導(dǎo)語：如何才能寫好一篇量子力學(xué)研究方向，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

一、凝聚態(tài)物理的重要性

凝聚態(tài)物理主要從兩個方面體現(xiàn)其重要性：一方面體現(xiàn)為與相鄰學(xué)科（如粒子物理學(xué)）之間在概念、方法、技術(shù)等方面的滲透，促進材料科學(xué)、能源科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等交叉學(xué)科的發(fā)展，并日益顯現(xiàn)出其強大的發(fā)展?jié)摿?。另一方面為研發(fā)和制備新型材料提供了強有力的理論數(shù)據(jù)和實驗支持，同時也為開發(fā)和拓展新領(lǐng)域提供了極具實用性的科學(xué)理論依據(jù)。

二、凝聚態(tài)物理的主要研究方向

隨著交叉學(xué)科的發(fā)展和技術(shù)需求的提高，凝聚物理的研究范圍更加廣闊，技術(shù)要求更加精密。凝聚態(tài)物理的主要研究方向有以下幾種。

1.軟物質(zhì)物理學(xué)

軟物質(zhì)概念于1991年提出，也稱為復(fù)雜液體。軟物質(zhì)一般是由大分子或基團組成的，介于固體和液體之間的物相。一些常?的物質(zhì)，如液晶、膠體、膜，生命體系物質(zhì)諸如蛋白質(zhì)、DNA、細胞等，都屬于軟物質(zhì)。和由內(nèi)能驅(qū)動的硬物質(zhì)不同，軟物質(zhì)的組織結(jié)構(gòu)變化主要由熵驅(qū)動，變化過程中內(nèi)能的變化很微小。

2.宏觀量子態(tài)

宏觀量子態(tài)是指用量子力學(xué)來描述宏觀體系的狀態(tài)，如超導(dǎo)中的電子庫珀對。宏觀量子態(tài)具有典型的量子力學(xué)性質(zhì)，當(dāng)前宏觀量子態(tài)領(lǐng)域研究的重點為耗散現(xiàn)象和退相干現(xiàn)象。

3.介觀物理與納米結(jié)構(gòu)

介觀是指介于宏觀和微觀之間的體系。介觀物理學(xué)所研究的物質(zhì)大小與納米科技的研究尺度有很大重合，所以這一研究方向也常稱之為“介觀物質(zhì)和納米科技”。

4.固體電子論中的關(guān)聯(lián)區(qū)

凝聚態(tài)物理的前身――固體物理學(xué)研究的核心問題，就是固體中的電子行為。固體中的電子行為可根據(jù)電子間相互作用的大小分為三個區(qū)域，分別是強關(guān)聯(lián)區(qū)、中等關(guān)聯(lián)區(qū)和弱關(guān)聯(lián)區(qū)?，F(xiàn)今研究固體電子論的大部分學(xué)者研究方向都是強關(guān)聯(lián)系統(tǒng)。

三、凝聚態(tài)物理的主要研究現(xiàn)象及其理論依據(jù)

目前凝聚態(tài)物理的主要研究現(xiàn)象有超導(dǎo)、光譜、弱相互作用、磁性研究（微磁學(xué)、鐵磁學(xué)、相圖、磁阻、巨磁阻抗效應(yīng)等）、多向異性、子晶格、態(tài)密度、能隙、強關(guān)聯(lián)、激發(fā)態(tài)、量子通信、冷原子、霍爾效應(yīng)等。

凝聚態(tài)物理所用的理論依據(jù)主要源于相變與臨界現(xiàn)象的理論，成熟完備的量子力學(xué)則是其堅定可靠的理論基石，在這兩種理論之下，凝聚態(tài)物理根植于相互作用的多粒子理論。凝聚態(tài)物理的前身――固體物理學(xué)中的一個重要理論依據(jù)是能帶理論。目前來說一些常用的理論方法有很多，比如蒙特?卡洛方法、波爾茨曼模型、分子動力學(xué)模擬、伊辛模型、有效場、平均場，等等。

四、目前凝聚態(tài)物理研究取得的一些成就

篇2

學(xué)科、專業(yè)名稱（代碼〉 研究方向

預(yù)計招

生人數(shù)

考試科目

備注

070101基礎(chǔ)數(shù)學(xué)

共

 

 

01.非線性偏微分方程

68

人

①101思想政治理論②201

 

 

英語一③616數(shù)學(xué)分析 ④801高等代數(shù)

 

02^多復(fù)分析

 

同上

 

070104應(yīng)用數(shù)學(xué)

 

 

 

01.數(shù)學(xué)物理方程

 

①101思想政治理論②201 英語一③616數(shù)學(xué)分析 ④801高等代數(shù)

 

01數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計計算

 

同上

 

03^非線性泛函分析

 

同上

 

070201理論物理

 

 

 

01.原子分子物理理論

 

①101思想政治理論②201 英語一③601高等數(shù)學(xué)（甲 ④811量子力學(xué)

 

070203原子與分子物理

 

 

 

01.冷原子物理與應(yīng)用

 

①101思想政治理論②201 英語一③601高等數(shù)學(xué)（甲

 

 

 

或617普通物理（甲)或

 

 

 

619物理化學(xué)（甲)④811童

 

 

 

子力學(xué)

 

02丨原子分子超快過程

 

同上

 

03^囚禁離子與精密譜

 

同上

 

070207光學(xué)

 

 

 

01.量子光學(xué)與原子光學(xué)

 

①101思想政治理論②201 英語一③601高等數(shù)學(xué)（甲 ^或617普通物理（甲）

④811量子力學(xué)或817光學(xué)

 

070208無線電物理

 

 

 

01.原子頻率標(biāo)準(zhǔn)原理與技

 

①101思想政治理論②201

 

術(shù)

 

英語一③601高等數(shù)學(xué)（甲 ^或617普通物理（甲）

④811量子力學(xué)或817光學(xué) 或856電子線路或859信號 與系統(tǒng)

 

01磁共振理論與實驗方法

 

同上

 

070302分析化學(xué)

 

 

 

01.生物波譜分析

 

①101思想政治理論②201 英語一③610分子生物學(xué) 或611生物化學(xué)（甲)或618 普通化學(xué)（甲)或619物理 化學(xué)（甲)④819無機化學(xué) 或820有機化學(xué)或821分析 化學(xué)或847生理學(xué)

 

02^影像分析

 

同上

 

03^儀器分析

 

同上

 

070304物理化學(xué)

 

 

 

01.催化與結(jié)構(gòu)化學(xué)

 

①101思想政治理論②201 英語一③601高等數(shù)學(xué)（甲 ^或611生物化學(xué)（甲)或

 

 

 

617普通物理（甲)或619物

 

 

 

理化學(xué)（甲)④819無機化

 

 

 

學(xué)或820有機化學(xué)或821分

 

 

 

析化學(xué)或852細胞生物學(xué)

 

02^生物物理化學(xué)

 

同上

 

01理論和計算化學(xué)

 

同上

 

085208電子與通信工程

 

 

 

01.無線電與通信工程

 

①101思想政治理論②201 英語一③302數(shù)學(xué)二④811 量子力學(xué)或817光學(xué)或856 電子線路或859信號與系 統(tǒng)

 

02丨原子頻標(biāo)與通信工程

 

同上

 

03丨光電子與通信工程

 

同上

 

085238生物工程

 

 

 

01.生物儀器工程

 

①101思想政治理論②201 英語一③338生物化學(xué) ④819無機化學(xué)或820有機 化學(xué)或821分析化學(xué)或847 生理學(xué)

 

02^蛋白質(zhì)工程

 

同上

 

03^生物代謝工程

 

同上

 

01生物醫(yī)用材料

篇3

Abstract： Starting from the origin of the word "atoms"， this paper demonstrates the materialist view of the material and the evolution from material to physicalism in the process of human development by the time sequence of the development process of science and technology. This paper expounds the connotation and characteristics of contemporary physicalism. Compared with the engineering education of engineering postgraduate students， it analyzes the important positions of physicalism and engineering philosophical thought in the postgraduate education.

關(guān)鍵詞： 研究生教育;唯物主義;物理主義

Key words： postgraduate education; materialism; physicalism

中圖分類號：B0-0 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2015）04-0325-02

0 引言

如何界定物質(zhì)與意識二者的主客關(guān)系歷來是唯物主義與唯心主義渭涇之分的界河。辯證唯物主義物質(zhì)本體論認為世界根源是物質(zhì)，世間的一切都要歸于物質(zhì)。各種看上去似乎非物質(zhì)的事物，如：生命、意識、道德、社會等表象，本質(zhì)都為物質(zhì)，它們的存在皆依附于物質(zhì)的存在，性質(zhì)由物質(zhì)所決定[1]。辯證唯物主義是以物質(zhì)為核心的一元論科學(xué)，是近代哲學(xué)理論的精髓之一[2]。唯心主義認為物質(zhì)及其屬性只是一種表象，不具有第一性，真正實在的是非物質(zhì)的，物質(zhì)世界的存在依賴于某種獨立存在的心靈[3]。客觀唯心主義代表人物柏拉圖認為“真正實在的某種抽象非物質(zhì)屬性或結(jié)構(gòu)的存在不依賴于時空，可以是永恒不變的形式或共相”，而主觀唯心主義典型代表貝克萊則認為“物質(zhì)世界的存在依賴于某種獨立存在的心靈”。上世紀(jì)中葉，經(jīng)過實證主義和行為主義大潮洗滌，唯心主義已黯然失色，悄然離去。

1 唯物主義與物理主義

“原子”這一概念源于古希臘自然哲學(xué)家留基波和德謨克利特，他們提出的原子論代表了唯物主義對于物質(zhì)本性的一種主要理論觀點――辯證唯物主義世界觀。辯證唯物主義者認為世間一切都是物質(zhì)的――物質(zhì)本體論。物質(zhì)由原子構(gòu)成，而原子是一些微小的粒子，是最小單元，它們在不停地運動著。這些微粒不會消亡也不會再生、它們具有一定的質(zhì)量、占據(jù)時空、靠原子間的碰撞聚集形成宏觀物體――“原子旋渦”學(xué)。然而，二十世紀(jì)初，隨著科學(xué)家對原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)認識的深入，厄內(nèi)斯特?盧瑟福提出原子結(jié)構(gòu)理論并發(fā)表最重要的科學(xué)文章：在《哲學(xué)研究》上發(fā)表兩篇《物質(zhì)對α、β粒子的散射和原子的結(jié)構(gòu)》（1911）、《原子的結(jié)構(gòu)》（1914），這種觀點被徹底顛覆[4，5]。同時，伴隨著電子、質(zhì)子、中子、光子、聲子、輕子、介子和中微子等不斷地相繼被發(fā)現(xiàn)，人們發(fā)現(xiàn)粒子是可再分的，并將基本粒子歸于四大類：夸克、輕子、規(guī)范玻色子和希格斯粒子，成功建立了粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型，在數(shù)百種眾多的基本粒子中除光子、中微子、電子、質(zhì)子等少數(shù)粒子性能穩(wěn)定與壽命長外，其它都瞬息即逝，粒子也可消亡[6]。辯證唯物主義的物質(zhì)觀受到猛烈沖擊與撼動，從而，促使人類以全新的視角重新審視物質(zhì)。

20世紀(jì)50年代，人類開始研究時間非對稱理論，玻耳茲曼格子方法得到推廣應(yīng)用。量子力學(xué)、宇宙學(xué)、耗散結(jié)構(gòu)、混沌等物理學(xué)初露，1964年貝爾建立一套定域?qū)嵲谡摬⒌玫截悹柌坏仁?，美國物理學(xué)家萊格特2003年建立一套非定域?qū)嵲谡?，并推證得到萊格特不等式。量子力學(xué)公設(shè)與經(jīng)典物理學(xué)有著本質(zhì)的不同，它給予概率基礎(chǔ)地位。玻爾指出：“量子理論精髓，可以用量子公設(shè)表示”。量子力學(xué)以薛定諤方程為基礎(chǔ)，核心是幾率因果性和物理實在問題，用主量子數(shù)n、角量子數(shù)I、磁量子數(shù)m、自旋量子數(shù)ms等四個量子態(tài)概念表征微觀體系狀態(tài)，深化了人們對物理實在的理解?；诂F(xiàn)代物理學(xué)理論，無論物質(zhì)以何種形式存在，辯證唯物主義提到的物質(zhì)將不再是唯一實在的。在現(xiàn)代物理學(xué)沖擊下，傳統(tǒng)物質(zhì)觀變得不甚一擊，此時，唯物主義者已難以給出“物質(zhì)”精準(zhǔn)定義。恩格斯指出：“隨著自然科學(xué)領(lǐng)域中每一個劃時代的發(fā)現(xiàn)，唯物主義也必然要改變自己的形式”。為此“物理主義”應(yīng)運而生，唯物主義遞升為物理主義。物理主義規(guī)避了唯物主義者面對的難題，承繼著唯物主義傳遞的火炬，繼續(xù)與唯心主義抗衡?！拔锢碇髁x”被視為唯物主義在當(dāng)代的發(fā)展，是唯物主義最新翻版，最新形式。物理主義者視自己為唯物主義繼承人，發(fā)揚了唯物主義。

2 物理主義的掘起

所謂物理主義是從心靈哲學(xué)中發(fā)展起來的一種形而上學(xué)的觀點[7]，最早由紐拉特和卡爾納普在1930年將“物理主義”一詞引入哲學(xué)領(lǐng)域，并將其視為一個語義學(xué)論點。物理主義的核心是“一切都是物理的”。目前，存在十多個版本的物理主義，包括：先天物理主義、后天物理主義、戴維森的非還原物理主義、還原式物理主義等。嚴(yán)格地講，物理主義僅僅是關(guān)于心靈或心身關(guān)系的一個形而上學(xué)的綱領(lǐng)。物理主義哲學(xué)家希望通過物理方法證明現(xiàn)實世界的物理特性一定會決定現(xiàn)實世界相對應(yīng)的意識感受特性。各種版本的物理主義都是對心理―物理關(guān)系的一種解答[8]。在眾多的版本中，本體論自然主義具有最強音。本體論是一種追求“本質(zhì)”，“真理”的哲學(xué)理論。如：對原子結(jié)構(gòu)的闡釋應(yīng)用的是量子場中粒子本體論及規(guī)范場論中的規(guī)范玻色子。自然主義認為自然科學(xué)方法是最可靠的、也是唯一可靠的認識世界的方法。將物理主義看成自然主義，主要根源是大多數(shù)的物理主義者同時也是自然主義者。馬克思的所謂自然主義是指用自然界及其規(guī)律來解釋一切的學(xué)說[9]。

