量子力学的重要性范文
时间：2023-11-23 17:52:07
导语：如何才能写好一篇量子力学的重要性，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。
篇1
论文关键词：大学生；量子物理；物理学史
量子力学是反映微观粒子（分子、原子、原子核、基本粒子等）运动规律的理论。它是20世纪初在大量实验事实和旧量子论基础上建立起来的，是人们认识和理解微观世界的基础。量子物理和相对论的成就使得物理学从经典物理学发展到现代物理学，奠定了现代自然科学的主要基础。量子力学的发现引发了一系列划时代的科学发现与技术发明，对人类社会的进步作出了重要贡献。通过量子物理的教学，有利于培养大学生的科学素质、科学思维方法和科研能力，培养学生的探索精神、创新精神、科学思维能力以及辩证唯物主义的科学观。另外，量子物理是处于发展中的理论，怎样将量子论和广义相对论（引力作用）统一起来仍是困扰人们的问题。“弦理论”的提出使人们看到了希望，通过这部分的教学可以培养学生的横、纵向思维和不断追求科学真理的精神。因此，在大学物理的教学中应适当增加量子物理的教学内容。由于量子物理里好多概念、思想和宏观世界里的完全不同，叫人无法理解，以致量子论的奠基人之一玻尔（Niels Bohr）都要说：“如果谁不为量子论而感到困惑，那他就是没有理解量子论。”那么怎样让学生在轻松愉快的状态下学好量子物理呢？在教学过程中适当引入物理学史有利于学生掌握其核心，既培养了学生的学习兴趣，又有利于实现启发式教学，而非纯粹的概念和公式的教学。下面主要从几个方面阐述物理学史在大学生学习中的重要作用。
一、非物理专业大学生学习量子物理的需要
即使是物理专业的学生，多数人在学习量子物理时一直如在云里雾里，虽然知道微观粒子的波粒二象性，也知道不确定原理，了解原子的轨道理论，但是却不知道为什么这样。这一方面是由于量子物理里好多概念、思想和宏观世界里的完全不同。另一方面，学生没有掌握量子物理的核心，没有从整体上把握量子物理的基石。一些教材对这部分的介绍也较少。如果在教学中能够引入量子物理的发展史，不仅能吸引学生的注意力，调动学生的学习兴趣，还有利于学生理解量子物理的概念和思想，使学生能够身临其境地感受到那场史诗般壮丽的革命，深刻体会量子论的伟大，有利于学生辩证唯物主义观的形成。而非物理专业的学生与物理专业的学生相比，在学习量子物理时难度更大。这是由于物理专业的学生开设了许多物理专业课，如原子分子物理、物理学史等课程，为量子物理的学习奠定了基础。而非物理专业的学生没有前期的知识铺垫，对知识的掌握难度增大。如果能适当加入量子发展史的介绍，不仅降低了学生学习难度，还激发了学生学习兴趣，这就更突显出物理学史在大学物理教学中的重要作用。
从整体上介绍量子物理的发展史可以使学生掌握量子物理的核心，从整体上把握量子物理的基石，即波恩的概率解释、海森堡的不确定性原理和玻尔的互补原理。[2]这三大核心原理中，前两者摧毁了经典世界的因果性理论，互补原理和不确定原理又合力捣毁了世界的客观性和客观实在性理论。一些实验和理论斗争的介绍不仅可以吸引学生的学习兴趣，还可以培养学生的科学思维方法。19世纪末20世纪初，好多物理学家认为物理学大厦已经基本建成，后辈的工作只是做些细枝末节的修补和完善。但当时物理学天空漂浮着两朵小乌云，一朵是“以太的绝对参考系”，另一朵是“黑体辐射的紫外线灾难”。前者导致了相对论的建立，后者导致了量子物理的建立。
对量子物理三大基石的掌握，即波恩的概率解释、海森堡的不确定性和玻尔的“互补原理”是量子物理的三大支柱。大学所学的量子物理学是基于这三个支柱的。这就像数学中的公理一样，对于大学生而言不能去讨论为什么，只能是是什么。
二、大学生素质教育的需要
大学物理的量子部分教学不同于物理专业学生的量子物理教学。大学物理教学的目的主要是增强学生分析问题和解决问题的能力，培养学生科学的思维方法、辩证唯物主义观等素质教育，重在方法而非纯理论教学。因此，大学物理的教学目的与任务是使学生对物理学的基本概念、基本理论和基本方法有比较系统的认识和正确的理解，为进一步学习打下坚实的基础。更为重要的是，在大学物理课程的各个教学环节中，都应在传授知识的同时注重培养学生分析问题和解决问题能力，注重培养学生科研探索精神和辩证唯物主义世界观的形成。量子物理发展史的介绍和讲解有助于培养学生这方面的能力。
1.辩证唯物主义世界观的培养
在大学物理的教学过程中融入物理学史的内容有利于培养学生的辩证唯物主义世界观。如关于光的本性的争论持续了300年，光的波动理论和微粒理论艰苦卓绝地斗争了300年。量子论就是在这种斗争中逐渐建立起来的。托马斯·杨的双缝干涉实验、菲涅尔的圆盘衍射等实验形象的描述可使学生体会到光的波动性；而光电效应实验、康普顿的X射线散射实验等实验的介绍可使学生深刻体会光的粒子性；德布罗意电子波及实物粒子波理论的介绍及戴维逊和革末关于电子的实验，电子通过镍块时展现了X射线衍射图案，证明了电子具有波动性，由此人们认识到了光及实物粒子的波粒二象性。这部分的教学可使学生领悟到看似毫不相干的量实际上存在着深刻的联系，波动性和粒子性原来是不可分割的一个整体。就像漫画中教皇善与恶的两面，虽然在每个确定的时刻只有一面能够体现出来，但它们确实集中在一个人的身上。从中学生们可以深刻体会到任何事物都存在两面性，人们要辩证地看待问题。这部分历史的简单介绍还可以使学生深刻体会到人们对真理的认识是随着科技的发展而不断完善的过程，也是一个艰苦长期的斗争过程。对光的波粒二象性的认识有利于培养学生辩证唯物主义世界观。
2.分析问题和解决问题能力的培养
在大学物理的教学过程中适当引入一些实验的描述或利用多媒体等手段演示实验过程有利于培养学生的分析能力和解决能力。对康普顿实验的讲解分析可以培养学生的分析问题和解决问题的能力，尤其是康普顿的分析过程，而非纯理论上的推导分析。康普顿在研究X射线被自由电子散射的时候发现一个奇怪的现象：散射出来的X射线分成两个部分，一部分和原来的入射射线波长相同，而另一部分却比原来的射线波长要长，具体的大小和散射角存在着函数关系。如果运用通常的波动理论，散射应该不会改变入射光的波长才对。但是怎么解释多出来的那一部分波长变长的射线呢？康普顿苦苦思索，试图从经典理论中寻找答案，却撞得头破血流。终于有一天，他作了一个破釜沉舟的决定，引入光量子的假设，把X射线看作能量为hν的光子束的集合。这个假定马上让他看到了曙光，眼前豁然开朗：那一部分波长变长的射线是因为光子和电子碰撞所引起的。光子像普通的小球那样，不仅带有能量，还具有动量。当它和电子相撞，便将自己的能量交换一部分给电子。这样一来，光子的能量下降，根据公式E=hν，E下降导致ν下降，频率变小，便是波长变大。这样，X射线被自由电子散射的问题得到完美的解决。然后再进行理论推导，根据动量和能量守恒解决该问题，这样不仅使学生印象深刻，还锻炼了物理思维能力。
3.求实精神的培养
通过大学物理量子史部分的教学，介绍科学家严谨的治学态度、勇于追求真理的精神，培养学生追求真理的勇气、严谨求实的科学态度和刻苦钻研的作风。
4.科学观察和思维能力的培养
在教学的过程中适当融入量子发展史的内容有利于培养学生科学观察和思维能力。如玻尔的互补原理的提出过程。当海森堡完成“不确定原理”后向玻尔请教，两人就“不确定原理”是从粒子性而来还是波动性而来展开了论战，从而提出了互补原理：波和粒子在同一时刻是互斥的，但它们却在一个更高的层次上统一在一起，作为电子的两面性被纳入一个整体概念中。这就是玻尔的“互补原理”。它连同波恩的概率解释、海森堡的不确定性共同构成了量子论“哥本哈根解释”的核心，至今仍然深刻地影响人们对于整个宇宙的终极认识。讲解过程中应形象生动地描述海森堡和玻尔的讨论过程及他的思维过程，使学生有种身临其境的感觉，从而培养科学观察和思维的能力。在教学过程中适当介绍思维实验有利于培养学生的思维能力及科学分析能力。如海森堡不确定性原理的提出过程就借助了思维实验及1935年爱因斯坦提出EPR思维实验等。
5.创新意识的培养
通过学学物理学的研究方法、量子物理的发展史以及物理学家的成长经历等，引导学生树立科学的世界观，激发学生的求知热情、探索精神、创新欲望以及敢于向旧观念挑战的精神。如普朗克能量子假设的提出体现了敢于向旧观念、权威学家挑战的精神。而创新意识对一个学生来说是非常重要的，对社会生产力的发展也起着重要作用的。
6.科学美感的培养
以麦克斯韦方程组为例，描述麦氏方程所表现出的深刻、对称、优美，使得每一个科学家都陶醉在其中，玻尔兹曼情不自禁地引用歌德的诗句“难道是上帝写的这些吗？”描述麦克斯韦方程组的美。一直到今天，麦氏方程组仍然被公认为科学美的典范。许多伟大的科学家都为它的魅力折服，并受它深深的影响，有着对于科学美的坚定信仰，甚至认为：对于一个科学理论来说，简洁优美要比实验数据的准确来得更为重要。依此引导学生认识物理学所具有的明快简洁、均衡对称、奇异相对、和谐统一等美学特征，培养学生的科学审美观，使学生学会用美学的观点欣赏和发掘科学的内在规律，逐步增强认识和掌握自然科学规律的能力。
7.科学探索精神的培养
物理学在追求着大统一。许多科学家献身于这项伟大的事业，比如弦理论的提出。讲述其发展过程可激发学生的科学探索精神。
三、科学发展的需要
篇2
[关键词]量子体系对称性守恒定律
一、引言
对称性是自然界最普遍、最重要的特性。近代科学表明，自然界的所有重要的规律均与某种对称性有关，甚至所有自然界中的相互作用，都具有某种特殊的对称性——所谓“规范对称性”。实际上，对称性的研究日趋深入，已越来越广泛的应用到物理学的各个分支：量子论、高能物理、相对论、原子分子物理、晶体物理、原子核物理，以及化学（分子轨道理论、配位场理论等）、生物（DNA的构型对称性等）和工程技术。
何谓对称性？按照英国《韦氏国际辞典》中的定义：“对称性乃是分界线或中央平面两侧各部分在大小、形状和相对位置的对应性”。这里讲的是人们观察客观事物形体上的最直观特征而形成的认识，也就是所谓的几何对称性。
关于对称性和守恒定律的研究一直是物理学中的一个重要领域，对称性与守恒定律的本质和它们之间的关系一直是人们研究的重要内容。在经典力学中，从牛顿方程出发，在一定条件下可以导出力学量的守恒定律，粗看起来，守恒定律似乎是运动方程的结果．但从本质上来看，守恒定律比运动方程更为基本，因为它表述了自然界的一些普遍法则，支配着自然界的所有过程，制约着不同领域的运动方程．物理学关于对称性探索的一个重要进展是诺特定理的建立，定理指出，如果运动定律在某一变换下具有不变性，必相应地存在一条守恒定律．简言之，物理定律的一种对称性，对应地存在一条守恒定律．经典物理范围内的对称性和守恒定律相联系的诺特定理后来经过推广，在量子力学范围内也成立．在量子力学和粒子物理学中，又引入了一些新的内部自由度,认识了一些新的抽象空间的对称性以及与之相应的守恒定律，这就给解决复杂的微观问题带来好处，尤其现在根据量子体系对称性用群论的方法处理问题，更显优越。
