本文出自:A-level物理老师:陈宇翔

最近物理学界可以说是被华人科学家张首晟、王康隆等团队发现的天使粒子刷屏了。

简而言之,80多年的努力成功了,以及,这个世界从微观角度来说,阴阳失衡。

其实从2012年欧洲大型强子对撞机实验组宣布确认发现了希格斯子后,量子力学中的基本粒子标准模型已经愈发完整而令人信服;及至当下的新发现,可以说粒

子物理确凿是成为了前沿领域中最有机会推动物理学发展以及提高人类对物质世界认知水平的一个课题了。

也因此,对于有兴趣选择国际课程中物理科的各位同学而言,提高对粒子物理的重视,自然是极好的。以下我们简单比较一下Edexcel、CIE、AQA这三大考试局

物理课程中粒子物理方面的异同。

Edexcel physics中的粒子物理出现在A2 阶段的unit 4,和电磁学的内容相结合;该考试局本身就较注重原理性和逻辑性,相对淡化计算物理的色彩,因此在涉

及粒子物理时,更多是结合了电磁学原理,对不同粒子的产生、加速过程、以及粒子分类等进行论述性考核。对基本模型的要求则是深入到2012年发现希格斯子

之前的水平,主要要求掌握12种夸克,12种轻子,4种玻色子的基本性质,以及诸如强子数守恒等原理。但对于较复杂的、用于描述基本粒子间相互作用的费曼

方程则不作要求,只需了解最基本的电子、正电子衰变方程即可。总体而言,这些内容足够让学生对世界的基本组成建立一个比较清晰细致的框架,但不会有太

抽象的理论方程;

CIE physics中的粒子物理出现较早,在AS课程阶段的最后1个单元。但由于电磁学的内容尚未学习,因此所有牵涉到粒子运动和控制的内容全部分割转移到A2

磁场章节中,在延续性和完整性上有所欠缺;此外,对于基本粒子的组成,CIE physics也只是要求了解6种夸克,2种轻子,对玻色子只是提及未作要求。从考

试难度上来说,的确属于那种即便你根本不懂基本粒子是怎么构成这个世界的,但背背书就能拿个差不多的分数,就是挺友好的;但如果真想对这个自己活着的

世界组成由更好的认识,恐怕这样蜻蜓点水式的学习考核,其实倒是浪费了一些青春时光吧。

AQA physics中的粒子物理出现的最早,开卷前三章就把所以物质世界的基本组成都涉及了,虽然同样由于电磁学知识的配套问题未能过多讨论粒子运动的相关

内容,但对于基本粒子种类的介绍上,是不逊于Edexcel physics的要求的,甚至还对强调粒子相互作用的费曼方程明确了书写方面的要求。从全面性来说,这样

的编排是颇难得的,但也对学生在初学阶段的理解能力提出了挑战,毕竟强核力、弱核力、电磁力、引力这四大基本相互作用力的性质和描述,即使是A2阶段的

学生都会感到抽象,遑论初抵殿堂门口的AS萌新了。故而,AQA physics对粒子物理的优先排序可能是想尝试一种新的物理教学体系,或者说是“物质世界组成

的真实图景要从娃娃抓起”之类的理念吧。至于学生在初体验之后能真正理解多少保留多少,恐怕还有待检验。

物理讲的就是万物之理,考试什么的有时真的可以看成是副产品;不管同学们选择了哪个考试局的物理科,站在当今粒子物理热潮的背景下,不妨在立足自身考

试局的基础上,多多参考其他考试局的内容,在Alevel的学习中构建出这个宇宙的基本模样,也算不枉了。

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