物理主義存在兩大論證：方法論自然主義和因果閉合性。

方法論自然主義觀點認為世界根據(jù)自然規(guī)律運動，人類可以根據(jù)自然規(guī)律去認識世界，這種認知無須涉及超自然的力量。使用方法論假設(shè)可觀察的自然現(xiàn)象只能由自然原因來解釋，而不假設(shè)超自然能力是否存在，因此也不接受超自然的解釋。佩洛克提醒人們要注意區(qū)分方法論自然主義與形而上學(xué)自然主義，后者是一種唯物主義的無神論觀念，它認為自然就是人們所見到的那樣，不以上帝或人們的意志為轉(zhuǎn)移。佩洛克指出：方法論的自然主義并沒有承諾直接表明世界中存在著什么，而是作為承諾去尋求一組有關(guān)理解世界的可靠途徑的方法，典型的是自然科學(xué)的方法，直接去關(guān)注這些方法能夠發(fā)現(xiàn)什么。

18世紀(jì)，康德提出了太陽系起源的星云學(xué)說，原子論和元素論開創(chuàng)了化學(xué)實驗的科研模式，最終建立了現(xiàn)代原子學(xué)說。熱質(zhì)說和以太說引領(lǐng)了熱力學(xué)、光學(xué)和電磁波理論的發(fā)展。量子規(guī)范場論和粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型的成功，標(biāo)志著理論物理學(xué)的建立。達爾文的進化論、牛頓的能量守恒定律、德國生物學(xué)家M.J.施萊登和T.A.H.施萬提出的細胞學(xué)說、托馬斯―摩爾根創(chuàng)建的現(xiàn)代基因?qū)W說，這些自然科學(xué)結(jié)論在一定程度上揭示了自然界在特定領(lǐng)域中的普遍存在的內(nèi)在規(guī)律，從而證明物理科學(xué)理論是一個封閉系統(tǒng)[10]。早在1970年斯泰因已指出：“量子場論是形而上學(xué)研究的當(dāng)代焦點”。薛定諤方程只適用于封閉量子系統(tǒng)，量子態(tài)遵循決定論的演化。凝聚態(tài)物理學(xué)的自發(fā)性對稱破缺概念啟示人類，心靈是一種隨對稱性降低、復(fù)雜性增加和自組織發(fā)展而突現(xiàn)的高級性質(zhì)。20世紀(jì)理論物理學(xué)的兩大進展，廣義相對論的創(chuàng)立和量子力學(xué)的興起，從兩個不同的角度對經(jīng)典物理學(xué)發(fā)起挑戰(zhàn)，廣義相對論重創(chuàng)了粒子或場所處的經(jīng)典時空概念，量子力學(xué)否定了經(jīng)典物質(zhì)概念。若將宇宙作為一整體研究，量子力學(xué)適用范圍受到制約，出現(xiàn)了邊界效應(yīng)，量子力學(xué)與廣義相對論對“黑洞―萬有引力”現(xiàn)象的解釋相悖論，為此，需要建立新的“量子引力”理論，包括大爆炸和弦理論。這就是物理主義的因果閉合性的典型表現(xiàn)。

3 研究生教育中“物理主義”滲透

工科研究生教學(xué)中觸及的“物理主義”概念繁雜、精深，如何在教學(xué)中向?qū)W生滲透“物理主義”概念、思維及方法，如何培養(yǎng)學(xué)生的懷疑批判精神，培養(yǎng)學(xué)生的工程哲學(xué)理念與思想，是每位研究生導(dǎo)師的必修課。

工程哲學(xué)思想的起源可追溯到19世紀(jì)早期至20世紀(jì)中葉，“工程哲學(xué)”概念通常是指建立在技術(shù)哲學(xué)基礎(chǔ)上的一種新的哲學(xué)語義詞。工程哲學(xué)主要涉及工程本體論、工程知識、工程倫理、工程設(shè)計、工程教育等內(nèi)容，這些知識在工科研究生教學(xué)中舉足輕重，研究生導(dǎo)師必須清楚理解、掌握并深入研究，才能更好的指導(dǎo)學(xué)生。

工科碩士研究生畢業(yè)后多數(shù)從事工程技術(shù)工作或工程活動，所謂工程技術(shù)工作或工程活動是通過某個群體或個體的勞動創(chuàng)造使用價值的過程。工程活動包含微觀、中觀、宏觀三個層次[11]，微觀層次涉及工程設(shè)計人員、工程項目和工程企業(yè)，中觀層次涉及產(chǎn)業(yè)、集群、區(qū)域，宏觀層次涉及國家乃至全球工程整體，需要多維度的組織與管理。針對這一現(xiàn)象，工科碩士研究生在校的工程教育問題尤為重要，主要是工程學(xué)科專業(yè)課程設(shè)置的科學(xué)性、適用性、前瞻性、工程學(xué)位審定的合理性與公允性等。工程設(shè)計是工科研究生主要訓(xùn)煉項目，涉及不同工程領(lǐng)域中不同設(shè)計方法的講授、工程設(shè)計思維的培養(yǎng)及訓(xùn)煉、工程設(shè)計能力的實踐鍛煉等，導(dǎo)師應(yīng)當(dāng)從具體的案例分析入手對上述各問題進行闡述，在教授過程中伴隨著物理主義思想的“滲透”。

參考文獻：

[1]王玉糅.馬克思的新世界觀是辯證唯物主義的世界觀[J].學(xué)術(shù)研究，2012（08）：1-7.

[2]鄧曉臻.馬克思的時空范疇探析[J].自然辯證法研究，2008，24（01）：6-9.

[3]鄧習(xí)議.論唯心主義的三種形態(tài)[J].大連大學(xué)學(xué)報，2013，34（04）：54-58.

[4]王榮德.盧瑟福對現(xiàn)代科學(xué)的貢獻[J].物理通報.2001，（07）：33-36.

[5]關(guān)洪.原子論的歷史和現(xiàn)狀：對物質(zhì)微觀構(gòu)造認識的發(fā)展[M].北京：北京大學(xué)出版社，2006.

[6]李政道.粒子物理與場論簡介[M].北京：科學(xué)出版社，1984：149.

[7]張志林.物理主義是形而上學(xué)嗎？[J].自然辯證法通訊，2013，35（03）：7-12.

[8]劉玲.物理主義應(yīng)當(dāng)如何回應(yīng)知識論證？[J].哲學(xué)研究，2011（10）：86-93.

[9]劉琳.馬克思《資本論》及手稿中的自然主義哲學(xué)批判[J].生產(chǎn)力研究，2012（09）：12-14.

[10]愛因斯坦，英費爾德.物理學(xué)的進化[M].周肇威，譯.上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1962.

[11]李伯聰.工程的三個層次：微觀中觀和宏觀[J].自然辯證法通訊，2011，23（3）：25-31.

――――――――――――

篇4

1937年爆發(fā)，楊振寧隨家?guī)捉?jīng)折，遷入內(nèi)地昆明，1938年他高中二年級時考入西南聯(lián)大，得到許多良師的教誨，開始對物理學(xué)產(chǎn)生興趣。在吳大猷指導(dǎo)下，他完成了關(guān)于群論及分子光譜的學(xué)士論文。這段工作引起他對對稱性特別的興趣。其后，跟王竹溪做的碩士論文涉及的統(tǒng)計力學(xué)，也成為他以后研究的方向之一。

1945年楊振寧赴美進入其父曾就讀的母校——加哥大學(xué)，三年后獲物理博士學(xué)位。在芝加哥大學(xué)，他接觸到許多世界第一流的物理學(xué)家。其著名者有論文主任泰勒（Teller），和一代大師費米（Fermi）。1948年他與費米提出π介子是質(zhì)子及反質(zhì)子束縛態(tài)的可能性，開研究粒子內(nèi)部結(jié)構(gòu)之先河。

1949年，楊振寧應(yīng)奧本海默（Oppenheimer）邀請，赴普林斯頓高等研究院做研究工作，不久升為教授。1954年他與米爾斯（Mills）發(fā)表的規(guī)范場理論，是一個劃時代的創(chuàng)作，不但成為今日物理理論的基石，并且在相對論及純數(shù)學(xué)方面也有重大意義。

1956年他與李政道提出弱相互作用中宇稱不守恒，次年獲諾貝爾獎。從1966年至今，楊振寧主持紐約石溪州立大學(xué)的理論物理研究所。

1986年，楊振寧南開數(shù)學(xué)研究所參觀，并與該所所長著名數(shù)學(xué)家陳省身一道創(chuàng)立了南開數(shù)學(xué)所理論物理研究室，具體指導(dǎo)量子可積系統(tǒng)的研究。筆者有幸在該研究所攻讀碩士學(xué)位，學(xué)習(xí)期間，深感楊先生思想的博大精深，對他那種樸實無華的科研作風(fēng)敬佩不已，下面結(jié)合自己的學(xué)習(xí)心得，簡單介紹楊振寧的科學(xué)哲學(xué)思想。

一、愛憎決定風(fēng)格

“在每一個有創(chuàng)造性活動的領(lǐng)域里，一個人的愛憎，加上他的能力、脾氣和機遇，決定了他的風(fēng)格，而這種風(fēng)格轉(zhuǎn)過來又決定他的貢獻?！雹贄钫駥幵诮忉屗倪@段話時說，物理學(xué)是一門客觀地研究物質(zhì)世界的學(xué)問，然而物質(zhì)世界具有結(jié)構(gòu)，而一個人對這些結(jié)構(gòu)的洞察力，對這些結(jié)構(gòu)的某種特點的喜愛，某些特點的憎厭，正是他形成自己風(fēng)格的要素。因此，愛憎和風(fēng)格之于科學(xué)研究，就象它們對文學(xué)藝術(shù)一樣至關(guān)重要。楊振寧對物理學(xué)的愛憎基本上是1938年至1944年在昆明當(dāng)學(xué)生時形成的。西南聯(lián)合大學(xué)是中國最好的大學(xué)，為了取得學(xué)士學(xué)位，楊振寧跟吳大猷做了有關(guān)群論和分子光譜方面的論文，接觸了群論在物理學(xué)中的應(yīng)用。他讀了狄克遜的一本名為《現(xiàn)代代數(shù)理論》的小書，從中學(xué)到了群表示理論。這一優(yōu)美而又有巨大動力的理論，使楊振寧認識到群論的無以倫比的美妙和力量。從而激發(fā)起對于對稱性原理的興趣。而從群論到對稱性原理上所得到的物理學(xué)與數(shù)學(xué)的結(jié)論，又對楊振寧產(chǎn)生了很大的影響。此后楊振寧在清華研究院，在王竹溪先生指導(dǎo)之下寫作關(guān)于有序——無序轉(zhuǎn)變的論文，對相變發(fā)生了濃厚的興趣。1951年以后，他在統(tǒng)計力學(xué)、多體問題等方面寫過許多文章，至今對這方面的工作仍很感興趣，由他指導(dǎo)的南開數(shù)學(xué)理論物理室主要從事這方面的工作。楊振寧強調(diào)，“學(xué)一個東西不僅是要學(xué)到一些知識，學(xué)到技術(shù)上的特別的方法，更重要的是要對它的意義有一些了解，有一些欣賞，假如一個人在學(xué)了量子力學(xué)以后，他不覺得其中有的東西是重要的，有的東西是美妙的，有的東西是值得跟別人辯論得面紅耳赤而不放手的，那么，他對這個東西并沒有學(xué)進去，而只是學(xué)了很多可以參加考試得到好分?jǐn)?shù)的知識，這不是真正做學(xué)問的精神，他沒有把問題里面基本的價值掌握住”。②學(xué)一個學(xué)科，不只是物理學(xué)，不但是掌握這些知識、定理和公理，更要掌握這些知識、定理和公理的意義、精神及其重要性，等到你覺得這些重要到一定程度時，你才是真正地把這些東西吸收進去了。

一個人喜歡考慮什么問題，喜歡用什么方法來考慮，這都是通過訓(xùn)練得出的思想方法，也就是愛憎決定了科學(xué)研究的風(fēng)格。

二、傳統(tǒng)與科研

楊振寧認為文化傳統(tǒng)是一件非常重要的事情，西方和東方的文化傳統(tǒng)的確大不一樣。中國的傳統(tǒng)，重視每個人對社會的責(zé)任，從小就講先天下之憂而憂。相反地在西方這種觀點非常少，甚至不存在，可是我們看到，西方傳統(tǒng)也可以產(chǎn)生出燦爛的文化。在這兩種不同文化背景下的人，學(xué)物理和方法了不同。

