北京海淀凱文學(xué)校:諾貝爾頒獎(jiǎng)季解讀與我們的思考
來(lái)源:國(guó)際學(xué)校招生網(wǎng)
時(shí)間:2023-03-02 21:18:02

今天GJXX小編搜羅了北京海淀凱文學(xué)校:諾貝爾頒獎(jiǎng)季解讀與我們的思考希望給擇校的家長(zhǎng)們提供參考。
一年一度的“諾貝尓獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)季”剛剛過(guò)去。今年,又有14位偉大的科學(xué)家、文學(xué)家和組織獲得了這一殊榮。在北京海淀凱文學(xué)校,老師與同學(xué)們也在關(guān)注著這一學(xué)術(shù)界的盛典。很多老師也在課堂上和學(xué)生們分享了自己對(duì)諾貝爾獎(jiǎng)的理解,自己得到的啟發(fā),以及希望學(xué)生可以思考的方向。對(duì)于即將踏入大學(xué)校門(mén)的高中生來(lái)說(shuō),這些分享有著極大的啟發(fā)意義。學(xué)生們通過(guò)了解諾獎(jiǎng)、理解2022年得獎(jiǎng)?wù)叩墨@獎(jiǎng)理由,開(kāi)始逐漸理解這些學(xué)科最前沿的研究方向。
我們就為大家分享一些北京海淀凱文學(xué)校的老師為我們帶來(lái)的,為中學(xué)生們“量身定制”的2022年諾貝爾獎(jiǎng)解讀。
2022年諾貝爾
物理學(xué)獎(jiǎng)解讀
解讀者:Fahad Raza
中學(xué)科學(xué)組物理老師
今年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予了阿蘭·阿斯佩、約翰·克勞澤和安東·塞林格三位科學(xué)家,主要是表彰他們“用糾纏光子進(jìn)行實(shí)驗(yàn),證偽貝爾不等式,開(kāi)創(chuàng)量子信息科學(xué)”。
什么是“量子糾纏”呢?愛(ài)因斯坦曾經(jīng)形容它為“鬼魅般的超距作用”,而薛定諤說(shuō)過(guò),量子糾纏是量子力學(xué)最重要的特征。
簡(jiǎn)而言之,當(dāng)兩個(gè)粒子處于糾纏的量子態(tài)時(shí),某人對(duì)一個(gè)粒子的屬性進(jìn)行測(cè)量可以立即決定對(duì)另一個(gè)粒子進(jìn)行同等測(cè)量的結(jié)果,而不需要通過(guò)檢查另一個(gè)粒子來(lái)驗(yàn)證。這兩個(gè)粒子可能相距非常遙遠(yuǎn),但是只要它們處于糾纏狀態(tài),他們狀態(tài)就是成對(duì)出現(xiàn)的。換句話說(shuō),這兩個(gè)粒子之間似乎出現(xiàn)了不可思議的超光速信息傳輸。
這三位科學(xué)家通過(guò)精妙設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn),突破性地證明了發(fā)生在一個(gè)粒子上的事情會(huì)決定發(fā)生在另一個(gè)粒子上的事情,但粒子之間并不需要某種信號(hào)來(lái)溝通信息。這非常違背了直覺(jué)——信號(hào)的傳播速度不能超過(guò)光速——但在量子力學(xué)中,似乎不需要信號(hào)來(lái)連接一個(gè)系統(tǒng)的不同部分。
他們的貢獻(xiàn)為量子通訊奠定了基礎(chǔ)。而建立在此之上的量子計(jì)算、量子加密等等技術(shù),都是現(xiàn)在科研的最前沿方向。
對(duì)于不以物理學(xué)為研究方向的同學(xué),也許會(huì)覺(jué)得量子力學(xué)復(fù)雜而難以琢磨,量子的世界也確實(shí)如此。但拋開(kāi)技術(shù)的細(xì)節(jié)和公式計(jì)算,我們?nèi)耘f可以從這三位科學(xué)家的突破中看到物理學(xué)一步一步,困難重重、卻堅(jiān)定不移的前進(jìn)步伐。
