趣谈天体物理
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课程详情
课程评价
spContent=与您一道来思考“世界为何是这样?”; 对宇宙中不同层次的天体形成整体的图案; 并挖掘天体背后更深层次的原因。 课程有一定的挑战度,可作为较高层次的天文学和天体物理学的快速入门课程。 Eventually, you'll find that Astrophysics is Easy and Incredible.
—— 课程团队
课程概述


    《趣谈天体物理》以“世界为何是这样?”展开,帮助学习者对宇宙中不同层次的天体的结构形成整体的图案、并揭示其背后深层次的物理原因。

 

       本课程内容最早来自于2006-2007年我在美国访学期间给研究生开设的研讨课,是南京大学天文与空间科学学院本科专业选修课《初等数理天文》的主体部分,也是研究生核心课《恒星结构与演化》的重要组成部分,涉及部分天体物理学中的精华内容,并充分运用了量纲分析、定性和半定量的研究方法,具有一定的高阶性和挑战度,可作为较高层次的天文学和天体物理学的快速入门课程。


        历经十多年对不同层次学生的课堂教学锤炼,课程有以下特点:


      1.信息量大,知识高度浓缩:覆盖了从Planck尺度,到原子、行星、恒星、星系、宇宙不同层次的自然界研究对象,涉及经典物理、量子力学、相对论、宇宙学等知识。


     2. 名为趣谈,实际上是门相当严谨且有一定学术性的课程,讲述的内容、观点的背后都有公式或理论作为依据。若要有收获,需花一定的时间和精力去思考并积极参与“课堂交流区”的讨论。


    3. 注重科学方法的运用和探索精神的培养。充分采用纲分析、量级估算等方法,并运用科学知识解决一些与天体相关的问题。并结合部分天体物理问题尽力帮助学习者形成一定的去伪存真的科学评判力,初步养成科学的思维方式。


    4.设置有大量蕴意深刻的思考题,适合不同层次的学习者。教师会保持与学习者的互动讨论,虽是在线课程,注重进行启发式教育和主动学习模式。


     5. 注重趣味性和严谨性:课程配有大量精美图片,但内容绝非限于科普的层次,有大量留白、留有许多深刻的天体物理问题可以让学学习者深挖,让学习者有充分提升和想象的空间。



    本课程是有关物质世界的尺度的旅行,在课程中将展现出大视野、大结构、大框架,希望能让学习者能感受自然科学的魅力,充分感受“美是真理的光辉”。


授课目标


适合对天体物理学有兴趣,并试图有较深层次了解的学习者。


希望通过这门课程的学习,让学习者能体会科学的精神,感受自然科学的魅力,并初步尝试用科学的方法来思考和解答部分天体物理问题。


课程大纲
预备知识


学习者具备高中以上数学、物理基础。


课程会根据学习者在学习过程中遇到的困难通过富文本相应做补充。


证书要求


每章节学习完成后,需要完成相应的测试题,总计60分;


“课堂交流区”的有效回复帖子会计入讨论成绩,总计10分;


课程学习结束前,需完成期末考试,总计30分。


最终成绩为以上三部分成绩之和,60分及以上为合格,80分及以上为优秀。


参考资料

1. V. F. Weisskopf, Of atoms, mountains, and stars: A study in qualitative physics, Science, 187, 605, 1975

2. B.J.Carr & M. J. Rees, The anthropic principle, and the structure of the physical word, Nature 278, 605, 1979

3.  W. H. Press & A. P. Lightman, Dependence of macrophysical phenomena on the value of  the fundamental constants, Phil. Trans. R. Soc. Lond. A 310, 323, 1983

4. T. Padmanabhan, Theoretical Astrophysics, V 1,  Chap. 1 Order of magnitude estimates.

5. 《千亿个太阳》,鲁道夫·基彭哈恩,湖南科学技术出版社,2018

6. 《六个数-塑造宇宙的深层力》,马丁·里斯,上海科学技术出版社,2009


常见问题

Q :  

太阳远不是宇宙的中心,它只是众多恒星中的一颗,地球也不可能是唯一的一个有智慧生命居住的世界。


对此您怎么看?


 1600年布鲁诺在罗马火刑柱上殉难, 因他相信: 虚空中存在着无数的星座、太阳和行星;我们只能看到那些太阳,因为它们放射出光芒;行星不被看到,因为它们小而无光;还有无数的地球在围绕它们的太阳,与我们这个地球一模一样。……

摘自《六个数塑造宇宙的深层力 》(美)马丁·里斯著石云里译


http://baike.baidu.com/item/%E4%B9%94%E5%B0%94%E4%B8%B9%E8%AF%BA%C2%B7%E5%B8%83%E9%B2%81%E8%AF%BA/9530219?fromtitle=%E5%B8%83%E9%B2%81%E8%AF%BA&fromid=1203&fr=aladdin


A :  

mooc79480715470480689 回答

William Blake‘诗句最能代表我的感受:

                   To see a world in a grain of sand, and a heaven in a wild flower, hold infinity in the palm of your hand, and eternity in an hour.

A :  

我的回复:

非常有意境的诗句,非常贴切

2010年之后,我在给学生的课上,引用了句子,“一花一世界,……”,应该有些类似吧!

我们需要找寻事物背后更深层次的原因