量子力學的重要性范文

導語：如何才能寫好一篇量子力學的重要性，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

論文關鍵詞：大學生；量子物理；物理學史

量子力學是反映微觀粒子（分子、原子、原子核、基本粒子等）運動規律的理論。它是20世紀初在大量實驗事實和舊量子論基礎上建立起來的，是人們認識和理解微觀世界的基礎。量子物理和相對論的成就使得物理學從經典物理學發展到現代物理學，奠定了現代自然科學的主要基礎。量子力學的發現引發了一系列劃時代的科學發現與技術發明，對人類社會的進步作出了重要貢獻。通過量子物理的教學，有利于培養大學生的科學素質、科學思維方法和科研能力，培養學生的探索精神、創新精神、科學思維能力以及辯證唯物主義的科學觀。另外，量子物理是處于發展中的理論，怎樣將量子論和廣義相對論（引力作用）統一起來仍是困擾人們的問題?！跋依碚摗钡奶岢鍪谷藗兛吹搅讼Ｍ?，通過這部分的教學可以培養學生的橫、縱向思維和不斷追求科學真理的精神。因此，在大學物理的教學中應適當增加量子物理的教學內容。由于量子物理里好多概念、思想和宏觀世界里的完全不同，叫人無法理解，以致量子論的奠基人之一玻爾（Niels Bohr）都要說：“如果誰不為量子論而感到困惑，那他就是沒有理解量子論?！蹦敲丛鯓幼寣W生在輕松愉快的狀態下學好量子物理呢？在教學過程中適當引入物理學史有利于學生掌握其核心，既培養了學生的學習興趣，又有利于實現啟發式教學，而非純粹的概念和公式的教學。下面主要從幾個方面闡述物理學史在大學生學習中的重要作用。

一、非物理專業大學生學習量子物理的需要

即使是物理專業的學生，多數人在學習量子物理時一直如在云里霧里，雖然知道微觀粒子的波粒二象性，也知道不確定原理，了解原子的軌道理論，但是卻不知道為什么這樣。這一方面是由于量子物理里好多概念、思想和宏觀世界里的完全不同。另一方面，學生沒有掌握量子物理的核心，沒有從整體上把握量子物理的基石。一些教材對這部分的介紹也較少。如果在教學中能夠引入量子物理的發展史，不僅能吸引學生的注意力，調動學生的學習興趣，還有利于學生理解量子物理的概念和思想，使學生能夠身臨其境地感受到那場史詩般壯麗的革命，深刻體會量子論的偉大，有利于學生辯證唯物主義觀的形成。而非物理專業的學生與物理專業的學生相比，在學習量子物理時難度更大。這是由于物理專業的學生開設了許多物理專業課，如原子分子物理、物理學史等課程，為量子物理的學習奠定了基礎。而非物理專業的學生沒有前期的知識鋪墊，對知識的掌握難度增大。如果能適當加入量子發展史的介紹，不僅降低了學生學習難度，還激發了學生學習興趣，這就更突顯出物理學史在大學物理教學中的重要作用。

從整體上介紹量子物理的發展史可以使學生掌握量子物理的核心，從整體上把握量子物理的基石，即波恩的概率解釋、海森堡的不確定性原理和玻爾的互補原理。[2]這三大核心原理中，前兩者摧毀了經典世界的因果性理論，互補原理和不確定原理又合力搗毀了世界的客觀性和客觀實在性理論。一些實驗和理論斗爭的介紹不僅可以吸引學生的學習興趣，還可以培養學生的科學思維方法。19世紀末20世紀初，好多物理學家認為物理學大廈已經基本建成，后輩的工作只是做些細枝末節的修補和完善。但當時物理學天空漂浮著兩朵小烏云，一朵是“以太的絕對參考系”，另一朵是“黑體輻射的紫外線災難”。前者導致了相對論的建立，后者導致了量子物理的建立。

對量子物理三大基石的掌握，即波恩的概率解釋、海森堡的不確定性和玻爾的“互補原理”是量子物理的三大支柱。大學所學的量子物理學是基于這三個支柱的。這就像數學中的公理一樣，對于大學生而言不能去討論為什么，只能是是什么。

二、大學生素質教育的需要

大學物理的量子部分教學不同于物理專業學生的量子物理教學。大學物理教學的目的主要是增強學生分析問題和解決問題的能力，培養學生科學的思維方法、辯證唯物主義觀等素質教育，重在方法而非純理論教學。因此，大學物理的教學目的與任務是使學生對物理學的基本概念、基本理論和基本方法有比較系統的認識和正確的理解，為進一步學習打下堅實的基礎。更為重要的是，在大學物理課程的各個教學環節中，都應在傳授知識的同時注重培養學生分析問題和解決問題能力，注重培養學生科研探索精神和辯證唯物主義世界觀的形成。量子物理發展史的介紹和講解有助于培養學生這方面的能力。

1.辯證唯物主義世界觀的培養

在大學物理的教學過程中融入物理學史的內容有利于培養學生的辯證唯物主義世界觀。如關于光的本性的爭論持續了300年，光的波動理論和微粒理論艱苦卓絕地斗爭了300年。量子論就是在這種斗爭中逐漸建立起來的。托馬斯·楊的雙縫干涉實驗、菲涅爾的圓盤衍射等實驗形象的描述可使學生體會到光的波動性；而光電效應實驗、康普頓的X射線散射實驗等實驗的介紹可使學生深刻體會光的粒子性；德布羅意電子波及實物粒子波理論的介紹及戴維遜和革末關于電子的實驗，電子通過鎳塊時展現了X射線衍射圖案，證明了電子具有波動性，由此人們認識到了光及實物粒子的波粒二象性。這部分的教學可使學生領悟到看似毫不相干的量實際上存在著深刻的聯系，波動性和粒子性原來是不可分割的一個整體。就像漫畫中教皇善與惡的兩面，雖然在每個確定的時刻只有一面能夠體現出來，但它們確實集中在一個人的身上。從中學生們可以深刻體會到任何事物都存在兩面性，人們要辯證地看待問題。這部分歷史的簡單介紹還可以使學生深刻體會到人們對真理的認識是隨著科技的發展而不斷完善的過程，也是一個艱苦長期的斗爭過程。對光的波粒二象性的認識有利于培養學生辯證唯物主義世界觀。