在物理学中，尤其是在理论物理学中，我们所说的对称性指的是体系的拉格朗日量或者哈密顿量在某种变换下的不变性。这些变换一般可分为连续变换、分立变换和对于内禀参量的变换。每一种变换下的不变性，都对应一种守恒律，意味着存在某种不可观测量。例如，时间平移不变性，对应能量守恒，意味着时间的原点不可观测；空间平移评议不变性，对应动量守恒，意味着空间的绝对位置不可观测；空间旋转不变性，对应角动量守恒，意味着空间的绝对方向不可观测，等等。在物理学中对称性与守恒定律占着重要地位,特别是三个普遍的守恒定律——动量、能量、角动量守恒，其重要性是众所周知，并且在工程技术上也得到广泛的应用。因此，为了对守恒定律的物理实质有较深刻的理解，必须研究体系的时空对称性与守恒定律之间的关系。
本文将着重讨论非相对论情形下讨论量子体系的时空对称性与三个守恒定律的关系，并在最后给出一些我们常见的对称变换与守恒定律的简单介绍。
二、对称变换及其性质
一个力学系统的对称性就是它的运动规律的不变性，在经典力学里，运动规律由拉格朗日函数决定，因而时空对称性表现为拉格朗日函数在时空变换下的不变性．在量子力学里，运动规律是薛定谔方程，它决定于系统的哈密顿算符，因此，量子力学系统的对称性表现为哈密顿算符的不变性。
对称变换就是保持体系的哈密顿算符不变的变换．在变换S（例如空间平移、空间转动等）下，体系的任何状态ψ变为ψ（s）。
三、对称变换与守恒量的关系
经典力学中守恒量就是在运动过程中不随时间变化的量，从此考虑过渡到量子力学，当是厄米算符，则表示某个力学量，而
然而,当不是厄米算符,则就不表示力学量.但是，若为连续变换时，我们就很方便的找到了力学量守恒。
设是连续变换，于是可写成为=1+IλF,λ为一无穷小参量，当λ0时，为恒等变换。考虑到除时间反演外，时空对称变换都是幺正变换，所以
（8）式中忽略λ的高阶小量，由上式看到
即F是厄米算符，F称为变换算符的生成元。由此可见，当不是厄米算符时，与某个力学量F相对应。再根据可得
可见F是体系的一个守恒量。
从上面的讨论说明，量子体系的对称性，对应着力学量的守恒，下面具体讨论时空对称性与动量、能量、角动量守恒。
1.空间平移不变性（空间均匀性）与动量守恒。
空间平移不变性就是指体系整体移动δr时，体系的哈密顿算符保持不变．当没有外场时，体系就是具有空间平移不变性。
设体系的坐标自r平移到，那么波函数ψ(r)变换到ψ(s)(r)
2.空间旋转不变性（空间各向同性）与角动量守恒
空间旋转不变性就是指体系整体绕任意轴n旋δφ时，体系的哈密顿算符不变。当体系处于中心对称场或无外场时，体系具有空间旋转不变性。
3.时间平移不变性与能量守恒
时间平移不变性就是指体系作时间平移时，其哈密顿算符不变。当体系处于不变外场或没有外场时，体系的哈密顿算符与时间无关（），体系具有时间平移不变性。
和空间平移讨论类似，时间平移算符δt对波函数的作用就是使体系从态变为时间平移态：
同样，将（27）式的右端在T的领域展开为泰勒级数
四、结语
从上面的讨论我们可以看到，三个守恒定律都是由于体系的时空对称性引起的，这说明物质运动与时间空间的对称性有着密切的联系，并且这三个守恒定律的确立为后来认识普遍运动规律提供了线索和启示，曾加了我们对对称性和守恒定律的认识．对称性和守恒定律之间的联系，使我们认识到，任何一种对称性，或者说一种拉格朗日或哈密顿的变换不变性，都对应着一种守恒定律和一种不可观测量，这一结论在我们的物理研究中具有极其重要的意义，尤其是在粒子物理学和物理学中，重子数守恒、轻子数守恒和同位旋守恒等内禀参量的守恒在我们的研究中起着重要的作用．下表中我们简要给出一些对称性和守恒律之间的关系。
参考文献
［1］戴元本.相互作用的规范理论，科学出版社，2005.
［2］张瑞明,钟志成.应用群伦导引.华中理工大学出版社，2001.
［3］A.W.约什.物理学中的群伦基础.科学出版社，1982.
［4］W.顾莱纳，B.缪勒.量子力学：对称性.北京大学出版社，2002.
［5］于祖荣.核物理中的群论方法.原子能出版社，1993.
［6］卓崇培，刘文杰.时空对称性与守恒定律.人民教育出版社，1982.
［7］曾谨言，钱伯初.量子力学专题分析（上册）.高等教育出版社，1990.207-208.
［8］李政道.场论与粒子物理（上册）.科学出版社，1980.112-119.
篇3
[关键词]量子体系、对称性、守恒定律
一、关于对称性和守恒定律的研究
对称性是自然界最普遍、最重要的特性。近代科学表明，自然界的所有重要的规律均与某种对称性有关，甚至所有自然界中的相互作用，都具有某种特殊的对称性——所谓“规范对称性”。实际上，对称性的研究日趋深入，已越来越广泛的应用到物理学的各个分支：量子论、高能物理、相对论、原子分子物理、晶体物理、原子核物理，以及化学（分子轨道理论、配位场理论等）、生物（DNA的构型对称性等）和工程技术。
何谓对称性？按照英国《韦氏国际辞典》中的定义：“对称性乃是分界线或中央平面两侧各部分在大小、形状和相对位置的对应性”。这里讲的是人们观察客观事物形体上的最直观特征而形成的认识，也就是所谓的几何对称性。
关于对称性和守恒定律的研究一直是物理学中的一个重要领域，对称性与守恒定律的本质和它们之间的关系一直是人们研究的重要内容。在经典力学中，从牛顿方程出发，在一定条件下可以导出力学量的守恒定律，粗看起来，守恒定律似乎是运动方程的结果．但从本质上来看，守恒定律比运动方程更为基本，因为它表述了自然界的一些普遍法则，支配着自然界的所有过程，制约着不同领域的运动方程．物理学关于对称性探索的一个重要进展是诺特定理的建立，定理指出，如果运动定律在某一变换下具有不变性，必相应地存在一条守恒定律．简言之，物理定律的一种对称性，对应地存在一条守恒定律．经典物理范围内的对称性和守恒定律相联系的诺特定理后来经过推广，在量子力学范围内也成立．在量子力学和粒子物理学中，又引入了一些新的内部自由度,认识了一些新的抽象空间的对称性以及与之相应的守恒定律，这就给解决复杂的微观问题带来好处，尤其现在根据量子体系对称性用群论的方法处理问题，更显优越。
在物理学中，尤其是在理论物理学中，我们所说的对称性指的是体系的拉格朗日量或者哈密顿量在某种变换下的不变性。这些变换一般可分为连续变换、分立变换和对于内禀参量的变换。每一种变换下的不变性，都对应一种守恒律，意味着存在某种不可观测量。例如，时间平移不变性，对应能量守恒，意味着时间的原点不可观测；空间平移评议不变性，对应动量守恒，意味着空间的绝对位置不可观测；空间旋转不变性，对应角动量守恒，意味着空间的绝对方向不可观测，等等。在物理学中对称性与守恒定律占着重要地位,特别是三个普遍的守恒定律——动量、能量、角动量守恒，其重要性是众所周知，并且在工程技术上也得到广泛的应用。因此，为了对守恒定律的物理实质有较深刻的理解，必须研究体系的时空对称性与守恒定律之间的关系。
本文将着重讨论非相对论情形下讨论量子体系的时空对称性与三个守恒定律的关系，并在最后给出一些我们常见的对称变换与守恒定律的简单介绍。
二、对称变换及其性质
一个力学系统的对称性就是它的运动规律的不变性，在经典力学里，运动规律由拉格朗日函数决定，因而时空对称性表现为拉格朗日函数在时空变换下的不变性．在量子力学里，运动规律是薛定谔方程，它决定于系统的哈密顿算符，因此，量子力学系统的对称性表现为哈密顿算符的不变性。
对称变换就是保持体系的哈密顿算符不变的变换．在变换S（例如空间平移、空间转动等）下，体系的任何状态ψ变为ψ（s）。
三、对称变换与守恒量的关系
经典力学中守恒量就是在运动过程中不随时间变化的量，从此考虑过渡到量子力学，当是厄米算符，则表示某个力学量，而
然而,当不是厄米算符,则就不表示力学量.但是，若为连续变换时，我们就很方便的找到了力学量守恒。
设是连续变换，于是可写成为=1+IλF,λ为一无穷小参量，当λ0时，为恒等变换。考虑到除时间反演外，时空对称变换都是幺正变换，所以
（8）式中忽略λ的高阶小量，由上式看到
即F是厄米算符，F称为变换算符的生成元。由此可见，当不是厄米算符时，与某个力学量F相对应。再根据可得
（10）可见F是体系的一个守恒量。
从上面的讨论说明，量子体系的对称性，对应着力学量的守恒，下面具体讨论时空对称性与动量、能量、角动量守恒。
1.空间平移不变性（空间均匀性）与动量守恒。
空间平移不变性就是指体系整体移动δr时，体系的哈密顿算符保持不变．当没有外场时，体系就是具有空间平移不变性。
设体系的坐标自r平移到，那么波函数ψ(r)变换到ψ(s)(r)
2.空间旋转不变性（空间各向同性）与角动量守恒
空间旋转不变性就是指体系整体绕任意轴n旋δφ时，体系的哈密顿算符不变。当体系处于中心对称场或无外场时，体系具有空间旋转不变性。
3.时间平移不变性与能量守恒
时间平移不变性就是指体系作时间平移时，其哈密顿算符不变。当体系处于不变外场或没有外场时，体系的哈密顿算符与时间无关（），体系具有时间平移不变性。
和空间平移讨论类似，时间平移算符δt对波函数的作用就是使体系从态变为时间平移态：
同样，将（27）式的右端在T的领域展开为泰勒级数
篇4
关键词：计算工具；图灵模型；量子计算；哥德尔不完备定理；神谕
一、引言与计算的产生
在人类社会的早期时代，加减乘除的概念就被人们所认识到。随着人类文明的发展和技术的进步，对求方程的解，求函数的微分和积分等概念也纳入了计算的范畴。伴随人类生产活动的不断增加，人们对计算的要求也越来越大，计算工具也再不断的改进。
二、远古的计算工具
人们开始产生计算之日，便不断寻求能方便进行和加速计算的工具。因此，计算和计算工具是息息相关的。
早在公元前5世纪，中国人已开始用算筹作为计算工具，并在公元前3世纪得到普遍的采用，一直沿用了二千年。后来，人们发明了算盘，并在15世纪得到普遍采用，取代了算筹。它是在算筹基础上发明的，比算筹更加方便实用，同时还把算法口诀化，从而加快了计算速度。因此源用至今，并流传到海外，成为一种国际性的计算工具。
三、近代计算系统
