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量子测量动力学学位论文

发布时间:2024-07-08 01:14:16

量子测量动力学学位论文

物理力学是力学的一个新分支,它从物质的微观结构及其运动规律出发,运用近代物理学、物理化学和量子化学等学科的成就,通过分析研究和数值计算,阐明介质和材料的宏观性质,并对介质和材料的宏观现象及其运动规律作出微观解释。主要包括静力学、动力学、流体力学、分析力学、运动学、固体力学、材料力学、复合材料力学、流变学、结构力学、弹性力学、塑性力学、爆炸力学、磁流体力学、空气动力学、理性力学、物理力学、天体力学、生物力学、计算力学 物理力学主要研究平衡现象,如气体、液体、固体的状态方程,各种热力学平衡性质和化学平衡的研究等。对于这类问题,物理力学主要借助统计力学的方法。 物理力学对非平衡现象的研究包括四个方面:一是趋向于平衡的过程,如各种化学反应和弛豫现象的研究;二是偏离平衡状态较小的、稳定的非平衡过程,如物质的扩散、热传导、粘性以及热辐射等的研究;三是远离于衡态的问题,如开放系统中所遇到的各种能量耗散过程的研究;四是平衡和非平衡状态下所发生的突变过程,如相变等。解决这些问题要借助于非平衡统计力学和不可逆过程热力学理论。 物理力学的研究工作,目前主要集中三个方面:高温气体性质,研究气体在高温下的热力学平衡性质(包括状态方程)、输运性质、辐射性质以及与各种动力学过程有关的弛豫现象;稠密流体性质,主要研究高压气体和各种液体的热力学平衡性质(包括状态方程)、输运性质以及相变行为等;固体材料性质,利用微观理论研究材料的弹性、塑性、强度以及本构关系等。 物质的性质及其随状态参量变化规律的知识,无论对科学研究还是工程应用都极为重要,力学本身的发展就一直离不开物性和对物性的研究。 近代工程技术和尖端科学技术迅猛发展,特别需要深入研究各种宏观状态下物体内部原子、分子所处的微观状态和相互作用过程,从而认识宏观状态参量扩大后物体的宏观性质和变化规律。因此,物理力学的建立和发展,不但可直接为工程技术提供所需介质和材科的物性,也将为力学和其他学科的发展创造条件。

电磁学是物理学的一个分支。电学与磁学领域有著紧密关系,广义的电磁学可以说是包含电学和磁学,但狭义来说是一门探讨电性与磁性交互关系的学科。 主要研究电磁波,电磁场以及有关电荷,带电物体的动力学等等。电磁学或称电动力学或经典电动力学。之所以称为经典,是因为它不包括现代的量子电动力学的内容。电动力学这样一个术语使用并不是非常严格,有时它也用来指电磁学中去除了静电学、静磁学后剩下的部分,是指电磁学与力学结合的部分。这个部分处理电磁场对带电粒子的力学影响。电磁学的基本理论由19世纪的许多物理学家发展起来,麦克斯韦方程组通过一组方程统一了所有的这些工作,并且揭示出了光作为电磁波的本质。电磁学的基本方程式为麦克斯韦方程组,此方程组在经典力学的相对运动转换(伽利略变换)下形式会变,在伽里略变换下,光速在不同惯性座标下会不同。保持麦克斯韦方程组形式不变的变换为洛伦兹变换,在此变换下,不同惯性座标下光速恒定。二十世纪初迈克耳孙-莫雷实验支持光速不变,光速不变亦成为爱因斯坦的狭义相对论的基石。取而代之,洛伦兹变换亦成为较伽利略变换更精密的惯性座标转换方式。静磁现象和静电现象很早就受到人类注意。中国远古黄帝时候就已经发现了磁石吸铁、磁石指南以及摩擦生电等现象。系统地对这些现象进行研究则始於16世纪。1600年英国医生威廉·吉尔伯特(William Gilbert,1544~1603)发表了<论磁、磁饱和地球作为一个巨大的磁体>(Demagnete,magneticisque corporibus et de magnomagnete tellure)。他总结了前人对磁的研究,周密地讨论了地磁的性质,记载了大量实验,使磁学从经验转变为科学。书中他也记载了电学方面的研究。

一个利用量子纠缠在远方用户之间建立密切联系的量子网络正在形成。

撰文 | Gabriel Popkin

译者 | 潘佳栋

审校 | 刘培源、晏丽

当一束优雅的蓝色激光进入一个特殊的晶体中时,在晶体里其变成红色,这表明每个光子都分裂成一对能量较低的光子,并且产生了一种神秘的联系。这些粒子“纠缠”在一起,就像同卵双胞胎一样相互联系。尽管住在遥远的城市,它们却知道彼此的想法。光子穿过一团乱麻,然后轻轻地将它们编码的信息存入等待的原子云 (clouds of atoms) 中。

“这种变换有一点像魔法”,石溪大学的物理学家伊登·菲格罗亚 (Eden Figueroa) 欣喜若狂。他和同事们在几个实验室长凳上炮制了这个装置,上面堆满了镜头和镜子。但是他们心中有一个更大的想法。

图1:伊登·菲格罗亚 (Eden Figueroa) 正试图将微妙的量子信息从实验室引入互联世界

到年底,美国最大的都会区,包括纽约市郊区的司机可能会在不知不觉中为一个新的、可能具有革命性意义的网络的薄弱环节而努力:一个通过像菲格罗亚实验室那样的纠缠光子联系在一起的“量子互联网” 。

数十亿美元已经被投入到量子计算机和传感器的研究中,但许多专家表示,这些设备只有在远距离相互连接时才会迅速发展。就像网络将个人计算机从美化的打字机和 游戏 机转变为不可或缺的电信设备一样,这一愿景和网络的这一方式相似。

纠缠是一种奇怪的量子力学性质,尽管它曾被阿尔伯特·爱因斯坦嘲笑为“幽灵般的超距作用”,但是研究人员仍希望能够在远距离建立紧密的、瞬时的联系。量子互联网可以将望远镜连接成超高分辨率的阵列、精确地同步时钟、为金融和选举建立安全的通信网络、并使得从任何地方进行量子计算成为可能。它还可能催生出没有人想象过的应用程序。

然而,将这些脆弱的联系放入温暖、嗡嗡作响的世界并非易事。如今存在的大多数传输链只能将纠缠的光子发送到相距仅几十公里的接收器。同时,量子连接是短暂的,它会随着光子的接收和测量而被破坏。研究人员希望可以无限期地维持纠缠,利用光子流在全球范围内编织持久的量子连接。

为此,他们将需要光中继器在量子通信网络中的等价物。光中继器是当今电信网络的组件,可在数千公里的光纤中保持强光信号。几个团队已经展示了量子中继器的关键组成部分,并表示他们在构建扩展网络的道路上进展顺利。“我们已经解决了所有的科学问题,”哈佛大学的物理学家米哈伊尔·卢金 (Mikhail Lukin) 说,“我非常乐观地认为,在5到10年内……我们将拥有大陆级别的量子网络原型。”

1969年10月29日晚 (即Woodstock音乐节刚结束2个月,越战正在爆发) ,加利福尼亚大学洛杉矶分校的学生查理·克莱恩 (Charley Kline) 向位于加利福尼亚州门洛帕克的斯坦福研究所中500多公里外的计算机发送了一条消息。这标志着美国高等研究计划署网络 (the Advanced Research Projects Agency Network,ARPANET) 开始建立。从那个不稳定的双节点开始——克莱恩的预期信息是“login”,但在系统崩溃之前只有“lo”通过——互联网已经扩展到今天的全球网络。大约 20 年前,物理学家开始猜测相同的基础设施是否可以穿梭于更奇特的东西:量子信息。

1994年是一个激动人心的时刻。一位名叫彼得·肖尔 (Peter Shor) 的数学家设计了一种量子代码,可以破解当时领先的加密算法,这是经典计算机无法做到的。肖尔的算法表明,量子计算机具有使非常小的或冷的物体同时以多种“叠加”状态存在的能力,这可能具有爆炸级的应用——破解密码。他们花费了长达数十年的努力来构建量子计算机。一些研究人员想知道量子互联网是否会极大地增强这些机器的能力。

但是建造一台量子计算机已经足够令人却步了。就像纠缠一样,对纠缠至关重要的叠加状态是脆弱的,在被外界测量或以其他方式干扰时会崩溃。由于该领域专注于通用量子计算机,将这些计算机连接起来的想法大多被规划到遥远的未来。菲格罗亚打趣说,量子互联网变得“就像量子计算机的时髦版本”。

第一个能够传输单个纠缠光子的量子网络已经初具规模。2017年中国的一份报告是最引人注目的:一颗名为“墨子号”的量子卫星将纠缠粒子对发送到相距 1200 公里的地面站 ( Science , 16 June 2017, p. 1110) 。这一成就在华盛顿特区引发了担忧,最终导致了 2018 年《国家量子倡议》法案 ( National Quantum Initiative Act ) 的通过,该法案由当时的总统唐纳德·特朗普 (Donald Trump) 签署成为法律,旨在推动美国的量子技术的进步。美国能源部 (The Department of Energy,DOE) 在 4 月份提出了进一步推进美国量子互联网发展的设想,宣布斥资2500万美元用于量子互联网的研发,以连接国家实验室和大学。“让我们将我们的科学设施连接起来,证明量子网络是有效的,并为该国其他地区提供一个框架,让其继续并扩大规模。”最近才开始领导美国能源部科学办公室的克里斯·法尔 (Chris Fall) 说。

由中国科学技术大学物理学家潘建伟领导的中国小组继续发展其量子网络。根据1月份 Nature 的一篇论文,纠缠粒子现在可以跨越 4600 多公里,使用光纤和非量子中继。其他国家也已经证明了更短距离的量子连接。

量子通信行业和政府开始通过一种称为量子密钥分发 (Quantum Key Distribution,QKD) 的方法,将最初的链接用于安全通信。QKD使双方能够通过对纠缠光子对进行同时测量来共享密钥。量子连接可以防止密钥被篡改或窃听,因为任何干预测量都会破坏纠缠,用密钥加密的信息可以通过普通渠道传递。QKD 被用于确保瑞士选举的安全,并且银行已经对其进行了测试。但许多专家质疑其重要性,因为更简单的加密技术也不受已知攻击的影响,包括Shor算法。此外,QKD不能保证发送和接收节点的安全,这些节点仍然容易受到攻击。

成熟的量子网络的目标更高。“它不仅会传输纠缠粒子”,美国国家标准与技术研究所的物理学家尼尔·齐默曼 (Neil Zimmerman) 说,“它将纠缠作为一种资源进行分配”,使设备能够长时间纠缠,从而共享和利用量子信息。 ( Science , 19 October 2018, )

在量子网络的发展中,科学可能是首先受益的。量子网络的一种可能的用途是超长基线干涉测量。该方法将全球的射电望远镜连接起来,有效地创造了一个强大的单一、巨大的天线,足以对遥远星系中心的黑洞进行成像。将远距离的光学望远镜收集到的光组合起来更具挑战性。但是物理学家提出了一些方案,可以在量子存储器中捕获望远镜收集的光,并使用纠缠光子提取和合并其相位信息,这是超高分辨率的关键。分布式纠缠量子传感器还可以为暗物质和引力波带来更灵敏的探测器网络。

