錢江晚報·小時新聞記者 沈蒙和
新學期臨近，開學第一課正在向我們招手。你家娃想去聽著名物理學家潘建偉和科學史家吳國盛講第一課嗎？機會來了——
9月5日，西湖大學將在杭州舉辦面向社會的「西湖公開課」，以中國頂級的師資資源——著名物理學家潘建偉和科學史家吳國盛為組合，為公眾帶來一場「跨越時空的糾纏」。
公開課的預告一經發布，就反響熱烈，包括許多對科學感興趣的中學生都躍躍欲試，以至於一票難求。鹿姐姐剛剛爭取到三張入場券，領取方式是答對科學大咖們親自出的題目，想挑戰一下嗎？
「西湖公開課」將充分發揮大學匯聚思想與智慧的優勢，傳遞最前沿的科學思想，探討人類文明的發展，搭建回饋社會關愛的橋梁。200多位社會公眾將受邀出席西湖公開課首講，共享科學盛宴。
施一公校長說，未來這樣的「西湖公開課」將成為常態。「西湖大學已正式成立『湖心講堂』。作為西湖公開課的主辦方，它將面向社會各界公眾，創建一個終身學習平臺，將持續提供前沿科技和創新思想的研討空間，深度融匯跨疆域的人類知識積累，給予關注人類文明與進步的未來築夢者們，以頭腦風暴和心智啟迪。」
8月，西湖大學在微博上開放公眾搶票通道後，許多學生留言，希望能有機會和科學大咖們面對面。因此，儘管場地有限，但為了能讓更多的學生走進西湖公開課現場，主辦方西湖大學湖心講堂決定，為今後每一堂公開課預留學生票！
潘建偉老師、吳國盛老師及西湖大學物理方向博導們還興致勃勃地給大家出了10道題，給這次搶票增添了一點點挑戰性。
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在此之前，西湖大學曾在學校官方公眾號發布了其中4題，短短兩天時間內，公眾號後臺就收到了300多條留言回復。今天，校方將正式公布獲獎名單。錢報小時記者打聽到，這份名單上有許多來自杭二、學軍和杭高等重點高中的學霸。
科學大咖們到底出了什麼樣的題目？先來一睹為快——
第一題（出題人：西湖大學特聘研究員、博導）
牛頓力學的誕生以1687年《自然哲學的數學原理》的出版為標誌。它是人類掌握的第一個完整的科學理論體系，其影響所及遍布自然科學的所有領域，也為工業革命奠定了科學基礎。其實早在古希臘時代，力學也有初步的發展，比如阿基米德發現了浮力定律等。但總體來說，那時候的力學還沒有發展成熟。下面是對這種現象的兩個分析，你覺得更貼切的是：
A、在古希臘時代，人們缺乏對時間進行精密測量的方法；
B、在古希臘時代，人們的數學知識不夠，還沒有充分掌握微積分。
第二題（出題人：西湖大學湖心講堂公開課主講人吳國盛）
牛頓第一定律能夠被實驗證明嗎？
A、能
B、不能
第三題（出題人：西湖大學物理講席教授Alexey Kavokin）
Can the Great Wall be extended to go twice around the Globe without self-crossing?
A、Yes
B、No
思考題：（西湖大學湖心講堂公開課主講人潘建偉）
試證明：假設宇宙無限大且恆星在宇宙中均勻分布，則地球上不可能有白天黑夜之分。
這4道短小精悍的物理題，從歷史的突破、實用的創革到宇宙的探究，順著物理學的發展邏輯與脈絡開枝展蔓，探尋學科之美。
「我們的目的不為考倒學生，而是為引發他們的思考。」出題老師說，題目的背後是對於物理學整體風格和方法論的討論，需要學生對物理學本身的發展有深刻的理解，「對優秀的學生而言，在學習物理這件事上，除了懂理論、會做題，還要能夠溯其源、知其所以然，並能對實際應用有所啟示、對科學精神有所反思，才是更為重要和長久的。」
先來看看這4道題出題老師的解答吧——
牛頓力學的誕生以1687年《自然哲學的數學原理》的出版為標誌。它是人類掌握的第一個完整的科學理論體系，其影響所及遍布自然科學的所有領域，也為工業革命奠定了科學基礎。其實早在古希臘時代，力學也有初步的發展，比如阿基米德發現了浮力定律等。但總體來說，那時候的力學還沒有發展成熟。下面是對這種現象的兩個分析，你覺得更貼切的是：
A、在古希臘時代，人們缺乏對時間進行精密測量的方法；
B、在古希臘時代，人們的數學知識不夠，還沒有充分掌握微積分。
答案是A。
出題人說：牛頓力學的核心是相互作用，或者叫力（F）和加速度（a）的關係，即牛頓第二定律F=ma，(m 是質量)。加速度是速度的變化率，即位置變化率的變化率。如果沒有對時間的精密測量，牛頓第二定律是總結不出來的。即使是對簡單的自由落體運動，如果時間測量精度達不到0.1秒，也是研究不清楚的。在古代，測量時間的裝置常用沙漏，其精度遠遠不夠。這就是為什麼阿基米德可以對靜力學研究的進行很深入，包括槓桿平衡，浮力定律等，但在動力學方面，古人進展不大的原因。這也給我們以啟示，基礎科學的發展也離不開測量手段的進步。
現在，我們當然一般使用微積分來表達牛頓力學，而牛頓正是微積分的兩個發明者之一。如果不用微積分，牛頓力學的表達會非常的不方便，但微積分其實不是必須的。事實上，《自然哲學的數學原理》是用歐幾裡得幾何學的語言來寫的，在大部分的篇幅裡，牛頓故意迴避了微積分。牛頓這麼做是有原因的：微積分在當時是個新生事物，還沒有被廣泛接受。牛頓擔心如果採用微積分作為基本工具，會被論敵攻擊成數學工具的可靠性尚無定論。要是引起論戰，會遲緩人們對他的力學的信任和接受程度。所以他採用了歐氏幾何這樣一個古老但是標準方法來闡述他的理論。雖然繁瑣，但沒有爭議。而且他的書是按照《幾何原本》的風格和格式來寫的，看起來非常優雅，具有古典美。這也給我們一個啟示：避免使用有爭議的方法（哪怕是對的）來解決一個有爭議的問題。
Can the Great Wall be extended to go twice around the Globe without self-crossing?
