2022丘成桐中学科学奖已经在12月11日晚完美落幕，今年的最高奖项科学金奖被数学金奖作品斩获，今年的物理金奖作品也让人眼前一亮。作为专注青少年科创赛的团队，我们每年都会对各大国际科研赛事的获奖作品进行调研，为大家带来最新获奖趋势解读，下面就一起来回顾下丘奖物理数学专场吧！
S老师/ 有方学术主管
物理数学方向主要负责人，多次斩获物理/化学/生物比赛国家级奖项
教学经验丰富，擅长剖析顶尖科技比赛获奖作品、评审趋势
辅导学生参加全国青科赛、英才计划、ISEF等，带领学生在国内外科创赛上斩获省赛/州赛/国际级荣誉奖项
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物理&数学金奖作品剖析
最新丘奖数学赛道竞争情况
物理赛道的具体方向推荐
备战明年丘奖的策略分享
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01丘奖物理和数学奖项含金量有多高？
丘成桐中学生科学奖是2008年由数学大师丘成桐先生发起设立的中学生科学创新类奖项，以“科研学术论文”和“专业学术答辩”为评价主体，以提交论文的形式参赛。
2008年丘成桐中学数学奖设立，而2013年丘成桐中学物理奖启动，作为丘奖目前的六大学科中创立最早的两个奖项，自开辟以来就在国际上极具影响力和认可度。参赛院校不乏国内外顶尖高中，且受到了国内外高校招生官的一致青睐。
根据丘奖组委统计，超过半数获奖青年学生先后进入清华、北大、哈佛、MIT、耶鲁、普林斯顿等中外知名大学就读，其中不乏进入理想大学后依然坚持学术研究的科研人才。
02物理学科获奖作品趋势
丘奖物理赛道的竞争一直非常激烈，每年都有动力学、天体物理和工程等等具体方向的作品参赛一起竞争，而今年来丘奖官方对于物理学科的要求可以概括为以下几点：
与物理学学科的相关性：研究范围涵盖物理学的所有领域
研究思路（研究主题选择）和/或者研究构思（研究方法选择）的原创性
问题解决和方法学方面的创造性
科学性和严密性
经过有方的调研，我们发现近年全球决赛中各个具体方向的获奖概率其实差距并不大，不过今年部分赛区的评审趋势似乎更偏向于动力学。
而对于学生来说，除了关注自己的选题，研究方法也需要格外注意，今年的物理学科参赛作品中就有这样“走偏”的学生，看似与物理相关，但具体研究方法和理论都更偏向于计算机领域，因此没有得到理想的成绩。
03数学学科获奖作品趋势
丘成桐数学科学奖就是从数学奖“发家”的，丘成桐院士本身也是数学界的大拿，因此数学奖一直都是竞争非常激烈的赛道，近年来丘奖官方对数学学科参赛作品的要求总结如下：
与数学学科的相关性（纯数学和应用数学，统计学和概率）
研究思路（研究主题选择）和/或者研究构思（研究方法选择）的原创性
问题解决和方法学方面的创造性
数学推导方面的严密性
对未来数学发展的潜值
数学学科近年出现了非常多出色的作品，不过总体而言知识水平并没有特别超出高中生的理解范畴，更多是在理论和方法学上的创新。
丘奖数学几乎涵盖了所有领域。其中有大量的代数相关课题，这与高中课程和AMC会涉及到代数知识有关。如果大家有数学学科的参赛意向，可以选择代数、数论等对于数学背景要求相对较低的领域，其难度作为丘奖研究课题是完全足够的。
下面就让我们来看看今年的物理和数学学科的获奖作品有什么值得学习的地方吧！
2022丘奖物理金奖
丘奖物理组委鼓励学生从生活中发现问题，从今年入围半决赛和总决赛的课题就可见一斑。这些看似生活化的研究课题，不仅完美切合中学生的身份，还能体现物理学的真正意义——利用物理工具解释生活中的现象。
斩获物理金奖的研究项目《新杨氏模量测量理论和装置及其在生物软材料中的应用》亦是如此。学生对食物软硬程度或口感的问题产生了好奇，于是想要设计一种操作简便，结构简单的实用测量方法，能够定量地测得如鱼冻或熟鸡蛋一类常见的软物质的杨氏模量，以便进行简单的分析。
该项目最出彩的地方在经典 Hertz 接触理论的基础上，通过量纲分析和计算仿真相结合的方法，消除了经典理论对被测物体尺寸相对无限大的要求，建立了适用于测量任意尺寸物体杨氏模量的修正理论，极大地拓展了通过压入实验测量杨氏模量的方法的适用范围。
该项目的实验部分尚有更进一步的空间，比如受到测量时间不足、实验中测量的数据点相对稀疏，且鸡蛋清实验中存在个别数据点趋势不明显，用于作为对于规律的证明而言不够具有说服力，有待后续改进。
2022丘奖物理银奖