量子网络更实际的应用包括超安全选举和防黑客通信,这使得信息本身,而不仅仅是用于解码它的密钥,能够像在QKD中密钥一样在纠缠节点之间共享。纠缠也可以同步原子钟,并防止在它们之间积累信息的延迟和错误。除此之外,量子网络还可以提供一种连接量子计算机的方法,增强量子计算机的能力。在未来一定的时间里,每个量子计算机可能会被限制在几百个量子比特,但如果纠缠在一起,它们可能能够处理更复杂的计算。

进一步考虑这个想法,一些人还设想了一种云计算的模拟,即所谓的盲量子计算 (Blind quantum computing) 。人们的想法是,有朝一日,最强大的量子计算机将位于国家实验室、大学和公司,就像今天的超级计算机一样。药物和材料设计师或股票交易员可能希望在不泄露程序内容的情况下从远处运行量子算法。理论上,用户可以在与远程量子计算机纠缠在一起的本地设备上对问题进行编码——利用远程计算机的能力,但同时不泄漏该问题的信息。

“作为一名物理学家,我认为盲量子计算非常漂亮。”因斯布鲁克大学的特蕾西·诺瑟普 (Tracy Northup) 说。

研究人员对完全纠缠网络 (fully entangled networks) 进行了早期研究。2015 年,魏纳 (Wehner) 及其同事将光子与氮原子中的电子自旋纠缠在一起,它们被包裹在代尔夫特理工大学校园内相距公里的两颗小钻石中。然后光子被发送到一个中间站,在那里它们相互作用以纠缠钻石节点。该实验创造了“调制”纠缠的距离记录,这意味着研究人员可以确认并使用它,并且这种联系持续了长达几微秒。

然而,更广泛的网络可能需要量子中继器来复制、校正、放大和重新广播几乎每个信号。尽管中继器是经典互联网中相对简单的技术,但量子中继器必须避开“不可克隆”定理——即从本质上讲,量子态不能被复制。

图2:量子网络将由纠缠的光子编织在一起,这意味着它们共享一个量子态。但是这需要量子中继器在遥远的用户之间中继脆弱的光子。

一种流行的量子中继器设计从两个相同的、不同来源的纠缠光子对开始,每对中的一个光子飞向遥远的端点,这些端点可能是量子计算机、传感器或其他中继器。让我们称它们为Alice和Bob,因为量子物理学家习惯这样做。

每对光子的另一半向内拉,朝向中继器的中心。该设备必须捕获先到达的光子,将其信息导入量子存储器 (可能是钻石或原子云) ,纠正在传输过程中积累的错误,并对其进行处理,直到另一个光子到达。然后中继器需要以纠缠遥远的光子双胞胎的方式将两者联系起来。这个过程被称为纠缠交换 (entanglement swapping) ,在遥远的端点Alice和Bob之间创建了一个链接。其他的中继器可以将Alice连接到Carol,将Bob连接到Dave,最终跨越很远的距离。

菲格罗亚将他建造这种设备的动力追溯到他2008年在卡尔加里大学的博士学位论文答辩。这位出生于墨西哥的年轻物理学家描述了他如何将原子与光纠缠在一起之后,一位理论学家问他要如何处理这个装置。“当时我真丢脸,我没有答案。对我来说,这是一个我可以玩的玩具。”菲格罗亚回忆道。“他告诉我:‘量子中继器就是你要做的。’”

受到启发,菲格罗亚在来到石溪之前就在马克思·普朗克量子光学研究所研究了该系统。他很早就确认商用的量子中继器应该在室温下运行——这与大多数量子实验室的实验不同,后者在非常冷的温度下进行,以最大限度地减少可能扰乱脆弱量子态的热振动。

菲格罗亚希望将铷蒸气作为中继器的一个组件,即量子存储器。铷原子是锂和钠的同族元素,对科学家很有吸引力,因为它们的内部量子态可以通过光来设置和控制。在菲格罗亚的实验室中,来自分频晶体的纠缠光子进入每个包含 1 万亿个左右铷原子的塑料细胞 (cells) 。在那里,每个光子的信息被编码为原子之间的叠加,在那里它持续几分之一毫秒——这对于量子实验来说非常好。

菲格罗亚仍在开发第二阶段的中继器:使用计算机控制的激光脉冲来纠正错误并维持云的量子态。然后,额外的激光脉冲会将携带纠缠的光子从存储器发送到测量设备,以与最终用户发生纠缠。

卢金使用不同的介质构建量子中继器:包裹在钻石中的硅原子。传入的光子可以调整硅电子的量子自旋,从而产生潜在的稳定记忆。论文中,他的团队报告捕获和存储量子态的时间超过五分之一秒,远远长于铷存储器。2020年一篇发表在 Nature 上的文章中指出,尽管必须将钻石冷却到绝对零上几分之一度的范围内,但卢金表示制冷器正在变得紧凑和高效, “现在这是我最不担心的。”

在代尔夫特理工大学,魏纳和她的同事也在推动钻石方法,但使用氮原子而不是硅。上个月在 Science 杂志上,该团队报道了在实验室中纠缠三颗钻石,创建了一个微型量子网络。首先,研究人员使用光子纠缠了两种不同的钻石:Alice和Bob。在Bob中,纠缠从氮转移到碳核中的自旋:一种长寿命的量子存储器。然后在Bob的氮原子和第三颗钻石Charlie之间重复纠缠过程。研究人员对 Bob的氮原子和碳核进行联合测量然后将纠缠转移到第三颗钻石,即Alice到Charlie。

实验负责人、代尔夫特理工大学物理学家罗纳德·汉森 (Ronald Hanson) 说,尽管该实验距离比现实世界的量子网络需要的距离短得多、效率也低得多,但可控的纠缠交换证明了量子中继器的工作原理,这是“从未被做过的事情”。

潘建伟的团队还展示了一个部分中继器,其中原子云作为量子存储器。但在2019年发表在 Nature Photonics 上的一项研究中,他的团队展示了一个完全不同的早期原型:通过平行光纤发送大量的纠缠光子,至少有一个可能在旅途中幸存下来。潘建伟说,虽然这可能避免对中继器的需求,但该网络需要能够纠缠至少数百个光子,而他目前的记录是12个光子。使用卫星产生纠缠是潘建伟正在开发的另一项技术,也可以减少对中继器的需求,因为光子在太空中的存在时间比通过光纤长得多。

大多数专家都认为,真正的量子中继器还需要数年时间,最终可能会使用当今量子计算机中常见的技术,例如超导体或俘获离子,而不是钻石或原子云。这样的设备需要捕获几乎所有击中它的光子,并且可能需要至少几百个量子比特的量子计算机来校正和处理信号。从某种意义上说,更好的量子计算机可以推动量子互联网的发展——这反过来又可以增强量子计算。

在物理学家努力打造完美中继器的同时,他们正在将单个大都市区内的站点连接起来,因为它们不需要中继器。在2月发布到 arXiv 的一项研究中,菲格罗亚将他的实验室中两个原子云存储器中的光子通过79公里的商业光纤发送到布鲁克海文国家实验室,在那里光子被合并——代尔夫特理工大学的小组朝着这种端到端类型的纠缠迈出了一步。到明年,他计划在他的大学和他的创业公司Qunnect的纽约办公室之间部署两个量子存储器,并把它们压缩到一个微型冰箱的大小,看看它们是否能提高光子在旅途中幸存下来的几率。

波士顿、洛杉矶和华盛顿特区也正在建设量子网络,两个网络将把伊利诺伊州的阿贡国家实验室和费米国家加速器实验室与芝加哥地区的几所大学连接起来。代尔夫特理工大学的研究人员希望很快将他们创纪录的长期纠缠扩展到荷兰海牙的商业电信设施,而其他新兴网络正在欧洲和亚洲不断发展。

这些量子网络最终目标是使用中继器将这些小型网络连接到洲际互联网。但首先,研究人员面临着更简单的挑战,包括建造更好的光子源和探测器、最大限度地减少光纤连接处的损耗,以及在特定量子系统 (例如原子云或钻石) 的固有频率和电信光纤传导的红外波长之间有效地转换光子。“那些现实世界的问题,”齐默曼说,“实际上可能比光纤衰减的问题更大。”

图3:微小钻石中的杂质原子(如该芯片的核心)可以存储和传递量子信息。

有些人怀疑这项技术是否是在炒作。“纠缠是一种非常奇怪、非常特殊的性质”,陆军研究实验室的物理学家库尔特·雅各布斯说, “它不一定适用于所有类型的应用程序。” 例如,对于时钟同步,与经典方法相比量子网络的优势仅体现在纠缠设备数量的平方根上,量子网络需要连接9个设备才能获得经典网络3倍的收益。三倍增益需要连接九个时钟——可能会遇到高于它的价值的问题。“拥有功能性量子网络总是比经典网络更难。”雅各布斯说。

对于这种怀疑,芝加哥大学的物理学家大卫·奥沙洛姆 (David Awschalom) 反驳说,“我们正处于量子技术的晶体管阶段。” 晶体管于1947年被发明出来,几年之后,公司才发现它在收音机、助听器和其他设备中的用途。如今,每一台新电脑、智能手机和 汽车 的芯片中,都蚀刻了数以亿计的晶体管.

未来几代人可能会像我们怀念阿帕网 (ARPANET) 一样回望此刻——作为互联网的纯婴儿版本,阿帕网的巨大潜力当时没有得到认可和商业化。“你可以肯定,我们还没有想到这项技术将做的一些最重要的事情”,奥沙洛姆说:“如果你相信已经做了最重要的事情,那说明你太傲慢了。”

