科学小实验漩涡的原理范文

导语：如何才能写好一篇科学小实验漩涡的原理，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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因此，在科学教育活动中，尊重幼儿的兴趣、好奇心以及探究的欲望尤其重要。同时，还要通过生动有趣的学习形式，使幼儿在潜移默化中习得知识，并掌握探究方法。集体教学流程大致分为教材分析、制定目标、设计流程这三大方面。下面，我就立足人才成长，从这三个方面来提出引导幼儿自主探究的策略。

一、选择合理教材内容，引导幼儿自主探究

在日常生活中，随着幼儿知识量的丰富，幼儿对于生活中的现象的好奇心也日益增长。其实，科学离我们并不远，它就在我们的生活之中，我们经常能遇到幼儿 “我从哪里来？”“树叶为什么会掉？”“人为什么会生病？”等这样的提问，幼儿为什么会提出这些问题，因为这些问题来源于我们的生活。教师可以抓住这一教育契机，选择幼儿感兴趣的现象，贴近幼儿生活，符合幼儿年龄特点的内现象作为活动内容，分析其中的科学道理，引导幼儿积极地进行自主探究。

二、制定合理目标，引导幼儿自主探究

选择好适合的教学内容，就要根据幼儿年龄阶段的特点和《幼儿园教育指导纲要》要求指定合理目标。《幼儿园教育指导纲要》科学领域的目标中提出：“对周围的事物、现象感兴趣，有好奇心和求知欲；能运用各种感官动手动脑，探究问题。”科学活动的特殊性在于其探索性、严谨性，所以目标的制定除了让幼儿学会简单的科学原理，还要引导幼儿在科学活动中认识各种科学小仪器或者小工具，初步吸引幼儿的兴趣；更重要的是学会探索的方法，懂得如何操作来更好地来得到科学现实；从中还要学会正确记录实验现象，发现科学的奥秘，体验成功的乐趣等。目标的制定是多范围的、多维度的，但是都离不开以幼儿的探索和幼儿自身年龄阶段的需要为主。

三、合理设计流程，引导幼儿自主探究

（1）导入新颖奇特，引发幼儿兴趣。导入旨在引发幼儿兴趣。爱因斯坦曾经说过：“兴趣是最好的老师。”兴趣直接影响着孩子们的认知活动，他们会怀有极大的热情去主动地探索感兴趣的事物，来满足他们的好奇心。一般科学活动都是以神奇的科学现象或者是教师的直接提问作为导入，简单明了的引出主题，吸引幼儿的眼球，让幼儿在心中形成“为什么会变成这样呢？”这个疑问，促使着他们有方向、有目的地操作和探索。如在大班科学“神奇的药水”中，教师用白色的米汤在白纸上进行作画，然后滴上碘酒，一个神奇的现象就出现了，白色的米汤瞬间变成了蓝色……其实这就是碘酒遇到淀粉会变蓝的简单小实验，就是以这种简单的化学实验导入，直接把幼儿的注意力给吸引了过来，很多幼儿都开始跃跃欲试，探索其中的原理。

（2）活动内容丰富，增加幼儿探究的方法。①提供丰富的材料，鼓励幼儿大胆尝试探究。在科学活动中，提供丰富的、便于幼儿操作的材料是必不可少的，让幼儿通过动手操作，引导幼儿敢于进行各种实验，在自主实验的过程中体验成功、体验探究的快乐。如在“神奇的漩涡”的科学探索活动中，我为幼儿提供搅拌棒、玻璃杯和水，让幼儿通过探究来发现漩涡的形成，同时鼓励他们通过猜测、操作实验、验证等几个步骤，更进一步了解漩涡的大小、深浅的影响因素。在活动过程中，幼儿始终处在宽松、愉快的氛围之中。通过让幼儿自由的尝试搅拌棒和玻璃杯之间的操作，使得他们思维活跃，不再受到教师的限制，真正了解和探索漩涡的奥秘。这样的尝试不仅能调动幼儿在科学活动中学习的积极性，而且能从中获得正确的经验。②教师巧用方法，引导幼儿探索思考。科学活动中，除了要促使幼儿形成获取知识的兴趣，还要扩展幼儿勇于探索的精神和增强幼儿解决问题的能力。教师则是以参与者、引导者、支持者的身份进行介入，与幼儿共同进行尝试、探索、研究，积极调动幼儿内在的学习动机，为幼儿提供良好的解决问题情境，使其学习和发展变得有意义。如在“神奇的影子”这一科学活动中，教师先问幼儿“在黑暗中，我们能看到影子吗？”，让幼儿对比白天与黑夜的区别，发现形成影子的要素之一――光，然后当幼儿在了解光是形成影子的重要条件的前提下，给幼儿观看图片，找出图片中早上的影子和中午的影子有大小不同，从而引导幼儿探索思考其中的原因。当幼儿对影子大小不同的现象提出假设后，教师不急于给予对错评判，而应是反问他们是如何想到的，让他们明白假设的提出不是无根据的，而是要根据自己的生活经验去进行联想。可能有些幼儿会猜想到和光的大小有关，教师则可以为幼儿提供小电筒和大电筒两种光源，让幼儿操作来验证自己的猜想是否正确。有时幼儿的猜想可能会有一些错误，有时甚至是无厘头的，这时教师不能马上进行否决与批评，这样会削弱幼儿继续探究的欲望，而应该组织讨论，让他们通过交流发现自己的错误。如果幼儿在交流中不能发现自己的错误，就让幼儿在实验中发现自己的错误，从而错误的假设。③科学探究，引导幼儿学会探究方法。由于科学的严谨性，科学结果的得出往往需要通过多次的实验、观察与记录，所以让幼儿学会正确的探究方法，有利于幼儿进行以后的探究。

教师应鼓励幼儿运用多种途径动手解决问题，并学会科学探究的正确顺序――发现问题，探索，交流，搜集资料，再探索。如在科学活动“沉与浮”中，先让幼儿发现问题“为什么有些东西放进水里会浮起来，有些东西放进水里会沉下去？”，并与小伙伴们进行交流。在一次实验的资料搜集中，幼儿很容易发现，重的东西放进水里容易沉下去，轻的东西放进水里容易浮上来，但是怎样把浮起来的东西沉下去，把沉下去的东西浮起来呢？发现问题之后幼儿再次通过交流和搜集资料，并通过老师给的材料进行实验探究，终于找出了方法：把重的东西放在轻的东西上面，重的东西就会浮上来；在水里加盐，重的东西就会浮起在水面上。通过教师的提示，在探索性活动中，幼儿将自己发现的现象与自己原有的认识加以比较、分析、判断，进而获取了探究科学知识的经验。幼儿们呈现出主动尝试、探究知识的浓郁气氛，主动性和操作性得到了充分的发展。于是，我们听到了很多幼稚而又科学的语言，看到了幼儿们学会用事实的眼光看待事物，尝试运用科学的方法解决问题。这样，在正确的科学探究中探索科学成果，更有利于发现幼儿的想象力和创造力的发展。

通过对幼儿科学探究活动的尝试与研究，我们发现：其实科学并不遥远，它就在我们身边；其实科学并不艰难，它就生活在每一天。每一个幼儿都是具有探索精神和研究能力的小科学家，只要我们能敏锐地发现幼儿感兴趣的事物，只要我们能认真地创设适宜的探究环境，只要我们能正确地推动和引导，只要我们能尊重幼儿自己的学习方式，他们一定会与我们一样兴致勃勃地去探究、去发现、去尝试、去创造，轻松地、快乐地学习、认识、理解、热爱科学，进而成长成才。

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关键词：初中物理；实验教学；方法探讨

初中物理新课程改革的理念为面向全体学生，使物理知识和社会生活息息相关。随着科技的发展，人们越来越提倡教学方式多样化，注重实验式的探究，促进学生全面发展。所谓的实验式教学，它主要是以实验的形式，向人们提出的各种假说和设想，并且加以举例说明和论证，有利于提高学生的动手操作能力、社会实践能力以及创新能力。

一、鼓励学生发现问题、提出问题，增强实验的有趣性

为了提高学生对物理知识的浓厚兴趣、活跃课堂的气氛。教师可以根据教学的内容设计出多种多样的物理实验，充分发挥学生的主体作用，激发学生对物理现象的兴趣。

比如：在学习到“凹凸镜成像规律研究”这个模块时，首先让学生回家准备一个放大镜。然后让学生分别研究用放大镜看黑板上的字会呈现什么像？在近距离和远距离的情况下，他们的成像会有什么特征？而且在不同的观察角度，成像的位置、大小、虚实都完全不同。学生肯定一开始就对这生活中的现象很熟悉了，但是还是会似懂非懂的。

这样的实验游戏完全激发了学生的好奇心和求知欲，他们迫不及待地想了解其中的奥妙。这时候老师可以把握学生的心理，适当地提出以下的问题：凹凸镜在不同的角度下，呈现的物象有什么差异？让学生在实验中经过仔细发现、具体操作、深入思考，体验学习带来的乐趣，享受成功的喜悦。

二、引导学生对问题进行观察，降低实验的难度

物理课本里面实验的设置一般都具难学、难懂、难操作的特点。结合学生的学习能力和实际需求，老师可以大胆地对其中的实验进行改革和创新，提高实验的可操作性。

例如：有些学生都喜欢踢足球，有一次不小心把球踢进了河水里，但是球就在桥底下的漩涡不停地转动，怎么也冲不走。学生对这个现象百思不得其解。于是，老师可以结合“压强与流速”方面的知识引导学生去思考。所以，在课堂上可以展开这样的实验：准备一个漏斗和乒乓球。然后用漏斗向乒乓球吹气，这时候的乒乓球肯定是在漏斗里不停地转动，也不会掉下来。通过探究以上的实验，同理也可得出足球为何在漩涡中不会被水冲走的原因了。

降低实验的难度，利于学生的动手操作和理解原理。实验形式的多样化，更加具有主体性、趣味性、导向性，利于教师有效地设置情境教学的模式，让学生主动学习、主动探究，提高创新能力。

三、合理利用实验资源，增强实验的高效性

在进行实验活动时，可以选定相应的实验室，使实验的操作更加规范化。所以，老师在进行物理的教学工作的时候，可以全面利用现有的教学资源和工具，同时把理论知识和日常生活联系起来，让学生更容易理解和掌握学科的知识。

如：在实验室里开展实验时，可以综合利用现场的操作工具和教学资源，展开许多有趣的实验。再如：在学到“幅度”知识时，可以让学生用手上的圆珠笔敲打装满水的杯子，观察一些用不同的力度敲打，发出来的声音会有什么不同，这时候用力敲打的声音肯定会更响亮，所以这就是有关到幅度问题的研究了。所以，只有合理利用教学实验资源，使学生成为试验的主体，不断开发和探索，加强物理与社会生活的联系，最终才能达到学以致用的教学目的。

四、探究式物理实验教学，增强物理教学和社会生活的联系

在实际的生活中，到处都体现出了大大小小的生活现象。所以，教师可以利用物理学科的知识去分析问题、解决问题、总结问题，且要注重学生学习兴趣、探究能力、创新意识以及科学态度等方面的培养。

例如：学生每天的出入都会乘坐交通工具。在等车的地方都会设置一条安全地带，如果不注意安全的话，人就会被卷入危险的区域中。所以，这也应用到了物理学科的知识：交通工具的速度快，所以产生的流速也很快，所以压强就小。可是两边的空气流动却很小、压强大，人就会被强卷到危险的区域。所以，在等车的时候，必须站在安全的区域内。同时可以利用：肥皂，细线，弹簧测力计，刻度尺和钩码等工具来探究有关的压强问题。

开展实验式的教学成为时代的必然要求，初中物理的新课程改革要教师坚持“以生为本”的教学理念，探究新的实验教学方式，把教材与生活紧密联系，开展探究活动，提高学生的动手操作能力，培养学生创新思维。从而达到有效的教学目的，全面培养建设社会主义新时期所需要的人才。

参考文献：

[1]蒋志龙.浅谈初中物理探究性实验教学[J].数理化学习：教育理论，2012（4）.

[2]高双凤.在实验教学中培养学生的创新能力[A].改革·创新·发展：电子教育研究论文集，2004.

[3]陈松.初中物理新课程实施的现状与对策研究[J].理科爱好者：教育教学版，2012（1）.

[4]刘知新.加强实验教学，培养实验能力[J].课程·教材·教法，1981（4）.

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1、物理实验的现象美

物理实验展示的现象实际上是实验物理学家对自然现象或自然过程重新组织或者重新构建。因此物理实验中的现象美就包含两方面的内容:物理观察的自然现象美和物理实验展现的现象美。物理观察的自然现象美和传统美学中所谓的自然美的内涵是不尽相同的。后者是审美主体的感官直接感受到的自然界表面属性，如日月星辰的光芒、银河系的广阔幽深、彩虹的绚丽多彩等等这些自然物的自然属性。前者所涉及的广度和深度要大得多。物理观察可以获得诸如星系的漩涡结构、行星的椭圆轨道等宇宙结构图，物质的晶体、分子、原子等物质层次结构图等等反映自然、物质结构奥秘的特征。这些特征本身也有非常多的美，而这些又是自然美无法体现的。

既然，物理观察存在大量的自然现象美，那么，对自然现象美进行重构的物理实验也必然展现很多的现象美。看一看实验物理学家给我们展现的图景:棱镜或光栅展示的多色光谱，由若干不同颜色的细亮谱线按波长顺序排列组成，展现了简单有序美;双缝干涉条纹呈现出了明暗相间的等间距的直条纹，单缝衍射花样中各极大处的光强是不相同的，中央明纹光强最大，其他明纹光强迅速下降，呈现对称分布;两个频率不同相互垂直谐振动的合成得到的李萨如图形展现的对称美;平面镜成像的物象对称;点电荷电场的球对称;无限长直导线周围磁场的轴对称等等，这些令人赏心悦目、回味无穷的图景，是人们感性认识的范围内就可以体验其美感效应的，与绘画有同样的审美价值。这些美丽的图景具有对称、简洁、和谐等特点。

2、物理实验的设计、方法的美

物理实验的审美价值不仅仅表现在现象美上，还表现在独具创造性的实验构思、精巧完美的实验设计上，以及精湛的实验操作和控制技术中。在历史上人们一直认为光的传播不需要时间。直到十七世纪，物理学家才开始尝试测定光的速度。刚开始物理学家测定光速时，必需利用很大的距离，用精巧的方法准确地测出很短时间间隔，得到的结果误差很大，后来迈克尔逊设计了一个十分精巧的实验，非常准确地测出了光速度。他选择两个山峰，测出两山峰间的距离。在第一个山峰上安装一个强光光源和一个正八面棱镜及一个望远镜;另一个山峰上安装一面凹镜和一个平面反射镜。通过调节八面棱镜的转速，测定光速。爱因斯坦称赞这一实验的优美和方法的精湛时说:“迈克尔逊是科学的艺术家”。是的，他的实验装置和方法是优美的。他使用的仪器是普通的，原理是众所周知的，然而得到的结果却是完满的。他后来又利用干涉仪做了一个更美妙的实验，从而否定了“以太”的存在，为相又抓仑和量子力学的建立奠定了基础，引起近代物理学的革命，进而促进了新技术革命和产业革命的到来，物理实验创造了人类美好的未来。

再如对称性的方法是现代物理实验的一个重要方法，并且物理实验过程中也展现了对称美的美学形式。传统美学中的对称仅指人们感性意识中的三维空间的对称，物理学中的对称则包含各种数学空间的对称，是一种理性范畴的对称。对称性原理在现代物理学研究中发挥了越来越大的作用，对称性的方法其实已经是当代物理学家研究物理学问题的一种方法。实验物理学家对于对称这种美学形式更是宠爱有加，义无反顾地去追求这种美。法拉第从对称性中得到了很大的启发，他想既然电能生磁，那么磁也一定能生电，这样才能显示出自然界的对称美。他经过10年的艰苦努力，终于用实验证实了电与磁之间存在对称美的设想。对称性思想已经是现代物理学实验的一个重要思想。物理学史上的诸多实验，在科学发展及人类进步的历史舞台上闪耀着艺术的光辉，堪称物理世界中的艺术精品。如库仑的电抨实验;托马斯杨的光双缝干涉实验;盖革与马斯登在卢瑟福指导下进行的粒子散射实验;赫兹的电磁波实验;查德威克发现中子的实验和吴健雄验证弱相互作用下宇称不守恒理论的实验等。

