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物理实验图片权威发布_物理图片大全(2024年12月精准访谈)

内容来源：莱茵河北极图库所属栏目：观点更新日期：2024-12-02

物理实验图片

「金马社区支教」 ⭐️活动描述：支教描述《精彩的下午支教：科普知识之旅》今天下午的支教活动，是一场奇妙的科普知识探索之旅。我们站在讲台上，打开准备好的实验图片，开始为他们讲述宇宙的奥秘。从科学家的故事、自然界的奥秘到各种科学实验探索，激起了小朋友们极大的热情。比如：花朵的秘密（颜色、气味、形状…）伽利略摆动的吊灯、牛顿的万有引力、爱迪生发明电灯的故事以及到为什么牙签会立起来？还有颜色的消失术，是利用酸碱度的不同来变换着溶液的五颜六色，等等其它的知识。最后开展了单词教学，组织了一场与单词有关的小游戏。同时在讲解物理小实验时，他们目不转睛地看着那些神奇的现象，不时发出惊叹声。每一个原理，每一个例子，都像是一把钥匙，打开了他们求知的大门。这下午的支教，充满了知识的火花，我们一起在科普的海洋里畅游，为孩子们的小世界注入了大大的科学能量。 ⭐️支教有感：用爱点亮希望的下午今天下午的支教活动，就像一场温暖而璀璨的烟火，绽放在我们心中。在游戏过程中我们看到一群小朋友们绽放着生生不息的青春活力。支教不仅是知识的传递，更是爱的播种。这个下午，我们在孩子们心中种下希望的种子，他们也在我们心里种下了温暖的花。我们知道，这短暂的时光会成为我我们生命中最宝贵的回忆，也希望能为他们的成长之路点亮一盏小小的灯。

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八年级物理逆袭攻略：三步走满分计划七年级的课程即将结束，新学期开始就是八年级了，同学们将迎来物理这一新科目。很多同学因为物理成绩跟不上，导致排名下滑。特别是那些梦想成为航天工程师、建筑设计师、医生或科研人员的同学们，物理是关键的一环！ 𐟌Ÿ 第一步：打好基础在八年级暑假期间，提前学习新知识非常重要。时怡老师将带你入门物理，帮助你打好基础。虽然大班的节奏可能无法照顾到每个同学，但一对一的教学效果自然不言而喻。 𐟌Ÿ 第二步：培养物理思维物理是一门以实验为基础的自然科学，不同于需要记忆的政治历史等文科，也不同于数学这样的形式科学。学习物理，思维至关重要。通过精心备课，让实验不再停留在纸面和图片上，鼓励动手操作，强化物理思维，激发兴趣，让学习不再痛苦。 𐟌Ÿ 第三步：养成受益终身的学习习惯没有学不会的学生，只有惰性强的学生。课前带领预习，课上根据互动反馈随时调整授课节奏，课下跟踪习题练习情况。同时，根据艾宾浩斯遗忘曲线，科学设置习题课，巩固知识，监督错题整理，复盘知识疏漏。养成“推土机”式学习习惯，学过就学透，不留遗漏！通过这三步走的方法，相信同学们能够在八年级物理学习中取得好成绩，实现弯道超车！

高中化学氧化钠和过氧化钠知识点详解 𐟓š【导入】首先，我们回顾一下金属钠的活泼性质，它通常以化合物的形式存在。今天，我们将学习钠的两种重要化合物：氧化钠和过氧化钠。 𐟔죀物理性质】氧化钠是一种白色固体，而过氧化钠则是淡黄色固体。这两种物质在物理性质上有所不同，但在化学性质上却有着独特的反应。 𐟌ˆ【化学性质】 1️⃣ 氧化钠的化学性质类似氧化钙，是一种碱性氧化物。它能够与水、酸以及二氧化碳发生反应。以下是相关的化学方程式： Na2O + H2O → 2NaOH Na2O + 2HCl → 2NaCl + H2O Na2O + CO2 → Na2CO3 2️⃣ 实验演示：将水滴入盛有少量Na2O2的试管中，可以看到带火星的木条复燃，试管壁发热，酚酞试液先变红后褪色。这是因为Na2O2具有强的氧化性，可以漂白有机物。相关的化学方程式为： 2Na2O2 + 2H2O → 4NaOH + O2↑ 3️⃣ 实验视频：Na2O2与CO2的反应，带火星的木条复燃，生成氧气。相关的化学方程式为： Na2O2 + CO2 → Na2CO3 + O2↑ 4️⃣ Na2O2还能与HCl反应，生成氯化钠、水和氧气。相关的化学方程式为： 2Na2O2 + 4HCl → 4NaCl + 2H2O + O2↑ 5️⃣ 生活应用：Na2O2在呼吸面具中作为供氧剂，同时也是一种漂白剂。通过PPT图片展示这些应用场景。 𐟓【巩固总结】通过上述实验和方程式，我们深入了解了Na2O和Na2O2的物理性质和化学性质。这些知识将为后续学习碳酸钠和碳酸氢钠打下基础。 𐟓š【作业】课后预习下节课内容，了解钠的另外两种化合物：碳酸钠和碳酸氢钠。准备好了吗？下课！