2.分析問題和解決問題能力的培養

在大學物理的教學過程中適當引入一些實驗的描述或利用多媒體等手段演示實驗過程有利于培養學生的分析能力和解決能力。對康普頓實驗的講解分析可以培養學生的分析問題和解決問題的能力，尤其是康普頓的分析過程，而非純理論上的推導分析。康普頓在研究X射線被自由電子散射的時候發現一個奇怪的現象：散射出來的X射線分成兩個部分，一部分和原來的入射射線波長相同，而另一部分卻比原來的射線波長要長，具體的大小和散射角存在著函數關系。如果運用通常的波動理論，散射應該不會改變入射光的波長才對。但是怎么解釋多出來的那一部分波長變長的射線呢？康普頓苦苦思索，試圖從經典理論中尋找答案，卻撞得頭破血流。終于有一天，他作了一個破釜沉舟的決定，引入光量子的假設，把X射線看作能量為hν的光子束的集合。這個假定馬上讓他看到了曙光，眼前豁然開朗：那一部分波長變長的射線是因為光子和電子碰撞所引起的。光子像普通的小球那樣，不僅帶有能量，還具有動量。當它和電子相撞，便將自己的能量交換一部分給電子。這樣一來，光子的能量下降，根據公式E=hν，E下降導致ν下降，頻率變小，便是波長變大。這樣，X射線被自由電子散射的問題得到完美的解決。然后再進行理論推導，根據動量和能量守恒解決該問題，這樣不僅使學生印象深刻，還鍛煉了物理思維能力。

3.求實精神的培養

通過大學物理量子史部分的教學，介紹科學家嚴謹的治學態度、勇于追求真理的精神，培養學生追求真理的勇氣、嚴謹求實的科學態度和刻苦鉆研的作風。

4.科學觀察和思維能力的培養

在教學的過程中適當融入量子發展史的內容有利于培養學生科學觀察和思維能力。如玻爾的互補原理的提出過程。當海森堡完成“不確定原理”后向玻爾請教，兩人就“不確定原理”是從粒子性而來還是波動性而來展開了論戰，從而提出了互補原理：波和粒子在同一時刻是互斥的，但它們卻在一個更高的層次上統一在一起，作為電子的兩面性被納入一個整體概念中。這就是玻爾的“互補原理”。它連同波恩的概率解釋、海森堡的不確定性共同構成了量子論“哥本哈根解釋”的核心，至今仍然深刻地影響人們對于整個宇宙的終極認識。講解過程中應形象生動地描述海森堡和玻爾的討論過程及他的思維過程，使學生有種身臨其境的感覺，從而培養科學觀察和思維的能力。在教學過程中適當介紹思維實驗有利于培養學生的思維能力及科學分析能力。如海森堡不確定性原理的提出過程就借助了思維實驗及1935年愛因斯坦提出EPR思維實驗等。

5.創新意識的培養

通過學學物理學的研究方法、量子物理的發展史以及物理學家的成長經歷等，引導學生樹立科學的世界觀，激發學生的求知熱情、探索精神、創新欲望以及敢于向舊觀念挑戰的精神。如普朗克能量子假設的提出體現了敢于向舊觀念、權威學家挑戰的精神。而創新意識對一個學生來說是非常重要的，對社會生產力的發展也起著重要作用的。

6.科學美感的培養

以麥克斯韋方程組為例，描述麥氏方程所表現出的深刻、對稱、優美，使得每一個科學家都陶醉在其中，玻爾茲曼情不自禁地引用歌德的詩句“難道是上帝寫的這些嗎？”描述麥克斯韋方程組的美。一直到今天，麥氏方程組仍然被公認為科學美的典范。許多偉大的科學家都為它的魅力折服，并受它深深的影響，有著對于科學美的堅定信仰，甚至認為：對于一個科學理論來說，簡潔優美要比實驗數據的準確來得更為重要。依此引導學生認識物理學所具有的明快簡潔、均衡對稱、奇異相對、和諧統一等美學特征，培養學生的科學審美觀，使學生學會用美學的觀點欣賞和發掘科學的內在規律，逐步增強認識和掌握自然科學規律的能力。

7.科學探索精神的培養

物理學在追求著大統一。許多科學家獻身于這項偉大的事業，比如弦理論的提出。講述其發展過程可激發學生的科學探索精神。

三、科學發展的需要

篇2

[關鍵詞]量子體系對稱性守恒定律

一、引言

對稱性是自然界最普遍、最重要的特性。近代科學表明，自然界的所有重要的規律均與某種對稱性有關，甚至所有自然界中的相互作用，都具有某種特殊的對稱性——所謂“規范對稱性”。實際上，對稱性的研究日趨深入，已越來越廣泛的應用到物理學的各個分支：量子論、高能物理、相對論、原子分子物理、晶體物理、原子核物理，以及化學（分子軌道理論、配位場理論等）、生物（DNA的構型對稱性等）和工程技術。

何謂對稱性？按照英國《韋氏國際辭典》中的定義：“對稱性乃是分界線或中央平面兩側各部分在大小、形狀和相對位置的對應性”。這里講的是人們觀察客觀事物形體上的最直觀特征而形成的認識，也就是所謂的幾何對稱性。

關于對稱性和守恒定律的研究一直是物理學中的一個重要領域，對稱性與守恒定律的本質和它們之間的關系一直是人們研究的重要內容。在經典力學中，從牛頓方程出發，在一定條件下可以導出力學量的守恒定律，粗看起來，守恒定律似乎是運動方程的結果．但從本質上來看，守恒定律比運動方程更為基本，因為它表述了自然界的一些普遍法則，支配著自然界的所有過程，制約著不同領域的運動方程．物理學關于對稱性探索的一個重要進展是諾特定理的建立，定理指出，如果運動定律在某一變換下具有不變性，必相應地存在一條守恒定律．簡言之，物理定律的一種對稱性，對應地存在一條守恒定律．經典物理范圍內的對稱性和守恒定律相聯系的諾特定理后來經過推廣，在量子力學范圍內也成立．在量子力學和粒子物理學中，又引入了一些新的內部自由度,認識了一些新的抽象空間的對稱性以及與之相應的守恒定律，這就給解決復雜的微觀問題帶來好處，尤其現在根據量子體系對稱性用群論的方法處理問題，更顯優越。

