當(dāng)前的科研前沿；了解物理學(xué)與人類(lèi)文明之間的關(guān)系?；緝?nèi)容：（1）較系統(tǒng)地介紹物理學(xué)的

2、一些基本知識(shí)，研究問(wèn)題的方法，使學(xué)生了解自然科學(xué)的思維方法。（2）講授“活的物理學(xué)史”，重點(diǎn)介紹歷史上一些重大物理發(fā)現(xiàn)的曲折過(guò)程，若干最重要的物理學(xué)家的成長(zhǎng)和科研經(jīng)歷，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，創(chuàng)新思維和研究方法。（3）把物理學(xué)放進(jìn)人類(lèi)文明的發(fā)展中去講授，文理交融，使學(xué)生能得到較為全面的文化知識(shí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，學(xué)習(xí)偉大物理學(xué)家的正直、勤奮精神。（4）介紹當(dāng)代物理學(xué)的研究前沿，以及對(duì)一些基本問(wèn)題的哲學(xué)思考和科學(xué)探索。基本要求：了解物理學(xué)的一些最基本知識(shí)，前沿課題。了解物理學(xué)的思考方式和研究方法。從“活的物理學(xué)史”中體會(huì)創(chuàng)新精神、創(chuàng)新方法。引導(dǎo)學(xué)生把自己的自然科學(xué)知識(shí)和社會(huì)科學(xué)知識(shí)進(jìn)行交融

3、，作全面發(fā)展的新人。使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)歷史上中華民族對(duì)人類(lèi)文明的貢獻(xiàn)，看清當(dāng)代中國(guó)青年的歷史使命。教學(xué)方式：（1）課堂講授（配合多媒體教學(xué)）為主，學(xué)生自學(xué)閱讀為輔。 （2）可只選講本書(shū)的部分內(nèi)容，其余讓學(xué)生自由閱讀不作要求。 （3）可不按書(shū)的順序講，先講一些當(dāng)代科學(xué)前沿、易于吸引學(xué)生興趣的內(nèi)容。例如，可按第七，第九，第十，第三，第四，第八，第十二，第十三，第十四，第十五，第一，第二講的順序講授，其余第五、第六、第十一、第十六講可讓學(xué)生選讀。 （4）本課應(yīng)給教師較大的自由教學(xué)空間，每個(gè)教師知識(shí)背景不同，教學(xué)時(shí)數(shù)也不同，教師可結(jié)合自己的實(shí)際情況選講本書(shū)部分章節(jié)。逐漸摸索適合自己的教學(xué)方式。考核方式：

4、開(kāi)卷考或撰寫(xiě)學(xué)習(xí)體會(huì)，或二者結(jié)合。教學(xué)內(nèi)容教學(xué)基本要求授課注意第一講 文明的曙光1.1文明的起源1.2海洋文明1.3大河文明1.4美洲文明1.5文明的演進(jìn)1.6交流與繁榮簡(jiǎn)述宇宙的誕生、演化；地球的誕生；生命的起源和進(jìn)化；人類(lèi)的起源；人類(lèi)文明的誕生（1.1）介紹西方的海洋文明，環(huán)地中海地區(qū)文明（包括古代印度）的發(fā)展，著名的古代遺跡和考古發(fā)現(xiàn)（1.2）介紹東方的大河文明，黃河、長(zhǎng)江、遼河流域的文明發(fā)展，考古發(fā)現(xiàn)（1.3）介紹美洲文明（1.4）東西方文明的交流和進(jìn)一步發(fā)展（1.5，1.6）（1）把人類(lèi)歷史放到宇宙的演化過(guò)程中去講，使學(xué)生了解人類(lèi)在自然界的位置。（2）通常的歷史教學(xué)，講中國(guó)史時(shí)不涉及

