微子基金,我儿子被哈工大数学物理与光电科学专业录取?
首先恭喜你的儿子考上国内理工科名校哈工大!哈尔滨工业大学(简称哈工大),隶属于工业和信息化部,拥有哈尔滨、威海、深圳三个校区,形成了一校三区的办学格局(南方的深圳校区也很漂亮)。从你所说的专业来看,应该是在哈尔滨校本部。严格来说,数学物理与光电科学并不是一个专业,而是一个“集群”,下文会详细说明。总体来看,这是一个不错的选择,但也有一些细节需要注意。
哈工大:历史悠久、贡献卓越的理工科名校哈工大始建于1920年,长期受国家重点支持,1951年被确定为全国学习国外高等教育办学模式的两所样板大学之一,1954年进入国家首批重点建设的6所高校行列(京外唯一一所),是新中国第一所本科五年制、研究生三年制、毕业生直接被授予工程师称号的理工科大学,被誉为工程师的摇篮。学校于1996年进入国家“211工程”首批重点建设高校,1999年被确定为国家首批重点建设的9所大学之一,2017年入选“双一流”建设A类高校名单,2019年《美国新闻和世界报道》(USNEWS)工程学全球排名第六。学校有一大批国际国内排名领先的专业,就不一一罗列了。
哈工大实力雄厚,创造了多个“中国第一” :创立了中国高校第一个航天学院,发射了中国第一颗由高校牵头自主研制的小卫星,在中国首次实现了星地激光链路通信、首次实现了激光全自动束靶耦合引导(神光-Ⅲ靶场光电及控制系统),诞生了中国第一台会下棋能说话的计算机、第一部新体制雷达、第一台弧焊机器人和点焊机器人、第一颗由高校学子自主设计研制管控的纳卫星、第一支登上春晚舞台的大学生机器人舞蹈队。在“天眼”工程、“龙江二号”等国家重大工程项目中做出积极贡献。总之,是一所名符其实的理工科名校。
要说缺点,可能是地理位置较偏,气候、饮食等方面,对南方学生而言是一大挑战。但独特的冰雪资源和东北幽默文化,也是非常具有吸引力的。
大类招生、大类培养、专业分流:数学物理与光电科学集群,新生入学后的第一学年秋季学期(既第一学期)结束后要注意选好专业。2019年,哈尔滨工业大学(本部)采用大类招生、大类培养模式,将本部35个专业大类整合成8个专业集群,包括6个工科试验班、1个经济管理试验班、1个文科试验班。
入学后,哈工大还会对大类(集群)实行专业分流,除(智慧人居环境与智能交通)和(数学物理与光电科学)两个集群是在新生入学后的第一学年秋季学期(既第一学期)结束后,其余四个工科集群及经济管理试验班(集群)均在新生入学后的第一学年夏季学期(既第二学期)结束后,开始大类集群内专业分流,且所有学生均可在第一学年夏季学期(既第二学期)结束后同时进行申请跨类(集群)转专业选择(文、理生不能跨类互选)。专业分流或转专业将依据各大类(集群)的选择要求,基本遵循“分数优先、遵循志愿”的主要原则进行选择接收。
数学物理与光电科学集群本身包含2个学院的6个专业(详见下图),分流时应该要明确具体专业。再加上学校开放的转专业选择机会,入学后可以选择的专业还是很多的。要根据自身情况,综合考虑,选好专业,这也直接影响到今后的就业和方方面面。
就业前景广阔,质优面广,前提是个人能力和综合素质过硬。
1、就业机会多多。哈工大毕业生在就业市场上很受欢迎,就业面向全国,尤其是北上广深。每年有超过5000家用人单位从全国各地到哈工大校园招聘。以2018届毕业生为例,到哈尔滨工业大学校本部举办毕业生专场招聘会的单位3680家,参加毕业生大型招聘会的单位1830家,入校招聘单位共计5510家(含国防科技工业单位853家、世界500强及所属单位632家、国内500强及所属企业1615家)。
