北大清華課程互選(清華北大選修課)
北清互選課去年開課
頻頻引發(fā)熱議
北清互選課開課以來
五個學(xué)期內(nèi)
兩所學(xué)校提供許多優(yōu)秀課程
很受學(xué)生歡迎
而在北京大學(xué)
有這樣一門課程
獲得清華學(xué)子高度評價
“簡明量子力學(xué)”
究竟有何種魅力
吸引同學(xué)們強推呢？
快來和小北一起探索吧！
在北大課堂，探秘量子力學(xué)宇宙
當(dāng)提及“量子力學(xué)”這個概念時，你第一時間會想到什么呢？是經(jīng)典物理學(xué)“晴天上的烏云”？是那個著名的思想實驗“薛定諤的貓”？還是那句流行的梗——“遇事不決，量子力學(xué)”？時
量子力學(xué)新習(xí)語
無論你是否是一個“量力而行”的人，不可否認(rèn)的是它已然滲透到了我們生活的方方面面，手機、電腦、激光、核磁共振儀……無人能再接受沒有應(yīng)用量子力學(xué)的世界，量子力學(xué)的重要性不言自明。作為現(xiàn)代物理學(xué)的兩大基礎(chǔ)理論之一，它誕生于20世紀(jì)初期，卻因為復(fù)雜難懂，直至百年后才真正走進大眾的視野。這些“出圈”的梗，既是量子力學(xué)“火”起來的證明，也顯露出人們對量子力學(xué)神秘面紗后真容的好奇之心。
吳彪老師的課件
為了防止大家高估自己的能力，“簡明量子力學(xué)”這門課程在北京大學(xué)應(yīng)運而生。這是一門年輕的課程，于2018年秋季首次開設(shè)，到如今也才四個年頭，卻已經(jīng)在北大刮起了一股“度德量力”之風(fēng)。
簡明量子力學(xué)課堂
談開班初衷，老師——北京大學(xué)物理學(xué)院量子材料科學(xué)中心的吳飚教授不掩熱愛：
首先，我非常喜歡物理這門神奇的學(xué)科。我想盡可能多地分享其中神奇的現(xiàn)象和有趣的事情。還有一點就是去偽存真。
話鋒一轉(zhuǎn)，他提到了一些奇怪的現(xiàn)狀。
媒體幾乎每天都會報道量子通信和量子計算機等內(nèi)容。但這些報道實際上包含許多夸大和不實的內(nèi)容，有的甚至是完全錯誤的，具有很強的誤導(dǎo)性。因此，我的課一個很重要的方面就是解釋什么是錯的，什么是對的，讓學(xué)生能夠理解背后的具體概念，至少不會被誤導(dǎo)。
正是因為這種熱情，吸引了越來越多同樣對量子力學(xué)感興趣的學(xué)生來聽講座。截至2021年春季，“簡明量子力學(xué)”已經(jīng)變成了北大最熱門的通識教育課之一，不僅北大有470余名同學(xué)選課，還有清華的同學(xué)慕名前來學(xué)習(xí)。
由于通勤的疲憊，在北京大學(xué)和清華大學(xué)之間旅行可能并不容易。對于清華的李啟靜同學(xué)而言，也曾有找不到路，繞了好久才找到老師的辦公室的烏龍時刻。但課程的魅力足以消弭這些問題，的電話
”
一開始我覺得這門課聽起來很難，后來發(fā)現(xiàn)這門課確實很簡潔，主要是科普，而且比較基礎(chǔ)。
李其靜同學(xué)這樣說道。除課件外，老師不時發(fā)布的課外閱讀資料，以及組織的關(guān)于真和美的標(biāo)準(zhǔn)的討論，也都給她留下了頗深的印象。面對不同背景的同學(xué)，在思維碰撞的剎那，一種別開生面的課堂體驗也就接踵而來。
能成為讓人“不遠隔壁”的“絕世好課”，靠的可不僅僅是量子力學(xué)的魅力。對于不斷增長的選課人數(shù)，吳飚教授有些驚訝，但更多的是能夠分享更多知識的喜悅：
到目前為止，我一共舉辦了4節(jié)課。第一次只有43名學(xué)生選擇，第二次有130多名學(xué)生選擇。也許他們認(rèn)為第一次就有效，至少有時是有口頭傳播的。此后學(xué)生人數(shù)逐年增加。例如，2020年，該課程上線時，有300多名學(xué)生參加課程。今年有兩個特別的變化。一是學(xué)校將這門課程從公選課改為通識課程。另外就是學(xué)校還開放了清華生的課程報名名額。僅今年就有超過400名學(xué)生前來。
說到這里，他開玩笑說：“估計下學(xué)期學(xué)生人數(shù)不會增加了，因為北大最大的教室只能坐500人，所以就到此為止了?！?/p>
量子力學(xué)，想要簡明不簡單