5、世界史（特別是不講以歐洲為代表的西方），講世界史時(shí)又忽略中國(guó)史。把東西方歷史割裂開(kāi)來(lái)。本課程希望把東、西方歷史作為一個(gè)整體介紹給學(xué)生，把“中國(guó)”的發(fā)展放進(jìn)“世界”的發(fā)展中去介紹，幫助學(xué)生樹(shù)立全面、完整的歷史觀(guān)，認(rèn)識(shí)中華民族偉大的過(guò)去，曾經(jīng)對(duì)人類(lèi)文明作出過(guò)的偉大貢獻(xiàn)，看清當(dāng)代中國(guó)青年的歷史使命。（3）介紹歷史研究、考古發(fā)現(xiàn)的過(guò)程使學(xué)生了解人類(lèi)如何逐步認(rèn)識(shí)自己的“童年”。通過(guò)這些“過(guò)程”的介紹，也通過(guò)有趣而真實(shí)的歷史過(guò)程激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓他們?cè)跐撘颇袠?shù)立“創(chuàng)新”思想，提高“創(chuàng)新”能力。第二講 遠(yuǎn)古的輝煌2.1地球與中心火2.2蘇格拉底、柏拉圖與亞歷士多德2.3亞歷山大科學(xué)院2.4歐幾里得與

6、幾何學(xué)2.5阿基米德、杠桿原理與浮力定律2.6希臘文明的衰落與東移第三講 科學(xué)的誕生3.1地心說(shuō)3.2地理大發(fā)現(xiàn)3.3文藝復(fù)興與宗教改革3.4哥白尼與日心說(shuō)3.5布魯諾與無(wú)限的宇宙3.6望遠(yuǎn)鏡與土星的光環(huán)3.7伽利略的“認(rèn)罪”聲明3.8第谷的精密觀(guān)測(cè)3.9開(kāi)普勒與正多面體宇宙3.10行星運(yùn)動(dòng)定律介紹古希臘的輝煌思想和文明。畢達(dá)哥拉斯，蘇格拉底，柏拉圖，亞里士多德。（2.1，2.2）.介紹古希臘繁榮的自然科學(xué)。亞歷山大科學(xué)院，歐幾里德與幾何學(xué)，阿基米德與物理學(xué)（2.3，2.4，2.5）。介紹在封建專(zhuān)制和宗教迫害下古希臘文明的衰落和東移（2.6）古人的宇宙觀(guān)，地心說(shuō)的建立與發(fā)展（3.1）。日心說(shuō)建

7、立之前的思想解放：地理大發(fā)現(xiàn)，文藝復(fù)興，宗教改革（3.2，3.3）.日心說(shuō)的建立，哥白尼與布魯諾的貢獻(xiàn)（3.4，3.5）.伽利略與開(kāi)普勒對(duì)天文學(xué)的貢獻(xiàn)（3.6，3.73.8，3.9，3.10）.（1）使學(xué)生了解在專(zhuān)制的封建社會(huì)（黑暗的中世紀(jì)）之前，人類(lèi)曾經(jīng)有過(guò)一個(gè)思想活躍科學(xué)輝煌的時(shí)期（2）以有趣而符合史實(shí)的故事介紹古希臘的偉大思想家及其成就，介紹亞歷山大科學(xué)院與圖書(shū)館對(duì)人類(lèi)文明的貢獻(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生求知的興趣和“創(chuàng)新”思想。（3）通過(guò)“科學(xué)院”等學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的覆滅和古希臘文明的衰落，了解封建社會(huì)和宗教對(duì)思想和科學(xué)的壓制。（4）了解古代阿拉伯世界也曾有過(guò)一個(gè)科學(xué)繁榮、文明輝煌的時(shí)期，使學(xué)生更好理解今天的