3、物理实验结论美

物理实验展示出人的认识与自然界的和谐统一。物理实验的最终目的不是创造艺术作品，而是为理解自然提供细节观察或者是为理论寻找证据。其中物理实验结论与理论的和谐统一是物理实验美的突出体现。近代物理学的一个特点是理论的发展走在实验的前头。暂时造成美与真的矛盾的主要原因是物理学家极其广阔的思维空间与现实空间由于实验手段和技术的限制而暂时无法沟通。只有理论与实验和谐统一了，物理学新理论才得以在科学界被广泛接受和应用，才能推动人类社会的进步。

二、在物理实验教学中进行美学教育

在教学中，教师的教学能否产生艺术效果，既取决于教师的教学艺术，也有赖于学生的艺术情趣。一个从未体验过科学美的人在学习科学理论时可能会觉得遇到的不过是一大堆枯燥无味的符号、公式和图表，毫无美感可言。正像一个毫无艺术素养的人听到旋律优美、节奏明快的音乐时会觉得那不过是叮叮咚咚的杂音;看到构图新颖、寓意深刻的绘画时会觉得那只是一些五颜六色的堆积罢了。所以，一个精通教学艺术，讲究教学效果的教师一定会在备课中充分挖掘物理实验的科学美的因素，在教学中培养学生科学的审美能力，从而提高学生的实验技能。

1、以真实的生活情景为实验蓝本，体现物理科学的自然美，提高学生的学习兴趣

自然美是客观世界中自然物、自然现象的美。物理学是一门自然科学，是以观察和实验为基础建立起来的，物理学中涉及到大量的物理现象和自然现象，无不体现物理科学的自然美。

例如，除前面的举例之外，还有电子的绕核运动、天体的和谐运动;结晶体的多样化、液体的表面能;高压放电、摩擦起电、磁石吸铁、电磁感应;四季变更，风、雨、雷、电的形成等，物理实验教学中，必须以观察实验为基础，尽量从现代日常生活中寻找物理现象，创设物理环境，让学生获得详实、直观、具体的感性美，使实验教学更加贴近生活、贴近社会。使学生感受物理实验就在身边，物理科学的自然美就在现实生活中，从而提高学生的学习兴趣。物理学是自表面向深层的发展。表面有表面的结构，有表面的美。比如虹和霓是极美的表面现象，人人都可以看到。实验工作者作了测量以后发现虹是420的弧，红在外，紫在内;霓是500的弧，红在内，紫在外。这种准确规律增加了实验者对自然现象的美的认识。这是第一步。进一步的唯象理论研究可以了解到这42与50可以从阳光在水珠中的折射与反射推算出来，此种了解显示出了深一层的美。还可以引导学生再进一步地研究，可深人了解折射与反射现象本身可从一个包容万象的麦克斯韦方程推算出来，这就显示出了极深层的理论架构的美。

2、开设综合性、设计性实验，给学生体验实验的设计、手段的方法美与创造美的空间

多开设一些综合性、设计性实验，给学生更大的空间去创造、思考，充分挖掘学生的潜能来完成实验，从而完成体验实验的设计、手段的方法美与创造美。随着科学技术的迅猛发展、许多边缘学科、交叉学科的兴起，学科互相渗透、互相结合的整体化发展日益迅速，某一疑难科技问题的解决不再仅仅依赖于某一个学科，而是多学科的综合化。因此，培养学生的融合意识和知识整合能力成为大学物理实验教学的重要使命，而物理学是自然科学中的基础学科，它与化学、生物学数学等学科的联系相当密切。因此，为了培养学生的发散思维能力，提高探究能力，在物理实验内容的选择方面可涉及其他学科与物理学相联系的综合性问题，如光谱技术、真空技术、磁共振技术、光纤技术、传感器技术、光学信息处理技术等等。

设计性物理实验是在学生具有一定能力的基础上，运用有关物理实验知识、技能、科学过程与方法，独立(或在老师启发下)分析实验目的和要求，对实验的仪器、装置、步骤和操作方法所进行的一种规划。设计性物理实验对于发展学生科学研究能力、提高他们的实践能力和创新精神、培养学生的兴趣具有重要意义。例如“光电传感器的设计与应用”，教师可提供一定的资料，让学生用计算器作为计数器，用光敏三极管和其他电子元器件设计一个计数电路，记录迈克尔逊干涉条纹“涌出”和“陷人”数目困。再如还可以在经典实验内容之一――霍尔效应的基础上开设“用霍尔元件测地磁场”、“用霍尔传感器设计制作数字高斯计”等带有一定应用性与设计性的实验。在大学物理实验中适当增加设计性和综合性的实验不仅可以提高学生的学习兴趣，拓展学生的视野，激发学生的学习动机，而且可以锻炼他们的实践能力，在完成实验的过程中学生可以充分体验实验的设计、手段的方法美与创造美。

3、结合物理学史教学，体现物理学家科学品格和人性美，激发学生人格力量美人性是社会美的一种，是指人的思想、品格、志趣、情操、智慧、情感等多方面的美。大学物理中涉及到几十位中外著名的物理学家，尽管他们的国籍不同，所处的年代不同，个人经历不同，但在他们探索物质世界的奥秘的动人事迹中，都闪烁着人性美的光辉。科学品格是科学家得以科学成功的重要保证，科学品格的高下，决定科学家科学贡献的大小。科学品格包括科学家的探索勇气、创新精神、追求真理的理想、实事求是的方法论、百折不挠坚忍不拔不怕失败的性格特征等。

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关键词防逆流;静脉留置针;生理盐水;一次性封管

随着医学科学的发展,静脉留置针因其避免了反复穿刺保护静脉,减少病人痛苦[3]。又能及时静脉给药为抢救工作赢得了时间,而且还可以减轻护士轻工作量[4]。现已被临床广泛应用。封管是该技术的重要环节之一。用生理盐水替代肝素钠溶液作为静脉留置针封管可以避免加重患者出血倾向[5]。防逆流留置针是一种留置针的新型产品,因其防逆流瓣的特殊设计,从而具有防止血液回流,避免堵塞留置针的优点。输液结束后,只需用5ml生理盐水一次性封管即可,简单的封管操作保证了患者的夜间睡眠质量,提高了患者的满意度,同时也为护士减轻了工作量,目前在临床上已被部分护理人员和患者认可。

1临床资料

选择2009年10至12月在本科室使用留置针的150例患者,按使用留置针的种类不同将其分为防逆流留置针组(上海锦泽夏本医疗器械有限公司生产)78例和普通留置针组(贝朗医疗上海国际贸易公司生产)72例,防逆流留置针组男45例,女33例,年龄35～80岁平均年龄58.7岁。普通留置针组男40例,女32例,两组患者年龄32～79岁,平均年龄57.9岁。两组患者均未使用脱水剂及刺激性药物,且患者的病种,病情,年龄,性别、穿刺部位,使用药物的种类,剂量,浓度,速度等比较,差异无统计学意义。

2方法

2.1操作方法

两组均采用22～24号留置针,由经过专业培训且能够熟练穿刺留置针的护理人员操作,按常规方法消毒,在手背及前臂静脉,避开静脉瓣、骨关节、感染及创伤部位,穿刺成功后普通留置针需接肝素帽,然后两者均使用美舒自粘性薄膜敷料黏贴,并连接液体,输液结束后,防逆流静脉留置针组使用5ml生理盐水封管,并采用推一下停一下的冲管方法,使冲管液在导管内形成小漩涡,以加强冲管的效果。普通留置针使用生理盐水每8小时封管一次[1],方法同实验组。两组均留置5天。

2.2评价方法

观察并记录两组静脉留置针在留置期间堵管的例数.

2.3统计学方法

计数资料采用X2检验。

3结果

两组留置针在留置期间发生堵管情况比较,差异无统计学意义(p> 0.05)(见表1)。

4讨论

4.1防逆流留置针工作原理

防逆流留置针在针座内装有防逆流瓣,穿刺后拔出针芯,无需按压血管,无血液溢出,防止血液污染,保证操作安全,穿刺结束后连接静脉输液管,液体压力使瓣膜开启,静脉输液完毕,液体压力降低,使瓣膜自动关闭。也可按压开关使瓣膜开关打开,使血液回流,可以采血或排气。

4.2防逆流留置针大大减少了封管次数

目前临床常使用留置针有两种封管液[6],一种是生理盐水,一种是肝素盐水,用生理盐水替代肝素钠溶液作为静脉留置针封管可以避免加重患者出血倾向[5],生理盐水还能维持人体细胞外液容量和渗透压,与体内水盐平衡及血液循环密切相关,用其封管除无血液凝固,对血管的刺激性小,可降低堵管率外还可有效避免肝素钠的不良反应,再者生理盐水封管操作简便,不需用溶媒稀释,不受病种限制,符合生生理要求[7]。实验组采用5ml生理盐水封管一次即可。 普通留置针需使用生理盐水8小时封管一次[1]。从上表可以看出实验组的堵管率为10.2%,对照组的堵管率为13.8%,两组无明显的差异。结果说明防逆流留置针能够防止血液的回流,从而避免了血液回流造成的堵塞,因而输液结束后只需5ml生理盐水封管一次,这大大减轻了护士的工作量,避免了夜间封管对患者睡眠的影响,也避免了反复封管会将接头处的微粒带入空管内造成的热源反应[2]。

参考文献

[1] 黄 威. 小儿头皮静脉留置针穿刺失败的原因及对策[J].中国民康医学,2008,20(6):541.

[2] 陈冰芳.正压可来福接头替代肝素钠行静脉留置针封管的观察与护理[J].护理园地,2005,3(17)1622～1623.

[3] 刘淼.朱月琴.刘风青.静脉留置针生理盐水封管液用量的临床探讨[J].护士进修杂志,2007,22(19)1824.

[4] 刘景玲.血液病患者静脉留置针不同浓度肝素液封管效果观察[J].实用医药杂志,2008,25(12)1475.

[5] 郑雯、任玲、周宏 ,等.肝素封管液致输液反应11例调查分析[J].中国实用护理杂志,2005,21(7):58.

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关键词：建筑；给排水管道；噪声；控制

中图分类号：C35文献标识码： A

前言：现代社会，人们对于生活品质的要求越来越高，在生活节奏快，生活压力大的大都市里，人们所希望的居住环境，在能够满足居住条件的基础上，还能够具有高度的舒适性和使用性。使人们在疲劳的工作后，能够得到有效的休息和保养。噪声污染，作为城市污染的主要污染之一，对人们的生活产生了很大的影响，因此，国家相关部门和人们对于建筑物噪声的控制力度，越来越大。建筑给排水管道噪声，是建筑噪声的主要来源之一，建筑施工者要积极进行解决对策的研究，并快速开展对噪声的防治工作，给城市一份安宁，还人们一个绿色的生活环境。

1、建筑内部噪声产生机理

建筑物给排水系统噪声的产生是一个声强和频率无常变化的过程，对于人们的影响巨大，也不利于防治工作的开展，有关工作人员，要从产生噪声的原因着手分析，从中了解到治理噪声的方式方法。以下从声源和传播途径两个方面，阐述了控制噪声的措施：（1）传播途径降低噪声，在设计阶段对噪声源的位置进行合理布置，为使噪声源对周围环境造成的影响降低到最小程度，可以将其传播方向指向对无人居住或安静要求较低的场所，如室外楼梯间、水泵房、卫生间等区域。（2）建筑给水排水系统中的噪声和振动源，主要来自管道系统的增压设备以及管道的输配水设备，如：水泵机组、卫生器具和管道系统等。噪声源上降低噪声，其实质就是将发声大的设备改造成发生小或者不发声的设备，目前常用的方法有：①设计控制噪声源。选用发声小的材料制造机件，改进传动装置，改进设备结构和形状，或者选用已有的低噪声设备；②维持设备运转处于良好的状态；③改革工艺和操作方法已降低噪声。

2、噪声主要来源分析

2.1流水噪声

在日常的生活与工作中。我们很少在意“水”的本身。一旦产生噪声，一般人都会认为是建筑给排水管道的问题。但是，如果细心就会发现．水在管道中流动的时候，或多或少都会发出声音。这种声音是水在管道内部流动的时候，因为水流断面的大小改变而产生的。也就是说，我们日常忽略的水流，因为方向的不断变化而产生了噪声。从客观的角度来说。这种噪声在实际的生活和工作中非常普遍，但是根本的原因往往被人所忽略。今后的降噪措施中，必须将流水噪声有效的控制。只有这样才能从根本上将建筑给排水管道噪声控制在一个较小的范围以内。

2.2排水管道噪声

对于建筑给排水管道噪声来说，除了给水管道的噪声以外，还有排水管道的噪声。从现有的情况来看．排水管道的噪声丝毫不弱于给水管道。现阶段排水管道噪声主要是由于卫生器具排水至横管引起水体与管壁冲击的噪声。排水横管中水跃和横管中空气波动引起水封冒气泡的噪声。而且排水横支管的水流流人立管时冲击连接配件(如T型管、十字型管等)产生噪声。由此可见，在今后的降噪工作中，我们需要对排水管道的噪声制定一系列的针对性的措施．这样才能在降噪的过程中．达到一个良好的效果。

3、建筑给排水管道噪声控制措施

对于给排水管道的噪音问题，在给排水管道的施工过程中，为了减低噪音污染，可以适当加大给排水管道的管径，因为当管径小于20mm是，水流和管道共振现象会非常严重产生噪音；也可以采用曲挠橡胶接头或者在支架与管道接触点添加橡胶垫，以及设置减压阀等装置。

3.1给排水管道和设备布置

给排水管道和设备布置应当和建筑结构相协调，以为人们营造舒适的居住环境。对于有较高安静要求的房间，给排水管道应当避免穿过，如卧室、阅览室等。如果卫生间紧挨卧室，给排水管道应当避免布置在卧室的墙角。泵房的位置须布置合理，应当避免布置在书房、卧室等具有较高安静度要求的房间旁。

3.2给水管道噪声控制

做好给水管道噪声的控制，首先需要合理确定水速和压力，其是防治给水管道噪声的关键所在。管段流量确定之后，水速大小影响管道系统技术的和经济合理性，当流速较大，会产生较大噪音，并对管道造成一定的破坏。在设计管道的固定支架的时候，还需要考虑胀缩力。为了减少管道的气蚀噪声，应当设置自动排气阀于上行下给式热水系统的配水干管最高处管段，下行上给式系统可以利用最高陪水点放气，应当在各供水立管顶设自动排气阀。还可增加管路开启或者是开闭的时间，延长过程，以降低水击产生的噪声。或是在管路中装置各种安全瓣，当水击发生的时候，将部分水从管中放出，或者是把部分空气引入到管里。

3.3排水管道噪声的控制

对于排水管道而言．在降噪的过程中．与给水管道具有一定的相同之处。比方说依然可以在布置方式上进行一定的分析。经过大量的分析和实验以后，我们发现双立管排水系统的效果达到了一个较为高端的水准，原因在于这种系统能够在很大程度上增加立管的排水能力，从而减小噪声。而且。平衡排水立管内部的正负气压，能够大量降低气塞的情况，从侧面达到了降噪的效果。排水管道降噪与给水管道不通的地方在于管材的选用，在这个方面，国家具有严格的限制，某些地区需要采用排水铁铸管。而有些地区可以根据自身的条件。选择密度大、隔音好的塑料管。总之，在管材的选用方面，必须结合实际的需求才能达到一个最好的效果。