美國學(xué)物理的方法與中國學(xué)物理和方法不一樣。中國學(xué)物理的方法是演繹法，先有許多定理，然后進行推演；美國對物理的了解是從現(xiàn)象出發(fā)，物理定理是從現(xiàn)象中歸納出來的，是歸納法。演繹法是學(xué)考試的人用的方法；歸納法是做學(xué)問的辦法。做學(xué)問的人從自己的具體工作分析中抽象出定理來，這樣所注意的就是那些與現(xiàn)象接近的東西。另外，最重要的就是科研方向的問題。楊振寧向吳大猷學(xué)了分子光譜學(xué)與群論之間的關(guān)系，學(xué)的方法主要是演繹法：是從數(shù)學(xué)推演到物理的方法；泰勒所注意的是歸納法，它要從物理現(xiàn)象引導(dǎo)出數(shù)學(xué)的表示，楊振寧從泰勒那里學(xué)到了這種思想方法，獲益非淺。因為歸納法的起點是物理現(xiàn)象，從這個方向出發(fā)不易陷入“泥坑”。在當(dāng)時芝加哥大學(xué)的研究氣氛中，楊振寧接觸到一些最可能有發(fā)展的研究方向，這是十分幸運的。在聯(lián)大，楊振寧有了一個扎實的根基，學(xué)了推演法，到了芝加哥，受到新的啟發(fā)，學(xué)了歸納法，掌握了一些新的研究方向，兩個地方的教育都對楊振寧的工作有決定性的作用。40年代末、50年代初，物理學(xué)發(fā)展了一個新的領(lǐng)域，這個新的領(lǐng)域是粒子物理學(xué)。楊振寧和同時代的物理學(xué)家是與這個新領(lǐng)域一同成長的。這個領(lǐng)域到今天，一直有長足的發(fā)展，影響了人類對物質(zhì)世界結(jié)構(gòu)的基本認識。這說明如果進入的領(lǐng)域是將來大有發(fā)展的，那末他能夠做出比較有意義的工作的可能性也較大。這是方向問題，至于方法問題，楊振寧給出了一個很恰當(dāng)?shù)谋扔鳌Ｋf：“研究物理學(xué)好象看一幅很大的畫。整個自然界的結(jié)構(gòu)好比這幅畫?？催@一幅畫可以有幾種看法。適當(dāng)?shù)臅r候應(yīng)當(dāng)氫這幾種看法結(jié)合起來。一是必須在近距離仔細研究，因為這幅畫畫得很仔細，每一部分都不一樣，因此你必須用放大鏡仔細研究它的細部。一是你應(yīng)當(dāng)在遠距離去看它，你可以看到近距離看不到的一種大范圍的規(guī)律，還有中距離的看法，物理學(xué)需要近、中、遠三種看法。當(dāng)然，如果你能一下子就看出遠距離所能看到的規(guī)律，這當(dāng)然是大貢獻，但是這種可能性很小，甚至不可能。所以必須從近距離開始，總之，知識的流向是由近到中、再到遠的，而不是反過來?！雹劾?，量子力學(xué)建立以后，它對哲學(xué)有很大的影響，但是海森伯和薛定諤不是從哲學(xué)出發(fā)，而是從研究原子光譜出發(fā)建立量子力學(xué)的。在此我們不難看出，楊教授對哲學(xué)與物理學(xué)研究關(guān)系問題的基本態(tài)度。三、對稱性決定相互作用

對稱觀念有很悠久的歷史，遠在上古時代，人類就有了對稱觀念，我們的祖先通過對許多自然現(xiàn)象的接觸，漸漸形成了這一觀念，這個對稱觀念的發(fā)展對上古的音樂、文學(xué)、繪畫、雕刻、建筑，都有極其密切的關(guān)系。這方面的例子很多，在國內(nèi)外的一些文物古跡上，隨處可見我們祖先對自然現(xiàn)象中的對稱性的偏愛。到了有史時代，對稱現(xiàn)象在各種藝術(shù)的發(fā)展中更加顯著。對稱既然在人類歷史上占有非常重要，非?；镜牡匚?，哲學(xué)家和科學(xué)家便很自然地對之加以廣泛的應(yīng)用。有許多早期用到科學(xué)上的對稱原理，例如，天文學(xué)家開普勒，就曾經(jīng)想用一些幾何的對稱來解釋太陽系中各行星軌道的直徑比例，盡管沒有很大的成果，可是它說明科學(xué)家很早就對對稱性發(fā)生了興趣了。對稱在科學(xué)界開始產(chǎn)生重要的影響始于19世紀(jì)。發(fā)展到近代，我們已經(jīng)知道這個觀念是晶體學(xué)、分子學(xué)、原子學(xué)、原子核物理學(xué)、化學(xué)、粒子物理等現(xiàn)代科學(xué)的中心觀念。近年來，對稱更變成了決定物質(zhì)間相互作用的中心思想。

對稱觀念對20世紀(jì)物理產(chǎn)生了極其重要的作用，首先麥克斯韋公式利用向量的方法，得到了比較簡單的表述，可以說是對稱原理在物理學(xué)中的第一個主要貢獻。因為對稱原理與方向和向量的關(guān)系十分密切，而我們所以能夠把那20個方程式寫成4個方程式，就是因為這20個方程式含有對稱性，把這個對稱性很根本地寫到方程里面去，就可以寫出精而簡的方程式。通過方程式的精簡，我們才可以把電磁學(xué)發(fā)展到更基本、更深入的程度。在物理學(xué)中對稱的第二個重要的用途與晶體的構(gòu)造有關(guān)。晶體結(jié)構(gòu)的對稱性，經(jīng)過許多重要的科學(xué)家的努力提煉，形成了空間群的觀念，這可以說是對稱對于物理學(xué)的第二個重要貢獻。隨著人們對對稱的更加深入的認識，物理學(xué)家開始用數(shù)學(xué)上已發(fā)展得十分成熟的群的方法來描術(shù)對稱性，群和連續(xù)群的觀念把代數(shù)、解析與幾何連在一起，而通過這許多關(guān)系（尤其是解析跟幾何的關(guān)系）更和粒子現(xiàn)象，以及物理原理發(fā)生了密切的關(guān)系，又通過幾何這個關(guān)鍵，引進了拓樸的觀念，這正是近40年來出現(xiàn)的物理與數(shù)學(xué)交織在一起的現(xiàn)象。盡管物理學(xué)家很早就知道守恒定律，然而直到20世紀(jì)初，才有人了解，原來守恒的觀念與對稱性有密切的關(guān)系。通過一系列的發(fā)展，人們才知道原來對稱性與守恒定律可以說是同一回事。到了本世紀(jì)50年代，人們對對稱原理又有了一個前所未有的新的認識。物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)原來認為的對稱并不是絕對的，在某些相互作用下，會有一些紕漏，這些不對稱的影響是很小的，不過假若你知道在什么地方發(fā)掘的話，你就可以發(fā)掘出不對稱的現(xiàn)象。關(guān)于這方面的第一個實驗是關(guān)于宇稱守恒的。通過這個實驗，人們認識到宇稱不守恒是弱相互作用的一個基本特征。對稱原理經(jīng)過了50年代的發(fā)展，在物理學(xué)中已經(jīng)占有了一個比以前更加重要的地位，而近年來，進入了深的層次，這個發(fā)展起源于規(guī)范對稱。我們知道，世界上各種不同的基本粒子之間有四種不同的相互作用，叫做強相互作用、電磁相互作用、弱相互作用和引力相互作用。相互作用就是力量，因此，各種不同的基本粒子之間，就有四類不同的力量。近20年來，大家認識到這種所有的不同的力量，都是不同的規(guī)范場，對稱性是決定相互作用的要素。楊先生說：“對稱決定相互作用”①。當(dāng)然，決定相互作用還有其他的中心觀念，因為在今天的基本物理中，有很多復(fù)雜的困難，要解決這許多困難，必須引進一些跟數(shù)學(xué)有密切關(guān)系的新觀念。

注釋：

①②楊振寧：《讀書教學(xué)四十年》，三聯(lián)書店香港分店，1985年版，第22頁，第121頁。

篇5

從小樹立遠大志向

1901年9月29日，費米出生在意大利的首都羅馬。上中學(xué)時，費米對物理產(chǎn)生了強烈的興趣四處尋找相關(guān)的書籍閱讀，也就是從那時起，他立下要當(dāng)一個物理學(xué)家的志向。

21歲那年，費米取得比薩大學(xué)博士學(xué)位，之后前往德國，在量子力學(xué)奠基人之一玻恩的指導(dǎo)下從事了2年的量子研究，次年又到荷蘭萊頓實驗室做研究工作。幾年后，他又成為意大利皇家科學(xué)院院士，并發(fā)展了量子統(tǒng)計學(xué)。成功面前，費米并不滿足，時刻想著更深的研究。

1939年初，德國物理學(xué)家哈恩發(fā)現(xiàn)了鈾核裂變這種物理現(xiàn)象。費米對此極其好奇，他想：“鈾核俘虜一個中子，然后發(fā)生裂變時會釋放巨大能量，如果這些能量又能引起下一次裂變。那么，如此循環(huán)下去，能不能產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)呢？如果能，它所帶來的結(jié)果又會怎樣？”

懷著激動的心情，費米采用當(dāng)時非常先進的回旋加速器，證實了鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不僅有可能，而且速度快得驚人――前后兩次反應(yīng)時間間隔僅五十萬億分之一秒。

領(lǐng)導(dǎo)設(shè)計世界第一座核反應(yīng)堆

“一旦能夠人為地控制鈾核裂變反應(yīng)進行的快慢速度，使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)自動持續(xù)下去，那么，它將在極短的時間內(nèi)釋放出巨大的能量！這種能量將是人類找到的一種全新的能源！”費米為這個設(shè)想興奮不已。

但是，怎樣才能實現(xiàn)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)？

費米知道，促使鈾核裂變并形成鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的關(guān)鍵在于中子。在絕大多數(shù)情況下，中子釋放速度太快，很難被鈾核“俘虜”，為此費米明確了下一步的研究方向――尋找減速劑。經(jīng)過大量的實驗，費米終于找到了理想的減速劑――純石墨。

1942年，費米帶著一批物理學(xué)家，開始建造世界上第一座核反應(yīng)堆。反應(yīng)堆的直徑為7米，一層石墨一層鈾，總共57層，整個反應(yīng)堆高6米。乍一看，反應(yīng)堆就像個扁球形的“爐灶”。

如果照這樣做下去，反應(yīng)堆很快就會建成，但那個關(guān)鍵性的問題――如何控制反應(yīng)堆的快慢速度還沒有解決?？炻俣瓤刂撇缓茫磻?yīng)堆不但反應(yīng)不好，而且還有可能造成大的危害和輻射。

那么，要怎樣控制反應(yīng)堆的快慢速度呢？費米冥思苦想。終于，他想到了能吸收中子的鎘。

經(jīng)過反復(fù)的實驗，費米找到了一種控制反應(yīng)堆快慢速度的好方法：在這個“爐灶”里，插一根特制的鎘棒。由于它能吸收中子，所以只要調(diào)節(jié)它的深入尺寸，就能夠控制裂變反應(yīng)速度。

反應(yīng)堆的反應(yīng)要保證能量的產(chǎn)生又不出安全事故，關(guān)鍵在于鎘棒的掌握，所以費米又廢寢忘食地工作了幾天，終于計算出了鎘棒的抽取時間。

1942年12月2日，核反應(yīng)堆開始運轉(zhuǎn)――人類終于打開了奇妙的原子能寶庫的大門，利用原子能的時代從此開始了。

篇6

【關(guān)鍵詞】玻色-愛因斯坦凝聚；G-P方程；非線性動力學(xué)分析

1.引言

玻色—愛因斯坦凝聚是科學(xué)巨匠愛因斯坦在1925年預(yù)言的一種新物態(tài)。這里的“凝聚”與日常生活中的凝聚不同，它表示原來不同狀態(tài)的原子突然“凝聚”到同一狀態(tài)（通常為基態(tài)）。在預(yù)言提出70年后，終于在美國的JILA小組和MIT小組分別用堿金屬原子87Rb和23Na通過激光冷卻、靜磁阱與蒸發(fā)冷卻等技術(shù)實現(xiàn)了。后來相繼實現(xiàn)了氫原子的玻色—愛因斯坦凝聚、費米原子組成的分子和費米原子對的玻色—愛因斯坦凝聚。這種新的物態(tài)特性的研究在近幾年有廣泛和迅猛的發(fā)展，當(dāng)前在玻色—愛因斯坦凝聚領(lǐng)域里關(guān)于強作用費米子體系、以及費米子與玻色子混合系統(tǒng)的費什巴赫共振的實驗研究進展迅速，競爭激烈。逐漸引起了全球廣泛的科學(xué)研究興趣。我們知道《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020）》中將量子調(diào)控列為基礎(chǔ)性前沿研究方面的四項重大科學(xué)計劃之一。今年在中科院物理所舉辦的第一屆國際“光與原子的量子調(diào)控”研討會中將冷原子、玻色—愛因斯坦凝聚列為首個話題，足見玻色—愛因斯坦凝聚研究對量子調(diào)控基礎(chǔ)研究的重要性。

這些原子組成的集體步調(diào)非常一致，因此內(nèi)部沒有任何阻力。激光就是光子的玻愛凝聚，在一束細小的激光里擁擠著非常多的顏色和方向一致的光子流。超導(dǎo)和超流也都是玻愛凝聚的結(jié)果。玻愛凝聚態(tài)的凝聚效應(yīng)可以形成一束沿一定方向傳播的宏觀電子對波，這種波帶電，傳播中形成一束宏觀電流而無需電壓。原子凝聚體中的原子幾乎不動，可以用來設(shè)計精確度更高的原子鐘，以應(yīng)用于太空航行和精確定位等。玻愛凝聚態(tài)的原子物質(zhì)表現(xiàn)出了光子一樣的特性正是利用這種特性，哈佛大學(xué)的兩個研究小組用玻色-愛因斯坦凝聚體使光的速度降為零，將光儲存了起來。

目前，有關(guān)BEC的研究在理論、實驗和數(shù)值模擬等方面都獲得了許多有意義的結(jié)果。尤其是數(shù)值模擬方面，BEC的形成、凝聚體的形狀和演化都受到人們的極大的關(guān)注。我們知道在一維情況下，雙原子作用體系的BEC性質(zhì)已經(jīng)獲得相關(guān)實驗結(jié)果很好的佐證。本文基于平均場能量泛函和變分的方法，研究更一般情況下（三維球?qū)ΨQ非諧勢阱中）玻色凝聚氣體的G-P方程的基態(tài)解，并由此利用軟件模擬數(shù)值分析得到了波函數(shù)、化學(xué)勢等隨非線性系數(shù)的變化規(guī)律，并用瞬態(tài)混沌特征和吸引子兩個指數(shù)描述了系統(tǒng)的混沌動力學(xué)行為。