欢迎大家今天下午4:00来看直播直播预告 | 走进大科学：粒子物理的十一月革... 直播预告 | 走进大科学：粒子物理的十一月革命，给我们送来了什么？原创袁岚峰风云之声 2024年11月11日 10:54 安徽图片 ■ 直播标题走进大科学：粒子物理的十一月革命，给我们送来了什么？ ■ 直播时间 2024年11月11日16:00 - 19:00 ■ 直播大纲人人都听说过十月革命，但在粒子物理领域，还有个十一月革命。1974年11月，丁肇中和Burton Richter发现了一种新的粒子，称为J粒子或者𒒥퐯𜌥˜倫𑧲𒥤𘥅‹（charm quark）和反粲夸克组成的复合粒子。此前人们只知道有三种夸克，上夸克、下夸克和奇异夸克。它们都很轻，质子、中子等常见的粒子是由它们组成的。粲夸克不仅是第四种夸克，而且比它们重得多。丁肇中和Richter因此获得了1976年诺贝尔物理学奖。中国在高能物理领域最早的大科学装置，北京正负电子对撞机（BEPC），就是以大量产生J/𒒥퐤𘺧‰𙨉𒧚„。这个能区可以精确研究粲夸克和陶轻子（tauon），因此被称为陶粲物理。而现在，中国科学家又在倡议建设新的大科学装置，超级陶粲工厂（STCF）。粒子物理是一门怎样的学科？十一月革命有什么重大意义？粒子物理实验对技术有什么样的推动作用？我国粒子物理取得过哪些成就？前景如何？ 11月11日16:00 - 19:00，我将邀请5位专家（赵政国院士、邹冰松院士、唐靖宇教授、郑阳恒教授、杨振伟教授）座谈，线上线下同步传播，带领大家领略粒子物理的魅力，纪念十一月革命50周年，走进大科学！ ■ 直播主持人袁岚峰中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心副研究员，中国科学技术大学科技传播系副主任。图片 ■ 专家嘉宾赵政国实验粒子物理学家，中国科学院院士，中国科学技术大学教授。长期从事粒子物理实验，并在中微子质量测量、 p奇异原子强相互作用效应研究、北京正负电子对撞机北京谱仪实验研究、大型强子对撞机ATLAS实验、希格斯粒子和新物理的寻找等领域做出了重要贡献。2005年获国家自然科学二等奖，2014年获何梁何利科学与技术进步奖。现任中国物理学会副理事长。图片邹冰松粒子物理与核物理学家，中国科学院院士。现任清华大学教授，中国科学院理论物理研究所研究员。1984年本科毕业于北京大学，1990年于中国科学院理论物理研究所获博士学位。1990年至1998年在瑞士、英国工作。曾担任中国科学院高能物理研究所理论物理室和中国科学院理论物理研究所负责人。曾获国家六部委联合颁发的回国人员成就奖、德国洪堡研究奖。图片唐靖宇物理学博士，中国科学技术大学核科学技术学院教授。1984年本科毕业于中国科大，1984 - 1990年在中科院近代物理所硕士和博士。曾在法国和德国长期工作，1993 - 2001年在中科院近代物理所工作，2004年-2022年9月在中科院高能所工作。1998年获国务院政府特殊津贴。自2011年起担任全球华人物理和天文学会（OCPA）加速器物理部协调人；多个国际学术组织或系列会议委员会成员。研究方向：束流物理、加速器技术、粒子束应用。作为主要骨干参加多个大型加速器的设计、建造和运行，并推动和参与粒子束的多学科应用，如白光中子源、缪子源、质子束、中微子束等。作为项目负责人，曾经和正在承担多个国家级重大或重点项目。现主要开展我国新一代正负电子对撞机-超级陶粲装置（STCF）预研项目的工作。图片郑阳恒中国科学院大学教授，物理学院副院长。