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    发布时间:2017-09-15 06:40:11责任编辑:高振中点击次数:66

    中方教务处第3周(2017918日——924日)工作日程安排

    Work Plan of the 3rd Week of Senior High Chinese Dean’s Office

     

    (星 期)

    主要工作内容

    负责人

    完成时间

     

    918

    (星期一)

    学习集团第二十一次工作报告

    及校区工作计划

    解亚美 杨 

    结合个人工作实际,提高教学品位与质量,

    向学校媒体推荐优秀学习心得,布置展示。

    上交本周教学设计

    备课组长

    13:00

    精心设计教学思路,

    保证学生深度参与课堂

    集中办理学籍异动事宜

      宏 贾顺美

    9月末

    做好与领事和家长沟通,

    高质高效完成学籍等相关工作

    919

    (星期二)

    随机听课、查课

    解亚美 杨 

    常规工作

    发现教学中突出问题,

    落实解决措施

    新学年社团招募展

    赵菲菲 唐佳雯

    当天

    社团指导教师全程参与

    展示体现枫叶特色

    920

    (星期三)

    “中秋文化周”活动流程定稿

      欣 马志平

    本周

    有传承、有创新,可实施性强

    921

    (星期四)

    组长会议

    解亚美 杨 

    16:00-16:50

    女校220会议室

    922

    (星期五)

    教学信息反馈

      婧 宋佳音

    当天

    发现突出问题,落实解决措施

    汉语艺术节活动方案(初稿)

    马雯婷 信东方

    928

    组织本组老师进行前期的

    宣传动员和准备

    92324

    (星期六、日)

    开放图书馆

    值班人员

    9:00-17:00

    引导学生使用图书馆资源,

    养成阅读习惯。

    工作重点

    一、学习和讨论集团第二十一次工作报告及校区工作计划。

    二、新学年社团招募展。

    三、学生学籍异动事宜办理。

    四、中秋文化周活动流程定稿;汉语艺术节活动方案(初稿)。

     

     

     

     

     

    读书:走进混沌与分形

    张树人

    (一)分形

    S: 混沌与分形,被认为是继相对论、量子力学之后又一次科学革命。特别是它消解了物理、生命甚至社会学科的人为区隔,更接近中国(东方)人演化、纠缠、复杂、多元、整体、有机的自然观、世界观,所以,一出世就备受关注。然而,这个身处云端、前沿的学问能不能从象牙之塔解放出来、接地气——让老百姓、特别是中学生也懂、也明白?30-40多年来,不断有人尝试,但张天蓉老师及其“走进混沌与分形”——依我看,是罕有的成功者及成功之作。为什么张天蓉能做到?她如何做成?不非常值得认真向她学习、请教?

    近日,又仔细阅读这本书。以下是几点心得——

    1、分形龙:幼儿园的小孩儿都会玩,而且比成人还玩得好。通过游戏,归纳出三条:

    (1)简单迭代,进行多次,会产生复杂图样;(2)自相似;(3)由一维的线到二维的面。

    这三条看似简单,但已经把“混沌-分形”的大道挑明:三岁孩童,通过极简单的折纸游戏,可以玩出一条大龙!这不就是大道至简的理?

    自相似性——孩子像母亲,细胞的全能性、全息性—,过去也觉得挺神,但真玩一玩折纸-迭代游戏,不立马、“本能”就明白——每折叠一次,不就是一次传宗接代?而每折叠一次的规则、方法不都一样?自相似,不是很自然?

    至于由一维的线升级为二维的面,不已经透露、预示“涌现”的意念?即整体并非局部的简单组合,而是有新奇的东西涌现,比如更高的维度、不可思议的图像等等(龙)。

    T: 还有一点,也很神:反复迭代下去,迭代的单位趋近于零,但总长度不仅不趋于零,反而趋近无穷大。这大概也是分形涌现出的神奇?

    2、分数维:

    T:中学生对一维(线)、二维(面)、三维(体)很熟,怎么又冒出个分数维?

    S: 分形、分形,其要害、特色就是用分数的维度来说形。这个阅读难点,张老师用简明的方式克服:首先将图形照N1的比例缩小。然后,如果原图可由M个缩小的图形拼成,这个图形的维数d=Ln M/LnN。整数维,也可由这个公式导出。

    T: 分数维有什么意义?