2.研究模型

對于由N個全同的無自旋的玻色子組成的系統(tǒng)，波函數(shù)滿足粒子交換對稱性。也就是說其適用于多體系統(tǒng)最簡單的近似（Hartree—Fock近似），即可以把系統(tǒng)的波函數(shù)表示成單粒子態(tài)的乘積形式。T=0的BEC系統(tǒng)是該種情況的一個特例，這時該近似就是通常所說的Gross—Pitaevskii近似或者平均場近似。Bogoliubov早在1947年就指出，平均場理論可以較好地描述多粒子量子體系。也就是說BEC（一個在絕對零度下束縛在外勢阱中的多玻色子量子體系）用Gross-Pitaevskii方程作為研究其動力學(xué)行為及其性質(zhì)的數(shù)學(xué)模型是正確的。

我們知道簡化在一維諧振外勢作用這種情況下，BEC所滿足能量泛函方程，即G-P方程為：

（1）

上式中，為玻色凝聚氣體的波函數(shù)，為反映原子間的相互作用耦合常數(shù)，a為原子的S散射波波長，m為原子質(zhì)量，N為凝聚體的原子數(shù)。

我們考慮時情況，即就是能形成穩(wěn)定的BEC凝聚情況。設(shè)（為系統(tǒng)化學(xué)勢），求系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)解，得滿足的方程為：

（2）

在諧振勢阱中引入非諧作用項（即將諧振勢阱轉(zhuǎn)化為非諧振勢阱）：

（3）

其中、、為外部勢阱在x，y，z方向的角頻率，為描述非諧作用的常數(shù)。這時，我們可以將方程（2）轉(zhuǎn)化為非諧振勢阱情況。如果我們再考慮其中最簡單的形式，即：當(dāng)>>，>>，三維G-P方程可簡化為一維形式：

（4）

令，，，，，代入（4）式，并進行坐標(biāo)變換：，方程（4）式可寫為：

（5）

由上述分析，推廣得到其三維方程形式：

（6）

其歸一化條件為：

（7）

3.非線性動力學(xué)分析

通過有限元方法對上述問題進行數(shù)值求解，當(dāng)玻色凝聚氣體原子間的相互作用比較弱時（10），選擇托馬斯-費米模型的解作為試探波函數(shù)。

為了保證基態(tài)波函數(shù)求解的精度，這里我們采先用Fortran語言代替Matlab程序數(shù)值求解基態(tài)方程（6），我們可得到基態(tài)波函數(shù)和化學(xué)勢隨非線性系數(shù)的變化情況如下圖所示：

圖1 ε1=0.1時基態(tài)波函數(shù)隨非線性系數(shù)

增大變化情況（按自上而下的順序）

圖2 ε1=0.1時基態(tài)化學(xué)勢隨非線性系數(shù)的變化

從圖1可以看出，囚禁在三維球?qū)ΨQ非諧勢阱中玻色-愛因斯坦凝聚氣體隨非線性系數(shù)增大，即BEC原子間相互作用增強時，基態(tài)波函數(shù)的分布變寬為超高斯型；從圖2可以看出的基態(tài)化學(xué)勢因為原子間的相互作用增強（變大）而增大。

我們知道，三維囚禁勢中BEC是一個典型的耗散系統(tǒng)。因為阻尼效應(yīng)，耗散系統(tǒng)有一個很重要的結(jié)果：隨著時空變量的變化，相空間結(jié)構(gòu)將會收縮。在變化的過程中，存在這樣的一般特征：經(jīng)過一系列的瞬態(tài)周期，系統(tǒng)的變化雜亂無章，直到最后趨于一系列的周期穩(wěn)定的吸引子，這種現(xiàn)象被稱為瞬態(tài)混沌[13]。在進入最終規(guī)則吸引子之前，對任意的初始條件都將產(chǎn)生瞬態(tài)混沌。為了展現(xiàn)從瞬態(tài)混沌到規(guī)則和固定的混沌吸引子的吸引過程，這里采用數(shù)值方法來說明瞬態(tài)混沌。

凝聚原子樣品取為23Na，m=23mp，mp是質(zhì)子質(zhì)量，光學(xué)晶格的波長589nm，當(dāng)阻尼效應(yīng)不能忽略時，我們需要重新考慮系統(tǒng)的動力學(xué)行為。不難看出，當(dāng)相位與時空變量成線性關(guān)系時，例如：

方程（6）可以化為：

（8）

上式，R和是耦合的，利用Matlab程序即可求解方程（8），畫出在等相位空間中的瞬態(tài)混沌和最終的規(guī)則吸引子的相空間軌道圖，如圖3所示。

圖3 等相位空間的相空間軌道圖

（左邊一列顯示了系統(tǒng)的瞬態(tài)混沌特征，右列表示對應(yīng)的規(guī)則吸引子和混沌吸引子）

在圖3中，從到200表示瞬態(tài)混沌吸引子的形成。對于不同的值，系統(tǒng)具有不同的瞬態(tài)混沌，并且這些混沌吸引子隨著時空坐標(biāo)從1000到2000的演化最終落到不同的規(guī)則吸引子上去。當(dāng)光柵的強度V0=1.8時，圖3（b）表示最終的規(guī)則吸引子為一閉合的單周期軌道。當(dāng)光柵強度由1.835增加到1.85時，如圖3（d）和（f）所示，最終的規(guī)則吸引子變成雙周期和四周期閉合軌道。在數(shù)值模擬過程中，通過細致調(diào)節(jié)光柵的強度發(fā)現(xiàn)，當(dāng)光柵勢增加到1.9時，相空間軌道將從圖3（g）的瞬態(tài)混沌變成圖3（h）的定態(tài)混沌吸引子上。這些過程說明從瞬態(tài)混沌到定態(tài)混沌經(jīng)過了一系列的分岔。

4.結(jié)論

本文基于量子多體理論中托馬斯-費米模型和平均場理論，分析了更一般情況下（三維球?qū)ΨQ非諧勢阱中）研究BEC具體的數(shù)學(xué)模型，并用變分法和求解微分方程ode45數(shù)值方法對系統(tǒng)波函數(shù)、化學(xué)勢等隨非線性系數(shù)的變化做了模擬圖。根據(jù)模擬圖，發(fā)現(xiàn)非簡諧勢能項對玻色-愛因斯坦凝聚體的波函數(shù)、基態(tài)化學(xué)勢的影響，即引入了非諧作用項。最后對這個耗散系統(tǒng)的混沌特征做了動力學(xué)分析，為進一步討論凝聚體的性質(zhì)提供了數(shù)值參考。

參考文獻

[1]王育竹，李明哲，龍全.堿金屬氣體中的玻色—愛因斯坦凝聚——2001年度諾貝爾物理獎介紹[J].物理，2002，31（5）：2692271.

[2]Edwards M，Burnett K.Numerical solution of the nonlinear Schr?dinger equation for small samples of trapped neutral atoms[J].Phys Rev A，1995，51：1382-1386.

[3]Gammal A，F(xiàn)rederico T，Tomio L.Improved numerical approach for the time-independent Gross-Pitaevskii nonlinear Schr?dinger equation[J].Phys Rev E，1999，60：2421-2424.

[4]龐小峰.非線性量子力學(xué)理論[M].重慶出版社，1994， 66-78（1），101-173（2）.

[5]王志霞，沈柯.運動光學(xué)晶格中Bose-Einstein凝聚的混沌[J].原子與分子物理學(xué)報，2007，24：137-139.

[6]劉秉正，彭建華，編著.非線性動力學(xué)[M].高等教育出版社，2003：469-470.

篇7

關(guān)鍵詞：正負超微子、引、斥力交換定律、強力的本質(zhì)力、強子衰變與穩(wěn)定的內(nèi)在因素

高能物理、粒子物理發(fā)展的簡要回顧

在前沿科學(xué)的研究中回顧和總結(jié)前人的經(jīng)驗是極其重要的。關(guān)于核力是如何產(chǎn)生的問題，人們借鑒電磁力的相互作用基本原理，認為兩個電子不斷地相互交換虛光子，產(chǎn)生了電磁力。湯川秀樹認為，自然界應(yīng)當(dāng)有一種質(zhì)量在電子和核子之間的粒子，質(zhì)量大約是電子的200倍。在核內(nèi)不斷相互交換，因此而產(chǎn)生了強大的核力。后來人們在自然界中果然發(fā)現(xiàn)了這種粒子，并發(fā)現(xiàn)這種粒子參與強相互作用，稱為π介子。以后人們又發(fā)現(xiàn)多種介子和超子，由于均參與強相互作用，所以通稱為強子。。后來發(fā)現(xiàn)與事實并不完全相吻合，有人又提出在核內(nèi)的夸克可能相互交換稱為膠子的粒子。但仍不能解開許多有關(guān)的艱難的謎題。由于強力非常復(fù)雜，精敏的人們認識到，現(xiàn)在認識的強力可能僅是次級力，本質(zhì)性的強力人們還沒有尋找到。

坂田模型開辟了基本粒子結(jié)構(gòu)研究的道路。對于揭示粒子內(nèi)部結(jié)構(gòu)，推動粒子理論發(fā)展，是有重大科學(xué)意義的。坂田模型合理的解釋了一些事實，但也遇到了一些嚴(yán)重的困難。

在坂田模型的基礎(chǔ)上，蓋爾曼進一步提出了“夸克”模型，由于能夠更好的解釋大量現(xiàn)象（不是全部），逐步被科學(xué)共同體所公認。筆者也認為這是一個很有希望的理論（當(dāng)時正在推論有關(guān)宏觀高層物理學(xué)模型的諸多問題）。后來關(guān)系到微觀物質(zhì)運動和粒子結(jié)構(gòu)問題，又轉(zhuǎn)而研究量子力學(xué)和粒子結(jié)構(gòu)問題。當(dāng)著把“夸克”模型拿來與現(xiàn)實物理世界進行詳細的對比分析研究時，發(fā)現(xiàn)兩個致命的缺點。第一“夸克”沒有確切的質(zhì)量，由于沒有說明原因，給人一種變戲法的感覺。第二“夸克”模型，仍然沒有解開許多強子有關(guān)艱深的謎題。描述強子內(nèi)部結(jié)構(gòu)卻無法揭開與強子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)的許多艱深的謎題是不可想象的。所以必然會導(dǎo)致“夸克”粒子永遠被禁閉。即是說，自然界根本就沒有這種粒子。

從逆向思維的角度也能發(fā)現(xiàn)問題?？茖W(xué)發(fā)展史表明，一個正確的理論問世，很快就會有相關(guān)的應(yīng)用科技的出現(xiàn)。比如說，當(dāng)著電磁波理論問世后，很快就出現(xiàn)了無線電的應(yīng)用科技。當(dāng)著化學(xué)元素表問世后，人們很快就發(fā)現(xiàn)核裂變、核聚變能夠釋放出巨大的能量，導(dǎo)致核能的應(yīng)用等。夸克理論問世以有幾十年，卻一直沒有出現(xiàn)相關(guān)的應(yīng)用科學(xué)。就很說明問題。

另開辟新路

科學(xué)史上，行星運動三定律解釋了九大行星繞日運動的現(xiàn)象。當(dāng)時卻不能說明為什么？后來牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，才合理的解釋了九大行星為什么會產(chǎn)生繞日運動的基本原理。受他的啟發(fā)，量子力學(xué)只能描述微觀物質(zhì)運動如何，不能說明為何？是否暗示著量子力學(xué)也是受更基本的規(guī)律支配的呢？“沒有大膽的設(shè)想，就沒有偉大的發(fā)現(xiàn)”。

微觀物質(zhì)運動為什么會普遍的遵守波、粒二像性的物理規(guī)律？根據(jù)德布羅意公式延伸推想出粒子內(nèi)部力學(xué)公式，想像出粒子內(nèi)部更基本更多的超微子普遍的遵守“引、斥力交換定律，粒子內(nèi)部相互交換的引力和斥力的大小，是隨著粒子的質(zhì)量大小相互變化的；質(zhì)量越小引力就越小而斥力就越大，力程越長，質(zhì)量越大引力就越大而斥力就越小，力程越短，稱為粒子內(nèi)部力學(xué)定律”。導(dǎo)致整個粒子表現(xiàn)出波、粒二像性的物理性質(zhì)來。那么檢驗這種粒子內(nèi)部力學(xué)在自然界中是否真正存在？關(guān)鍵的問題是根據(jù)“引、斥力交換定律”，是否能夠建立起輕子和強子統(tǒng)一結(jié)構(gòu)物理模型，是否能夠揭開微觀世界許多艱深的謎題。

我們對于傳統(tǒng)理論與現(xiàn)實物理世界進行詳細的對比分析和研究，完全相吻合的要繼承，有出入的要修正，完全不相符的應(yīng)從新建立新的模型。

傳統(tǒng)觀念認為，正、負電子相互交換光子（虛光子）的見解是有出入的。為什么呢？因為光子是中性的，而正、負電子相互交換的粒子所產(chǎn)生的磁場是有正負極的。比如說，太陽每天向地球上放射出大量可見光、紅外、紫外等等大小不同能量的光子。由于光子是中性的，對地球磁場沒有絲毫的影響。當(dāng)太陽黑子爆發(fā)產(chǎn)生磁爆的時候，太陽放射出大量的帶電粒子流卻會對地球磁場產(chǎn)生極大的影響。再說，正、負電子如果交換的都是中性的光子的話，又是如何測出帶正電荷或者是帶負電荷的呢？

所以確切的說，正、負電子相互交換的粒子應(yīng)是同時具有正負極的磁偶極子，正電子不斷發(fā)射正極在前的磁偶極子，又不斷吸收負極在前的磁偶極子。相反，負電子不斷發(fā)射負極在前的磁偶極子，又不斷吸收正極在前的磁偶極子。由于正、負電子不斷相互交換磁偶極子，因此在電場的周圍產(chǎn)生了磁場。因為測到正電子不斷發(fā)射正極在前的磁偶極子，所以認識到這是帶正電荷的電子。同樣，測到負電子不斷發(fā)射負極在前的磁偶極子，所以認識到這是帶負電荷的電子。