1995年本科毕业于中国科学技术大学，在日本KEK的Belle实验上获得夏威夷大学博士学位。其后在加州大学洛杉矶分校从事博士后研究，其间参与了欧洲核子研究中心的CMS实验以及美国费米实验室的CDF实验。在粒子探测技术、数据分析领域从事研究工作。2007年回国工作，在中国科学院大学建立粒子物理实验研究团队，深度参与了北京正负电子对撞机BESIII实验，先后担任BESIII实验的粲物理组组长，物理协调人、执行委员会委员、联合发言人等岗位。2015年6月带领团队加入大型强子对撞机LHCb实验合作组。目前担任我国下一代高亮度正负电子对撞实验“超级陶-粲装置”（STCF）项目的副经理。图片杨振伟北京大学博雅特聘教授。国家杰出青年科学基金获得者。1998年毕业于清华大学物理系，获得学士学位；2004年于清华大学物理系获得博士学位。2004-2007年于清华大学工程物理系从事博士后研究。2007年起入职清华大学工程物理系，先后被聘为助理研究员、副教授、长聘副教授。2021年入职北京大学物理学院。长期在欧洲核子研究中心大型强子对撞机上的LHCb实验从事研究工作，主要包括：通过研究重味强子的产生和衰变性质，理解强相互作用在非微扰能区的性质，寻找新的电荷宇称破坏来源，间接寻找超出粒子物理标准模型的新物理。在重味强子谱学和强子产生机制的实验研究中作出了重要贡献。曾担任LHCb实验“底强子与夸克偶素”物理分析工作组负责人、Speakers' Bureau委员，现任LHCb Membership Committee委员、LHCb二期升级规划小组成员。图片可以在以下任一平台点击任一账号，收看直播：百家号，@袁岚峰；微博，@中科大胡不归；视频号，@袁岚峰@搜狐科技@有请科代表@一起来唠科@中科院物理所；腾讯新闻，@风云之声；哔哩哔哩，@袁岚峰@二次元的中科院物理所；抖音，今日头条，西瓜视频，@袁岚峰@中科院物理所；知乎，@袁岚峰；快手，@袁岚峰；搜狐视频，@袁岚峰@搜狐科技；蔻享学术。 11月11日16:00 - 19:00，不见不散！图片 ■ 扩展阅读诺奖物理学家眼中的世界，和我们的有什么不同？十个小故事带你了解“上帝粒子”发现者 | 墨子沙龙粒子物理与弦理论 | 周思益、莫宗霖向实验家发脾气的理论家｜粲夸克的提出与发现诺奖得主戴维ⷦ 𜧽—斯：夸克还可以继续拆开吗？| 墨子沙龙质子内部有什么？袁岚峰解读正反物质不对称性新成果李政道先生与中国高能物理发展 | 王贻芳 ■ 作者简介袁岚峰中国科学技术大学科技传播系副主任中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心副研究员科技与战略风云学会会长

深圳初三物理备考攻略：如何高效复习？ 𐟓… 深圳中考适应性考试物理真题答案和解析请参考下篇笔记 𐟓š 2023年物理题型调整实验题和综合题增加，创新能力考查加强，中考又改回了一些。建议大家多做真题，考前还是以模拟卷为主。做这个卷子可能会觉得不适应。 𐟧 来自顶尖物理老师的建议 1️⃣ 常识题：总结归纳常见家用电器的功率和电流等知识点，找到记忆和分析技巧，不要仅凭感觉。 2️⃣ 概念题：系统复习物理概念、规律和方法，掌握得细和准。例如，做功1次，飞轮转了几转，这是通过什么方式改变内能？这是电流的什么效应？这是发光二极管的什么极？基础差的多看书本的图片原理。 3️⃣ 电学：搭建电学思维框架，做题前进行电路分析，先分析再做题。掌握串并联规律，串分压并分流，大阻大压。先算电源电压和定值电阻阻值，把数据标在电路图上，注意哪些是变量，实物图画个电路图。 4️⃣ 实验题：重点区分比热容和热值实验的区别、原理和方法，非常易错。掌握4个实验探究I-R I-U 测电阻和测电功率实验，这个电路图都是一样的串联电路，基础的连线、故障、原理要掌握。 5️⃣ 计算题：热学计算、电学常见的图像计算、电热综合计算。基础弱的根据自身情况练习，主打一个循序渐进。冲满分的有效练习没见过的计算题，练习计算推理能力。 6️⃣ 综合题：针对练习做题速度，有时间写的提高提取信息能力，主要是想着要与所学的物理原理或者电路知识结合，读不懂也要套公式找数据算出来。 𐟓– 物理复习资料和笔记更多资料和笔记会在后面的分享中发布，敬请期待。