8、世界格局，特別是中東問(wèn)題。（1）把日心說(shuō)的建立放在人類(lèi)思想大解放的潮流中去介紹，注意介紹有趣的地理大發(fā)現(xiàn)過(guò)程，文藝復(fù)興與宗教改革運(yùn)動(dòng)。（2）注意介紹中國(guó)的四大發(fā)明對(duì)歐洲啟蒙運(yùn)動(dòng)的重大貢獻(xiàn)。印刷術(shù)與造紙術(shù)使得新思想、新科學(xué)、新發(fā)現(xiàn)得以廣泛而迅速地傳播，從而促成了文藝復(fù)興、宗教改革以及日心說(shuō)的創(chuàng)立與傳播。 指南針促進(jìn)了航海業(yè)的發(fā)展，為新大陸的發(fā)現(xiàn)和環(huán)球航行做了重要的技術(shù)準(zhǔn)備，同時(shí)大大促進(jìn)了東西方的文化、技術(shù)交流。 火藥促進(jìn)了化學(xué)的發(fā)展和軍事技術(shù)、軍事思想的大改革。（3）可以反思的問(wèn)題是，鄭和下西洋為何未能促進(jìn)中國(guó)社會(huì)的變革，而幾十年后規(guī)模小得多的西方船隊(duì)卻完成了地理大發(fā)現(xiàn)和社會(huì)大改革？（4）從哥白

9、尼、布魯諾、伽利略所受的迫害，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)歷史上宗教對(duì)自由思想和自然科學(xué)的壓制與束縛。（5）通過(guò)伽利略與開(kāi)普勒的科學(xué)生涯，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意志。第四講 物理的初創(chuàng)4.1自由落體定律4.2慣性定律4.3相對(duì)性原理4.4上帝說(shuō)：“讓牛頓去吧”4.5經(jīng)典物理學(xué)的“圣經(jīng)”4.6牛頓與蘋(píng)果落地的故事4.7萬(wàn)有引力定律4.8伏爾泰與思想啟蒙4.9這片空間會(huì)荒廢嗎？4.10走下神壇的牛頓介紹物理學(xué)中帶有根本重要性的三條公理：慣性定律；相對(duì)性原理；自由落體定律（4.1，4.2，4.3）。.牛頓建立經(jīng)典物理學(xué)的大廈：絕對(duì)時(shí)空觀(guān)，力學(xué)三定律（4.4，4.5）。.萬(wàn)有引力定律的建立（4.6，4.7，

10、4.8）.簡(jiǎn)介玻特定則（4.9）.牛頓的成長(zhǎng)，成就與缺點(diǎn)（4.10）.（1）介紹伽利略對(duì)物理學(xué)的重大貢獻(xiàn)。 A.使物理學(xué)成為一門(mén)實(shí)驗(yàn)與測(cè)量的科學(xué)。這是人類(lèi)文明史中第一門(mén)真正的“科學(xué)”?？茖W(xué)的最大特點(diǎn)就是建立在“實(shí)驗(yàn)”與“測(cè)量”的基礎(chǔ)之上。凡是不能“測(cè)量”,不能用“實(shí)驗(yàn)”檢驗(yàn)的“學(xué)問(wèn)”，都不算是科學(xué)。 B.正確闡述了三條帶有根本性的重要公理：自由落體定律，慣性定律和相對(duì)性原理。在一般物理課程中，承認(rèn)慣性定律與相對(duì)性原理屬于基本公理，但“落體定律”只是作為勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的一個(gè)例子。在建立廣義相對(duì)論時(shí)，愛(ài)因斯坦認(rèn)識(shí)到它的意義遠(yuǎn)不止于此，它是廣義相對(duì)論的基礎(chǔ)，對(duì)人類(lèi)時(shí)空觀(guān)的改變有重大影響（詳見(jiàn)第八講）

11、。（2）全面介紹牛頓對(duì)物理學(xué)、天文學(xué)和數(shù)學(xué)的重大貢獻(xiàn)：絕對(duì)時(shí)空觀(guān)，力學(xué)三定律，萬(wàn)有引力定律，微積分，光的微粒說(shuō)等。（3）通過(guò)牛頓的成長(zhǎng)過(guò)程和科學(xué)發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與能力。（4）全面認(rèn)識(shí)牛頓，他非常偉大，但他是人不是神。（5）通過(guò)玻特定則啟發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。（6）通過(guò)伏爾泰對(duì)人文科學(xué)和自然科學(xué)進(jìn)行交叉介紹，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。第五講 熱學(xué)與統(tǒng)計(jì)5.1歷史的火車(chē)頭5.2熱的本質(zhì)是運(yùn)動(dòng)5.3第一定律：能量守恒5.4第二定律：不可逆性與時(shí)間箭頭5.5第三定律：絕對(duì)零度不可抵達(dá)5.6第零定律：熱平衡的傳遞性5.7玻爾茲曼與統(tǒng)計(jì)力學(xué)5.8麥克斯韋妖與信息熵5.9普里高津與耗散結(jié)構(gòu)