今年的物理银奖作品《在球形碗内“跳舞”的圆环的动力学研究》非常贴近生活，也向我们展示了：一碗一环足以探索类混沌动力学行为。
该项目通过大量实验，调节初始条件总结得出圆环一般运动模式分为 3 个不同阶段——“绕八字”、翻转、自转，分析了真实情况下每个模式中的能量耗散。
利用 SOLIDWORKS 对圆环的基本类单摆行为进行仿真。此方法可应用于求解复杂的非平面动力学，有阻力的天体运动问题与基于非欧几里得几何的动力学问题。
圆存在于我们周围世界的各个角落里，小到充满童趣的滚铁环，大到行星公转轨道，整个宇宙到处都有它的形迹。本项目能做到以小见大，从生活中的小事物用科学的眼光探索圆的奥秘。
2022丘奖数学金奖
数学是科学的皇后，其独特的魅力吸引了相当多的优秀青年才俊，本次入围总决赛的作品也各有千秋。今年斩获数学金奖的《Crystals arising from the representations of quantum groups in the Gelfand-Tsetlin basis》，同时也是丘奖最高荣誉科学金奖的获奖项目。
在该研究中，学生考虑了Drinfeld-Jimbo量子群的不可约有限维表示，其可在Gelfand Tsetlin基中表达。她的第一个结果是作为q→ 0，表示下的Chevalley生成元的前导渐近性产生晶体结构；第二个结果是通过对表示的简单对合来解释晶体的已知cactus群对称性。
吴同学在九年级和十年级期间参加了罗斯数学课程和SUMaC（斯坦福大学数学营），在教授们的带领下，她从讲座和小组讨论收获良多，对抽象代数也有了更为深入的了解。
2022丘奖数学双银奖

今年的数学银奖由来自北美的Edward Yu和来自杭州的任天意拿下，两位学生来展现了非常出色的数学素养。
首先我们来看看Edward Yu的项目《An Efficient Modular Exponentiation Proof Scheme》。这个项目提出了一个有效的证明方案，用于费马素性检验中的任何从左到右模幂运算的实例。
具体来说，他们演示了对于任何（a，n，r，m）要求可以被证明和验证，与求幂的计算工作量相比可以忽略不计。他们还将方案推广了Gerbicz-Pierzak双重检查方案，大大提高了分布式搜索素数（如PrimeGrid）中一般素性测试的效率。
这个作品也是Mit Primes的项目，作为美高学生专属的小众项目，Primes的项目经验不仅被各大藤校认可，Primes的项目还可以用来参加其他国际科研赛事哦~
另一个作品则更富有时代特色，近年来，病毒基因组的研究越来越受到关注。在研究生物序列的各种方法中，alignment-free方法正在发挥越来越重要的作用，因为大规模数据需要高计算效率，而传统的基于比对的方法无法实现。
在研究中，他们使用数学技术将病毒基因组转化为称为天然载体的载体，并分析这些载体的特性以研究相应的生物序列。它提供了对COVID-19流行病学研究的深入了解，特别是在预防由未知和新变体引起的新大流行方面。
04如何找到一个感兴趣的研究问题
对于中学生来说，想要进行一个完整的科研，兴趣是非常是重要的，因此如何找到一个自己感兴趣的研究问题作为中学生开始科研的第一步来说就非常关键。
根据有方多年为学生一对一定制科研规划的经验，以下三个问题对于学生开启一段科研经历来说非常关键：
1你想做一个什么样的研究？
物理背景的数学问题？
纯数学问题？
物理现象中的数学运用？
2方向选定之后，你要研究一个什么问题？
如果是纯数学，那么细分领域有自己的想法吗？复分析、微分方程、拓扑……
如果是物理，你喜欢力、热、声、光、电的哪一种？
3了解过要研究问题后，你能胜任吗？
根据自身的知识水平和能力客观评估...
而对于学科的兴趣也是如今招生官非常看重的一点，斯坦福招生官这么描述自己的招生倾向：“对某个领域有浓厚的热情，并已经在这个领域里有一定建树的学生会在被列在录取名单的首要位置。”
因此对于想要让孩子通过科研项目来助力梦校申请的而言，有方的建议是：
切勿左右开弓，强调一致性与延伸性
1) 突出孩子的特点和优势
2) 体现自身的人文关怀
3) 合理利用学校所在地优势
时间管理
科研项目需要长时间的准备，并做好各阶段的规划，让每个阶段都有所进步
项目选择
切勿盲目跟风，巧妙借势，三思而后行
心态调整
关注孩子们的心理健康，及时干预和调整
以上就是丘奖物理数学专场的回顾啦！接下来我们还将带来丘奖化学的最新解析，明晚20:00化学专场等你报名！