近代的科学发展促进了计算工具的发展：在1614年，对数被发明以后，乘除运算可以化为加减运算，对数计算尺便是依据这一特点来设计。1620年，冈特最先利用对数计算尺来计算乘除。1850年，曼南在计算尺上装上光标，因此而受到当时科学工作者，特别是工程技术人员所广泛采用。
机械式计算器是与计算尺同时出现的，是计算工具上的一大发明。帕斯卡于1642年发明了帕斯卡加法器。在1671年，莱布尼茨发明了一种能作四则运算的手摇计算器，是长1米的大盒子。自此以后，经过人们在这方面多年的研究，特别是经过托马斯、奥德内尔等人的改良后，出现了多种多样的手摇计算器，并风行全世界。
四、电动计算机
英国的巴贝奇于1834年，设计了一部完全程序控制的分析机，可惜碍于当时的机械技术所限制而没有制成，但已包含了现代计算的基本思想和主要的组成部分了。
此后，由于电力技术有了很大的发展，电动式计算器便慢慢取代以人工为动力的计算器。1941年，德国的楚泽采用了继电器，制成了第一部通用过程控制计算器，实现了100多年前巴贝奇的理想。
五、电子计算机
20世纪初，电子管的出现，使计算器的改革有了新的发展，并由于二次大战的迫切的军事需要，美国宾夕法尼亚大学和有关单位在1946年制成了第一台电子计算器。
电子计算机的出现和发展，让人类进入了一个全新的时代。它极大影响了经济社会发展，并彻底改变了人们的生活。电子计算机是二十世纪最伟大的发明之一，也当之无愧地被认为是迄今为止由科学和技术所创造的最具影响力的现代工具。
在电子计算机和信息技术高速发展过程中，因特尔公司的创始人之一戈登·摩尔(Godon Moore) 对电子计算机产业所依赖的半导体技术的发展作出预言：半导体芯片的集成度将每两年翻一番。事实证明，自二十世纪60 年代以后的数十年内，芯片的集成度和电子计算机的计算速度实际是每十八个月就翻一番，而价格却随之降低一倍。这种奇迹般的发展速率被公认为“摩尔定律”。
六、 “摩尔定律”与“计算的极限”
人类是否可以将电子计算机的运算速度永无止境地提升? 传统计算机计算能力的提高有没有极限? 对此问题，学者们在进行严密论证后给出了否定的答案。
如果电子计算机的计算能力无限提高，最终地球上所有的能量将转换为计算的结果——造成熵的降低，这种向低熵方向无限发展的运动被哲学界认为是禁止的，因此，传统电子计算机的计算能力必有上限。
而以IBM研究中心朗道(R. Landauer) 为代表的理论科学家认为到二十一世纪三十年代，芯片内导线的宽度将窄到纳米尺度(1 纳米= 10-9 米) ，此时，导线内运动的电子将不再遵循经典物理规律——牛顿力学沿导线运行，而是按照量子力学的规律表现出奇特的“电子乱窜”的现象，从而导致芯片无法正常工作；同样，芯片中晶体管的体积小到一定临界尺寸(约5纳米) 后，晶体管也将受到量子效应干扰而呈现出奇特的反常效应。
哲学家和科学家对此问题的看法十分一致：摩尔定律不久将不再适用。也就是说，电子计算机计算能力飞速发展的可喜景象很可能在二十一世纪前三十年内终止。
著名科学家，哈佛大学终身教授威尔逊(Edward O. Wilson) 指出：“科学代表着一个时代最为大胆的猜想(形而上学) 。它纯粹是人为的。但我们相信，通过追寻“梦想—发现—解释—梦想”的不断循环，我们可以开拓一个个新领域，世界最终会变得越来越清晰，我们最终会了解宇宙的奥妙。所有的美妙都是彼此联系和有意义的。”
这段话成为许多科学家的座右铭，给人以启示。科学需要梦想，甚至需要形而上的猜想。科学的预言有时在哲学看来有着形而上学的味道。而在人类面临着计算科学的最大难题——计算的极限到来之时，DNA计算和量子计算为实现人类的这个梦想铺开了宏伟蓝图。
七、DNA计算系统
1994年11月，美国计算机科学家阿德勒曼(L.Adleman)在美国《科学》上公布DNA计算机的理论，并成功运用DNA计算机解决了一个有向哈密顿路径问题[7]。 DNA计算机的提出，产生于这样一个发现，即生物与数学的相似性：(1)生物体异常复杂的结构是对由DNA序列表示的初始信息执行简单操作(复制、剪接)的结果；(2)可计算函数f(ω)的结果可以通过在ω上执行一系列基本的简单函数而获得。
阿德勒曼不仅意识到这两个过程的相似性，而且意识到可以利用生物过程来模拟数学过程。更确切地说是，DNA串可用于表示信息，酶可用于模拟简单的计算。这是因为：首先，DNA是由称作核昔酸的一些单元组成，这些核昔酸随着附在其上的化学组或基的不同而不同。共有四种基：腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶，分别用A、G、C、T表示。单链DNA可以看作是由符号A、G、C、T组成的字符串。从数学上讲，这意味着可以用一个含有四个字符的字符集∑ =A、G、C、T来为信息编码(电子计算机仅使用0和1这两个数字)。其次，DNA序列上的一些简单操作需要酶的协助，不同的酶发挥不同的作用。起作用的有四种酶：限制性内切酶，主要功能是切开包含限制性位点的双链DNA；DNA连接酶，它主要是把一个DNA链的端点同另一个链连接在一起；DNA聚合酶，它的功能包括DNA的复制与促进DNA的合成；外切酶，它可以有选择地破坏双链或单链DNA分子。正是基于这四种酶的协作实现了DNA计算。
DNA计算与电子计算机完全不同，它的计算单元是装在试管培养液中的DNA长链。通过控制试管的温度和向试管中投放反应物，来进行计算。
八、量子计算系统
量子计算最初思想的提出可以追溯到20世纪80年代。物理学家费曼RichardP.Feynman 曾试图用传统的电子计算机模拟量子力学对象的行为。他遇到一个问题[11]：量子力学系统的行为通常是难以理解同时也是难以求解的。以光的干涉现象为例，在干涉过程中，相互作用的光子每增加一个 ，有可能发生的情况就会多出一倍 ，也就是问题的规模呈指数级增加。模拟这样的实验所需的计算量实在太大了，不过，在费曼眼里 ，这却恰恰提供一个契机。转贴于 因为另一方面，量子力学系统的行为也具有良好的可预测性：在干涉实验中，只要给定初始条件，就可以推测出屏幕上影子的形状。费曼推断认为如果算出干涉实验中发生的现象需要大量的计算，那么搭建这样一个实验，测量其结果，就恰好相当于完成了一个复杂的计算。因此，只要在计算机运行的过程中，允许它在真实的量子力学对象上完成实验，并把实验结果整合到计算中去，就可以获得远远超出传统计算机的运算速度。
在费曼设想的启发下，1985年英国牛津大学教授多伊奇David Deutsch 提出是否可以用物理学定律推导出一种超越传统的计算概念的方法即推导出更强的丘奇——图灵论题[15]。费曼指出使用量子计算机时，不需要考虑计算是如何实现的，即把计算看作由“神谕”来实现的：这类计算在量子计算中被称为“神谕”（Oracle）。
有种种迹象表明：量子计算至少在一些特定的计算领域内确实比传统计算更强，例如，现代信息安全技术的安全性在很大程度上依赖于把一个大整数（如1024 位的十进制数) 分解为两个质数的乘积的难度。这个问题是一个典型的“困难问题”，困难的原因是目前在传统电子计算机上还没有找到一种有效的办法将这种计算快速地进行。目前，就是将全世界的所有大大小小的电子计算机全部利用起来来计算上面的这个1024 位整数的质因子分解问题，大约需要28 万年，这已经远远超过了人类所能够等待的时间。而且，分解的难度随着整数位数的增多指数级增大，也就是说如果要分解2046 位的整数，所需要的时间已经远远超过宇宙现有的年龄。而利用一台量子计算机，我们只需要大约40 分钟的时间就可以分解1024 位的整数了。
更重要的是，量子计算从本质上说是可逆的，朗道证明了可逆计算可以不消耗资源———也就是说，量子计算的运算速度可以不违背熵持续增加原理而无限增加。从这个例子我们可以直觉地认为量子计算在处理大规模计算问题时优越性是十分明显的，但目前还没法用数学证明这一点。
九、计算的本质
在人类文明的早期，人们就认识到“加减”这些计算活动，以及它们的重要性。随着，计算工具的不断改进，人们的“计算”本身的也不断的加深了解。到后来开方、求方程的解、求微分求积分也被纳入进计算的范畴。
“什么是计算？”问题一直到20世纪30年，才由哥德尔（K.Godel，1906-1978），丘奇(A.Church，1903-1995)，图灵(A.M.TUI-ing，1912-1954)等数学家 的工作，人们才弄清楚什么是计算的本质，以及什么是可计算的，什么是不可计算的等根本性问题。
抽象地说，所谓计算，就是从一个符号串f变换成另一个符号串g。比如说，从符号串12+3变换成15就是一个加法计算。如果符号串f是x2，而符号串g是2x，从f到g的计算就是微分。定理证明也是如此，令f表示一组公理和推导规则，令g是一个定理，那么从f到g的一系列变换就是定理g的证明。从这个角度看，文字翻译也是计算，如f代表一个英文句子，而g为含意相同的中文句子，那么从f到g就是把英文翻译成中文。这些变换间有什么共同点？为 什么把它们都叫做计算？因为它们都是从己知符号(串)开始，一步一步地改变符号(串)，经过有限步骤，最后得到一个满足预先规定的符号(串)的变换过程。
从类型上讲，计算主要有两大类：数值计算和符号推导。数值计算包括实数和函数的加减乘除、幕运算、开方运算、方程的求解等。符号推导包括代数与各种函数的恒等式、不等式的证明，几何命题的证明等。但无论是数值计算还是符号推导，它们在本质上是等价的、一致的，即二者是密切关联的，可以相互转化，具有共同的计算本质。随着数学的不断发展，还可能出现新的计算类型。
随着计算机日益广泛而深刻的运用，计算这个原本专门的数学概念已经泛化到了人类的整个知识领域，并上升为一种极为普适的科学概念和哲学概念，成为人们认识事物、研究问题的一种新视角、新观念和新方法。
十、“计算主义”的兴起
随着计算工具的发展，一些哲学家和科学家开始从计算的视角审视世界，科学家们不仅发现大脑和生命系统可被视作计算系统 ，而且发现整个世界事实上就是一个计算系统。当康韦证明细胞自动机与图灵机等价时 ，就有人开始把整个宇宙看作是计算机。因为特定配置的细胞自动机原则上能模拟任何真实的过程。如果真是这样，那么 ，我们便可以设想一种细胞自动机，它能模拟整个宇宙。实际上，我们完全可以把宇宙看作是一个三维的细胞自动机。基本粒子或其它什么层次的物质实体可以看作是这个细胞自动机格点上的物质状态 ，支配它们运动变化的规律可以看作是它们的行为规则。在这些规则的作用下基本粒子发生各种变化，从而导致宇宙的演化。