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双峰二中创建八十年,培养人才三万余人。在教育、科技、军政、工农、艺术各界出现了众多有成就的人物。据1996年建校七十周年时的不完全统计:教育战线大学的正副教授、中学的特级教师,科技战线高级工程师以上,军政界地师级以上,工农战线的企业家、养殖家以及艺术、技能方面有突出成就或有著作问世者,总数在五百人以上。以下仅为部分之简单介绍。 (转自《双峰二中七十周年校庆纪念册》) 欧阳崇一 又名欧阳祜,青树坪人,起陆高小一班毕业。湖南和平解放前夕,任国min党第一兵团司令部第四处上校处长,主管后勤业务。积极趋向弃暗投明,抗拒执行白崇禧对长沙的破坏命令,促使司令员陈明仁和平起义。和平解放后,任兵团军需处长、省政府参事、省政协委员等职。他对母校感情甚深,曾来信说:“我1949年能走向光明,是与母校的教育分不开的,堪可告慰。” 匡燕鸣 双峰人,起陆高小四班毕业。1960年及1979年两次回校任党支书、校长。工作刻苦实干,文化大革命后拨乱反正,恢复学校元气,备著辛劳。荣膺全国教育战线劳动模范称号。后调任双峰一中党支书、校长。 戴鸿仪 青树坪人,起陆高小十一班毕业。四十年代曾回起陆初中任教,是有名数理老师。中国矿业大学北京研究生部教授,其与人合作发明的“矿用强力运输带横向断裂预报装置”获国家专利。享受国家特殊津贴。 欧阳谦叔 又名欧阳熙,青树坪人,起陆高小十六班毕业。曾任湖北歌剧团编剧、作曲。是著名歌剧《洪湖赤卫队》的主要作曲者。国家一级作曲家。其论文《歌剧探索三十年》曾发表于北京《音乐理论》杂志及《中国歌剧艺术文集》。1990年,他与爱人一同回到母校与师生们联欢,后又为母校校歌作曲。 欧阳骅 青树坪人,起陆初中十二班毕业。空军航空医学研究所研究员、教授、硕士和博士论文评审委员。编写了《中国航空百科词典》、《中国医学检验全书》及论文40余篇。所发明“管式液冷防暑降温背心”获国家专利。对母校怀有深厚感情,为庆祝母校七十周年校庆与爱人曾月英捐出多年积蓄设希望奖,要求奖励家庭困难而品学兼优的学生,以报答国家和母校对他们的培育之恩。 王文介 双峰县花门镇人,起陆初中十三班毕业。中国科学院南海海洋研究员、国际海洋研究委员会中国工作组委员、硕士研究生导师、国家特殊津贴获得者。获得过中国科学院科技进步二等奖,广东省科技进步特等奖、国家海洋局科技成果三等奖。主持和参与专门著作16本。有论文和译文60余篇在国内有关学报刊物发表。 曾月英(女) 青树坪人,起陆初中十五班毕业。1956年考入空军第二飞行学院,毕业后,分配空军专机师任飞行员,担任过中央首长专机机长。1987年被授予空军上校,一级飞行员。其机组获“英雄机组”称号,个人曾荣立二等功一次,三等功二次。三十年飞行近五千个小时,行程达200万公里,飞过四十多次专机,参加过常年的战备值班,执行过临时的抢险救灾,均安全而出色地完成了任务。 王影 原名李醒辰,永丰镇人,二中初五班毕业。1963年大学毕业后分配在林业部湖南农林工业设计研究院工作,并任该院副总工程师。他主持、设计的工程,多次获部、省奖励及先进称号。由于他的突出贡献,1993年起,享受政府特殊津贴。系民盟湖南省委副主委,第六届省政协委员,省八届人大常委。 李希特 双峰人,二中初十五班毕业。现为县文化局干部,中国剪纸学会会员、农工民主党县委常委、政协双峰常委。1995年,联合国教科文组织和中国民间文艺家协会联合授予他“民间工艺美术家”称号。有作品百余幅在报刊发表,并多次在展出中获奖。其《凤朝阳》《凤凰戏牡丹》经选送日本、瑞典展出。其三分钟人像剪影,以快、准、美受到中外好评,誉为“湘中一绝”。 欧阳梦轲 青树坪人,二中初二十一班毕业。1985年临池学书,兼学装裱。1988年获全省农民书法大奖赛三等奖,1990年获全省国土杯书法大赛二等奖,1993年获国际和平杯书法赛三等奖。其作品编入《中国国际艺术大观》。《人民日报》及《人事与人才》报道了其自学成才的事迹。 王振华 青树坪人,二中高一、二班毕业。乘改革开放东风,在农村发展养殖事业。全国养猪协会副理事长、湖南省动物人参系列产品开发公司总经理。荣获全国农村科普工作先进个人、全国科技致富能手、湖南省优秀科技工作者等称号。 谢和平 双峰县甘棠镇人,二中高三十一班毕业。现任四川大学校长、教授、博士生导师。中国科学院国际材料物理中心成员。他在岩石损伤力学和分形几何结合方面取得了开创性的成果,从而推动岩石力学的发展,他的学术成果在国内外产生了较大的影响。1992年被评为中国青年科学家。被聘至美、英、波兰、德国各大学讲学。共发表论文40余篇,英文著作3部,中文著作2部。

量子力学期刊

《大科技》《科技传播》是科普杂志,不是学术期刊,科学家有时也会看看,但绝不会引用。论文一般都需要数据,没有不包括数据的论文,即便量子力学论文、宇宙大爆炸论文那也是到处充满数据。可以看得出来,你的文章根本没有数据,只是一番推论,这是不行的。你需要把你的理论得出的结果与已有数据进行对比,看看是否符合(这是基础),然后再用你的理论得出其它人得不到的数据(这是验证),等待实验家去完成实验,采集数据。若别人后来做出的数据支持了你的理论,那就说明你的理论在一定范围是正确的,你才会名声大振。

从一开始,量子力学就一直以其难以理解的奇特之处让人们惊叹不已。为什么一个粒子似乎同时通过两个狭缝?为什么我们只能谈论概率的演变,而不是具体的预测呢?根据华沙大学和牛津大学的理论家的所说:量子世界最重要的特征可能来自狭义相对论,而到目前为止,狭义相对论似乎与量子力学关系不大。自从量子力学和相对论问世以来,物理学家们就因为这些概念的不相容,而不舍昼夜的思索。

科学家普遍认为,量子力学的描述是更基本的,相对论必须与之相适应。华沙大学(FUW)物理系Andrzej Dragan博士和牛津大学(UO)ArturEkert教授现在提出了他们的推理《相对论的量子原理》,得出了不同的结论,其研究成果发表在《新物理学》期刊上,证明了量子力学的特性,决定了量子力学的独特性和量子力学的非直观差异,更重要的是,作为公理,可以在狭义相对论的框架内加以解释。

阿尔伯特·爱因斯坦把狭义相对论建立在两个假设之上,第一个被称为伽利略的相对论原理(这是哥白尼原理的特例),这说明物理在每个惯性系统中都是相同的(即静止或稳定直线运动的惯性系统);第二个假设是根据著名的迈克尔逊-莫利实验结果提出的,它要求每个参考系的光速都是恒定的。爱因斯坦认为第二个假设至关重要,实际上,至关重要的是相对论原理。

早在1910年,弗拉基米尔·伊格纳托夫斯基就表明:只有基于这一原理,才有可能重建狭义相对论的所有相对论现象。1992年安德烈·西马查教授也提出了一个极其简单的推理,直接从相对论原理引出相对论。爱因斯坦认为第二个假设至关重要,实际上,关键是相对论原理。早在1910年,弗拉基米尔·伊格纳托夫斯基就表明:只有基于这个原理,才有可能重建狭义相对论的所有相对论现象。

狭义相对论是一个连贯的结构,它允许三种数学上正确的解:以亚光速运动的粒子世界,以光速运动的粒子世界,以及以超光速运动的粒子世界,然而,这第三个正解一直被认为与现实无关而被拒绝。新研究提出了一个问题:如果暂时不涉及解决方案的物理或非物理性质,认真对待的不是狭义相对论的一部分,而是它的全部,以及超光速系统,会发生什么?而且预计会出现因果悖论。

同时,我们看到的,正是构成量子力学最深核心的那些效应。最初,两位理论家都考虑了一种简化的情况:具有所有三正解的时空,但只包含一个空间维度和一个时间维度(1+1)。一种溶液体系中的静止粒子,似乎在另一种溶液体系中以超光速运动,这意味着超光速本身是相对的。在以这种方式构建的时空连续体中,非确定性事件自然发生。如果在A点的一个系统中有超光速粒子产生,甚至是完全可预测的。

向B点发射,那里根本没有关于发射原因的信息,那么从第二个系统中观察者的观点来看,事件从B点运行到A点,所以它们从一个完全不可预测的事件开始。事实证明,类似效应也出现在亚光速粒子发射的情况下。两位理论家还表明:在考虑了超光速解之后,粒子在多个轨迹上的运动同时出现是自然的,描述事件的过程需要引入表明存在状态叠加的组合概率幅度之和,到目前为止,这一现象只与量子力学有关。

在三个空间维度和一个时间维度(3+1)的时空的情况下,也就是对应于我们的物理现实,情况就更复杂了。最初形式的相对论原理没有保留,即亚光速系统和超光速系统是可以区分的。然而,研究人员注意到,当相对论原理被修改为这样的形式:以局部和确定性的方式,描述事件的能力不应该取决于惯性参考系的选择”时:它将解决方案限制在那些从(1+1)时空中考虑的所有结论仍然有效。

而且研究还注意到了对单个维度的作用进行有趣解释的可能性。在观察者看来超光速的系统中,一些时空维度似乎改变了它们的物理角色。只有一个维度的超光速光具有空间特征——粒子沿着这个维度移动,其他三个维度似乎是时间维度。空间维度的一个特征是,粒子可以在任何方向上运动或保持静止,而在时间维度上,它总是在一个方向上传播演变(老化)。

因此,超光速系统的三个时间维度和一个空间维度(1+3)将意味着粒子不可避免地同时老化三倍。在超光速系统(1+3)中,从亚光速系统(3+1)观察到的粒子老化过程看起来就像球面波一样运动,导致著名的惠更斯原理(波面上的每个点都可以看作是新球面波源)和波粒二象性。考虑与一个看似超光速系统有关的解决方案时,出现的所有奇怪之处,其实并不比人们普遍接受并经过实验验证的量子理论更奇怪。

相反,考虑到一个超光速系统,我们可以至少在理论上:从狭义相对论中推导出量子力学的一些假设,而这些假设通常被认为不是由其他更根本的原因造成。近一百年来,量子力学一直在等待更深层次的理论来解释其神秘现象的本质。

如果华沙大学和牛津大学物理学家提出的推理经得起时间考验,历史将残酷地嘲弄所有的物理学家。几十年来一直在寻求解释量子力学独特性的“未知”理论,将是从量子理论第一部作品中就已经知道的东西。

