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Science v1.5.0:从实验目录到知识大厦

ArchSight Science v1.5.0 正式上线:438 个实验、38 条学习路线、15768 道练习题和 438 篇专业讲义构成数学、物理、化学三座知识大厦,并从初中兴趣启蒙延伸到大学专业内容与学科前沿;全量公测期间免登录体验,未来长期保留至少 226 个完整免费实验和 8 条完整免费路线,免费核心只增不减。

2026 年 8 月 27 日,ArchSight Science v1.5.0 正式上线。

这是 Science 迄今规模最大的一次升级。相较 v1.4.0,实验数量从 168 个扩展到 438 个:152 个数学实验、173 个物理实验、113 个化学实验;与它们相连的,还有 38 条学习路线、15768 道练习题和 438 篇专业讲义。

数字很大。但把 168 改成 438,只是最容易被看见的部分。

真正费力的是给每个实验一个位置:它属于哪座大厦、哪一层、哪个领域,前面需要什么,后面通向哪里。还要让它拥有稳定编号、专业讲义、练习和能真正运行的工作台。438 个实验,终于不再是一堆散开的房间。

一开始,我们把 Science 定位在高中后段到大学初期,想解决中学知识与大学模型之间的断层。做着做着,我们越来越确定:这座桥的两端都应该再往外延伸。

一端向下,进入初中地基,让更年轻的学习者先被现象吸引,提前看见学科全貌。另一端向上,进入高级数学、现代物理、专业化学乃至学科前沿,让学有余力的人不必停在课本终点。

这就是 v1.5.0 的核心:从一段过渡,走向三座可以长期探索的科学知识大厦。

v1.5.0 全量公测期间,438 个实验与学习路线均可免登录体验。正式服务上线后,将长期保留至少 226 个完整免费实验和 8 条完整免费路线;其他高级实验、路线及云端服务将纳入固定期限服务包。收费切换前将提前公告。长期免费核心只增不减,已经列入长期免费清单的实验和路线,原则上不再转为付费。

当前没有购买入口。实验、路线、练习和专业讲义均可匿名使用,账号也不是进入知识大厦的前提。

即使未来进入正式收费阶段,免费部分也不会只剩几个演示页面。至少 226 个完整免费实验和 8 条完整免费路线会长期保留,初中地基、兴趣启蒙和基础学习内容将优先保持免费。我们希望更多初中生可以先因为一个现象产生兴趣,再决定是否继续向更深处探索。

如果你是老师,正在寻找能把公式、现象与探究任务连起来的课堂素材;如果你是家长,希望孩子不只完成题目,也能更早看见数学、物理和化学真正辽阔的地方;如果你是学生,想知道课本之外还有什么值得追问,这个版本都值得亲自走进去看一看。

图 1  ArchSight Science v1.5.0 首页:从同一个入口进入数学、物理和化学三座知识大厦
图 1 ArchSight Science v1.5.0 首页:从同一个入口进入数学、物理和化学三座知识大厦

从一段过渡,向两端打开

如果把一门学科比作一座大厦,初中知识是地基,高中知识是主要结构,大学基础是通往专业世界的楼梯,学科前沿则像站在高处才能看见的远景。

过去,Science 主要修建中间这一段。v1.5.0 开始补齐整座大厦。

向下,我们不是把大学公式换成更浅的措辞,而是从初中生能够观察和操作的现象出发。数学可以从有理数、数轴、比例、方程、函数和几何证明进入;物理可以从测量、运动、受力、滑轮和机械效率进入;化学可以从空气含氧量、燃烧条件、水的净化、酸碱指示和质量守恒进入。

一个初中生不需要先掌握所有公式,才有资格看见量子、宇宙、分形或材料科学。他可以先做一次真实的变量控制,看到现象怎样改变,再知道这条问题最终会通向哪里。兴趣不必等到“基础全部学完”以后才发生。

向上,我们也不把大学内容做成名词展览。高级数学中的拓扑与流形、泛函分析、动力系统与复杂性,现代物理中的量子纠缠、超导、等离子体、粒子物理与宇宙观测,化学中的统计热力学、配位化学、材料能带、药物立体化学与分析计算,都要落回可调参数、可见结果、模型边界和证据问题。