2025新高考速记攻略：图解高中数学物理化学生物政史英 Part One 话说，2025年的新高考改革正如火如荼地进行中，对于即将面临这场大考的高中生来说，掌握有效的学习方法至关重要。今天，咱们就来聊聊一套专门为新高考设计的图解速记教材，它覆盖了数学、物理、化学、生物、政治、历史及英语七大科目，旨在帮助考生在有限的时间里高效复习，轻松应对高考。 Firstly，谈谈数学。这门学科历来是许多考生的“心头好”也是“心头难”。2025版的图解速记教材，将复杂的数学公式与定理通过直观的图表呈现出来，帮助学生快速记忆。书中还收录了大量的例题与习题，覆盖了函数、几何、概率统计等多个模块，让学生在练习中加深理解，提高解题速度。接着，聊聊物理。物理作为一门实验科学，其知识点繁多且抽象。新版教材采用了大量的实物图片与实验模拟图，让学生仿佛置身实验室，亲手操作实验器材。同时，书中配有详细的步骤解析，引导学生掌握物理实验的基本流程，培养科学探究能力。再来谈谈化学。化学科目中，元素周期表与化学反应方程式是两个难点。2025版教材巧妙地将这些知识点整合成一张张色彩鲜明的图表，让学生在视觉冲击下快速记忆。此外，书中还设置了“知识点串讲”环节，通过串联不同章节的内容，帮助学生构建完整的化学知识体系。生物，则是一门充满生机的学科。新版教材通过绘制精美的动植物生态图，让学生在欣赏大自然美景的同时，加深对生物学知识的理解。书中还设有“实验操作指南”，详细介绍了显微镜使用方法、DNA提取实验等，让学生在实践中掌握生物实验技能。政治，作为一门社会科学，考察的是学生对国家政策与社会现象的认知。2025版教材紧跟时政热点，精选近年来具有代表性的案例，帮助学生理解政治现象背后的原因。书中还提供了“热点解读”专栏，让学生学会运用所学知识分析实际问题。历史，是连接过去与现在的桥梁。新版教材通过时间轴、大事记等形式，清晰展示了中国古代史、近现代史及世界史的发展脉络。书中还设有“历史人物评述”栏目，让学生在了解历史事件的同时，也能深入认识历史人物的思想与贡献。谈谈英语。英语作为一门语言学科，其学习过程需要大量听、说、读、写的练习。2025版教材通过设置情景对话、阅读理解、写作指导等多个板块，全面提升学生的语言运用能力。书中还提供了丰富的听力材料与口语练习，让学生在实际交流中提高英语水平。就这样，希望每位同学都能在2025版图解速记教材的帮助下，找到适合自己的复习方法，在即将到来的新高考中取得理想的成绩。未来的路还很长，让我们一起努力，向着更高远的目标迈进。 #动态连更挑战#

三公新变化：家长们注意啦！家有女儿，今年小升初，经历了各种SMK和三公考试，真是心力交瘁。妹妹还在读三年级，两年后也要面临小升初，作为家长，我们必须要时刻关注每年的变化趋势。上外附中：语文、数学、英语全解析语文：考试内容以选择题为主，难度不大。主要考察了一些基础常识，比如对仗和节气。数学：笔试加口试，13道题17分钟。题目类型包括填空题、应用题和附加题，涉及余数取模、定义新运算、分数应用题、数论、几何、行程问题、逻辑题和因式分解，难度较高。英语：题型有听力、小猫钓鱼、阅读、快问快答和朗读，没有自由谈话。难度和小托福差不多。特色：考试中有小语种跟读，随机抽取阿拉伯语或德语。上实：语文、数学、英语全解析语文：选择题为主，难度不大。数学：没有口试，20道题30分钟。题目类型包括数论、追及问题、计算、几何和逻辑推理，比如“李白带酒”和“虫子追及”。英语：10道听力选图片，限时作答，比较简单。还有完形填空、4篇阅读和自由谈话。特色：考试中有物理实验科学题、时政和体育。浦外：语文、数学、英语全解析语文：10道选择题，考察了古诗文学常识。数学：没有口试，10道题。题目类型包括环形跑道、立体图形、统筹规划、巧算、小数、逻辑推理、数论和排列组合。英语：20分钟，听力跟读、4篇完形填空、5道中译英翻译、长文章阅读，没有自由谈话。特色：考试中有3道物理化学题，涉及热传导和折射反射。