3.4泵房噪声的控制

现阶段居住小区的配置水平不断提升．因此泵房的降噪尤为重要。综合来看。在处理泵房噪声的时候。需要根据水泵的不同型号以及转速等条件，设置一定的橡胶隔震垫、弹簧减震器等隔振元件。通过硬件上的优化，以及优化配置的作用．泵房噪声得到了一定的控制，今后的工作重点．需要加强技术上的措施．从而将噪声控制在最小的范围之内。

3.5便器的噪声污染大小取决与其水路设计的合理性

坐便器的冲水方式分为虹吸式和冲落式。虹吸式分多种，其中虹吸漩涡式是虹吸和漩涡原理并用，噪声污染最小。虽然噪声污染问题作为建筑室内给排水系统的一个弊端难以彻底解决，但是我们可以采取各种有效措施将其控制在最小程度，将它的危害降至最低：（1）速：设计人员应从技术性、可靠性和经济性出发，根据管道的用途不同选取合理的流速，将其控制在正常范围内。（2）制：合理选取建筑给水系统配水最不利点，合理分配高层建筑竖向分区，经验数据不可盲目取值。（3）制：严格安装设计和施工规范要求，做好管道和水泵的减声隔振设施安装工作。

4、结束语

总之，建筑物噪声对于人们的生产和生活的影响，十分巨大。因此，有关部门和建筑工程企业要对其产生的原因，和传播途径进行分析和治理。噪声是给排水工程一直存在问题，施工技术人员应该不遗余力的对其进行研究和分析，从工程的实际情况着手，制定科学合理的治理办法，具体情况，具体分析，多方协作，争取将建筑给排水工程的噪音污染程度降到最低，给人们创造一个安静舒适的生活环境。为和谐社会的构建添砖加瓦。

参考文献：

[1]常金秋．生活给水设计中水质污染防治[J].上海应用技术学院学报（自然科学版)，2004(03)．

篇6

根据流体力学课程的性质、特点，结合自身的工程实践经历和教学体会，文章从优化教材内容、提炼讲授方法、发挥传统教学模式优势、挖掘多媒体教学潜力、培养学生科研能力等方面，探讨了流体力学课程教学改革的具体措施和成效，提出了有益于学生理解流体力学重点内容的教学方法。此研究对改善流体力学课程的教学效果、探索大专业背景下的专业基础课教学模式有一定的参考意义。

关键词：流体力学； 教学改革； 实践教学； 创新能力

中图分类号：G420 文献标志码：A 文章编号：

10052909（2013）04004103

流体力学是关于流体机械运动规律及其应用的一门学科，是力学的一个分支。中国各高校的土木工程、流体机械、农林、石油化工等专业均开设了流体力学课程，它属于专业基础课。

该门课所涉及的基本原理和基础理论对专业课的学习、课程设计、毕业设计以至解决工程实际问题等起着非常重要的理论支撑作用和指导意义。尤其对于工科学生，他们毕业后大部分在生产一线从事技术管理工作，必须具备一定的专业基础、技术应用和现场协调能力。这就要求流体力学课程教学将理论知识与实践能力培养相结合，将课堂教学与实践教学相结合，不断改进教学方法，积极探索适应工科学生专业设置和就业主导方向的课程教学新模式。兰州交通大学在土木工程、环境工程、市政工程、建筑环境与设备工程、热能动力工程等专业均开设了流体力学课，在长期的教学实践中积累了一些该课程的教学体会。

一、优化教材内容，课堂讲解力求深入浅出

流体力学课程体系的主要内容包括基本理论和实验两大部分。由于流体力学学科的快速发展以及社会对各专业学生知识结构要求的不断变化，有些在用教材已不能满足教学要求。因此，教师在备课时要尽可能多地参阅质量高、实用性强的教材，力求对同一个问题进行多角度分析。教学中应将不同教材版本的不同提法告诉学生，让学生课后独立思考并提出自己的见解。在制定教学计划时，应该从课程内容的系统性和完整性出发，将教材原有章节顺序重新调整，便于学生对相关知识的理解。比如，在讲解流体运动学基础、动

力学基础时，先从粘性流体三维不可压缩流动的运动微分

方程（即N-S方程）入手，对实际流体的流动特征进行描述，学生就可获得流体动力学的基本轮廓，进而了解只要该方程中粘性力项为零就可得到理想流体运动微分方程。在此基础上，再令加速度项为零（即流体处于静止状态或相对平衡状态），就可得到流体平衡微分方程（即欧拉方程）。通过这一调整，省去了许多推导过程，而且也能让学生对流体质点运动的力学机制有更明晰的认识。

在课堂讲解上，教师要力求做到深入浅出。流体力学中的一些公式或方程的推导过程很繁杂，教师过多地罗列推导内容会导致学生的厌学情绪，甚至有些听不懂的干脆就放弃学习。比如，在讲解流体微团运动分析时，可以将多数学生儿时玩的“泥球沿坡面下滚”游戏作为例子来讲解，因为大部分学生有过这样的亲身体验，他们很容易理解泥球在滚动的同时将伴随变形和旋转，这样后面的推导就容易被学生接受了。在讲解管嘴出流时，可以学生每天接触的水龙头用水的例子。比如在12∶00-13∶00期间用水，12∶00时流出水龙头的水流速度很大，随着锅筒内水位的逐渐下降，到接近13∶00时用水，在同样的水龙头开度下，水龙头内的水流速度明显要比12∶00时的流速小，学生由此很容易理解有效作用水头与排水量的关系。

二、发挥传统教学模式的优势

传统教学模式即教师以讲解、板书的形式将知识传授给学生的一种教学方法。该方法在不同层次的教学活动中发挥了积极的作用。教师生动、形象的描述以及肢体语言能使学生有身临其境之感，这种教学模式有利于教师主导作用的发挥，教师可以根据课堂上学生的反应来适时调整讲解速度和思路，并以板书的形式突出重点和难点。流体力课程中有相当一部分内容是力学知识和数学知识的综合，只有通过严密推导或作图才能比较透彻地讲清其基本原理。比如连续性方程、能量方程、动量方程、（N-S）方程等是流体力学中的经典理论，也是难点所在。只有通过板书推导，学生才能理解其物理事实，明确其解决工程问题的一般思路和步骤。流体微团运动分析一节是运动学中的核心内容，许多学生很难理解流体微团能同时具有“平动、变形（线变形和角变形）、旋转”三种运动趋势。这就要求教师从介绍速度分解定理入手，通过理论推导和对流体微团运动变形的图示两种方法来讲解。水击现象中伴随管道中压力和流速交替变化从而引起压力波的“顺向”及“逆向”传播过程，如果不通过在黑板上逐步图示的方法，学生很难明白水击发生的物理实质。另外，传统教学方法也能展示教师的板书和绘图功底。如果教师的书法很漂亮，徒手绘图效果好，能增加学生对教师的敬重感，从而激发他们对流体力学课程的学习兴趣。

三、深挖多媒体教学潜力

随着科技的飞速发展和国家对教学投资力度的加大，现代化的教学手段在提高课程教学质量上发挥了重要作用。在流体力学课程教学中，通过播放课件、视频、教学片等，能让学生很直观地理解流体流动的具体特征。比如，漩涡的形成、管嘴出流时真空区的形成、两个相邻局部阻碍之间的干扰等现象，这些内容用枯燥的文字描述是很难理解的，但利用多媒体演示，学生从动态的、形象逼真的图像中就很容易理解流体力学现象。紊流是一种高度复杂的三维非稳态、有旋流动。对其流动规律的研究一直是流体力学学科领域的热点和难点。紊流中，存在高流速层的流体质点进入低流速层，并与低流速层质点发生动量交换，以及低流速层流体质点进入高流速层与高流速层质点发生动量交换的过程。过去教师通过板书图示讲解之后，仍有近70%的学生不理解雷诺应力与紊流脉动的因果关系。但是，通过动漫形式显示具有不同初速度的流体质点进入另一流层后对两个流体质点速度在不同方向的影响过程，使这一复杂问题简单化，学生也容易接受。另外，利用教学录像，学生对流体力学现象尤其是大海的潮起潮落、龙卷风运动、桥墩后尾流变化，以及1940年美国塔科马海峡大桥由于风振而坍塌的整个过程印象深刻。多年的经验表明：多媒体在教学中的运用对于激发学生学习流体力学的兴趣、增强求知欲、开阔视野起到了积极的作用。但是，多媒体教学潜力的开发取决于教师的前期投入，也就是说，授课前教师必须投入大量的精力制作多媒体课件，使其包含丰富的教学内容，同时还能调动学生积极的参与意识[1]。只有这样，作为传统教学方法辅助手段的多媒体教学，才能在帮助学生理解难点、掌握重点、提高学习效率上发挥越来越重要的作用。

四、加强科研实训，开阔学生视野

引导学生参与科研活动，在科学研究中增长学生的专业知识，开阔学生的学术视野。教师在完成课堂教学任务之后，就课内某一知识点引导学生查阅相关文献，开展科学研究，培养学生的科研意识，提高其认知水平。学生以书面形式定期反映自己在查阅文献和学习研究中的收获。教师根据学生书面总结的完成情况给予评价。此外，教师也鼓励学生主动参与校内外的科研活动，并定期写出自己的体会交指导教师评定[2-3]。学生参与的科研内容即使与其所学专业的学科领域有一定距离，也将得到支持，因为参与科研活动对学生能起到开阔视野、激发科研热情、训练科研思维的作用[4]。同时还将进一步密切科学研究与专业学习之间的关系，为学生进入更高层次的学习和工作打下坚实的基础[3]。

流体力学是一门系统性和理论性都较强的课程，它既体现了经典力学的基本思想，也反映了数学、物理、机械等多学科在现代工程中的交叉应用。在学分制教学管理体制和大专业背景下的人才培养模式，根据学生的基础和专业培养目标来寻求合适的教学方法，构建有创新特色的流体力学课程教学改革体系，是一个艰难而漫长的过程，还需要在今后的教学工作中作出更多的努力。

参考文献：

[1] 杨小林， 杨开明， 严敬，等.流体力学课程教学改革探析[J].高等教育研究， 2006， 22（2）：47-48.

[2] 王烨， 孙三祥， 张济世.《水泵及水泵站》课程设计教学新模式研究[J].高等建筑教育， 2010， 19（3）： 117-119.

[3] 王烨， 陈焕新.《水泵及水泵站》课程设计教学改革[J].高等建筑教育， 2011， 20（3）： 91-94.

[4] 马宝峰，李岩， 郭辉，等.基于科研问题的力学综合实验教学研究与实践[J].力学与实践， 2012，34（1）： 103-105.

Investigation and practice on multiangle teaching method of fluid mechanics

WANG Yea， LI Yaningb

（a. School of Environmental and Municipal Engineering； b. School of Automation and Electrical Engineering， Lanzhou Jiaotong University， Gansu 730070， P. R. China）

Abstract：

篇7

关键词：高压水切割设备；设计；应用

中图分类号：S611 文献标识码： A

一、水射流理论基础

掌握一定的水射流理论知识，尤其高压水射流方面的理论知识对于将水射流技术应用到板材渐进成形工艺中是非常必要的。由于金属板材成形件的材料种类众多，各种材料成形时的成形力都不同，这就要求成形射流要有比较大的压力变化范围，成形设备中使用的喷嘴性能也各有不同。不过，对各种射流的现行试验研究已能对射流的形成及射流在空气中的传播过程（即非淹没自由射流）有一较全面地了解。

二、射流结构

水射流是指水从管口、孔口狭缝中射出，并同周围的环境介质掺混的一股流体流动。流体的运动状态主要分为两种形式：层流和湍流。层流是指流速较低，分层流动且互不混合的流体流动；湍流是指流速较高，已无明显分界层的流体流动，此时流场中会产生许多小漩涡。金属板材水射流渐进成形中使用的水射流属于湍流流动，其射流结构和运动机理比较复杂。1979年日本学者Yanaida和Ohashi首先使用几何图形来描述水射流结构，后经众多学者的试验与丰富，此特征图逐渐完善为学术界公认的射流结构图，如图1所示。

图一

图1中将射流分为初始段、基本段和消散段。射流初始段就是喷嘴出口到锥形末端结束的位置，也称为等速射流核心区。在这一阶段内，当水射流从喷嘴喷出后，射流与空气之间形成了一个很大的速度差，此时在射流周围的表面与空气不断发生巨大的动量交换，破坏了射流的连续性，然后射流向轴心延伸，至此就形成了一个射流初始段。在等速射流核心区里面，沿轴向的动压力基本保持不变，即此区域内轴向动压力与喷嘴出口的压力是相等的，其密度和流速也基本保持不变，其特点就是质密性好，不与空气产生雾化阶段，达到一个稳定的状态。射流初始段结束后，接下来的就是基本段。此段内的特点就是空气与水已经混合，随着出口距离的增加轴向动压力和射流速度逐渐减少，射流内部的连续状态遭到破坏会出现空穴现象，而轴向动压力和射流速度在径向方向是呈现的是高斯变化，随着径向方向的扩大，最终减为零。

射流基本段后即为射流消散段，此时空气与水已完全混合达到雾化状态，其特点是轴向动压和射流速度大幅度降低，在工业上没有很大的应用价值。基本段和消散两个阶段的压力损失比较大，不适合板料成形，因此水射流渐进成形工艺中通常通过控制射流出口距离板材表面的距离（靶距），用初始段内的射流对板材进行冲击成形，以充分利用射流初始段内轴向动压力基本不变这一特点。

三、装备设计分析

高压水切割设备原理图见图2所示。

图2高压水切割设备原理图

1、流程描述

海水被离心泵抽上来，加压后分为两路：一路直接到喷嘴提供动能，另一路去水/砂混合器，将水、砂混合后，进入高压水容器，带走水砂混合物后与榜首路集合，流向喷嘴。

2、高压泵选型

高压离心泵的动力参数流量、扬程依照上文给出的办法已推得，高压水泵应选用高扬程的柱塞泵，如BCY14-1B系列，由柴油机驱动。因工况条件约束，泵放在施工船上，施工船甲板与海平面有相应距离，为此需选用自吸式离心泵。泵的汽蚀余量因为工况不一样差别较大，因而选用较大的汽蚀余量；水砂混合器前的泵是压力提高泵，其主要作用是使砂子更简单被泵入高压水容器，因其介质中可能富含固体颗粒，因而选用气动隔膜泵。

3、工艺管径选取

根据切开需求（喷发力、切开头跋涉速度）、泵的参数，使用流体力学伯努利公式等校核管径所发生的压降是不是满意施工需求，如满足需求，即可选取此标准的管径。管路制作标准及原料的选取，应当选用耐磨、耐腐蚀的液压软管，如manuli的goldenblast系。

4、高压水容器

作为一个蓄压和贮存装置，高压水容器的操作压力应按泵输出压力的2倍摆布思考。由于操作压力太大，容器的选型规划制作应遵从JB4732-1995《钢制压力容器―剖析规划标准》履行。技术安全剖析思考：该设备是高压设备，应思考其高压也许形成的损害，因而有必要装置压力开释阀，为避免高压水容器液位过高形成溢流，需约束进入高压水容器的水流量，加装节流阀并对高压水容器加装溢流管路列。

四、高压水射流理论及其在石油工程中应用研究进展

1、自振空化射流理论应用研究进展

在石油工程的应用研究发展中，喷嘴式钻头和钻头水力学的结合，对钻井射流和射流清除岩屑等进行研究，对井底水利参数进行优化，使喷嘴钻井技术得到不断提高，大大提高钻井速度。因此，根据瞬态流和水声学理论，发展出了自振空化射流理论，使水射流技术的研究和应用领域得到不断扩展，从而研发了自振空化射流喷嘴钻头。

在井下作业中，自振空化射流喷嘴钻头可以起到很好的辅助破岩作业，使钻头在井底的流场得到改善，促进射流清洗岩屑能力的不断提高，从而提高机械钻速，给企业经济效益不断增长提供了可靠保障。与此同时，自振空化射流还没运用于油水井的解堵操作中，形成了水射流处理地层理论，并在油田注水生产中得到应用，研制出了自激波动注水的新技术，促进石油开采技术水平不断提升。

