“复旦导师制计划”系列讲座之《漫谈化学：从实验到智能计算》

5月9日，复旦大学化学系的刘智攀教授为我们带来了以“化学与智能计算”为主题的讲座。

首先，老师为我们介绍了什么是化学：化学的起源与发展，并指出：化学是一门实验学科、经验学科。而“原子”学说是其根本。当老师放出在隧道电镜下拍摄的动画，“一个小男孩和他的原子”时，大家无不为化学学科当今成果惊叹。最后，老师用一句振聋发聩的话总结了这一部分内容，并对新时代化学作业展望：“结束石器时代的不是石头不够。而结束化学燃料时代的，也将不是煤与石油不够。”

接着，老师介绍了多种现代化学研究仪器，如分光光度计，质谱仪等等，并介绍了化学两大学科发展重点：能源材料化学与生命健康化学。

在“理论计算化学”一部分中，老师向同学们阐述了理论，计算化学的基石：用量子力学理论、以五大基本参数为根本，对化学原理进行解释。自1960年前后计算机腾飞起，化学逐渐由纯实验科学走向部分理论的科学。那么，该如何将它与人工智能结合呢？教授提出，应该用新算法规避人工智能目前的缺陷，而最好利用其算力。所谓的“全局势能面结构”，便是其中一种方案。教授还以寻找“钯-银合金催化剂”一题为例，形象论述了人工智能在这方面的作用。

讲座结束时，同学们纷纷向教授送去了掌声。

(撰稿：高一（10）班 徐之坤\摄影：狄确\审稿：胡晨)

“上中-复旦导师制计划”化学微课程——卤代烃

2021年5月9日晚，教授孙兴文向同学们讲解了卤代烃的知识。教授从氟利昂谈起，先介绍了氟利昂的土拨鼠实验，引起了同学们的兴趣。CCL2P2与ECL2-CL2Ǝ，看上去相似，但性质上有巨大差别，通过比较多种机理，教授做了充分论证。在一个个结构简式、箭头和电荷符号中，卤代烃的通性被展现了出来。

在授课时，教授介绍了一些与诺奖相关的化学研究，讲述了有机化学史中的一系列发现乃至事故。在与同学们的互动中，教授纠正了我们的一些错误或有不足的思想与观念。一些复杂的方法可以被更简单的方法代替。教授传授的不仅仅是化学知识，也是更加一般的科学思想。除了这些例子，教授也使用了实验室安全和生化武器的事例，在讲述知识时不忘提醒我们注意安全。

这节微课程中，同学们复习了上一节课的知识，进一步学习了卤代烃的取代反应，消除反应，强化了结构决定性质的意识，让我们认识了处理自然科学中反例的基本原则，了解了有机金属试剂的制备、性质与使用，学习了芥子气的毒理与预防中毒的方法，进一步理解并运用八隅体规则，初步了解了热力学控制与动力学控制。这节课中，同学们学习了更具体的化学知识，为感悟有机化学的奇妙打下了更深、更扎实的基础。

(撰稿：高二（9）班梁雨柯\摄影：狄确\审稿：胡晨)

“上中-复旦导师制计划”生物微课程——培养BQ和艺术思维

此次微课程，同学们在《升C小调夜曲》的乐声开始，尽管刚经历了等级考，同学们仍然在乐声中放松下来。卢老师首先分享了一幅摄影作品，同学们积极热烈地为它命名，《新生》、《夕阳与新生》，一个个名字道出了作品的内涵，也展现出“科学”与“艺术”的紧密结合。之后，卢老师介绍了“美商（BQ）”的概念，交代其为“认识美，感悟美，创造美”，与同学们交流分享了“美”的原则。最后，卢老师以科学史上的著名实验，理论展示了“美的原则”在科学中的应用。

与普通课程不同，这节微课充满了讨论，交流的环节，同学们纷纷参与，表达了自己关于“科学，艺术与创新思维”的观点，在为摄影作品命名时，同学们感受到自己“创新能力”的不足，在鉴赏埃舍尔的画作时，同学们见识到了“科学”与“艺术”的结合以及丰富的想象力。