也就是說，由于帶正、負電荷的粒子與外界相互交換不同極性的磁偶極子，因此，路過磁場時必然會分別向兩個不同的方向偏轉(zhuǎn)。而中性的粒子由于不與外界相互交換磁偶極子，所以路過磁場時不會產(chǎn)生任何影響。

輕子的結(jié)構(gòu)

如果“引、斥力交換定律”確實就是粒子內(nèi)部力學(xué)規(guī)律的話，假如再根據(jù)一些代用品來研究粒子結(jié)構(gòu)，不但是多余的，而且還極有可能會嚴(yán)重影響尋找到基本粒子的真實結(jié)構(gòu)。所以采用正確的研究方法會起到事半功倍的作用。

新的設(shè)想：

我們用兩個更基本的正、負超微子，就可以合理的描繪出輕子和強子統(tǒng)一結(jié)構(gòu)物理模型的全部圖像。是否與現(xiàn)實物理世界完全相吻合？讀者自己去評價，讓時間去檢驗。

正、負超微子的基本性質(zhì)比較特別，正超微子一頭符號為正，另一頭符號為А,負超微子一頭符號為負，另一頭符號為В。如；正OА、負OB。如果正、負超微子的正和負組合在一起，就會變成中性的超微粒。如，А∞В、是構(gòu)成μ型中微子的原材料。如果正、負超微子的А和В組合在一起，就變成一個磁偶極子。如，正∞負、是磁偶極子。

光子的結(jié)構(gòu)，是由兩個正負磁偶極子；一頭是上正下負極另一頭是上負下正極轉(zhuǎn)變成中性的粒子構(gòu)成一個最小單元的光子。無論光子的能量大小都是由最小單元的光子組合起來的，光子的能量越大，內(nèi)部的最小光子的數(shù)量就越多，并且共同遵守粒子內(nèi)部力學(xué)的“引、斥力交換定律”，從而反映出整個光子的波粒二像性的物理性質(zhì)。

電子的結(jié)構(gòu)，電子是由眾多的磁偶極子組成（或者說是由眾多的正、負超微子對組成）。電子的質(zhì)量越大，內(nèi)部磁偶極子的數(shù)量就越多，在電子內(nèi)部共同遵守粒子內(nèi)部力學(xué)的“引、斥力交換定律”，不斷相互交換更小的中性超微子，稱之為微荷。 從而反映出整個電子的波粒二像性的物理性質(zhì)。在通常情況下，無論電子的質(zhì)量大小，每次總是不斷向外發(fā)射一個磁偶極子，馬上又吸收一個磁偶極子，因此而顯示出一個電荷的性質(zhì)。

因為正、負電子不斷地相互交換磁偶極子，所以在電場的周圍便產(chǎn)生了磁場。又因為電子是由大量的磁偶極子組成的集團，所以才會產(chǎn)生變化的磁場引起變化的電場；變化的電場又引起變化的磁場。因此而表現(xiàn)出電磁不分家的現(xiàn)象來。

正、負電子的自旋方向相反

正、負電子對相遇，眾多的兩個磁偶極子組合成最小光子，從而轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€γ光子。相反，一個γ光子運動在經(jīng)過原子附近時發(fā)生相互作用，把眾多的最小光子分開，又轉(zhuǎn)變?yōu)楸姸嗟拇排紭O子；成為正、負電子對。

電子型中微子的結(jié)構(gòu)，是由一個磁偶極子的正極與負超微子結(jié)合，負極與正超微子結(jié)合，轉(zhuǎn)變成中微子。也就是電子型中微子最小單元是由四個超微子構(gòu)成，能量越大；數(shù)量就越多。

兩個中性的超微子正反向組合在一起；一頭是上A下B另一頭是上B下A又能構(gòu)成另一種中微子。這樣，在微觀世界中就有三種性質(zhì)不同的中微子存在。這三種性質(zhì)不同的中微子通過振蕩的物理作用，又可以相互轉(zhuǎn)變。

真空不空的暗能量、零點能等，是由什么物質(zhì)組成的？人們一般認為，如果把一個磁偶極子分開一定是磁單極。其實一個磁偶極子分開就轉(zhuǎn)變成了前質(zhì)量性、前能量性的正、負超微子。真空中就相對均勻的填滿了這種正、負超微子或中性的超微子對。所以如果對真空進行不同的物理作用，就會產(chǎn)生不同的物理現(xiàn)象。比如說，真空極化、真空凝聚、真空漲落、真空暴漲、真空衰變等。

μ子型中微子的結(jié)構(gòu)，是由數(shù)量更多的正、負超微子組合成中性超微子對構(gòu)成的，相互作用是嚴(yán)格遵守“引、斥力交換定律”的。

無論質(zhì)量粒子還是能量粒子都是由更基本的正、反超微子構(gòu)成的，都是物質(zhì)的；是物質(zhì)運動不同形式的表現(xiàn)。光子和中微子均有靜止質(zhì)量；是與能量相等的質(zhì)量。

強子的結(jié)構(gòu)

研究發(fā)現(xiàn)，強子的結(jié)構(gòu)竟然出人意料的非常簡單。原來，強子中的介子和超子衰變成什么粒子？它就由什么粒子所構(gòu)成，和原子結(jié)構(gòu)、原子核結(jié)構(gòu)一樣，都是實實在在的粒子。這簡直使人難以值信。全世界有經(jīng)濟能力的各國花巨資建造各種加速器、對撞機，動用了大量的人力、物力去尋找組成強子的“夸克”卻始終沒有發(fā)現(xiàn)，在自然界中也沒有尋找到它的蹤跡。萬萬想不到，強子真實結(jié)構(gòu)的粒子，竟然每天靜悄悄地就展現(xiàn)在人們的面前，太不可思義啦！下面我們描繪出強子真實結(jié)構(gòu)的物理圖像，是否與現(xiàn)實物理世界完全相吻合？讀者自己去分析、去辯別。

傳統(tǒng)觀念認為，強子內(nèi)不準(zhǔn)許電子存在。但是，新的觀念認為，基本粒子均由更基本的正負超微子構(gòu)成，在粒子內(nèi)統(tǒng)一遵守粒子內(nèi)部力學(xué)的引、斥力交換規(guī)律。所以組成電子的物質(zhì)在強子內(nèi)部的波長并不是電子的波長，而是整個強子質(zhì)量的波長。

重電子的μ介子是由一個電子和一個vμ型中微子構(gòu)成。那么，重電子為什么不能馬上把全部的質(zhì)量都轉(zhuǎn)化為能量呢？因為構(gòu)成vμ型中微子的大約是由數(shù)千萬個超微子對都是中性的，通常情況下是無能力馬上轉(zhuǎn)變出能量的。只有與反vμ型中微子相碰，把超微子對撞開，從新組合成磁偶極子，兩個磁偶極子再組合成最小單元的光子。正反vμ型中微子就能把全部質(zhì)量都轉(zhuǎn)化為能量。比如說，中性的π介子就是由正、反兩個vμ型中微子組成的，衰變時由于沒有其他物理影響便能馬上把全部質(zhì)量都轉(zhuǎn)化為能量，衰變出兩個高能量的γ光子。

因為μ介子是由電子和vμ型中微子構(gòu)成，所以只能構(gòu)成正反兩個重電子。由于π介子是由正反兩個vμ型中微子和正反兩個電子所構(gòu)成。因此，π介子必然會構(gòu)成三種介子。如正π介子、負π介子和中性的π介子。

π介子的質(zhì)量是273?2衰變出一個μ介子的質(zhì)量是20677和一個vμ型中微子質(zhì)量約203，增加共約達到400個電子質(zhì)量左右。增加的質(zhì)量就是根據(jù)vμ型中微子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的需要從真空中的正負超微子中吸引來的。類似部隊人員缺編，從民間招兵充實建制一樣。同樣，部隊人員過多，需要縮編，又會退伍、復(fù)員部分人員，達到建制正?；?。比如說，k介子的質(zhì)量是966?6衰變出一個帶電π介子和一個中性的π介子，兩個質(zhì)量加在一起共是5374。這些減少的質(zhì)量就是根據(jù)π介子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的需要，把多余的正負超微子對釋放到真空內(nèi)。而k介子衰變出三個π介子其質(zhì)量加起來和k介子的質(zhì)量差不多。關(guān)于k介子為什么有時衰變出兩個π介子，有時衰變出三個π介子呢？顯然與k介子產(chǎn)生一瞬間的運動狀態(tài)有關(guān)，因為粒子內(nèi)部數(shù)千萬計的正負超微子對是不斷共同遵守“引、斥力交換定律”的，由于衰變時的角度不同，可能有時會衰變成兩個π介子，有時會衰變成三個π介子。如果進入定量研究會對它有更精確的描述。

從質(zhì)子和中子的質(zhì)量來看，應(yīng)當(dāng)是由兩個k介子構(gòu)成的。究竟質(zhì)子和中子內(nèi)大約數(shù)億個超微子對的群組織是如何產(chǎn)生相對穩(wěn)定的核力的本質(zhì)力的呢？

強力的本質(zhì)力

因為強力的電荷無關(guān)性。所以我們在描繪強力的本質(zhì)力時，強子內(nèi)的電荷問題暫時不提。根據(jù)粒子內(nèi)部力學(xué)的“引、斥力交換定律”，結(jié)合現(xiàn)實物理世界推論發(fā)現(xiàn)，強力的本質(zhì)力原來是由兩個成對的正負vμ型中微子，在不斷遵守“引、斥力交換定律”運動中產(chǎn)生的合力造成的。粒子內(nèi)引、斥力的交換力本來是比較脆弱的，但是由大約上億個超微子對組成的正負vμ型中微子對共同產(chǎn)生的合力，力氣卻大的驚人。力程極短、極其復(fù)雜是必然的。這也正是只有兩個vμ型中微子以上構(gòu)成的π介子才能參與強相互作用，而輕子不參與強相互作用的原因。雖然在重電子結(jié)構(gòu)中有一個vμ型中微子，但是一個粒子無法產(chǎn)生合力。因為強相互作用都是由正負兩個vμ型中微子產(chǎn)生的合力，所以一個vμ型中微子不能參與強相互作用。

強相互作用很復(fù)雜的原因；π介子是由正負兩個vμ型中微子產(chǎn)生的一處合力點，k介子是由兩對或三對正負vμ型中微子產(chǎn)生的兩處或三處合力點，兩者強力的大小也有所不同。其它超子強相互作用的合力點更多…合力的大小也有差異。所以強力才會表現(xiàn)出很復(fù)雜的現(xiàn)象。

那么，質(zhì)子和中子的結(jié)構(gòu)為何很穩(wěn)定，而介子和超子必然會發(fā)生衰變呢？我們知道，在自然界中物體的三角形最為穩(wěn)定，所以由兩個k介子的質(zhì)量構(gòu)成的質(zhì)子和中子內(nèi)部結(jié)構(gòu)不是由12個正負vμ型中微子構(gòu)成，而是由質(zhì)量飽和的6個正負vμ型中微子構(gòu)成的。在不斷遵守引、斥力交換規(guī)律中始終形成三角鼎立之勢，不斷產(chǎn)生內(nèi)三合力和外三合力，核力是由外三處合力點表現(xiàn)出來的。

k介子雖然也是由6個正負vμ型中微子構(gòu)成的，但是它們是不飽和的，達不到形成三角鼎立之勢的條件，所以k介子必然會在遵守斥力時而衰變。如果說粒子內(nèi)部一定有弱力存在的話，那也是引、斥力交換規(guī)律中斥力的外露。

總之，強子凡達不到形成三角鼎立之勢條件的，都必然會衰變。介子和超子都達不到形成三角鼎立之勢的條件，只有質(zhì)子和中子才能達到形成三角鼎立之勢的條件。如果進入定量研究會對它們有更精確的描述。

小結(jié)

前質(zhì)量性、前能量性的正負超微子構(gòu)成了實物粒子，埸和真空物質(zhì)的暗能量。組成的第一步粒子是，磁偶極子，最小單元的光子和三種性質(zhì)不同的中微子。第二步是，眾多的磁偶極子構(gòu)成了電子（集團），眾多最小單元的光子構(gòu)成了光子（集團），眾多的三種性質(zhì)不同的單個中微子又分別組成了三種性質(zhì)不同的中微子（集團）。因為輕子的結(jié)構(gòu)都是由單純的粒子組成的，所以隨著數(shù)量的增加或減少，只能表現(xiàn)出粒子的質(zhì)量、能量增加或減少，而基本性質(zhì)則不變。因為正負電子不斷地相互交換磁偶極子，所以電場產(chǎn)生了磁場。導(dǎo)致電磁不分家的現(xiàn)象發(fā)生。

強子中的介子和超子衰變成什么粒子？它就由什么粒子所構(gòu)成。

由兩個正反vμ子形中微子以上成對構(gòu)成的粒子，在內(nèi)部嚴(yán)格遵守“引、斥力交換定律”的過程中又產(chǎn)生了一種新的合力，即；強力的本質(zhì)力。

質(zhì)子、中子之所以結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定，是因為內(nèi)部三對飽和的6個正負vμ型中微子，在不斷遵守引、斥力交換規(guī)律中始終形成三角鼎立之勢，不斷反復(fù)的產(chǎn)生內(nèi)三合力和外三合力，所以質(zhì)子、中子的核力是由外三合力點表現(xiàn)出來的。

從現(xiàn)實物理世界出發(fā)，運用物理圖像邏輯推理學(xué)推論結(jié)果表明，如果沒有粒子內(nèi)部力學(xué)“引、斥力交換定律”的存在，就不會有量子力學(xué)、電磁動力學(xué)和強力本質(zhì)力的產(chǎn)生。正負超微子就無法構(gòu)成現(xiàn)實物理的物質(zhì)世界。