2、旋转射流钻井技术研究应用

根据流体力学基本理论、断裂力学和岩石力学等相关原理，分析旋转射流的机构特征、破岩机理等，研制出了旋转射流钻井技术，在径向水平井的石油开采中得到广泛应用。旋转射流钻井技术在石油工程中的应用，使破岩效率提高了八到十倍，可以对稠油油藏和薄层油藏等进行有效开发，大大提高井的产油量，促进径向水平井钻井技术不断提高。例如：我国1997年钻出的第一口径向水平井，产油量与平时相比，提高了八倍左右，使原油采收率得到大大提高。

3、机械水力联合破岩理论研究应用

在高压水射流技术的应用中，将机械破碎岩石的情况，结合断裂力学和岩石力学等，对水力辅助机械破岩过程中形成的裂纹情况进行研究，最终形成机械水力联合破岩理论。与此同时，对射流冲击角、齿型和喷射距离等进行研究，根据相关理论，最终研制出了新型辅助破岩钻头，促进石油开采技术水平不断提升。在石油工程中，机械水力联合破岩理论的应用，使钻头的磨损情况得到缓解，促进钻速不断提高，促进企业经济效益不断增长。

4、深穿透无污染研究应用

在石油工程中，运用高压水射流技术来提高渗穿透情况下的产量，可以有效减少环境污染，促进石油开采效率不断提高。高压水射流技术在高渗穿透情况下提高石油产量的原理是：高速高压水射流的冲击对压实带没有污染，可以减轻近井筒周围的应力集中，从而提高近井筒周围的渗透率，使未污染地层流向井筒的液量不断增多，最终达到提高石油产量的目的。一般情况下，高压水射流穿透射孔的钻井技术会运用于油层的改造，采用定向深穿透射孔的方式，使射孔与最大水平主应力的方向保持一致，从而使喷射孔道变得更深，起到很好的辅助作用。高压水射流深穿透无污染技术在石油工程中的应用，可以有效控制直井和水平井压裂裂缝的转向，起到重要导向作用；可以使井眼产生单条最大裂缝，从而降低井眼处的破裂压力和裂缝延伸压力，最终达到提高油田产量的目的。

5、磨料射流理论研究应用

在石油工程中，磨料射流是新型、高效的切割技术，从而形成了水力喷砂射孔技术，大大提高了油气的开采量。磨料射流射孔的原理是：将磨料射流射孔装置安装在井下制定位置，然后在水中混入适量磨料，通过高压泵将含磨料的流体泵送到井下喷嘴。当喷嘴进行喷射时，利用高速流体的高频冲蚀和磨削作用，可以有效进行岩石的切割，从而射开目的层，减少压实带周围的污染，使油流通道变得更加干净，达到射孔和解堵的双重目的，最终有效提高油田的油气产量。例如：在我国四川油田中，针对低渗透油层和因堵塞对油层造成伤害的低产井，进行挖掘潜力的改造时，运用水力喷砂射孔技术可以有效进行喷射，同时解除近井周围的污染，使油气产量得到不断提高。

结束语

水刀这种切割工具，作为油田地上产能建设中的新成员，它的呈现从某种程度上处理了油田中危险环境工作的难题，有效地确保了施工工作人员的人身安全，并提高了施工效率，减少了环境污染。便携式水刀因为其灵敏多变的操作方法，能够习惯油田地上产能建设的复杂性，能够在更多的范畴发挥作用。

参考文献

[1]张福炀，廖昕，伦晓梅，王泽山.高压水射流切割发射药模型及实验研究[J].含能材料，2014，02：245-250.

[2]曾永龙，闻臻，许正洁，蔡毅.高压水切割设备故障诊断分析[J].设备管理与维修，2014，03：19-22.

篇8

关键词：流场；机舱；耦合模型；对流换热系数；流量系数

中图分类号：U461 文献标识码：A

Experimental and Numerical Study of the Cooling Performance of

Automobile Engine Cabin

REN Chengqin, CAI Dehong, LIU Jingping, FAN Mingming

(State Key Laboratory of Advanced Design and Manufacture for Vehicle Body, Hunan Univ, Changsha, Hunan 410082, China)

Abstract:To cope with the problem of overheating of rearmounted engine cabin, based on a type of hybrid vehicle, a coupled model for the cooling system of rearmounted engine cabin was established by using the coupling 3D/1D model. Through the process of coupled calculation, the convection heat transfer coefficient of engine surfaces and the flow coefficient of engine cabin in different ambient temperatures and driving speeds were studied. In addition, the general laws of the heat transfer coefficient and the flow coefficient were summarized and empirical equations were provided. All theresults proved basic parameters for the establishment of onedimensional model and theoretical basis for the design of the engine cabin. By analyzing the heat flow field, it was found that convection heat transfer coefficient and flow field changed noticeably with different layouts of engine cabin. The increase of the area of ventilated grille in the rear of engine cabin or adjusting the layout of radiator reasonably can improve the uniformity of the heat flow field and enhance the capacity of convective heat transfer of engine surfaces.

Key words:flow fields;engine cabin；coupled model；convection heat transfer coefficient；flow coefficient

汽车发动机舱热流场的优劣，直接影响到整车的运行效果和使用性能.在新车设计阶段，了解影响机舱散热的主要因素，掌握不同运行工况下机舱散热特性，是一项非常重要的工作.通过实验方法对机舱散热性能进行分析［1］，需要耗费大量成本，且试验条件苛刻，测试结果受客观条件影响较大.文献［2-3］采用了实验与数值模拟相结合的方法，对整车流场及发动机冷却系统进行了分析研究.文献［4］采用CFD数值技术模拟机舱热流场，准确分析了特定工况下机舱内部散热情况，但无法得到散热性能随工况的变化规律.作者运用STARCCM+和GTCOOL商业软件，通过实验分析，建立机舱散热系统的耦合模型，将发动机冷却系统与机舱热流场联合求解，从而得出不同工况下机舱散热性能.

机舱散热主要依靠热对流与热辐射的作用.对于一般的机舱结构，部件散失的大部分热量依靠空气对流作用带走，因此本文主要考虑热对流对机舱散热性能的影响，分析对流换热系数在不同运行工况下的特性规律.机舱内空气流量，对机舱散热效果有显著影响，合理的机舱结构，能有效减少空气漩涡，降低通风阻力，增强散热性能.本文通过模拟分析，得出了机舱内空气流量随工况变化的一般规律.

1 耦合方案

1.1 CFD模型

模型的建立需要基于以下2点假设：

1)忽略机舱散热过程中辐射换热；

2)空气为常物性流体，定性温度为周围环境温度.

湖南大学学报(自然科学版)2012年

第4期任承钦等：汽车发动机舱散热性能实验及数值研究

利用UG软件建立了后置式发动机舱的几何模型，并对机舱内部结构进行了一定简化，忽略了细小部件对流场的影响.运用STARCCM+软件，对几何模型进行了网格划分，并对机舱流场区域进行了局部加密，如图1所示.

图1 发动机舱网格局部加密

Fig.1 The local refined mesh of engine cabin

由于机舱结构的复杂性，空气流动过程中存在大量边界层分离、涡流等现象，流动处于紊流状态.本文采用可实现ke两方程模型［5］模拟机舱空气流场.以来流空气温度为定性温度定义空气的物性参数.散热器和中冷器采用多孔介质模型，设定热流密度边界条件.冷却风扇作为动量源项，采用InterfaceFan模型，定义定转速下风扇流量与压头之间的拟合关系式.

汽车运动方向为流场入口方向，模型中流场入口设定为VelocityInlet速度入口边界，表压为0 Pa.流场出口设定为PressureOutlet压力出口边界，表压为0 Pa.汽车流场上界面以及两侧面设定为滑移绝热边界，地面设定为无滑移绝热壁面.在模型的建立、对标阶段，根据实验测得的数据，将机舱内各散热部件设为温度边界条件.在模型校验和数据采集阶段，通过与一维模型进行耦合计算，将散热部件设为热流密度边界条件.

1.2 GTCOOL模型

GTCOOL一维模型用以模拟发动机冷却系统运行情况.模型通过将发动机冷却系统作为以管道、孔口等部件连接起来的一系列可控热力系统的组合［6］，基于守恒及能量传输原理，计算各个部件的散热情况.图2为一维模型的简化结构图，冷却系统部件主要包括冷却水套、散热器、中冷器、风扇以及管道等部件.冷却水套将发动机散失的余热带走，以使发动机运行在正常工作温度范围内.冷却水套带走的热量通过散热器散失到机舱空气环境中.

图2 机舱冷却系统一维简化模型

Fig.2 The onedimensional simplified model

of engine cooling system

发动机冷却系统中，除了散热器向机舱空气环境散热外，管道及各个部件表面也以对流换热的形式向机舱散失热量.这部分对流散热可以通过式(1)

Qheat=hmATw－Tm(1)

计算出来.式(1)中:Tw为部件表面温度；hm,Tm分别为需要事先确定的平均对流换热系数和空气主流温度，可以通过CFD三维模型计算得出.

散热器冷却液侧的换热准则关联式采用经典的DittusBoelter公式［7］：

Nu=0.023Re 0.8lPr 0.3l. (2)

散热器空气侧的换热准则关联式采用我国原六机械整理的实验关联式［8］：

Nu=0.118Re 0.631 7g. (3)

其中:Rel,Reg为以相应流道当量直径为特征尺寸的雷诺准则；Prl为冷却液的普朗特准则数.

模型中的风扇为轴流风扇，额定流量为4.8 m3/s，额定转速为2 300r/s，压头400Pa.模型其他部件参数根据车型确定，一些部件参数需在模型对标过程中进行修正.

1.3 耦合计算

STARCCM+三维模型所计算的机舱对流换热系数及空气主流温度，是GTCOOL一维模型中各部件的换热边界条件.一维模型计算的散热器散热量、风扇流量等信息是三维模型重要的特性参数.因此，要准确计算出机舱的实际散热情况，就需要将一维和三维模型耦合起来，通过一定的迭代计算，得出热流场和机舱散热性能.

图3为耦合计算的流程图，从图中可以看出，一维模型和三维模型之间需要经过多次数据交换才能得到最终计算结果.

图3 耦合计算流程图

Fig.3 The flow chart of coupling calculation

1.4 实验对比

为了进一步论证耦合计算模型的合理性，利用实验测得的数据，对耦合模型进行对比分析.汽车实际运行工况为：汽车上坡运动；道路坡度为1%左右,汽车行驶速度维持在15~17 km/h,无风，空气温度为33 ℃，即306.15 K.在耦合模型中，汽车运行在稳定工况中，因此设定：道路坡度为1%,汽车速度16 km/h,环境温度306.15 K.

表1列出了机舱不同部件表面平均温度的实测与模拟结果.其中实测值是某个部件表面多个温度测点的算术平均值，模拟值为部件表面面积平均值.如表1所示，由于实验条件有限以及耦合模型本身一些参数信息的不确定性，模拟值和实测值之间存在一定的误差，但总体而言模拟结果从一定程度上反映了机舱实际的运行情况.

表1 耦合模型校验分析表

Tab.1 The checking and analytical tabulation

of coupling model

表面名称

实测值 /K

模拟值 /K

误差 /K

相对误差 /%

缸盖

357.75

369.22

11.47

3.20

缸体左侧

353.65

361.63

7.98

2.26

缸体右侧

355.95

349.48

-6.47

-1.82

缸体前部

347.85

342.49

-5.36

-1.54

曲轮带轮

335.45

343.38

7.93

2.36

油壳前

342.45

345.36

2.91

0.85

涡轮机

516.15

509.89

-6.26

-1.21

出水管

355.75

358.62

2.87

0.81

水箱

312.95

312.66

-0.29

-0.09

2 数据分析

2.1 机舱对流换热系数

运用耦合模型，计算不同环境温度、车速和道路坡度下机舱散热性能，分析不同因素对平均对流换热系数的影响.

道路坡度主要影响汽车发动机负荷，不会直接影响到机舱流场，因此可以忽略道路坡度对平均对流换热系数的影响.图4为不同环境温度和车速下平均对流换热系数的变化规律.图4(a)为一定车速条件下，平均对流换热系数随环境温度的变化规律.当环境温度改变时，换热系数变化很小，环境温度每改变10 K，平均对流换热系数变化不超过2 W/(m2・K).这说明，对于机舱这种大空间的对流换热，环境温度的改变，对平均对流换热的影响是可以忽略的.

图4(b)为平均对流换热系数随车速的变化规律.从图中可以看出，机舱平均对流换热系数随着车速的增加而单调递增.平均对流换热系数在汽车低速工况变化较为剧烈，随着车速的提高，平均对流换热系数增加率趋于平缓.为了便于简单的工程计算，图4（b）给出了平均对流换热系数与车速之间的幂函数拟合曲线，拟合公式为：

hm=6.98v0.51. (4)

式中:v为车速，m/s；hm为平均对流换热系数，W/(m2・K).(a)主流温度与换热系数关系(b)车速与换热系数关系

图4 不同车速和环境温度下的平均对流换热系数

Fig.4 Averaged convection heat transfer coefficients in

different ambient temperature and driving speeds

2.2 流量特性

为进一步研究机舱通风散热性能，本文对机舱流量特性进行研究，分析机舱流动阻力与空气流量之间的特性关系.由流体力学理论［9］可知，对于一定空间结构的腔体，其空气流量可由式(5)确定：

Q=ηA2ΔPρ=μAu. (5)

式中:Q为空气流量，m3/s；η为速度系数；μ为空气流量系数，对于一定结构的机舱，μ为常数；A为入口特征面积，对于本模型的机舱，这里取A=2.0 m2；ΔP为机舱进出口空气总压差，Pa；u为入口平均流速，m/s.

图5(a)显示了机舱入口空气流量Q随流速u的变化规律，流量随流速的增大而增大，且流量与流速成良好的线性关系.对于实际的汽车机舱，测量机舱入口平均流速比较繁琐.因此，需要对汽车速度v与机舱流量Q之间的特性做出分析研究.图5(b)显示了机舱入口空气流量随车速的变化规律，流量与车速同样满足良好的线性关系.这说明机舱入口空气流速与车速成一定的比例关系.为了便于工程计算，本文以车速v为变量，研究车速与机舱流量的变化规律.通过数据拟合，得出机舱空气流量与车速之间的经验计算公式：

Q=0.380Av=0.760v. (6)

式中:流量系数μ为0.380；v为车速，m/s.

(a)流量与流速关系(b)流量与车速关系

图5 机舱流量特性图

Fig.5 Characteristic diagram of engine cabin flux

3 机舱优化

上述章节对机舱散热特性进行了详细的分析，为提高机舱散热性能提供了设计指导.通过对机舱热流场分析，调整机舱布置形式，加大机舱尾部通风格栅的流通面积，计算汽车高速工况下机舱散热性能，并对机舱调整前后散热性能进行对比分析.图6给出了机舱结构调整前后速度场的变化情况.表2列出了机舱结构变化前后机舱平均以及部件局部对流换热系数的变化情况.

从图6可以看出:机舱结构改变后，机舱迎风侧流场均匀性得到一定程度的加强，空气滞留现象有了一定程度的改善.但由于迎风侧空气流通性能的增强，而舱尾空气排放仍受机舱结构限制，空气流过散热部件到达舱尾后，来不及及时排出机舱，使得舱尾右侧出现了较大的空气回流.因此，还需要通过一些诱导措施促使机舱空气及时排出，才能有效地提高机舱的通风散热性能.

(a)调整前(b)调整后

图6 调整前后机舱速度云图

Fig.6 Velocity contour of unadjusted and adjusted

layouts of engine cabin

由表2可知，机舱结构调整后，机舱各部件表面换热系数及平均表面对流换热系数有明显增加.这主要是因为在机舱迎风侧，空气流通性能得到了提高，机舱部件迎风表面对流换热作用有了明显增强.