总之，计算或算法的观念在当今已经渗透到宇宙学、物理学、生物学乃至经济学和社会科学等诸多领域。计算已不仅成为人们认识自然、生命、思维和社会的一种普适的观念和方法 ，而且成为一种新的世界观。一些学者认为：不仅生命和思维的本质是计算，自然事件的本质也是计算。
十一、量子计算中的神谕
人类的计算工具，从木棍、石头到算盘，经过机械计算器，电器计算机，到现代的电子计算机，再到DNA计算机和量子计算。笔者发现这其中的过程让人思考：首先是人们发现用石头或者棍棒可以帮助人们进行计算，随后，人们发明了算盘，来帮助人们进行计算。当人们发现不仅人手可以搬动“算珠”，机器可以用来搬动“算珠”，而且效率更高，速度更快的时候，人们自然想到利用机器来搬动算珠，诞生了机械计算设备。
随后，人们用继电器替代了纯机械。最后人们用电子代替了继电器。就在人们改进计算工具的同时，数学家们开始对计算的本质展开了研究，图灵机模型告诉了人们答案。
电子计算机后，人们改变了思路，即：到自然界中去发现那些符合图灵模型的现象，例如DNA分子链的自我复制现象。DNA分子提供了AGCT四种碱基，相当于电子计算机中的2进制的0和1。DNA自我复制的机制，非常接近电子计算机的的模型——图灵机模型。
可以说，DNA计算机是基于图灵机的先进计算方式。但是它始终不能突破图灵机的极限。即：在牛顿经典物理学下“确定世界”的计算模型。
量子计算的出现，则彻底打破了这种认识与创新规律。它建立在对量子力学实验的在现实世界的不可计算性。试图利用一个实验来代替一系列复杂的大量运算。可以说。这是一种革命性的思考与解决问题的方式。
应为在此之前，所有计算均是模拟一个快速的“算盘”，即使是最先进电子计算机CPU内部，64位的寄存器(register)，也是等价于一个有着64根轴的二进制算盘。在DNA计算中，这种情况稍微复杂一点，可视为ATCG四种碱基所构成的拥有上百万根轴，每根轴上有四个珠的“超级算盘”，尽管它的体积小到可以放在一根试管中。
量子计算则完全不同，对于量子计算的核心部件，类似与古代希腊世界中的“神谕”，没有人弄清楚神谕内部的机理，却对“神谕”内部产生的结果深信不疑。人们可以把它当作一个黑盒子，人们通过输入，可以得到输出，但是对于黑盒子内部发生了什么和为什么这样发生确并不知道。
十二、“神谕”的本质与哥德尔不完备性
量子计算在信息的承载体上与经典计算毫无区别:它同样利用二进制比特——称为量子比特——来进行运算。但是，量子力学的一个十分“反直觉”的奇特现象铸就了量子比特与传统比特的天壤之别。一个量子比特不仅仅可以表示信息“0”和“1”，还出人意料地可以表示一种“0”和“1”的叠加状态。
我们可以清晰地看到量子计算的神奇以及它不同于经典计算之处。那么，为什么量子计算会显示出如此奇怪的性质呢? 这些性质又有什么本质的物理原因呢[12]? 遗憾的是，迄今为止，科学家们还在为这些神奇的量子现象的本质而进行探索，答案不得而知。
人们对量子计算本质的无知来自于人们对量子世界内部的本质的认识还不统一。但这并不妨碍人们把量子计算最为超级计算机的想法。虽然它带有强烈的工具主义倾向。
量子计算的科学研究依然在继续，然而，对量子计算和量子力学本身的哲学研究却已经显示出人类的无奈和无助。也许，世界本身就是一个整体，我们仅仅从细处着眼永远无法看到导致整体变化的内因。
哥德尔不完备性定理告诉我们，任何一个足够强的一致的公理系统的完备性是不可证明的，而它的完备性的不可证明是可以证明的。
一些悲观的科学家和哲学家认为：我们科学研究所依赖的各种公理系统是无法证明完备的，即现实世界的有些现象是无法被已有定律和规律来揭示，人们努力地试图用这些已经发现的公理和规律去解释量子计算、量子力学，去解释自然和宇宙是不可行的。科学家们一直在努力解释量子世界的本质，但也应该清醒，这些努力有可能最终是失败的。而这些失败恰恰证明了哥德尔不完备性定理的正确性。所以他们认为人类是无法认识某些规律的，一些迷题永远是个迷。
十三、“神谕”的挑战与人类自身的回应
笔者的观点与上述不同，人类的思考能力，随着工具的不断进化而不断加强，尽管在远古时期，有些智者的思考能力已经远远超越了他们的时代，但是，在整体上，人类的思维能力和解决问题的能力是随着经济和科技的进步而不断加强。电子计算机和互联网的出现，大大加强了人类整体的科研能力，那么，量子计算系统的产生，会给人类整体带来更加强大的科研能力和思考能力，并最终解决困扰当今时代的量子“神谕”。不仅如此，量子计算系统会更加深刻的揭示计算的本质，把人类对计算本质的认识从牛顿世界中扩充到量子世界中。
哥德尔的不完备性并不能组织人类对未知事物的新发现，如果观察历史，会发现人类文明不断增多的“发现”已经构成了我们理解世界的“公理”，人们的公理系统在不断的增大，随着该系统的不断增大，人们认清并解决了许多问题。人类的认识模式似乎符合下面的规律：
“计算工具不断发展——整体思维能力的不断增强——公理系统的不断扩大——旧的神谕被解决——新的神谕不断产生”不断循环。
也许那时会出现新的“神谕”，而“神谕”的出现对人类来说并不是负面的，而是对人类整体思维能力和认识能力的一次挑战。并将刺激着人类对宇宙和自身的更深刻认识。
无论量子计算的本质是否被发现，也不会妨碍量子计算时代的到来。量子计算是计算科学本身的一次新的革命，也许许多困扰人类的问题，将会随着量子计算机工具的发展而得到解决，它将“计算科学”从牛顿时代引向量子时代，并会给人类文明带来更加深刻的影响。
参考文献
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[13] K.Gdel， “On formally undecidable propositions of Principia Mathematica and relatedsystems” ， New York: Dover Publications ， INC.， 1961 (Translated)
篇5
因此，了解中考议论文阅读的命题特点，掌握一些必要的答题要领是非常必要的。本文以2010年中考试题为例，就议论文阅读的答题技巧略作探讨，以抛砖引玉。
一、论点的提取与归纳
题型透视考查对文章论点的提取和归纳，是议论文阅读中常见的一个考点。考生必须要把握准原文要义，找出凝聚文意的核心段，找准蕴涵文旨的关键句，然后筛对筛全所给的信息，作出正确的解答。
真题片段1.（2010年北京燕山卷）《不以人蔽己，不以己蔽人》“‘①不以人蔽己，不以己蔽人’，这句话的意思就是主张以存疑的态度来对待他人的意见和学术观点，同时又主张客观看待自己的意见和学术观点，反对独断专行。这种态度对于从事科学研究的人来说尤为重要。……”
问题19. 选文要阐明的中心论点是什么？（答案：不以人蔽己，不以己蔽人。）
2.（2010年浙江东阳卷）《重建奇迹彰显中国奋进的力量》“① 位于汶川县映秀镇的汶川特大地震震中纪念馆封顶；汶川地震异地安置区首批“农家乐”开业；四川及甘肃陇南地震灾区农房基本完成重建，学生提前搬入新校园……汶川特大地震发生两周年前夕，纷至沓来的重建喜讯报告着灾区的新生，彰显着中国人民团结奋进的伟大力量。……”
问题13． 本文的中心论点是什么？（答案：纷至沓来的重建喜讯报告着灾区的新生，彰显着中国人民团结奋进的伟大力量。）
3.（2010年浙江义乌卷）《将兴趣进行到底》“……有兴趣，才会有动力，持久的兴趣，才会产生持久的动力。英国人塞缪尔・斯迈尔斯说过：‘一个人对某一方面的兴趣越强烈，就越有可能学习这方面的知识，从而在与其兴趣有关的领域里采取惊人的举措，取得巨大的成功！’我国教育家说：‘教育是帮助被教育的人给他能发展自己的能力，完成他的人格。’教育的要义就是要探寻孩子的兴趣，培养孩子的兴趣，给孩子的兴趣发展提供广袤的空间和强有力的支持，让兴趣引领孩子前行，让兴趣引领孩子成功。”
问题11. 本文的中心论点是什么？（答案：有兴趣，才会有动力，持久的兴趣，才会产生持久的动力。）
思路点拨有不少议论文采用“开门见山”式写作方法，即作者在文中就直接把观点给亮了出来。阅读时首先要注意文章的标题，因为有些议论文的标题本身就是论点。有些则是先列举一些现象，进行分析、阐述之后才在第一自然段的末尾或是第二、三自然段中提出中心论点，然后再围绕中心论点展开论证。浙江义乌中考卷《将兴趣进行到底》的论点则是出现在文章的末尾。作者先列举大量论据，然后进行分析论证，最后得出结论，这个结论就是文章的中心论点。
真题片段（2010年四川泸州卷）“…… ② 世博会究竟将给中国带来什么影响呢？③笔者曾有幸当面向连任两届国际展览局主席、现任国际展览局名誉主席的著名外交家吴建民讨教，他说：“世博会对中国的影响将超过奥运会。因为上海世博会的主题口号是‘城市，让生活更美好’，而世博会确实能够做到让城市的生活更加美好。”不难明白的是，中国的城市化进程正在加速推进，世界城市发展经验的集中展示，将给中国不少城市带来改变陈旧面貌、提升自身素养的大好契机。中国的城市人口现已占总人口的近半数，直接能对如此数量的中国人产生直接影响，其影响不可谓不大。……”
问题7. 本文的中心论点是什么？试用一句话概括。（答案：上海世博会将给中国带来深刻广泛的影响。“深刻”“广泛”有一即可）
思路点拨有的议论文不明确提出论点，需要考生在整体感知的基础上概括、归纳。概括要全面，文字要简洁。归纳论点有三个步骤:归纳段意――归纳层意――概括论点。要注意，论点是在文章中体现出来的作者的观点和看法，其表现形式应该是完整而简洁的句子。
二、 论据的概括与补充
题型透视针对论据设题，一般要求找出所用论据，这类题只要将论据找出来并扼要概述即可。常见的题型有两种:一是要求针对某一个论点，找到事实或道理论据后，用简洁的语言进行概括;二是要求针对某一个论点，为它补充相应的事实论据或道理论据。
真题片段（2010年安徽芜湖卷）《科学不怕挑战》“……③ 量子力学理论刚提出时，由于它的基本概念与传统观念根本不同，有些科学家一时难以接受。爱因斯坦反对量子力学的几率解释，说:‘我不相信上帝在掷骰（tóu）子。’他还多次提出‘理想实验’进行挑战。玻尔是量子力学的创始人之一，他奋起应战，据理反驳。爱因斯坦屡败屡战，苦思冥想出一个特别刁钻的‘理想实验’。玻尔彻夜未眠，苦思不得其解，直到清晨才豁然开朗，利用相对论以其人之道还治其人之身。但爱因斯坦仍然固执己见，以至另一位科学家厄伦费斯特都忍不住说:‘爱因斯坦，你真不像话!你简直在批判你自己的相对论了。’爱因斯坦挑战量子力学，虽败犹荣，他提出的‘理想实验’，促进了量子力学的发展，还对量子密码、量子计算机等新技术起到了催生作用。④ 进化论从诞生之日起就被挑战，从未停止过。创世说从信仰出发频频发难，甚至采用行政手段禁止进化论的传播。结果怎样呢？进化论身经百战，越战越勇，而创世说却破绽百出，只好以百万元大奖向科学家频送秋波求援。……”
