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十大亮點!為你導航丘成桐國際會議中心“大宇之旅”國際數理天文展覽

2020-11-26 來源:掌上梅州
 
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1、展覽緣起說

2018年底,由蕉嶺縣委、縣政府提出,在國際著名數學大師丘成桐院士的支持下,把蕉嶺建設的“一場一館一中心”項目打造成更具特色的科普教育平臺,激發廣大群眾好奇心,尤其是青少年崇尚科學、熱愛科學、并投身科學事業。

為此,以丘成桐和納迪斯合著的科普作品《大宇之形》為基礎,策劃題為“大宇之旅”的國際數理天文展覽。展現人類對宇宙奧秘的探索歷程,尤其是數學與物理、天文科學的相互影響與促進。

在《大宇之形》著作中,設計師摘錄從柏拉圖立體到“卡拉比-丘”空間理論的發展歷程,讓丘院士帶領觀眾探究幾何與物理的美妙之處和了解當今數理科學的前沿。此外,在丘院士的提議下,蕉嶺引入天象館,讓觀眾感受大宇之美!

2、“中心”迎客墻

從展覽大門進入,映入眼簾的是迎客墻。此墻除了解決了背后室內透光、通風的問題外,設計師還以丘院士倡導的“數理與人文相結合”作為設計主題,通過黑板元素、數學公式的組合,烘托濃厚的數理氛圍,并以丘院士詩句“以天為師,可以明天理,通造化;以人為師,可以致良知,知進退”,向觀眾傳遞出可貴的為學之道與人文精神。

3、共形映射馬

進入“中心”大堂,右邊擺放著三匹黑白相間的駿馬藝術雕塑。實現駿馬表面紋理圖案設計的基礎是計算共形幾何理論,這是丘院士與弟子顧險峰教授等開創的一個應用數學領域。

駿馬的表面圖像計算數據由顧教授提供。他將馬的表面用相移法數位化,將它變形到平面,然后再反過來將平面上的棋盤格,共形映射到原來的馬身上,本來垂直的黑白網格線仍然保持垂直,所謂共形映射就是保持角度不變的映射。計算共形幾何目前廣泛應用于工程和醫療領域,如動漫媒體、機械設計、社會安全、網絡傳輸、醫學影像等。

三匹駿馬是數學、科技與藝術的結合,是丘院士提出的“數理與人文相結合”的又一展現,同時寓意祖國的數理、科技和文化如駿馬奔騰般快速發展。

4、偉大的宗師

探索宇宙,是數學、物理、天文學家一場波瀾壯闊的冒險!他們分別為理論、實驗和觀測作出基礎貢獻。本展覽展示了13位天文物理學家、7位古今最偉大的幾何大師、100位二十世紀最偉大的數學家。他們當中有的為某個學科奠定了基礎,有的在前人的基礎上繼往開來,有的甚至開創了一套嶄新的理論體系。

這份120位天文數理學家的油畫名單,是經過國內外專家、學者討論后確定的。由于受展示空間和資源的約束,只能將名單限制在一定的人數和歷史時期內,故作了極其艱難的取舍。

5、“卡拉比-丘”

弦理論以圖作為宇宙模型的基礎,嘗試構建融合宏觀和微觀物理規律的大統一理論。該理論認為,宇宙是一個十維時空,即由我們熟悉的四維時空(三維空間和時間) 加上蜷縮的微小六維“卡拉比-丘”空間所構成。 “卡拉比-丘”流形就像宇宙這座大琴的音箱,撥動琴弦造成不同的音高與音色,于是產生不同的基本粒子,進而發展出不同的物質和作用力。

“卡拉比-丘”理論至今發展四十多年來,其研究和應用范圍不斷擴大。幾何學不僅是人類研究宇宙模型的重要工具,其應用與影響亦遍及現代科技、建筑、藝術等領域。本展覽的一些情景模型、“卡拉比-丘成桐空間”雕塑、北京大興國際機場建筑等,它們不僅以優美的曲面和曲線展現驚艷的幾何結構,更蘊含著嚴格和精確的數學與力學原理。

從鄉村少年到“數學獎項大滿貫得主”的學術大師,丘院士在成長和科研的路上歷盡艱辛。我們可以在展覽中看到他破解“卡拉比”猜想時經歷的煎熬和磨礪,以及他如何以不屈不撓的精神最終攻破難題。他曾以宋詞中“落花人獨立,微雨燕雙飛”形容破解猜想后的心情,這種看到造物真諦的喜悅,非金錢和權力所能比擬。

