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小溪：最近我们分享了一些数学策略，很受大家欢迎。
与此同时，我注意到后台有很多消息。 我很担心孩子的数学学习，但他对物理还是很头疼。 能请个好老师来讲物理启蒙和学习吗？
今天，我们特地请来了一位物理学“大佬”来解答这个话题。 他就是赵智深博士，毕业于北京大学物理系，博士。 密歇根大学物理学博士，谷歌人工智能工程师。
因为喜欢物理，赵博士一直致力于普及物理科普。 人民邮报还出版了他为少儿写的新书《什么是物理》。
赵志深博士
赵博士对物理学科有着非常深刻和透彻的理解。 在这次采访中，他不仅分享了自己学习物理的一些实践经验，还深入浅出地讲解了学习物理的底层逻辑，信息量十足。
当被问到为什么选择物理学时，赵博士回答说：
物理学是研究宇宙万物规律的学科。 它将复杂的事物提炼成公式、规律，意味着一切都是统一的。 我觉得这样的事情简直是太神奇了、太美妙了、太令人兴奋了。
之前马斯克被问到的时候，他也建议学习物理学，因为物理学培养人的思维，锻炼人通过现象洞察事物本质的能力。
相信读完这篇文章，对于我们了解物理这门学科以及如何教育孩子让他们在初高中学习物理会有很大的启发。
接下来，我们来看看赵博士的“白话”（拉至文末观看本次直播采访完整回放）。
赵志深博士
1
你物理学得这么好
小学做对了什么
赵智沉：我想先从自身经历给大家讲讲我小时候物理启蒙的故事。
我觉得我小时候喜欢动手做东西，喜欢亲手去触摸、去玩自然界中的物体，这些产生一种对世界直观的感受，对于我后来培养物理感觉也好，物理直觉也好，对于理论的一种直观认识也好，是非常重要的一个习惯。这也是我在小学阶段，开始进入物理学的一个前兆。
满足对自然界的好奇心
我们小学没有物理课。 当时有一门课叫自然，有点像物理学或者自然科学的前身。 课程介绍了一些自然现象，并没有教授很多非常抽象的理论。 这有点像教科书版本。 《十万个为什么》。
另外，韩启德老师主编的《十万个为什么》也是我小时候非常喜欢的一套科普读物。 无论我走到哪里，我基本上都会带着两本书。 可以说书上的很多题我基本上都可以来回背诵。 作为一个从小就喜欢问“为什么”的人，我大部分的答案都是从书本上得到的。
自然课和这些科普书籍满足了我对自然世界的巨大好奇心。
韩启德老师的《十万个为什么》
喜欢动手实践
另一方面，我是一个非常喜欢用手做东西的人。 我们小学的时候有一门课叫手工课，我们会发一些手工课件。 比如我用纸板做一些小模型，用针线做一些小玩具等等，我非常喜欢做这些东西。 有时不够的时候，我会和其他孩子交换零食，让他们把不喜欢的给我，我会一遍又一遍地做。 我认为实践这一点非常重要。
在我看来，科学教育的误区之一就是过于依赖课本而没有太多实践。 就像物理科学，包括一些自然科学一样，它高度依赖于实践。
赵智深老师还是喜欢手工制作模型。 这是他最近制作的模型之一。
在我看来，物理学，或者更广泛意义上的科学，是一门非常需要实践的学科。 现在有很多这类玩具是科普物品，或者是一些偏向物理实验的玩具，对孩子来说是一个很好的启蒙。
物理对于孩子来说是一门容易上手的科目
我认为物理学是自然科学中最基本的科学。 从它的历史发展到今天应用的主流技术，很大程度上依赖于我们对日常现象的归纳和解释。
因此，在小学阶段，物理是一门非常容易进入的科目，甚至比数学还要容易。 因为数学是一门纯粹抽象的学科，而物理学则涉及自然。
孩子生来就对世界充满好奇。 他们可能喜欢在水中玩耍、爬树或玩土。 这些都是对自然最个人、最直观的感受。 物理帮助大家进一步探索这些自然背后的规律，探索这个世界运行背后的逻辑，所以与自然和世界的亲密联系是学习物理和科学非常重要的前提。
相比之下初中物理估算，在我看来，完全依靠书本、完全将自己与自然隔绝、完全将自己限制在办公桌前，并不是一种非常有效的学习方法。 通过这种抽象的公式来认识世界，其实是一种非常无效、相对无效的方式。