问题6． 第③④段运用了事例来论证，请分别概括这两个事例的内容。（答案：第③段：量子力学曾受到爱因斯坦理想实验的挑战；第④段：进化论曾受到创世说者的频频发难。）
思路点拨论据是用来证明论点的材料，论据必须和论点一致。分析论据作用一定要和论点联系起来，答题时要答出直接证明的那个观点。如果是事实论据，必须运用概述的方法，将笔墨集中在能够证明观点的主要情节上。概述事实论据，可采用“人物+概括性事例+简短评价”的形式。要答好这类题，需要平时留心生活，多读书，做一些专题积累。要注意，议论文的论据只有事实论据和道理论据两种。
真题片段1.（2010年湖南长沙卷）《谈尊严》“……② 自古以来，就有孟子的‘富贵不能，贫贱不能移，威武不能屈’；有李白的‘安能摧眉折腰事帆责，使我不得开心颜’；有李清照的‘生当作人杰，死亦为鬼雄’：有于谦的‘粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间’……他们都是活得有尊严的人。……”
问题20.仿照第②段画线句子补充一个论据。（答案示例：有文天祥的“人生自古谁无死，留取丹心照汗青”。）
2.（2010年湖北宜昌卷）《中国人的山水观》“……②过去中国人谈游山，从未见有人说他‘征服’了某个冰封雪冻的高山而引以为傲。中国人游山是欣赏它的深邃幽缈、高不可攀、深不可测的含蓄之美，所以说是‘寻幽探胜’。‘寻’与‘探’，都意味着一种小心翼翼的赞叹激赏之情。唐朝诗人常用山林来造境，以表达他们的禅思和对大自然的喜爱。因此，他们笔下的山是‘只在此山中，云深不知处’的幽谧，是‘落叶满空山，何处寻行迹’的隐逸，是
，所以，中国人游山是纯然精神上的快乐与解脱，绝无一丝欲‘征服’而后快的敌意。……”
问题30． 积累链接：请顺其思路，在第②段中加横线的句子后仿写一句。（答案：如：“千山鸟飞绝，万径人踪灭”的空寂。“采菊东篱下，悠然见南山”的闲适。）
思路点拨补充论据时要明确:无论是补充事实论据还是道理论据，都是用来证明论点的，都要围绕直接证明的那个观点来补充。补写的论据要典型，有代表性，这样说服力才强。如果是补充道理论据，我们一般要选择名人名言。 要注意，杜撰的名言或不为人所熟知的警句往往不能得分。
三、 论证方法的分析与理解
题型透视判断文章所运用的论证方法， 辨识、分析和理解其作用，是议论文阅读的重要考点。既考查对论证方法的辨析，也考查使用论证方法的好处。目的在于测试考生提取加工信息、调动运用积累、评述见解的能力。此类题型对考生的检测是多方面的、综合的，契合了新课标的精神。
真题片段1.（2010年黑龙江省鸡西市卷）“……⑤‘浅阅读’这种阅读态度导致了阅读的工具性质，加深了整个社会的浮躁。上海大学社会学教授邓志伟认为，思想使人进步，思考又往往是沉重的。那些读来显得沉重的文字，往往能够使人更好地了解社会，激发起读者的感悟和思考。不能仅仅因为‘浅阅读’的轻松、愉快，而放弃学习积累的机会。……”
问题23.文段⑤中画线句的论证方法是
，作用 。（答案：道理论证，论证“深阅读”的重要性，增强文章说服力。）
2.（2010年湖北襄樊卷）《让优秀成为一种习惯》“…… ⑥优秀作为一种品质，当然离不开客观环境。但真正优秀的人懂得：命运只有把握在自己手里，才是真正的命运。平庸的人总是把别人的成功归结为环境好、条件好、人缘好、运气好，而把自己所有的失败归结为外在原因。优秀的人心里明白成功离不开客观条件，但从不过分依赖客观条件。他们懂得：环境创造人，人也创造环境。他们成功的时候往往以感恩之心面对社会、面对所有帮助过他们的人，把成功的功劳归结于客观条件。他们失败的时候，往往把原因归结为自己努力不够。优秀的人总是说自己不行，认为自己无知；平庸的人总是利用各种机会表白、粉饰自己。在真正优秀的人看来，世界上没有比这更愚蠢的事情了。……”
问题25． 文章第⑥段主要运用了什么论证方法？有什么作用？（答案：对比论证。答道理论证和对比论证也给分；只答道理论证不给分。其作用：把“优秀的人”与“平庸的人”的不同认识加以对比，强调突出了“优秀的人”不过分依赖客观条件的观点。）
思路点拨作答这类试题，要搞清楚论证方法有:举例论证、道理论证、比喻论证、对比论证。不同的论证方法有不同的作用。举例论证也叫例证法，用典型的事例来证明论点，能增强文章的说服力。道理论证又叫引证法，用权威性言论证明观点，具有权威性，论证有力。比喻论证也叫喻证法，是通过形象的比喻来证明论点的方法，可把道理讲得通俗形象，容易被人接受。对比论证是用正反两方面的事实和道理进行对比，从而证明论点的方法，其好处是是非曲直分明，给人印象深刻。答题时，先说某种论证方法的一般作用，再结合具体内容进行解说，分析作用要和论点联系起来。要注意，分析论证方法的作用时要和文章的论点联系起来。
四、 开放性题目的探究与解答
题型透视 要求考生谈对某观点的看法，读某篇文章得到的启示，探究文章的内容及其深刻的现实意义和思想意义；或要求联系生活实际和自己的体验得出相应的启示。开放性试题既有开放的一面，立足于“灵活”，留给考生广阔的思维空间，使考生能够充分张扬个性，显示自己的聪明才智，也有限制的一面，即关于内容、形式等，提出显性或隐性的要求，成为评定答案的重要依据。
真题片段（2010年贵州安顺卷）《人总得藐视点什么》“① 人生在世，你总得藐视点什么东西，或人或物或事，否则，看什么都伟大，啥子都敬畏，处处低眉顺眼，事事谨小慎微，那就会把自已活得唯唯诺诺，可怜巴巴。…… ⑦ 打铁先得本身硬，藐视，也得有点资本才行，要‘目空天下士’，自己就得才高八斗，学富五车；要藐视天下英雄如无物，自己就得是那顶天立地的真英雄；要藐视那些蝇营狗苟之辈，自己就得是冰清玉洁的真君子。而且，要藐视点什么，不论对人还是对物，可能会让自己吃点亏，受点冷落，‘进步’比别人慢点，‘收益’比别人少点，‘名气’比别人小点，但却能使我们抬头挺胸昂然平视，上不愧天，下不愧地，活得堂堂正正，坦坦荡荡。……”
问题28． 结合生活实际，请你谈谈如何做到“打铁先得本身硬”。（答案示例：我们要想在今后的社会上有所作为，大显神通，就必须在学习生活中累积才识，锻炼分析和解决问题能力，贮藏和消化必备知识。）
问题29．举例谈谈你所藐视的人（或物或事），并简要说说你能够藐视的理由。（答案示例：1：我藐视那些弄虚作假、谋取个人利益的人，因为我主张实事求是、不谋私利，尽管没有得到某些利益，但也心安理得。（意思对相近即可）示例2：我藐视那些靠托关系、走门路来谋求私利的人，因为我主张公平、公正、公开，尽管可能失去一些机会，但也无怨无悔。）
思路点拨议论文语言通常具有概括性、逻辑性，准确而严密。议论文观点鲜明，思想深刻，具有很强的针对性和教育作用。就文章的观点谈个人看法、感受时，要紧扣文章论点或内容，联系作者的看法，结合自己的生活实际，语言要简洁凝炼，做到立场鲜明，观点完整，言之有理、有据，条理清晰。要注意，答题时，不能脱离文章，天马行空；或者忽视“结合自身实际”等刚性要求。
随着中考语文改革的不断深入，议论文阅读的考点也将不断更新。这就要求我们平时复习时，注重对文章的整体感悟，用议论文的相关知识点去解读文章，用精读和略读的方法，扩大阅读范围，拓宽自己的视野。建议同学们在复习中应围绕“理、读、练、析”四个字进行。
“理”就是梳理议论文的基本常识，围绕“三要素”(论点、论据、论证)，关注观点和材料间的联系。明确论点的表述形式，辨别论据的种类和分析其作用，熟悉论证方法与论证过程，注意段落间的联系，理清问题的提出、分析和解决。
篇6
1937年爆发，杨振宁随家几经折，迁入内地昆明，1938年他高中二年级时考入西南联大，得到许多良师的教诲，开始对物理学产生兴趣。在吴大猷指导下，他完成了关于群论及分子光谱的学士论文。这段工作引起他对对称性特别的兴趣。其后，跟王竹溪做的硕士论文涉及的统计力学，也成为他以后研究的方向之一。
1945年杨振宁赴美进入其父曾就读的母校——加哥大学，三年后获物理博士学位。在芝加哥大学，他接触到许多世界第一流的物理学家。其著名者有论文主任泰勒（Teller），和一代大师费米（Fermi）。1948年他与费米提出π介子是质子及反质子束缚态的可能性，开研究粒子内部结构之先河。
1949年，杨振宁应奥本海默（Oppenheimer）邀请，赴普林斯顿高等研究院做研究工作，不久升为教授。1954年他与米尔斯（Mills）发表的规范场理论，是一个划时代的创作，不但成为今日物理理论的基石，并且在相对论及纯数学方面也有重大意义。
1956年他与李政道提出弱相互作用中宇称不守恒，次年获诺贝尔奖。从1966年至今，杨振宁主持纽约石溪州立大学的理论物理研究所。
1986年，杨振宁南开数学研究所参观，并与该所所长著名数学家陈省身一道创立了南开数学所理论物理研究室，具体指导量子可积系统的研究。笔者有幸在该研究所攻读硕士学位，学习期间，深感杨先生思想的博大精深，对他那种朴实无华的科研作风敬佩不已，下面结合自己的学习心得，简单介绍杨振宁的科学哲学思想。
一、爱憎决定风格
“在每一个有创造性活动的领域里，一个人的爱憎，加上他的能力、脾气和机遇，决定了他的风格，而这种风格转过来又决定他的贡献。”①杨振宁在解释他的这段话时说，物理学是一门客观地研究物质世界的学问，然而物质世界具有结构，而一个人对这些结构的洞察力，对这些结构的某种特点的喜爱，某些特点的憎厌，正是他形成自己风格的要素。因此，爱憎和风格之于科学研究，就象它们对文学艺术一样至关重要。杨振宁对物理学的爱憎基本上是1938年至1944年在昆明当学生时形成的。西南联合大学是中国最好的大学，为了取得学士学位，杨振宁跟吴大猷做了有关群论和分子光谱方面的论文，接触了群论在物理学中的应用。他读了狄克逊的一本名为《现代代数理论》的小书，从中学到了群表示理论。这一优美而又有巨大动力的理论，使杨振宁认识到群论的无以伦比的美妙和力量。从而激发起对于对称性原理的兴趣。而从群论到对称性原理上所得到的物理学与数学的结论，又对杨振宁产生了很大的影响。此后杨振宁在清华研究院，在王竹溪先生指导之下写作关于有序——无序转变的论文，对相变发生了浓厚的兴趣。1951年以后，他在统计力学、多体问题等方面写过许多文章，至今对这方面的工作仍很感兴趣，由他指导的南开数学理论物理室主要从事这方面的工作。杨振宁强调，“学一个东西不仅是要学到一些知识，学到技术上的特别的方法，更重要的是要对它的意义有一些了解，有一些欣赏，假如一个人在学了量子力学以后，他不觉得其中有的东西是重要的，有的东西是美妙的，有的东西是值得跟别人辩论得面红耳赤而不放手的，那么，他对这个东西并没有学进去，而只是学了很多可以参加考试得到好分数的知识，这不是真正做学问的精神，他没有把问题里面基本的价值掌握住”。②学一个学科，不只是物理学，不但是掌握这些知识、定理和公理，更要掌握这些知识、定理和公理的意义、精神及其重要性，等到你觉得这些重要到一定程度时，你才是真正地把这些东西吸收进去了。