对能力出众的学习者而言,这不等于读完一个专业,更不等于绕过严格训练;它提供的是一张足够大的地图,让人先一窥高级数学、物理和化学的全貌,再决定愿意沿哪条楼梯继续向上。

图 2  三座知识大厦全景:438 个实验沿楼层、领域和 38 条正式路线纵向展开
图 2 三座知识大厦全景:438 个实验沿楼层、领域和 38 条正式路线纵向展开

数学知识大厦:152 个实验,六层二十二领域

数学大厦的六层分别是:初中地基、高中主干、大学基石、结构与空间、连续、随机与计算、前沿交汇。

二十二个领域不是按“容易到困难”机械排队,而是让同一个数学对象在不同阶段重新出现:

  • 初中地基:数与式、方程和比例;函数直觉与坐标图像;平面几何与证明。
  • 高中主干:函数、三角与数列;复数与平面向量;空间向量与立体几何;概率、统计与计数。
  • 大学基石:微积分与微分方程;线性代数与张量;优化与数学建模。
  • 结构与空间:圆锥曲线与射影几何;离散数学与组合结构;抽象代数;拓扑、几何与流形。
  • 连续、随机与计算:场论与连续系统;统计推断与随机过程;数值方法与计算科学;生成与可视数学。
  • 前沿交汇:数论与代数几何;泛函分析与算子;动力系统与复杂性;范畴论与数学统一语言。

二十条正式路线把这些领域串成可以真正行走的路径。它们包括“数与关系 → 坐标函数 → 几何证明”“函数与图像 → 三角与数列 → 极限与导数入口”“微积分 → ODE → PDE”“向量与矩阵 → 特征结构 → 张量”,也包括复数与平面向量、空间向量与立体几何、概率统计与计数、优化与数学建模、圆锥曲线到射影几何、势场到拉普拉斯与泊松方程等路线。

继续向上,学习者还能进入离散数学与组合结构、统计推断与随机过程、数值方法与计算科学、生成与可视数学,以及抽象代数、拓扑与流形、数论与代数几何、泛函分析与算子、动力系统与复杂性、范畴论与数学统一语言六条高阶路线。

想先看见数学怎样“动起来”,可以转动欧拉公式的单位圆,看复指数与正弦、余弦投影如何落在同一幅图上;也可以进入 Mandelbrot 与 Julia 复迭代,观察一个简单规则怎样长出分形边界;或者在傅里叶旋轮中增减复系数,看旋转向量如何逐步重建闭合曲线。

物理知识大厦:173 个实验,五层十六轴

物理大厦的五层是:可测世界、现象地基、高中主干、统一模型、现代与前沿。这里先强调“可测”,再谈“统一”,因为没有测量、误差、标定和证据,漂亮的公式也无法成为可信的物理结论。

十六条知识轴覆盖测量与科学探究、运动与力、简单机械与能量、动量转动与引力、流体与材料、振动波与声学、热学与统计物理、几何光学与成像、电学与电路、磁与电磁转换,以及现代物理、天体与宇宙、凝聚态与量子材料、超导与宏观量子、等离子体与空间物理、粒子与标准模型。

十条正式路线包括一条“经典力学 → 振动 → 波动”的高密度复习路线,以及九条纵向路线:从可靠测量到机械能量、从转动与连续介质到波、从电路到 Maxwell 场统一、从温度到统计物理、从光线成像到光量子、从标定到信号与控制、从经典边界到量子宇宙、从晶格能带到宏观量子、从等离子体到标准模型。

在滑轮组实验里,学习者可以检验“省力”是否真的意味着少做功;在 Chladni 薄板上,可以改变振型并观察节点线;再往上,还可以比较能隙、零电阻、Meissner 排磁和 Josephson 相位如何从不同证据侧面指向超导态,或者沿着散射与衰变记录进入粒子物理。

