疑难类毕业论文题目范文 和科学疑难的终结者有关学年毕业论文范文

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科学疑难的终结者

李国伟

“第三条路径”

“富兰克林的风筝实验有可能发生吗?”

“潜入水中能保护人不被射中吗?”

“从高楼掉下的硬币会砸死地面上的人吗?”

面对这些疑问,有着各种各样的解释.

在小学二年级的时候,黎世伦就常常盯着科学纪录片《流言终结者》看得津津有味.

“我要自己证明它的真伪.”

对于自小充满好奇心的黎世伦来说,亲自做一回科学疑难的“终结者”,是他的梦想.

认识黎世伦的老师和同学都说,经常不走别人走过的路,是黎世伦的一大特点.

初中课程的学习经常会遇到这样的题目,例如:

一个救生员要去救一个落水的人,他有两种路径可以走……比较这两种路径的时间长短,求一个最短的时间.

时间最短的第一条?还是第二条?

很多人的第一反应是在两个答案中二选一.

然而黎世伦发现,如果救生员通过另外一条路径走,他可以在更短的时间内到达.这不就有“第三条路径”了吗?

黎世伦去问数学老师,老师们告诉黎世伦要运用求导的方法来求出这个结果.原来这种题还能这么算,于是黎世伦学会了求导方法,然后,又顺手打开了高等数学的大门.

数学,这个令许多同龄人挠头的学科,在黎世伦眼里,却变成了一件“很有趣”的事情,甚至成了他的一种游戏.初中阶段,他已经掌握了一些高等数学的工具与手段,由于成绩优异,在中考前的两个月.他已经被广东实验中学的钟南山科学人才班提前录取.

奇特的“抛硬币”论文

好奇心让黎世伦比同龄人走得更远.

黎世伦曾经看过一个研究,说的是硬币有正面和反面,抛掷硬币是人们做决定时常用的方法.不少著名数学家也做过大量的抛硬币试验.人们普遍认为抛掷均匀硬币正反面的几率是相等的.

黎世伦想,对于一枚不均匀的硬币来说,抛掷的结果又会如何呢?他决定用数学证明、计算机模拟、基于图像识别技术的抛硬币高速摄像实验,来研究抛硬币的公平性.

在研究过程中,黎世伦有过不少失败的经历.为了测量硬币在空中的运动行为,佐证结论,他用高速摄像机捕捉硬币在空中的飞行状况.

第一次实验连续拍了80次,费了老半天的工夫,才发现因为日光灯的发光频率问题,导致有些暗有些亮,难以用软件捕捉硬币的边缘,白忙活一场.

总结教训后,第二次实验,黎世伦想办法避免受到日光灯的干扰.同时每拍10次就用电脑检查一次,最后成功获取了120次高速视频.

最后,他得出的结论是,不均匀性导致硬币的运动“更随机”,最终使得不均匀硬币反而比均匀硬币更公平(偏差为0.235).

在由中国科协组织的国际青少年科技交流活动遴选冬令营中,黎世伦的这个项目一举获得了数学组的全国第一名,获得了代表中国赴美参加全球总决赛的资格.

说起黎世伦,学校的老师们一脸赞赏:“他现在的数学水平应该已经相当于大学硕士研究生的水平了.”

但“学霸”不意味就是“书呆子”,黎世伦还是一个全面发展,多才多艺的学生.他是班上的篮球队长;他还在校运会男子100米比赛中获奖;他喜欢音乐,通过了钢琴等级考试……

世界一流水平

在科学求知的路上,黎世伦并非一帆风顺,他曾一度质疑自己的研究对整个数学发展到底有多大的贡献?

后来,黎世伦想明白了,其实科学的发展就是每一个很小的结论堆积起来.他的研究项目,虽然说现在可能应用并不广泛,但是将来肯定会有人用到这样的结论.

走出迷茫的黎世伦,又开始埋头他的研究.

一次,他听到了老师讲的一个物理小故事:

两个物理学家从毛细悬浮的实验中,猜测所有物体都有4个平衡位置.于是他们去问两个著名的数学家Calabi与Berger,结果数学家们用微分几何的知识解答并证明了他们猜测是对的.

听完这个故事之后,充满好奇心和不爱走别人走过的路的黎世伦,又坐不住了.他进一步联想:除圆以外,那什么样的曲线在每个方向上都能达到平衡?这种曲线具有什么性质?

在黎世伦查找资料的过程中,发现自己的疑问跟一个著名数学家Fin的疑问是一致的,这个发现让他很激动,让他更加有动力循着这个方向去研究.

经过大半年时间的研究,黎世伦写出了论文《从毛细悬浮物理问题引出的凸曲线》,证明了“从毛细悬浮中发现凸曲线具有等长投影的性质,在这其中,有一种特例是等宽曲线.”

黎世伦终于当了一回科学疑难的“终结者”.

也正是因为这篇论文,黎世伦夺得分量最重的2016届东润丘成桐科学奖(数学)金奖,成为该科学奖成立以来,唯一一名两次入围总决赛的学生,并被奖项发起人丘成桐教授赞许为“世界一流水平”的研究.

(本文已选入广东高教出版社出版的《不忘初心行稳致远——最美南粤少年风采录》;本文主人公在共青团广东省委员会等单位主办的第二届寻找“最美南粤少年”活动中获奖)

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