一个人喜欢考虑什么问题，喜欢用什么方法来考虑，这都是通过训练得出的思想方法，也就是爱憎决定了科学研究的风格。
二、传统与科研
杨振宁认为文化传统是一件非常重要的事情，西方和东方的文化传统的确大不一样。中国的传统，重视每个人对社会的责任，从小就讲先天下之忧而忧。相反地在西方这种观点非常少，甚至不存在，可是我们看到，西方传统也可以产生出灿烂的文化。在这两种不同文化背景下的人，学物理和方法了不同。
美国学物理的方法与中国学物理和方法不一样。中国学物理的方法是演绎法，先有许多定理，然后进行推演；美国对物理的了解是从现象出发，物理定理是从现象中归纳出来的，是归纳法。演绎法是学考试的人用的方法；归纳法是做学问的办法。做学问的人从自己的具体工作分析中抽象出定理来，这样所注意的就是那些与现象接近的东西。另外，最重要的就是科研方向的问题。杨振宁向吴大猷学了分子光谱学与群论之间的关系，学的方法主要是演绎法：是从数学推演到物理的方法；泰勒所注意的是归纳法，它要从物理现象引导出数学的表示，杨振宁从泰勒那里学到了这种思想方法，获益非浅。因为归纳法的起点是物理现象，从这个方向出发不易陷入“泥坑”。在当时芝加哥大学的研究气氛中，杨振宁接触到一些最可能有发展的研究方向，这是十分幸运的。在联大，杨振宁有了一个扎实的根基，学了推演法，到了芝加哥，受到新的启发，学了归纳法，掌握了一些新的研究方向，两个地方的教育都对杨振宁的工作有决定性的作用。40年代末、50年代初，物理学发展了一个新的领域，这个新的领域是粒子物理学。杨振宁和同时代的物理学家是与这个新领域一同成长的。这个领域到今天，一直有长足的发展，影响了人类对物质世界结构的基本认识。这说明如果进入的领域是将来大有发展的，那末他能够做出比较有意义的工作的可能性也较大。这是方向问题，至于方法问题，杨振宁给出了一个很恰当的比喻。他说：“研究物理学好象看一幅很大的画。整个自然界的结构好比这幅画。看这一幅画可以有几种看法。适当的时候应当氢这几种看法结合起来。一是必须在近距离仔细研究，因为这幅画画得很仔细，每一部分都不一样，因此你必须用放大镜仔细研究它的细部。一是你应当在远距离去看它，你可以看到近距离看不到的一种大范围的规律，还有中距离的看法，物理学需要近、中、远三种看法。当然，如果你能一下子就看出远距离所能看到的规律，这当然是大贡献，但是这种可能性很小，甚至不可能。所以必须从近距离开始，总之，知识的流向是由近到中、再到远的，而不是反过来。”③例如，量子力学建立以后，它对哲学有很大的影响，但是海森伯和薛定谔不是从哲学出发，而是从研究原子光谱出发建立量子力学的。在此我们不难看出，杨教授对哲学与物理学研究关系问题的基本态度。
三、对称性决定相互作用
对称观念有很悠久的历史，远在上古时代，人类就有了对称观念，我们的祖先通过对许多自然现象的接触，渐渐形成了这一观念，这个对称观念的发展对上古的音乐、文学、绘画、雕刻、建筑，都有极其密切的关系。这方面的例子很多，在国内外的一些文物古迹上，随处可见我们祖先对自然现象中的对称性的偏爱。到了有史时代，对称现象在各种艺术的发展中更加显著。对称既然在人类历史上占有非常重要，非常基本的地位，哲学家和科学家便很自然地对之加以广泛的应用。有许多早期用到科学上的对称原理，例如，天文学家开普勒，就曾经想用一些几何的对称来解释太阳系中各行星轨道的直径比例，尽管没有很大的成果，可是它说明科学家很早就对对称性发生了兴趣了。对称在科学界开始产生重要的影响始于19世纪。发展到近代，我们已经知道这个观念是晶体学、分子学、原子学、原子核物理学、化学、粒子物理等现代科学的中心观念。近年来，对称更变成了决定物质间相互作用的中心思想。
对称观念对20世纪物理产生了极其重要的作用，首先麦克斯韦公式利用向量的方法，得到了比较简单的表述，可以说是对称原理在物理学中的第一个主要贡献。因为对称原理与方向和向量的关系十分密切，而我们所以能够把那20个方程式写成4个方程式，就是因为这20个方程式含有对称性，把这个对称性很根本地写到方程里面去，就可以写出精而简的方程式。通过方程式的精简，我们才可以把电磁学发展到更基本、更深入的程度。在物理学中对称的第二个重要的用途与晶体的构造有关。晶体结构的对称性，经过许多重要的科学家的努力提炼，形成了空间群的观念，这可以说是对称对于物理学的第二个重要贡献。随着人们对对称的更加深入的认识，物理学家开始用数学上已发展得十分成熟的群的方法来描术对称性，群和连续群的观念把代数、解析与几何连在一起，而通过这许多关系（尤其是解析跟几何的关系）更和粒子现象，以及物理原理发生了密切的关系，又通过几何这个关键，引进了拓朴的观念，这正是近40年来出现的物理与数学交织在一起的现象。尽管物理学家很早就知道守恒定律，然而直到20世纪初，才有人了解，原来守恒的观念与对称性有密切的关系。通过一系列的发展，人们才知道原来对称性与守恒定律可以说是同一回事。到了本世纪50年代，人们对对称原理又有了一个前所未有的新的认识。物理学家发现原来认为的对称并不是绝对的，在某些相互作用下，会有一些纰漏，这些不对称的影响是很小的，不过假若你知道在什么地方发掘的话，你就可以发掘出不对称的现象。关于这方面的第一个实验是关于宇称守恒的。通过这个实验，人们认识到宇称不守恒是弱相互作用的一个基本特征。对称原理经过了50年代的发展，在物理学中已经占有了一个比以前更加重要的地位，而近年来，进入了深的层次，这个发展起源于规范对称。我们知道，世界上各种不同的基本粒子之间有四种不同的相互作用，叫做强相互作用、电磁相互作用、弱相互作用和引力相互作用。相互作用就是力量，因此，各种不同的基本粒子之间，就有四类不同的力量。近20年来，大家认识到这种所有的不同的力量，都是不同的规范场，对称性是决定相互作用的要素。杨先生说：“对称决定相互作用”①。当然，决定相互作用还有其他的中心观念，因为在今天的基本物理中，有很多复杂的困难，要解决这许多困难，必须引进一些跟数学有密切关系的新观念。
注释：
①②杨振宁：《读书教学四十年》，三联书店香港分店，1985年版，第22页，第121页。
篇7
涂子沛/著
广西师范大学出版社
2012年7月/49.9元
本书以美国为主体，但在讲美国的同时，又处处反观中国当下的现实。它讲述了美国半个多世纪信息开放、技术创新的历史，以别开生面的经典案例――奥巴马建设“前所未有的开放政府的雄心”、公共财政透明的曲折、《数据质量法》背后的隐情、统一身份证的百年纠结、商务智能的前世今生、数据开放运动的全球兴起，以及云计算和推特等社交媒体、Web3.0与下一代互联网的未来图景等等，为您一一细解数据创新给公民、政府、社会带来的种种挑战和变革。
哈佛大学商学院访问教授、全球顶尖的管理咨询大师托马斯・H・达文波特，为中国政经两界建言：无论是对中国政府，还是就中国的商业组织而言，《大数据》都是一本重要的书。大数据浪潮汹涌来袭，与互联网的发明一样，绝不仅仅是信息技术领域的革命，更是在全球范围启动透明政府、加速企业创新、引领社会变革的利器。现代管理学之父德鲁克有言，预测未来最好的方法，就是去创造未来。而“大数据战略”，则是当下领航全球的先机。
回望中国，批评“差不多先生”，黄仁宇求索“数目字管理”，作者从太平洋对面看到中美两国的差距，深知中国缺少什么、需要什么，故将十多年观察、思索所得，淘洗成这一本书。
《我们仨》
杨绛/著
三联书店
2012年9月/18.8元
这本家庭生活回忆录分为两部分，第一部分，她以一贯的慧心、独特的笔法，用梦境的形式讲述了最后几年中一家三口的相依为命。第二部分，她平实感人的记录了伉俪二人赴英国留学并在牛津喜得爱女，直至1998年丈夫逝世，63年间这个家庭的坎坷历程。
作为老派知识分子，她的文字含蓄节制，难以言表的亲情和忧伤弥漫在字里行间，生命的意义，不会因为躯体的生灭而有所改变。家的意义在本书中得到了尽情阐释。
《假如时间不存在？》
[意]卡尔罗・罗威利/著
李润/译
化学工业出版社
2013年4月/24元
这是一本很独特的科普书，读来犹如小说。作者讲故事般地叙述了他少年时期的叛逆，对科学兴趣的由来，如何开始探索量子力学和弦理论，到“圈量子引力论”的诞生，以及对时间和空间的定义的质疑……科学的进步来源于人类的不断质疑，科学的本质就是以批判的眼光看待世界。罗威利认为时间只是人们对世界的细枝末节的无知所产生的效应，科学研究很大一部分，就是要寻找不含时间变量的理论。所以，假如时间不存在呢？
《意志力》
[美]罗伊・鲍迈斯特、约翰・蒂尔尼/著
丁丹/译
中信出版社
2012年6月/39元
两位作者他们从人心理的各个层面，详尽阐述了意志力的重要性，并在书中介绍了一系列增强意志力的办法，解释了如何设置切合实际的目标，如何监控进展，如何在动摇之际坚定信念，为走向更高一层巅峰奠定坚实基础。
意志力既不是魔法，也不是空洞的励志口号，而是让人生更美好的科学。当今世界，诱惑无处不在，人类的意志力时时刻刻在接受考验，养成正确的习惯，找到适合的方法，自控会更容易一些，人类就更能用较少的心智能量来回避诱惑。
《少年Pi的奇幻漂流》
[加]扬・马特尔/著
姚媛/译
译林出版社
2012年11月/35元
篇8
根据加热能源耗用，汽车喷烤漆房可分为传统类和新能源类，其中传统型喷烤漆房包括燃油喷烤漆房、电喷烤漆房和燃气喷烤漆房；新能源类汽车维修用喷烤漆房包括生物能源喷烤漆房、太阳能喷烤漆房，以及根据汽车维修单位区域内提供的余热或其他集中供热方式生产定制型喷烤漆房。
一、传统喷烤漆房的环境影响及新技术改造
运行传统型喷烤漆房产生的破坏环境的因素主要有：含SO2、NOx、TPS、苯/二甲苯等废气的排放，VOC的排放，噪声污染，含漆渣的废物排放，调漆时废化学品空桶的排放以及电、燃油的耗用等。
现在市场上的低端产品均将废气、废物和噪声以直排的方式导入周围环境中，根本无法达到国家和地方对大气污染物排放标准的要求。含SO2、NOx、TPS、苯/二甲苯的废气和VOC直接排入大气可导致酸雨和光化学烟雾，严重损害人的健康，甚至影响整个生态系统，同时由于产品不注重能耗的要求，造成大量的能源浪费。
