10月11日、12日下午,2012年诺贝尔物理学奖得主David J.Wineland深入我校物理与电子工程学院课堂,在成龙校区第一教学楼C区205教室为同学们带来了两场别开生面的物理课。物理与电子工程学院教授赵国平作现场翻译,并对David J.Wineland的讲授内容进行辅助讲解。
10月11日下午,David J.Wineland为同学们讲解“量子论将改变我们的生活,使我们的生活更美好”。课堂上教授分享了一些现代物理学上的重要人物及他们的突出成就:马克斯·普朗克提出麦克斯韦方程和统计力学无法解释黑体辐射的光谱;阿尔伯特·爱因斯坦在普朗克的成就之上,介绍了光子的概念;欧内斯特·卢瑟福推断出一个原子是由一个小的、重的、带正荷的原子核组成的,原子核周围环绕着电子……还与同学们一起探讨了薛定谔方程、海森堡方程。和大家一起探讨了量子模拟实验。
10月12日下午,Wineland教授围绕原子钟的若干问题,就为什么原子钟如此精确、原子钟基本要素、光学原子钟、未来科学等话题为同学们进行了讲解。教授举例形象说明了传统的摆钟计时之所以会出现偏差,是因为它依靠钟摆周期运动的原理走动、难于控温、钟摆易磨损且有地心引力。基于此,Wineland教授所在的团队制作出能够精准测量时间的原子钟。教授对原子钟的工作原理进行了详细解释:他们通过实验发现原子能状态叠加就像钟摆一样。通过一个处于量子态的离子充当原子钟而通过另外一个处于量子的态的离子或是可见光的激光脉冲来读取时间,因此测量时间不会受到地理位置的影响,精确度可高达10的负15次方以上。而谈到光学原子钟时,教授实验得出的结论是光学原子钟的钟摆走动频率更快,原子吸收范围更窄。
David J.Wineland教授的课堂氛围平等轻松,同时注意结合学生个性设置问题,以幽默的语言让学生纷纷参与到课堂中去,气氛活跃。在报告中,物理与电子科学学院学生提出了“在粒子物理中只有基本粒子和基本波,所以波粒二象性是否真的正确?”、“时间是连续的吗?”、“实验中环境因素要如何控制呢?”、“原子钟可以预测气候气温吗?”等问题,Wineland教授都给予了耐心详尽的解答。
10月12日晚,David J.Wineland教授在狮子山校区学术报告厅作了主题为“浅谈中美教育差异以及赴美留学的建议” 的学术报告。我校各学院师生近两百人到场聆听报告。
关于中美教育问题,Wineland教授着重谈到了中美教育在学制上的差异。美国的学制分为学前教育、小学教育、初、高中教育、高等教育以及博士生教育,在阶段上大致与中国相同,不同之处在于美国各阶段教育的入学年龄与就读时间。学前教育的教育对象为3-5岁的儿童;小学教育从5岁开始,分为8个年级;初、高中的就读时间为四年,分三种不同类型的学校;大学的就读时间为四年,在专业学校外还设有技术学校、初级学校、研究生学校三种类型;博士生教育则侧重于寻找实习岗位。
在介绍美国高等教育的申请条件时,他从本科教育申请和研究生教育申请两个方面展开了讲解。本科教育和研究生教育申请的首要条件都是前一阶段的成绩平均绩点,其次是标准化的入学考试,本科为ACT(美国大学入学测试)和SAT(学业能力倾向测验),研究生为GRE(美国研究生入学考试)。学校除了考察学生的学习成绩,还要考察学生的课外实践活动、论文与推荐信,每一样都是必不可少的。
Wineland教授也为在场的同学介绍了美国最新的教育项目,由奥巴马政府提出的科学与技术方案,在这一方案推进的同时,各个大学也会推进自己的延展方案,以俄勒冈大学物理学院为例,其延展方案包括七个项目:如科学马戏团、太阳能、电子宇宙等项目,这些项目都是学校为学生拓展的科学项目。
在报告的最后,Wineland教授分享了自己的一些经历。他于1961年进入美国加利福利亚大学学习农业,1963年进入加州大学伯克利分校学习物理,1965年进入哈佛大学接受研究生教育,随后在华盛顿大学取得博士后学位。1975取得学位后,他进入NIST(美国国家标准技术研究所)工作了43年,2018年进入俄勒冈大学工作。他提到,在他的求学路上父母给了他很多鼓励,不仅关注、重视他的教育,也给予了他充分的自由去进行自主的探索。他希望在座的各位同学都能找到一条属于自己的道路去努力奋斗、认真钻研。