12、介紹法國(guó)大革命對(duì)科學(xué)的促進(jìn)和消極影響（5.1）. 介紹熱力學(xué)的四條基本定律（5.2，5.3，5.4，5.5，5.6）.介紹統(tǒng)計(jì)物理的基本思想（5.7）.簡(jiǎn)介信息熵（5.8）.簡(jiǎn)介非平衡統(tǒng)計(jì)（5.9）.介紹革命對(duì)科學(xué)和文明的促進(jìn)，以及革命過(guò)熱時(shí)產(chǎn)生的消極影響（拉瓦希的遭遇）如何戰(zhàn)勝“熱質(zhì)說(shuō)”，怎樣認(rèn)識(shí)到熱是一種“運(yùn)動(dòng)”。從熱力學(xué)四條基本定律建立的曲折過(guò)程，使學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)發(fā)展的曲折過(guò)程。熱力學(xué)定律的內(nèi)容，“永動(dòng)機(jī)”之不可能。第一定律能量守恒第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)被否定。第二定律時(shí)間箭頭（熵增加）第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)被否定。第三定律絕對(duì)零度不可抵達(dá)。第零定律熱平衡具有傳遞性。（5）介紹一般人不了解的“負(fù)溫度”概念。（

13、6）簡(jiǎn)介信息熵，信息熵建立起熱力學(xué)與信息論之間的橋梁。（7）介紹對(duì)非平衡統(tǒng)計(jì)的探索。普里高津與耗散結(jié)構(gòu)。第六講 認(rèn)識(shí)電與光6.1光的微粒說(shuō)壓倒波動(dòng)說(shuō)6.2光的波動(dòng)說(shuō)戰(zhàn)勝微粒說(shuō)6.3光速的測(cè)量與約定6.4法拉第與電磁感應(yīng)6.5麥克斯韋與電磁理論6.6波粒二象性6.7激光介紹光的微粒說(shuō)與波動(dòng)說(shuō)的建立與斗爭(zhēng)（6.1，6.2）。介紹光速的測(cè)量與“約定論”（6.3）。簡(jiǎn)介電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)規(guī)律與理論的建立（6.4，6.5）。簡(jiǎn)介波粒二象性（6.6）。簡(jiǎn)介激光（6.7）。（1）通過(guò)光的微粒說(shuō)與波動(dòng)說(shuō)的爭(zhēng)論，認(rèn)識(shí)科學(xué)發(fā)展的曲折經(jīng)歷，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。（2）讓學(xué)生知道在現(xiàn)代物理學(xué)中光速是一個(gè)“約定”，也就是說(shuō)，“光

14、速均勻各向同性而且是一個(gè)常數(shù)”是一條公理。（3）從法拉第和麥克斯韋對(duì)電磁學(xué)的貢獻(xiàn)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到“卑賤者最聰明”的道理，激發(fā)學(xué)生的奮斗精神。（4）簡(jiǎn)介英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的建立過(guò)程（見(jiàn)6.1）。（5）初步介紹光的波粒二象性這一有趣結(jié)論，引發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的興趣。（6）簡(jiǎn)單介紹激光的特點(diǎn)及愛(ài)因斯坦的貢獻(xiàn)。第七講 走近相對(duì)論7.1兩朵烏云7.2愛(ài)因斯坦的學(xué)校生涯7.3愛(ài)因斯坦的豐收年7.4光行差現(xiàn)象7.5邁克耳孫實(shí)驗(yàn)7.6洛倫茲收縮與洛侖茲變換7.7突破絕對(duì)時(shí)空觀(guān)7.8同時(shí)的相對(duì)性7.9動(dòng)尺收縮與動(dòng)鐘變慢7.10雙生子佯謬7.11質(zhì)能關(guān)系與質(zhì)量公式7.12四維時(shí)空7.13相對(duì)性原理與光速的絕對(duì)性7.14相對(duì)論的