在物理學中，尤其是在理論物理學中，我們所說的對稱性指的是體系的拉格朗日量或者哈密頓量在某種變換下的不變性。這些變換一般可分為連續變換、分立變換和對于內稟參量的變換。每一種變換下的不變性，都對應一種守恒律，意味著存在某種不可觀測量。例如，時間平移不變性，對應能量守恒，意味著時間的原點不可觀測；空間平移評議不變性，對應動量守恒，意味著空間的絕對位置不可觀測；空間旋轉不變性，對應角動量守恒，意味著空間的絕對方向不可觀測，等等。在物理學中對稱性與守恒定律占著重要地位,特別是三個普遍的守恒定律——動量、能量、角動量守恒，其重要性是眾所周知，并且在工程技術上也得到廣泛的應用。因此，為了對守恒定律的物理實質有較深刻的理解，必須研究體系的時空對稱性與守恒定律之間的關系。

本文將著重討論非相對論情形下討論量子體系的時空對稱性與三個守恒定律的關系，并在最后給出一些我們常見的對稱變換與守恒定律的簡單介紹。

二、對稱變換及其性質

一個力學系統的對稱性就是它的運動規律的不變性，在經典力學里，運動規律由拉格朗日函數決定，因而時空對稱性表現為拉格朗日函數在時空變換下的不變性．在量子力學里，運動規律是薛定諤方程，它決定于系統的哈密頓算符，因此，量子力學系統的對稱性表現為哈密頓算符的不變性。

對稱變換就是保持體系的哈密頓算符不變的變換．在變換S（例如空間平移、空間轉動等）下，體系的任何狀態ψ變為ψ（s）。

三、對稱變換與守恒量的關系

經典力學中守恒量就是在運動過程中不隨時間變化的量，從此考慮過渡到量子力學，當是厄米算符，則表示某個力學量，而

然而,當不是厄米算符,則就不表示力學量.但是，若為連續變換時，我們就很方便的找到了力學量守恒。

設是連續變換，于是可寫成為=1+IλF,λ為一無窮小參量，當λ0時，為恒等變換?？紤]到除時間反演外，時空對稱變換都是幺正變換，所以

（8）式中忽略λ的高階小量，由上式看到

即F是厄米算符，F稱為變換算符的生成元。由此可見，當不是厄米算符時，與某個力學量F相對應。再根據可得

可見F是體系的一個守恒量。

從上面的討論說明，量子體系的對稱性，對應著力學量的守恒，下面具體討論時空對稱性與動量、能量、角動量守恒。

1.空間平移不變性（空間均勻性）與動量守恒。

空間平移不變性就是指體系整體移動δr時，體系的哈密頓算符保持不變．當沒有外場時，體系就是具有空間平移不變性。

設體系的坐標自r平移到，那么波函數ψ(r)變換到ψ(s)(r)

2.空間旋轉不變性（空間各向同性）與角動量守恒

空間旋轉不變性就是指體系整體繞任意軸n旋δφ時，體系的哈密頓算符不變。當體系處于中心對稱場或無外場時，體系具有空間旋轉不變性。

3.時間平移不變性與能量守恒

時間平移不變性就是指體系作時間平移時，其哈密頓算符不變。當體系處于不變外場或沒有外場時，體系的哈密頓算符與時間無關（），體系具有時間平移不變性。

和空間平移討論類似，時間平移算符δt對波函數的作用就是使體系從態變為時間平移態：

同樣，將（27）式的右端在T的領域展開為泰勒級數

四、結語

從上面的討論我們可以看到，三個守恒定律都是由于體系的時空對稱性引起的，這說明物質運動與時間空間的對稱性有著密切的聯系，并且這三個守恒定律的確立為后來認識普遍運動規律提供了線索和啟示，曾加了我們對對稱性和守恒定律的認識．對稱性和守恒定律之間的聯系，使我們認識到，任何一種對稱性，或者說一種拉格朗日或哈密頓的變換不變性，都對應著一種守恒定律和一種不可觀測量，這一結論在我們的物理研究中具有極其重要的意義，尤其是在粒子物理學和物理學中，重子數守恒、輕子數守恒和同位旋守恒等內稟參量的守恒在我們的研究中起著重要的作用．下表中我們簡要給出一些對稱性和守恒律之間的關系。

參考文獻

［1］戴元本.相互作用的規范理論，科學出版社，2005.

［2］張瑞明,鐘志成.應用群倫導引.華中理工大學出版社，2001.

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［4］W.顧萊納，B.繆勒.量子力學：對稱性.北京大學出版社，2002.

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［6］卓崇培，劉文杰.時空對稱性與守恒定律.人民教育出版社，1982.

［7］曾謹言，錢伯初.量子力學專題分析（上冊）.高等教育出版社，1990.207-208.

［8］李政道.場論與粒子物理（上冊）.科學出版社，1980.112-119.

篇3

[關鍵詞]量子體系、對稱性、守恒定律

一、關于對稱性和守恒定律的研究

對稱性是自然界最普遍、最重要的特性。近代科學表明，自然界的所有重要的規律均與某種對稱性有關，甚至所有自然界中的相互作用，都具有某種特殊的對稱性——所謂“規范對稱性”。實際上，對稱性的研究日趨深入，已越來越廣泛的應用到物理學的各個分支：量子論、高能物理、相對論、原子分子物理、晶體物理、原子核物理，以及化學（分子軌道理論、配位場理論等）、生物（DNA的構型對稱性等）和工程技術。

何謂對稱性？按照英國《韋氏國際辭典》中的定義：“對稱性乃是分界線或中央平面兩側各部分在大小、形狀和相對位置的對應性”。這里講的是人們觀察客觀事物形體上的最直觀特征而形成的認識，也就是所謂的幾何對稱性。

關于對稱性和守恒定律的研究一直是物理學中的一個重要領域，對稱性與守恒定律的本質和它們之間的關系一直是人們研究的重要內容。在經典力學中，從牛頓方程出發，在一定條件下可以導出力學量的守恒定律，粗看起來，守恒定律似乎是運動方程的結果．但從本質上來看，守恒定律比運動方程更為基本，因為它表述了自然界的一些普遍法則，支配著自然界的所有過程，制約著不同領域的運動方程．物理學關于對稱性探索的一個重要進展是諾特定理的建立，定理指出，如果運動定律在某一變換下具有不變性，必相應地存在一條守恒定律．簡言之，物理定律的一種對稱性，對應地存在一條守恒定律．經典物理范圍內的對稱性和守恒定律相聯系的諾特定理后來經過推廣，在量子力學范圍內也成立．在量子力學和粒子物理學中，又引入了一些新的內部自由度,認識了一些新的抽象空間的對稱性以及與之相應的守恒定律，這就給解決復雜的微觀問題帶來好處，尤其現在根據量子體系對稱性用群論的方法處理問題，更顯優越。