表2 对流换热系数对比表

Tab.2 Comparison tabulation of convection

heat transfer coefficient

名称

调整后h/

(W・m-2・K-1）

调整前h/

(W・m-2・K-1）

改变量/

(W・m-2・K-1）

发动机缸盖

26.08

20.42

5.66

涡轮机

22.44

19.94

2.49

压气机

32.17

27.82

4.35

机舱平均

24.28

22.80

1.48

4 结 语

建立了机舱散热耦合模型，实验对比分析表明:

1)模型计算结果与实测结果之间相对误差在5%以内.

2)机舱散热表面对流换热系数的大小受环境温度影响很小，一定结构及布置形式的机舱，对流换热系数大小主要由车速决定.

3)一定结构及布置形式的机舱，空气流量主要受车速影响.机舱空气流量与车速满足良好的线性关系.

4)改变机舱结构后，机舱对流换热系数和热流场有明显变化.由此说明，不同的机舱布置形式，对机舱对流换热系数和流场有明显影响.

参考文献

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篇9

关键词：中学;科研;教育;理念;模式

中图分类号：G632.0 文献标志码：A 文章编号：1008-3561（2015）18-0090-03

新探

问题，是开启智慧的金钥匙;科研，则是启迪思维的试金石。不仅对于教师如此，对一个学校亦如此。传统观念里，人们习惯用“教书匠”定义教师的角色。但第三次知识大爆炸带来的冲击和挑战，告诉我们，“不思则罔”的窘境已迫在眉睫。但在这股“科研热潮”中，许多人隔靴搔痒，难窥门径;有些人在漩涡中迷失方向，不见“中学科研”的真容。

提到“中学科研”，多数人常觉缥缈遥远，认为那是教育专家和学者们的事儿，是教育科研部门的事儿，与普通一线教师没什么关系，我们只要教好书就行。对于教师职能“传道、授业、解惑”的品读，强化了教师的外化功能，而教师自我的内化提升却常常被忽略。科研，正是教师自觉提升的途径之一。正因为没有科研的自觉和意识，没有科研的态度和方法，教师才沦落为呆板的“教书匠”，无法适应新时代的呼唤，做与时俱进的科研型教师。

哈尔滨市第三中学的教师们，正是自觉思考的这群人。在张祥洲校长高屋建瓴的指引下，在校科研室的春风化雨里，一名名稚嫩的青年教师成为骨干教师，一名名努力践行自我价值的教师成长为哈尔滨市级科研骨干教师。历经二十载风雨，磨砺过二十载严霜，哈三中摸索出一条深化中学科研、呵护教师成长的经验之路。

一、摸石头过河――深化中学科研的尝试

教育靠实效，实效有方法。方法正是中学科研的目标。但一切都需要依托教师的智慧和汗水才能实现。为了帮助教师成长，哈三中将他们如雏鹰般地一次次推出巢穴，锻炼他们的翅膀，终于学会了飞翔。

首先，激发内驱力。虽然名师不是每一名教师的想法，但“不误人子弟”却是每一名教师的职业操守和道德准则。这正是中学科研深化的教师内驱力的触发点。通过榜样的带动、物质的奖励、评价的推动，让教师在榜样的身上吸收能量，在奖励的刺激下找到目标，在评价体系中向科研骨干教师靠拢。所以，我校在385名教师中评选了5届校级骨干教师。其中有12名教师已经成长为哈尔滨市级科研骨干教师，并且能够独立承担课题立项、课题研究等科研工作。

科研室在吕春霞主任的提议下，连续两年对一线教师进行论文成果评比奖励，既表彰了科研工作突出的个人，也激励了更多的人向他们学习，并坚持教学反思和总结，撰写论文，参加评比或投稿。这种做法如今已经取得了巨大的成效。在省市论文评比中，甚至国家级论文评比中，我校教师喜报频传。

其次，“手拉手”助推力。一线教师的常规教育教学工作是繁重的，如何从繁重的教育教学工作中解脱出来，也是每一名教师无法回避的课题。有的教师善于思考和寻找方法，常常寻得妙法，事半功倍;有的教师，任劳任怨，埋头苦干，却未必有效果。这正是科研的魅力。但是，一线教师不是专家学者，不是科研人员，对于科研的理论和方法知之甚少。因此，在中学科研的道路上，他们是泥淖中的挣扎者，是苦苦寻觅的思索者，需要有人拉一把。所以，科研室成了我们的家。无论是思想上的痛苦，还是工作中的困惑，还是师生关系处理上的窘境等，都可以在科研室得到解决。尤其是在中学科研工作中，如何选题，如何立项，如何分析，如何研究，甚至如何撰写申请和报告，从哪个角度进行研究等问题，都在科研室“手拉手”活动中得到解决。我们定期举办中学科研讲座，聘请省市科研专家答疑解惑，进行课题方法指导，论文写作模式讲解等，帮助一线教师学习和了解科研的理论和方法，从而指导他们的实践工作。

第三，课题组引领。教师在激励中成长了，课题和论文的数量与质量提高了。但教师个人的力量毕竟是微薄的。团队凝聚力量，形成合力，会取得更大的成果。本着这个理念，我校鼓励一线教师在自由开放的条件下组成科研小组，进行团队合作研究。为解决教师对课题研究的恐惧心理，我校特开展了校级特色的“小课题”立项研究。教师可以从日常教育教学实践中的“问题”出发，进行立项研究。

同时，我校建立了课题立项分级制。既有校长牵头的国家级课题，也有部门牵头的省市级重点课题，还有教师个人牵头的校级小课题，全面覆盖了中学科研的各个层面和研究导向。其中校级小课题尤其生动，其以灵活、机动，便于调整和开展为特色，最受教师们欢迎。

最后，平台影响力。哈三中是黑龙江省乃至全国闻名的学校，它的平台和影响力也是我校科研的双刃剑。一方面，对教师提出了更高的标准和要求，另一方面，也为教师提供了更多的交流机会和展示的平台。处理好二者的关系，必然会收到良好的研究效果。例如，物理教师殷雨露发明的物理学桌面游戏牌，就是融合了《三国杀》的桌牌游戏的框架和物理学中的原理，寓教于乐，极受学生喜爱，并获得了国家级科研成果专利。通用技术罗富华和体育教师宋智宸也都有小课题的“大成果”获得国家专利，这在黑龙江同等院校中是难能可贵的。这正是哈三中的平台影响力和教师的自我规划与发展形成的合力，所取得的杰出成果。

此外，为了让“教有所思，思有所著”的教师，分享成果，共享经验，碰撞思想，展示自我，科研室从一线教师中抽调素质和能力过硬的骨干教师担任《学会会刊》（2014年10月更名为《三人行》）的编辑和美工。本着自主设计、自主撰稿、同事约稿的想法，充分锻炼和调动教师的各方素质和能力，同时兼顾科研刊物的学术性、严谨性和教师展示的生动性、活泼性，大大提高了《学会会刊》的阅读范围和关注度，甚至在省市业界交流中屡受好评。这个平台，已经形成良好的运营模式，其经验是值得大力推广的。

二、路在脚下――哈三中深化中学科研的新成果

从2012年11月开始，黑龙江省“十二五”重点课题“中学科研内容深化、形式创新的有效性研究”启动后，我校全体教师以极高的热情参与到了本课题的研究中，并在不断学习――实践――反思――实践的过程中，重新认识科研、解读科研、实践科研，收获了丰硕的成果。课题主持人张祥洲校长带领有志于学校科研事业的教师们，一步一个脚印地踏实研究实践，不仅提高了教师们对科研工作的认识，拉动了全校教师的科研意识和自觉性，更形成了一个“人人爱科研，时时搞科研”的良好风气。

《国家中长期教育改革和发展规划纲要》明确提出“到2020年，基本实现教育现代化，基本形成学习型社会，进入人力资源强国行列”的战略目标。这就为“十二五”教育科研工作指明了方向：用科研指导教育教学实践，用科研引领教师的职业规划和专业发展，用科研提升学校的教育教学管理水平，用科研培养学生新时代的信念作风。但是，目前中学科研也面临着一些尴尬。在许多学校还是可有可无的，是花瓶，是摆设，在需要的时候装点门面，平时则搁置一边。还有些学校因为对中学科研的定位、方法、理念等存在错误的认识，或者缺少专家学者的理论支持和方法指导，导致做了许多无用的科研，甚至不能称之为科研的科研，浪费了财力、物力和人力等教育资源，却没有实现科研指导工作的有效性。因此，我校领导和教师积极投入“中学科研内容深化、形式创新的有效性研究”，正是为了寻找规律和方法，与其他兄弟学校交流共享，共同推进中学科研的深化发展。

当前，在美国同样存在着这些问题。因此，斯坦福大学教育学教授阿特舍曾撰文指出，美国教育未能跟上教育改革的步伐，教育研究脱离学校实际便是原因之一。教育要依靠教师的教育行为才能实现，而教师缺乏科研精神和研究的习惯，怎么能发现问题、解决问题，做到因材施教，满足社会和时代需要呢？所以，我们更应该认真研究中学科研的有效性方法，培养教师的科研自觉性和意识，真正实现以人文本的“人”的教育。

学生既是活生生的个体，同时也是社会的，更是时代的一部分。时代的飞速发展和知识大爆炸，使学生们接触了越来越多的信息，传统的方法和理念已经处于无可奈何的境地。因此，不管从哪个角度来说，中学科研都是教师、学生期待的，是社会和时代的呼唤。

为了解决教育教学中的问题、困难，发挥主观能动性探寻教育教学背后的本质与规律，力争以最小的投入、最巧妙的教育方法获得最大的教育成果和收益，我们开展了深入、广泛且细致的学校科研必要性、重要性的宣传;加强对教师科研责任的认识;对科研理论、科研方法有选择的进行各种形式的培训;提升广大教师科研专业化水平，促进教师自觉主动地参与科研，探究教育规律，养成观察的习惯，发现教育教学中的问题并能解决问题的本领。同时，关心教师的心理期待和需要，尽可能不增加教师们教学之外的过多负担，使他们乐于科研、开心科研、争相科研，让科研的成就感和快乐成为加强教师职业幸福感的重要途径之一。

1. 领导有意识

三中的科研精神是有传统的，如今领导的科研意识更加强烈，并成为中学科研工作的先导和保障。每所学校的校长作为学校师资队伍的建设和教育教学的引领者，必须是科研型、教育家型的校长。因此，才能把握全局，高屋建瓴地指导学校的管理和教师队伍的建设，更好地为学生服务。

2. 专家有指导

专家学者多年呕心沥血的教育研究需要实践验证的土壤，学校教师们繁重的教育教学工作也渴望有专家学者理论的指导和方法的借鉴。因此，三中主动参与省市教育研究院等科研院所，聘请专家，举办讲座，搞培训、研讨会等，目的就是为了请专家进校园，为一线教师面对面、手把手地指导学校科研的理念、技术和方法等。同时，教师们也可以把实践中的问题和困惑，以及教育理念和方法在日常教育教学实践中的效果进行反馈，取长补短，相得益彰。

3. 科研有阵地

三中的科研阵地主要有二，一是哈尔滨市教育学会下属的校《学会会刊》，二是科研骨干典型教师带动广大教师的个人博客。目的是给广大教师创作交流的平台，以点带面，拉动其他教师的参与意识和积极性。具体方法有：面向全校教职员工征稿，设置教师个人风采图片展示角，开创教师心理疏导和保健板块，还有教师个人感悟和心里路程的回顾专栏，还通过物质奖励参加各级各类科研论文评比获奖的教师，刺激和带动其他教师的科研意识。目前已经很有成效，教师们自觉撰写教学小论文，自觉学习教育专著，自觉申请小课题，展开研究并收到了成效。

4. 人才有梯队

中学科研工作如果不想成为昙花一现，或者装点门面的面子工程，必须有一个科学合理的人才梯队，建立一个校长――专家――科研室――教师的阶梯队伍。从学科带头人到省市科研骨干教师，我校已经基本形成了校科研骨干、市科研骨干、省科研骨干、省市兼职教研员为梯队的科研团队，而且特别注重年轻教师的成长和培养，定期举办青年教师培训，评选我校科研骨干教师，鼓励在中学科研方面有想法、有创新、有成绩的教师，同时带动其他教师乐于参与其中。

5. 人人有课题

为使我校的科研工作落在实处，我校领导和科研室的领导申报举办了三中科研立项申请，发挥教师们的自觉性和专业特长性，纷纷申报成了自己感兴趣和专业研究领域接轨的小课题。同时，科研室聘请专家学者对教师们的校级小课题给予相应的指导和培训，使教师们的研究有法可依，在内容的深化和形式的创新上大胆尝试，勇于探索，已经形成了人人有课题、人人参与课题的良好风气。在这个过程中，教师们的成长和进步是有目共睹的，成果也是丰厚的。全校教师多篇论文获得国家及省市的论文一等奖，并有专著文章发表，甚至还有的教师的科研成果已经申请了国家专利。这样，就改变了原来教师盲目科研、缺乏有效性的科研造成的资源浪费，使我校的科研工作有实效、有目标、有成绩和有意义。还有部分优秀教师从校级科研课题研究开始成长为能够承担市级、省级、国家级的课题研究的科研型教师，有了不做教书匠、争当教育家的教育理念和信仰。

6. 立项有根据

我校的中学科研工作经过实践探索，依据和定位越发明确，主要有四点：（1）课题立项要立足于为教育教学服务。说到底，中学科研是要为中学阶段的教育教学实践作指导的，是为了解决教育教学中的困难和问题的，这必须是中学科研的立足点和出发点。（2）为创办特色学校提供助力。教育是一种社会公共服务，同样存在激烈的生存与发展的竞争，因此，创办特色学校成为许多学校追求的目标。而如何办学，办什么样的学校特色，不仅仅是校长等领导们的选择，更应该是建立在广泛的科研基础上的研究结果的选择。只有用科研推动学校创办特色的方向和进程，才能实现客观、理性、合理的发展。（3）为学校决策提供智力保障。每一次关乎学校未来的决策都应该是广泛调研、冷静研究之后的理性选择。而中学科研正可以通过对中学阶段的教育教学的研究，对学校日常管理的研究，对学校未来发展的研究等，为学校的决策提供智力保障。（4）协助学校解决重大问题。哈三中是一所有着90年历史的名校，在90年的风雨历程中，所遇到的顺境和逆境、坎坷与挫折，充满了艰险和考验。许多问题的合理解决和英明决断，都要依赖于集思广益的研究与思考。中学科研恰恰在这一点上，为学校解决重大难题提供了客观的支持与指导。

7. 课题有管理

科研的热情有了，科研的意识具备了，科研的项目立项了，科研的成果取得了。但我们不能忘记科研的管理同样重要。在科研的过程中，要全程有监管，过程和成果有备案，并给予物质或荣誉上的认可和鼓励。

8. 突破有理念

因为中学教师有繁重的日常教育教学工作，许多教师多年来都是披星戴月，舍小家顾大家，兢兢业业。因此，我校秉承小课题、大收益、真研究、求实效的科研理念，力求做到科研工作学生欢迎、参与教师幸福、师生受益，消除职业倦怠感。这就深刻体现了我校科研的内容的深化、形式创新的有效性研究成果。

9. 科研有培训

科研对教师们来讲毕竟不像教学那样得心应手，在思想意识和理论方法层面上存在先天的不足，但我校通过多年的实践研究，已经形成了自主学习和专家引领、同事互助和专业培训相结合的有效而灵活的学习培训方式，深受广大教师的欢迎。同时，为锻炼和促进校级及省市科研骨干教师的职业发展，由这些骨干教师进行关于中学科研工作方面的经验体会和研究方法，包括论文写作模式规范和技巧的培训学习，真正解决了在中学科研路上教师们的困难，很受欢迎。这样，既锻炼了科研骨干，又提高了广大教师，一举两得。

10. 成果有交流

课题结题并不是意味着研究的终止，而应该是刚刚开始，因为任何理论成果都应该接受实践的检验。这就需要学校大力搭建学校交流平台，促进学校与学校之间的交流，取长补短，促进科研工作的进一步深化。同时，努力创造条件让市级科研骨干能够去全国科研先进单位学习、取经、进修，扩大科研骨干的研究视野。这样，能避免闭门造车的尴尬，使中学科研的内容走向深化，形式走向创新，研究成果真正客观有效。