物理學(xué)的歷史,就是一部人類(lèi)理解世界,理解整個(gè)宇宙的歷史。每一次物理學(xué)的大發(fā)展,往往會(huì)有突破無(wú)數(shù)普通人的直覺(jué)。從著名的伽利略自由落體實(shí)驗(yàn)——證明了物體下落的速度與物體對(duì)重量無(wú)關(guān),到地球其實(shí)是圍著太陽(yáng)轉(zhuǎn)的理論,還有愛(ài)因斯坦對(duì)時(shí)空令人嘆為觀止的洞見(jiàn),都曾經(jīng)讓人驚呼“不可能”。然而如今的物理學(xué)中學(xué)課本,正像你們正在學(xué)習(xí)的,已經(jīng)把這些內(nèi)容當(dāng)做了對(duì)我們的世界可信的解釋框架。
如今我們面對(duì)量子力學(xué)的發(fā)現(xiàn),不正像我們不相信地球是圓的的祖先一樣,拍著腦袋直呼“這也太瘋狂了”嗎?而正如我們的祖先無(wú)法想象鐵鳥(niǎo)怎么可能可以飛在天上一樣,我們也對(duì)自己即將進(jìn)入的量子計(jì)算時(shí)代缺乏正確的想象,這簡(jiǎn)直是無(wú)法避免的。
物理學(xué)家們就是這樣一群人,總能把人類(lèi)引領(lǐng)到不可思議的新紀(jì)元。也許你會(huì)心生羨慕,也想成為這引領(lǐng)人類(lèi)進(jìn)步的偉大群體中的一員。那么好消息是,我們今天的物理學(xué)仍舊有著無(wú)數(shù)的未解之謎等待探索。未知的世界是如此廣闊,你還有無(wú)數(shù)大有作為的機(jī)會(huì)。而壞消息也是一樣的,未知的世界如此廣闊,也許我們窮其一生也無(wú)法窮盡所有的真理,我們將永遠(yuǎn)在路上,永遠(yuǎn)在探索。
然而,無(wú)論你是否想要成為這條探索之路上最前沿的領(lǐng)路人,我們都建議你去了解物理學(xué)的發(fā)展。這是一門(mén)涵蓋了整個(gè)宇宙的學(xué)科——大到天體星系、小至微觀粒子,都是物理學(xué)研究的范疇。
這些都是人類(lèi),我們這個(gè)宇宙中一粒藍(lán)色塵埃上的小小物種,對(duì)這浩瀚無(wú)垠的宇宙的微弱而執(zhí)著的問(wèn)詢(xún)。
當(dāng)我們講到科學(xué)時(shí),并非所有科學(xué)都是平等的。長(zhǎng)期以來(lái),物理學(xué)一直被視為基礎(chǔ)科學(xué),這意味著其他科學(xué)分支都源于物理學(xué)的基礎(chǔ)。在中學(xué)階段的物理學(xué)習(xí)中,我們學(xué)習(xí)了電、磁、力學(xué)、熱、光、聲、光學(xué)等等,這些都為學(xué)生在科學(xué)推理和分析方面打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。如果學(xué)生想涉足天文學(xué)、地球科學(xué)甚至計(jì)算機(jī)科學(xué)等其他科學(xué),堅(jiān)實(shí)的物理學(xué)基礎(chǔ)都是必不可少的。事實(shí)上,大學(xué)招聘人員往往會(huì)具有挑戰(zhàn)性課程的成績(jī)單印象深刻,物理無(wú)疑就是一個(gè)。他們知道哪些課程負(fù)擔(dān)輕,容易獲得高 GPA。好的高中物理成績(jī)被認(rèn)為是學(xué)術(shù)成熟和能力的標(biāo)志。很多理工科的專(zhuān)業(yè)都會(huì)非常歡迎有著優(yōu)秀高中物理基礎(chǔ)對(duì)學(xué)生。
而如果你有著無(wú)窮的好奇、面對(duì)挑戰(zhàn)的信心和引領(lǐng)人類(lèi)的勇氣、那就請(qǐng)你帶上你對(duì)整個(gè)宇宙的熱情,踏上物理學(xué)的道路吧!