在物理學中，尤其是在理論物理學中，我們所說的對稱性指的是體系的拉格朗日量或者哈密頓量在某種變換下的不變性。這些變換一般可分為連續變換、分立變換和對于內稟參量的變換。每一種變換下的不變性，都對應一種守恒律，意味著存在某種不可觀測量。例如，時間平移不變性，對應能量守恒，意味著時間的原點不可觀測；空間平移評議不變性，對應動量守恒，意味著空間的絕對位置不可觀測；空間旋轉不變性，對應角動量守恒，意味著空間的絕對方向不可觀測，等等。在物理學中對稱性與守恒定律占著重要地位,特別是三個普遍的守恒定律——動量、能量、角動量守恒，其重要性是眾所周知，并且在工程技術上也得到廣泛的應用。因此，為了對守恒定律的物理實質有較深刻的理解，必須研究體系的時空對稱性與守恒定律之間的關系。

本文將著重討論非相對論情形下討論量子體系的時空對稱性與三個守恒定律的關系，并在最后給出一些我們常見的對稱變換與守恒定律的簡單介紹。

二、對稱變換及其性質

一個力學系統的對稱性就是它的運動規律的不變性，在經典力學里，運動規律由拉格朗日函數決定，因而時空對稱性表現為拉格朗日函數在時空變換下的不變性．在量子力學里，運動規律是薛定諤方程，它決定于系統的哈密頓算符，因此，量子力學系統的對稱性表現為哈密頓算符的不變性。

對稱變換就是保持體系的哈密頓算符不變的變換．在變換S（例如空間平移、空間轉動等）下，體系的任何狀態ψ變為ψ（s）。

三、對稱變換與守恒量的關系

經典力學中守恒量就是在運動過程中不隨時間變化的量，從此考慮過渡到量子力學，當是厄米算符，則表示某個力學量，而

然而,當不是厄米算符,則就不表示力學量.但是，若為連續變換時，我們就很方便的找到了力學量守恒。

設是連續變換，于是可寫成為=1+IλF,λ為一無窮小參量，當λ0時，為恒等變換。考慮到除時間反演外，時空對稱變換都是幺正變換，所以

（8）式中忽略λ的高階小量，由上式看到

即F是厄米算符，F稱為變換算符的生成元。由此可見，當不是厄米算符時，與某個力學量F相對應。再根據可得

（10）可見F是體系的一個守恒量。

從上面的討論說明，量子體系的對稱性，對應著力學量的守恒，下面具體討論時空對稱性與動量、能量、角動量守恒。

1.空間平移不變性（空間均勻性）與動量守恒。

空間平移不變性就是指體系整體移動δr時，體系的哈密頓算符保持不變．當沒有外場時，體系就是具有空間平移不變性。

設體系的坐標自r平移到，那么波函數ψ(r)變換到ψ(s)(r)

2.空間旋轉不變性（空間各向同性）與角動量守恒

空間旋轉不變性就是指體系整體繞任意軸n旋δφ時，體系的哈密頓算符不變。當體系處于中心對稱場或無外場時，體系具有空間旋轉不變性。

3.時間平移不變性與能量守恒

時間平移不變性就是指體系作時間平移時，其哈密頓算符不變。當體系處于不變外場或沒有外場時，體系的哈密頓算符與時間無關（），體系具有時間平移不變性。

和空間平移討論類似，時間平移算符δt對波函數的作用就是使體系從態變為時間平移態：

同樣，將（27）式的右端在T的領域展開為泰勒級數

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關鍵詞：計算工具；圖靈模型；量子計算；哥德爾不完備定理；神諭

一、引言與計算的產生

在人類社會的早期時代，加減乘除的概念就被人們所認識到。隨著人類文明的發展和技術的進步，對求方程的解，求函數的微分和積分等概念也納入了計算的范疇。伴隨人類生產活動的不斷增加，人們對計算的要求也越來越大，計算工具也再不斷的改進。

二、遠古的計算工具

人們開始產生計算之日，便不斷尋求能方便進行和加速計算的工具。因此，計算和計算工具是息息相關的。

早在公元前5世紀，中國人已開始用算籌作為計算工具，并在公元前3世紀得到普遍的采用，一直沿用了二千年。后來，人們發明了算盤，并在15世紀得到普遍采用，取代了算籌。它是在算籌基礎上發明的，比算籌更加方便實用，同時還把算法口訣化，從而加快了計算速度。因此源用至今，并流傳到海外，成為一種國際性的計算工具。

三、近代計算系統

近代的科學發展促進了計算工具的發展：在1614年，對數被發明以后，乘除運算可以化為加減運算，對數計算尺便是依據這一特點來設計。1620年，岡特最先利用對數計算尺來計算乘除。1850年，曼南在計算尺上裝上光標，因此而受到當時科學工作者，特別是工程技術人員所廣泛采用。

機械式計算器是與計算尺同時出現的，是計算工具上的一大發明。帕斯卡于1642年發明了帕斯卡加法器。在1671年，萊布尼茨發明了一種能作四則運算的手搖計算器，是長1米的大盒子。自此以后，經過人們在這方面多年的研究，特別是經過托馬斯、奧德內爾等人的改良后，出現了多種多樣的手搖計算器，并風行全世界。

四、電動計算機

英國的巴貝奇于1834年，設計了一部完全程序控制的分析機，可惜礙于當時的機械技術所限制而沒有制成，但已包含了現代計算的基本思想和主要的組成部分了。

此后，由于電力技術有了很大的發展，電動式計算器便慢慢取代以人工為動力的計算器。1941年，德國的楚澤采用了繼電器，制成了第一部通用過程控制計算器，實現了100多年前巴貝奇的理想。

