2026年5月14日，数理教学部宋美伦老师受通识教学部周男老师邀请，在勤者楼304教室共同开展了一次题为《量子与宇宙》的双师授课。本次课程以《时间简史》为依托，通过数理逻辑与历史脉络的跨学科对谈，带领学生以全新的视角重新审视微观世界的物理规律。
课程伊始，周男老师从第二次工业革命中的炼钢技术切入，向学生提出了关于温度判断的趣味问题。随后，宋美伦老师充分发挥数理学科优势，通过模拟网页动态，直观生动地展示了黑体辐射随温度变化的能量分布曲线。针对经典物理学在此处遇到的“紫外灾难”问题，宋老师与周老师通过对话的形式，向同学们详细解析了普朗克是如何通过“能量量子化”这一颠覆性假设来完美拟合实验数据的。在互动环节中，学生们就“人体辐射是否处于可见光范围”展开探讨，进一步加深了对电磁辐射及其在生活中应用的理解。
课程后半段聚焦于深刻的海森堡不确定性原理。在周男老师介绍了牛顿力学框架下的“决定论”与“拉普拉斯妖”并引发学生哲学层面的思考后，宋美伦老师从严谨的数理角度接过了话筒。宋老师利用概率分布图，清晰地向学生展示了微观粒子的位置与速度无法同时精确测量的物理事实。为了让学生有更直观的定量认识，宋老师利用公式演示了不确定性的定量关系，并借此引导学生思考：为什么这种量子现象在例如汽车行驶的宏观世界中难以被察觉？
在最后的问答环节，学生们针对“量子的随机性是否意味着自由意志”等话题与两位老师进行了积极互动。宋美伦老师与周男老师分别从物理定律的严密性和人文思考的广度两个维度，给出了多样的解答，课堂气氛十分活跃。
本次双师授课通过两位老师的默契协作，将复杂的量子力学概念通过数学图像、历史脉络和现场问答直观地呈现出来。这种跨学科的教学模式不仅帮助学生夯实了物理基础知识，也极大地锻炼了他们结合数理思维进行跨学科思考的能力。
图片：宋美伦、周男
撰稿：宋美伦
审稿：叶彩虹
排版：宋美伦
数理教学部供稿