    S: 比如人的大脑皮层2维,皮层又有细微的褶皱,用分数维就比整数维精准。

    T:自然界中的分形就太多了。最生动的例子:西蓝花。仔细看:云层、闪电、三角洲冲积扇等。不过要注意张老师的区分:线性的,随机加线性和非线性。可让感兴趣的老师、同学研学。

    S: 非线性分形最好的例子是曼德勃罗集。用一个极简的非线性迭代Zn+1=Zn+C居然可以打出不可思议的奇幻图像。

    T: 学了分形之美,再出门观察同一个世界、万物,会有不大一样的感受。

     

    (二)混沌

    3、牛顿和拉普拉斯,洛伦茨和庞加莱

    S: 牛顿发现三大定律,拉普拉斯认为,只要掌握初始条件(位置和动量),代入运动方程,就可准确预测未来(也包括过去)的一切。牛顿还挺谦虚,认为自己做研究不过是小孩儿在海滩拾贝,并且依然认定上帝才是第一推动。拉普拉斯不然,狂妄至极。他不认为有上帝存在必要,认为自己就是把一切掌握在手的“妖人”。

    T: 拉普拉斯的狂妄和机械自然观对西方人的影响深重,至今还是一个包袱。

    S: 量子论出现,对拉普拉斯妖是一次逆袭。你不是说可以掌握运动的初始条件?请对量子试试。量子如此细微,别说固定-测量,就是瞄她一眼,她不早就遁形?

    T: 绝对保密的量子通讯——量子不可克隆,大概也是因为测不准原理吧。

    S: 对拉普拉斯的又一次逆袭,是洛伦茨的蝴蝶效应。初始条件极微小的差异,会导致后续极大的差别——长期天气预报不可能。

    T:但对拉普拉斯决定论、确定性最致命的一击,还是庞加莱的三体。月球绕地运行,二体,代入运动方程,椭圆轨道,确定,没问题。但外加一个第三者,哪怕是微尘的微扰,还有确定的轨道?没啦,轨道变得非常诡异,见鬼!请参阅本书第56页底下的那张图,真精彩!

     

    4、相空间和吸引子

    S: 乍接触相空间和吸引子,高中学生大多晕菜。但张天蓉老师用大白话一说,明白啦。吸引子,就是运动的归宿。球被踢到草地上,滚着滚着停下来,归宿就是一个点。钟表上了发条,周而复始来回晃,归宿(在相图上)不就是个椭圆,学名叫极限环。

    T: 但洛伦茨根据运动方程描出的轨迹神奇——像蝴蝶展开的双翼!

    S:所以才有蝴蝶效应之说。

    T: 轨迹被限制在双翅的边界(有形),但没有一条轨迹相交、重复——与上述不动点、周期性或半周期极限环都迥然不同,所以被称为奇异吸引子。

    S: 庞加莱三体的轨迹也够奇异。混沌的表征就是奇异吸引子。

     

    5、心脏、大脑和奇异吸引子

    T: 咱们扯这么半天相空间、吸引子,分形、混沌,有啥用?

    S: 其实用处大啦。比如,什么叫健康,什么叫聪明?真懂?不学混沌和分形,你还不一定真明白。对比健康和病人的心电图,健康人的心电图看着不规矩,而有病的心电图反倒守规矩。脑电也差不多。

    健康人的心电、脑电看似无规、“混沌”——随机地在各种可能性中游走,这不是毛病,这叫状态遍历,使健康人能灵活适应各种变化的环境。什么叫聪明,首先是敏锐,就是初值的细微变化能激发蝴蝶效应。孩子没边无际的想象,诗人天马行空的创意,不都是在心脑高度“混沌”的状态?

     

    6、一生二、二生三:从有序到混沌

    T: 学混沌理论,一般都会用那个相当简单的方程Xn+1=KXn(1-Xn)说事。为什么很多初学者犯怵——望而却步?

    S: 学理论,不联系实际,光务虚,谁也受不了。其实上面那个方程的原型还是马尔萨斯做的。马尔萨斯提这个方程为啥?不就为了他的人口论?出生率低于死亡率,人越来越少,最终灭绝。反过来,人口越来越多,成几何级数增加,资源短缺,也维持不住。列方程不过是为了把种群(人口)变化的趋势说得更精准。张天蓉老师结合种群数量变化说这个方程,高中学生都能接受、明白。

    T: 还有一个原因,我以为:求解这个方程,是迭代,要一代又一代,没完没了地计算。就算脾气最好的学生,让他迭代10次,不也够呛?

    S: 如今高中学生都学过基本的算法,迭代不就是调用一下循环语句,很简单,不麻烦。100次、1,000次迭代,不也易如反掌?