研究到這里使我們認識到，花過多的精力去研究大量不穩(wěn)定的粒子是沒有多少科學(xué)意義的，細心研究相對穩(wěn)定的粒子結(jié)構(gòu)其科學(xué)意義是十分重大的。馬克思有句名言：哲學(xué)家不僅要解釋世界，更重要的是改造世界。這句話不僅是針對哲學(xué)而說的，它還包涵著任何科學(xué)的存在和發(fā)展的真正意義。

從高層物理學(xué)模型中發(fā)現(xiàn)應(yīng)用科學(xué)基本原理

粒子內(nèi)部力學(xué)模型的問世，建立起了輕子、強子統(tǒng)一結(jié)構(gòu)物理模型后發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代一些高尖端技術(shù)碰到的許多瓶頸，根據(jù)現(xiàn)代科學(xué)基本原理極難突破，而如果根據(jù)高層物理學(xué)基本原理則比較容易突破。比如說，下一代大功率雷達的研發(fā)、超強電磁干擾波的研發(fā)、光傳操作系統(tǒng)的研發(fā)、超越第四代、五代機隱身性能超材料的研發(fā)、超強電磁防護罩的研發(fā)（如何激發(fā)周圍一定距離如，50米、100米等真空中正、負超微子組成磁偶極子時間1形成磁爆層，時間2兩個磁偶極子又組合成最小單元的光子形成光爆層。以光速不斷的由磁爆層轉(zhuǎn)變?yōu)楣獗瑢樱钟晒獗瑢愚D(zhuǎn)變?yōu)榇疟瑢印瓘亩_到超強的防護的作用。是未來第七代或第八代機的基本性能，即；給飛機穿上“防彈衣”）、 以及思維語言掃描儀、穿越物體超材料的研發(fā)，定向能強微波、強激光武器的研發(fā)等。依定向能強微波武器為例，μ子型中微子的靜止質(zhì)量大約是電子型中微子靜止質(zhì)量的上億倍以上；電子質(zhì)量的200倍以上，具體數(shù)據(jù)經(jīng)過反復(fù)的科技試驗即可取得（應(yīng)用科技本來主要就是從試驗中獲取精確數(shù)據(jù)的。站在現(xiàn)代物理學(xué)的角度，只要從意識上高度重視中微子具有靜止質(zhì)量，從理論上就會有超常規(guī)的重大新發(fā)現(xiàn)，不發(fā)現(xiàn)高層物理學(xué)也能研發(fā)出來這類定向能強微波武器的）。不同的能量擊在一定距離的物體上，輕者裂縫解體，重者產(chǎn)生局部性的物體爆炸而四分五裂。擊中飛機機體會莫明其妙解體而墜落，擊中導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部會馬上在空中爆炸。其威力比強激光武器大的多，這種定向能強微波肉眼看不見、速度快、無聲無息，雷達更探測不到，給人一種神秘感。

可不要小看由電傳操作系統(tǒng)向光傳操作系統(tǒng)的變革。在未來戰(zhàn)爭中，必然會有下一代超強電磁干擾波科技的出現(xiàn)，面對超強電磁干擾波的突然襲擊，電傳操作系統(tǒng)必然會全部失靈。而光傳操作系統(tǒng)卻一切正常。

未來武器的發(fā)展走向，高層物理學(xué)的問世，必然會促進超強電、磁、光應(yīng)用科技的快速發(fā)展，會由不同類型大小能量不等的強微波、強激光武器等占主導(dǎo)地位，笨重的彈藥式武器（包括導(dǎo)彈、核武器）會逐步退出（通過沙盤推演得出的結(jié)論。沙盤推演屬于直觀的圖像邏輯推理學(xué)的一種，類似古人的《推背圖》，則屬于辯證的圖像邏輯推理學(xué)的一種；是古人根據(jù)人文和社會發(fā)展的內(nèi)在（隱藏）的規(guī)律而推論出來的結(jié)論。無論哪個學(xué)科都有極其深奧的學(xué)問…）。

因此，物理圖像邏輯推理學(xué)既是一門古老的學(xué)科，又是一門暫新的學(xué)科。物理圖像邏輯推理學(xué)，在基本物理學(xué)研究中，起碼起著定性的物理模型和連環(huán)式物理模型的作用。這一大創(chuàng)新，雖然遠遠不如經(jīng)過數(shù)學(xué)抽象的現(xiàn)代物理學(xué)精確。但是，現(xiàn)代精確的物理學(xué)也有缺點，由于非常精細，往往容易迷失在細節(jié)里。因此而容易迷失研究方向。物理圖像邏輯推理學(xué)與數(shù)學(xué)抽象，兩者相輔相成，將會促進現(xiàn)代科學(xué)向更高層次發(fā)展。供廣大讀者參考。

篇8

關(guān)鍵詞：計算機技術(shù)；智能；網(wǎng)絡(luò)發(fā)展；趨勢研究

中圖分類號：TP3-4

計算機在最近的幾十年發(fā)展突飛猛進，是在眾多行業(yè)中發(fā)展最快速的領(lǐng)域，技術(shù)成果的更新?lián)Q代令人目不暇接。在全球化日益蔓延的今天，智能化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等逐漸發(fā)展成熟，使計算機的功能越來越廣泛，涉及的領(lǐng)域也越來越多。計算機進入了日常生活和工作中，成為必不可少的辦公、學(xué)習(xí)和娛樂工具。業(yè)已引起社會各界的高度重視，開發(fā)創(chuàng)新在各個領(lǐng)域不斷的到了推進。

1 計算機技術(shù)的發(fā)展的特點

1.1 多極化

現(xiàn)階段，個人計算機的普遍程度已經(jīng)非常廣泛，但各行業(yè)對計算機要求不僅僅局限在小型個人計算機上，很多大型、巨型的計算機也有著舉足輕重的作用。因此，現(xiàn)在呈現(xiàn)出了巨型、大型、小型、微型機都有著各自的領(lǐng)域的形勢，也就是多極化的形勢。就如在尖端科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域和國防事業(yè)領(lǐng)域，巨型計算機的存在具有非常大的必要性，在這些領(lǐng)域中巨型計算機應(yīng)技術(shù)的應(yīng)用的成熟度程度標(biāo)志著一個國家計算機技術(shù)的整體水平。

1.2 智能化

計算機智能化是指使計算機通過模擬人的感覺和思維過程，使計算機處理信息能夠更加精確和快速。這是第五代計算機力求實現(xiàn)的目標(biāo)。計算機智能化的研究領(lǐng)域十分廣泛，其中最具代表性的是計算機機器人技術(shù)。在計算機機器人技術(shù)上最著名的例子是，1997年運算速度為每秒約十億次的“深藍”計算機戰(zhàn)勝了國際象棋世界冠軍卡斯帕羅夫。

1.3 網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)化是計算機發(fā)展的又一個重要趨勢。計算機網(wǎng)絡(luò)化是指通過利用現(xiàn)代通信技術(shù)和計算機技術(shù)把不同地方的計算機連接起來，共同構(gòu)建成一個大規(guī)模、功能多，并且可以相互傳遞信息的網(wǎng)絡(luò)。計算機網(wǎng)絡(luò)化的實現(xiàn)，使網(wǎng)絡(luò)中的資源共享變成現(xiàn)實，大大提高信息中資源的整合程度，也為實現(xiàn)全球化做出了積極貢獻。

目前，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在全球范圍內(nèi)迅速普及，幾乎所有的家庭或者辦公室內(nèi)都配有連接網(wǎng)絡(luò)的計算機。有了網(wǎng)絡(luò)的計算機，就能幫助用戶能夠更加快捷的了解到網(wǎng)絡(luò)中的信息資源，提高計算機的使用效率，受到了廣大用戶的喜愛。

1.4 多媒體化

多媒體計算機的出現(xiàn)為計算機技術(shù)的發(fā)展翻開了新的一頁。多媒體技術(shù)并不能簡單地理解為多種媒體相結(jié)合的技術(shù)，應(yīng)該是多種媒體技術(shù)的融合應(yīng)用。

在計算機領(lǐng)域的多媒體化是指利用計算機技術(shù)、通信技術(shù)和大眾傳播技術(shù)，來綜合處理文本、視頻圖像、圖形、聲音、文字等多種媒體信息的計算機。多媒體技術(shù)的產(chǎn)生使計算機技術(shù)中的各種信息資源有了相互的聯(lián)系，成為一個相互交叉的整體。多媒體技術(shù)的產(chǎn)生也會幫助人們采取最適宜的方法去處理信息，改變現(xiàn)在矛盾的人機關(guān)系。

2 未來計算機的發(fā)展趨勢

2.1 量子計算機

量子計算機是一種遵循量子力學(xué)規(guī)律進行高速數(shù)學(xué)和邏輯運算、存儲及處理量子信息的新型計算機。當(dāng)計算機中處理和計算的是量子信息，運行的是量子算法時，它就是量子計算機。在計算機領(lǐng)域應(yīng)用量子技術(shù)是史無前例的。量子計算機的存儲量遠遠大于普通計算機的存儲量，計算速度也比個人計算機快得多。預(yù)計將在2030 年將普及量子計算機。

2.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算機

從字面上就可以理解出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算式是一種模仿人體大腦神經(jīng)脈絡(luò)所構(gòu)建的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。人腦總體運行速度是遠遠高于電腦功能所能達到的速度的，在這個前提下神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算機被看作是一個龐大的機器，處理著數(shù)量多且繁雜的信息。在這個過程中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算機通過對信息進行判斷和處理，進而得出有效的結(jié)論。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算機內(nèi)的信息存儲在神經(jīng)元之間的聯(lián)絡(luò)網(wǎng)中。這樣一來，就算神經(jīng)元結(jié)點發(fā)生斷裂，計算機還可以重新組建信息，保證機內(nèi)信息不被泄露或丟失。

2.3 分子（生物）計算機

分子計算機是處理信息時利用分子計算的新型計算機。該類計算機運行主要利用分子晶體吸收以電荷形式存在的信息，并以更有效的方式進行組織排列。分子計算機具有體積小、耗能少、運算速度快、存儲信息量大、存儲信息時間長的特點。在未來的日子里，分子技術(shù)的不斷進步和成熟，將會使分子計算機普遍存在。生物計算機是以生物芯片取代在半導(dǎo)體硅片上集成效以萬計的晶體管制成的計算機。生物計算機耗能低，存儲量大，同時運算速度極快。但是，生物計算機也有自身難以克服的缺點，其中最主要的便是從中提取信息困難。這也導(dǎo)致了生物計算機在目前的技術(shù)條件下普及程度并不高。

2.4 光計算機

光計算機是由光代替電子或電流，實現(xiàn)高速處理大容量信息的計算機，它運算速度極高、耗電極低。光計算機的基礎(chǔ)部件是空間光調(diào)制器，并采用光內(nèi)連技術(shù)，在運算部分與存儲部分之間進行光連接，運算部分可直接對存儲部分進行并行存取。光計算機的構(gòu)想使計算機接連體系結(jié)構(gòu)方面實現(xiàn)了突破和創(chuàng)新，但光計算機在現(xiàn)階段還處于研制階段。眾所周知，光與電子相比，其傳播速度極快，它的能力超過了現(xiàn)有電話電纜的很多倍，同時光子計算機在一般室溫下就可以使用，不易出現(xiàn)錯誤，和人腦具有類似的容錯性。光計算機擁有的這些技術(shù)優(yōu)勢，在提高計算機功能的基礎(chǔ)上，會促進光計算機的應(yīng)用和普及。

2.5 納米計算機

作為一種新興技術(shù)，納米技術(shù)的誕生也為計算機未來的發(fā)展提供了新的技術(shù)導(dǎo)向。納米是一種長度單位，原稱毫微米，就是10億分之一米。相當(dāng)于4倍原子大小，比單個細菌的長度還要小。納米技術(shù)從被研發(fā)之初就受到了全世界科學(xué)研究者們的高度關(guān)注。從80年代直到現(xiàn)在，納米技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)越來越廣泛。專家預(yù)測，在不久的將來具有眾多優(yōu)勢條件的納米計算機將逐漸取代芯片計算機，推動計算機行業(yè)的快速發(fā)展。

3 結(jié)語

綜上所述，可以推測出未來計算機技術(shù)發(fā)展趨勢是更高、更廣、更深。更高使指性能越來越高，速度越來越快；更廣是指計算機技術(shù)發(fā)展方向更廣，計算機的發(fā)展是朝著多個方面進行的，今后計算機的功能會更加全面；更深是指向“深”度方向發(fā)展，即向信息的智能化發(fā)展。

在當(dāng)今社會，計算機已經(jīng)滲透到社會的每一個角落，未來的計算機將發(fā)揮更大的作用，計算機技術(shù)也將帶動各行各業(yè)的迅猛發(fā)展，為共同推動人類社會的進步做出貢獻。無論是研究今后計算機技術(shù)的發(fā)展趨勢還是計算機的發(fā)展趨勢，現(xiàn)在的研究結(jié)果都有一定的未知性，我們只能大概確定在未來的日子里計算機技術(shù)可能會朝著某些方向發(fā)展，并為之付出努力。當(dāng)某項技術(shù)遇到瓶頸時，需要科研人員創(chuàng)新思維，勇于攻克，創(chuàng)造計算機領(lǐng)域的新形勢。

關(guān)于本文介紹的很多方面，都是即將或者快要實現(xiàn)的成果，而有一些則距離現(xiàn)實還有很大距離，甚至有些研究會是失敗的，但這完全不能阻擋計算機的發(fā)展，也不會阻止與計算機有關(guān)的新技術(shù)的產(chǎn)生。

參考文獻：

[1]方天培.計算機技術(shù)的發(fā)展趨勢[J].建筑科學(xué)，1992，03.

[2]嚴(yán)正學(xué).計算機與計算機技術(shù)的發(fā)展前景[J].科技與生活，2011，4.

[3]文德春.計算機技術(shù)發(fā)展趨勢[J].科協(xié)論壇（下半月），2007，05.