五、電子計算機

20世紀初，電子管的出現，使計算器的改革有了新的發展，并由于二次大戰的迫切的軍事需要，美國賓夕法尼亞大學和有關單位在1946年制成了第一臺電子計算器。

電子計算機的出現和發展，讓人類進入了一個全新的時代。它極大影響了經濟社會發展，并徹底改變了人們的生活。電子計算機是二十世紀最偉大的發明之一，也當之無愧地被認為是迄今為止由科學和技術所創造的最具影響力的現代工具。

在電子計算機和信息技術高速發展過程中，因特爾公司的創始人之一戈登·摩爾(Godon Moore) 對電子計算機產業所依賴的半導體技術的發展作出預言：半導體芯片的集成度將每兩年翻一番。事實證明，自二十世紀60 年代以后的數十年內，芯片的集成度和電子計算機的計算速度實際是每十八個月就翻一番，而價格卻隨之降低一倍。這種奇跡般的發展速率被公認為“摩爾定律”。

六、 “摩爾定律”與“計算的極限”

人類是否可以將電子計算機的運算速度永無止境地提升? 傳統計算機計算能力的提高有沒有極限? 對此問題，學者們在進行嚴密論證后給出了否定的答案。

如果電子計算機的計算能力無限提高，最終地球上所有的能量將轉換為計算的結果——造成熵的降低，這種向低熵方向無限發展的運動被哲學界認為是禁止的，因此，傳統電子計算機的計算能力必有上限。

而以IBM研究中心朗道(R. Landauer) 為代表的理論科學家認為到二十一世紀三十年代，芯片內導線的寬度將窄到納米尺度(1 納米= 10-9 米) ，此時，導線內運動的電子將不再遵循經典物理規律——牛頓力學沿導線運行，而是按照量子力學的規律表現出奇特的“電子亂竄”的現象，從而導致芯片無法正常工作；同樣，芯片中晶體管的體積小到一定臨界尺寸(約5納米) 后，晶體管也將受到量子效應干擾而呈現出奇特的反常效應。

哲學家和科學家對此問題的看法十分一致：摩爾定律不久將不再適用。也就是說，電子計算機計算能力飛速發展的可喜景象很可能在二十一世紀前三十年內終止。

著名科學家，哈佛大學終身教授威爾遜(Edward O. Wilson) 指出：“科學代表著一個時代最為大膽的猜想(形而上學) 。它純粹是人為的。但我們相信，通過追尋“夢想—發現—解釋—夢想”的不斷循環，我們可以開拓一個個新領域，世界最終會變得越來越清晰，我們最終會了解宇宙的奧妙。所有的美妙都是彼此聯系和有意義的?！?/p>

這段話成為許多科學家的座右銘，給人以啟示?？茖W需要夢想，甚至需要形而上的猜想。科學的預言有時在哲學看來有著形而上學的味道。而在人類面臨著計算科學的最大難題——計算的極限到來之時，DNA計算和量子計算為實現人類的這個夢想鋪開了宏偉藍圖。

七、DNA計算系統

1994年11月，美國計算機科學家阿德勒曼(L.Adleman)在美國《科學》上公布DNA計算機的理論，并成功運用DNA計算機解決了一個有向哈密頓路徑問題[7]。 DNA計算機的提出，產生于這樣一個發現，即生物與數學的相似性：(1)生物體異常復雜的結構是對由DNA序列表示的初始信息執行簡單操作(復制、剪接)的結果；(2)可計算函數f(ω)的結果可以通過在ω上執行一系列基本的簡單函數而獲得。

阿德勒曼不僅意識到這兩個過程的相似性，而且意識到可以利用生物過程來模擬數學過程。更確切地說是，DNA串可用于表示信息，酶可用于模擬簡單的計算。這是因為：首先，DNA是由稱作核昔酸的一些單元組成，這些核昔酸隨著附在其上的化學組或基的不同而不同。共有四種基：腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶，分別用A、G、C、T表示。單鏈DNA可以看作是由符號A、G、C、T組成的字符串。從數學上講，這意味著可以用一個含有四個字符的字符集∑ =A、G、C、T來為信息編碼(電子計算機僅使用0和1這兩個數字)。其次，DNA序列上的一些簡單操作需要酶的協助，不同的酶發揮不同的作用。起作用的有四種酶：限制性內切酶，主要功能是切開包含限制性位點的雙鏈DNA；DNA連接酶，它主要是把一個DNA鏈的端點同另一個鏈連接在一起；DNA聚合酶，它的功能包括DNA的復制與促進DNA的合成；外切酶，它可以有選擇地破壞雙鏈或單鏈DNA分子。正是基于這四種酶的協作實現了DNA計算。

DNA計算與電子計算機完全不同，它的計算單元是裝在試管培養液中的DNA長鏈。通過控制試管的溫度和向試管中投放反應物，來進行計算。

八、量子計算系統

量子計算最初思想的提出可以追溯到20世紀80年代。物理學家費曼RichardP.Feynman 曾試圖用傳統的電子計算機模擬量子力學對象的行為。他遇到一個問題[11]：量子力學系統的行為通常是難以理解同時也是難以求解的。以光的干涉現象為例，在干涉過程中，相互作用的光子每增加一個 ，有可能發生的情況就會多出一倍 ，也就是問題的規模呈指數級增加。模擬這樣的實驗所需的計算量實在太大了，不過，在費曼眼里 ，這卻恰恰提供一個契機。轉貼于 　因為另一方面，量子力學系統的行為也具有良好的可預測性：在干涉實驗中，只要給定初始條件，就可以推測出屏幕上影子的形狀。費曼推斷認為如果算出干涉實驗中發生的現象需要大量的計算，那么搭建這樣一個實驗，測量其結果，就恰好相當于完成了一個復雜的計算。因此，只要在計算機運行的過程中，允許它在真實的量子力學對象上完成實驗，并把實驗結果整合到計算中去，就可以獲得遠遠超出傳統計算機的運算速度。

在費曼設想的啟發下，1985年英國牛津大學教授多伊奇David Deutsch 提出是否可以用物理學定律推導出一種超越傳統的計算概念的方法即推導出更強的丘奇——圖靈論題[15]。費曼指出使用量子計算機時，不需要考慮計算是如何實現的，即把計算看作由“神諭”來實現的：這類計算在量子計算中被稱為“神諭”（Oracle）。