    T: 关注人口或种群数量变化,最重要可能还得注意参数值KK值在1-3之间,种群数量收敛为一个定值,到3,有了分叉——两个值;到3.8,就再也不收敛,而是在无数多种可能的值跳来跳去——混沌啦。

    S: 3是一个很魔鬼的数字。当年,第一个提出混沌这个概念的华人数学家李天岩的论文叫“周期3的系统是混沌。”前苏联的沙可夫斯基证明:一个系统有周期3,就一定会有所有正整数周期,因此,必然导致混沌。

    T: 老子曰:一生二、二生三,三生万物。庞加莱的三体。。。。。

    S: 注意:是三生万物,而不是三生四、四生五。22次方与2+2一样,23次方与2+2+2就大不一样。前者非线性,后者线性。所以,张天蓉老师说:3是从线性到非线性的转折点。线性的世界平庸无奇,而还只有非线性才能创造奇迹。

     

    7、生命游戏——大道至简

    T: 张天蓉老师在本书的最后介绍细胞自动机——生命游戏。演绎非常复杂的生命演化过程——无与伦比的史诗,而所运用的只有极简的三条规则。大道至简!大道至简!

    S: 上世纪70年代,非常有天分的科学家就以政府、军方研发的名义和经费“偷偷”开发好玩的游戏。如今,完全没有必要再藏着、掖着。寓教于乐,寓教于游戏。21世纪最好、次好、普惠的教材、课本,很可能就是大道至简的游戏、游学。

    T: 中科大量子科研奇才陆朝阳在被记者问及工作枯燥不?曰: 做实验就是打游戏——必须自己攻关的游戏。陆朝阳们在实验室的“游戏”最多只能几十个人玩,为什么不能在虚拟的网络上让几千万人都玩、都参与?

    S: 三联生活周刊介绍美国的一个设计“光环”游戏的研发团队——250多人,投入数千万美元,制作跨越20万光年、34种不同虚拟场景,表现宇宙中善恶决战的宏大史诗,吸引的玩家以千万计。不早已超越任何一所大学、任何一种课程?难道还不算工程、教育和文化上空前的壮举?游戏,不早已是屋子里的大象?

    T: 不光是宇宙(物质、能量、信息)起源,恒星、地外行星、地球、生命、人类、文明、中国……说不完的故事,不都可以用老百姓喜闻乐学的游戏来演绎?内容为王,中国的教育改革、课程改革,不能老是空谈观念、体制,要通过无数次呐喊、震撼和壮举落地到内容上。

     

     

    【推荐书目】

    1、丘成桐:从万里长城到巨型对撞机——中国探索宇宙最深层奥秘的前景

    2、【美】温伯格:最初三分钟:关于宇宙起源的观点

    3、张天蓉:走进分形与混沌

    4、与中国院士对话(系列、9本):芯片世界——集成电路探秘;太阳能的光电之路;基因要去串门啦(给9-14岁少年)

    5、李淼:给孩子讲量子力学

    6、曹泽贤:量子力学(少年版)、相对论(少年版)

    7、李彦宏:智能革命

    8、李开复:人工智能

    9、【以色列】尤瓦尔 赫拉利:人类简史、未来简史

    10、【美】凯利:失控

    11、丁照:一个令人敬畏的星球

    12、【美】高普尼克:宝宝也是哲学家

    13、汪晖:现代中国思想的起源

    14、葛兆光:中国思想史

    15、韩毓海:五百年来谁著史;重读毛泽东

    16、李兆良:坤舆万国全图揭秘

    17、刘仰:超越利益集团

    18、李伯重:火枪与账簿——早期全球化时代的中国与东亚

    19、【美】史景迁:曹寅与康熙

    20、章永乐:万国竞争——康有为与维也纳体系的衰变

    21、文一:伟大的中国工业革命

    22、任冲昊:大目标——我们与这个世界的政治协商

    23、简练:资本的真相

    24、【美】}基辛格:世界秩序;论中国

    25、【美】弗朗西斯 福山:政治秩序的起源

    26、【美】罗伯特 希勒:动物精神

    27、张捷:信用战;定价权

    28、李中清、王丰:人类的四分之一——马尔萨斯神话和中国的现实

    29、【英】吉 拉赫曼:东方化 亚洲崛起和美国的衰落

    30、【美】彼得 诺兰:认识中国——丝绸之路和共产党宣言

    31、王湘穗:币缘论;三居其一——未来世界的中国定位

    32、乔良:帝国之弧

    33、叶嘉莹:与诗书在一起

    34、毕淑敏:非洲三万里

    35、王安忆:血缘与仙缘

    36、陈益:顾炎武——心同山河

    37、江晓原:今天让科学做什么?

    38、余世存:时间之书——说二十四节气

    39、【葡萄牙】去野外

    40、环球科学

    41、中国国家天文

    42、中国国家地理

    43、三联生活周刊

    44、读书

    45、物理(中国物理学会)

    46、生物学通报

     

    2017-9-10