2、就业单位优质。包括华为、中建集团、中航集团、中兴通讯、中电科技、中航科技、中航科工、国家电网、华兴光电、恒大集团、上汽、中国一汽、腾讯科技、百度、招商集团、比亚迪、中海地产、中科院等国内外知名企业、高校及科研、设计院所等。
3、发展前景广阔。只要专业过硬,综合素质高,工作后努力干,有机会成为行业的主力甚至是领军人物。 国家大力发展智能制造、人工智能等新兴产业,对理工科人才的需求和支持力度是巨大的。
万丈高楼平地起,现阶段的主要任务还是好好学习,天天向上。有好的学校、好的平台,关键还要靠自己不懈努力。要想成才,必须花时间、花精力、动脑筋、下苦功。哈工大有很多实验和课程,课程难度一般都比较大,可能还会占用很多课余时间,有些大实验做三四十个小时都是稀松平常的事情。把时间花在有价值的事情上,不虚此行,不负青春。
最后,祝你儿子能选择好适合自己的专业。走好人生每一步,努力成为国家的栋梁之才!
你觉得下一个类似相对论的科学理论或类似爱因斯坦的科学家什么时候才能出现?
答:个人觉得会在本世纪出现,其实已经有理论在逐渐向终极理论靠拢了。
纵观整个科学的发展史,每一次科学革命都不是偶然出现的,而是科学技术和科学理论积累到一定程度后,才能激发更高层次的理论诞生。
比如牛顿力学诞生前,占星学家迫切希望行星运动规律得到更本质的解释,哲学家希望有一套解释事物发展的法则。
在牛顿出现之前,伽利略总结得到了惯性定律,开普勒提出了行星运动三大定律,行星的运动数据被人类掌握,但是缺乏一套解释天体运动本质的理论,这时候牛顿力学孕育而生。
相对论和量子力学的诞生,也有着不可或缺背景,比如迈克尔逊-莫雷的光速不变实验、光电效应、原子模型、黑体辐射等等。
正是这些问题,逐渐引出了相对论和量子力学,经过100多年的发展,相对论和量子力学已经成为现代物理学的基础,但是实际当中还是存在许多问题。
比如:
(1)暗物质和暗能量是何物?
(2)黑洞内部的物理规律是什么?
(3)量子纠缠的本质是什么?
(4)宇宙大爆炸之前是什么?
(5)宇宙命运如何?
……
这一系列的问题,在现有科学体系下还没有得到合理的解释,相信在将来必定会诞生全新的理论,使这些问题通通得到解决。
如果有幸,或许在21世纪,就能出现一次物理学的革命;比如上世纪末诞生的超弦理论,就被认为是终极理论的候选者之一,只不过超弦理论过于艰深,理论发展和完善还需要时间。
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如何看待今天科学界所提的引力波?
引力波被观测证实,推导出一个“细思极恐”的秘密
科学界最近发生了一件大事,为了观测百年前爱因斯坦预言存在的"引力波",耗资数十亿美元的引力波观测装置"LIGO"终于获得了成功,捕捉到了一个0.2秒的引力波信号。这一事件在科学界可以说是里程碑式的事件,这是人类第一次用观测手段证实广义相对论 ,尽管对水星近日点运动的观测也可以证明广义相对论的正确,但这远远没有对引力波的直接观测来得更震撼人心。
爱因斯坦的广义相对论在科学领域已经广为认可,甚至广义相对论的应用也已经深入我们的日常生活,比如GPS导航信号如果不经过广义相对论的修正根本无法使用。但是对普通人来说,引力波被观测证实的新闻和充斥媒体的八卦新闻一样,只不过是给人增加一点谈资,似乎并没有多大意义。然而,如果仔细思量这一科学事件,会发现其中蕴含着一个与每个人都密切相关的秘密,这个秘密包含着这样一些信息:我们生活的世界是怎样的一个世界?生命的本质是什么?活着的意义是什么? 当然,对于有些人来说,即使是这些问题也是没有意义的,因为有些人活着只为了赚钱,赚钱只为了活着。有个放羊娃的故事相信都有听过:
为啥放羊?