15、困難介紹物理學(xué)革命的前夜與量子論的誕生（7.1）。愛(ài)因斯坦的成長(zhǎng)與科學(xué)成就（7.2，7.3）。相對(duì)論誕生前夜的科學(xué)探索（7.4，7.5，7.6）。相對(duì)論創(chuàng)立的關(guān)鍵點(diǎn)（7.7，7.8，7.13）。相對(duì)論的主要結(jié)論（7.9，7.10，7.11，7.12）相對(duì)論的困難（7.14）。（1）從愛(ài)因斯坦的成長(zhǎng)過(guò)程可以看出，教師不應(yīng)過(guò)分強(qiáng)調(diào)學(xué)生考第一，不應(yīng)過(guò)分偏愛(ài)優(yōu)等生，而應(yīng)平等關(guān)愛(ài)、鼓勵(lì)所有的學(xué)生。（2）相對(duì)論建立在“相對(duì)性原理”和“光速絕對(duì)性”（即“光速不變?cè)怼保┑幕A(chǔ)之上。認(rèn)識(shí)到“光速絕對(duì)性”遠(yuǎn)比堅(jiān)持“相對(duì)性原理”困難，所以建立相對(duì)論過(guò)程中，最關(guān)鍵的思想突破在于認(rèn)識(shí)到光速的絕對(duì)性。如果既要堅(jiān)持光速的

16、絕對(duì)性，又要堅(jiān)持相對(duì)性原理，就必須放棄“同時(shí)”的絕對(duì)性，即必須認(rèn)為“同時(shí)”是一個(gè)相對(duì)的概念，相互作勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)參考系中的觀(guān)測(cè)者，對(duì)兩個(gè)事件是否同時(shí)發(fā)生，有不同的認(rèn)識(shí)。（3）抓住“同時(shí)的相對(duì)性”就可以容易地解釋動(dòng)尺收縮、動(dòng)鐘變慢等各種相對(duì)論效應(yīng)。（4）在講解“同時(shí)相對(duì)性”、“動(dòng)鐘變慢”、“動(dòng)尺收縮”等效應(yīng)時(shí)，最好使用書(shū)上的公式，這些公式只涉及人人皆知的初等數(shù)學(xué)，最難不超過(guò)開(kāi)根號(hào)，中學(xué)生都知道。用公式比不用公式更容易講清楚。（5）是所有學(xué)生都會(huì)產(chǎn)生興趣的公式。教師應(yīng)正確解釋它。這個(gè)公式不是說(shuō)“能量可以轉(zhuǎn)化為質(zhì)量，質(zhì)量可以轉(zhuǎn)化為能量”，而是說(shuō)“能量”與“質(zhì)量”是同一個(gè)東西，是同一事物的兩種表現(xiàn)

17、形式。凡是有質(zhì)量的東西均蘊(yùn)藏著能量，反之，任何一種能量均具有質(zhì)量。(6)雙生子佯謬是真實(shí)的物理效應(yīng)，但比較容易產(chǎn)生混亂。最好用書(shū)上的講解方法（圖7-11所示的幾何方法）解釋。第八章 彎曲的時(shí)空8.1平行線(xiàn)只有一條嗎？8.2慣性的起源與等效原理8.3萬(wàn)有引力是時(shí)空彎曲的表現(xiàn)8.4廣義相對(duì)論的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證8.5引力波與引力透鏡8.6偉人與凡人簡(jiǎn)介黎曼幾何（8.1）。介紹馬赫原理與等效原理（8.2）。介紹引力是時(shí)空彎曲效應(yīng)（8.3）。介紹廣義相對(duì)論的三個(gè)主要實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證（8.4）。簡(jiǎn)介引力波和引力透鏡（8.5）。介紹愛(ài)因斯坦的后半生（8.6）。（1）用球面簡(jiǎn)介黎曼幾何。通過(guò)黎曼幾何建立的曲折過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的