雖然吳飚教授語氣輕松，但誰都知道要把量子力學(xué)講清楚絕非易事。在選課的同學(xué)當(dāng)中，就有大部分是沖著這課的“簡明”二字來的，上過課的藥學(xué)院19級學(xué)生白雅超就是其中一員，她曾經(jīng)對量子力學(xué)的印象只停留在“高深且難以運用于實踐”上，所以她的選課理由很簡單：
”
當(dāng)我看到這門課程時，我想知道以前我認(rèn)為極其復(fù)雜的量子力學(xué)是否真的可以變得像這門課程的名字一樣簡潔。
復(fù)雜的量子力學(xué)
很多人對量子力學(xué)的第一印象可能和白老師一樣：量子、量子、力、科學(xué)。每個詞他們都認(rèn)識，但為什么放在一起卻看不懂呢？媽的，你是哪一步?jīng)]做到？
不過沒關(guān)系，我們不是孤軍奮戰(zhàn)！就連著名物理學(xué)家玻爾也有話要說：“如果有人第一次聽到量子力學(xué)而不感到困惑的話，說明他沒有聽懂?！睅缀跛腥硕颊J(rèn)為量子力學(xué)與“簡明”天然互斥，講懂它的難度可能和學(xué)懂它的難度不相上下，而吳飚教授自信地接受了這個挑戰(zhàn)。“我設(shè)計這門課的時候，就是設(shè)計成學(xué)生只要懂高中的物理和數(shù)學(xué)就可以了?！弊鳛橐婚T通識課，它面對的將是北大所有專業(yè)的同學(xué)，而吳飚教授也一直把文科同學(xué)放在心中?！按蠹也粫跀?shù)學(xué)上遇到什么問題的，我這門課每年都有文科生選，而且事實上，每年考的最差的也不是文科生，而都是不用心的理科生?！眳抢蠋熜χＵＱ劬Α?/strong>
對于非物理專業(yè)的學(xué)生來說，吳飚教授降低量子力學(xué)門檻的努力，讓他們有機會進來唱“不去花園，怎會知道”春天的美麗”。他們認(rèn)識到，真正的量子力學(xué)并不是那么晦澀難懂，反而是一門十分有趣的探索微觀世界真實狀況的學(xué)科。2018級臨床醫(yī)學(xué)院的袁文琦同學(xué)憶起課上場景仍然津津樂道：
”
吳老師的講課簡單易懂，幽默風(fēng)趣，時不時穿插一些有趣的故事。非常難能可貴的是，吳老師親自把公式寫在黑板上。與一整段的PPT相比，板書一筆一筆地讓學(xué)生知道公式是如何推導(dǎo)的。對物理感興趣的同學(xué)一定不能錯過。物理零基礎(chǔ)知識的新手也可以來聽聽。
吳彪老師正在黑板上寫字
除了課堂上的興奮，課后與吳老師的交流也給同學(xué)們留下了深刻的印象。疫情期間網(wǎng)課：17級外國語學(xué)院的李沅鑫回憶道：
”
吳老師隨時可以在微信群里解答問題。只要大家有關(guān)于量子力學(xué)的疑問，他都能給出非常通俗易懂的解釋，這一點我非常佩服。
這個講解的過程被吳飚教授視為“教學(xué)、教學(xué)”。他很喜歡下課后被學(xué)生包圍，問問題半個多小時。
我知道學(xué)生在想什么，他們讓我知道哪些概念需要解釋。因為我研究量子力學(xué)三十多年了，說實話，有很多東西對我來說感覺是理所當(dāng)然的。但課后學(xué)生的提問會讓我意識到這件事并沒有那么簡單，需要更多的解釋。以后寫講義的時候，我會改進這方面的。
這樣，在師生互動過程中，課程內(nèi)容不斷升級和完善，并用于當(dāng)前講義貝爾不等式的“玩具汽車”例子其實就來源于第一次上課時一位同學(xué)的問題。這個問題至今還貼在吳教授辦公室的門口，讓他每每提起來都很興奮：“我自己的話是不會想到這方面的，但是學(xué)生的問題就促使我去想一個日常生活中的例子，來解釋經(jīng)典超距關(guān)聯(lián)不會違反貝爾不等式這件事情?！眳墙淌谡J(rèn)為，學(xué)生們常有閃光的提問，甚至對他的科研都有一定程度的助益。“他們常常讓我看到同一個事物的不同的角度，是很促進我的思考的?！?/strong>中的講解
貝爾不等式的玩具車版
文理碰撞，思維爭鳴
除了與吳老師的交流之外，本課程另一個有價值的交流伙伴無疑是來自不同專業(yè)的學(xué)生。在課程建立的微信群中，大家的討論氛圍和諧且活躍。很多時候，群里是從早上討論到晚上，有些時候到了后半夜還在討論。討論的內(nèi)容極少關(guān)于怎么解題，一般是一些有趣的量子現(xiàn)象啊、怎么理解啊，或者身邊一些自稱“量子”的產(chǎn)品是不是真的有量子的效應(yīng)起作用之類的。
吳彪老師微信群解答問題