为了攒钱。
攒钱为啥?
为了娶媳妇。
娶媳妇为啥?
为了生娃。
生娃为啥?
为了放羊。
有人也许会说,赚钱是为了活得更好,活得更有尊严什么的,然而这并没有改变和放羊娃一样的生活实质,只不过是放羊娃的升级版而已。
那么,我们究竟可以从引力波事件中读出怎样的信息呢?
要理解引力波,我们要从最简单的一维波开始。两人分别拿着一根长绳的两端,当一个人给于这根绳子以能量——抖动一下,会看到这能量以波动的形式沿着绳子传递到另一端,这就是一维的波动。一维的波动可以在更高的维度,二维的平面或三维的立体空间中得到展示,而处在一维之中的生物是无法感知的。想象一只体积无限小的蚂蚁,它的一生都在一根直径无限细的长绳上度过,在不考虑地球重力空气阻力等三维空间因素对长绳和蚂蚁的影响下,长绳中的波动,对蚂蚁来说是不存在的。 蚂蚁一生只有三种动作,前进、停止和后退,不论长绳多么剧烈的抖动,对蚂蚁做这三种动作没有任何影响,因而对蚂蚁来说,一维的波动并不存在。 但是,一个具有二维视角的生物,会将一维的波动看得很清楚,因为一维的波动在二维的平面中会完整的展示出波动的形状。这个二维生物有可能因而耻笑一维蚂蚁的无知。
当世界只是一个平面的时候,平面里的生物是无法理解象升高、降低、跳跃、 起伏等这类三维空间里才有的词汇,这是视角决定的。同理,当一个波动发生在二维平面世界,二维生物同样无法感知。对于二维生物来说,世界从来都是平的(对于二维世界生物的词典里,甚至连"平"这个词汇也没有,因为"平"是和"高""低"等三维世界词汇相对应的概念 ),所谓的平面波动,那是完全的臆测。但是,作为三维世界的我们,可以清楚的观测到二维平面的波动,例如水面泛起的涟漪。二维波动在三维空间可以得到完整的展示和体现。
当波动发生在三维空间会怎样?这就是引力波。
是的,我们的空间是会发生扭曲变形的。如果你难以理解什么是空间的扭曲变形,那很正常,因为我们已经太习惯于三维时空观了。就像一维蚂蚁理解不了一维波动,二维生物理解不了平面波动,习惯于三维时空观的我们同样难以理解什么是时空的波动,因为波动的形态只有在更高的维度上才可能完整展示。 但是,吊诡的是,作为三维生物的人类,居然可以实测到这种波动!这是最奇特的地方!