18、創(chuàng)新精神與能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。（2）弄清楚等效原理是“局域”的原理，只在四維時(shí)空中一點(diǎn)的鄰域成立。在實(shí)驗(yàn)上，只要有兩個(gè)點(diǎn)，就可以區(qū)分引力與慣性力。（3）從馬赫思想對(duì)愛(ài)因斯坦建立相對(duì)論的啟發(fā)，了解科研的曲折性、多樣性。（4）廣義相對(duì)論的基礎(chǔ)是等效原理。馬赫的思想對(duì)狹義與廣義相對(duì)論的建立都有過(guò)啟發(fā)作用，但它不是一條成熟的科學(xué)原理。（5）用形象的方法（例如床單）介紹時(shí)空的彎曲。（6）引力波尚未發(fā)現(xiàn)，是當(dāng)前廣義相對(duì)論研究的熱點(diǎn)。（7）全面評(píng)價(jià)愛(ài)因斯坦一生的成就。他是人不是神。他主要從正面，有時(shí)也從反面促進(jìn)科學(xué)的發(fā)展。第九講 原子與核能9.1周期律9.2放射性9.3原子模型9.4電子自旋與泡利不相

19、容原理9.5中子的發(fā)現(xiàn)9.6裂變與鏈?zhǔn)椒磻?yīng)9.7原子彈與反應(yīng)堆9.8聚變與熱核反應(yīng)9.9中國(guó)打破核壟斷9.10核能的和平利用介紹元素周期律與放射性的發(fā)現(xiàn)（9.1，9.2）。介紹原子模型（9.3，9.4）。介紹原子核反應(yīng)（9.5，9.6）。介紹核武器的研制（9.7，9.8，9.9）。介紹原子能的和平利用（9.10）。（1）第九講在介紹原子與核能知識(shí)的同時(shí)大力介紹了科學(xué)家的刻苦鉆 研精神，創(chuàng)新精神，正義感和愛(ài)國(guó)精神。（2）通過(guò)周期律與放射性的發(fā)現(xiàn)，啟發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新精神與能力。（3）居里一家對(duì)科學(xué)的貢獻(xiàn)，創(chuàng)新精神與能力，對(duì)正義事業(yè)和被壓迫民族的同情與支持，為青年人樹(shù)立了光輝的榜樣。（4）

20、介紹原子能研究的幾個(gè)重大發(fā)展：放射性的發(fā)現(xiàn)，中子的發(fā)現(xiàn)，裂變的發(fā)現(xiàn)，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的發(fā)現(xiàn)，聚變理論的發(fā)現(xiàn)。（5）通過(guò)我國(guó)核武器的研究介紹中國(guó)科學(xué)家的愛(ài)國(guó)精神和奮斗精神，他們是中國(guó)青年的榜樣。（6）展望原子能應(yīng)用的未來(lái)。第十講 量子的世界10.1海森堡與矩陣力學(xué)10.2薛定諤與波動(dòng)力學(xué)10.3最初的論戰(zhàn)10.4測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系10.5能量量子化、勢(shì)壘貫穿10.6態(tài)迭加原理與測(cè)量10.7薛定諤貓10.8 EPR佯謬、隱變量與貝爾不等式介紹海森堡的成長(zhǎng)與矩陣力學(xué)的建立（10.1）。介紹薛定諤與波動(dòng)力學(xué)的建立（10.2）。介紹哥本哈根學(xué)派對(duì)量子力學(xué)的幾率解釋?zhuān)?0.4，10.5，10.6）。介紹量子力學(xué)在論戰(zhàn)中發(fā)