有種種跡象表明：量子計算至少在一些特定的計算領域內確實比傳統計算更強，例如，現代信息安全技術的安全性在很大程度上依賴于把一個大整數（如1024 位的十進制數) 分解為兩個質數的乘積的難度。這個問題是一個典型的“困難問題”，困難的原因是目前在傳統電子計算機上還沒有找到一種有效的辦法將這種計算快速地進行。目前，就是將全世界的所有大大小小的電子計算機全部利用起來來計算上面的這個1024 位整數的質因子分解問題，大約需要28 萬年，這已經遠遠超過了人類所能夠等待的時間。而且，分解的難度隨著整數位數的增多指數級增大，也就是說如果要分解2046 位的整數，所需要的時間已經遠遠超過宇宙現有的年齡。而利用一臺量子計算機，我們只需要大約40 分鐘的時間就可以分解1024 位的整數了。

更重要的是，量子計算從本質上說是可逆的，朗道證明了可逆計算可以不消耗資源———也就是說，量子計算的運算速度可以不違背熵持續增加原理而無限增加。從這個例子我們可以直覺地認為量子計算在處理大規模計算問題時優越性是十分明顯的，但目前還沒法用數學證明這一點。

九、計算的本質

在人類文明的早期，人們就認識到“加減”這些計算活動，以及它們的重要性。隨著，計算工具的不斷改進，人們的“計算”本身的也不斷的加深了解。到后來開方、求方程的解、求微分求積分也被納入進計算的范疇。

“什么是計算？”問題一直到20世紀30年，才由哥德爾（K.Godel，1906-1978），丘奇(A.Church，1903-1995)，圖靈(A.M.TUI-ing，1912-1954)等數學家 的工作，人們才弄清楚什么是計算的本質，以及什么是可計算的，什么是不可計算的等根本性問題。

抽象地說，所謂計算，就是從一個符號串f變換成另一個符號串g。比如說，從符號串12+3變換成15就是一個加法計算。如果符號串f是x2，而符號串g是2x，從f到g的計算就是微分。定理證明也是如此，令f表示一組公理和推導規則，令g是一個定理，那么從f到g的一系列變換就是定理g的證明。從這個角度看，文字翻譯也是計算，如f代表一個英文句子，而g為含意相同的中文句子，那么從f到g就是把英文翻譯成中文。這些變換間有什么共同點？為 什么把它們都叫做計算？因為它們都是從己知符號(串)開始，一步一步地改變符號(串)，經過有限步驟，最后得到一個滿足預先規定的符號(串)的變換過程。

從類型上講，計算主要有兩大類：數值計算和符號推導。數值計算包括實數和函數的加減乘除、幕運算、開方運算、方程的求解等。符號推導包括代數與各種函數的恒等式、不等式的證明，幾何命題的證明等。但無論是數值計算還是符號推導，它們在本質上是等價的、一致的，即二者是密切關聯的，可以相互轉化，具有共同的計算本質。隨著數學的不斷發展，還可能出現新的計算類型。

隨著計算機日益廣泛而深刻的運用，計算這個原本專門的數學概念已經泛化到了人類的整個知識領域，并上升為一種極為普適的科學概念和哲學概念，成為人們認識事物、研究問題的一種新視角、新觀念和新方法。

十、“計算主義”的興起

隨著計算工具的發展，一些哲學家和科學家開始從計算的視角審視世界，科學家們不僅發現大腦和生命系統可被視作計算系統 ，而且發現整個世界事實上就是一個計算系統。當康韋證明細胞自動機與圖靈機等價時 ，就有人開始把整個宇宙看作是計算機。因為特定配置的細胞自動機原則上能模擬任何真實的過程。如果真是這樣，那么 ，我們便可以設想一種細胞自動機，它能模擬整個宇宙。實際上，我們完全可以把宇宙看作是一個三維的細胞自動機?；玖Ｗ踊蚱渌裁磳哟蔚奈镔|實體可以看作是這個細胞自動機格點上的物質狀態 ，支配它們運動變化的規律可以看作是它們的行為規則。在這些規則的作用下基本粒子發生各種變化，從而導致宇宙的演化。

總之，計算或算法的觀念在當今已經滲透到宇宙學、物理學、生物學乃至經濟學和社會科學等諸多領域。計算已不僅成為人們認識自然、生命、思維和社會的一種普適的觀念和方法 ，而且成為一種新的世界觀。一些學者認為：不僅生命和思維的本質是計算，自然事件的本質也是計算。

十一、量子計算中的神諭

人類的計算工具，從木棍、石頭到算盤，經過機械計算器，電器計算機，到現代的電子計算機，再到DNA計算機和量子計算。筆者發現這其中的過程讓人思考：首先是人們發現用石頭或者棍棒可以幫助人們進行計算，隨后，人們發明了算盤，來幫助人們進行計算。當人們發現不僅人手可以搬動“算珠”，機器可以用來搬動“算珠”，而且效率更高，速度更快的時候，人們自然想到利用機器來搬動算珠，誕生了機械計算設備。

隨后，人們用繼電器替代了純機械。最后人們用電子代替了繼電器。就在人們改進計算工具的同時，數學家們開始對計算的本質展開了研究，圖靈機模型告訴了人們答案。

電子計算機后，人們改變了思路，即：到自然界中去發現那些符合圖靈模型的現象，例如DNA分子鏈的自我復制現象。DNA分子提供了AGCT四種堿基，相當于電子計算機中的2進制的0和1。DNA自我復制的機制，非常接近電子計算機的的模型——圖靈機模型。

可以說，DNA計算機是基于圖靈機的先進計算方式。但是它始終不能突破圖靈機的極限。即：在牛頓經典物理學下“確定世界”的計算模型。

量子計算的出現，則徹底打破了這種認識與創新規律。它建立在對量子力學實驗的在現實世界的不可計算性。試圖利用一個實驗來代替一系列復雜的大量運算?？梢哉f。這是一種革命性的思考與解決問題的方式。

應為在此之前，所有計算均是模擬一個快速的“算盤”，即使是最先進電子計算機CPU內部，64位的寄存器(register)，也是等價于一個有著64根軸的二進制算盤。在DNA計算中，這種情況稍微復雜一點，可視為ATCG四種堿基所構成的擁有上百萬根軸，每根軸上有四個珠的“超級算盤”，盡管它的體積小到可以放在一根試管中。