6、數學史大綱

數學史大綱列出了公元2000年以前數學發展史上的重要里程碑,按時間順序和領域分類后共列出八十個不同的方向。丘院士認為,我國數學發展,自改革開放以來,有了可喜的進步,成果蔚然,但他也深切地感到“中國的數學發展依舊沒有脫離傳統的急功近利的做法,一般學者沒有宏觀的數學思想,不知道數學有一個多姿多彩的歷史,只看到數學的部分面積。所以我希望通過描述數學歷史來打開我們數學學者的胸懷,做出傳世的工作。” 丘院士在2019~2020年分別在多個大學作數學史綱要的演講,每次從中選出40條來討論,經過國內外專家的反饋和建議,反復修改后得到現時的版本。歷史上偉大數學家尤其如歐拉(Euler)等工作使他嘆為觀止。他呼吁:領導、專家、學者和教育工作者,多花時間閱讀這些數學巨匠的偉大成就,找出差距,養好我們數學的“根”。

7、實物藏贈區

偉大的科學家,除有深厚的專業知識,還與其受到的優良文化傳統的陶冶、滋潤不無關系。

成桐實物展有“卡拉比-丘成桐空間” 理論構建的宇宙模型六維的二維“切片” 。這個藝術雕塑模型由美國印笫安納大學Andrew J.Hanson教授與雕塑家William Duffy共同創作。

有丘院士撰寫的萬言史詩《中華賦》。閱讀此長詩,儼然身臨敦煌莫高窟與河西走廊,重溫中國歷史的滄桑,領略璀璨的中華文明。該作品可深入了解丘院士深邃的中國文化積淀。中科院王元院士為祝賀丘院士70大壽,用小楷敬書《中華賦》共13卷54米,是極有深意的藏品。

該實物展還有許多詩文如清華三亞數學論壇記、置于多媒體報告廳、辦公區內的詩詞及多年編著的期刊、圖書,以及科研機構、社會名流等贈送的書畫作品,令人目不暇接。

8、評價與貢獻

在月彎形文創樓與展館主體建筑之間,有一道5米寬近百米長的露天走廊,廊的兩側,豎立了中外學者對丘院士評價的石刻,因受場地所限,只從眾多評價中精選20條。有“數學皇帝”之稱的丘院士之所以獲得許多獎項和美譽,原因是:首先,他有極高的數學造詣并引領研究發展的走向,發展了強有力的偏微分方程技巧,使得微分幾何學產生深刻的變革,解決了卡拉比猜想、正質量猜想等眾多難題,影響遍及理論物理和幾乎所有核心數學分支。

其次,他編著了超過300種學術和科普出版物,培養了60多名博士,創辦了世界華人數學家大會,籌資建立了北京、杭州、南京、香港、新竹等地的多個研究中心。

他還以敢于批判學術的不正之風著稱,具有很高的社會知名度,在公眾活動中常常掀起人潮旋風 。

9、數理的趣味

展覽北區二樓是青少年活動和休息空間區,設置了30多個與數學、物理相關有趣的體驗展項,如普拉托實驗的最小曲面——3D泡泡、莫比烏斯帶、奇幻三角、玩轉圓錐、滾出直線、雙曲線槽、最速降線、錐體上滾、磁力轉盤、一萬年以后、太陽能發電、牛頓色盤、漩渦、哥尼斯堡七橋、正態分布、克萊因瓶、旋轉雙曲面……

此外,還自主研發了平面和立體幾何有特色的教、玩具,可寓玩于學,學以致用,培養思維與動手能力的智趣玩具。

10、睜眼看宇宙

宇宙是廣袤時空和其中存在的各種天體以及物質的總稱。現代天文觀測證明,它處于不斷的膨脹之中。

天文與數學和物理緊密相關,隨著我國航空航天技術取得驚人的成就,引起不少青少年對重大天象和空間技術的好奇和關注。

在風景如畫的長潭水庫邊的山上,將建設“卡拉比-丘”實景天象館。屆時,一座富有科技感的三層圓形白色建筑將崛起,為大家打開“睜眼看宇宙”的一扇窗。人們可透過有“清華愛迪生”之稱的邱虹云博士發明的實景天文觀測設備,清晰看到宇宙爍爍的星空、流星及氣象萬千的天文奇觀。天文愛好者亦可利用這里提供的場地或設施,盡享天文攝影和觀測研究之樂。

來源:掌上梅州

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