这座大厦想传达的是:牛顿力学不是物理的终点,量子与宇宙也不是只能仰望的名词。它们之间有一条由测量、守恒、场、波、统计和实验边界连续搭成的路。

化学知识大厦:113 个实验,五层十二轴

化学大厦从初中地基进入高中主干,再走向大学初期基石、专业分支、应用与前沿。

十二条知识轴包括实验安全、测量与证据,物质分类、分离与溶液,粒子、化学语言与守恒,原子结构、周期性与化学键,化学计量、气体与溶液定量,元素化学、氧化还原与配位,反应速率、机理与平衡,热力学与电化学,有机结构、反应与高分子,分析化学、光谱与误差,生命、材料与环境化学,以及催化、绿色与计算化学。

八条正式路线分别是:现象 → 粒子 → 方程;安全、分类、粒子与守恒;粒子、计量与物料账本;原子结构、周期与键;反应速率、机理与平衡;热力学、氧化还原与电化学;有机、生命与材料;分析、前沿与计算。

入门时,学习者可以让沉淀、气泡和指示剂变色与粒子账本同时出现,也可以比较密闭与开放体系中的质量守恒。进入高中主干后,可以观察勒夏特列扰动、速率方程、Arrhenius 温度关系和乙醇乙酸酯化。继续向上,则能改变浓度观察原电池电势,使用 Beer–Lambert 关系完成光谱标定,再进入色谱、质谱、NMR、统计热力学、配位取代、半导体材料和催化动力学。

化学实验尤其强调安全边界。数字实验可以帮助理解趋势和模型,却不会冒充真实危险化学品的操作指南,也不会用理想模型替代实验室规范、仪器校准和专业判断。

一套系统,不是三个学科包

数学、物理、化学中的任何一门,都足以形成一个很大的产品。Science 选择同时建设三座大厦,因此也走了一条与许多按单科、单章或单一考试阶段组织的产品不同的路。

三门学科并不是简单并排。数学中的函数、微积分、概率和线性代数,会成为物理建模与化学定量分析的语言;物理中的能量、统计和光谱,会在化学的热力学、材料与分析路线里重新出现;化学中的粒子结构、反应和材料,又让抽象模型重新落回可观察世界。

因此,Science 不准备把数学、物理、化学拆成三份分别定价。未来的 1 个月、3 个月和 1 年固定期限服务包,计划统一覆盖三座知识大厦;免费核心也会同时保留三门学科的完整实验和路线。用户不需要因为一次跨学科探索重复购买,也不会面对按单个实验逐项付费的碎片化体验。

38 条路线,负责带路

三座大厦的路线都使用同一套学习协议:入口诊断、连续实验、阶段里程碑、陌生情境迁移和三天后的延迟复测。

入口诊断不是给人贴“会”或“不会”的标签,而是帮助选择起点;连续实验不是要求一次刷完,而是让概念在不同模型里重复出现;迁移和复测则用来检查,学习者带走的是关系,还是只记住了刚才那张图。

每个实验还拥有 M、P、C 开头的稳定编号。数学、物理、化学可以按编号、名称、主题、摘要、先修和关键词检索。即使目录排序以后继续调整,老师布置的实验、文章引用的讲义和学习者已有的本机记录仍能指向同一个对象。

438 个实验,也有 438 篇专业讲义

实验能够操作,并不等于概念已经理解。

因此,v1.5.0 为每个正式实验都配备了一篇版本绑定的专业讲义:数学 152 篇、物理 173 篇、化学 113 篇,共 438 篇,覆盖 61 个知识领域。

讲义馆可以按实验编号、名称、概念或领域检索。打开一篇讲义,可以先理解核心问题、模型或推导、常见误区与适用边界,再回到对应实验,用参数和记录验证自己的理解。

这里必须说明,“专业讲义”不等于“专家人工签审”。当前讲义经过逐篇 AI 辅助专业编辑和自动审计,并与实验版本绑定;我们不会把自动审计包装成专家背书,也不会把讲义当作科学真值。它更像一座连接阅读与实验的桥:帮助学习者进入问题,最终仍要回到模型、来源和证据。