四、存在问题

目前，我校的中学科研工作已经取得了很大的成绩，学校受益，教师受益，学生也受益。教师参与科研，乐于科研，自觉科研的良好风气已经形成。主动向上级申请科研立项，主动跑科研室寻求指导和帮助的教师越来越多，可以说情形喜人。但是，也面临着一些问题和困难：

1. 工作繁重，精力有限

如果你问教师爱思考吗？教师爱科研吗？回答是肯定的。哪位教师在工作中不是勤思苦学才能胜任本职工作，哪位教师不是自觉不自觉地进行着个性的“科研”。但是，教师虽为光荣的灵魂工程师，但教师也是血肉之躯的普通人，也有普通人具有的一切烦恼、痛苦和缺点。繁重的教育教学任务和上有老下有小的琐碎家庭负担，已经让教师们力不从心，再加上科研的研究工作，一些教师是有心科研却无力，热爱科研却爱不起。在本课题的不断深入研究中，我们更多地听到了教师们的这种心声。所以，如何合理化地安排教师的工作内容，如何合理利用和分配教师的时间，也会随着本课题的继续深入而进行调研。

2. 资金匮乏，力不从心

中学毕竟不是专业的科研院所，国家和政府的科研资金很难申请下来，从而导致教师们有些调查研究和实验研究因缺乏经费的保障而无法实现。例如，本课题的研究如果想增强客观真实性和有效性，必须要与其他学校进行交流和观摩，甚至到大中院校和科研院所去请教学习，但因为缺乏足够的经费而不能成行。所以，我们只能关起门来根据猜想和自己的实践探索而摸索前行。这样的研究成果，就很容易受到主观性和片面性的干扰。

3. 走出去请进来，交流不够

目前本课题的研究有这样一个难题：为了避免主观性和片面性，课题组成员和领导希望多看看省市甚至全国其他兄弟院校的中学科研建设情况和成果，取其精华去其糟粕，使我校的科研工作更上一层楼，甚至希望有机会到国外教育发达地区参观学习，开阔视野和思维视角。但是因为两个原因而不能实现：（1）参与课题研究的成员各有本职教育教学工作，时间有限;（2）课题缺乏足够的经费保障而无法广泛和深入地开展。

4. 成果转化效果不佳

每一个课题的研究成果都是课题组成员和相关领导的智慧和汗水的结晶，也是广大参与教师的辛苦劳动，但由于缺乏与各兄弟学校的交流，缺少省市教育部门的推广，而不能使研究成果传播到每一个学校，自然也就无法实现研究成果向指导实际工作的转化。

虽然有困难和问题，但研究的过程仍使“不用扬鞭自奋蹄”的三中教师感到无比快乐，研究中取得的一点点成果仍令三中教师备受鼓舞。我们会克服困难，扬长避短，继续深入，把中学科研的内容继续深化，把中学科研的改革创新下去，使中学科研真正成为“有效的科研”“实用的科研”“教师学生喜爱的科研”，实现乐于科研、快乐科研的良性循环，从而使中学科研为教育教学服务。

参考文献：

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篇10

    我们的生活是不断变化的，我们的世界也是不断变化的，但这变化是乱行无定的、抑或还是有定规的呢？这就是决定论问题，一个重大哲学原理。它关系到我们应该如何看待自然界的变化与发展，对之是否可以预计和控制，而且也牵连着人类社会的前途和个人命运的展望与把握，联系着人的自由、创造、道德与责任。从而，历代思想家、哲学家们大都本着各自的立场对决定论问题提出了自己的观点。然而时至今日，这个问题依然没有获得公认的解决，争论更是广泛和深入。本文先简述决定论问题的古今争论，接而分析现代科学揭示的各种“本质上的偶然性”现象的实质意义，然后论述决定论的确切含义、形成根据以及决定论是否真正存在的问题。

    一、决定论问题的古今争论

    历史表明，关于决定论的思想随着人类对于事物变化发展的因果性与规律性的观察在世界上很早就出现了。我国商、周时代的卜卦活动和关于卜卦的学说《易经》中就已经包含了决定论的思想——只当一切事物之生灭是有定数的方才可以通过占卜来预测(当时的哲人把“太极”作为万物的元始与统制)；春秋战国时代，“天行有常”或“天有常道”之认识的形成又使决定论思想进一步明确化(这基本上是一种规律决定论)。然而，中国古代的决定论也是不完善的，因为一方面相信有能推算“过去未来”可得知“五百年前五百年后”的通慧大师，但另一方面又认为有“法力无边”的玉皇大帝和如来佛祖，这样的神明是不遵守固定法则的至高无上的自由主宰，世界会随它们的意愿而无规变化。

    西方人的决定论思想也产生得很早，西方哲学史上有西方人决定论思想形成发展的脉络，这也是一个决定论与非决定论反复争论的历史过程。在古希腊时代，首先出现了两种性质不同的决定论：一是赫拉克利特和德谟克利特所代表的自然决定论，他们相信规必然律和因果关系的普遍存在，主张世界“古往、现在与未来的一切都是有定数的”。二是毕达哥拉斯和柏拉图所代表的观念决定论，他们也相信世界是有秩序的，但说这种秩序是来自“数”或“理念”或神；柏拉图又将这种观念决定论发展为目的论，认为世界万物都是由神的目的所决定的。后来的宗教神学继承了这种决定论，认为一切都是由全知全能的上帝决定的(但对于上帝决定论又分为一次决定论和不断决定论两种理解)。

    亚里士多德以后，西方早期的决定论受到两种思想的动摇。一是斯多葛派的自由意志论(他们在自然观上主张必然性，但在社会伦理领域主张自由意志论)，二是伊壁鸠鲁的“原子自动偏斜说”的提出把本质意义的偶然性带入了自然界。从此，自由意志和偶然性就成了反对决定论的两大理由和支持非决定论的两大根据。决定论问题的论战由此而在西方哲学史上拉开了帷幕。再后，古希腊—罗马时代的怀疑主义学派反对因果性而宣扬不可知论，摈弃一切确定的论断，成为极端非决定论的早期代表。

    欧洲中世纪是宗教神学的一统天下，上帝决定论统治了这个漫长的黑暗时代，人民大众在严格的宿命论观念中忍受着教会的压迫剥削。

    文艺复兴运动给近代西方带来了思想解放和科学技术发展，上帝决定论也逐渐为新的哲学所抛弃；科学研究对自然规律和因果关系的不断揭示使自然决定论的观念日益增强，产生了许多坚定的自然决定论者，斯宾诺莎、霍尔巴赫和拉普拉斯是其中的三位代表人物，他们在自己的著作中先后提出了三个自然决定论的典型表述。

    斯宾诺莎是一个坚持从世界本身说明世界的唯物主义哲学家，他确信因果关系在物质领域和精神领域都是普遍存在的，作为世界本原的“实体”通过普遍存在的因果关系链网必然地决定着自然和社会中的一切事物之运动和发展。他在其名著《伦理学》中写道：“每个个体事物或者有限的且有一定的存在的事物，非经另一个有限的，且有一定的存在的原因决定它存在和动作，便不能存在，也不能有所动作，而且这一个原因也非经另一个有限的，且有一定存在的原因决定它存在和动作，便不能存在，也不能有所动作；如此类推，以至无穷。”[1]25－26]同时，“每一个意愿只有为另一个原因所决定，才可以存在，可以动作，而此另一个原因又复为另一个原因所决定，如此类推以至无穷。”[1]29再者，作为世界本原的“实体”虽然不再为他物所决定而是自己决定自己的“第一原因”，但它也没有自由意志而只能依其本性必然地行动，除了产生现已存在的自然状态和秩序之外，不能再产生别的替代样式[1]29－30。这样，斯宾诺莎就把世界描述成了一个因果必然性的决定论系统，这里没有偶然性，没有自由意志，没有超自然的目的论，一切皆由“实体”的本性因果必然地惟一决定了，人应该平静而理智地面对所遇到的一切有幸和不幸，这是自然的法则。

    霍尔巴赫是另一位杰出而彻底的唯物主义哲学家，他也坚信因果关系普遍而必然地存在于世界的一切事物之中，并以物质的必然因果法则对偶然性观点和自由意志论作了严密而系统的批判，由此而提出了他的决定论：“宇宙本身不过是一条原因和结果的无穷的锁链，这些原因和结果，不断地这一些从那一些中产生出来。只要我们稍加思索，我们就会不得不承认，我们所见的一切都是‘必然的’，或不能不是现在这个样子的；我们所看到的一切东西，以及超乎我们视觉以外的一切东西，都按照一定的法则而活动”[2]51。以至狂风巨浪中的一粒沙、一滴水的运动迹线都是严格地决定了的，在激烈政治动乱中人们的每一言一行也是由因果关系必然地安排了的[2]51－52。总之，一切都在因果必然性的秩序之中，霍尔巴赫的决定论是绝对严格的，不允许有丝毫的偶然性；并认为一个极微小的原因也会决定未来的一个巨大结果[2]52，但世界上决没有找不到原因的东西(如果一时找不到的话也不能承认它没有原因)，哪怕混乱的状态其实也是有严格原因的必然现象。

    以上斯宾诺莎和霍尔巴赫的决定论都是以严格必然的因果关系链维系的因果决定论，但这二者也有一个明显的不同：斯宾诺莎的决定论是以“实体”为基点——第一原 因——发出一束无限伸展的“射线式”因果关系链，可称为射线决定论。霍尔巴赫则认为不能存在“第一原因”，主张宇宙因果关系链是无限循环的圆圈——自然事物“是更替地作着原因和结果；它们就是这样地形成一个生与灭、配合与解体的巨大的圆圈，这个圆圈既不能有开端，也没有终结。”[2]33从因果关系的性质上看，霍尔巴赫的圆圈体系更合理些。

    拉普拉斯是一位近代自然科学家，他在普遍成立于宏观世界的经典力学基础上提出了一个科学形式的决定论：“我们应该把宇宙的现在状态看作是它先前状态的结果，随后状态的原因。暂时设想有一位有超人的智力的神灵，它能够知道某一瞬间施加于自然界的所有作用力以及自然界所有组成物各自的位置，它并且能够广泛地分析这些数据，那么它就可以把宇宙中最重的物体和最轻的原子的运动，均纳入同一公式之中。对于它，再也没有什么事情是不确定的，未来和过去一样，均呈现在它的眼前。”[3]36(这个决定论后来密尔在其《逻辑体系》中作了重述)显而易见，拉普拉斯的决定论表述有其鲜明的特点：第一，它不仅是一种存在论的哲学论断，而且是以科学定律的形式试对世界的过去和未来定量计算，原则上要给出一切时刻的精确的宇宙物理图像，因而也是一个认识论意义的且有科学性质的物理决定论。第二，斯宾诺莎和霍尔巴赫的决定论的理论基础或立论根据是定性的因果关系或因果必然性，拉普拉斯的决定论的立论根据则不仅是因果关系，而主要是定量的经典力学规律。因此，拉普拉斯决定论可以称为规律决定论，或因果律决定论(经典力学规律是因果律)；相应斯宾诺莎决定论则可称为因果决定论或因果性决定论。由于后来统计规律的产生以及发现经典力学规律对微观领域不适用，故而拉普拉斯的经典力学规律决定论就被贬称为“机械决定论”，在当今成了批判的对象(但由于一切统计规律都不与动力学因果律真正矛盾，故而当今论者的批判意见并不真正有效，拉氏决定论表述的主要缺陷乃在于它没有处理无限问题，参见后面分析)。

    另一方面，近现代西方哲学中也有许多持自由意志论的哲学家，像笛卡尔、莱布尼茨、康德、费希特、黑格尔、詹姆士、柏格森、萨特等人，都是著名的自由意志论者。由于认为自由意志不遵守因果关系和客观规律，那么上述哲学家原则上都是不支持决定论的。笛卡尔主张人是凭自由意志而自由行动的：“我们也当认为自己不止是机器，而还更进一步，因为我们在接受真理时，并非出于必然，而是自由的。”[4]14萨特也认为，自由之为自由，仅仅是由于自由的选择永远是无条件、无根据的，所以，人的选择和行动并不遵循什么规律，而是绝对偶然的[5]24。这样，即便自然事物具有必然性，但由于人的自由行动的干预，世界在总体上就不能是决定论的。因此，詹姆士说：“自由意志的实用主义的意义，就是意味着世界有新事物，在其最深刻的本质方面和表面现象上，人们有权希望将来不会完全一样地重复过去或模仿过去。”[6]62也就是说，自由意志论是希望将来不重复过去，一切是可变的，世间不断出现不能预定的新东西—这就是非决定论的本质意义。此外，罗素主张因果关系的概然性，认为一切规律皆有例外，所以他也不赞成严格的决定论；尚在发展中的西方后现代主义学派向近代传统挑战，他们反对基础论(否定世界有本原)和本质论(否定现象—本质关系)，主张非确定性，从而也反对一切决定论。

    但是，也不是一切自由意志论者都主张非决定论。首先，莱布尼茨虽然主张心灵活动不遵循自然规律，但他又认为心灵和物体的运动都是上帝预先安排好的，世界万物都处于一种“前定的和谐”之中，这也是一种决定论的景图，属于上帝决定论。其次，康德的自由意志论主张人的自在本体是自由的，但在现象世界上，人的行动又是可有因果关系的，且符合自然规律。于是，在康德的哲学中，现象世界可以是决定论的。再者，黑格尔主张自由与必然相统一(自由是对必然的认识)，那么他的哲学实质上也不真正反对决定论。

    由以上所述，我们已看到，不论在古代还是在近代或近现代，一直都存在着决定论与非决定论两种相反观点的对立，在决定论方面也有理论根据上的差别和分歧。到了现代社会，现代科学的发展在微观领域和复杂系统中又揭示出了许多新的随机事件或不确定性现象，又加剧了人们对决定论问题的争议。这些新的不确定性现象，首先是量子力学理论(波函数)对微观事件(之观测结果)的统计性(几率)描述和关于微观粒子的测不准关系(不能同时准确测定其位置和动量等值)。其次，系统科学的发展也揭示出复杂大系统中具有非线性因果关系、涨落现象、“分叉点”问题和“对初值敏感性”效应等不确定性现象，它们似都不遵循原因与结果的确定对应关系。于是许多论者把这些新的不确定性现象称为“本质上的偶然性”事件，并认为它们已否定了因果确定性、摧毁了严格的决定论。随之，国内外也相应提出了名目繁多的新理论，如西方的“非因果决定论”和“不完全决定论”；国内的“辩证决定论”、“哲学决定论”和“多元决定论”等[7]。这些新理论尽管名称不同，但都是一种兼容了非线性因果关系、各种统计规律和“本质上的偶然性”的新式决定论，在严格的机械决定论和极端的非决定论之间开劈中间道路。它们都建立在一个新的共识之上——即认为现代科学揭示出来的各种新的随机事件与偶然性现象否定了因果律(因果确定性或必然性)的普遍存在。这些论者们步科学新发现而动，并以不同的方式与风格来着手批判或摧毁建立在因果律之上的旧式决定论，在国内外掀起了一股否定严格决定论的浪潮。但由于各种新的随机现象仍然服从统计规律，不是绝无章法的混乱现象，又使这些论者们不得赞同极端的非决定论。因此，建立一种介于严格决定论与极端非决定论之间而又能概括科学新进展的新式决定论就成了自然趋势。至于如何具体建构这种新理论，不同的论者基于各自的立场与学识而各取方案：有人通过修改旧决定论的概念含义而沿用其名称来表述新的决定论；有人维持近代概念的原有含义而修改其名称；还有人则采用部分修改 部分否定的折衷方案。于是就出现了上述内容类同而表述方式和名称各异的各种新式决定论，其实都是某种折衷理论，它们之间的争论实际上主要乃是概念定义方式上的争论。当然，坚持严格决定论和极端非决定论的人现在仍有存在，因为对于现代科学的新发现还是可以有进行多种解释之余地的。