量子計算則完全不同，對于量子計算的核心部件，類似與古代希臘世界中的“神諭”，沒有人弄清楚神諭內部的機理，卻對“神諭”內部產生的結果深信不疑。人們可以把它當作一個黑盒子，人們通過輸入，可以得到輸出，但是對于黑盒子內部發生了什么和為什么這樣發生確并不知道。

十二、“神諭”的本質與哥德爾不完備性

量子計算在信息的承載體上與經典計算毫無區別:它同樣利用二進制比特——稱為量子比特——來進行運算。但是，量子力學的一個十分“反直覺”的奇特現象鑄就了量子比特與傳統比特的天壤之別。一個量子比特不僅僅可以表示信息“0”和“1”，還出人意料地可以表示一種“0”和“1”的疊加狀態。

我們可以清晰地看到量子計算的神奇以及它不同于經典計算之處。那么，為什么量子計算會顯示出如此奇怪的性質呢? 這些性質又有什么本質的物理原因呢[12]? 遺憾的是，迄今為止，科學家們還在為這些神奇的量子現象的本質而進行探索，答案不得而知。

人們對量子計算本質的無知來自于人們對量子世界內部的本質的認識還不統一。但這并不妨礙人們把量子計算最為超級計算機的想法。雖然它帶有強烈的工具主義傾向。

量子計算的科學研究依然在繼續，然而，對量子計算和量子力學本身的哲學研究卻已經顯示出人類的無奈和無助。也許，世界本身就是一個整體，我們僅僅從細處著眼永遠無法看到導致整體變化的內因。

哥德爾不完備性定理告訴我們，任何一個足夠強的一致的公理系統的完備性是不可證明的，而它的完備性的不可證明是可以證明的。

一些悲觀的科學家和哲學家認為：我們科學研究所依賴的各種公理系統是無法證明完備的，即現實世界的有些現象是無法被已有定律和規律來揭示，人們努力地試圖用這些已經發現的公理和規律去解釋量子計算、量子力學，去解釋自然和宇宙是不可行的?？茖W家們一直在努力解釋量子世界的本質，但也應該清醒，這些努力有可能最終是失敗的。而這些失敗恰恰證明了哥德爾不完備性定理的正確性。所以他們認為人類是無法認識某些規律的，一些迷題永遠是個迷。

十三、“神諭”的挑戰與人類自身的回應

筆者的觀點與上述不同，人類的思考能力，隨著工具的不斷進化而不斷加強，盡管在遠古時期，有些智者的思考能力已經遠遠超越了他們的時代，但是，在整體上，人類的思維能力和解決問題的能力是隨著經濟和科技的進步而不斷加強。電子計算機和互聯網的出現，大大加強了人類整體的科研能力，那么，量子計算系統的產生，會給人類整體帶來更加強大的科研能力和思考能力，并最終解決困擾當今時代的量子“神諭”。不僅如此，量子計算系統會更加深刻的揭示計算的本質，把人類對計算本質的認識從牛頓世界中擴充到量子世界中。

哥德爾的不完備性并不能組織人類對未知事物的新發現，如果觀察歷史，會發現人類文明不斷增多的“發現”已經構成了我們理解世界的“公理”，人們的公理系統在不斷的增大，隨著該系統的不斷增大，人們認清并解決了許多問題。人類的認識模式似乎符合下面的規律：

“計算工具不斷發展——整體思維能力的不斷增強——公理系統的不斷擴大——舊的神諭被解決——新的神諭不斷產生”不斷循環。

也許那時會出現新的“神諭”，而“神諭”的出現對人類來說并不是負面的，而是對人類整體思維能力和認識能力的一次挑戰。并將刺激著人類對宇宙和自身的更深刻認識。

無論量子計算的本質是否被發現，也不會妨礙量子計算時代的到來。量子計算是計算科學本身的一次新的革命，也許許多困擾人類的問題，將會隨著量子計算機工具的發展而得到解決，它將“計算科學”從牛頓時代引向量子時代，并會給人類文明帶來更加深刻的影響。

參考文獻

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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，了解中考議論文閱讀的命題特點，掌握一些必要的答題要領是非常必要的。本文以2010年中考試題為例，就議論文閱讀的答題技巧略作探討，以拋磚引玉。

一、論點的提取與歸納

題型透視考查對文章論點的提取和歸納，是議論文閱讀中常見的一個考點?？忌仨氁盐諟试囊x，找出凝聚文意的核心段，找準蘊涵文旨的關鍵句，然后篩對篩全所給的信息，作出正確的解答。

真題片段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’，這句話的意思就是主張以存疑的態度來對待他人的意見和學術觀點，同時又主張客觀看待自己的意見和學術觀點，反對獨斷專行。這種態度對于從事科學研究的人來說尤為重要。……”

問題19. 選文要闡明的中心論點是什么？（答案：不以人蔽己，不以己蔽人。）

2.（2010年浙江東陽卷）《重建奇跡彰顯中國奮進的力量》“① 位于汶川縣映秀鎮的汶川特大地震震中紀念館封頂；汶川地震異地安置區首批“農家樂”開業；四川及甘肅隴南地震災區農房基本完成重建，學生提前搬入新校園……汶川特大地震發生兩周年前夕，紛至沓來的重建喜訊報告著災區的新生，彰顯著中國人民團結奮進的偉大力量?！?/p>

問題13． 本文的中心論點是什么？（答案：紛至沓來的重建喜訊報告著災區的新生，彰顯著中國人民團結奮進的偉大力量。）

3.（2010年浙江義烏卷）《將興趣進行到底》“……有興趣，才會有動力，持久的興趣，才會產生持久的動力。英國人塞繆爾?斯邁爾斯說過：‘一個人對某一方面的興趣越強烈，就越有可能學習這方面的知識，從而在與其興趣有關的領域里采取驚人的舉措，取得巨大的成功！’我國教育家說：‘教育是幫助被教育的人給他能發展自己的能力，完成他的人格?！逃囊x就是要探尋孩子的興趣，培養孩子的興趣，給孩子的興趣發展提供廣袤的空間和強有力的支持，讓興趣引領孩子前行，讓興趣引領孩子成功?！?/p>