图 3  专业讲义馆:438 篇讲义按数学、物理、化学和 61 个知识领域组织
图 3 专业讲义馆:438 篇讲义按数学、物理、化学和 61 个知识领域组织

实验工作台,是整套产品最深的地方

首页帮助学习者选择方向,讲义馆帮助理解知识;真正把问题变成操作和证据的,是实验工作台。

工作台按数学、物理、化学切换目录,在一个页面内连接三分钟实验、完整实验、答题练习和专业讲义。中间是随参数实时变化的图形或现象,右侧是变量、预设、观察点和挑战任务,底部保留当前样本、派生量与实验记录。

以图中的 M087“导数:从平均变化率到局部变化率”为例,学习者可以更换函数,移动观察点,调整邻近间隔,同时比较割线、切线与变化率。导数不再只是一个要记住的符号,而是一段可以被逼近、被观察、也可以被质疑的关系。

这也是 Science 与视频或题库最不同的地方:学习者不是只看一个正确答案,而是要改变条件、比较结果、留下证据,并尝试解释模型在哪些地方成立。

图 4  实验工作台:目录、实时图形、变量控制、挑战学习、练习与专业讲义在同一页面协作
图 4 实验工作台:目录、实时图形、变量控制、挑战学习、练习与专业讲义在同一页面协作

一条关于滑轮的私信,后来成了一个实验

8 月 18 日,一位读者私信留下两句很短的话:“滑轮组实验”“三分钟实验”。我们不知道对方是不是老师,但这个需求很具体,也正好击中了当时目录中的一处空缺。

Science 当时已有“绳、滑轮与约束运动”,可以观察双质量系统中的加速度、张力、摩擦和绳长约束。但它采用的是桌面物体、悬挂物体和理想单滑轮模型,并不等于初中教材里包含定滑轮、动滑轮、多段承重滑轮组和机械效率的完整实验。我们没有把已有内容说成“差不多已经有了”,而是如实说明边界,并追问对方更关注省力规律、绳端移动距离,还是机械效率。

后来,P032“定滑轮、动滑轮、滑轮组与机械效率”被单独补进物理大厦。现在,学习者可以在定滑轮、单动滑轮、三段和四段承重绳路之间切换,调整负载、随动装置质量、提升高度、等效阻力和重力加速度,同时核对实际拉力、自由端距离、承重绳段、输入功、损失功与机械效率。它也拥有三分钟入口、完整实验、答题练习和专业讲义,并被列入长期免费实验。

图 5  由一条读者私信补成的 P032 滑轮实验:比较不同绳路中的力、距离、功与机械效率
图 5 由一条读者私信补成的 P032 滑轮实验:比较不同绳路中的力、距离、功与机械效率

这件事很小,却很能说明我们希望怎样继续建设 Science:用户不是替我们“点菜”,每条建议也不会被机械照搬;但只要它指向真实学习需求,并且能被做成可操作、可验证、可复现的实验,我们就愿意认真补上。比起一句“内容很多”,这样的具体反馈更能帮助知识大厦找到下一间该修的房间。

学生和老师,各取所需

对学生来说,全面覆盖的价值不是“可以多刷几百个页面”,而是无论当前在初中、高中还是大学初期,都能找到合适入口,并且提前看见知识将通向哪里。

基础尚不稳时,可以从三分钟实验建立兴趣,再沿地基路线补先修;正在学习主干课程时,可以把公式、图像、变量和练习放在同一个问题里复核;能力更强时,则可以越过课本目录,先看见高级数学、现代物理和专业化学的结构,再选择值得长期投入的方向。

对老师来说,Science 可以成为课堂演示、备课拓展和探究任务的素材库。M、P、C 稳定编号让同一个实验可以被准确布置和复现;专业讲义提供模型、推导、误区与边界;实验工作台允许师生现场改变变量;路线中的诊断、迁移与复测,则可以帮助判断学生理解的是关系,还是只记住了答案。

它不会替代老师的专业判断,也不会自动证明一次课堂有效。但当 438 个实验、438 篇讲义和 38 条路线使用同一套编号、模型和证据语言时,老师不必再从零拼接零散动画、公式讲解和练习页面,学生也能在课内知识与更广阔的科学世界之间看到连续路径。