篇9

【關(guān)鍵詞】 熱力學(xué)；統(tǒng)計物理；教學(xué)方法

一、引言

熱力學(xué)與統(tǒng)計物理是理論物理的五大分支之一，具有與其它四個分支（經(jīng)典力學(xué)、電磁學(xué)、相對論、量子力學(xué)）同等重要的科學(xué)與工程地位。熱力學(xué)與統(tǒng)計物理課程是本科教學(xué)中物理學(xué)及相關(guān)專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)理論課程，它以大量微觀粒子組成的宏觀物質(zhì)系統(tǒng)為研究對象，基于熱力學(xué)理論和統(tǒng)計物理理論，揭示熱運動規(guī)律以及與熱運動有關(guān)的物性及宏觀物質(zhì)系統(tǒng)的演化。許多工程科學(xué)都是由熱力學(xué)所衍生的或與其密切關(guān)聯(lián)，例如傳熱學(xué)、流體力學(xué)、材料科學(xué)等，該課程也是學(xué)習(xí)量子力學(xué)、固體物理的基礎(chǔ)。熱力學(xué)的應(yīng)用范圍很廣，主要包括：引擎、渦輪機、壓縮機、發(fā)電機、推進器、燃燒系統(tǒng)、冷凍空調(diào)系統(tǒng)、能源替代系統(tǒng)、生命支援系統(tǒng)及人工器官等。

通過熱力學(xué)與統(tǒng)計物理課程的教學(xué)，可以培養(yǎng)學(xué)生的形象思維和邏輯思維能力，提高學(xué)生的物理修養(yǎng)，使學(xué)生深入認識熱力學(xué)與統(tǒng)計物理理論，能從熱力學(xué)和統(tǒng)計物理學(xué)角度闡述熱運動的規(guī)律及熱運動對物質(zhì)宏觀性質(zhì)的影響，能基于熱力學(xué)和統(tǒng)計物理學(xué)理論解決實際熱力學(xué)問題。熱力學(xué)理論和統(tǒng)計物理學(xué)理論的統(tǒng)一性的教學(xué)，可使學(xué)生樹立物質(zhì)世界是分層次的、宏觀現(xiàn)象與微觀本質(zhì)緊密聯(lián)系、量的積累引起質(zhì)的變化等物理學(xué)基本觀點。然而該門課程抽象性強，教學(xué)難度很大，因此教學(xué)過程中必須有針對性的采用科學(xué)的教學(xué)方法以保證良好的教學(xué)效果。

二、重點突出物理思想和物理方法教學(xué)

科學(xué)思想和方法是物理科學(xué)的重要內(nèi)容。美國著名物理學(xué)家費恩曼曾經(jīng)說過：對學(xué)習(xí)物理的人來說，重要的不是如何正規(guī)嚴(yán)格地解方程，而是能猜出它們的解并理解物理的意義。清華大學(xué)著名物理學(xué)家葉企孫教授也曾強調(diào)指出： 物理教學(xué)不僅要給學(xué)生以知識，更要給學(xué)生科學(xué)思想和方法?？梢娢锢硭枷牒臀锢矸椒ㄔ谖锢斫虒W(xué)中的重要性。物理知識的認識和發(fā)展是依賴于物理思想的發(fā)展和建立于科學(xué)的物理方法的基礎(chǔ)之上的。物理知識的傳授是“授人以魚”，物理思想和物理方法的傳授則是“授人以漁”。僅僅傳授物理知識容易使學(xué)生對掌握的結(jié)論確信無疑，這將限制學(xué)生的創(chuàng)造性和個性發(fā)展。而物理思想和物理方法的傳授不僅是為學(xué)生提供必要的知識儲備外，也是為他們提供能力儲備。

在熱力學(xué)統(tǒng)計物理課程的教學(xué)中，除了物理思想和物理方法自身具有的重要地位之外，授課學(xué)時少和授課內(nèi)容多的矛盾、化繁為簡提高教學(xué)效果的要求也需要將物理思想和物理方法的傳授放在一個重要位置。把握該課程的物理思想和基本方法，對授課內(nèi)容和知識結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化和調(diào)整，是解決授課學(xué)時少和授課內(nèi)容多的矛盾的根本方法。熱力學(xué)統(tǒng)計物理課程對學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求也較高，涉及到大量繁復(fù)的公式數(shù)學(xué)推導(dǎo)和變換，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程的過程中很容易將注意力停留在物理公式的數(shù)學(xué)形式上而忽略了其中的物理意義、物理思想和物理方法，最終結(jié)果是導(dǎo)致學(xué)生思維混亂、滿頭霧水。因此，在熱力學(xué)統(tǒng)計物理課程中應(yīng)該盡量簡化物理公式的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和數(shù)學(xué)變換方面的教學(xué)，而將教學(xué)的重點放在物理公式的物理意義、物理思想和物理方法方面，幫助學(xué)生從物理角度對授課內(nèi)容進行深入理解。

三、排除學(xué)生心理障礙

熱力學(xué)與統(tǒng)計物理課程的特點是比較抽象，學(xué)生理解困難和難以建立相應(yīng)的物理圖像。較大的學(xué)習(xí)阻力會影響學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的興趣和愛好，導(dǎo)致學(xué)生存在接受熱力學(xué)與統(tǒng)計物理的物理思想和相關(guān)理論的心理障礙。上述在把握課程的物理思想和基本方法的基礎(chǔ)上對授課知識結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化調(diào)整和將授課內(nèi)容化繁為簡是排除學(xué)生心理障礙的一個有效方法，此外好的課題引入對于排除心理障礙從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣也會起到十分重要的作用。如教學(xué)實踐證明，課程緒論由熱力學(xué)發(fā)展史引入，從“熱”本質(zhì)的爭論到焦耳、克勞修斯、開爾文、能斯脫、麥克斯韋、玻爾茲曼、吉布斯等科學(xué)家的豐功偉績進行逐步闡述，可以有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)統(tǒng)計物理的興趣和增強學(xué)生的學(xué)習(xí)信心。恰當(dāng)?shù)剡\用熱力學(xué)統(tǒng)計物理發(fā)展史能夠提高學(xué)生的創(chuàng)新思維水平，提高學(xué)生整合信息、發(fā)現(xiàn)問題的能力。[1]同時也有利于激發(fā)學(xué)生的自我意識[2]和有助于學(xué)生理解物理知識，有助于學(xué)生體驗物理學(xué)的批判精神和形成整體性的物理知識觀。[3]再如在統(tǒng)計理論部分的課題引入時，重點突出物理思想，突出宏觀系統(tǒng)由大量微觀粒子組成的特點，使學(xué)生真正清楚統(tǒng)計物理學(xué)的研究對象及方法，理解統(tǒng)計物理與熱力學(xué)的不同之處和統(tǒng)一之處，也可以有效消除學(xué)生學(xué)習(xí)統(tǒng)計物理的形成心理障礙?？傊?，通過好的課題引入，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，消除學(xué)生的畏難情緒，對排除學(xué)生學(xué)習(xí)熱力學(xué)統(tǒng)計物理的心理障礙不無裨益，這也是保證學(xué)生在熱力學(xué)統(tǒng)計物理課程學(xué)習(xí)過程中始終保持學(xué)習(xí)主動性的關(guān)鍵。

四、詳細闡述熱力學(xué)與統(tǒng)計物理兩種方法的關(guān)系

熱力學(xué)方法與統(tǒng)計物理方法是熱力學(xué)與統(tǒng)計物理研究大量微觀粒子組成的宏觀物質(zhì)系統(tǒng)的熱現(xiàn)象的兩種基本方法，兩種方法的有機結(jié)合是熱力學(xué)統(tǒng)計物理理論的一個基本特征，應(yīng)幫助學(xué)生很好地把握該基本特征。熱力學(xué)的基本任務(wù)是研究熱運動的基本規(guī)律，是研究熱現(xiàn)象的宏觀理論，它不涉及物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，而是從能量轉(zhuǎn)化的觀點出發(fā)，依據(jù)在大量實踐中總結(jié)出來的幾條基本宏觀定律，運用嚴(yán)密的邏輯推理而形成的一整套完整的熱現(xiàn)象理論。統(tǒng)計物理學(xué)的基本任務(wù)是揭示熱現(xiàn)象的本質(zhì)，是研究熱運動的微觀理論，它從物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)出發(fā)，依據(jù)微觀粒子所遵循的力學(xué)規(guī)律，再用概率統(tǒng)計的方法求出系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)及其變化規(guī)律。熱力學(xué)理論的發(fā)展先于統(tǒng)計物理學(xué)的發(fā)展，其起源可追溯至十七世紀(jì)末開始的長期而激勵的“熱”本質(zhì)爭論，到19世紀(jì)中頁在焦耳測定熱功當(dāng)量的工作基礎(chǔ)上熱力學(xué)第一定律得以建立了“熱質(zhì)學(xué)”，奠定了熱力學(xué)的發(fā)展基礎(chǔ)，并在克勞修斯、開爾文、能斯脫等人的進一步努力下建立了熱力學(xué)第二定律和第三定律，使熱力學(xué)理論更臻完善。熱力學(xué)能解決宏觀熱現(xiàn)象的一些問題，但仍未能對熱現(xiàn)象的本質(zhì)作出解釋。在熱力學(xué)發(fā)展的同時，分子運動論也開始發(fā)展起來?？藙谛匏箯姆肿舆\動論的觀點出發(fā)導(dǎo)出波意耳-馬略特定律。麥克斯韋應(yīng)用統(tǒng)計概念研究分子的運動，得到了分子運動的速度分布定律。玻爾茲曼給出了熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計解釋。最后吉布斯發(fā)展了麥克斯韋和玻爾茲曼的理論，建立了系綜統(tǒng)計法。至此統(tǒng)計物理學(xué)形成了完整的理論?？梢姛崃W(xué)理論和統(tǒng)計物理理論的發(fā)展雖有先后之分，但是發(fā)展過程卻緊密聯(lián)系，對應(yīng)的兩種研究方法各有優(yōu)缺點又有機結(jié)合，二者的區(qū)別和聯(lián)系如下表所示：

基礎(chǔ) 方法 優(yōu)點 不足

熱力學(xué)方法 由大量現(xiàn)象總結(jié)歸納的熱力學(xué)基本定律 數(shù)學(xué)演繹、邏輯推理 高度的普適性、可靠性 無法解釋漲落現(xiàn)象、無法揭示熱現(xiàn)象本質(zhì)

基礎(chǔ) 方法 優(yōu)點 不足

統(tǒng)計物理方法 物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)、宏觀量與微觀量的關(guān)系、等概率原理 概率統(tǒng)計方法 可求具體物質(zhì)的熱性質(zhì)、解釋漲落、揭示熱現(xiàn)象本質(zhì) 近似性

可見，熱力學(xué)方法和統(tǒng)計物理方法共同來自于人們對宏觀熱現(xiàn)象的明確認識和微觀熱運動特征的準(zhǔn)確把握，二者相輔相成，互為補充，是一個有機統(tǒng)一體，缺一不可。課程教學(xué)過程中，應(yīng)在詳細闡述熱力學(xué)與統(tǒng)計物理學(xué)的概念定義、發(fā)展歷史的基礎(chǔ)上講授二者的有機統(tǒng)一關(guān)系，使學(xué)生對兩種方法有一個整體的認識，準(zhǔn)確把握課程的基本特征，這有利于學(xué)生理解熱力學(xué)統(tǒng)計物理的物理思想和建立相應(yīng)的物理圖像。

五、幫助學(xué)生建立課程理論框架

學(xué)生在學(xué)習(xí)熱力學(xué)與統(tǒng)計物理的過程中，難以理解相關(guān)的物理思想、定理定律和無法建立清晰的物理圖像，很大程度上是由于沒有很好地把握課程的知識要點和理論主線。熱力學(xué)與統(tǒng)計物理課程有機結(jié)合思維方式截然不同的熱力學(xué)和統(tǒng)計物理兩種方法，分別從宏觀和微觀兩個層面對物質(zhì)系統(tǒng)的熱運動規(guī)律進行研究，同時數(shù)學(xué)推導(dǎo)和變換繁復(fù)，因此學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程很難捕捉到課程的知識要點和提煉出課程的理論主線，這就要求教師有意識的幫助學(xué)生把握課程的整體理論框架。

汪志誠的《熱力學(xué)·統(tǒng)計物理》教材為例，[4]可以建立如下課程基本理論框架：課程分為熱力學(xué)和統(tǒng)計物理兩個部分。熱力學(xué)部分包括熱力學(xué)基本定律部分（核心）、均勻熱力學(xué)系統(tǒng)的熱力學(xué)公式、熱力學(xué)基本定律和熱力學(xué)公式的應(yīng)用三部分，前兩部分為熱力學(xué)的基礎(chǔ)理論，第三部分包括基礎(chǔ)理論在均勻單元系、均勻多元系以及非均勻系中的應(yīng)用。統(tǒng)計物理部分包括平衡態(tài)統(tǒng)計理論、漲落理論和非平衡態(tài)理論，平衡態(tài)統(tǒng)計理論為核心部分，又包括最概然統(tǒng)計理論和系綜理論。在授課學(xué)時日漸縮減的情況下，可將最概然統(tǒng)計理論作為本科教學(xué)中統(tǒng)計物理部分的講授主體。該部分可以分為系統(tǒng)微觀構(gòu)成的描述和基本統(tǒng)計規(guī)律、基本統(tǒng)計規(guī)律在不同微觀系統(tǒng)中的應(yīng)用兩部分，后者包括了基本統(tǒng)計規(guī)律在玻爾茲曼系統(tǒng)、波色系統(tǒng)和費米系統(tǒng)中的應(yīng)用。這樣的一個簡明的整體理論框架的建立，有助于學(xué)生對相關(guān)定理定律的融會貫通和對課程的物理思想和物理方法的整體理解，從而幫助學(xué)生建立完整的熱力學(xué)統(tǒng)計物理圖像，達到該課程的最終教學(xué)目的。

六、結(jié)論

熱力學(xué)統(tǒng)計物理是本科物理學(xué)及相關(guān)專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)理論課程，具有抽象且數(shù)學(xué)知識要求高的特點，教學(xué)難度很大。在該課程的教學(xué)過程中通過重點突出物理思想和物理方法教學(xué)、排除學(xué)生心理障礙、詳細闡述熱力學(xué)與統(tǒng)計物理兩種方法的關(guān)系、幫助學(xué)生建立課程理論框架等科學(xué)的教學(xué)方法的應(yīng)用，可以有效提高教學(xué)質(zhì)量，幫助學(xué)生深入理解相關(guān)的物理思想和掌握相關(guān)的物理方法，建立完整的熱力學(xué)統(tǒng)計物理圖像。

【參考文獻】

[1] 周詩文.運用物理學(xué)史培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維[J].物理教學(xué)探討，2005.9.15-16.