21、展（10.3，10.7，10.8）。（1）介紹有趣的幾率解釋?zhuān)缮鏃l紋，迭加原理，勢(shì)壘貫穿。解釋波粒二象性。（2）介紹“薛定諤貓”疑難。（3）通過(guò)量子力學(xué)本質(zhì)的論戰(zhàn)，認(rèn)識(shí)科學(xué)發(fā)展的曲折性，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和不迷信權(quán)威的創(chuàng)新精神。（4）通過(guò)海森堡的成長(zhǎng)看青年人應(yīng)如何進(jìn)入科研。（5）通過(guò)薛定諤的成就看一個(gè)科學(xué)家的治學(xué)精神與方法。（6）從玻爾的作風(fēng)看科學(xué)家的品質(zhì)與科研方法。第十一講 粒子與對(duì)稱(chēng)11.1強(qiáng)作用與弱作用11.2真空不空11.3反物質(zhì)的預(yù)言與發(fā)現(xiàn)11.4費(fèi)曼圖與路徑積分11.5李、楊動(dòng)搖宇稱(chēng)守恒11.6對(duì)稱(chēng)性與守恒律11.7補(bǔ)償效應(yīng)與規(guī)范場(chǎng)11.8基本粒子與夸克模型11.9弱電統(tǒng)一與色動(dòng)

22、力學(xué)11.10標(biāo)準(zhǔn)模型與基本規(guī)律簡(jiǎn)介對(duì)強(qiáng)、弱相互作用的初期認(rèn)識(shí)，湯川模型。（11.1）。介紹狄拉克真空，反物質(zhì)。（11.2，11.3）。選講費(fèi)曼圖與路徑積分（11.4）。介紹李、楊推翻宇稱(chēng)守恒定律（11.5）。從對(duì)稱(chēng)性探索相互作用規(guī)律，魏耳、楊振寧的規(guī)范場(chǎng)論（11.611.7）。簡(jiǎn)介基本粒子模型（11.8）。簡(jiǎn)介弱電統(tǒng)一與色動(dòng)力學(xué)（11.9）。簡(jiǎn)介標(biāo)準(zhǔn)模型（11.10）。（1）重點(diǎn)介紹以下幾個(gè)模型和規(guī)律 A湯川的交換力模型。 B狄拉克真空與正電子的發(fā)現(xiàn)。 C物理學(xué)中的一個(gè)重要規(guī)律：對(duì)稱(chēng)性與守恒率的關(guān)系。 D物理學(xué)中的另一個(gè)重要規(guī)律：局域?qū)ΨQ(chēng)性與規(guī)范場(chǎng)。（2）介紹楊振寧與李政道對(duì)物理學(xué)的重大貢獻(xiàn)

23、 A規(guī)范場(chǎng)論。 B推翻宇稱(chēng)守恒。（3）介紹粒子物理研究的現(xiàn)狀， A夸克模型 B弱電統(tǒng)一模型，色動(dòng)力學(xué)，大統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)模型。（4）介紹費(fèi)曼的為人和成就。第十二講 恒星的演化 12.1赫羅圖12.2恒星的演化12.3白矮星12.4脈沖星和超新星爆發(fā)12.5中子星12.6黑洞的形成1. 介紹恒星演化的歷程（12.1，12.2）。2. 介紹白矮星（12.3）。3. 介紹超新星與中子星（12.4，12.5）。4.介紹黑洞的形成（12.6）。（1）介紹恒星的形成和演化途徑，解釋赫羅圖。（2）介紹白矮星的結(jié)構(gòu)，錢(qián)德拉塞卡極限。通過(guò)錢(qián)德拉賽卡的經(jīng)歷認(rèn)識(shí)科學(xué)探索的曲折性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力?？山榻B蘇東坡的詩(shī)詞和家