1、相对论 1905年,20世纪最伟大的科学天才爱因斯坦在他26岁时创立了狭义相对论,提出了不同于经典物理学的崭新的时空观和质(m)能(E)相当关系式E=mc2(此处光速C=3×108米/秒),在理论上为原子能的应用开辟了道路。 关于E=mc2,即物体贮藏的能量等于该物体的质量乘以光速的平方,这个数量大到令人难以想象的程度。我们不妨打个比方说,1克物质全部转化成的能量,相当于常规状态下燃烧36000吨煤所释放的全部热能;或者说,1克质量相当于2500万度的电能。 1915年,爱因斯坦又创立了广义相对论,深刻揭示了时间、空间和物质、运动之间的内在联系——空间和时间是随着物质分布和运动速度的变化而变化的。它成为了现代物理学的基础理论之一。 从1923年开始,爱因斯坦用他的后半生致力于统一场论的探索,企图建立一个既包括引力场又包括电磁场的统一场理论,虽然他没有取得成功,但是杨振宁和米尔斯于50年代创立了“杨—米尔斯场方程”,发展了所谓“规范场”的理论,使爱因斯坦梦寐以求的统一场论可望在规范场的基础上得以实现。2、量子力学 1900年,普朗克创立了量子论,提出能量并非无限可分、能量的变化是不连续的新观念。1905年,爱因斯坦提出了光量子论,揭示了光的“波粒二象性”。1913年,玻尔把量子化概念引进原子结构理论。1923年,德布罗意提出物质波理论。1925年,海森伯和薛定谔分别建立矩阵力学和波动力学。1928年,26岁的狄拉克提出电磁场中相对论性电子运动方程和最初形式的量子场论,使包括矩阵力和波动力学在内的量子力学取得了重大的进展。 20代末量子力学的建立,是继1905-1915年相对论建立之后对经典物理学的又一次革命性的突破,它成功地揭示了微观物质世界的基本规律,加速了原子物理学和固态物理学的发展,为核物理学和粒子物理学准备了理论基础,同时也促进了化学键理论和分子生物学等的产生。因此,量子力学可以说是20世纪最多产的科学理论,迄今仍具有强大的生命力。3、混沌理论 混沌理论 :是系统从有序突然变为无序状态的一种演化理论,是对确定性系统中出现的内在“随机过程”形成的途径、机制的研讨。 “相对论消除了关于绝对空间和时间的幻想;量子力学则消除了关于可控测量过程的牛顿式的梦;而混沌则消除了拉普拉斯关于决定论式可预测的幻想。” 一点就是未来无法确定。如果你某一天确定了,那是你撞上了。 第二事物的发展是通过自我相似的秩序来实现的。看见云彩,知道他是云彩,看见一座山,就知道是一座山,凭什么?就是自我相似。这是混沌理论两个基本的概念。 混沌理论还有一个是发展人格,他有三个原则,一个是事物的发展总是向他阻力最小的方向运动。第二个原则当事物改变方向的时候,他存在一些结构。一 混沌理论(Chaos theory)是一种兼具质性思考与量化分析的方法,用以探讨动态系统中(如:人口移动、化学反应、气象变化、社会行为等)无法用单一的数据关系,而必须用整体、连续的数据关系才能加以解释及预测之行为。二 混沌一词原指宇宙未形成之前的混乱状态,我国及古希腊哲学家对于宇宙之源起即持混沌论,主张宇宙是由混沌之初逐渐形成现今有条不紊的世界。在井然有序的宇宙中,西方自然科学家经过长期的探讨,逐一发现众多自然界中的规律,如大家耳熟能详的地心引力、杠杆原理、相对论等。这些自然规律都能用单一的数学公式加以描述,并可以依据此公式准确预测物体的行三 近半世纪以来,科学家发现许多自然现象即使可化为单纯的数学公式,但是其行径却无法加以预测。如气象学家Edward Lorenz发现,简单的热对流现象居然能引起令人无法想象的气象变化,产生所谓的「蝴蝶效应」,亦即某地下大雪,经追根究底却发现是受到几个月前远在异地的蝴蝶拍打翅膀产生气流所造成的。一九六○年代,美国数学家Stephen Smale 发现,某些物体的行径经过某种规则性的变化之后,随后的发展并无一定的轨迹可寻,呈现失序的混沌状态。四 混沌现象起因于物体不断以某种规则复制前一阶段的运动状态,而产生无法预测的随机效果。所谓「差之毫厘,失之千里」正是此一现象的最佳批注。具体而言,混沌现象发生于易变动的物体或系统,该物体在行动之初极为单纯,但经过一定规则的连续变动之后,却产生始料所未及的后果,也就是混沌状态。但是此种混沌状态不同于一般杂乱无章的的混乱状况,此一混沌现象经过长期及完整分析之后,可以从中理出某种规则出来。混沌现象虽然最先用于解释自然界,但是在人文及社会领域中因为事物之间相互牵引,混沌现象尤为多见。如股票市场的起伏、人生的平坦曲折、教育的复杂过程。五 混沌理论在教育行政、课程与教学、教育研究、教育测验等方面已经有些许应用的例子。由于教育的对象是人,人是随时变动起伏的个体,而教育的过程基本上依循一定的准则,并历经长期的互动,因此,相当符合混沌理论的架构。也因此,依据混沌理论,教育系统容易产生无法预期的结果。此一结果可能是正面的,也有可能是负面的。不论是正面或是负面的,重要的是,教育的成效或教育的研究除了短期的观察之外,更应该累积长期数据,从中分析出可能的脉络出来,以增加教育效果的可预测性,并运用其扩大教育效果。六 过去决策基础的三个主要假定和三个新的现实 根据混沌理论,格拉斯提出,过去作为决策基础的三个主要假定已经不再成立。这些假定是: 假定1:企业是一个“说到做到”的封闭系统。外界对企业决定采取的行动没有多大干扰。 假定2:经营环境是稳定的。管理者能够充分把握经营环境,从而制定出详尽具体的战略。 假定3:管理者对事件的因果关系有着足够的认识。他们能够顺藤摸瓜,找出每一事件将会导致的变化。 在格拉斯看来,这些旧的假定已经被三个新的现实所代替: 现实1:企业是复杂的“开放”系统,既影响着其所处的环境,又在很大程度上受环境的影响。这意味着,企业的行动可能无法达到它所预期的结果。 现实2:环境是瞬息万变的(不断创造着机会和威胁)。高层管理者不能指望制定出在付诸实施时仍完全有效的详尽战略。 现实3:作为传统决策理论基础的简单线性因果关系模型已经失灵。因此,各种事件的后果是无法预料的。关于混沌学说的哲学意义 zhengzi先生在他的“混沌哲学”发帖中提出三个重要观点: 1、 理性混沌------留意悖论和思维困境的现实存在.这是当今世界的一种逻辑悬念. 2、进化混沌-------留意生态危机和人类种群的扩展.它将有可能揭示生命历史的真实背景和未来动向. 3、社会混沌--------留意人类社会内部矛盾的滞留. 对此我把它剖解为人类社会发展中三种基本矛盾形态: 1、理性混沌------ 这是否是说:悖论是一种内含在逻辑局限当中的困局,而思维则陷入了与存在抽象思辨的另一种困局?这两者均是根植我们认知方式之中的混乱之源? 2、进化混沌------- 生态危机是自然界向整个人类敲响的警钟,人类却依然在自由市场经济给定的利益单元中处理人和自然的关系。其乱源是:人们自以为个人利益、个人人权和由此派生的国家利益仍然是市场经济围之运转的不可动摇的神话。人们就根据这种神话处理他们各自为战的人与自然关系的。 目前人类种群的划分,大致有两种:一是历史上和现实中均作为一个发展连续统的法定单元——民族国家。二是以一定的宗教、文化、信仰为核心,尚不具有构成国家性质的松散政治团体,和业已具有构成国家性质、尚未被国际社会肯定的社会发展单元。可悲的是,在属于后者的两者情况中,都想挤入国际社会。于是这两者均成为世界大国玩弄全球战略利益的牺牲品——于是恐怖主义不可遏制的在全球泛滥开来。 以上两种情况,显然是由人类认知主体的狭隘盲目、自以为是、违背人类社会发展规律所致。 3、社会混沌-------- 由于人类在推动社会政治、经济、文化变革方面,特别是在与对象世界对等认知的主体性划分方面,仍然滞留在工业社会早期和后期的发展水平上,导致人们的人权观、自然观(宇宙观)和社会发展观的严重滞后,以致在新的历史条件之下,促使社会的内部各种矛盾交织一起、不断恶化。这是社会内部各种矛盾“无解”、滞留乃至恶化的根本原因。 它象人们表明 ,“混沌不是一种现象,而是一种结构”(zhengzi先生语)。它的哲学意义在于:它从理性混沌、进化混沌和社会混沌的不同角度陈明了目前人类社会混沌的大致状况。说到底,这也是人类社会发展进程中内在秩序的混沌,是本体论意义上的混沌。 那么,如何使这种状况的历史改变成为可能呢?是凭籍个体认知的智慧哲学吗?是某种形而上的哲学可以挽救的吗?回答当然是否定的!因为这类哲学,毕竟是体认文化的产物(见认知哲学与本体论哲学:),它的终极关怀的对象只能是无以诉说其本质的抽象之人! 体认文化及其哲学一个最大的特点是:人们在投身社会生产生活的活动中,只是从当时社会生产力发展的水平上评价人和周围世界的关系及事物,只是把这类关系和事物类属于人的有用性方面,作为分析人类(个体)本性的尺度。以致于任何以生命个体为认知原点的(唯物主义或唯心主义)哲学均无法超脱这个尺度!所以,我们需要一种新的观照视野:即把现实发展植根在人类全部历史与文化进程的物在基础之上,从中寻找和厘定把人类现实为一个物在主体的文化根源与关系框架,进而由此引申出它对现实走向的历史制约和对未来发展的本体观照。 这样,我们就需要一种具有动在生命特质的、以整个人类作为终极关怀对象的新历史唯物主义哲学——人化哲学。 zhengzi先生说得好,所谓混沌,就是“是一种对称,一种潜在,或暗藏的对称,是一种运动着的秩序”。它引导我们超越哲学认知的常态,从一种大跨度的、历史纵深的思维理性中重新审视人类社会的过去、现在和将来!混《混沌 :开创新科学》或者《混沌学》。沌理论,是系统从有序突然变为无序状态的一种演化理论,是对确定性系统中出现的内在“随机过程”形成的途径、机制的研讨。美国数学家约克与他的研究生李天岩在1975年的论文“周期3则乱七八糟(Chaos)”中首先引入了“混沌”这个名称。美国气象学家洛伦茨在2O世纪6O年代初研究天气预报中大气流动问题时,揭示出混沌现象具有不可预言性和对初始条件的极端敏感依赖性这两个基本特点,同时他还发现表面上看起来杂乱无章的混沌,仍然有某种条理性。1971年法国科学家罗尔和托根斯从数学观点提出纳维-斯托克司方程出现湍流解的机制,揭示了准周期进入湍流的道路,首次揭示了相空间中存在奇异吸引子,这是现代科学最有力的发现之一。1976年美国生物学家梅在对季节性繁殖的昆虫的年虫口的模拟研究中首次揭示了通过倍周期分岔达到混沌这一途径。1978年,美国物理学家费根鲍姆重新对梅的虫口模型进行计算机数值实验时,发现了称之为费根鲍姆常数的两个常数。这就引起了数学物理界的广泛关注。与此同时,曼德尔布罗特用分形几何来描述一大类复杂无规则的几何对象,使奇异吸引子具有分数维,推进了混沌理论的研究。20世纪70年代后期科学家们在许多确定性系统中发现混沌现象。作为一门学科的混沌学目前正处在研讨之中,未形成一个完整的成熟理论。但有的科学家对混沌理论评价很高,认为“混沌学是物理学发生的第二次革命”。但有的人认为这似乎有些夸张。对于它的应用前景有待进一步揭示。但混沌理论研究同协同学、耗散结构理论紧密相关。它们在从无序向有序和由有序向无序转化这一研究主题有共同任务,因而混沌理论也是自组织系统理论的一个组成部分。近几年来,科学家们在研究混沌控制方面已取得重要进展,实现了第一类混沌,即时间序列混沌的控制实验。英、日科学家还在试验用混沌信号隐藏机密信息的信号传输方法。混沌出现,古典科学便终止了。由於长久以来世界各地的物理学家都在探求自然的秩序,而面对无秩序的现象如大气、骚动的海洋、野生动物数目的突然增减及心脏跳动和脑部的变化,却都显得相当无知。这些大自然中不规则的部份,既不连续且无规律,在科学上一直是个谜。但是在七零年代,美国和欧洲有少数的科学家开始穿越混乱来开辟一条出路。包括数学家、物理学家、生物学家及化学家等等,所有的人都在找寻各种不规则间的共相。生理学家从造成神秘猝死的主要原因--人类心脏所产生的混沌中,找到令人讶异不已的秩序。生态学家研究数量的起伏,经济学家挖出股票价格资料去尝试新的分析方式。这些洞察力开始显现出来引导我们走向自然世界--云朵的形状、闪电路径、血管微观的纠结交错、星族聚集。从研究者互不相识到世界疯狂加入新科学的风行。十年之后,混沌已经变成一项代表重新塑造科学体系的狂飙运动,四处充斥了为混沌理论而举行的会议和印行的期刊,政府在预算中将更多的军队、中央情报局和能源部门研究经费投入探索混沌现象,同时成立特别部门来处理经费的收支。在每一所大学和联合研究中心里,理论家视混沌为共同志业,其次才是他们的专长。在罗沙拉摩斯,一个统合混沌和其他相关问题的非线性研究中心已经成立,类似机构也出现在全国各处校园里。混沌创造了使用电脑与处理特殊图形、在复杂表相下捕捉奇幻与细腻结构图案的等殊技巧。这支新的科学衍生出它自己的语言,独具风格的专业用语---分形、分歧、间歇、周期、摺巾(folded-towel)、微分同相(diffeomorphisms)、以及平滑面条映象(smooth noodle maps)。这些运动的新元素,就像传统物理学中的夸克、gluons是物质的新元素一般,对有些物理学家而言,混沌是一门进展中的科学而不是成品,是形成而非存在。混沌现象似乎是俯拾皆是:袅绕上升的香菸烟束爆裂成狂乱的烟涡、风中来回摆动的旗帜、水龙头由稳定的滴漏变成零乱。混沌也出现在天气变化中、飞机的航道高速公路上车群的壅塞、地下油管的传输流动;不论以什麼做为介质,所有的行为都遵循这条新发现的法则。这种体会也开始改变企业家对保险的决策、天文学家观测太阳系及政治学者讨论武冲突压力的方式。混沌夸越了不同科学学门的界线,因为它是各种系统的宏观共相,它将天南地北各学门的思想家聚集一堂,一位管理科学预算的海军官员,曾经对一群数学家、生物学家、物理学家和医生的听众陈述:『十五年前,科学正迈入钻牛角尖的危机,但这种细密的分工,又戏剧化地因混沌理论而整合起来了』。对新科学最热烈的拥护者认为,二十世纪的科学中传世之作只有三件:相对论、量子力学、和混沌理论。他们主张混沌已经成为这世纪中物理科学发生的第三次大革命,像前两次革命一样,混沌理论撕下了牛顿物理中奉为圭臬的信条。就像一位物理学家所表示的:相对论否定了牛顿对绝对空间与时间的描述;量子理论否定了牛顿对於控制下测量过程的梦想;而混沌理论则粉粹了拉普拉斯( Laplace )对因果决定论可预测度所存的幻影。混沌理论的革命适用於我们可以看到、接触到的世界,在属於人类的尺度里产生作用,世界上日常生活的经验和个人及真实景象已经变成了研究的合适目标,长久以来有种不常公开表达出来的感觉--理论物理学似乎已远离了人类对世界的直觉(例如:你真的相信羽毛和石头掉落的速度是一样的吗?伽利略从比萨斜塔抛下球体的故事简直是神话!)没有人知道某个新学说会成为结实累累的异端或仅仅是平凡的异端,但是对有些逼入墙角的物理学家而言,混沌理论则是他们的新出路。混沌理论的研究从原本物理学范畴中落后的部份突显了出来。粒子物理学主宰二十世纪的全盛时期已然过去,使用粒子物理的术语来解释自然法则所受到的限制,除了最简单的系统外,这些法则对大部分问题几乎束手无策。以可预测度来说,在云雾实验室里让两颗粒子绕著加速器赛跑而在尽头碰撞是一回事,至於在简单导管里慢慢移动的流体、地球天气或者人类脑袋则完全不是同一回事。当混沌革命继续进展时,顶尖物理学家发现自己心安理得的回归到属於人类尺度的某些现象,他们不只研究星云,也开始研究云。他们不只在克雷超级电脑执行大有斩获的电脑研究,同时也在麦金塔个人电脑上进行。一流期刊上刊载有关一粒球在桌上跳跃的奇异动力,和量子力学的文章平起平坐,最简单的系统也能够制造出让人手忙脚乱的可预测度问题。尽管如此,秩序依旧从这些系统中突然绽现--秩序与混沌共存。只有一种新的科学可以连接微观:例如一颗水分子、一粒心脏组织的细胞、一支中子;和宏观上百万的物体集体行为之间的深深鸿沟。观察瀑布底端两块紧邻的泡沫,你能猜想到它们原来在瀑布顶端时的距离如何?事实上无迹可寻,就像标准的物理学所认为的一样,彷佛上帝秘密地将所有的水分子放在黑盒子里搅动。通常当物理学家看到这麼复杂的结果,他们便去寻找复杂的原因,当看到进出系统的种种事物之间混乱的关系,他们会认为必须用人为加入扰动或误差,而在任何现实可行的理论里加入随机因素。开始於六零年代的混沌理论的近代研究逐渐地领悟到,相当简单的数学方程式可以形容像瀑布一样粗暴难料的系统,只要在开头输入小小差异,很快就会造成南辕北辙的结果,这个现象称为『对初始条件的敏感依赖』。例如在天气现象里,这可以半开玩笑地解释为众所皆知的蝴蝶效应--今天北京一支蝴蝶展翅翩跹对空气造成扰动,可能触发下个月纽约的暴风雨。当混沌理论的探险者开始回想新科学的发展源流时,追溯到许多过去知识领域的褴褛小径。但是其中之一格外清晰,对於革命旅程的年轻物理学家和数学家而言,蝴蝶效应是他们的共同起点。

