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分享 为什么学气象的不明白蒸发降温 -- 再论中国教育弊端
热度 1 岳东晓 2015-5-23 02:25
狗都知道自觉伸出舌头蒸发降温。翰山是学气象的,但在我 不厌其烦的从各个角度解释后 ,他却写了N篇博文死活不明白池水蒸发降温。 这是为什么? 翰山的毕业论文据说是根据卫星数据统计分析地球的辐射降温 (Radiative Cooling),这种论文大专层次的就能搞定。在我提出游泳池降温主要是相变(蒸发)其次是辐射之后,翰山 aka 傻蛋写道:【 白天池水失去能量的主要机制是辐射,向大气的辐射,与相变无关。虽然池水蒸发需要热能量,但是与池水温度降低不相关。】之后,他长篇大论写了多篇博文重复这个观点。 学气象之类的总应该学过点海洋蒸发降温的道理吧?在网上搜索,找到 这个地球环境系的课程网页 ,上面就写道:【 The largest heat loss for the ocean is due to evaporation。。。 】(海洋最大的热量损失是由于蒸发)。 当然,上面只说蒸发导致热量损失,没有说海洋热量损失会导致海水温度降低。对于死记硬背的人来说,如果拿着类似的课本,估计只背到海水热量损失,但海水温度降低就无法逻辑推导了。但继续GOOGLE,发现有的书上这个降温的效果也写了。这本《 基础海洋学 》上就写道:“ Evaporation cools a moist surface because departing molecules of water vapor carry this energy away with them.“ (蒸发导致潮湿表面降温,因为水蒸气分子带走能量)。 不过,这一段海洋学教程还是没有写蒸发导致海水温度降低。。。也许我们翻开翰山学的海洋学课本,里面也有这样的话,但就是没有点破这个海水蒸发导致海水温度降低。继续搜索,发现这个 《 Evaporative cooling of the western equatorial Pacific Ocean by anomalous winds 》( cooling during 1982–83 was caused by evaporation 。。。),说明有的文献里连这个蒸发降温都直接写进去了,但估计翰山或者没有看到,或者看到过但忘了;或者虽然知道海水 蒸发 会降温,但不能类推到游泳池。。。 大部分中国学生的学习方式是死记硬背,而不是理解。翰山上述现象 就是死记硬背的弊端了。完全丧失举一反三的能力,也完全丧失进行简单推理的能力,主要靠记忆。但人的记忆力是有限的,记忆提取速度也有限,而且随着年龄会急剧衰退。 准备把 翰山+iMan 这两个活例子作为中国教育需要改革的例证。
个人分类: 小学启蒙|7911 次阅读|2 个评论
分享 科普:格拉斯曼代数
热度 6 岳东晓 2014-1-10 08:19
前两天在看一本书,里面提到一牛人的经历,名叫Grassmann ,学过一定数学或者理论物理的人应该知道的。我在北大本科写毕业论文时,教授让我看了几篇文章,其中就用到他的代数,对物理中研究费米场几乎是不可缺少的,我当时看了个稀里糊涂,也没有心情去找本书来弄清楚,更没有去追究此人的生平。 他的代数叫做 Grassmann代数,其核心理念可以归结为一条,一个变量的平方总是等于0。 也就是说 a^2=0 ,因此, (a+b)^2 =0 = a^2 + ab + ba + b^2 = ab+ba , 因此, ab+ba=0 ,因此 ab=-ba . 假设 a,b 各有两个分量, a = a_1 e_1 + a_2 e_2 , b = b_1 e_1 + b_2 e_2 ,则 ab = (a_1 b_2 - a_2 b_1) e_1e_2 ,这应该对有点数学概念的很熟悉,是a与b构成的平行四边形的面积。有兴趣的可以继续。 这是格拉斯曼代数的科普,其代数在微分几何中、物理、工程中都可能用到。但此人最神奇的地方在于,他没有受过正规的数学教育,自学成才当了初中数学教师,然后写了一本书,介绍他的新代数。不幸的是,没有人对他的成果表示关注,他只好又重新写了一本书,结果还是没有人理睬。格拉斯曼于是写到: ”我感觉有义务宣布(冒着被视为自大的危险)就算这些成果在17年或者更长时间内不被采用,最终它还是会从尘封的记忆中迈 入科学发展的殿堂,今天休眠的思想将结出果实...因为真理是永恒而又神圣的...真理永在,即使包裹它的外衣化为尘埃”。 感觉有点狂吧? 其实,狂人一般是不得志之人,他们得不到社会的承认,只好发出巨大的噪声,试图引起世人的注意。 而狂人之中纵然不乏格拉斯曼这样的开创性人物,大多却只是平庸的而又不甘心的loser。 记住这个: dx dy = -dy dx 规范场是 A = A_{\mu} dx^\mu 微分一次 dA = \partial_\nu A_{\mu} dx^\nu dx^\mu = \frac{1}{2} (\partial_\nu A_\mu dx^\nu dx^\mu - \partial_\nu A_\mu dx^\mu dx^\nu) \\ = \frac{1}{2} (\partial_\nu A_\mu - \partial_\mu A_\nu)\hspace{1mm} dx^\nu dx^\mu 上面是大家都熟悉的,这类似 Maxwell 电磁场。但是,我们还有这样的项 A^2 = (A_{\mu} dx^\mu )^2 = A_\mu A_\nu dx^\mu dx^\nu \\ = \frac{1}{2} (A_\mu A_\nu dx^\mu dx^\nu - A_\mu A_\nu dx^\nu dx^\mu) \\ =\frac{1}{2} (A_\mu A_\nu - A_\nu A_\mu) \hspace {1mm}dx^\mu dx^\nu 如果是电磁场,A只是数字,上面这一项为0 。但是在杨米尔斯场中,A是矩阵,上面 A^2 不为零。这就是杨振宁花了几个月时间才找到的那一项。
个人分类: 科普|6504 次阅读|6 个评论

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