如前所述,一维蚂蚁世界只有三种经验,前进、停止和后退 ,基于这种经验发展出的科学也只能是一维线性科学,比如关于前进和后退速度的理论,但绝无可能发展出可以观测一维波动的科学,因为这已经超出了一维生物的经验,在一维世界里,如果谈论一维波动什么的,那绝对是属于非理性的玄学或宗教。
同理,二维世界的科学也只可能限定于二维平面世界的经验,当然会比一维世界显得更高级,比如不仅有前进后退,还可以转圈,可以左右转弯,因此能发展出二维平面科学,用二维平面科学技术就可以观测到发生在一维的波动。但是同样的,二维生物绝无可能发展出观测二维波动的科学,象"高度"、"跳跃"、"平面"等词汇在二维世界是不存在的,在二维世界里谈论平面波动什么的,同样属于非理性的玄学或宗教,因为这完全没有任何实践经验支撑。
引力波被证实这一事件的奇特性在于,三维世界里的人类竟然可以观测到三维世界的波动,这在逻辑上是说不通的。如果我们现有的科学理论完全是脱胎于三维时空,那么从逻辑上就不可能推导出可观测三维时空波动变形的理论。现实是,引力波这种时空的波动的确被观测到了,这只有三种可能:一、观测信号为假信号,广义相对论依然无法证实 ;二、人类并非只是生活在三维空间;三、现有的科学理论中有某个要素的来源是超越三维时空的。
第一种情况中,假信号的可能性的确存在。假信号不仅可能来源于各种干扰源和噪音,比如各种震动、电力的干扰等等,还可能来源于某种人为的欺骗,比如人为输入的假信号。
在此,我们有必要信任人类科学家的科学精神,观测引力波的项目"LIGO"不仅耗资巨大,牵涉的科学家亦多达百位,为此耗费的时间长达三十多年。选择相信这次的观测结果,是一个理性的选择。即使抛开这些,观测到引力波也仅仅是个时间问题,因为广义相对论已被全方位的证实,好比款已到账,只差去银行取出来这一步。对此物理学家们心里明白得很,否则也无法说服政府来投资兴建如此耗资巨大的工程。比如中国的引力波探测工程"天琴计划"也在不久前启动,预计耗资150亿人民币。
第二种可能,人类并非只是生活在三维空间。对于这一点,我们即无法证实也无法证伪。有个平行宇宙理论就认为,存在着无数多的平行宇宙空间,我们在生活中每时每刻的选择都可能导致一次空间的分 裂,因而存在着无数种可能性的空间。这种理论,其实和宗教神学一样,可以选择相信或不信,是个人的自由,但却不是基于科学精神的理性选择。
第三种可能,即广义相对论中,有某个要素是超越于三维空间的。正因为有这样一个要素的存在,我们的科学家才可能发展出可对三维世界波动进行观测的理论和方案。那么这一个要素是什么呢?
事实上,这个要素很容易被找到,它就是光速。"LIGO" 计划的本质就是利用光速在真空中传播速度恒定这一定律来检测空间中两个方向的光到达同一地点的时间,当排除干扰后,如果两个等距的光线传播时间不同则说明空间在一个方向发生了拉伸,在另一个方向发生了压缩。
如果没有光速恒定这一要素,人类是不可能感知到三维空间被拉伸或压缩等变化的。设想一下,如果我们生活的空间以及所有的一切在某天突然暴涨了100倍,甚至连光速都快了100倍,你能感知到吗?事实是不能。这种等比例的增长或压缩对我们来说没有任何意义,这也是一维和二维生物感知不到自身世界变化的根本原因。
但有一种情况是例外:假如,二维平面在一维世界产生了一个投影,智慧的一维生物或许会对这投影进行研究,找出其中的规律。虽然他们最终不可能超越一维世界,但他们的确有可能感知到二维世界。三维世界如果在二维世界产生投影,二维智慧生物也可能对这投影进行研究,虽然他们不可能超越二维平面来"看到"三维世界,但是却的确可以通过理论来感知到高维世界的存在。同样的,高维世界可以在三维世界产生投影,引力波的观测结果表明,我们这些三维世界的生物的的确确感 知到了空间的变化,而光速就很可能是高维世界在我们三维世界的投影!
当有某个要素是不受时空影响的时候,其实是件很诡异的事情。当神学者说有个超越时空之外,永恒不变的上帝时,作为一个理性的人,往往会嗤之以鼻。但是,引力波的观测表明,的确有超越三维的世界存在,否则作为三维世界的我们不可能感知到三维世界的变化,而光速就是联结三维世界与高维世界的纽带!至于光的本质是什么?光速为什么超越时空恒定不变?包括爱因斯坦在内的物理学家们无一能给出答案,而找出这个问题的答案,或许就能打开一个新世界的大门!
中国的基础科学家?