智商（IQ）往往是与生俱来的，但一个人的美商可以培养，“美商”，或许可以理解为美学，艺术的素养，也是另一种，艺术的思维模式，与科学所需要的演绎归纳类比的逻辑思维不同，艺术的思维是跳跃的，抽象的，摆脱了“原理”的束缚。科学创新需要想象力，也就需要艺术思维：有时当“理性”遇到了障碍，艺术思维的一次跳跃就能帮助我们产生新灵感，新发现，这就是创新。

(撰稿：高二（4）班 陈星皓\摄影：狄确\审稿：胡晨)

“上中-复旦导师制计划”物理微课程——物理问题与MATLAB模拟

2021年5月9日，中断了三周的复导微课在等级考结束后重启，复旦大学的盛老师继续为选择物理的同学带来微课程。

盛老师从上节课以MATLAB模拟卫星绕地球的过程继续课程。本课程依旧是以MATLAB方法为载体，以基本的物理公式为分析对象，从一个非解析的角度来看待问题，在解决了基础牛顿第二定律的比较简单的问题后，盛老师从行星运动模型入手，通过角动量定义与开普勒第二定律结合，可以推出角动量守恒，在模拟之后，发现数值算法虽然很直观，但是严谨而言，并不是很稳定，也就是结果上看轨道并不闭合，但是在调整了某些语句的次序之后，得出的结果就是理想的，然而分析角动量却发现其实也并不守恒，但误差并没有累积，因此，算法表现出来是合理的。这其实也是物理推导与计算机算法之间的差异，后者需要更高逻辑能力，也需要更多次数的调试，才能获得比较合理的结果。

在基本解决了行星运动的模型问题后，盛老师带领同学们转入了分子热力学。与力学不同，分子动力学对于模型的要求比较高，调整程序的主要方向也转向优化模型。

盛卫东老师以演示与推导相结合的方式，为同学们讲解MATLAB模拟的运用，为同学们开启了一条新的，解决物理问题的方法，开拓了同学们的眼界。

(撰稿：高二（9）班朱昊彬\摄影：狄确\审稿：胡晨)

“上中-复旦导师制计划”数学微课程——同余方程&连分数

2021年5月9日，复旦大学数学系楼红卫教授于我校为2022届复旦导师制计划学生们带来了数学方向系列微课之二——《同余方程和连分数》。

楼教授以中国古老的同余问题——韩信点兵开始课程，并介绍了《九章算术》中秦九韶的“大衍求总术”。解决形如一系列“x：n（mod m）”的问题时，第一步是标准化，即把m按素因数分解，第二步是将问题按标准式拆分成若干子问题，第三步用“大衍求一术”求解子问题。在楼教授给的例一中，他具体使用了“裴蜀定理”与“辗转相除”求解问题。以此题为例，楼教授强调了本题思想中线性可加性的应用和裴蜀定理的判定使用，非常清晰地向同学们展示了这类问题的解法与思维形式，以此问题为核心，楼教授接着介绍了问题的两个特殊的简化解法，加深了同学理解。

接下来楼教授介绍了第二个关键点，“裴蜀定理”，介绍了辗转相除与“群论思想”两个定理证明方法。

本课的第二部分楼教授介绍了连分数，首先示范了有理数均可表示为有限连分数与其特殊记号，然后以连分数记号说明了分数一定是有限小数或无限循环小数，并接着讲解了“无理数可唯一用连分数表出”的命题（要求a0以外所有数为正），介绍了“渐近分数”和“完全商”的定义。楼教授在此处强调了“数学感觉”的“猜”有时能领先于逻辑判断，并举例了先“猜”再数学归纳证出的一个重要公式及其推论。最后用中国古代对“π”的探索趣事收尾。

本次课上，楼教授以同余方程与连分式为核心概念分讲了两个板块的内容，由浅入深，高中竞赛内容与大学内容都有涉及，同学们接受起来难度适中，学到了许多新知识，期待下次楼教授的课程。

(撰稿：高二（9）班陈奕铭\摄影：狄确\审稿：胡晨)