2020年丘獎(jiǎng)物理金獎(jiǎng)作品解析

作為提交截止時(shí)間最晚的賽區(qū)，丘獎(jiǎng)內(nèi)地賽區(qū)的論文提交即將截止，剩余時(shí)間不足一周！

作為由數(shù)學(xué)大師丘成桐先生親自發(fā)起設(shè)立的中學(xué)生科學(xué)創(chuàng)新類獎(jiǎng)項(xiàng)，丘獎(jiǎng)從十四年前單一的數(shù)學(xué)獎(jiǎng)，發(fā)展到今天的數(shù)學(xué)獎(jiǎng)、物理獎(jiǎng)、化學(xué)獎(jiǎng)、生物獎(jiǎng)、計(jì)算機(jī)獎(jiǎng)和經(jīng)濟(jì)金融建模獎(jiǎng)，其國(guó)際影響力正在不斷提升，參賽人數(shù)也年年創(chuàng)下新高。

參賽項(xiàng)目越來(lái)越多，丘獎(jiǎng)競(jìng)爭(zhēng)不斷“內(nèi)卷”，什么樣的作品才能從中脫穎而出，拿下物理賽道的最高榮譽(yù)——丘獎(jiǎng)物理金獎(jiǎng)的作品有哪些過(guò)人之處？

我們邀請(qǐng)翰林有方學(xué)術(shù)-物理工程主要負(fù)責(zé)人宋老師，為大家?guī)?lái)🏆2020丘獎(jiǎng)物理金獎(jiǎng)作品解析！
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2020丘獎(jiǎng)物理金獎(jiǎng)

Physical Mechanism and Governing Factors of Spontaneous Knotting of Strings
線繩自發(fā)打結(jié)的物理機(jī)制

項(xiàng)目概況
當(dāng)你從口袋中拿出有線耳機(jī)，想要使用它時(shí)，大概率你要先花點(diǎn)時(shí)間解開(kāi)它打結(jié)的部分，這是令人的煩心的問(wèn)題。而本作品研究的正是這個(gè)現(xiàn)象。

在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生們對(duì)這種線繩自發(fā)打結(jié)的現(xiàn)象做了較為深入的研究。

項(xiàng)目主要研究了振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)這兩種打結(jié)的影響因素，并在每種因素的研究中更加細(xì)化的考慮到了振幅，頻率，繩長(zhǎng)，材質(zhì)等多個(gè)因素，從多個(gè)維度對(duì)于線繩自發(fā)打結(jié)這一現(xiàn)象進(jìn)行解釋，項(xiàng)目所做實(shí)驗(yàn)易于開(kāi)展。

從整個(gè)項(xiàng)目中，我們可以看到這組學(xué)生出色的生活觀察能力、突出的數(shù)學(xué)推導(dǎo)能力和對(duì)于所學(xué)物理、數(shù)學(xué)知識(shí)的靈活運(yùn)用能力。項(xiàng)目完全可以激發(fā)一個(gè)對(duì)物理不是很了解的人的興趣，來(lái)了解這個(gè)現(xiàn)象發(fā)生的原因。
研究亮點(diǎn)
1. 出色的生活觀察能力
2. 突出的數(shù)學(xué)推導(dǎo)能力
3.對(duì)物理、數(shù)學(xué)知識(shí)的靈活運(yùn)用

學(xué)生在生活眾多的項(xiàng)目中找到了一個(gè)耐人尋味的現(xiàn)象，現(xiàn)象很簡(jiǎn)單，但是想用自己掌握的物理、數(shù)學(xué)知識(shí)明確解釋它為什么會(huì)發(fā)生卻很困難。

丘獎(jiǎng)物理的選題，最好就是日常生活能夠接觸到的，又值得深入思考的現(xiàn)象。

整個(gè)理論部分書寫清晰，由高中的物理知識(shí)出發(fā)，進(jìn)行實(shí)際問(wèn)題的應(yīng)用和解答，理論推導(dǎo)極其工整，邏輯清晰，易于讀者理解。
從論文的理論分析部分，我們看見(jiàn)很多這組學(xué)生對(duì)物理、數(shù)學(xué)知識(shí)的運(yùn)用。他們能很好的把自己在高中物理課堂所學(xué)運(yùn)用到自己的項(xiàng)目中👇
關(guān)于數(shù)學(xué)部分，學(xué)生利用了正態(tài)分布來(lái)做理論分析，讓數(shù)學(xué)在物理中得到了充分的發(fā)揮👇
細(xì)節(jié)分析
整體文章的結(jié)構(gòu)讓我們看到學(xué)生的研究思路清晰且邏輯嚴(yán)密。

主要體現(xiàn)在以下三點(diǎn)：
1. 通過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)為后續(xù)的正式實(shí)驗(yàn)確定了繩子的長(zhǎng)度和材質(zhì)，減少了后續(xù)實(shí)驗(yàn)的不確定性；
2. 通過(guò)理論分析，論證各個(gè)影響因素對(duì)現(xiàn)象的影響；
3. 驗(yàn)證階段中，實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置合理，因素考慮周全。
整篇論文透露出嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃伎歼壿嫼脱芯克悸罚碚摵蛯?shí)驗(yàn)相結(jié)合，對(duì)于整個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)地解釋，體現(xiàn)了物理研究的科學(xué)性和完整性。

在丘獎(jiǎng)總決賽舞臺(tái)發(fā)表獲獎(jiǎng)感言時(shí)，三位學(xué)生說(shuō)道：“剛開(kāi)始的時(shí)候，我們的理論沒(méi)有思路，實(shí)驗(yàn)儀器簡(jiǎn)陋，在指導(dǎo)老師和我們一步步的探索中，我們終于有了較完整的體系。

在上海的半決賽，教授認(rèn)為我們的論文中沒(méi)有物理，讓我們感到很失落，但也正是這句話點(diǎn)醒了我們。在那之后我們不斷地產(chǎn)生新的成果和結(jié)論，提出了能量的觀點(diǎn)。在總決賽前的最后時(shí)刻，我們畫出了一幅漂亮的圖像，它幫助我們解釋了如臨界繩長(zhǎng)、離群值等半決賽時(shí)手足無(wú)措的問(wèn)題。”

總決賽的評(píng)委們也對(duì)這張圖像產(chǎn)生了極大的興趣，稱之為“New Physics”。

從他們獲得金獎(jiǎng)的經(jīng)歷中不難看出，科研不一定要追求“高大上”，有時(shí)深入淺出的研究反而更能夠吸引評(píng)委的目光。

以上就是翰林有方老師對(duì)于2020丘獎(jiǎng)物理金獎(jiǎng)作品的解讀~科研賽事是一個(gè)周期性項(xiàng)目，學(xué)生需要每周持續(xù)投入，才能獲得比較滿意的產(chǎn)出。高中生學(xué)業(yè)繁忙，如果預(yù)留的準(zhǔn)備時(shí)間不足，可能導(dǎo)致二者失去平衡！

對(duì)于明年的參賽者而言，若能從現(xiàn)在開(kāi)始準(zhǔn)備項(xiàng)目，方能留出充足的時(shí)間打磨論文、準(zhǔn)備答辯，大幅提升獲獎(jiǎng)概率！

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