趋势变化分析：语文、数学、英语语文：三门学校语文考试都以选择题为主，难度不大，相比数学和英语可以看作是打酱油的存在。英语：三门学校都没有自我介绍，题型上更偏向应试类，特别是小猫钓鱼，是上海中高考重点失分区。对于普遍手握小托福成绩的娃来说难度不大。数学：三门学校中数学最难，时间紧，口试不重要了。考点仍然以小学奥数为主，初中知识加深不少。去年女儿考前一直担心会考因式分解，结果去年没考今年考了，这是七年级的内容，所以小奥和超前学习一个都不能掉。 PS：别再说放弃奥数转战AMC了！我家两个娃一直都是奥数和AMC两条腿走路，各有优势相辅相成。不管别人怎么说奥数难学怎么说AMC考试烂了，我家还是坚定的两个课都上，奥数加深AMC拓宽，只要选对了班，都有很大收获，我们上岸了是真。预初没怎么操心，成绩一直很不错。数学单科为王的时代要来了，孰轻孰重要拎得清，家长不要拖了后腿还不自知…

叶铭汉先生跟李政道先生是西南联大的同学。由于历史的阴差阳错，李政道在科学界大显身手的时候，叶铭汉无法从事科研，在政治运动中蹉跎岁月。直到改革开放之后，叶铭汉终于得到机会出国学习，这时他的身份之一叫做“李政道学者”。从个人的角度来看，我们钦佩叶先生对科学的热爱和百折不挠的精神。从国家的角度来看，我们再也不能犯这样的错误了讣告 | 沉痛悼念叶铭汉先生讣告 | 沉痛悼念叶铭汉先生中国科学院高能物理研究所 2024年10月04日 19:49 北京图片中国工程院院士、著名实验高能物理学家、粒子探测技术专家，中国高等科学技术中心学术主任，中国民主同盟优秀盟员，原中国物理学会高能物理分会主任委员、中国核学会核电子与探测技术分会主任委员、中国科学院高能物理研究所所长叶铭汉先生，因病医治无效，于2024年10月4日12时30分在北京逝世，享年99岁。叶铭汉先生是中国低能加速器、低能核物理实验、粒子探测技术和高能物理实验的开拓者之一，是大型科研工程“北京正负电子对撞机（BEPC）和北京谱仪（BES）”的主要领导人之一，为中国建造核物理、高能物理实验基地和在世界高能物理实验研究领域占有一席之地做出了重要贡献。 20世纪50年代，他参加我国第一、二台带电粒子加速器（能量为700千电子伏和2.5兆电子伏的静电加速器）的研制，并负责其运行和改进，获得一批重要成果。后率先研制和发展了多种粒子探测器，开展我国第一批核物理实验，做出了具有国际水平的物理工作。20世纪70年代，他与萧健主持开展多丝正比室、漂移室等高能物理实验常用的粒子探测器的研制，率先在国内实现多丝正比室的计算机在线数据获取。1982年起主持大型高能物理实验粒子探测装置北京谱仪的建造，该装置于1988年建成，获得了陶轻子质量精确测量等一系列具有国际重大影响的成果。曾获国家科技进步奖特等奖等奖项。叶铭汉先生爱国敬业、严谨求实、淡泊名利、无私奉献。他培养了大批优秀学生，大多成为从事高能物理、核物理研究的骨干。他十分关心我国高能物理事业的持续发展，为BEPCⅡ/BESⅢ的建造提出了许多有益的建议，为获得更好的物理成果打下了坚实的基础。他的逝世是我国科技界的巨大损失！我们沉痛悼念并深切缅怀叶铭汉先生！他的精神将永远伴随着我们。先生千古，风范长存！中国科学院高能物理研究所 2024年10月4日

这是我的科大化学物理系师弟小王博士写的，其中尤其启发深思的是这样一段： John 十分愿意分享他的知识，特别是对愿意虚心请教的人，他通常表现得非常有礼貌。如果向他提问的人愿意倾听，他能够恰到好处地、精准地，从提问人水平之下一点点开始讲解，很耐心地，逐步深入，直至讲到提问人无法短时间理解的难度。说实话，我很少到如此善于教学的人：因为这体现出 John 不仅非常全面且熟练地掌握那些知识，而且他能够准确估计出对方的水平，并因材施教；在此过程中，John 还非常耐心。网页链接有一个诺奖得主师兄是一种什么体验？中国科大校友 2024年10月10日 21:46 北京以下文章来源于小王随笔，作者小王随笔撰文 | 小王随笔（中国科大化学物理系校友）热烈祝贺 John Jumper 获得2024年诺贝尔化学奖！太赞了！太赞了！！太赞了！！！图片 John 是我的师兄，早我一年入校，早我两年入课题组。