根據(jù)2020年的助教孔令琦同學(xué)回憶，不同學(xué)院同學(xué)們往往會展現(xiàn)出不同的“氣質(zhì)”：
”
醫(yī)學(xué)院學(xué)生的作業(yè)普遍比較嚴(yán)肅、活潑；化學(xué)與數(shù)學(xué)學(xué)院的學(xué)生經(jīng)常討論對物理模型的理解和疑問；數(shù)學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院的學(xué)生作業(yè)中有一些非常飄逸的書法，有的認(rèn)真運用。乳膠排版；外國語學(xué)院和中文系的學(xué)生也很認(rèn)真。
課程作業(yè)（白雅超供圖）
以及2021年新號碼關(guān)于“什么是真和美的標(biāo)準(zhǔn)”的爭鳴會更是給同學(xué)們留下了極為深刻的印象。對于這個議題，吳飚教授介紹道：
這其實源于量子力學(xué)中最微妙的概念，也是最有爭議的話題————測量。關(guān)于量子測量將如何影響量子系統(tǒng)及其后果，存在許多不同的觀點。主要有兩個學(xué)派：——哥本哈根理論和多世界理論。但遺憾的是，我們?nèi)匀粺o法用實驗來判斷各學(xué)派的是非。這就可以引出一個問題：——在很多沒有實驗?zāi)芰Φ膶W(xué)科，比如量子力學(xué)這一部分、社會科學(xué)，這個時候，人們應(yīng)該如何判斷真與美的客觀標(biāo)準(zhǔn)呢？我們討論過，我覺得至少效果還不錯，以后還會繼續(xù)做。
在這個相對開放的話題中，不同專業(yè)背景的同學(xué)們根據(jù)自己對量子力學(xué)的理解自由發(fā)言，同時加深了對量子力學(xué)的理解。也讓不同專業(yè)的學(xué)生運用各自的理解，真正將量子力學(xué)運用到思維中，融入到生活中。2021年的助教秦鑫同學(xué)說起課程最后這場爭鳴會也是感觸頗多：
”
大家的表演非常精彩，既有理工科的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度，又有哲學(xué)人文的整體浪漫。不同專業(yè)的學(xué)生將自己的思維邏輯融入其中，就像“量子力學(xué)本土化”一樣，提出了許多新穎獨特的觀點。對我來說，豐富多彩的解釋充滿了我基于片面科學(xué)思維模式的固有觀念。
另一方面，作為北青新增的互選課之一，這次嘗試也取得了預(yù)期的效果?！耙婚_始，教務(wù)處只給了清華學(xué)生不到10個名額，但我最終拿到了15個名額，”吳教授略帶自豪地說，“我想，雖然他們大部分都是工科和生理學(xué)的學(xué)生，但在從某種意義上說，這是一個向他們普及量子力學(xué)的機會，讓他們得到一些更客觀的介紹?！?/p>
這顯然是一次交流和學(xué)習(xí)的絕佳機會。固有的思維是，北大擅長文理科，清華擅長工科，所以開放互選本身就是對北清學(xué)生全面發(fā)展非常有利的舉措。更何況頻繁的人員流動帶來了更多的交流與合作，以及不同領(lǐng)域思想的融合與碰撞。即使是同一領(lǐng)域，不同側(cè)重點之間的交流也總會產(chǎn)生新的收獲。作為官方溝通橋梁北京清互選課程更大化的開發(fā)了教學(xué)資源，優(yōu)化了教學(xué)資源的分配，從未來入手加強了兩所學(xué)校之間的溝通交流，必然能培養(yǎng)出注重合作善于交流的更為全面的學(xué)生。
“我感覺可以開放更多的課程?！鼻伥涡Φ?。相信這也是北大清華同學(xué)們共同的心聲。期待有更多如“簡明量子力學(xué)”一般的精品課程在北清CP間流傳，打破校門藩籬，讓北大清華間的學(xué)術(shù)交流更加親密無間。
聯(lián)合策劃：北京大學(xué)傳媒中心、北京大學(xué)教務(wù)部、北京大學(xué)物理學(xué)院量子材料科學(xué)中心
圖片來源：北京大學(xué)物理學(xué)院量子材料科學(xué)中心
文：張一鳴、黃朝暉、陳蘇平
排版：魏揚科
編輯：戴璐瑤
北大2022年第一場雪，等待大寒后的春天
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來北清感受這門互選課的魅力吧！
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