2022年諾貝爾
生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)解讀
解讀者:Xena Liu
中學(xué)科學(xué)組生物老師
10月,瑞典科學(xué)家斯萬(wàn)特·帕博因?yàn)樗凇霸谌祟?lèi)演化以及已滅絕的人類(lèi)基因組研究”方面作出的貢獻(xiàn)獲得了2022年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。
斯萬(wàn)特·帕博的學(xué)術(shù)貢獻(xiàn),主要在古人類(lèi)學(xué)的領(lǐng)域。他的研究最被人津津樂(lè)道的一點(diǎn)是他證明了大名鼎鼎的尼安德特人是當(dāng)今人類(lèi)的近親。
對(duì)于人類(lèi)的起源,一直有著各種各樣的假說(shuō)。我們目前分子人類(lèi)學(xué)的證據(jù)讓我們有理由相信,地球上現(xiàn)存的所有人類(lèi)都是大約7萬(wàn)年前走出非洲的一群智人的后代。而斯萬(wàn)特·佩博團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)尼安德特人的基因組進(jìn)行測(cè)序發(fā)現(xiàn),盡管尼安德特人已在大約3萬(wàn)年前滅絕,但現(xiàn)在的歐洲及亞洲人中,大約有1%至4%的基因組來(lái)自尼安德特人。換句話說(shuō),尼安德特人與分布在歐亞的晚期智人有過(guò)基因交流。
古人類(lèi)基因組研究,為現(xiàn)代生物學(xué)研究,尤其是進(jìn)化論的研究拓展了新的方向。對(duì)于生物學(xué)感興趣的同學(xué)們來(lái)說(shuō),斯萬(wàn)特·佩博的獲獎(jiǎng)更是為大家今后的專(zhuān)業(yè)選擇拓展了更多的可能。早在達(dá)爾文的時(shí)代,就有大量的科學(xué)家以對(duì)進(jìn)化論作為自己的研究方向。
早期的進(jìn)化論研究,科學(xué)家主要是依賴(lài)動(dòng)植物形態(tài)上的特征作為演化的證據(jù)。隨著DNA的發(fā)現(xiàn)以及我們對(duì)基因的研究越來(lái)越深入,進(jìn)化學(xué)家們有了更加高效而可靠的證據(jù),來(lái)研究物種之間的演化親緣關(guān)系。而古基因組工具的誕生,更是為這門(mén)生物選傳統(tǒng)的分支學(xué)科帶來(lái)了新的工具,也拓寬了無(wú)限可能。
而對(duì)于普通大眾來(lái)說(shuō),斯萬(wàn)特·佩博團(tuán)隊(duì)的研究更是對(duì)我們?cè)趺慈フJ(rèn)識(shí)我們自己,帶來(lái)了極大的啟發(fā):當(dāng)我們真正把人類(lèi)當(dāng)作一個(gè)“物種”去研究的時(shí)候,才會(huì)發(fā)現(xiàn)我們即使如此特殊此幸運(yùn),又是如此普通、如此渺小。
演化是一首漫長(zhǎng)而壯闊的史詩(shī)。我們?cè)敢庀嘈盼覀兊闹侨俗嫦仁莾?yōu)秀的,有著更靈巧的雙手,更聰慧的大腦,更先進(jìn)的身體構(gòu)造。然而隨著越來(lái)越多古人類(lèi)學(xué)的研究的證據(jù)浮出水面,我們也難免要感到失望——也許我們的勝出是一種隨機(jī)的結(jié)果,也許比起我們的兄弟姐妹來(lái),我們只是更加幸運(yùn)。
我們的尼安德特人親戚們其實(shí)有著更大的大腦,更強(qiáng)壯的體魄。他們與我們的區(qū)別其實(shí)并不大,甚至沒(méi)有出現(xiàn)生殖隔離,還可以進(jìn)行基因上的交流。但是也許是我們更擅長(zhǎng)邏輯推演,也許是我們更團(tuán)結(jié),也許單純就是更幸運(yùn),我們成為了演化的勝出者,而他們走向了滅絕的命運(yùn)。
對(duì)于人類(lèi)基因的研究更是從根本上否定了種族歧視的根據(jù)。當(dāng)今世界上現(xiàn)存的人類(lèi)其實(shí)都是一支智人祖先的后代,比起同一種族人和人的基因差異,種族之間基因上的差異可以說(shuō)是微不足道的。以基因?yàn)槔碛烧J(rèn)為某些種族比另外一些更擅長(zhǎng)或者不擅長(zhǎng)某些事,是沒(méi)有科學(xué)依據(jù)的誤解。