王贻芳,1963年2月20日出生于江苏南京,实验高能物理学家,中国科学院院士、俄罗斯科学院外籍院士、发展中国家科学院院士,中国科学院高能物理研究所所长、研究员、博士生导师,中国科学院大学核科学与技术学院院长。
1984年王贻芳从南京大学毕业后前往瑞士日内瓦的欧洲核子中心,参加物理学家丁肇中领导的L3实验,专业研究高能粒子。
1991年获得意大利佛罗伦萨大学博士学位。
1992年在美国麻省理工学院核物理实验室任研究人员。
1996年进入美国斯坦福大学物理系任助理研究员。
2000年入选中国科学院百人计划。
2001年回到中国,担任中国科学院高能物理研究所研究员。
2002年获得国家杰出青年科学基金资助。
2012年3月8日王贻芳团队实验测得新的中微子振荡模式,该实验入选美国《科学》评选的“2012年十大科学进展”。
2013年入选国家万人计划。
2015年当选为中国科学院院士,11月9日获得基础物理学突破奖,是首位获得该奖的中国科学家。
2016年当选为发展中国家科学院院士。
2017年出任中国科学院大学核科学与技术学院院长。
2019年获得未来科学大奖“物质科学奖”。
王贻芳长期从事高能物理实验研究。在中微子方面,是大亚湾实验方案的主要提出者,领导完成其设计、建设与研究;提出并领导了江门中微子实验。在正负电子对撞方面,领导了北京正负电子对撞机上新的北京谱仪的设计、建造及前期的研究。
假设一个氢分子以光速撞击人体?
“您知道,187J3X1正处于像太阳一样的稳定期,是绝对不可能成为爆发成新星的。而且我们观测到了它被摧毁的过程:一个接近光速的物体击中了187J3X1,那东西体积很小,他们把它叫做光粒,它穿过恒星外围气层的那一瞬间才从尾迹被观测到,光粒虽然体积小,但由于十分接近光速,它的质量被相对论效应急剧放大,击中目标时已经达到187J3X1恒星的八分之一,结果立刻摧毁了这恒星,187J3X1的四颗行星也在爆炸中被汽化。”
这是科幻小说《三体》中描述的一颗恒星被高等文明毁灭的场景。
根据爱因斯坦的公式,当一个物体的速度越快,所具有的能量就越大,而当速度越接近光速能量就越接近无穷大,当它与物体相撞,能量的释放自然是巨大的。
但是一个氢分子(两个氢原子组成)加速到光速,就能如网友所说的,能直接摧毁太阳,甚至是地球吗?
你别说,这种事儿以前还真的发生过:
1978年7月13日,一个叫布戈尔斯基的科学家在检查苏联的粒子加速器时,不小心被卡住了,不巧的是,此时正好有一束被加速到基金光速的粒子束经过,正巧从他脑袋中穿过,爆了头。
老布并没有人体爆炸,粒子加速器也并没有损坏,地球更没有报销。
不过老布虽然没有死,不过确实很受伤,半张脸瘫痪,但是并没有影响智商,他康复后继续从事相关工作。
没错,高能粒子被加速到接近光速之后,在粒子的尺度上,的确能量无穷,但放大到宏观尺度上,它的能量就没那么大了。
在粒子世界里,有一种现象叫粒子隧穿效应,指的是粒子可以穿越位势垒的现象,大白话说,就是一座墙,一颗粒子可以不用绕,就能瞬间穿过墙体。
人体看似百十八斤的挺敦实,但在粒子“眼”里,人体就像张渔网一样,全是洞,如果自身没有电荷,如中微子,穿过去就轻松简单的很。
X射线拍片就是这个道理,射线可以轻松穿过人体,形成图像。但是照多了没好处,就是因为X射线在穿过身体的过程中,难免会跟组成人体的原子发生关系,进而产生损害,所以X射线不能多照,就是在这个理儿。
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