2021-03-08
在建設(shè)中國特色世界一流高中的征途中,朱華偉校長提出“讓最優(yōu)秀的人教育下一代,培養(yǎng)出更優(yōu)秀的人”。近四年來,深中引進了八十余位海內(nèi)外名校畢業(yè)的博士教師,他們在教學(xué)一線傳道、授業(yè)、解惑。
為了讓更多的同學(xué)在老師專業(yè)的引領(lǐng)下,激發(fā)對學(xué)科新興領(lǐng)域的興趣,了解學(xué)習(xí)相關(guān)前沿知識,朱華偉校長倡議開設(shè)深中博士講堂。
2021年3月4日,在深圳中學(xué)新校區(qū)成德樓203,首期深中博士講堂拉開了帷幕。
本期博士講堂的主講人譚金旺老師為美國波士頓大學(xué)計算物理方向博士、博士后,曾任深圳大學(xué)助理教授、碩士生導(dǎo)師,現(xiàn)任深圳中學(xué)信息技術(shù)組教師、信息競賽教練;擔(dān)任廣東省科技專家,深圳市科創(chuàng)委專家,深圳市海外高層次引進人才,主持廣東省自然科學(xué)基金等多項基金項目。
在一片熱烈的掌聲中,朱華偉校長宣布首期博士講堂正式開講。
講座伊始,譚金旺老師向大家進行了簡短的自我介紹,隨后,他謙虛地表示自己是第一次從學(xué)術(shù)會議的講臺上走下來,以深中教師的身份做“學(xué)術(shù)報告”,內(nèi)心頗為忐忑,希望能在博士講堂起到拋磚引玉的作用。
在講授過程中,譚金旺老師談到,計算物理學(xué)是一個將計算機科學(xué)與數(shù)學(xué)物理等基礎(chǔ)學(xué)科結(jié)合的交叉學(xué)科,有著廣泛的發(fā)展前景和應(yīng)用場景。他指出,實時互動的游戲、場面宏大的電影和真實物質(zhì)世界的科學(xué)研究都有著不同計算精度和計算效率的計算物理學(xué)的身影。
在講述游戲與計算物理學(xué)的密切關(guān)系時,譚金旺老師以游戲“坎巴拉太空計劃”為引例,通過游戲視頻闡述了物理引擎的重要性。缺乏物理引擎的游戲仿佛與客觀世界脫離,其真實性與流暢性將會大打折扣。
反觀,具有優(yōu)秀物理引擎的游戲的設(shè)計更加精密,效果更加震撼,更具真實感和沉浸感。以游戲動畫中的物理引擎為切入點,譚老師進一步講解了物理公式的計算機實現(xiàn),其步驟為建立模型、列出公式、計算機離散化求解,形成一系列畫面的迭代和循環(huán),從而模擬出連續(xù)的物理過程。
接下來,譚金旺老師揭秘電影中“隱藏”的計算物理知識。他從逼真的動畫電影出發(fā),以加勒比海盜中的海水效果和冰雪奇緣的雪花效果為例子,剖析了電影以假亂真的動畫效果背后的制作原理和物理模型,講解深入淺出,趣味橫生。
之后,譚金旺老師介紹了科學(xué)研究和工業(yè)設(shè)計中的計算物理學(xué)。他指出,特斯拉汽車的氣動外形優(yōu)化離不開計算物理學(xué)。正是計算機實現(xiàn)的空氣動力學(xué)仿真效果使汽車周圍空氣流動狀態(tài)可視化,進而指導(dǎo)實驗和設(shè)計方案,造就了特斯拉汽車實現(xiàn)低能量消耗、高運動性能和優(yōu)異操縱性的成功。
在首期深中博士講堂的最后,譚金旺老師分享了毛主席的詩詞“雄關(guān)漫道真如鐵,而今邁步從頭越”,與同時踏上基礎(chǔ)教育之路新征程的各位老師共勉。
在結(jié)束后的提問環(huán)節(jié)中,同學(xué)們求學(xué)熱情依然高漲,紛紛提出“如何制作物理引擎”與“納維-斯托克斯方程存在性對流體力學(xué)的貢獻”等相關(guān)問題與老師互動交流。譚老師耐心細(xì)致地回答,并鼓勵同學(xué)們鍛煉數(shù)學(xué)思維,鉆研科學(xué)思想,形成自己的獨特理解。
每一次粒子與粒子的碰撞都是力與力催開的花,每一個原子或分子都是新世界里熠熠生輝的基石,渺小而偉大。而譚金旺老師講授的計算物理學(xué)則是老牌基礎(chǔ)學(xué)科與新興科學(xué)技術(shù)交會時那一抹神秘而絢爛的光,在剎那間點燃了這昂揚的、激情的、充滿希望的2021年深中講堂里的春天。
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