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关键词:量子力学;量子科技;科技革命
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中国社会科学网讯 量子力学是人类探究微观世界的重大成果。量子科技发展具有重大科学意义和战略价值,是一项对传统技术体系产生冲击、进行重构的重大颠覆性技术创新,将引领新一轮科技革命和产业变革方向。连日来,上海大学理学院深入学习习近平总书记在中央政治局第二十四次集体学习时发表的关于量子科技的重要讲话精神,就量子科技研究和人才培养等作出全面部署,打出一系列组合拳。
什么是量子高科技?中国科技工作者取得了哪些具有国际影响力的重大创新成果?秋季学期,上海大学“量子世界”课程,描绘国际量子科研版图,讲述中国国家顶层设计与前沿布局,讲解相关量子科技的创新思想与技术方法,为学校不同年级不同专业本科生带来了高新科技前沿大餐。
2018年秋季学期,“量子世界”由上海大学顾骏和顾晓英“双顾组合”策划,理学院教授、博士生导师陈玺担任课程负责人。这是一门理工类通选课,伴随着上海大学人工智能系列课程而开设。这也是上海大学“育才大工科”系列课程之一。课程师资队伍强大,文理交融。首轮开课,课程即得到媒体关注,更得到学生喜爱。在期末大类评教中,学生满意度在数百门通识类课程中位居前列。而今,本课程又被列入上海市课程思政精品领航课。服务新工科,积极开展课程思政,“量子世界”课程旨在讲述中国新时代量子科技创新故事,介绍国际量子前沿技术,注重价值引领,激励学生深入理解量子科技发展具有的重大科学意义和战略价值,激发学生积累为实现中国梦而必须学习的科学前沿知识,深厚涵养报效国家的科学精神,激发学生产生今后从事高新科技研究的数理兴趣,锤炼本领,以期作出青春贡献。
2020年秋季学期,团队几经集体备课,再三打磨内容,再度开设课程。本轮课程,教师在介绍量子力学的理论演进和重要观点时,更多采用了“拟人化”和“具象化”原则,通过具体的人物、事件、实验和方法等材料,让科学理论具有人文形态,方便不同专业、不同年级的学生理解与接受。

首次课程,理学院副院长陈玺教授会同张永平、陆杰、李征鸿等理学院物理系青年骨干教师,联袂团队授课。上海大学教务部顾晓英老师如期到课。她介绍了“量子世界”课程秉承上海大学“大国方略”系列课程的建设思路,延用“项链模式”教学法。这也是学校“育才大工科”系列课程之一。课程负责人陈玺教授在线讲授第一课“量子世界如何颠倒众生”。他在展现经验世界与量子世界差异的同时,引入哲学思考,激发学生发现和思考问题。他既援引哥本哈根精神,讲述了外国科学家们的智力活动、涉险精神、深奥研究内容与快活乐天主义,期待学生学习我国老一辈科学家们对待科学的强大热情,胸怀为国家发展努力科学创新的奋斗抱负。他鼓励一年级的学生,打好数理基础,打开脑洞。“量子世界”教学团队的青年教师陆杰老师和李征鸿老师在互动环节给同学补充了“芝诺乌龟”、“拉普拉斯兽”、“麦克斯韦妖”等量子相关知识,意在揭示思维实验背后蕴藏的认识世界的哲学原理,开启学生思维能力,引领学生思考。
“量子世界”课程不只是传授理论知识,讲述量子力学发展史,更重要的是讲好中国量子科技发展的故事,给予学生科学探索、思想方法的启迪。第三课,张永平教授以“月亮可以随‘他说’吗?”为题,生动形象地向学生讲述了量子不确定性从何而来,在这不确定的基础上如何测量,量子是如何过渡到经典粒子,以及不同的测量方式对观测的结果会有如何的影响等。学生最大获益是懂得世界是不确定的,日常生活中所感知到的世界,并非世界的全部,奠基于牛顿力学基础上的现有理论,不足以解释真个宇宙,了解量子力学不但为了认识不能用经验感知的世界,更为了通过理论思考、实验论证和技术再现,把握原本无法感知的世界,从而在世界观、认识论和科学精神上得到新的提升。
第四课,陈玺教授线上开场。他指出,量子力学是20世纪重要的物理理论,极具魅力。量子科技包括量子计算、量子传感、量子通信是一项重大颠覆性技术创新,在量子化学、材料设计、药物合成、组合优化等方面具有重要的意义。量子理论和物理学史研究专家、复旦大学教授施郁应邀担任嘉宾来到课堂。

2020级新生刘承晟在课程反馈中写道,“学习了‘量子世界’课程,我学到了用概率去看世界的眼光,了解了测不准并不是真的测不准。知道了中外伟大的科学家对于物理对于他们研究事业的执着,体会到了实验室可以是多么伟大,是多么的令人向往。这并不是因为它有多么高超的设备,也不是它曾培养过谁而伟大,而是因为实验室里的科学家对于科学的热情”。同学们表示,在“量子世界”课堂上,他们遇到的是一群热爱物理的老师,他们对于物理的热情,不止是应试获取高分,而是对于物理的挚爱,渴望引领青年学子跟随着去探索,去发现未知,勇敢地去追赶,去超越。
习近平总书记指出:“重大发明创造、颠覆性技术创新关键在人才。要加快量子科技领域人才培养力度,加快培养一批量子科技领域的高精尖人才,建立适应量子科技发展的专门培养计划,打造体系化、高层次量子科技人才培养平台。”“量子世界”课程就是一种探索和尝试,希望在对非物理专业的学生系统教授量子理论知识的同时,让学生理解量子思维的意义,理解中国量子技术发展的重要性,激发从事量子高新技术研究与学习的潜在兴趣,而后续的课程和学科交叉奠定基础。
在团队讲授“量子世界”课程的同时,上海大学理学院召开专题会议和科普报告,深入学习领会习近平总书记讲话精神。校党委常委、统战部部长、教师工作部部长曹为民、理学院党委书记盛万成、党委副书记陈然、理学院副院长陈玺、物理系系主任蔡传兵等参加相关活动。
作为全国党建工作标杆院系,理学院党委行政党支部进行专题组织生活暨联组学习在上海大学量子人工智能科学技术中心(QuArtist)举行。支部成员通过学习深刻认识到当今世界正经历百年未有之大变局,科技创新是其中一个关键变量。陈玺在线讲述了《量子计算的现在与未来》。在学习交流中,大家纷纷表示要领会习近平在中央政治局第二十四次集体学习时的讲活精神,要于危机中育先机、于变局中开新局,必须向科技创新要答案。要充分认识,加强量子科技发展战略谋划和系统布局,把握大趋势,下好先手棋。