[2] 陳運保.物理學(xué)史對于培養(yǎng)學(xué)生自我意識的重要作用[J].物理教學(xué)探討，2005.2.28-29.

[3] 趙長林，趙汝木.物理學(xué)史的課程價值[J].物理教學(xué)， 2005.2.32-35.

[4] 汪志誠.熱力學(xué)·統(tǒng)計物理[M].北京：高等教育出版社，2003.

篇10

>> 催化劑可實現(xiàn)冷核聚變？ “氧核冷裂變”或可改變世界的新能源技術(shù)革命 巖性油氣藏成藏形成機理 油氣藏的形成與甲烷、水合甲烷關(guān)系的分析和認識 連續(xù)型油氣藏形成條件與分布特征 冷核聚變實用化:大突破還是大騙局 原位油氣藏特征、形成機制及其資源潛力 地質(zhì)構(gòu)造對油氣藏形成的影響 鄂爾多斯油氣藏形成情況分析 巖性油氣藏形成原因分析 興隆臺潛山油氣藏鉆井技術(shù)與方法 油氣藏裂縫識別與研究方法 斜坡帶隱蔽油氣藏勘探與實踐 核聚變 天然氣水合物羽狀流油氣藏數(shù)值模擬研究 非常規(guī)油氣藏形成機理及開發(fā)關(guān)鍵技術(shù) 共生礦品位指標(biāo)的聯(lián)合優(yōu)化 致密砂巖油氣藏開發(fā)技術(shù) 青海油田低滲油氣藏縫網(wǎng)壓裂技術(shù)探索與研究 車排子區(qū)塊石炭系油氣藏地質(zhì)技術(shù)研究與展望 常見問題解答 當(dāng)前所在位置：l.

[7]張世英,劉有邦.原油堿水乳化活性組分研究[J].油田化學(xué),1993,10(4).

[8]張世英,張景廉,張平中.勝利油田孤島原油中有機硅化合物的發(fā)現(xiàn)及其石油地質(zhì)意義[J].沉積學(xué)報,1997,(1).

[9]盧希庭,江棟興,葉沿林.原子核物理[M].原子能出版社,2001.

[10]參考消息(第7版譯文)[N].2001-12-15.

[11]高歌.藍星科技暢想[M].航空工業(yè)出版社,2008.

[12]美國太空網(wǎng),2009-10-19.

[13]陳一文,桑蒂利/index.php/group_thr.

[14]《人民日報》短訊[N].1992-12-13.

[15]郭正誼,何祚庥.《偽科學(xué)曝光》叢書1[M].中山大學(xué)出版社,1996.

[16]吳紅博.眾說紛紜水變油[M].哈爾濱船舶學(xué)院出版社,1993.

[17]約翰.惠勒,等.μ介子和核子的電荷交換反應(yīng)[J].現(xiàn)代物理評論,1949,21(1).

[18]何景棠.μ子催化冷核聚變[J].物理,1989,(8).

[19]張文裕.張文裕論文選集[M].北京:科學(xué)出版社,1989.

[20]Szczepan ChelkowskiAndre D.BandraukPaul B.Corkum.Muonic Molecules in Superintense Laser Fields [J].Physical review letters,2004,93(8).

[21]蔡托.廣義洛侖茲變換與超光速效應(yīng)[J].甘肅科學(xué)學(xué)報,2002,14(2).

[22]何香濤.追逐類星體(1)[J].天好者,2006,(1).

[23]尤峻漢.天體物理中的輻射機制[M].科學(xué)出版社,1998.

[24]Diederik wiersma.The smallest random laser[J].Nature,2000,406(13).

[25]陳澤民.近代物理與高新技術(shù)物理基礎(chǔ)――大學(xué)物理續(xù)編[M].清華大學(xué)出版社,2001.

[26]劉國奎.縱橫當(dāng)代科學(xué)前沿新興交叉學(xué)科[M].清華大學(xué)出版社,2003.

[27]李禪,譯.空間最深處的神秘分子[J].國外科技動態(tài),1996,(1).

[28]李政道.粒子物理和場論[M].上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,2006.

[29]Bartoli F T,Lindle J R,Shirk J S,et al.Nonlinear Optics.1995.

[30]崔B達.量子力學(xué)與分子生物學(xué)的時空結(jié)構(gòu)[M].天津科技翻譯出版公司,2005.

[31]李裕信.四元數(shù)等超復(fù)數(shù)的解析與物理詮釋[EB/OL],中國科技論文在線,2006-11-09.

[32]曹盛林,莫小歡.芬斯勒時空中的宇宙演化[J].北京師范大學(xué)學(xué)報,2000,(4).

[33]羅杰,彭羅斯.通向?qū)嵲谥酚钪娣▌t的完全指南[M].湖南科技出版社,2008.

[34]郭@,王澤輝,梁志輝.基于膜結(jié)構(gòu)的宇宙學(xué)[J].內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2004,19(5).

[35]王立軍.《創(chuàng)新者的報告》第4集[M].科學(xué)出版社,2000.

[36]吳根柱,張寶順.半導(dǎo)體微腔激光器閾值特性分析[J].半導(dǎo)體光電,2000,(5).

作者簡介:許馭,中國原國防科工委新能源試驗開發(fā)基地科研副總工程師,研究方向:“共生礦的形成機理與生命起源”等自然科學(xué)整體化原始創(chuàng)新探索。

附錄:

國內(nèi)外多學(xué)科專家高度評價許馭科研組的原創(chuàng)科研成果

肯定許馭原創(chuàng)的多學(xué)科匯聚理論創(chuàng)新成果不是他個人的事,而是國家大事,目的是宣傳新能源技術(shù)革命起源于中國的真實性,以及美國后來居上、中國沒有重視的緊迫性。

2009年10月31日,北京相對論研究聯(lián)誼會、美國《格物》雜志編輯部聯(lián)合在北京召開第99屆盧鶴紱學(xué)術(shù)論壇,邀請原國防科工委新能源基地副總工、上海恒變新能源研究所所長許馭總工做《低能、中能與高能超分子微腔光子學(xué)》主題報告。此次評議會上,以及會前會后,國內(nèi)外多學(xué)科專家高度評價許馭的《低能、中能與高能超分子微腔光子學(xué)》原創(chuàng)科研成果。

中國氣象科學(xué)研究院著名學(xué)者任振球教授評介:“科學(xué)界主流學(xué)派不相信水基燃料(水變油)的真實性,主要原因是理論上講不通;現(xiàn)在這個重大理論難題被原國防科工委新能源基地許馭總工創(chuàng)立的《高能超分子微腔光子學(xué)》基本解決了。許馭教授長期刻苦從事的叫做‘自然科學(xué)整體化原創(chuàng)研究’,他以強大的科技資訊全面綜合能力,幾乎把所有的交叉學(xué)科、前沿學(xué)科都統(tǒng)起來了,就是把宇觀、宏觀、微觀都統(tǒng)一起來了。”“許馭教授歷經(jīng)18年的艱辛探索研究,在王洪成的技術(shù)情報啟發(fā)下,破解了地球與土衛(wèi)六油氣藏的真實形成過程,創(chuàng)立了“古海洋水中鏈?zhǔn)健鹾死淞炎儭纬纱笮陀蜌獠毓采V”理論,實現(xiàn)了“氧核冷裂變”原始創(chuàng)新理論的整體性重大突破。從宏觀到微觀,許馭已經(jīng)打破了多學(xué)科交叉研究的學(xué)術(shù)障礙,將天、地、礦、生、數(shù)、理、化、醫(yī)有關(guān)多學(xué)科前沿知識與實驗成果連成一體,做到了融會貫通。一旦獲得支持,許馭此項新發(fā)現(xiàn)的整體性基礎(chǔ)理論原創(chuàng)成果,必將引發(fā)一系列新科技革命、新產(chǎn)業(yè)革命,其引發(fā)的新科技革命和世界經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的革命性意義必將載入科學(xué)史冊。”

北京航空航天大學(xué)的高歌教授認為:許馭總工原創(chuàng)的“氧核冷裂變”基礎(chǔ)研究不但有廣度,而且有深度;從宏觀到微觀已經(jīng)連成一條線,做到了融會貫通;這項重大原始創(chuàng)新理論的方向是正確的,其會聚技術(shù)的工藝是新型的。清華大學(xué)校友、旅美學(xué)者王懷安教授認為:許馭提出的“氧核冷裂變”原始創(chuàng)新理論的整體性重大突破以及與“氧核冷裂變”有關(guān)的十大新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè),應(yīng)該列為比美國“曼哈頓計劃”更重大的超“曼哈頓計劃”。北京大學(xué)楮德螢教授等認為:肯定宣傳許馭原創(chuàng)的多學(xué)科匯聚理論成果不是他個人的事,而是強調(diào)、宣傳新能源技術(shù)革命起源于中國的真實性,以及美國后來居上、中國沒有重視的緊迫性。

北京大學(xué)生物工程專家褚德瑩教授,中國中醫(yī)人體科學(xué)研究專業(yè)委員會主任林中鵬教授,北京總裝備部航天醫(yī)學(xué)研究所宋孔智教授等專家,認真聽取后認為,許馭提出的發(fā)現(xiàn)生物有機半導(dǎo)體與揭示經(jīng)絡(luò)本質(zhì)的新定義,能夠自圓其說,比較完美,富有創(chuàng)意性,有助于引發(fā)、促進以中醫(yī)藥現(xiàn)代化為主、中西醫(yī)高層次緊密結(jié)合的21世紀(jì)新醫(yī)學(xué)的誕生,有利于利及億萬民眾、推動低成本整體醫(yī)療新技術(shù)的組合集成與蓬勃發(fā)展。

國際著名的《特勒肖―伽利略科學(xué)院》顧問委員會顧問、國際著名物理學(xué)家迪耶戈寫信給他的中國朋友、英籍華人陳一文先生,對許馭的原創(chuàng)科研成果表達發(fā)自內(nèi)心的贊嘆。物理學(xué)家迪耶戈教授認為:“許馭教授的原創(chuàng)科研成果是了不得的成就,能學(xué)習(xí)許馭的科研成果令我激動。我可以想象,許馭教授歷經(jīng)17年的艱辛工作、耐心創(chuàng)立有關(guān)自然科學(xué)全面理論的背景、匯聚更多新學(xué)科的意義以及他所承受的孤獨與犧牲。這是了不得的成就!我很想知道許馭的科研工作最終是否能夠得到(中國)官方的支持。我已經(jīng)將許教授的科研成果報告這個消息發(fā)給了俄羅斯院士彼得?伽利耶夫(Gariaev)教授,我們計劃與伽利耶夫教授一道,繼續(xù)關(guān)注許馭教授此項重大科研成果事態(tài)發(fā)展。希望邀請許馭教授合作研究科學(xué)整體化原創(chuàng)課題。”

國家發(fā)改委原副司長嚴(yán)谷良高工,在幫助撰寫此課題立項報告時評議:許馭總工歷經(jīng)17年的艱辛探索研究,在吸取國內(nèi)外多學(xué)科相關(guān)子課題研究成果的基礎(chǔ)上,已經(jīng)實現(xiàn)了鏈?zhǔn)健把鹾死淞炎儭痹紕?chuàng)新理論的整體性重大突破。

2009年1月4日至5日召開的量子信息與健康上海論壇上,上海市科委原副主任、上海市針灸經(jīng)絡(luò)研究中心創(chuàng)始人、經(jīng)絡(luò)專家魏瑚教授、上海市“經(jīng)絡(luò)物質(zhì)基礎(chǔ)”課題論證“領(lǐng)軍人物、著名經(jīng)絡(luò)專家、復(fù)旦大學(xué)費倫教授,對許馭總工首先把超分子有機半導(dǎo)體量子微腔概念引入經(jīng)絡(luò)本質(zhì)研究領(lǐng)域,從超分子微腔量子光學(xué)的新方向提出了經(jīng)絡(luò)的新定義,予以高度評價。魏瑚教授認為:從許馭的研究成果看,許馭甘坐十多年冷板凳,潛心學(xué)習(xí)的自然科學(xué)多學(xué)科基礎(chǔ)扎實,匯聚交叉的新學(xué)科多,并且做到了舉一反三,融會貫通。能取得這樣的原創(chuàng)成果很不容易。

英籍華人、《科技創(chuàng)新社會學(xué)》的創(chuàng)立者陳一文顧問于 2010年1月4日在給北京的一位朋友的信件中寫道:“根據(jù)我了解的國內(nèi)外原始創(chuàng)新科研成果的情況,許馭教授的科研成果無論就挑戰(zhàn)、突破當(dāng)代占主導(dǎo)地位的多學(xué)科基礎(chǔ)理論研究方面,就交叉學(xué)科前沿的匯聚研究方面,就對于中國以至世界的新興產(chǎn)業(yè)潛在經(jīng)濟效益方面,就解決中國目前面臨的最為緊迫的新能源技術(shù)戰(zhàn)略發(fā)展方面,就促進中國科學(xué)技術(shù)原始創(chuàng)新研究的推動作用等方面,都居領(lǐng)先地位!”