我们有两位共同的博士导师：Karl Friedric Freed (1942-) 和 Tobin Roy Sosnick (1961-)。 Karl 出生于1942年的纽约市布鲁克林，有一个年长4岁半的哥哥 Jack。哥哥热爱化学，中学就在自己家的地下室搭建了一个功能齐备的化学实验室，上小学的弟弟也能参与进来。Jack 在1962年因研究电子自旋共振从哥大取得了化学博士学位；翌年，Jack 拿到康奈尔大学化学系的教职，而 Karl 刚刚从哥大化学系本科毕业。仿佛在追赶哥哥的脚步，在1967年，Karl 获得了哈佛的化学物理学博士学位，师从 William Klemperer（1927-2017），研究电子共振光谱，博士论文标题是：Theoretical studies in molecular spectroscopy（分子光谱学的理论研究）。同年，哥哥Jack成为康奈尔大学副教授，取得终身教职。很快，在1968年，Karl 接受了 Stuart Alan Rice (1932-) 的邀请，来芝大化学系任教，至今。26岁就成为芝大化学系正教授的 Rice 是目前芝加哥大学化学系最资深的教授，可能也是芝加哥大学化学系目前最接近诺贝尔奖的人。可能终究还是兄长稍胜一筹，Jack 在1976年成为美国物理学会会士，1994年被评为美国艺术与科学院院士；Karl 则分别在1983年和2007年成为美国物理学会会士、美国艺术与科学院院士。我曾向 Karl 问起 Jack，二人实在长得太像了。Karl 谦逊地说 Jack is a much better chemist than me（哥哥是远比我好的化学家）。图片图：卡尔（左，芝大化学系官网），杰克（右，康奈尔化学系官网）。 Karl 是一位非常老派的、数学物理功底极扎实的理论化学家，属于在黑板上裸推公式讲课的那一种，曾在1970、80年代担任过芝加哥大学化学系的系主任以及 James Frank 研究所所长，长期在系里讲授量子化学等理论和计算类课程。授课时，Karl 简直是 GPA 杀手，常年使得课程平均分保持在30几（满分100）。我们好奇，难道 Karl 像《灌篮高手》中的安西教练，年轻白发魔，年老白发佛？我们这帮小屁孩真是太幸运了。其实并没有。Karl 解释说，你们看看那些大联盟打棒球的，击球成功率只有30%，也配拿百万美刀的薪水。上我的课，能拿个30分，相当可以啦~ 这个笑话太冷了…… Karl 就是这样，像是一个孩子，总爱说冷笑话，每三句就有一句笑话，常常是他自己先笑起来；但是，一旦谈到学术，他双眼则直直地看着你，炯炯有神，仿佛此刻对他而言周围都不存在了。时至今日，我犹然记得，第一次与 Karl 同桌吃饭，他问我们：What is the difference between molecular modelling and simulation？分子模拟与分子模拟的区别是什么？都是模拟，区别是什么？ Karl 身体不好，罹患帕金森症几十年，看上去比同龄人更老一些。2016年的一天凌晨，Karl 突然中风，所幸 John 就住在隔壁，及时将之送到校医院，才并无大碍 —— 这件事却实实在在吓坏了组内所有人。这之后，Karl 只能在晴好的天气里请他自90年代起便资助的波兰裔的博后研究员 Jack Douglas 接送来学校工作，雨雪天则再也来不了了。中风恢复后，Karl 也没有任何要离开研究一线的意思，依然每年到了点就去申请经费，时常铩羽，偶尔成功，依然每年还要发只有一个作者的研究性论文—— 自己编程、计算、画图、写稿，依然还参加系里的报告会和学生的组会，依然还把我叫到他家里去给他讲数据。直到新冠来袭。 John 和我分别是 Karl 自1968年至2019年这长达半个世纪的学术生涯中所培养的最后两位博士。 Tobin 是芝加哥大学生物物理博士项目的主任（Director)、生物化学和分子生物学系的主席（Chair）。 