“复旦导师制计划”系列讲座之《迎接智能时代 实现科学理想》

2022年2月27日，上海中学的复旦导师计划有幸邀请到了复旦大学的褚君浩院士来进行讲座。

褚院士将讲座分为3个部分：第四次工业革命的到来、智能时代的大趋势和弘扬科学精神。首先，他用瓦特改良蒸汽机的故事作为引入，向同学们介绍了第一和第二次工业革命的进程分别是技术→科学→技术和科学→技术→科学。然而，随着电磁波的发现和电报机的发明，第三次工业革命也拉开了序幕。现在身处在大数据的时代，我们正身处在第四次工业革命中——这样有许多原因。第一是因为能源和环境问题凸显，全球可持续发展面临巨大压力；第二是人类不断追求美好生活；第三是IT技术高度发展。

接着在介绍智能时代大趋势的时候，褚院士用了许多生动的例子使讲座生动有趣：有依靠太阳能飞行的飞机，有能根据足球位置自动进行扑救的机器人守门员，有能运送货物的机器狗……身处在这样智能的生活中，我们也有很多要注意的事情。

同学们要培养自身对学习的兴趣，打好每一个基础，也要注重培养与他人的合作精神。只有精益求精，一丝不苟，才能对中国将来的科研事业做贡献。

褚君浩院士具有很强的人格魅力，讲课时能够不断用生动有趣的故事来调动同学们的积极性；其本人也对物理有很浓厚的兴趣——大学所有的志愿填写的都是物理系，大学期间还依靠自己强大的物理基础自学了研究生内容并考到了当时上海考研的第二名，这些都是令同学们深深敬佩的。希望同学们能够在将来像褚院士一样，努力学习，争取成为新一代国家的栋梁之才。

(撰稿：高一(10)班 史庭轩\摄影：朱旭倩\编辑：胡晨)

“上中-复旦导师制计划”物理微课程——科学是什么？科学如何萌芽？

2022年2月27日，复旦大学物理系盛卫东教授来到上中，继续就“李约瑟问题”开设讲座。盛教授从宗教入手，描述了西方神教宗教的整体发展过程，并挖掘了一神论宗教与相信“宇宙真理”的自然科学有一脉相承之处的精神内核。研究自然科学需要人认为宇宙终极真理存在且可以被人无限接近的笃信。盛教授的讲座立论新颖，加深了同学们对科学的理解，有很大的启发作用。

(撰稿：高二(9)班 段沛琪\摄影：朱旭倩\编辑：胡晨)

“上中-复旦导师制计划”化学微课程——化学键与分子结构

2022年2月27日，“复旦导师计划”微课程第2次课程在上海中学工程楼进行。本次化学微课程继续上节课的原子结构，介绍了化学键与分子结构。在历史上，“化学键”的演变最早起于Boyle和Newton的“亲和力学说”。目前认为，化学键是分子内部原子（团）之间强的作用力，其大多数的实质是离子、共价、金属键之间的过渡状态。接着，李巧伟教授介绍了三种典型化合物。

（1）离子型化合物，主要以晶体形式存在，无法划分出孤立的分子，由晶畴（domain）组成。

（2）共价化合物（covalent compound）随着Lewis提出“八隅体”的概念，人们对原子成键（共价键）的方式有了更加清晰的理解，并随之完善了“共价键学说”，引入了键长、键角、键能、键的极性等概念。然而，该理论仍然存在一些问题：为什么有些分子并不满足八隅体？为什么有些分子具有顺磁性？问题的存在推动了新理论的发展：VB理论（价键理论），通过求解薛定谔方程，量子物理理论论证了自旋相反的电子可配对成键，现代价键理论的要点：A形成共价键的两个必要条件：①原子中必须有单电子且自旋相反；②原子轨道必须要有最大程度的重叠。然而该理论并不是完美的，其无法解释的键角，由此蕴生出杂化轨道理论和分子轨道理论，使人们对分子结构的认识日益趋于完善。

（3）金属键：满带、导带、禁带——能带理论。

较弱的其他作用力：分子间作用力（范德华力）、氢键。

课程的结尾，李教授为同学们带来了化学热力学与化学平衡的内容。

化学热力学旨在研究反映在热力学上进行的可能性。“焓”是热力学中的重要概念：焓H=U+PV表明内能和体积功的状态，是一个状态函数。

(撰稿：高二(3)班 王睿\摄影：朱旭倩\编辑：胡晨)

“上中-复旦导师制计划”数学微课程——尺规作正多边形

2022年2月27日，复旦大学的朱胜林教授给同学们带来了数学讲座。首先，教授讨论了利用几何与数进行尺规作图。在介绍了三角形式的复数的计算方法及其使用方式后，教授以正五边形尺规作图为例，深刻揭示了复数法尺规作图的巨大意义。以此为基础，教授证明了正n边型的可作性。接着，教授讨论了可作的数。在这次讲座中，朱胜林教授深刻揭示了代数与几何的紧密联系，给同学们对于尺规作图的理解提供了新的见解，拓展了视野。这次朱胜林教授的讲座确实令人受益匪浅。

(撰稿：高二(9)班 于弘彻\摄影：朱旭倩\编辑：胡晨)

“上中-复旦导师制计划”生科微课程——脑科学与人类生活

2022年2月27日晚6点半，薛磊教授给高二的同学们带来了第二届生科复导——脑科学与人类生活。薛教授先介绍了神经系统的基本组成单位——神经元的结构与功能。他提到神经冲动的传递方向为树突至胞体再至轴突是公认的事实，随后关于如何设计实验证明这一结论与同学们展开讨论。经过对实验方案的不断完善，最终同学们得出先应用外部观察感受器，再进行解剖观察的方法。

接着，薛教授引入了局部电位的概念，并将其与动作电位进行比较，说明了局部电位并不能引起兴奋的产生，但它为神经可塑性创造了条件，使得生物体有后天不断发展的能力。同时，他讲述了神经生物学中特有的电生理记录法，该方法通过对不同区域电位情况的分析，从而判断神经回路的结构，为脑科学的研究提供了巨大帮助。

随后，薛教授将话题移向脑科学，解释了大脑的不同分区，以及特定脑区负责特定功能的知识。他进一步分析了人脑存储信息的方式与不同肢体部位控制区域，并通过AlphaGo等案例比较了人脑与人工智能的优劣。

最后，薛教授总结了前两节课讲过的内容，并鼓励同学们未来进入脑科学的殿堂，探索脑科学与人类生活更加深入的联系。

(撰稿：高二(9)班 杨嘉艺\摄影：朱旭倩\编辑：胡晨)