24、庭。（3）介紹超新星爆發(fā)的物理實(shí)質(zhì)，歷史上的超新星記錄，中國(guó)古代的貢獻(xiàn)。我們的太陽(yáng)會(huì)否發(fā)生“超新星爆發(fā)”？（4）介紹脈沖星發(fā)現(xiàn)的過(guò)程。從脈沖星發(fā)現(xiàn)過(guò)程看一個(gè)科學(xué)家應(yīng)有的科研道德。（5）介紹中子星的結(jié)構(gòu)和奧本海默極限。（6）介紹黑洞的形成過(guò)程。第十三講黑洞的啟示13.1歷史上的黑洞13.2球?qū)ΨQ(chēng)黑洞13.3轉(zhuǎn)動(dòng)的黑洞13.4激發(fā)的黑洞13.5黑洞熱力學(xué)13.6霍金輻射13.7不等價(jià)的真空13.8信息疑難13.9堅(jiān)強(qiáng)的天才簡(jiǎn)介相對(duì)論建立之前對(duì)黑洞的預(yù)言（13.1）。介紹黑洞的幾何結(jié)構(gòu)和經(jīng)典性質(zhì)（13.2，13.3）。介紹黑洞的量子性質(zhì)，霍金輻射與黑洞熱力學(xué)（13.4，13.5，13.6）。介紹安魯

25、效應(yīng)（13.7）。簡(jiǎn)介黑洞的信息疑難（13.8）。介紹霍金的成長(zhǎng)與成就（13.9）。（1）重點(diǎn)介紹黑洞的幾何結(jié)構(gòu)，視界，奇點(diǎn)，無(wú)毛定理。（2）重點(diǎn)介紹霍金輻射和黑洞熱力學(xué)四定律。（3）介紹平直時(shí)空的安魯效應(yīng)，各慣性系的真空相互等價(jià)，但非慣性系（如勻加速系）與慣性系真空不等價(jià)。（4）關(guān)于信息是否守恒的爭(zhēng)論。（5）通過(guò)霍金、貝肯斯坦、安魯?shù)某删团囵B(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與能力。第十四講 遼闊的星空14.1太陽(yáng)、地球與月球14.2八顆行星14.3小行星與彗星14.4銀河系14.5星空巡禮14.6河外星系，紅移與哈勃定律14.7類(lèi)星體14.8活動(dòng)星系核與噴流介紹太陽(yáng)系（14.1，14.2，14.3）。2.簡(jiǎn)介

26、四季的星空（14.5）。介紹銀河系，河外星系（14.4，14.6）。介紹宇宙學(xué)紅移，哈勃定律（14.6）。簡(jiǎn)介類(lèi)星體、活動(dòng)星系核與噴流（14.7，14.8）。(1)本講目的是讓學(xué)生學(xué)到一點(diǎn)天文學(xué)知識(shí)，這是我國(guó)基礎(chǔ)教育所欠缺的。（2）讓學(xué)生對(duì)八顆行星有一定了解。特別是表面類(lèi)似月球的水星，可能存在生命的火星與金星，土星及其光環(huán)，木星的大紅斑。（3）小行星的發(fā)現(xiàn)，提丟斯玻特定則。彗星的形成。小行星與彗星對(duì)地球的撞擊。（4）認(rèn)識(shí)幾顆著名的恒星和幾個(gè)著名的星座，例如天狼星，獵戶(hù)星座，北極星，大熊星座。知道雙星與聚星。（5）了解銀河系與河外星系。（6）知道哈勃定律。（7）知道類(lèi)星體與星系噴流。第十五講 演化的宇宙15.1均勻的宇宙15.2有限無(wú)邊的宇宙15.3膨脹的宇宙15.4火球模型15.5早期宇宙15.6宇宙有限還是無(wú)限15.7暗物質(zhì)與暗能量15.8連接宇宙的蟲(chóng)洞15.9對(duì)時(shí)空隧道的物理要求15.10穿越時(shí)間的可行性均勻的宇宙，宇宙學(xué)原理（15.1）。愛(ài)因斯坦靜態(tài)宇宙模型(15.2).膨脹的宇宙（15.3，15.4）。宇宙的極早期（15.5）。宇宙的三種可能演化（15.6）。暗物質(zhì)與暗能量（15.7）。時(shí)空隧道與時(shí)