为应对市场需求，中山格普机械也生产传统型喷烤漆房，但我公司会根据其可能造成的环境影响在对产品的设计和研发过程中进行优化。比如设计的多层干式过滤系统可对各种废气进行过滤；选用噪声小的电动机和风机，减小风阻，并进行电动机、风机内置，利用隔音封板进行噪音隔离；对于危险废物，集团4S店在使用我们产品的过程中，重新由油漆供方回收循环使用，或由具有危险废物回收资格的供方进行处理；对于能耗控制，我们采用高功率的电动机和风机，各种热交换器的转换率均在98%，客户要求时可采用LED灯管对室内进行照明，提供超过1K LUX的照度；采用针对不同的修复面进行加热烤漆的技术，排放污染物各项指标达到国家和地方污染物排放标准要求，同时其他各技术参数达到或超过JT/T324-2008的要求。
二、新能源喷烤漆房的节能体现
新能源喷烤漆房包括生物能、太阳能、风能等清洁能源喷烤漆房，同时进行水性油漆的喷涂和烘烤，辅以电机和风机的隔噪，除沾有油漆的危险废物外，其污染物排放对环境仅有轻微的影响。集中供热型喷烤漆房，由于能源由外部供应，可对排放污染物进行综合性集中治理，进行水性油漆的喷涂和烘烤时，对环境影响也是轻微的。
中山格普机械将市场主要定位于中高端产品，产品组合中既有传统的燃油喷烤漆房、电喷烤漆房、燃气喷烤漆房，也有新能源喷烤漆房。其中量子水溶性喷烤漆房已推向市场，并取得良好的反馈和效益；利用余热、蒸汽和生物能源集中供热的喷烤漆房也将在2014年陆续推出。集中供热喷烤漆房以公司最新设计的热交换器进行生物能源的转换，利用开发的过滤器对余热和蒸汽进行过滤，以提供烤漆时的热量需求并以客户集中供热的方式进行安装，同时应用在多联体喷烤漆房和涂装流水线上，并不局限于汽车维修行业。
1 量子水溶性喷烤漆房的优势
（1）红外线微波强辐射器，依据普朗克量子力学的四次方定律，建立起强大的辐射场，彻底改变传统的以传导对流为主的换热方式。
（2）在辐射光束作用下，科学严谨地实现高温热光子能量输出。
（3）㈤电热能转换率高，能量发射率EO≈1，发射与接收同步，瞬间填补被加热物能量深谷接收区。根据电子跃迁原理使各种物质（料）内部分子迅速排列，剧烈振动，形成光电子激发态，产生强大内能，水分及易挥发物由内向外迅速排出，成倍提高热处理和烘干速度，确保质量。
（4）由于没有热交换器的风阻，喷烤漆房边界外一米的噪声保持在七十多dB（在不受背景噪声的影响下），同时由于使用水性油漆，VOC的排放降低90%以上；
（5）能源耗用主要为电能，满载耗能约23kW/h，局部运行为8kW/h，可达交通行业汽车喷烤漆房能源消耗量限值及能源效率等级1级要求。
2 集中供热型喷烤漆房的优势
（1）采用过滤或热交换器进行热量转换，热源利用效率高；
（2）使用集中热源，除电能耗用外，无其他能耗；
篇9
关键词：科学技术史 高职教育 意义
近年来，中国高等教育的发展，取得了引人注目的成就，也引起了人们的很多议论。诸如对高校合并的利弊、对大学圈地的是非、对招生制度的改革、对贫困学生的窘境，等等，社会上有各种不同的看法，众说纷纭。而在各种见仁见智的说法中，在高等院校中大力推行素质教育，得到了社会舆论的普遍认可。可见，积极推进素质教育，既符合当代社会教育发展规律，又是教育界人心之所向。因此，必须对素质教育在高等教育中的作用给予充分肯定，认真探索办好素质教育的各种途径。
一、科学技术史是沟通科学与人文的桥梁
素质教育包括多个方面，比如提高受教育者的政治素质、专业素质、文化素质、身体素质，等等，其中很重要的内容在于提倡人文教育与科学教育的结合，培养学生具有科学的理性思维方式、深刻的历史意识和高度的人文关怀。要实现这一点，开设相应课程是必不可少的。而在这些课程中，科学技术史不可或缺。
素质教育的核心之一是人文教育和科学教育的结合，而科学技术史是实现这种结合的最佳桥梁。科学技术史立足于过去与未来、自然与社会、科学与技术的交叉点，是沟通科学文化与人文文化的理想工具，是现行文理分科教育体制下联结文理学科的一座桥梁。是文科学生学习科学知识、了解科学精神的理想途径，是理工科学生培育历史意识、学习人文精神的优选课程。对于培养具有健全人格的人才来讲，科学技术史的重要性更是不容忽视。
但是，就中国高校而言，科学技术史的教育现状并不理想。其原因一方面在于缺乏相应的人才，另一方面就教学过程来说，如何把握科学史的内容，使之适合素质教育的需要，学者们因为多关注于自己的专业研究，很少有人对之作深入探究，因而显得缺乏相应的思路和理念。
科学技术史是一门古老而又年轻的学科。所谓古老，从某种意义上说，早在古代社会就有了其萌芽。古代社会的学者也探讨自然现象，他们在探讨自然现象时，不可避免地要对前人已有的工作进行梳理，这就是科学技术史的萌芽。而到了十八世纪，就已经出现了一批以各门学科为对象的专门史著作，这更标志着科学技术史的发展。但科学技术史作为一门学科，树立了自己的价值判断标准和研究目的，实现了建制化的要求，并且得到了社会的承认，则是二十世纪上半叶的事情，是经由比利时学者乔治・萨顿坚韧不拔的努力而得以实现的。从这一时间节点来看，科学技术史仍然是一门相当年轻的学科。
科学技术史成为独立学科后。首先在欧美国家得到发展，后来逐渐扩展到其他国家。中国的科学技术史事业，在民国时期已有李俨、钱宝琮、钱临照等前辈从事过开创性的研究工作。共和国成立后，首先在中国科学院成立了专门的科学技术史研究机构――中国科学院自然科学史研究室，该研究室后来升格为中国科学院自然科学史研究所，成为中国科学史研究的大本营。除此之外，在高校中也存在着少数科技史研究机构，如中国科学技术大学自然科学史研究室、内蒙古师范大学科学史研究所等。这些研究机构的设立，标志着科学技术史学科的建制化在我国得到了初步的实现。
1999年3月，上海交通大学科学史与科学哲学系隆重成立，这是中国历史上第一个科学史系，它的建立是科学史学科在中国建制化进程中的里程碑式的事件。嗣后，中国科学技术大学科技史与科技考古系、内蒙古师范大学科技史与科技管理系，以及别的高校中的科技史系也相继成立。这些，标志着中国高校中的科学史学科的发展进入了一个新的阶段。
在高校中大力发展科学技术史学科，是这一学科发展的当然选择。因为科学技术史的一项重要功能是其教育功能。科学技术史以历史上的科学为自己的研究对象，涉及范围极其广泛。中国科学技术大学李志超教授曾经动情地说：“科学史是纵览古今，兼治文理，横参中外，汇通天人的大学科。”此殆非虚言。正是由于科学技术史学科的这一功能，它在帮助人们正确理解科学本身和认识应该如何正确应用科学方面具有其他学科不可替代的重要作用，同时在对于沟通自然科学与人文科学这两种不同的文化、全面提高受教育者的素质、为营造和谐社会作出贡献方面的作用也是不可或缺的。高校是现代社会教育的制高点，具有如此重要教育功能的科学技术史学科，当然应该在高校中得到应有的发展。
二、作为素质教育内容的科学史课程在授课过程中应该把握的方方面面
科学技术史联结中外，纵贯古今，横跨文理，包罗万象，内容十分丰富，这既为教师的授课提供了丰富的素材，为教师在七尺讲台上的思想驰骋提供了足够的空间。又为教师高屋建瓴纵览全局深入浅出的讲解制造了障碍。内容的博大精深与课时的有限及学生学业的繁重构成了一对矛盾，这一矛盾如果解决不好，不但不能实现在素质教育中开设科学史课程的初衷，反而会把学生吓跑。因此，教师在讲授科学技术史课程的过程中，就必须下决心将一些东西不列入教学内容之中。惟有如此，才能突出主线，简明扼要。
科学技术史属于历史学的范畴，在授课时要充分体现这一点，把科学技术发展的历程揭示出来，以此培养学生的历史意识。历史意识是一种高级思想体验，只有具备历史意识的人，其知识结构才是健全的，才会用发展的眼光看问题，才会对人更加宽容、对事更易理解，才会在面对各种问题时，持更符合社会实际的态度寻找相应的答案。在培养学生的历史意识方面，科学技术史大有用武之地。科学不是用一个个概念串起来的，也不是用一堆堆成果堆积起来的，而是从活生生实践的历史中走出来的，是一个有机的整体。把科学发展的前因后果讲述出来。有助于学生形成科学的历史观。可是我们现有的科学技术史著作，特别是中国科学史著作，大多注重对细枝末节的考证，忽视了对宏观发展过程的把握；注重对具体科学史事件的研究，忽视了对隐藏在各种具体科学史事实后面的原因的探讨。缺乏对因果关系的探讨的著作，极容易误导学生的思维方式，使那些缺乏历史感的学生产生一种错觉，认为他们在其他课程中接触到的那些科学概念是先天就有的。或者是科学家造出来的，从而不知不觉地形成先验论的思想方法。既然已有的供学生参考的科学技术史著作已经包含了这样的不足，教师在授课过程中就应该注意这一点，设法通过自己的教学活动弥补这一缺陷。任何科学知识体系都有其历史的发展形成过程，好的教师在教学过程中应该用最精练的语言表述这个过程。
在当今的时代，高度发达的科学技术成为社会生活的重要组成部分，任何人文社科类学子都不能以“科盲”自居。而要对人文社科类大学生进行现代科技教育，弥补其因过早实行文理分科而导致的知识缺陷，科学技术史就应该是一门优先考虑的学习课程。对于理工科学生来 说，他们所拥有的科技知识，大都局限于其专业领域之内，因此对他们也同样存在着进行科普教育的问题。面对这种现实，在对学生进行科学技术史教育时，必须重视对重大科学技术史事件中所蕴含的具体科学知识的讲解。例如，我们在学习“开普勒的历史作用”时，不可能不涉及对太阳系天体运动状况的介绍，以及对开普勒行星运动三定律的阐释，这种介绍和阐释本身就是对学生进行的科学知识教育。同样，在讲授“量子力学”时，如果对量子力学所涉原理讲述不够，未能使学生充分把握，那么，要让学生懂得量子力学史，就是不可能的。因此，教师在授课过程中。必须注意对相关知识的讲授，使学生在接受科学技术史教育的同时，学到相关的自然科学方面的知识。学习科学技术史有助于加深人们对科学本身的理解，这是科学技术史教育多年经验的总结，已经为教育界所公认。作为一个科学技术史教育者，我们的任务是充分发挥科学技术史学科的这一功能，让它为传播和普及科学知识作出应有的贡献。
三、注重弘扬科学与人文精神
在讲授作为素质教育课程的科学技术史课程时，还要重视对科学精神的宣扬。科学界在发展科学的过程中，逐渐形成了一些共识，例如从自然本身出发来解释自然的信念，不迷信、不盲从的理性批判意识，注重实验、讲求实证的实践精神，等等。这些，就是我们所说的科学精神。科学精神是科学的灵魂。有些人在日常生活中常常上伪科学的当，究其原因，不在于他们缺乏科学知识。而在于他们没有掌握科学精神。正因为如此，我们党和国家才一直在提倡大力弘扬科学精神。科学之所以能够有今天的历史地位，正是它一次又一次超越伪科学、超越迷信的结果。讲授科学的发展历程，可以使人们更清醒地认识这一点。