Tobin 于1989年从哈佛大学获得应用物理学的博士学位，师从 Paul E. Sokol，研究方向是冷原子实验物理，是Sokol 最早的学生之一；Tobin 在博后阶段转向生物物理实验，在宾夕法尼亚大学跟从氢交换质谱（hydrogen exchange mass spectroscopy）的先锋 S. Walter Englander（1930-），研究方向大幅转向到了蛋白质的折叠和动态。 Tobin 出生于1961年的加州圣迭戈，犹太人，戏称自己是 California Jew，意为超世俗化的无神论加州犹太人；鹰钩鼻，浅棕头发，中等身材，胸围极阔，胳膊孔武有力；热爱运动，读博时卧推120公斤，同时全马跑进3小时30分，近60岁了还每周踢足球，曾一度让楼里与他不熟的中国学生以为他是40岁的老博后。他思维跳跃，对数据和图标物理直觉极好，对学术问题一丝不苟，穷根问底，对发表的数据一定要查验再三，结论一定要求建立在坚实的数据和严密的逻辑上 —— 这也让课题组里的文章发得极慢。图片图：作者本人摄于2015.4，托宾持球。因为学术兴趣的趋同，研究理论高分子物理和化学的 Karl，与研究蛋白质和 RNA —— 两种特殊的生物高分子的生物物理性质的 Tobin，在2000年代初开始了长达20年的学术合作，共同培养了十数位蛋白质折叠和动态方向的博士和博后。 Karl 和 Tobin 对学生都极好，几乎在我们需要问问题时无时不在，也几乎在学术上完全放羊，给予学生在选题和研究方面极大的自由。师兄弟姐妹们都受益于两位导师的教学法，包括John。我和师兄 John 共事四年（2014 - 2017）。我的博士论文的前半部分是 John 亲自指导的，而后半部分则是对 John 的博士工作做一些延伸 —— 没有 John，我不可能博士毕业。以我对 John 的了解，我认为，John 带领 AlphaFold 团队的成功得益于他在以下四个方面的知识和能力。 1、深厚的数学、物理学功底 John 出生于阿肯色州的一个小农场主家庭，青年时帮家里养马，做农务；本科就读于离家不远的私立名校，范德比尔特大学（Vanderbilt University），学习理论物理。学士毕业后，他即前往英国剑桥大学读理论凝聚态，但是在剑桥只待了一年便返回了美国。—— “Don’t like the weather there.” 他不喜欢那的天气。严格的数学与物理学的科班训练，使得 John 在日后研究蛋白质折叠的分子动力学问题时，能够始终关注到模型背后的物理含义，特别是从统计力学方面的角度；而扎实的数学物理基础又使得他能准确、迅速地理解并掌握深度学习模型。 2、足够的蛋白质领域知识从研究方向而言，蛋白质计算是我们的专业知识（domain knowledge），John 本人对此的积累起始于他回到美国后。返美后，他去了位于纽约的“D. E. Shaw 研究所”（D. E. Shaw Research），研究蛋白质折叠和伊辛模型 (Ising model)。 D. E. Shaw 很传奇。他从斯坦福大学计算机系博士毕业后敏锐地用优化的代码，在彼时还使用着低效代码的股票市场，以高频交易赚取了巨额利润，身家钜万。而后，他出于研究科学问题的理想，创立了 Shaw 研究所，延揽软硬件方面的人才，从最基础的硬件架构开始设计专门用于模拟蛋白质的超级计算机以及程序。Shaw 成功了。他的研究所一度模拟出世界上最接近真实时间尺度的蛋白质运动轨迹。 John 是 Shaw 研究所的早期员工，参与了 2010 年其发表的著名《科学》论文 —— 《蛋白质结构动力学的原子级别刻画》。这篇论文 Shaw 本人是单独的第一作者，而其他所有人则是“共同第二作者” —— 高水平论文的署名是不拘一格的，不能依照某些人的观点，超过了几位共一就不行。再举一例，AlphaFold2 的Nature论文有19位共同第一作者，其中John排在第一位，而位列第19共一的 Hassabis 事实上是论文的最后一位（通讯）作者，与第18位共一作者的中间还夹着十几位作者。图片图：Shaw et al., Science 2010. John 在 Shaw 研究所不仅积累了丰富的蛋白质折叠相关知识，而且实践了各种计算化学工具。