自然環(huán)境是隨時(shí)在變化的,比起恐龍主宰地球的1.6億年,我們出現(xiàn)在地球上的十幾萬(wàn)年不過(guò)是一瞬間。當(dāng)我們以“進(jìn)化”視角來(lái)敘事,似乎總以為自然億萬(wàn)年的演化就是為了讓我們這個(gè)“天選之子”對(duì)物種出現(xiàn),統(tǒng)治自然,管理萬(wàn)物。然而如果我們不好好珍愛(ài)環(huán)境,放肆地發(fā)動(dòng)戰(zhàn)爭(zhēng),那么最后消失的只會(huì)是我們?nèi)祟?lèi)自己。自然仍會(huì)演進(jìn),物種仍會(huì)更迭,只不過(guò)這時(shí)候再看智人這個(gè)物種的歷史,就好像是一個(gè)短暫出場(chǎng)的小丑,在舞臺(tái)中央自以為是地跳躍了一陣之后,就沒(méi)有下文了。
斯萬(wàn)特·佩博的獲獎(jiǎng)又一次提醒了我們,從一個(gè)“物種”的視角去看人類(lèi)我們是多么的渺小而脆弱,而面對(duì)自然我們必須心懷敬畏,珍愛(ài)我們來(lái)之不易的家園。
2022年諾貝爾
經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)解讀
解讀者:Ever Li
北京海淀凱文學(xué)校校長(zhǎng)
北京時(shí)間10月10日,瑞典皇家科學(xué)院諾貝爾獎(jiǎng)評(píng)審委員會(huì)宣布將2022年諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)授予本·伯南克、道格拉斯·戴蒙德、菲利普·迪布維格三位經(jīng)濟(jì)學(xué)家,以表彰他們?cè)阢y行和金融危機(jī)方面的研究成果。
這次獲獎(jiǎng)的三位經(jīng)濟(jì)學(xué)家中,本·伯南克卡美聯(lián)儲(chǔ)前主席的身份最為特殊。在出任美聯(lián)儲(chǔ)主席之前,伯南克曾在普林斯頓大學(xué)任教17年,曾擔(dān)任經(jīng)濟(jì)學(xué)系主任,發(fā)表過(guò)很多重要文章,其中就包括著名的金融加速器BGG模型。2006年,他以一名學(xué)者的身份掌舵美聯(lián)儲(chǔ)。在金融危機(jī)到來(lái)時(shí),他很快認(rèn)識(shí)到,其實(shí)整個(gè)市場(chǎng)的金融風(fēng)險(xiǎn)主要集中在幾家關(guān)鍵的金融中介機(jī)構(gòu)身上。于是他說(shuō)服并帶領(lǐng)美聯(lián)儲(chǔ)實(shí)施了一系列針對(duì)關(guān)鍵機(jī)構(gòu)的救助方案。而這些方案后來(lái)被認(rèn)為有效地遏制了金融危機(jī)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)蔓延。
三位諾貝爾獎(jiǎng)得主的研究從20世紀(jì)80年代就已奠定了現(xiàn)代銀行研究的基礎(chǔ),他們的分析在規(guī)范金融市場(chǎng)和應(yīng)對(duì)金融危機(jī)方面具有重要的現(xiàn)實(shí)意義,這些研究理論早已載入經(jīng)濟(jì)學(xué)教科書(shū),是久經(jīng)驗(yàn)證的經(jīng)典經(jīng)濟(jì)學(xué)模型。
與其他諾貝爾獎(jiǎng)項(xiàng)相比,諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)略顯“年輕”。因?yàn)樗俏ㄒ灰粋€(gè)并非根據(jù)創(chuàng)始人阿爾弗雷德·諾貝爾遺愿設(shè)立的獎(jiǎng)項(xiàng),而是瑞典中央銀行在1968年設(shè)立的。眾所周知,諾貝爾的遺愿中表示要以此獎(jiǎng)表彰“對(duì)人類(lèi)作出最大貢獻(xiàn)”的人士,那么經(jīng)濟(jì)學(xué)家何以同物理、化學(xué)、和平這些獲獎(jiǎng)?wù)咭黄穑蔀閷?duì)人類(lèi)做出最大貢獻(xiàn)的人士呢?換句話說(shuō),經(jīng)濟(jì)學(xué)的目的是什么呢?