进行科学技术史教育，在整个教育过程中应该充满人文精神。科学技术活动处理的是人与自然的关系，活动的主体是人，因此，要发展科学技术，科技工作者首先就要处理好人的关系。这些关系，就包含人文因素在内。所谓人文精神，主要体现在人能否正确对待自我，对待他人、社会和自然。这些因素既是科学能否发展的前提。更是人类社会肌体是否健康的关键。科学正是在自己的发展过程中，逐渐认识到了它们的重要性。科学技术史所记录的，就是这一过程。一部科学技术发展史，实际上就是一部人类不断完善自己、发展自己、提升自己，使自己从“自在”状态过渡到“自为”状态的历史。这正是人文精神的体现。作为素质教育的一部分的科学技术史教育，对此应该有充分的反映，以期使学生通过学习，能够在正确对待自己和他人，学会与人合作共事，对群体、社会和国家有责任感等方面有所提高。
四、高职院校尤其应引进科学技术史教育
关于高职院校实施人文教育的情况，中央教育科学研究所《教育研究》杂志社主编高宝立同志曾于2007年对北京、河北、浙江、广东、山东、重庆、河南、吉林、安徽、江苏、陕西等省市所属的不同类型、不同专业的26所高等职业院校的987名教师、4035名学生进行问卷调查，并对有关高职院校的校(院)长进行访谈。调查表明，由于大部分高等职业院校办学时间短，学术底蕴不厚，加之当前在职业技术教育领域存在着技术主义和功利主义的价值取向，一些高等职业院校单纯注重学生操作技能的训练。片面强调专业技能的培养，仅仅满足于让学生获得从事某个职业所需的实际知识和技能，而对于培养学生独立人格、健全心理，以及较强的创新精神和社会适应能力的人文教育则重视不够，对学生的人文知识教育、人文精神培养没有给予应有的重视，人文教育处于边缘状态。具体表现在：(1)人文教育未列入学校整体规划；(2)学生的人文素质有待提高；(3)高等职业院校人文教育不能满足学生的需求；(4)高职院校人文教育缺少职业特点；(5)教师的人文教育能力不高。为解决这些方方面面的问题，作者作了诸多探索，其中一条是：树立科学教育与人文教育相融合的办学理念。虽然作者只谈原则，未能给出具体的操作手段，但却引起了笔者强烈的共鸣。
大力加强科学技术史的学习是一个再合适不过的操作手段，高职院校尤其应引进科学技术史教育。
但考虑到高职院校的实际情况，除注意以上所述基本原则之外，还应注意以下两个方面。
1 对课堂讲授内容要有合理的偏重和进行合理的取舍。
科学技术史可讲授的内容非常多，而本课的课时数又肯定非常少。所以我们必须遵循“有所为、有所不为”的原则，精选精讲，凡涉及的内容一定要讲深讲透，确实做到让学生领会要点，并能举一反三。
避免只讲授抽象的理论，通过讲授具体案例生动地展现科学技术史的发展历程。使学生在具体的人和事中学习科学知识、了解科学方法、领悟科学精神。注重在教学中结合本校或本人的学科与专业特点。让学生在学习一般的科学史知识的同时，了解本专业的历史渊源及发展方向，或更进一步体会学术研究的要领和规范。
2 建设结构合理的高素质的师资队伍。
篇10
关键词：物理专业；研究生；创新能力
中图分类号：G643 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）19-0106-02
一个国家的国民创新能力决定了这个国家的未来命运，一个缺乏创新能力的民族无法在全球化的信息时代中屹立于世界民族之林。在经济与社会快速发展的今天，国民的创新意识与创新能力日益成为衡量一个国家国际竞争力的决定性因素。《国家中长期教育改革与发展纲要（2010-2020）》提出了对创新人才的培养要求：创新人才培养模式。适应国家和社会发展需要，遵循教育规律和人才成长规律，深化教育教学改革，创新教育教学方法，探索多种培养方式，形成各类人才辈出、拔尖创新人才不断涌现的局面。
在全面推进建设创新型国家的中国，培养具有创新能力的高级人才业已成为高等教育面临的紧迫任务。高等院校作为培养创新型人才的摇篮，在培养适应社会发展需要的高素质人才过程中起着不可替代的作用。研究生历来是推动国家经济发展和知识创新的中坚力量，是高等院校中创新意识非常活跃的生力军，研究生创新能力的优劣直接影响着国家整体的自主创新能力，也是建设创新型国家成败的关键所在。
在高等教育扩招的背景下，近年来的研究生招生数量快速增长。研究生招生规模的扩大导致了研究生培养质量的下滑，突出的表现就是研究生创新意识和创新能力的不足。如何培养研究生的创新能力成为研究生教育的重点和难点。《国家中长期教育改革与发展纲要（2010-2020）》对于研究生的培养指出：“大力推进研究生培养机制改革。建立以科学与工程技术研究为主导的导师责任制和导师项目资助制，推行产学研联合培养研究生的‘双导师制’。实施‘研究生教育创新计划’。加强管理，不断提高研究生特别是博士生培养质量”。众所周知，物理学作为自然科学的基础之一，是人类在认识自然和生产实践中形成的学科。物理学主要是研究物质的组成、物质之间的相互作用以及物质运动规律的科学。物理学规律具有普遍性，已经应用到其他自然科学领域，不仅丰富了人们对客观规律的深刻认识，而且促进了工程技术学科的进步。因此，在国家创新体系下探索出一个适合物理专业研究生创新能力培养的方案，不仅在研究生培养的理论和实践方面都有着重要性，而且对于促进我国研究生培养质量方面有着示范性和借鉴意义。笔者认为，培养物理专业研究生的创新品质和创新精神应该着重从以下五个方面入手。
一、以培养研究生创新能力为宗旨的课程设置
研究生创新能力培养的构成要素首先是研究生所学课程的合理设置。物理专业研究生必须学习本专业的基础课程，最大程度地理解和掌握基本理论，这为进一步培养创新能力奠定了坚实的基础。如果只是一味强调如何培养创新能力，而缺乏对物理学知识的理解和掌握，创新能力的培养就成为无本之末和空中楼阁。这就要求在研究生的课程设置必须兼顾基本知识掌握和创新能力培养并重的原则，每门课程必须包含基础知识和涉及该课程科学发展前沿两个部分的内容，使学生不仅掌握本门课程的基础知识，而且理解基本原理与当代科技发展前沿的内在联系，这对培养物理专业研究生的创新能力是非常有帮助的。《高等量子力学》是物理专业研究生的一门必须课，以往的教学内容只注重基本量子知识的传授，割裂了基本原理与科技前沿的联系，所以，应该把基础知识与现代量子物理的最新研究成果（例如量子计算、量子通讯、量子材料等）结合起来讲解，使学生深刻体会量子物理的巨大应用潜力。同时，改变过去单纯的只注重传授知识的教学模式，加强研讨式教学，鼓励学生在教学活动中积极参与课堂教学，使学生成为创新活动的主体，不断培养学生的创新意识。
二、注重导师在研究生创新培养过程中的角色
在培养物理专业研究生的创新能力方面，必须重视导师的学术水平、创新意识、责任意识所起的至关重要的作用。研究生的教学活动与本科教学有着很大不同，导师的“教”与研究生的“学”几乎是一对一的，这就要求导师必须能够熟谙物理学科的基本知识，掌握本专业的发展前沿，只有这样才能在教学活动中做到理论与实践相结合，引导学生走到学科发展的最前沿。导师具有较高学术造诣的同时，也必须具有较强的创新意识。优秀的导师必须是一个具有较强创新意识的出色的研究者，在指导学生的科研过程中把学生引入到学科领域和科研前沿，以教师的创新意识和责任意识指导学生进行科研选题、收集资料、寻找问题的突破口，在科研过程中帮助学生逐步具备创新品质和创新精神。
三、在科研项目研究中培养学生的创新能力
《国家中长期教育改革与发展纲要（2010―2020）》提出了对研究生的创新能力培养的要求：“促进科研与教学互动、与创新人才培养相结合。充分发挥研究生在科学研究中的作用。”完成科研项目是科学研究活动中的重要方面。科研项目支撑着研究生的创新教育，让研究生积极参与导师的科研项目，引导研究生利用所学的物理理论和物理思维方法解决科研项目中的一些问题，培养研究生发现问题、分析问题以及解决问题的能力，激发研究生的学习和创新热情，不断培养其创新意识、创新思维和创新能力。例如，自从2010年石墨烯的发现获得诺贝尔物理学奖以来，很多研究生导师都在从事二维量子材料的基础和应用研究。在研究生学习完《固体物理》的相关知识后，导师可以引导学生解决一些二维量子材料课题研究所遇到的问题，在科研项目中培养研究生善于发现问题、独立思考、理论与实践相结合的创新实践能力。
四、注重物理学与其他学科交叉优势对培养研究生创新能力的作用
当今世界的科技发展日新月异，新发现、新技术和新产品层出不穷，这些新成果几乎都与物理学的发展紧密相关。物理学的思考方法和研究方式几乎渗透到了自然科学和工程技术的每一个领域。物理学与其他学科的融合形成很多交叉学科，例如：量子化学、量子信息学、生物物理、物理化学等。学科交叉往往成为科学发现的增长点并且能够产生新的前沿，一些重大的科学突破往往在交叉学科中产生。例如，2014年诺贝尔化学奖的三位获奖者的获奖原因是“发展了超高分辨率荧光显微镜”。光学显微镜的研究本属于物理学研究范畴，但其在化学和生物学的研究中已被广泛应用。如何突破光学中阿贝成像原理，把光学显微镜的分辨率推进到纳米尺度是化学和生物学领域研究中的难题。三位科学家利用荧光分子，机智地解决了这一难题，带来了光学成像技术的革命。这一获奖成果是物理、化学和生物学的高度交叉所产生的重大科学突破的典型范例。因此，在研究生课程的设置中适当设置一些与物理学交叉的课程，鼓励学生跨学科选学一些适当课程，同时参加一些跨学科的学术活动，这有助于完善研究生的知识结构，形成良性的创新思维和创新品格，激发研究生的创新热情，拓展新的研究领域，不断培养研究生的创新能力和创新精神。
五、建立完善的研究生创新能力评价体系
研究生经过了阶段性的基础知识学习和创新能力训练后，其结果如何，必须给予适当的评价。完善的评价体系不仅对研究生个人起着引导作用，而且对研究生教育有着导向作用，甚至影响培养研究生创新能力方案的制定。对于物理专业的研究生而言，须对研究生基本物理知识的理解和掌握、阅读文献、文献综述、论文选题、开题报告、论文撰写、论文答辩等培养环节制定详细的评价细则，具有合理性、可行性和创新性的评价体系能够从制度上引导研究生树立创新意识、培养创新思维和创新精神、开展创新研究工作。
总之，研究生创新能力的培养是一个系统工程，取决于多方面因素的有效结合，营造良好的创新环境和制定合理的培养方案，是培养具有创新品质研究生的有力保证。
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