基础科学
科学首先不是一份要背的知识清单,而是一种检验说法的方法。掌握了基本原理,就能自己判断人工智能(AI)给出的解释对不对。
向人工智能提问,科学解释很快就能得到。可是要判断这个解释对不对、某个比喻在哪里说得通又从哪里开始不对,最终还得靠自己脑中的基本原理。只要准确把握力与能量、原子与反应、细胞与遗传这样几个大概念,读新闻、看健康信息、看电费单的眼光就会不一样。
本课程从科学方法(第1讲)开始,依次是物理(第2~4讲)、化学(第5~6讲)、生命科学(第7~8讲)、地球科学与宇宙(第9~10讲)。术语沿用初高中科学教科书的标准说法。需要计算的地方都配有分步例题;如果对公式感到陌生,可以同时参看「数学基础」课程。
科学知识大多经过了充分检验,但有些只是把现实简化后的模型,有些仍在研究之中。每一讲都会清楚标出这条界线,并顺带澄清常见的误解。
- 学校学过的科学已经记不清,读新闻或健康信息时常常卡住的人
- 想准确回答孩子的科学作业和提问的人
- 需要一个标准来自己核实人工智能给出的科学解释的人
- 想了解电费、季节、感冒等生活现象背后原理的人
课程目录
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1讲
🔍 科学方法——检验说法的技术
科学方法是把“好像是这样”变成“已经证实”的一套程序。关键在于一次只改变一个条件来比较,并看别人重做一遍能否得到同样的结果。
约15分钟 -
2讲
🚲 力与运动——牛顿三大定律
物体不受合力时保持原来的运动状态;受到合力时会产生加速度,加速度与力成正比、与质量成反比。力总是成对地作用在两个物体之间。
约18分钟 -
3讲
⚡ 能量——形式会变,总量不变
能量不会消失,也不会凭空产生,只会改变形式。但每转化一次,都有一部分散失为不太有用的热,所以需要“效率”这个概念。
约16分钟 -
4讲
🔌 电与磁——电流能产生磁
电压是推动电流的本领,电流是流动的电荷量,电阻是阻碍电流的程度,三者由 V = IR 联系起来。电流会产生磁场,而变化的磁场会产生电流。
约19分钟 -
5讲
⚛️ 物质与原子——怎样读元素周期表
世界上的物质由100多种元素组合而成。元素周期表是一张地图,它按照原子结构,把性质相似的元素归在一起。
约16分钟 -
6讲
🧪 化学反应——原子的重新组合
在化学反应中,原子既不会新产生也不会消失,只是换了结合对象。所以反应前后原子数目和质量都相同,化学方程式就按这个原理来写。
约18分钟 -
7讲
🧬 细胞与遗传——从 DNA 到蛋白质
生物由细胞构成,细胞核中的 DNA 携带着制造蛋白质的信息。这些信息通过细胞分裂和生殖,传给下一代细胞和下一代个体。
约17分钟 -
8讲
🫀 人体系统——各系统与稳态
人体的各个系统不是各管各的部门,而是一个团队:给细胞输送养分和氧气、清运代谢废物,并使体内环境保持稳定。
约17分钟 -
9讲
🌏 地球与气候——板块、大气、季节
地球是这样一颗行星:内部的热推动板块运动,外部则靠太阳能让大气和水循环不息。季节的形成不是因为距离,而是因为地轴是倾斜的。
约18分钟 -
10讲
🔭 宇宙基础——从太阳系到大爆炸
宇宙太大了,所以要用光走过的时间来量距离。看得越远,就是看到越久以前的过去;这些观测汇集起来,支持了宇宙一直在膨胀的大爆炸宇宙论。
约16分钟