經(jīng)濟(jì)學(xué)其實(shí)是一門(mén)很有“溫度的學(xué)科”。正如1992年諾貝獎(jiǎng)得主Gary Becker所說(shuō)的“The main purpose of economics is to understand and help to alleviate poverty.”經(jīng)濟(jì)學(xué)的主要目的是理解并且努力減輕貧困。” 當(dāng)然,經(jīng)濟(jì)學(xué)的本質(zhì)是研究關(guān)于人的選擇的科學(xué),核心的兩個(gè)概念就是“優(yōu)化(optimization)”和“均衡(equilibrium)”。我們同學(xué)們學(xué)習(xí)經(jīng)濟(jì)學(xué),可以幫助我們提供對(duì)很多問(wèn)題更深刻的視角,也可以給我們?nèi)松械暮芏噙x擇提供思考。比如學(xué)生們能夠更深刻地理解許多“看上去善良的意愿”為什么會(huì)導(dǎo)致“糟糕的結(jié)果”,也就是“心”和“腦”要分開(kāi)的問(wèn)題。
這里也鼓勵(lì)學(xué)生思考一些生活中的案例:
節(jié)假日高速路全部免費(fèi)通行,是否可以解決人們出行難的問(wèn)題?
如果高等教育全部免費(fèi),那么最終的受益者是窮困家庭的學(xué)生嗎?
為了保護(hù)環(huán)境強(qiáng)調(diào)垃圾必須清洗后再分類(lèi)回收,最終是保護(hù)了還是破壞的環(huán)境呢?
為了避免歧視,我們要求大學(xué)必須按照比例錄取不同種族的學(xué)生,是否真的促進(jìn)了公平。
而我最想講的一個(gè)關(guān)于經(jīng)濟(jì)學(xué)原理對(duì)人生選擇的啟發(fā)性來(lái)源于“消費(fèi)者選擇”的例子。這里先簡(jiǎn)單介紹一下“consumer's choice 消費(fèi)者選擇理論”,即:消費(fèi)者(consumer)如何在預(yù)算約束(budget constraint)內(nèi)選擇一個(gè)消費(fèi)組合(consumption bundle)來(lái)最大化自己的總效用(utility)。
假設(shè)我們要賣(mài)兩種商品A和B。我們的預(yù)算總是有限的,多買(mǎi)了可樂(lè)就必須少買(mǎi)披薩。這樣我們可以畫(huà)出第一條線:預(yù)算約束線(budget constraint),它表示的是消費(fèi)者支付得起的消費(fèi)組合。它的斜率衡量的是消費(fèi)者用一種物品換另一種物品的比率,也等于兩種物品的相對(duì)價(jià)格(一種物品與另一種物品的價(jià)格之比)。
其次,我們要考慮自己最喜歡什么,在圖上畫(huà)出一條無(wú)差異曲線(擁有2聽(tīng)可樂(lè)和3片披薩對(duì)你來(lái)說(shuō),和擁有1聽(tīng)可樂(lè)和4片披薩的感覺(jué)是一樣的)。
那么消費(fèi)者該怎么決策呢?消費(fèi)者想達(dá)到比薩餅和百事可樂(lè)最好的可能組合,下圖表示消費(fèi)者的預(yù)算約束線和其許多無(wú)差異曲線中的三條。消費(fèi)者可以達(dá)到的最高無(wú)差異曲線是正好與預(yù)算約束線相切的那條無(wú)差異曲線,相切的點(diǎn)被稱(chēng)為最優(yōu)點(diǎn)。