账号是可选项,微信登录仍未正式开放

v1.5.0 已经呈现账号页面和未来的身份路径,但当前生产账号服务与真实微信登录仍未开放,手机号验证码也尚未接入。

这不会中断匿名体验。用户可以选择“暂不登录,继续体验”,学习进度仍保存在当前设备。当前版本不宣称已经实现跨设备同步,也不会要求学习者为了进入实验而提交手机号。

这张页面更像一份公开的建设计划:账号未来将用于试用资格、购买和云端权益,但它必须等生产配置、隐私规则、未成年人保护和真实登录流程通过验收后,才会成为正式能力。

图 6  账号候选页:当前可跳过登录继续体验,真实微信登录和手机号验证码尚未开放
图 6 账号候选页:当前可跳过登录继续体验,真实微信登录和手机号验证码尚未开放

当前全量免费,未来会有收费服务

公测不是对未来收费的回避,免费边界和后续服务计划都应该提前说清楚。

v1.5.0 正式上线后仍处于全量免费公测阶段。现阶段,我们更关心学习者是否真的会开始一个实验、回来继续一条路线、读完讲义后回到工作台,以及是否愿意把有价值的内容推荐给别人。

收费预期应该通过清晰、提前的产品说明建立,而不是通过强制注册制造。未来转入正式服务后,Science 计划采用“免费核心 + 完整通行证”的模式:长期保留至少 226 个完整免费实验和 8 条完整免费路线,其他高级实验、路线与云端增值功能通过固定期限服务提供。

这不只是一份未来计划。v1.5.0 已经为 438 个实验和 38 条路线逐一标记“免费”或“完整通行证”:免费实验包括数学 101 个、物理 75 个、化学 50 个;免费路线包括数学 4 条、物理 2 条、化学 2 条。

其余 212 个实验和 30 条路线已经标记为“完整通行证”。其中,通行证实验为数学 51 个、物理 98 个、化学 63 个;通行证路线为数学 16 条、物理 8 条、化学 6 条。每条免费路线引用的实验也必须全部免费,避免出现“路线免费,走到一半却被锁住”的情况。

当前部署仍使用全量公测模式,所以标为“完整通行证”的高级内容也可以匿名进入。这些标签现在负责把商业边界说清楚,不负责拦住学习者。等账号、试用、支付和服务端权益全部通过生产验收后,系统才会按已公告的清单切换。

目前计划的完整通行证定价为:1 个月 19 元、3 个月 39 元、1 年 99 元。按全年计算,平均每月 8.25 元。三种服务期统一覆盖数学、物理、化学三座知识大厦,不按学科拆分,不自动续费,也不按单个实验逐项收费。

现在仍处于全量免费公测期,产品中没有购买入口。正式收费切换前会提前公告;如果服务范围或价格规则需要调整,也会先说明,不让正在学习的人突然面对一堵付费墙。

这里需要把两个“免费”分清:公测期间 438 个实验全部开放,是阶段性的全量公测;正式服务上线后公布的免费清单,才是长期免费承诺。首版长期免费核心不少于 226 个完整实验和 8 条完整路线,覆盖数学、物理、化学,初中地基、兴趣启蒙与基础能力会优先免费。

长期免费核心不是收费版本的缩小广告,而是一套可以独立学习的基础产品。随着实验总量增加,也随着老师、家长和学生的反馈,它还会继续扩充。我们的原则很简单:免费核心只增不减;一旦一个实验或路线被正式列入长期免费清单,原则上不再把它改为付费内容。

高级内容与云端增值服务收费,是为了让愿意走得更远的人获得更完整的支持,同时让更多刚刚对科学产生兴趣的孩子仍能低门槛进入。

收费首先是为了分摊持续运行的服务器与基础设施成本,也为了支持更多增值功能、内容维护、专业审读和产品打磨。账号、试用、支付、服务端权益和资源隔离没有完成生产验收之前,我们不会提前放出购买入口,也不会把规划中的能力写成已经上线。