A、Yes
B、No
答案是A。
出題人說:Yes. Imagine you make a little round near the North Pole and another one near the South Pole. Do not close them, then connect the open ends by two parallel lines. Actually, you can make as many rounds as you wish without self-crossing.
思考題（西湖大學湖心講堂公開課主講人潘建偉）：
試證明：假設宇宙無限大且恆星在宇宙中均勻分布，則地球上不可能有白天黑夜之分。
出題人說：恆星的數量是隨著與地球的距離以3次方增加，但亮度是以距離的2次方降低，總的效果是地球上接收到恆星的光強是隨著與地球的距離而增加。因此如果宇宙是無限大，那麼地球上接收到的星光強度也會是無限大，就不會有白天黑夜之分了。
牛頓第一定律能夠被實驗證明嗎？
A、能
B、不能
答案是B。
至於為什麼，作為出題人，西湖大學湖心講堂公開課首講的主講人吳國盛老師表示要留個懸念，想在現場跟大家來解答~
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想去聽吳老師解開懸念的話，就趕緊答題搶票吧！一起來看看諸位科學大咖們出的另外6道題——
搶票方式
把你的答案發送到微信公眾號「升學寶」後臺（ID：shengxuebao001），全部答對的3位同學（僅限中學生），就可以得到西湖大學公開課首講的入場券哦！
1
牛頓曾經說過，「如果說我看得比別人更遠些，那是因為我站在巨人們的肩膀上的緣故。」 牛頓所指的巨人是伽利略和克卜勒。對於愛因斯坦，同樣他也是站在巨人們的肩膀上。如果只選一位對愛因斯坦來說最重要的巨人，那麼他是：
A) 牛頓；
B) 麥克斯韋。
2
現代物理學大體上可以分為下面四個分支：高能物理學，凝聚態物理學，原子、分子物理和光學，以及天體物理和宇宙學。其中一個分支的核心是研究大量粒子表現出來的集體行為，比如超導和超流。如果系統中的粒子數太少的話，那麼這些奇妙的現象就不會發生，所以這個物理學分支有一句名言 -- ``More is different」。它是
A) 高能物理；
B) 凝聚態物理；
C）原子、分子物理和光學；
D) 天體物理和宇宙學。
3
2020年8月12日，在英仙座方向上的夜空出現了流星雨。隕石在進入大氣層後，會急劇升溫發出光亮，其主要原因是：
A) 隕石和空氣的摩擦導致生熱；
B) 隕石的運動壓縮了空氣導致的生熱。
4
複數在經典物理裡有廣泛的應用，比如在力學、交流電、和光學裡用來描寫振動和波。複數在量子力學裡也很重要，比如用來描寫量子相位。在經典物理和量子物理中，在哪一個裡面複數是本質的、不可替代的？
A）經典物理
B）量子物理
5
在微觀上， 一根橡皮筋是由很多一維鏈狀高分子聚合物反覆摺疊而成的。根據這個特點，請判斷在升高溫度時，橡皮筋的長度會
A) 變短；
B) 變長；
C）不變。
6
2020年是火星探測的極佳窗口，各國紛紛發射了火星探測器，似乎人類距離登陸火星並非遙不可及。現在已經測量的數據顯示，火星的質量約為地球的1/10, 火星的體積約等於地球體積的1/8,請估算，一個在地球上體重為100千克的太空人，在火星表面登陸時所感受到的重力最接近於如下哪個結果？
A） 20千克
B） 40 千克
C） 60 千克
D） 80 千克
還等什麼，快來參與吧！
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