所以，在童年阶段，大家不要太担心以后如何学好物理。 在我看来，更重要的是培养孩子与自然世界的互动，养成直观接触的习惯和兴趣。 这是更重要的。
如果你不知道如何引导孩子，我觉得你可以去一些特定的环境，比如科学博物馆、自然博物馆。
这里有很多适合儿童的互动设备和装置，孩子们可以在这里动手、玩耍、操作一些设备，从而产生直观的兴趣。 在这些特定的场景下，大人可以更有意识地引导他们，比如：“你为什么看到球这样移动？这个斜坡会发生什么？这个杠杆怎么样？这个滑轮？这个电磁铁？” ETC。
图为上海科技馆能源穿梭机
很多博物馆还会将场景模拟成现实世界中的场景，让孩子们自然地融入到现实生活中观察到的现象中。 这将是一个更好的切入点。
小时候，我是一个喜欢参观博物馆和玩玩具的孩子。 我的父母会尽力满足我动手工作的需要。 比如他们会买一些模型给我做，我有时也会自己设计一些简单的纸模型。 ，制造一些汽车，小型机械之类的。
他们没有限制我在这些方面的兴趣，也没有说“好了，别玩了，该做题了，该看书了……”我想也许竞争没有那么激烈吧就像现在一样，或者作业没有现在那么紧张。 这么多，所以自由玩的时间也会相对多一些。
其实对于孩子来说，释放他的天性就足够了，而不是阻碍他的天性。 当发现孩子在某方面表现出特长时，要鼓励他、引导他。
我觉得很多时候父母引导了成年人认为更好的发展方向，实际上可能会扼杀孩子的一些天生的兴趣和爱好。
2
你物理学得这么好
中学做对了什么
赵智深：我认为学好物理有两个主要过程，第一是归纳，第二是演绎。 在详细解释之前，我想先带大家了解一下物理这门学科的特点，以便大家更好地理解其中的原因。
物理学是典型的第一原理学科
什么是第一原则学科？
这个学科背后有一个简单、精确、统一的理论，它支撑着整个理论体系，而且具有普遍性。 这套理论可以解释几乎所有的现象。
例如，在经典物理时代，牛顿第二定律、牛顿第三定律、天体运动定律、电磁理论都是一套统一的逻辑和公式。
当你认识到这个世界是有一个原理支撑的时候，你就会有非常高的确定性，知道只要掌握了这个原理，就可以从理论上解释世界上的一切现象。
在物理的学习中，只要我掌握了这个公式，那么所有这个话题和自然现象都可以推导和解释。
物理理论的一些分支
很多人感觉学习物理公式很多，很难掌握和记忆。 但在我看来，与物理学的其他学科相比，真正需要记住的东西很少。 除了最基本最核心的定理和公式之外，其他的都可以推导出来，不需要死记硬背。 后退。
当你掌握了这个推导过程之后，你就会知道这个理论背后是一个统一的逻辑、统一的体系，而不是知识点的集合。 这个时候你就会对这个理论有一个宏观的把握。 就像一棵树，如果掌握了树的根，它的所有枝叶都能自然生长，都可以从根严格推演出来。 一定是这样的，不可能是别的。
因此，在我看来，学习物理最重要的方法就是很好地理解核心原理。
学习物理的第一个过程：归纳
学习物理有两个过程，这两个过程可能看起来是相反的过程。
第一个过程是归纳。 他们把大量看似不相关的现象归结为同一个理论，这也是一个从现象到理论的过程。 也就是前面提到的，多接触大自然，感受自然现象，通过收集大量的例子来理解这个理论。
第二个过程是演绎。 一旦你知道了这个核心理论，如何演化和演绎不同的现象并解决问题。
例如，简单机械中最基本的机械之一就是斜面。 日常生活中，我们背着沉重的行李一件一件地上楼梯是一件非常困难的事情。 如果有一个斜度来拖，那是一个非常省力的过程，所以斜度就是一个省力的过程。
斜坡测试
大家所熟悉的瓶盖螺纹设计，其实和斜角有关。 瓶盖螺纹为什么要这样设计？ 你可以想象，如果我把瓶盖上的螺纹展开成一条直线，它实际上会是一个斜面，对吗？
所以这个螺纹的设计是为了让我们能够相对轻松地拧紧或打开瓶盖。 换句话说，扭转瓶盖的过程与将重物推上斜坡的过程相同，包括螺丝背后的原理。
当你发现台阶上的斜角、瓶盖上的螺纹都是机械原理时，你就可以总结出这样一个抽象的机械模型。
让我再举一个例子。 大家都知道水滴的形状是球形的，我们日常生活中的易拉罐也是圆形的。 为什么是这样？