对于在公测中提供重要问题线索、专业纠错或持续深度反馈,确实帮助产品变得更好的人,我们也计划在正式收费后提供相应的公测回馈或优惠;具体方式会以届时公布的规则为准。

专业性,才是未来收费的基础

我们不认为“内容多”本身就足以收费。真正需要长期投入的,是让一套跨越初中、高中、大学基础和学科前沿的内容持续可信、可运行、可维护。

在 v1.5.0 中,每个正式实验都有稳定编号、确定性模型、版本记录、独立参考、边界条件、证据挑战、练习和版本绑定讲义。实验目录、知识地图、移动端与完整工作台使用同一份科学事实,不另外维护一套更漂亮却无法复核的演示结果。

这套结构也是后续收费服务能够成立的底座:用户付费获得的不应只是一次访问权限,而应是持续维护的高级内容、云端权益、更完整的学习支持和不断改进的产品体验。公测阶段把全量能力打开,正是为了先证明这些专业投入对学生和老师是否真的有价值。

这座大厦,还没有打磨完

v1.5.0 是一次重大升级,但它远没有到“已经足够好”的程度。

我们已经看到一些很具体的问题:首页同时承载三座大厦、快速体验和路线入口,信息密度较高,部分排版仍需要在不同屏幕上继续调整;实验工作台虽然能力最完整,但控制项、学习任务和证据记录集中在同一页面,第一次使用时不够简洁;从讲义、实验、练习再回到路线的操作路径,也还有继续缩短和解释清楚的空间。

此外,真实微信登录、手机号验证码、跨设备进度与云端权益尚未正式开放;部分专业内容仍需要更多老师和学科背景用户审读。机器检查可以帮助我们发现断链和边界错误,却不能替代真实课堂、真实学习者和专业人员的判断。

这些问题不会被“正式上线”四个字遮住。公测的意义,就是让产品在真实使用中暴露摩擦:哪里看不懂、哪里找不到、哪里步骤太多、哪里结论值得质疑。我们会继续整理反馈、修正内容、简化交互,把已经覆盖得足够广的知识体系,逐步打磨得更易进入、更易理解,也更值得长期使用。

上线了,但学习效果还要继续验证

v1.5.0 的最终发布快照已经覆盖 438 个运行单元、15768 道练习题和桌面、平板、手机竖屏、短横屏共 1752 个实验视口项,并完成代码、类型、测试、构建和架构门检查。

这些证据支持的结论是“工程可试用”:实验能够运行,参数会改变结果,目录、讲义、练习和知识路线没有明显断链。

它不能直接证明学习有效。逐题人工全审、扩大后的数理化专业抽查、不同年龄学习者的可理解性走查、陌生情境迁移和延迟复测,还需要在真实使用中继续积累证据。

所以,这次发布不是宣告一座完美大厦已经建成。它只是第一次把地基、楼层、楼梯、房间和远处的天台连了起来。

我们尤其欢迎老师、家长和学生提出意见:哪个实验真正激发了兴趣,哪篇讲义仍然难懂,哪条路线让人迷路,哪个科学结论需要纠正,都比一句泛泛的“好用”更有价值。

ArchSight Science v1.5.0 已于 8 月 27 日正式上线。

电脑端可直接输入 science.archsight.cn,移动端可使用文末二维码进入。

如果它能让一个初中生更早看见科学的辽阔,让一个正在备考的学生不再只剩下刷题,让一个能力出众的年轻人第一次推开高级数学、物理或化学的门,那么这座大厦就有了继续修建的意义。

如果你身边有对科学好奇的学生、正在为孩子寻找学习资源的家长,或愿意尝试新型课堂工具的老师,也欢迎把这篇文章转给他们。一次真实使用、一条具体建议,甚至一次认真质疑,都可能帮助我们把下一层楼修得更好。

进入三座科学知识大厦

以下二维码直达 ArchSight Science 官网。公测期间无需登录,也不要求手机号。

ArchSight Science 体验入口二维码
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参考资料

以下资料均可按标题检索:

  • ArchSight Science:《版本发布记录》v1.5.0。
  • ArchSight Science:《数学、物理与化学知识大厦》。
  • ArchSight Science:《数学知识地图与正式路线》。
  • ArchSight Science:《物理知识大厦学习系统》。
  • ArchSight Science:《化学知识大厦学习系统》。
  • ArchSight Science:《产品访问策略》。