例如，他自己为 Shaw 研究所开发了方便的轨迹可视化工具 —— 可同时检查轨迹内分子结构、体系能量、结构偏差值（RMSD）等多种分析函数曲线。另一方面，公司内不同于学校的的工作研究环境令 John 的工作风格非常职业化（professional）。关于这点，我们后面展开说。值得一提地，2010年前后，Shaw 给 John 的年薪超过20万美元。2011年，因为 John 的爱人来芝大读博，他也辞去工作同来芝加哥读书。入校后，学校提供的助教、助研工资在税后不足3万。 3、高超的编程技能 John 的编程能力可能是我见识过的同学、同事里最高的；当然，我不了解 CS 专业，比较的对象都是身边化学、物理等方向的师友。 John 很自负 —— 他不称自己是化学家，尽管我们都在化学系中，而称自己是物理学家；与此同时，他自称，“I’m a self-taught computer scientist.”（我是一个自学成才的计算机学家）。熟悉并熟练地运用多种编程语言，如 python, C++, R, bash 等，现在已经被视为计算化学家的基本素养之一。我仍然想强调，会写和写得好，二者区别极大。 John 的博士工作，完全由他自己一人写了一套完整的原子精度的粗粒化的蛋白质分子动力学软件，名为 Upside，在GitHub上完全开源。—— 完全开源是我们组的一贯风格，任何我们发表的学术成果，都应当能够不仅能被我们自己完全重复，也必须能被他人重复。极强的编程能力使得 John 一方面能快速实现自己的想法（idea）并测试，另一方面在得到测试反馈后能迅速进行新一轮的实验。一件逸事：John 出于自己的性格原因，不喜欢远行开会。例如他从来不去领域内的生物物理年会，就连“近在咫尺”的圣母大学举行的一年一度的蛋白质折叠会议他也不去。老板 Tobin 每每代他讲解、展示、宣传实验方法和结果。我第一次看到 Tobin 帮 John 做展示 PPT 和海报时依然震惊地问，你是教授，居然代学生做PPT海报，言下之意是你咋不帮我们其他人做？Tobin 的回答很直接，“我想让 John 有更多时间写程序，他走了，我招不到代码写得这么好的人了。至于你们，当然得自己做。” John 对电脑硬件也很熟。我刚入组时，John 得知芝加哥市政府的公共交通管理部门要处理一批一百多块旧CPU，他主动联系了他们，带着我去了他们的机房，一块块地将CPU拆下来，带回学校，再装到了我们自己的超算上。图片图：John 的博士工作简介。 4、深刻的深度学习理解 John 很懂深度学习（deep learning），比课题组内的任何人都懂得多得多得多，包括我们的两位导师。这也意味着，无论是 Karl 还是 Tobin，都无法在深度学习模型方面给予他指导。实际上，Karl 和 Tobin 都说过，John knows much more than I do.（John 懂得比我多得多。）研究上，John 与芝加哥丰田技术中心（TTIC）的王晟博士交流很多。芝加哥丰田技术中心位于芝加哥大学的校园边缘，是一个独立的研究机构，专注于将深度学习应用于各个领域；因为其与芝加哥大学存在紧密的联系，所以二者的师生互相交流频繁，芝加哥大学的学生可以去 TTIC 做博士课题，TTIC 的教授也能在芝大开授课程。王晟博士当时是许锦波教授（中国科学技术大学9111校友，1990年全国高中生数学联赛江西省第一名）的博士后，研究蛋白质的结构预测问题，参与我们课题组的组会，在大约两年内和我们的组员无异。当然，读博士期间的大部分知识本来就是要自己学，导师能给一个方向性指导已经足够。下面谈谈 John 的工作风格。 1、非常职业化（professional）即使在学校，John 的工作风格也非常职业化。具体表现为：对上级（导师）和同事，关于学术问题有问必答；尽快回复对方的邮件。Tobin 常调侃，无论何时给 John 发邮件，总能得到他迅捷的回复，而有时候，John 回复邮件的时间却显示为凌晨4、5点。 ……

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