    总之，从古至今，决定论问题经过了人类两三千年的研究和争论，现在仍未真正达成共识，在概念与实质两方面还需继续研究。

    二、“本质上的偶然性”之实质分析

    现代科学揭示出的上述“本质上的偶然性”现象或随机事件已被广泛谈论，并已成为许多论者否定因果确定性和严格决定论的基本根据。但这也不是一致公认的结论，已有一些深入一步的研究分析表明，它们仍只是一些现象问题，是对科学实验结果的表观理解，而缺乏实质性分析。下面我们试作一些实质分析(我们已经在《因果关系研究》一书中对于各种不确定性现象的实质意义作了系统的研究分析，这里将其要点简述如下)。

    1.量子力学中的不确定性现象之实质分析

    

    即量子力学波函数对微观物质的原本运动状态的描述是有因果确定性的。量子力学的不确定性只发生在上述第二个环节中，这个环节属于测量环节。因为微观物质(或粒子)的原本状态是不可见的隐态存在，从单个量子(微观粒子)到其在宏观仪器上的表现，是一个微观客体与宏观仪器组成的整体现象，人们看见一观测到的“微观粒子”实际乃是微观粒子本身与测量设备—显示介质(乳胶、云室、屏幕、照相板等)以及各种背景和操作因素相互作用的产物，这是一个“波包缩编”过程，一个从微观隐态到宏观可见态的层次过渡。但由于现有的量子力学理论不是关于测量的理论，量子力学波函数并不描述微观测量过程之波包缩编的物理机制，即它未能完备描述测量过程对微观物质运动状态的各种影响作用，因而它就不能对微观粒子的可见态给出精确的描述，只能给出一个发现的几率。

    由上分析明示，量子力学不是测量理论，量子力学的波动方程和波函数乃是描述微观物质原本状态(隐态)的数学模式，此描述是有因果确定性的。量子力学的统计性(几率)描述乃是发生在以波函数之模平方预言微观过程之观测结果P的测量环节上。波函数对这个环节的原因描述是不完备的，正如玻姆所言：“它依靠的是对人们尚不知道的过程的一种平均作用”[9]。海森伯也认为，量子力学的几率描述代表着进行测量时的实验状况，这里的统计性描述的出现是与知识不完备有关的，对一个系统的不完备的认识一定是量子论的每一个表述的本质部分。因而，现在已有越来越多的物理学家认为，～P关系乃是一种并不必然违反个体因果律的系统的统计分布。这也就是说，微观过程本身原是具有因果确定性的，这里的“不确定性”乃发生于不适合量子力学波函数描述的测量环节上，它是由未计量因素的未知作用所造成，属于原因作用的未确定而非因果对应的不确定。所以，量子力学的统计性描述并不真的否定微观过程具有因果确定性，它也不是真正的“本质上的偶然性”。

    其次，量子力学还有一个著名的“测不准关系”，这是海森伯公式X·P≥h/4π的物理意义：在一次测量中，不可能同时准确地测定微观粒子的位置与动量。其他诸如时间与能量或频率之间也有这种测不准关系。这就意味着人们永远无法准确地测定微观粒子的存在状态，它们将常在不确定之中。但进一步的分析表明，测不准关系乃是人们采用经典力学描述宏观物体的概念和术语(如粒子、位置、动量、时间、频率等)去描述微观物质状态所导致的问题，它只表明，对于微观对象用经典力学物理量来测量—描述时，将不能同时得到精确的全部数据。但这并不意味着微观物质没有自己的确定状态(上面已述，波函数对于微观物质不可见的原本状态的描述是有因果确定性的)。量子物理学家玻姆已经指出，微观过程是“一种真实的、具体的和确定性的物理过程——即一种能够以精确数学细节加以描述的过程——而测量行为则不可避免地阻碍了正在加以测量的东西。”[9]因此，量子力学的测不准关系，只是表明人们难以准确地测定微观粒子的一些物理量，而不是说它们本身也不能确定地存在，即只是“测不准”而已。当人们不对这些粒子进行观测时，它们原是带着各种确定的物理量而存在和运动的(对微观过程进行“回溯性测量”可以证明这一点，海森伯也这样认为的[10])。

    鉴于上述两方面的实质性分析，我们已看到，量子力学并未真正发现微观领域存在“本质上的偶然性”，人们谈论中的微观过程的不确定性，实乃是由于量子力学涉及测量问题和相应的不完备描述所导致的未知原因作用引起的；关于原子核衰变事件的随机性实际也是由于量子力学对其衰变过程的非机制性统计描述所造成[11]。量子理论并没有清晰明确地给出关于微观过程的实在图像，它们至今仍是不确知的暗箱事件，故“知识不完备”问题定然难免，这正是其不确定性现象的基本原因。

    2.系统科学中的不确定性现象之实质分析

    与量子力学互应，现代系统科学也在复杂大系统中揭示出了许多新的不确定性现象，主要有非线性因果关系问题、涨落现象、“分叉点”问题和“对初值敏感性”效应等几种，它们也被一些人视为是“本质上的偶然性”现象。下面我们也对其实质意义进行简要分析。

    (1)非线性因果关系分析。复杂大系统中的因果关系也相应复杂化了，出现了一些“非线性”特征，表现为：系统中各种不同原因的作用不能简单地相加，总体运动状态不能简单地还原为各局部运动状态的加和；一个原因可能引出多种结果，一个结果也可能有多种原因；结果有时会反作用于原因。这看似破坏了因果之间的单向对应关系，否定了因果确定性。但我们的研究表明，“非线性因果关系”仍是一种严格的因果关系，这里的原因仍然有其确定的结果。

    一方面，复杂系统中各种不同原因的作用不能简单相加的问题，这表明系统中的相互作用复杂化和层次化了。正如数学上的非线性关系是由于变量之间存在着相乘作用引起的一样，系统中的非线性因果关系也是由于其内各种因素或局部运动之间存在着横向的交互 联系和相互作用。正是这种横向的交互关系的存在，而使得系统的总体状态不能是其各元素各部分的原因作用之简单相加的结果，它也不能够简单地还原为各元素各部分的存在和运动，也即线性关系失效了。然而，系统内部的交互联系和相互作用的存在也只是把系统结合成为了一个有机的整体，使人们难以在其中分离出独立的二体因果链，但此系统的前一总体状态仍然对其后一总体状态有着严格的因果规定性。由于因果确定性(原因对结果的严格规定性)本来也只是对完全原因或封闭系统之总体状态而言的，故这种非线性关系就并不破坏严格意义的因果确定性了，它也不是一种“本质上的偶然性”。

    另一方面，关于“一因多果、多因一果”之说，实乃一种不严格的表述。研究表明，关于“一个原因可能引出多种结果”的现象，实际乃是由于把一种变化根据当作原因而让它在不同的条件下产生了不同的结果(例如说一个火种放在油中能燃烧而放入水中则生烟)，或是让同样的原因在不同的条件下产生出不同的结果，或是将一个结果的不同部分当做了不同的结果。这里的问题乃在于没有从完全原因和完全结果上讲关系，其所言的“原因”实乃部分原因，因为“不同的条件”也是原因成分(为外因，上例中，火种与油的相互作用是一种原因，火种与水的相互作用则是另一种原因)；或其结果只是部分结果。再说，宏观随机事件，由于其中存在着试验操作因素的未知作用，故它们不是真正的“一因多果”事件；微观随机事件中也存在着测量条件的多种未知作用，故两个看来同样的微观实验之不同的观测结果，也不是真正的“同因异果”。因果确定性本来只是对完全的原因和结果而言的，部分原因与部分结果之间的不确定关系并不破坏因果确定性的本义。同样，关于“多因一果”现象，也是由于把表面类同的不同东西当成了“相同结果”所致的近似判断，这种“相同结果”之间其实存在着许多的内部差异，从而对应着不同的原因。例如，手摇打字机和电脑所打印出的“相同文件”，二者在打印时间与字迹形色细节上仍是存在差异的不同结果；木棒和铁棒所敲响的锣声(之音色)也不一样；不同初始条件所致的“热平衡状态”其内部分子的运动迹线也是不完全相同的。故这也不破坏严格的因果对应性。

    总的说，世界上或系统中的事物是普遍地互相联系的，任何一个因素作用都会引发一连串相关结果，一个结果也必定由多种因素综合导致，确定对应的严格因果关系只对孤立或封闭系统的前后总体状态而有效。其他各种“二体”因果关系(包括上述的“一因多果”“多因一果”关系)皆是忽略了大量次要因素的近似因果关系，才引出了一些因果不确定对应的假象，曲解了因果关系的本来意义。再则，自控系统中的反馈作用问题，也并不是“结果对原因的反作用”，而实际是多个因果过程的接续：前一原因引起一个结果，这个结果状态转而又作为一个新的原因再作用于原来曾是原因的东西而使之成为一个新的结果(构成一个转圈式因果链)，如此多次循环构成一个自动控制过程。这里我们不应把时间上多个不同的因果过程混淆成为一个因果过程。三体问题和多体问题也都应从系统角度来看待，因果关系才能理顺。总之，所谓“非线性因果关系”的各种现象，实际都不构成因果确定对应关系的反例，它们也不是“本质上的偶然性”。

    (2)涨落现象分析。“涨落”也称“起伏”，指热力学系统中表征系统之某种性质的物理量(密度、压强等)在统计平均值附近不断地作无规则的微小变化。它是由系统中大量物质微粒的热运动造成的。由于涨落现象大量存在而又难以预计和控制，故而也成为一种引人注目的偶然性现象。深入一步的分析表明，由于涨落现象是系统内部微粒的热运动所造成，对于气体和液体系统来说，其涨落现象的原因则是大量内部分子的热运动。物理学已知，分子的运动是遵循动力学规律的，具有因果确定性；那么大量分子热运动的集合体(系统)也就是一个严格意义的因果关系网，而由它们表现出来的涨落现象也就存在于严格的因果关系中，并且原则上是可以通过对每个分子运动迹线的计算来预计它的，只是由于这种计算极其复杂而人力难以进行而已。照此道理，由分子以上的物质微粒构成的系统的涨落现象，都应是因果关系网中的确定性事件，而非“本质上的偶然性”。关于微观领域的“量子涨落”问题，也即微观粒子的“波动性”，在上面我们已经论证微观粒子的波动过程(不可见的原本运动状态)是有因果确定性的，因而，量子涨落现象也不会违反因果确定性。总之，涨落现象只是一种人力难以掌控的复杂事件，是一种可作因果解释的偶然现象。

    (3)“分叉点”问题分析。“分叉点”是耗散结构理论中的一个著名问题，其内容是说，当一个系统向远离平衡态演化时，会出现一种通向不同状态的“分叉点”，一个无限小的扰动就可以促成一个特定的演化方向。鉴于“一个无限小的扰动”是一难以捉摸的偶然现象，故而有人认为系统在“分叉点”处就失去了因果确定性。那么应该如何看待此问题呢？通过对一些相关事例的具体考查而看到：某些系统产生“分又点”时，就是进入了一个即将发生变化的“临界状态”，一个微小的扰动就会导致一个变化迅速发生，就像一丝小风就会使一个立椎倒向一方一样。这实是一个小原因引发一个大结果的事件。然而，尽管这个“微小扰动”不易掌控和计量，但毕竟还是一个实在的原因作用，它引起的特定变化也是一个合规律而发生的因果事件，这里并没有因果确定性的真正破坏。分叉理论的提出者普里戈金也认为：“小的原因可能产生大的效果，但这个世界并非是任意而为的。……涨落逃脱控制这样的事实并不意味着我们不能找出涨落放大所引起的不稳定性的原因来。”[12]“分叉点”处的相变事件是有其确定原因的，不是神秘莫测之事。

    (4)“对初值敏感性”效应分析。“对初值敏感性”乃是混沌系统之随机现象的特征效应，系统初始条件的 微小差别将会导致后续状态的巨大变化，并且这种“微小差别”是生自系统内部的，故此效应又称为“内在随机性”。这里以“奇异吸引子”现象为例来作考查：吸引子是漩涡中心一类东西，混沌系统的“奇异吸引子”的特征在于，它在整体上是一种稳定的无穷层次自相似套嵌结构，但从局部看，它又是不稳定的，其内部套嵌的小吸引子之间互相竞争着，相邻的运动轨线互相排斥而迅速分离。研究表明，奇异吸引子乃是分形几何中的一种分形结构，相邻内部小吸引子之间的边界也是无穷细节的分形——存在着许多微小的差别；正是这些微小的差别致使边界上的质点归属不同的吸引子。这也就是说，两个竞争的吸引子之间的质点终究归属哪一个吸引子，是由边界上的微小差别决定的；这种微小的差别(作为原因)将使这些质点以后的去向巨大不同(相邻轨线按指数分离)。这是一种典型的“对初值敏感性”效应。其他还有“倍周期分岔现象”和“蝴蝶效应”等，也皆是因微小的初始差别或变化导致后续的巨大变化的事例。

    上述事例以其微小难辨的差别促成巨大变化的奇特现象使人难以捉摸和不可思议，确实是一种无从把握的随机事件，人力不可能对它们进行准确计量和预控。但另一方面也应看到，“对初值敏感性”效应也不是绝无原因的乱象，它们每一巨大的变化皆由一种“微小的差别”所引起，这是一种难以把握但又是真实确定的“原因”；加之混沌系统乃是“确定性系统”，故而又保证了此“小原因”对大结果的规定是有确定性的。所以有些科学家称此为“混沌决定系统的伪随机性”[13]。这样一来，“对初值敏感性”效应也应归属于认识上的不确定性现象，它们的出现虽不是源于人的无知，但却是由于人的能力有限所然，也不能算是“本质上的偶然性”；就像人们虽然写不出圆周率π的确切数值(而无法精确计算圆的周长)，但每个圆皆有其确定的周长一样。

    3.事理分析

    以上我们对于量子力学和系统科学揭示出来的微观过程与复杂系统中的一些不确定性现象之实质意义作了简要分析，已经看到它们都不真是破坏因果确定对应性的“本质上的偶然性”现象。其不确定性皆由于原因的不能确定计量所引起，而非因果对应性的否定。再从事理上分析，当今谈论的“本质上的偶然性”现象，乃是原因对结果的不完全规定的事件(而非完全无规的乱象)；但这“不完全规定”之性征，是介于“完全规定性”与“完全无规性”之间的，应是两种对立作用的中和效应——具体应是遵因果性与反因果性两种对立性质一同作用所造成。于是这就意味着相关原因事物同时具有着遵循因果关系和违反因果关系两种性质。然而，要让一事物既遵循因果关系而同时又不遵循因果关系，或让一性质对一物态既规定而又不规定，乃是明显违反逻辑的矛盾之事，定然不能真实存在。那么是否可以设想原因中一些因素遵因果性而另一些因素反因果性呢？若是如此，世界上就得存在一类遵因果性的东西和一类反因果性的东西；而人类科学实际上只是发现有前者，而从未发现有完全反因果性的东西(无因之果或无果之因)存在；故此设想也不能成立。一物要么严格遵循因果关系，要么完全不遵循因果关系，“半遵半不遵”乃是悖理之言，而全无因果性之物又不见存在。所以，那种“不完全规定”的“本质上的偶然性”从事理逻辑上也是不能存在的。另外，伊壁鸠鲁关于原子能作直线和斜线两种运动之学说，乃是未经证实的思辨猜想，也不能支持有“本质上的偶然性”存在。数千年的人类实践知识已确认了“自然齐一性”原理，现代科学也证实了“基本粒子全同性”规律，那么当科学已表明因果关系大量存在而一些疑难的不确定性随机现象也都能作出合理的因果解释的情况下(即并未发现有因果关系真正失效的地方)，我们就能够得出：“相同的物质具有相同的属性，相同的原因皆有相同的结果”的结论，因果关系对于一切事物都严格成立，“本质上的偶然性”当不存在。之所以有许多的人都倾向于认可微观过程和复杂系统的随机事件对于因果确定性的挑战，本是出于对科学的诚信与尊重，但他们在尊重科学新发现的同时，只是直接援引科学新事实来作出理论判断，缺乏对它们的实质意义进行深入分析，流于事情的表观理解之中，故其判断难免偏颇或失当。我们上面通过对于这些不确定性随机现象的实质分析已经表明，这些不确定性现象实是原因不详之事，而非真的违反了因果确定性。争论还会继续，关键在于对科学的理解。科学的结论有其成立的严格条件，不可随意扩大其有效范围。