科学的理论知识需要经过实践的验证,理论需要联系实际,脱离实际的理论不可靠。

大学物理量子力学论文

Plank->黑体辐射, Einstein->光量子。Bohr->氢原子光谱的解释。de Broglie->物质波。 Schroedinger->波动力学 Heisenberg->矩阵力学

1、普朗克

主要成就

热力学,普朗克早期的研究领域主要是热力学;波尔兹曼常数,普朗克的另一个鲜为人知伟大的贡献是推导出玻尔兹曼常数k;普朗克常量;能量量子化,普朗克在1900年提出了“量子化”的概念。像这样以某种最小单位作跳跃式增减的,就称这个物理量是量子化的;量子假说,普朗克最大贡献是在1900年提出了能量量子化。

2、爱因斯坦

爱因斯坦获苏黎世大学物理学博士学位,并提出光子假设、成功解释了光电效应,因此获得1921年诺贝尔物理奖。爱因斯坦于1905年创立狭义相对论,1915年创立广义相对论。

3、玻尔

玻尔通过引入量子化条件,提出了玻尔模型来解释氢原子光谱;提出互补原理和哥本哈根诠释来解释量子力学,他还是哥本哈根学派的创始人,对二十世纪物理学的发展有深远的影响。

4、德布罗意

波动力学的创始人,物质波理论的创立者,量子力学的奠基人之一。

5、薛定谔

量子力学的重要奠基人之一,同时在固体比热、统计热力学、原子光谱等方面享有成就。1933年因薛定谔方程获诺贝尔物理学奖。薛定谔方程是量子力学中描述微观粒子(如电子等)在运动速率远小于光速时的运动状态的基本定律,在量子力学中占有极其重要的地位,它与经典力学中的牛顿运动定律的价值相似。

另外, 薛定谔对分子生物学的发展也做过工作。由于他的影响,不少物理学家参与了生物学的研究工作,使物理学和生物学相结合,形成了现代分子生物学的最显著的特点之一。

6、海森堡

量子力学的主要创始人,哥本哈根学派的代表人物,1932年诺贝尔物理学奖获得者。量子力学是整个科学史上最重要的成就之一,他的《量子论的物理学基础》是量子力学领域的一部经典著作。鉴于他的重要影响,在美国学者麦克·哈特所著的《影响人类历史进程的100名人排行榜》,海森堡名列第43位。

参考资料来源:百度百科-马克斯·普朗克

参考资料来源:百度百科-阿尔伯特·爱因斯坦

参考资料来源:百度百科-尼尔斯·玻尔

参考资料来源:百度百科-路易·维克多·德布罗意

参考资料来源:百度百科-薛定谔

参考资料来源:百度百科-沃纳·海森堡

议论文是由论题,论点,论据,论证诸多要素组成。论题,即作者在文章中提出来要进行论述的问题,或说是论证的对像。论点,又叫论断,它是作者对所论述的问题提出的见解,主张和表示的态度。论据,是指用来说明观点的材料。论证,就是运用论据说明论点的逻辑过程和方法。

怎样才能看懂量子力学的论文?1. 首先,要了解量子力学的基本概念,包括它的历史、基本方程式以及核心思想。2. 其次,需要熟悉相关的数学表达式和物理名词。利用书籍或者在网上进行大量的阅读是一个不错的选择。3. 然后尝试理解文章中出现的具体问题:作者所使用的方法、已得到的实验结果以及对应的理论意义都是很重要内容。 4. 最后,多看看图表材料或者直方图材料能帮助你进一步了解作者所传递出来信息。

潘建伟量子力学论文

光子盒研究院出品

最近, 中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳、朱晓波等和西班牙塞维利亚大学Adán Cabello教授合作, 首次实验排除实数形式的标准量子力学。研究人员利用超高精度超导量子线路实现确定性纠缠交换,以超过43个标准差的实验精度证明了实数无法完整描述标准量子力学,确立了复数的客观实在性。

2月3日,西班牙《国家报》[1]报道了对潘建伟院士和Adán Cabello教授的采访。

报道首先回顾了这项中国和西班牙团队合作的研究。去年,一组研究人员在《自然》杂志上[2]提出了一个想法,即基于实数的量子理论的替代方案可以通过实验被证伪。这是量子领域的顶尖科学家潘建伟提出的一项挑战,塞维利亚大学的物理学家Adán Cabello参与了这项挑战。他们的联合研究证明了“复数(例如-1的平方根)在标准量子力学中不可或缺的作用。”这些结果使得使用这种技术的计算机的开发取得了进展,根据Cabello的说法,“在以前无法进入的领域测试量子物理。”

现年51岁的潘建伟1987年毕业于中国科学技术大学,维也纳大学博士研究生,他领导着世界上规模最大、最成功的量子研究团队之一,被诺贝尔物理学奖得主Frank Wilczek称为“自然的力量(a force of nature)”。潘建伟在维也纳大学的论文导师、物理学家Anton Zeilinger补充道:“没有潘建伟,我无法想象量子技术的出现。”

潘建伟在这项研究中的领导地位至关重要。他解释说:“这个实验可以被视为两个玩家之间的 游戏 :实数量子力学和复数量子力学。这个 游戏 是在一个带有四个超导电路的量子计算机平台上进行的。通过发送随机测量基数并测量结果,就可以获得 游戏 分数,该分数是测量基数和测量结果的数学组合。 游戏 规则是,如果 游戏 分数超过分,则排除实数量子力学,我们的工作就是这样。”

这个实验由中国科学技术大学和塞维利亚大学合作进行,并被科学杂志《物理评论快报》[2]报道。它旨在回答一个基本问题:复数对于自然的量子力学描述真的有必要吗?结果排除了标准量子物理中只使用实数的替代方案。

根据潘建伟的说法:“物理学家用数学来描述自然。在经典物理学中,实数似乎可以完整地描述所有经典现象中的物理现实,而复数只是有时被用作一种方便的数学工具。然而,是否需要复数来代表量子力学的理论仍然是个未知数。我们的结果排除了对自然的实数描述,并确立了复数在量子力学中不可或缺的作用。”