这背后其实有一个统一的原则。 与水滴一样，由于它们具有表面张力，因此它们保持相同的体积以最小化表面积； 圆形罐可以在铝材有限的情况下获得可口可乐的最大容积。 它是最节省材料的方法，因此两者显得是两种不同的东西，一个是人造物体，另一个是自然物体。 但其背后的原理是相同的。
水的表面张力
对于物理学来说，从这些看似无关的现象中总结出同一个模型是非常重要的一步。 一旦掌握了这个理论，你就可以立即将这个原理应用到其他现象中。 它成为从有限现象到无限现象的扩展过程。
学习物理的第二个过程：演绎
许多人认为高中物理是一个分水岭时刻。 为什么很多人初中物理看上去还可以，但高中物理突然就不好了呢？
这是因为初中物理仍然是一个归纳过程，而高中物理却变成了一个演绎过程。
高中物理，你知道原理是什么，解决一些问题需要从原理出发； 另一方面，在初中物理中，你知道这些现象存在，并且需要解释其背后的原理是什么。 所以这是一个思想上的重大转变，这也是为什么很多人对高中物理不适应的原因，因为他们不能很好地接受这种思想上的转变。
在高中，你必须知道核心原理是什么以及如何利用它们来推导出这些不同的现象。 我希望大家在学习高中物理的时候，应该有能力自己推导每一个公式，而不是仅仅死记硬背。
一些高中物理公式
因为一模一样的公式和场景不会出现在考试中，但是一旦你掌握了从第一原理、牛顿第二定律、万有引力定律推演过程的能力，你一定能举一反三物理资源网，举一反三。
因此，我们在学习的时候，一定要从第一原理开始，进行一步一步的拓展和计算，这样才能解决高中的问题，而不是仅仅依靠一些公式和捷径来完成学习。
这个过程一开始可能会很困难，但孩子们的回报将是巨大的。
3
你物理学得这么好
对现在工作有什么帮助
首先，我想大家应该有这样的意识和观念，今天已经不再是大学里选专业的时代，而是一辈子从事这个专业的时代。
我不是计算机科学专业的学生。 我身边的同事都是计算机出身的，也有一些和我一样是自然科学出身的。 这些并不妨碍我们成为一名优秀的软件工程师或者优秀的开发人员。 这是因为物理教给我的建模仍然可以应用到金融和计算机行业。
物理、培养建模能力
物理学对我的工作有什么好处？ 我觉得物理学习培养的不只是具体的理论，而是建模的能力。
在具体的物理专业中，培养对自然世界进行建模的能力，如何使用万有引力公式，如何使用一些简单的原理，以及使用方程组对整个复杂世界进行统一建模。 。
同样，我毕业后进入金融行业工作时，关注的重点是如何对整个复杂的金融产品和市场进行建模，对背后的金融产品进行定价，包括估计风险等。这种建模能力是高度相关的。从思维上来说，甚至在更细致的领域，比如大量金融衍生品的建模，其背后的建模原理与物理学的建模原理非常相似。
我们用来预测股票价格趋势的一些模型与我们用来研究物理学中的热力学和流体运动的模型背后的公式相同。 换句话说，我们研究股票的方式与研究热力学和流体力学的方式相同。 价格。
这看起来似乎是一件很奇怪的事情，但是一旦你掌握了它们的原理，你就会发现它们背后其实是同一个模型。
流体动力学模型
在计算机领域也是如此。 如果你对人工智能感兴趣，了解深度学习等一些理论，你就会深刻地明白，其背后使用的大量模型、结构和技术都有物理学的影子。
从宏观上看，面对复杂问题时，在物理学中是对自然建模的能力，在金融工程中是对金融市场建模的能力，在人工智能领域是构建数据世界的能力。 模型能力。 他们面对的是不同的世界，但是建模能力背后的思维方法都是一样的，甚至模型本身也是高度集成的。
因此，很多人会问我，大学应该读什么专业？ 我的建议是，如果你没有自己喜欢的具体专业，那么学习基础学科绝对不会让你失望，因为它背后培养的是一种通用能力，而不仅仅是某一领域的知识。
我相信每个人在职业发展中几乎肯定会经历职业转变，所以这种通用能力非常重要。 如果什么都学，具体的知识都学，风险极大，而且会被时代改变。 淘汰了。
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