    三、决定论的含义与真假问题

    上面第一节中我们已简述了古今人们对于决定论问题的不同观点，由之看到了“决定论”的概念一直处在变化发展之中，其确切含义至今尚未统一界定；它的真假问题——究竟存在还是不存在——更是人们长期争论的话题，至今也尚无定论。下面我们根据有关研究来对这两个问题试作分析，希能有助于它们获得解决。

    1.决定论的含义分析

    在至今以来关于“决定论”的众多定义中，有许多是把它述为一种关于世界上因果关系和客观规律普遍存在的学说或理论。但有进一步的研究则表明，这类定义并不确切：因为因果关系和客观规律的普遍存在只是意味着变化发展有客观必然性，但对于一个开放系统而言，这并不能导致根据初始条件对其未来发展状况有决定性和预言性(因为时刻有外部干扰作用进来破坏其决定性)从概念逻辑上讲，所谓“决定论”，其本义在于“决定”二字，在于对未来的已经“决定”了，而不仅只是说未来的发展有不随意志转移的客观必然性。若一个世界或系统之未来发展不能决定或预言，它就不能是“决定论”的。通过领会古今各种决定论的意旨，我们能够从中发现一种基本思想，构成一切决定论的本质意义，它就是：“过去、现在和未来的一切事物之存在与变化皆在定数之中”(“定数”即已安排好了之义)，简言之，“一 切皆有定数”。若偏离或舍弃了这个基本思想，它就不能成为一种决定论，至少已不是严格意义的决定论了。但是，这一基本思想只是指示“有定数”，而并未指示这种定数是由何而来或谁给出的；后者乃是各种决定论所要具体论究的重要问题，并明确体现在它的决定论定义之中。

    由第一节所述已知道，古代的决定论有三种，一是因果决定论，以因果关系普遍而必然地存在为根据，由它决定世界的古往今来之定数；另一种是神灵决定论，它的定数由上帝、真主或佛祖的法力来安排；再一种是目的论，它由某种超自然的目的性规定了古往今来的一切定数。实际上，目的论也可以归入神灵决定论。

    由于神灵决定论和目的论随着科学文化的发展而逐渐为历史所抛弃，只有因果决定论长期流传下来，并且在内容上不断充实，成为了近代决定论的主流。又则，近代社会、特别是西方近代社会，科学技术迅速发展，揭示出了许多自然规律，这些规律以数学形式表述，具有精确定量的特点，能够把事物存在与变化的各种定数具体地计算出来，比定性的因果推理关系大大前进了一步。于是，规律又进入了决定论的定义和根据之中，补充和发展着因果决定论，并有取而代之的趋势。例如，拉普拉斯决定论就是在因果决定论的基础上补充了力学规律的内容，使它成为了一种有操作意义的规律决定论。进而，如今还有一些论者已完全用规律来定义决定论，或只承认规律决定性。

    那么，究竟应该如何来界定决定论的确切含义呢？或者说，决定论与因果性、规律性以及必然性的关系究竟是怎样的，三者中何者才是决定论的真正基础与根据呢？显然，要判定这些问题，只能以决定论的基本思想——一切皆有定数——为准则。由这一准则来审视，可认为决定论与规律的关系最直接。因为决定论的“定数”是指一切事物的存在与变化而言的，它既指一切因果性变化过程有定数，也指一切非因果性变化过程有定数，还指事物的空间结构与分布状态有定数。但是，因果关系只是使因果性过程有定数，必然性也只是使一切变化过程有定数，这二者都不直接规定事物之空间结构与分布上的定数，而空间定数也是决定论的基本内容，这一内容又只能由结构规律来规定。因此，只有普遍的规律性才完全符合决定论的要求，它可以构成决定论的直接基础。若是把因果关系或必然性作为决定论的基础的话，则总有一些定数难以直接说明。例如，因果关系的普遍存在只意味着现在的空间状态是由过去的空间状态规定的，但初始状态的空间结构又是如何规定的呢？因果关系本身不能直接回答这个问题，必然性同样也不能回答它，只能求助于事物的结构规律。不过，对于一个已经存在的世界或系统而言，它的初始条件已经确定了，这时只要因果关系普遍而严格地存在，此世界或系统(封闭系统)就是决定论的了；即在这种情况下，普遍而严格的因果关系可以成为决定论的基础或根据。

    然而，用规律性作为决定论的基础或根据也有其特定的问题，这就是统计规律问题。我们知道，动力学规律能给出对象的确定数据，它直接体现着决定论的意义；但统计规律只有系集的大数确定性，对于个别事件，它只能给出一个几率描述，规定一个大致的答案范围，而并无确切的定数。那么，只有统计规律性的事物还属于决定论的范畴吗？这乃是当今论者正在争论的问题。这个问题的出现导致了决定论意义的变化，有些论者提出严格决定论与趋势决定论之分，后者又被赋予哲学决定论、辩证决定论和统计决定论等新名称。但实际上，趋势决定论乃是在严格决定论与极端非决定论之间的折衷方案，是既要屈从科学新发现而又欲坚持决定论原则的不得已之为；若敢于放弃决定论原则的话，统计规律也可以划归非决定论范畴。不过，我们已在上一节中较系统地论证了统计规律并不与因果确定性真正对立，它的不确定性乃是由于相关科学的局限性和人的能力限度等原因造成的，故而统计规律并未真正否定严格的决定论，它也不能成为另一种非严格决定论的存在根据。因此，统计规律的存在不会破坏以普遍的规律性作为决定论之基础的结论。

    由以上分析我们已看到，“决定论”概念的含义应由两部分组成：一是本义，即认为世界上过去、现在和未来的一切事物之存在与变化皆在定数之中，绝无例外；二是基础或根据，世界之所以一切皆有定数，是因为世界有因果性与规律性，普遍而严格存在的客观规律和因果关系已把世界古往今来的一切皆安排成严格的秩序，规为定数。由是，“决定论”概念的确切含义已经清楚，我们现在可以给出它的定义：

    “决定论”宣示：世界上普遍而严格的客观规律和因果关系使得过去、现在和未来的一切事物均在确定的秩序之中，导致宇宙万象的存在与变化皆有定数。

    上面的表述是决定论的完整定义。至于其“定数”是否可以计算的问题是不能一概而论的，因为世界之巨大与复杂已限制了人力计算天地人生等大值定数的可能，但人们可以按照科学定律推算各种具体事物的存在状态和变化结果之(一定精度的)数值。同时，决定论的存在也为宇宙的全息结构及其相关的各种预兆提供了可能或依据，反之，一些预兆或预言的实现也可引为对于决定论的支持，非决定论的世界是没有预言性的。

    上述定义也表明，决定论作为一大哲学原理，也是一种存在论意义的宇宙观，它宣示了世界之存在与演化的必然性；同时也指示了事物之变化发展的可预计性，又具有认识论意义。换个角度看，决定论既是关于世界总体发展的必然性原理，也是关于具体事物存在与变化的确定性法则，它兼有世界决定论和事物决定论二义。再从决定论拒斥自由意志论意义上说，它是一种关于人类活动的物质决定论；鉴于决定论否定“本质上的偶然性”，它又是一种关于事物演化的时空决定论。

    2.决定论的真假分析

    上面我们已界定了决定论的概念含义，它是一种关于由普遍的客观规律和因果关系导致严格的世界秩序的哲学原理或宇宙观。当然，这只是从概念逻辑上界定了它的内涵，至于它是否具有相应的外延，即是否真正存在的问题，则还需另行研究分析而定，因为从古至今一直存在着各种反对决定论的观点。我们先来分析这些反对观点的理由。

    回顾古今各种非决定论，其反对决定论的基本理由或根据，在古代主要有两种：一是主张人有自由 意志，二是认为物质运动有偶然性(如伊壁鸠鲁的原子自动偏斜说)。在近代和当今，自由意志论依然相当广泛地存在，但微观过程和复杂系统中的随机事件或不确定性现象已成为反对(严格)决定论的主要根据。由于随机事件也属于偶然性范畴，所以，总计古今反对决定论的基本理由或根据，也就只有两种：即认为世界上存在自由意志和偶然性。关于偶然性，我们已在上面第二节中，对于微观过程和复杂系统中的各种不确定性偶然现象作了专题分析批判，论证了它们都不是真正违反严格的因果性与规律性的“本质上的偶然性”。至于各种经典统计学中的相对偶然性事件，则更是些可作因果解释的复杂现象，它们不会破坏决定论的存在。再关于自由意志问题，经过近百年来生理学家和心理学家们坚持不懈的努力，现代心脑科学已经无可辩驳地证明了各种心理意志过程都具有相应的神经生理机制，是大脑神经活动(以及有关的身体结构)引起和支持着一切心理意志活动的进行；而大脑神经(和身体组织)的活动乃是物质性生理活动，它们只能遵照客观规律和因果关系来进行。因此，一切超越神经生理活动而违反客观因果规律的自由意志是不能存在的，人类科学也否定了有独立存在的精神实体。但由于人们在生活中学习了许多知识与技能，能够在一定程度上组织自己的思想与行为去实现自己的意愿和目的，这也可以视为是一种“自己决定自己”的自由意志活动。但这种意义的“自由意志”活动是基于神经生理活动且符合因果规律而进行的(因为知识与技能是依规律而习得和起作用的)，属于与必然相统一的自由行为，它们并不破坏世界的因果关系链[14]。总之，自由意志问题也不能构成对于因果性、规律性和决定论的反例。这样，上述两种对于决定论的反对理由就都已化解否弃了。那么，决定论就真的存在无疑了吗？待我们进一步分析之。

    我们认为，除了自由意志和偶然性之外，还有一个干扰决定论严格存在的自然因素，这就是世界的无限性。因为决定论的基本含义乃是普遍的因果规律使得世界的一切皆有定数，这意味着可以依照因果规律由世界的先前状态规定其后续状态，有一种因果确定对应关系。然而，世界或宇宙的无限性会破坏因果之间的长程对应性，从而也破坏了决定论的严格存在。道理如下：

    第一，因果确定性或严格因果关系的普遍存在只能在一个孤立或封闭系统中才导致严格的决定论，对于一个开放系统则不然。因为一个开放系统会不断受到外来因素的影响，以它的初始条件或先前状态为原因依照因果规律决定不了它的后续发展过程、虽然外来因素也是依照因果规律确定地起作用的。由此，我们看到了决定论与因果关系和规律性的区别：决定论是指世界或系统的初始状态对其以后全部演化过程的规定性，为一种长时程的预言法则；因果规律严格说只有瞬时的规定性——由前一状态严格规定后一瞬间的存在状态而不能保证对再后的状态有严格的规定(外来因素会干扰其原先的作用效果)，它们只是一种关于事物变化机制的法则。

    第二，如果世界是有限宇宙的话，它就可以作为一个孤立或封闭系统来看待，普遍的因果性和规律性将导致它的决定论；但如果世界是无限大的话，它就不再是一个系统了，因为“无限大”没有止境，是不可想象、不可描述、不可总括的，故而不能作为一个整体来把握了，而系统则是一个可以总括的整体。从而，无限大的世界也就没有了一个可描述的总体“初始状态”来作为因果关系和规律的推演起点，决定论因而也无从安立。另一方面，当世界是无限大的时，那么其中的任何一个有限系统—不论如何巨大—其外都将存在着一个无限大的环境，从而将避免不了来自无限环境的外部影响因素，且时间越长，影响因素也越多。再则，无限世界的每一事物也将受到来自无限过去之无限远处的无限因素的无限影响，这种无限影响也是无从计量的。同时，不论未来科学如何发达，人力所及的范围总是有限的；尽管数学上有表示量无限的极限方法，但可以断言，科学绝不可能发展出描述无限物质世界和总括无限环境影响的实用方法来，“无限远处”永远是未知之谜。因此，无限世界中的任何一个有限系统和事物都将无法确定它所遇到的全部影响因素，从而也就无法确定它们的未来状态，故其决定论也无从形成。即从全体和部分两方面分析，无限世界都不能是决定论的。

    第三，或许有人会说，上述道理只是一种认识论的非决定论，而不是实在意义的非决定论，普遍而严格的客观规律和因果关系必然会使无限世界的现在状态决定它的未来状态。其实，这种辩解并不成理，关键仍在于“无限世界”不能作为一个整体、一个系统来看待，这并不仅是因为人的能力有限造成的，而是本来就不可能有“无限大的整体”或“无限大的系统”这种违反逻辑的东西存在(因为“无限大”是永远不能完成其综合的，故不能当作一种已完成的东西来看待)。再说，各种客观规律和因果关系也只能成立于已综合的事物之中，而无从以“不能综合的无限状态”为初始条件(未完成综合者不能起确定的原因作用，故因果关系和规律皆无从生效)；即不能将因果规律用于无限情形。所以，决定论对于无限世界及其一切部分和事物皆不成立的结论，不仅是认识论的，也是存在论的。

    综上所述，虽然自由意志和偶然性问题不足以否定决定论的严格存在，但世界的无限性问题则可以左右它的真假：如果世界是有限宇宙，则决定论为真；若世界是无限大的，则决定论对于世界及其一切有限部分(系统和事物)都不能成立。但是，在近似意义上，无限宇宙中的某些近似孤立的系统在有限时段内还是可以存在一定精度的决定论的(罗素的“因果线”就属于这种情形)，因果规律可以在这些系统中作一定精度的运用。具体对于我们的地球世界而言，如果宇宙是有限的，则地球世界是决定论的；如果宇宙无限大，地球世界原则上应是非决定论的，但在一定期限内它也可以有近似意义的决定论。

    另一方面，上述分析结论还使我们看到了拉普拉斯决定论表述的缺陷所在。实际上，拉氏决定论表述的主要缺陷并不在于它的严格因果性和力学规律性(因为它并不排斥纳入其他规律共同起作用)，而在于它尚未确知世界是有限还是无限的情况下就把宇宙作为一个可 总括的整体来描述了，并认为这个“整体”的力学数据可以(通过神灵)计算出来。然而，如上所述，如果世界是无限大的话，这个“整体”就并不存在、更不可能计算了。当然，如果世界是有限宇宙的话。则拉氏决定论的表述原则上是正确的；其缺陷乃在于并未确定世界是有限还是无限的情况下就按有限宇宙来表述了。

    那么，世界究竟是无限还是有限的呢？这个问题乃是哲学和科学中的难题，需要另作专题研究。但从逻辑角度来看，无限空间和世界起点乃是两个最不可理解且难以想象的东西；“无限大”意味着永无止境、永未完成之状，不当为已经“是”的存在物之空间；而“世界起点”则意味着毫无凭依的突然创造，永远不可解释者！反之，如若世界是有限无边的闭合宇宙的话，则可有合理的逻辑意义。因此，有限宇宙和决定论世界至少也是可能存在的情形。并且，严格决定论的世界也没有什么可担忧的：因为一方面，世界之巨大和复杂已使世界和人生的未来绝不可详知，人们还是永远面临着未知的命运，前程总是新景；另一方面，在因果规律的决定论世界中，人的思想行为也是事物因果链条的构成环节(即人的心理意愿会通过其神经生理机制参与决定下一步的事物发展)，从而人生的理想和奋斗仍有意义和必要，未来仍然需要自己去争取(即人生是组成决定论的构元而参与未来的决定，而不是决定论世界的外在等待者)，并要对自己的行为负责任[14]。所以，对于我们的人生来说，世界是不是决定论的并无实际的不同，前程仍然常新，成功仍需奋斗。