Cabello补充道:“这不仅仅是排除一个特定的替代方案,实验的重要性在于,它展示了超导量子比特系统是如何工作的。使我们能够测试量子物理的预测,而这些预测是我们迄今为止进行的实验无法测试的。因为它们需要对几个量子比特进行严格控制。现在我们将能够测试它们。”

中国科学技术大学的陆朝阳教授是这项实验的合著者,他说:“量子计算机最有希望的近期应用是量子力学本身的测试和多体系统的研究。”这一发现不仅为量子计算机的发展提供了一条前进的道路,也为在原子和亚原子水平上理解粒子的行为和相互作用提供了一种接近自然的新途径。

实现拥有拥有数百万量子比特的计算机的目标还有很长的路要走。然而,中国和西班牙团队的研究结果使得扩大现有量子计算机的用途和理解困扰科学家多年的物理现象成为可能。

参考链接:

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今年6月15日,中国科学家潘建伟团队在量子通讯技术研究上,再次获得世界级突破,相关研究结果也登上了最新一期的《Nature》,取得了举世瞩目的骄人成就。不过在国内,似乎关注的人并不太多,反而西方国家对这一突破 表现出了相当高的关注度。

在这次实验中,潘建伟团队从位于地面以上500公里、人类首颗量子通讯卫星“墨子号”,向位于新疆的两个地面站发射光子,全球首次实现千公里级基于纠缠的无中继量子密钥分发。这次试验的距离是此前类似试验距离的10倍,达到1120公里。外媒评论称,这次试验的成功,意味着中国在人类量子科技发展上取得里程碑式的突破。

量子通讯应用研究为何在近年来受到世界各国的高度重视?这源于一种有趣的物理现象。两个粒子不管相距多远,只要他们建立了相互纠缠的状态,这种状态就会始终保持下去。当对其中一个粒子进行测量造成扰动,另一个粒子的状态也会同步发生改变,这就使得远距离安全通讯成为可能。

当通讯的信息以量子纠缠状态发送出来以后,如有人试图破解或盗取信息内容,必然会扰动这一量子纠缠态, 瞬间会造成通讯的中断,信息归零。科学界认为,这种通讯技术在效率和安全性方面,要比目前的光纤通讯高出上亿倍!这样的技术一旦得以应用,我们国防通讯、商业通讯、民用通讯的安全性和便利性将实现数量级的飞跃!

那么,中国在这场通讯技术研发竞赛中处于什么位置?用美国加州量子技术公司总裁厄尔的话说,“北京远远领先于美国。”这句话并非空穴来风。中国科学家不但在全球首发了量子通讯卫星,还在天-地之间建立了量子通讯链路。

我们的相关研发已进入到量子通讯实际应用的验证阶段,毫不夸张地说,中国是绝对意义上的。

奇怪的是,我们国内有一部分人天天以学术打假的名义高喊抹黑潘建伟,认为量子通信是一场。但仔细一看就会发现,持这种观点的绝大多数人连薛定谔方程都不会写,甚至把量子力学的基本事实都予以否定。千方百计地想凭借抹黑潘建伟而上位,如此看来孰是孰非一眼便知。

其实早在2017年,潘建伟就被世界顶级期刊《Nature》评为年度科学人物,世界各国的量子通信团队都将潘建伟视为学科发展带头人。不知那些抹黑潘建伟的人 看到6月15日这一被国际同行高度认可的重大突破,还会说些什么?

“上帝是否掷骰子”,这个困扰过爱因斯坦的量子物理核心奥秘同样让潘建伟常常凝神思索,在他眉宇间刻出两道深深的沟痕。 从潘建伟第一次认识到量子世界的诡谲离奇到沉迷其中不可自拔已过去20多年。为何会有量子叠加、量子纠缠这些奇异的现象尚无答案,他却一直致力于利用奇异的量子特性来制造不可破译的密码,发展保密通信,研制强大的量子计算机…… 世界首颗量子卫星“墨子号”从太空建立了迄今最遥远的量子纠缠,证明在1200多公里的尺度上,爱因斯坦都感到匪夷所思的“遥远地点间的诡异互动”依然存在。作为量子卫星首席科学家的潘建伟还有更大的目标——在地月间建立30万公里的量子纠缠,检验量子物理的理论基础,并 探索 引力与时空的结构。 在很多人眼里,潘建伟是传奇:29岁,他参与的有关量子隐形传态的研究成果,同伦琴发现X射线、爱因斯坦建立相对论等影响世界的重大研究成果一起,被《自然》评为“百年物理学21篇经典论文”;31岁,任中国科学技术大学教授;41岁,成为中国当时最年轻院士;45岁,获国家自然科学一等奖…… 缘起痴迷 潘建伟1970年3月生于浙江东阳,自小成绩优秀。父母从不限制他,由他做感兴趣的事。1987年,他考入中国科学技术大学近代物理系。他对大学生活最深的印象是,同学间比着早起晚睡学习,拼命喝茶熬夜读书。 他的大学同学,如今是暗物质卫星科学应用系统总师的伍健回忆,潘建伟是个很有意思的人。他给潘建伟剃过头发,有点像马桶盖,但是潘并不生气。除了学习,潘建伟也很会享受生活,有次和同学跑到水库摸了一脸盆螺蛳回来,在宿舍煮着吃。 1990年潘建伟第一次接触量子力学。那时他经典力学、电动力学、统计力学都学得很好,却完全搞不明白量子力学,有次期中考试量子力学差点没及格。 “双缝实验中,人没有‘看’电子时,就不能说它是从哪条缝过去的,这实在太奇怪了,这不对啊。一个人要么在上海要么在北京,怎么会同时既在上海又在北京呢?”量子世界的奇怪与陌生让潘建伟陷入这样的苦思。 现在回看,潘建伟认为这是最好的现象,“量子力学的创始人之一玻尔说,如果学了量子力学后,你不觉得奇怪,不觉得不可思议,不犯糊涂的话,那你根本就没学懂。” 量子世界越古怪,潘建伟越想搞明白。于是,他选择与量子“纠缠”下去。 他认识到,物理学终究是门实验科学,再奇妙的理论若得不到实验检验,无异纸上谈兵。然而,上世纪90年代中国缺乏开展量子实验的条件。1996年硕士毕业后,潘建伟赴量子科研的重镇——奥地利因斯布鲁克大学攻读博士学位,师从量子实验研究的世界级大师塞林格。 一个理论物理专业的硕士,想要很快进入实验量子物理前沿,其中困难可想而知。为尽快掌握要领,潘建伟几乎整天泡在实验室里。 在老师眼里,当实验中出现问题,潘建伟从不退缩,把困难当做更上层楼的激励,大家总是听他说“情况很好”,这个非常乐观的人,总能找到解决问题的办法,大家都喜欢他。 量子卫星与阿里站建立链路。(中科院提供) “毫无疑问,他现在是世界上这个领域最好的科学家,我非常为他骄傲。”塞林格说,“我也很鼓励他回国发展,这里有很好的机会。中国在量子通信领域已步入世界先进行列,这里有很大一部分是潘建伟努力的结果。” 做盘“量子好菜” 潘建伟掌握了先进的量子技术后,迫切地希望中国在信息技术领域抓住这次赶超发达国家并掌握主动权的机会。 1997年起,他每年假期回到科大讲学,为中国在量子信息领域的发展提出建议,带动研究人员进入该领域。2001年,他获得中科院、国家自然科学基金委资助,在科大组建了量子物理与量子信息实验室。 量子信息研究集多学科于一体,要想突破,须拥有不同学科背景的人才。有一手好厨艺的潘建伟知道,做盘好菜,需要各种各样的好原料。 潘建伟将不同学科背景的年轻人送出国门,到德国、英国、美国、瑞士、奥地利等国学习锻炼。就这样,他的团队掌握了国际上最好的冷原子技术,最好的精密测量技术,最好的多光子纠缠操纵技术…… 近年,潘建伟团队已在《自然》《科学》《物理评论快报》等国际重要学术刊物上发表论文约200篇,被广泛引用。 科学带来内心安宁 实验中难免有让人灰心丧气的时候。但潘建伟说,做自己喜欢的事需要耐心,欲速则不达。“我愿意循序渐进地学习、工作。成功了,当然很高兴;不成功,也不觉得失落,就再来一次。关键是享受这个过程带来的乐趣。” “追求量子物理的奥妙,能让人获得内心的从容和安宁,如同阳光灿烂的春天,走在青草地上般心情愉快。”他说。 潘建伟是爱因斯坦的崇拜者,大学时就喜读《爱因斯坦文集》,“爱因斯坦的散文是最深刻、最美的,对于我,那就是天籁之音。” “研究量子物理对我的性格、思想产生了影响。在牛顿力学里面,0和1,黑或白,要么绝对正确,要么绝对错误。但量子力学告诉我们,对错、好坏是很难界定的,这时人就变得包容。” 潘建伟在繁忙工作中参加了很多科普活动,还创办了以科普为目的的墨子沙龙。他说:“建设创新型国家,必须培养公众的科学兴趣,提升公众科学素养,否则就不可能建成真正创新的国家。” 摘取物理“皇冠上的明珠” 时光飞逝。量子世界一如既往地怪异、难以捉摸。神奇的量子纠缠能在时空中无限延展下去吗? “至少现在理论是这样的,但也许量子纠缠会受到引力影响,它的品质会下降。而通过不断地扩展量子纠缠分发的距离,在实验上探寻量子物理和相对论的边界,我们可能对时空结构和引力开展前瞻性研究。”潘建伟说。 下一步,潘建伟希望在地月拉格朗日点上放一个纠缠光源,向地球和月球分发量子纠缠。通过对30万公里或更远距离的纠缠分发,来观测其性质变化,对相关理论给出实验检测。 “我已经47岁了,希望在60岁左右退休前,把这个实验做完。”他说。 如果这个梦想能实现,潘建伟将摘取这个领域“皇冠上的明珠”。 潘建伟认为,发展量子通信、量子计算技术是国家重大需求,自己义不容辞,而把量子世界最奇怪的问题搞清楚,是自己内心的原动力。 “量子力学为什么会这么奇怪,这个基本问题根本没有解决,我们可能还处于出发点上。对我来说,为什么会有量子纠缠,是最深层次的东西,我始终没有忘记。我把实验做下去,将来可能搞明白。”潘建伟说。 他也认为,科学理论与实用技术不应被割裂,自己愿意竭尽全力推动量子技术发展。 “用量子手段可以做很多事情,例如做原子钟、精密测量,甚至可用来做癌症的早期诊断。操纵好量子,将为人类带来巨大福祉。”潘建伟说。

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〔摘要〕 2012年《复印报刊资料·科学技术哲学》共转载文章131篇,这些文章呈现出十个热点论题:现象学科学哲学、自然主义研究、心灵哲学与认知哲学、生物学中的哲学问题、物理学中的哲学问题、技术的本质及技术人工物、科学社会学、技术与社会、科学技术与文化、科学史及科学思想史。这十个热点论题的研究,体现了2012年我国关于科学技术哲学研究的重点内容、总体走向。

〔关键词〕 复印报刊资料,科学技术哲学,2012年,热点

〔中图分类号〕B08 〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1004-4175(2013)03-0029-05

