想象力比知识更重要 | 物理学思维预告

爱因斯坦的相对论其实是“想”出来的

想象你在一个运行很平稳的火车上,如果不看窗外不断倒退的风景,只看车里桌上的一杯水的话,你如何判断火车是静止还是运动?

一个项目在小规模的时候运行良好,转向大规模执行时往往无法运转,最根本的原因是什么?

把一根筷子插到水里面,看起来筷子就是弯的,常规理解是光在水中发生了折射,但是为什么从光线从一点传到另一点会发生这种弯折呢?

日常生活中习以为常的现象和定律,你有没有想过它们是如何被定义的?如果你想做一个深度思考者,就必须去探寻背后更底层的规律。

5月18日上午10:30,清华大学微电子系副教授李铁夫老师,将为我们讲述爱因斯坦相对论背后的科学研究方法的改变——用纯粹思维的力量来把握科学真理。在物理学定律之下还有更深层次的定律——守恒律、对称性和最小作用量原理。这些定律不仅更普适,而且描述了物理学本身的规律和特点,通过对这些“定律的定律”的把握,我们可以突破观察的限制来建立全新的理论。

想要理解这个世界运行的最根本逻辑,所有事物运动都要遵循的定律,那就快快来追课吧~

商学院课程时间:05月18日 10:30主讲人:李铁夫 清华大学微电子系副教授重磅内容轻微剧透版

第一讲:相对论

爱因斯坦认为科学家的直觉判断和自由创造也能够把握真理,相对论的建立正是这种方法的体现。从此一种新的科学方法树立起来:理论来源于思想创造,并跟实验相结合,最后由事实来检验。

爱因斯坦相对论相比牛顿有什么突破?爱因斯坦的“聪明”之处在哪里?相对论给我们描绘了一个怎样的宇宙图景?广义相对论背后体现出怎样的科学思维方式的变化?

第二讲:对称性

对称性就是在一定变换之下的不变性。比如照镜子时,现实的我和镜中我。

生活中对称性无处不在,那么物理学定律的对称性又是什么含义呢?开普勒和爱因斯坦的研究工作受到怎样的“对称性”观念的影响?分形理论和对称性有什么关系?守恒律又和对称性有什么关系?

第三讲:最小作用量

最小作用量原理:不管在力学系统,还是在其他系统里面,都有这么一个作用量,系统会遵循让这个作用量最小的原则来运行。

不同系统有着不同的作用量,如何寻找正确的作用量?最小作用量原理与守恒律构成了物理学底层规律的坚实基础,让近代物理学突破了观察和研究的局限,也启发了我们突破认识局限的方法。

精彩观点抢先看

  1. 爱因斯坦认为,所有科学的概念和定律都是人类心灵的自由创造;理论物理的公理基础,不可能从经验中提取,而是必须自由地创造出来。
  2. 在爱因斯坦的物理学新基础的构建中,不仅经验和实验不重要,其他物理学家的思想也不重要,只有自由的创造才是最重要的。
  3. 不对称性往往是我们在工作和生活中容易忽略的,比如我们一项业务在小规模下运行良好的时候,很可能在大规模时就无法运转。大家都知道有一个叫最小可行产品MVP的概念,标度变换的不对称,就需要我们在对一个方案做MVP的时候,不仅要验证其可行性,还需要了解这个方案的各个要素随规模变化的规律。
  4. 造物主是一个精明的经济学家,他总是精心设计物理学定律,使得总成本最小。
  5. 物理学到了最后,你会发现就只有这么一张纸,上面写着最核心的几条定律的定律,但是怎么用这张纸,能不能用好这张纸,那就要靠个人的范式了。你自己的范式如果足够大,那就能够驾驭这些最核心、最底层、最广泛的原理,你就能解决更多的问题。
  6. 新的物理学带给我们新的思维,不应该仅仅从现实归纳经验来获取知识,而应该从底层思想出发去把握客观世界的规律,只有这样,才能真正发挥人类思维的创造性,也只有这样才能将我们的思维延伸到,更为广阔的未知区域。

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常见问题

爱因斯坦相对论相比牛顿理论有什么突破?

爱因斯坦认为科学家的直觉判断和自由创造也能够把握真理,相对论的建立体现了理论来源于思想创造,并跟实验相结合,最后由事实来检验的新科学方法。

什么是对称性?它在物理学中有什么含义?

对称性就是在一定变换之下的不变性,例如照镜子时现实的我和镜中我。物理学定律的对称性含义以及它与开普勒、爱因斯坦研究工作的关系将在课程中探讨。

什么是最小作用量原理?

最小作用量原理是指不管在力学系统还是其他系统里,都存在一个作用量,系统会遵循让这个作用量最小的原则来运行,这体现了造物主如同精明的经济学家般精心设计定律使总成本最小。

为什么小规模运行良好的项目在大规模时可能失效?

这是由于标度变换的不对称性。在对一个方案做最小可行产品验证时,不仅要验证可行性,还需了解方案的各个要素随规模变化的规律。

课程将介绍哪些‘定律的定律’?

课程将探讨守恒律、对称性和最小作用量原理这些比物理学定律更深层次的‘定律的定律’,它们更普适,描述了物理学本身的规律和特点。

新的物理学思维带给我们什么启示?

新的物理学思维启示我们不应仅从现实归纳经验获取知识,而应从底层思想出发把握客观世界规律,以发挥人类思维的创造性,将思维延伸至更广阔的未知区域。