如果我們的預(yù)算變化了,又該怎么決策呢?我們看下圖,如果是預(yù)算減少,我們會(huì)放棄之前的最優(yōu)點(diǎn),但是尋找最優(yōu)點(diǎn)的原則是不變的。
消費(fèi)者選擇理論,在書(shū)本上理解起來(lái)并不難。然而在實(shí)際生活中執(zhí)行起來(lái)卻不容易。人在順境中容易做出理性的選擇,在逆境中卻常常動(dòng)作變形。當(dāng)我們遇到一些外生沖擊(不好的事情),使得預(yù)算約束線下移時(shí),很多人就放棄了做理性的最優(yōu)選擇的原則,反而因?yàn)樽员┳詶?,做出了一個(gè)“更糟”的選擇。
這里給大家舉一個(gè)例子。我們現(xiàn)在說(shuō)起汪精衛(wèi),往往是冠以“頭號(hào)大漢奸”的頭銜。然而在他的青年時(shí)期,卻是跟隨孫中山策劃革命,試圖行刺過(guò)攝政王載灃的民主革命人士。在辛亥革命之后,他也一度備受孫中山信任,在孫中山去世后一度擔(dān)任國(guó)民政府常務(wù)委員會(huì)主席和軍事委員會(huì)主席,繼續(xù)執(zhí)行孫中山的政策。
然后在后來(lái)的政治斗爭(zhēng)中,汪精衛(wèi)爭(zhēng)權(quán)奪利的斗爭(zhēng)中處境漸顯不利,尤其是在和蔣介石的政治斗爭(zhēng)中幾度下野、出國(guó),幾度從政治舞臺(tái)的中心位置旁落。此時(shí)的汪精衛(wèi)如果懂得經(jīng)濟(jì)學(xué)的消費(fèi)者選擇理論,那么他應(yīng)該重新審慎考慮新的處境,在抗日戰(zhàn)爭(zhēng)的大背景下選擇和為自己的祖國(guó)和人民反抗。他卻陷入和蔣的爭(zhēng)斗中,放棄了自己最初的信仰,最終選擇降日投敵,建立傀儡政權(quán),永遠(yuǎn)地被釘在了歷史的恥辱柱上。
孔子說(shuō)“君子固窮,小人窮斯濫矣”也是這個(gè)意思。在順境中做出合適的選擇固然是一種能力,遇到逆境還能夠堅(jiān)持選擇的原則,不因?yàn)槟婢持械亩艞壸约旱睦硇耘c信仰則更是一種屬于君子的美好品行。
這時(shí)我們不禁感嘆,在我們面對(duì)人生重要選擇的時(shí)候,那些真正的智慧都是相通的。智慧可以跨越東西方的傳統(tǒng)、古典與現(xiàn)代的隔閡、信仰與理想的力量,指引我們前進(jìn)的方向。
在這個(gè)諾獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)季,我們鼓勵(lì)每一位同學(xué)都去了解、學(xué)習(xí)一些經(jīng)濟(jì)學(xué)。不僅僅是為了拓寬自己的知識(shí)面,更重要的是給自己另一種看待、理解事物的視角。你們的青春剛剛開(kāi)始,人生還很漫長(zhǎng)。希望今天的所學(xué)、所想可以在今后某一個(gè)陰郁的夜晚,為你點(diǎn)亮一束光。
如果遠(yuǎn)方呼喊我
我就走向遠(yuǎn)方
如果大山召喚我
我就走向大山
雙腳磨破
干脆再讓夕陽(yáng)涂抹小路
雙手劃爛
索性就讓荊棘變成杜鵑
沒(méi)有比腳更長(zhǎng)的路
沒(méi)有比人更高的山
《山高路遠(yuǎn)》汪國(guó)真
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