一、2012年《复印报刊资料·科学技术哲学》转载文章分布情况

2012年《复印报刊资料·科学技术哲学》共转载文章131篇,文章内容总体分布如表1所示。

表1 2012年《复印报刊资料·科学技术哲学》研究领域分布表

从表1中我们可以看到,“自然哲学”文章共转载5篇,主要包括自然观和对生态问题的研究。“科学哲学”的文章涉及一般科学哲学、具体科学哲学及科学方法论等三个方面的内容,这类文章一共转载57篇,占了全年转载文章总数44%,这说明对科学哲学理论及方法的探讨仍然是目前学者研究的主要方向。认知哲学方面的文章有14篇,占具体科学哲学文章总数的,这是认知哲学作为近几年科学哲学研究热点的体现。“技术哲学”的文章共转载14篇,占全年转载文章总数的。以STS为研究内容的文章涉及科学社会学、技术与社会、科学技术与文化等方面,这类文章共34篇,占全年转载文章总数,这表明对 STS的研究依然是当前学术研究的热点。“科学技术史”的文章则涉及对科学技术史基础理论的探讨、科学思想史和技术史等方面的问题,这类文章共转载了19篇。此外,2012年《复印报刊资料·科学技术哲学》还转载了两篇书评和两篇访谈。

二、2012年《复印报刊资料·科学技术哲学》呈现的十个热点论题

(一)现象学科学哲学

现象学科学哲学旨在以欧洲现象学—解释学传统为视角,以克服传统科学哲学本身所具有的一些缺陷为旨归,是当前国内科学哲学界的研究热点之一。吴彤的《实践的诠释与现象学》讨论了实践概念的阐释在不同领域的境况。该文认为,古希腊时期的亚里士多德区分了创制与实践,近代以来创制又归于了实践,这些都是“实践”概念不同维度的凸显。“实践”在现象学里意味着此在存在的方式,这种“实践”的阐释经历了从胡塞尔到海德格尔的变迁。“实践”尤其是“科学实践”的概念已经成为科学实践哲学的核心概念。由于现象学的海德格尔实践阐释思想的介入,科学实践哲学的实践概念更加地存在论化。反之,通过科学技术哲学对于海德格尔的实践解释学的批评,我们看到现象学的实践概念的发展空间仍然很大。作者认为,“实践”概念的本质和内核都可以借助现象学来进一步廓清。雷良的《从理解科学哲学的维度看现象学科学哲学的合法性》从语义上分析了科学哲学所包含的三个层面:作为哲学思潮的“科学性哲学”、作为广义的“哲学活动”的科学哲学以及作为哲学学科的科学哲学。该文认为,从类型上看存在着经验主义态度的科学哲学、本体论或形而上学态度的科学哲学、批判主义态度的科学哲学。作者认为,寻求科学哲学统一的规范定义是徒劳的,相反,如果运用一种工作定义,不同类型和流派的科学哲学都将纳入科学哲学的阵营中来。刘胜利在《现象空间的诞生——斯特拉顿实验的现象学解释》一文中认为,实在论的客观空间和观念论的客观空间中,都包含着绝对的确定性,因而它们都无法为斯特拉顿实验中空间经验发生分解与重构的内禀动力学机制提供解释。这种动力学机制只有通过现象空间的概念才能获得阐明。作者还认为,现象空间起源于现象身体对于世界的原初把握,象征着形式与质料的原初综合。梁美妍、李金辉在《科学仪器:由工具论、实在论到现象学的范式转换》一文中对科学仪器进行了现象学的分析,他们认为仪器不仅“干涉”了主体和客观世界,使主体和世界成为相互开放的现象,而且通过技术的解释将科学世界中的现象“转译”到生活世界中,成为人类知觉可以理解的形式。此外,殷杰和杨秀菊还在《马丁·埃杰的科学诠释学思想中》对美国当代物理学家、哲学家马丁·埃杰的具有现象学—诠释学背景的科学诠释学进行了评介。

(二)自然主义研究

科学哲学如今有两种典型的对立倾向:自然主义和理性主义。程炼在《作为元哲学的自然主义》一文中,对作为一种元哲学的自然主义进行概述和澄清。他认为,自然主义的兴起和在当代哲学中的繁荣,主要归因于传统第一哲学的某些代表性方案的不成功以及近代自然科学的蓬勃发展。以物理主义为样品,自然主义元哲学的融贯性得到捍卫,同时作者也强调,自然主义哲学的未来取决于它在一阶哲学议题上的进展。夏国军在《自然主义与理性:蒯因、普特南和哈克》一文中,梳理、比较了当代美国著名哲学家蒯因、普特南和哈克相关的核心观点。在此基础上,作者指出科学哲学中的自然主义和理性主义并非格格不入,虽然自然化认识论不再明确使用辩护、合理的理由等概念,但它没有绝对抛弃规范性;相反,它是在遵循传统认识论的某些规范的基础上,秉持逻辑主义的精神侧重描述的方式发展着哲学之未竟事业。方红庆、何纯秀在《自然主义、先验论证与怀疑主义——论斯特劳森的自然主义转向》一文中,介绍了斯特劳森的自然主义。斯特劳森认为任何企图通过论证来支持或反驳怀疑主义挑战的做法都是无根据的,因为人类的某些基本概念如物质物体、他心等概念是人类理性的自然倾向,是人类思维不可逃避的认知模式的体现。作者肯定了自然主义是一种探究真理的第三条路径,它试图约束人类理性的过分自负,从而展示真理的自然属性。但他也指出自然主义需要联合先验论证来阐明这些信念的基础地位,否则就会流于口号。高洋、洪眉在《自然化认识论和规范性:一种备受争议又错综复杂的关系》一文中,分析了对自然化认识论的各种看法。自然化认识论要解决的是贫乏的感官刺激如何能够产生出丰富的科学知识这一问题。自然化认识论的主张被其反对者说成是消除主义的、纯然描述而无规范可言的,但也有支持者为其做有规范的辩护。因此,自然化认识论和规范性之间因此存在着一种备受争议却又复杂的关系。 (三)心灵哲学与认知哲学

王晓阳在《如何解释“解释鸿沟”?——一种最小物理主义方案》中,选介了一种最小物理主义方案,他认为尽管各个物理主义者理解现象概念的途径相异,但最小物理主义方案终能获得他们的普遍认可,且对反物理主义关于完备性原则的攻击进行有效化解。李恒威在《意识的形而上学与两视一元论》中,提出了“两视一元论”的形而上学构想。这个构想的核心观念是:主体—客体统一的模式存在于任何现实实体的存在论和认识论上的。“心”和“身”作为人类描述意识现象的两个范畴,是现实实体在作为体验主体的第一人称和作为被观察的客体的第三人称视角下的分别呈现,由这两个视角所呈现的体验方面与物理方面之间的关系是一种法尔自然的相应关系,而不是产生和被产生的关系。因此,“因果”的概念就不适合描述意识体验与脑神经活动之间的关系。魏屹东、薛平的《费泽尔认知规律及其哲学意蕴》分析了美国哲学家詹姆士·费泽尔关于认知的规律性所给出的形式化的表达式。该文认为,这些形式化的认知规律可以概括为心脑状态同一律、心灵状态因果律、心灵认知刺激反应律、心脑隐射同一律、脑认知刺激反应律和脑状态因果律。它们的内涵与不同形式反映了认知科学所蕴涵的哲学含义。符征、李建会在《丘奇兰德的神经哲学思想》中,对丘奇兰德的取消唯物主义观点进行了深入的剖析。作者认为,丘奇兰德提出了神经哲学作为替代当前心灵哲学讨论的新框架,从而使“神经哲学”成为心灵哲学讨论中不可忽视的一个派别。但是它又排斥当前流行的哲学话语,在神经科学还并未取代民间心理学的今天,丘奇兰德的主张更多的是一种预测或猜想。孟伟在《德雷福斯的“无表征智能”及其挑战》一文中,基于不同角度对德雷福斯设想的批判性审视,作者认为德雷福斯的设想困难重重。比如,专家级别的熟练技能行为完全脱离表征很难确定;命题式表征的批判并不意味着消除任何形式的表征;需要一种建设性的纲领,使得现象学在认知科学研究中的积极作用得以发挥。何静在《温和的和激进的具身认知观》中分析了两种不同的具身认知观:一种是温和的具身认知观,它与传统的表征计算的基本假设相容;另一种是激进的具身认知观,它挑战了表征计算的基本假设,认为心智的表征计算观是错误的。

(四)生物学中的哲学问题

胡浩在《从Simpson悖论看群体生物学中统计解释和因果解释之争》一文中,分析了丹尼斯·沃尔什在群体生物学中将性状适合度作为一种统计学属性的相关论证。作者尝试表明,如果将性状适合度看成是一种因果属性是不融贯的,因为这将导致Simpson悖论。所以,关于种群结构变化的统计学解释要优于因果解释。董国安在《论个体性状的完全因果解释》对尼安德的“传递论证”进行了研究并指出其理论的两个不合理之处:第一,把个体性状出现的遗传学原因扩展为个体性状出现的所有原因,从而把完全因果解释理解成了对个体性状的历史解释;第二,要求对个体性状的解释包括对“原因的原因”的无休止上溯,从而把完全因果解释理解成了终极解释。他还认为,索伯尔在回应尼安德时只是强调了遗传机制与选择机制属于两种不同的因果路径,没有指出尼安德对科学解释的错误理解,这就不能完全排除选择机制对个体性状的解释作用。颜青山在《回到性状本身——基因概念的现象学分析》一文中认为,以现象学方式重建改进了的摩尔式“开放问题论证”,可以确立一种分析现象学的方法论基础。遗传观念的形成是一个不断进行“替换悬置”的现象学还原过程。第一类因果延伸法为形式遗传学杂交中的基因概念作出了现象学说明,基因即性状本身;而第二类因果延伸法则悬置了细胞及分子遗传学中基因概念的物质基础。作者认为,通过现象学说明的基因概念可以大大扩展遗传学的研究范围和适应范围。

(五)物理学中的哲学问题

李继堂、郭贵春在《物理学规范理论基础的语境分析》一文中,运用“语境论理论观”来分析规范论证。他们认为数学形式上要求的规范对称,通过规范变换很容易跟物理学原理结合起来,最终出现物理经验内容,是一种典型的数学结构跟物理结构的关系问题。同时,由于规范理论的基础性、统一性和精确性,对它进行语境分析,又有利于发展科学语境论。贺天平在《量子力学多世界解释的哲学审视》一文中认为,多世界解释理论包括相对态解释、德·维特理论、多视域解释、多心灵解释、多历史解释和多纤维理论等,是多种解释理论的集合。多世界解释的理论贡献一是超越还原论,走向整体论;二是解构二元论,回到一元论;三是消解非决定论,坚持决定论。吴国林在《波函数的实在性》中分析了量子力学的核心概念——波函数。波函数的实在性问题一直是科学实在论与反实在论争论的焦点之一,作者认为波函数是实体与结构的统一体;这种实体本身又是潜在的,波函数表现的实在就是潜在的实体结构实在。

(六)技术的本质及技术人工物

陈凡、陈多闻在《文明进步中的技术使用问题》一文中认为,技术在现代社会已然成为人的存在方式,技术的本质在于使用。只有在使用中技术才能获得其意义并实现其价值,使用则是一项技术性很强的人类实践活动,具有技术的内涵,使用就是技术的显现和寓身之所。盛国荣、葛莉在《数字时代的技术认知——保罗·莱文森技术哲学思想解析》一文中,介绍了当代美国技术哲学家莱文森关于技术认知的思想。莱文森认为人在技术关系中具有至上性,他的“媒介演化”、“补救性媒介”以及“技术互动论”等理论,都蕴涵着技术体现人的思想的观念。作者认为,莱文森格的技术认识论有助于我们在数字时代把握和认识现代技术的本质。秦咏红的《可用性及其对技术人工物主客体关系的影响》一文认为,可用性表征技术人工物在客观上与主体需求相符合程度,它促进技术人工物主客体的分化与联合。可用性以设计者的意向赋予人工物潜在功能与使用者在操作中实际能发挥的功能两者间的比较为反馈,对技术人工物主客体互动关系产生影响。

(七)科学社会学

徐治立在《科学治理多元参与政策理念、原则及其模式》中认为,科学治理多元参与就是在科技决策与管理活动中实行包括政治主体、科技主体和普通公民在内多方参与的规范化活动。它的政策理念以建构性科学实在论和科技民主价值观为基础;其基本方法原则在于:确保各类公众广泛参与科学治理活动的规范化、普遍提高公众的科学研究能力和知识水平、采取逐步逼近共识的程序。徐飞、赵明在《杰出科学家的国家认可机制探索——以中国科学院院士制度与国家自然科学奖励制度关联性为例》中,以科学社会学的奖励系统理论和社会分层理论为指导,以中国科学院院士所获国家自然科学奖和国家自然科学奖数据为依据,分析中国科学家的两大国家认可形式——院士制度和国家自然科学奖励制度对我国自然科学发展的贡献,并将院士获奖群体与国家自然科学奖获得者的总体情况做比较,考察二者之间的异同和联系。研究表明,目前我国的院士制度与国家自然科学奖励制度的关联性依然不尽理想,二者之间时常出现有悖常理的冲突。作者认为,两大制度对杰出科学家的认可机制均有在彼此参照校准的基础上进行进一步完善的必要和可能。付邦红的文章《科学可以计划吗?——20世纪三四十年代以英国为中心的争论》,对发生于20世纪三四十年代关于科学是要计划还是要自由的争论进行了历史回溯。争论的问题包括科学、计划和自由的内涵,科学发展的机制,科学家的责任,科学的社会关系等等问题。它不仅促生了科学学、科学社会学等学科的发展,而且将科学哲学和科学史研究推向一个新的高潮。作者认为,这场争论极大地改变了人们的科学观念,它使功利主义科学观从此深入人心。高芙蓉在《对默顿科学规范结构的元规范解读》中从元规范角度重新审视默顿的科学规范结构,认为其普遍主义和无私利性因为都存在认知规范与社会规范的双重属性而与元规范的规定相矛盾。作者认为,将默顿科学规范结构修正为科学入口处的普遍主义、有条理的怀疑主义、评价中的公有性(或无私利性)和创新性,也许更为合理。 (八)技术与社会

李伯聪在《工程社会学的开拓与兴起》中指出,工程活动是现实的、直接的生产力,工程活动与工程共同体应该成为社会学研究的首要对象和基本内容。“工程共同体”是工程社会学的核心概念,应该依照“微观—中观—宏观”的分析框架研究工程社会学问题。他认为工程社会学已经从社会学的“空白区”走到了学术地图的“边缘区”,应该尽快将其推进到社会学学术地图的“中心区”。姜萍在《修辞学视野中的转基因技术争论研究——以“转基因主粮事件”为例》中,从科学修辞学视角,借鉴SSK的对称研究方法,对当前转基因的热点问题进行实证研究。作者认为,科学知识不仅仅是对科学过程的真实反映,同时还蕴涵着更深层次的利益、修辞等非理性因素;科学不仅是一项理性与证据并重的事业,还是一个竞争与协商共处的过程。而影响各方面行动者博弈的因素也不只是理性和证据,还包括论辩和修辞。代华东、李霞在《网群事件发生的技术路径及风险规避探讨——对网络群体性事件的实证分析》中,认为网络世界的群体诉求现象,是虚拟力量现实化的序幕,折射出现实生活主体的诉求本质。网络技术筛选着诉求主体的人群范围,技术文化限定着诉求主体的思维认知,技术衔接维系着政府、媒体与大众的互动。综合影响网群事件的技术因子,这条路径展示出的风险,对探究网群事件技术风险的最佳规避措施具有重要意义。

(九)科学技术与文化

肖峰在《人工情感:技术与人文的新融合》中介绍了当代信息技术研究的前沿领域之一的人工情感。人工情感主要是赋予机器以情感识别和表达的功能,其未来的扩展功能还可用于辅助人的情感感受和表达能力的改善和提高,甚至通过“人造情感”来弥补自然情感的不足,从而丰富人的情感世界,克服情感匮乏等人文问题。作者认为,人工情感技术拓展了技术与人文交融的新境界,成为促进人的全面发展的新手段,同时也提出了需要我们认真对待的新问题。王绪琴在《格物致知论的源流及其近代转型》中,对中国传统文化中重要的认知理论“格物致知”进行了概念的溯源和历史的梳理。作者认为,“格物致知”早期虽然主要用于诠释道德与伦理,但经过宋明理学时期对其中所具有的理性精神的强化,开始对中国科学技术的发展产生重大的影响。格物致知论在明清之际的实证化取向使其得以理论转型,到近代之后几乎完全成为西方科学技术的代称。

(十)科学史及科学思想史

袁江洋在《科学史:学科独立与学术自主》中检视了职业科学史家追求学术自主的历程,就所涉及的学科元问题以及学术纲领的重建问题陈述了自己的见解。他指出传统的学术自主概念是先天的、排他的。在日益开放的当代学术条件下,科学史家必须更新学术自主的概念,并通过深刻的历史反思、积极的史学实践探索和耐心的对话,扩展科学史的向度空间,推进综合科学史的发展,维护学科独立,追求学术自主。刘华杰在《博物学论纲》中指出:传统文化与知识的最一般特征就是“博物”;博物学展示了人类在整个大自然系统中的可持续生存智慧。博物学可以成为一种新的科学编史纲领,藉此可以重写科学通史或人类知识史。博物学知识在现代教育体系中已被严重忽视,而实际上它们应当被优先传播、传承。刘兵在《博物学科学编史纲领的意义》认为,科学史研究中对博物学的重新关注,是传统科学史研究范围的新拓展,是在一种新的多元的科学观之下的研究。博物学的科学编史纲领,体现了反辉格式的科学史观,是对科学主义观念的解毒剂,对于科学传播具有不可替代的重要意义。柯遵科的《赫胥黎与自然选择》、吴燕的《近代科学地域扩张背景下的国际经度联测——以中国境内的测量为中心》、吴丹彤的《我国近代第一所新型中医学堂兴衰原因初探》等分别讨论了科学史上的不同问题。托马斯·库恩是20世纪最伟大的科学哲学家和科学史学家,他的《科学革命的结构》自1962年面世以来就引起强烈反响,掀起了一股世界性的研究热潮,其影响至今不衰。方在庆在《库恩的身份认同——纪念〈科学革命的结构〉问世50周年》中指出:《科学革命的结构》产生出来的“范式”和“范式转换”已经成为我们的日常生活用语。一方面,库恩自认在哲学上的最大贡献是“不可通约性”,但这一点遭到多方非议。另一方面,当他被认为是“科学知识社会学”(SSK)强纲领的思想先驱时,他却拒绝承认SSK的主张。库恩从登上学术舞台开始,就遭到不同程度的误解,他一直在寻找自己的身份定位。作者试图通过梳理矛盾的库恩形象,他与学生的关系以及影响他的思想形成的几大事件,从“误解”与“被误解”的角度来阐释库恩的心路历程,试图还原一个真实的库恩。

三、结语

通过对2012年《复印报刊资料·科学技术哲学》所呈现十个热点论题的研究,我们可以看到:

第一,当前的学术界正在继续深入地引进、学习国外科学哲学的先进成果,以求与国际接轨。毋庸置疑,科学哲学的大多数领域的国外发展领先于国内,为了能更好地研究和分析科学哲学,学界对国外科学哲学的基础理论研究方面的力度和深度都有所增加,这一点可以从学界对现象学科学哲学、心灵哲学与认知哲学等领域的研究中得到明证。

第二,学界对20世纪的科学哲学发展进行了反省,通过重新评价形而上学在科学研究中的地位以及对各种新形式的自然主义、相对主义的研究,以求构建科学哲学的元理论。同时,对于20世纪中叶出现的后现代主义的文化思潮之一的后现代科学哲学研究将吸引更多人的兴趣。

第三,STS的研究将继续深入,而技术与社会的关系问题仍将是STS研究的热点。随着我国经济的稳步增长和科学技术的进一步发展,无论是专家学者,还是普通民众,人们对技术的本质及技术与社会问题的关注将更加密切。科学技术的深层本质随着社会的发展逐一展现出来,当代的哲学家们会更为关注先进的技术与人类生存之间的关系。有更多的专家和学者将对全球兴起的环保运动、生态运动以及刻不容缓的可持续发展问题进行反思,未来社会中技术与人类的关系将进一步得到揭示。

第四,将科学思想史研究与科学哲学研究相结合。如所周知,西方学术界的科学史家和科学哲学家在20世纪90年代以前是相互分离与不合作的。近几年以来,科学史家和科学哲学家纷纷呼吁彼此之间应该进行交流、合作甚至融合,他们认为“科学思想史”可以成为两者合作的切入点。虽然目前国内同时精通科学思想史与科学哲学的人还不多见,但已有了发展的势态。不仅如此,内部思想史与外部社会史研究相结合也是目前科学思想史发展的一个趋势。我们可以看到,从社会学的角度对科学思想进行研究对探究科学思想产生的根源大有裨益。

有关量子力学论文,题目好象是波函数的:量子力学精选论文:

虽然不能提供文章但是稍微有点想法, "指出了贝尔不等式实验和Aspect实验的漏洞", 个人所知除了ASPECT 实验之外还有9个实验违反BELL 不等式, 个人认为定域隐变量被排除是不争的事实. 非定域的隐变量的理论虽然有很多,有些能包含量子力学但至今不能得出新的结论. 个人觉得量子力学基础问题包括测量问题在内是个大坑, 单纯从现在人类的知识是无法理解. 还有一点见解,希望不冒犯变好, 国内的理论学者闭门造车比较多, 缺乏与外界的交流, 一有一点发现, 得不到来自外界太多的批判, 故常常自以为是,(我本科的时候就知道我们学校有一个数学系的教授自认为推翻了量子力学) 以为别人都是错的, 只有自己是对的. 你说的"揭示麦克斯韦方程组隐含了光的波粒二象性和粒子局域性"我不知道有没有得到过国际同行的批判和讨论,有没有人提出过反对意见,还仅仅就是一家只见, 或者爱因斯坦生前自己也推出过这个结论但觉得是错误的而废弃了, 因为我见过很多看上去正确的理论在同行的PEER REVIEW 下漏洞百出不堪一击. 在沈惠川的经典力学的教材中处处充满了这种自以为是和傲慢(但不否认是本好书). 所以我觉得你或许可以同时看看国外的著作, 包括PENROSE 的量子引力和测量的关系等等

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