問題11. 本文的中心論點是什么？（答案：有興趣，才會有動力，持久的興趣，才會產生持久的動力。）

思路點撥有不少議論文采用“開門見山”式寫作方法，即作者在文中就直接把觀點給亮了出來。閱讀時首先要注意文章的標題，因為有些議論文的標題本身就是論點。有些則是先列舉一些現象，進行分析、闡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論點，然后再圍繞中心論點展開論證。浙江義烏中考卷《將興趣進行到底》的論點則是出現在文章的末尾。作者先列舉大量論據，然后進行分析論證，最后得出結論，這個結論就是文章的中心論點。

真題片段（2010年四川瀘州卷）“…… ② 世博會究竟將給中國帶來什么影響呢？③筆者曾有幸當面向連任兩屆國際展覽局主席、現任國際展覽局名譽主席的著名外交家吳建民討教，他說：“世博會對中國的影響將超過奧運會。因為上海世博會的主題口號是‘城市，讓生活更美好’，而世博會確實能夠做到讓城市的生活更加美好?！辈浑y明白的是，中國的城市化進程正在加速推進，世界城市發展經驗的集中展示，將給中國不少城市帶來改變陳舊面貌、提升自身素養的大好契機。中國的城市人口現已占總人口的近半數，直接能對如此數量的中國人產生直接影響，其影響不可謂不大?！?/p>

問題7. 本文的中心論點是什么？試用一句話概括。（答案：上海世博會將給中國帶來深刻廣泛的影響?！吧羁獭薄皬V泛”有一即可）

思路點撥有的議論文不明確提出論點，需要考生在整體感知的基礎上概括、歸納。概括要全面，文字要簡潔。歸納論點有三個步驟:歸納段意――歸納層意――概括論點。要注意，論點是在文章中體現出來的作者的觀點和看法，其表現形式應該是完整而簡潔的句子。

二、 論據的概括與補充

題型透視針對論據設題，一般要求找出所用論據，這類題只要將論據找出來并扼要概述即可。常見的題型有兩種:一是要求針對某一個論點，找到事實或道理論據后，用簡潔的語言進行概括;二是要求針對某一個論點，為它補充相應的事實論據或道理論據。

真題片段（2010年安徽蕪湖卷）《科學不怕挑戰》“……③ 量子力學理論剛提出時，由于它的基本概念與傳統觀念根本不同，有些科學家一時難以接受。愛因斯坦反對量子力學的幾率解釋，說:‘我不相信上帝在擲骰（tóu）子。’他還多次提出‘理想實驗’進行挑戰。玻爾是量子力學的創始人之一，他奮起應戰，據理反駁。愛因斯坦屢敗屢戰，苦思冥想出一個特別刁鉆的‘理想實驗’。玻爾徹夜未眠，苦思不得其解，直到清晨才豁然開朗，利用相對論以其人之道還治其人之身。但愛因斯坦仍然固執己見，以至另一位科學家厄倫費斯特都忍不住說:‘愛因斯坦，你真不像話!你簡直在批判你自己的相對論了。’愛因斯坦挑戰量子力學，雖敗猶榮，他提出的‘理想實驗’，促進了量子力學的發展，還對量子密碼、量子計算機等新技術起到了催生作用。④ 進化論從誕生之日起就被挑戰，從未停止過。創世說從信仰出發頻頻發難，甚至采用行政手段禁止進化論的傳播。結果怎樣呢？進化論身經百戰，越戰越勇，而創世說卻破綻百出，只好以百萬元大獎向科學家頻送秋波求援。……”

問題6． 第③④段運用了事例來論證，請分別概括這兩個事例的內容。（答案：第③段：量子力學曾受到愛因斯坦理想實驗的挑戰；第④段：進化論曾受到創世說者的頻頻發難。）

思路點撥論據是用來證明論點的材料，論據必須和論點一致。分析論據作用一定要和論點聯系起來，答題時要答出直接證明的那個觀點。如果是事實論據，必須運用概述的方法，將筆墨集中在能夠證明觀點的主要情節上。概述事實論據，可采用“人物+概括性事例+簡短評價”的形式。要答好這類題，需要平時留心生活，多讀書，做一些專題積累。要注意，議論文的論據只有事實論據和道理論據兩種。

真題片段1.（2010年湖南長沙卷）《談尊嚴》“……② 自古以來，就有孟子的‘富貴不能，貧賤不能移，威武不能屈’；有李白的‘安能摧眉折腰事帆責，使我不得開心顏’；有李清照的‘生當作人杰，死亦為鬼雄’：有于謙的‘粉身碎骨渾不怕，要留清白在人間’……他們都是活得有尊嚴的人?！?/p>

問題20.仿照第②段畫線句子補充一個論據。（答案示例：有文天祥的“人生自古誰無死，留取丹心照汗青”。）

2.（2010年湖北宜昌卷）《中國人的山水觀》“……②過去中國人談游山，從未見有人說他‘征服’了某個冰封雪凍的高山而引以為傲。中國人游山是欣賞它的深邃幽緲、高不可攀、深不可測的含蓄之美，所以說是‘尋幽探勝’?！畬ぁc‘探’，都意味著一種小心翼翼的贊嘆激賞之情。唐朝詩人常用山林來造境，以表達他們的禪思和對大自然的喜愛。因此，他們筆下的山是‘只在此山中，云深不知處’的幽謐，是‘落葉滿空山，何處尋行跡’的隱逸，是

，所以，中國人游山是純然精神上的快樂與解脫，絕無一絲欲‘征服’而后快的敵意。……”

問題30． 積累鏈接：請順其思路，在第②段中加橫線的句子后仿寫一句。（答案：如：“千山鳥飛絕，萬徑人蹤滅”的空寂?！安删諙|籬下，悠然見南山”的閑適。）

思路點撥補充論據時要明確:無論是補充事實論據還是道理論據，都是用來證明論點的，都要圍繞直接證明的那個觀點來補充。補寫的論據要典型，有代表性，這樣說服力才強。如果是補充道理論據，我們一般要選擇名人名言。 要注意，杜撰的名言或不為人所熟知的警句往往不能得分。

三、 論證方法的分析與理解

題型透視判斷文章所運用的論證方法， 辨識、分析和理解其作用，是議論文閱讀的重要考點。既考查對論證方法的辨析，也考查使用論證方法的好處。目的在于測試考生提取加工信息、調動運用積累、評述見解的能力。此類題型對考生的檢測是多方面的、綜合的，契合了新課標的精神。

真題片段1.（2010年黑龍江省雞西市卷）“……⑤‘淺閱讀’這種閱讀態度導致了閱讀的工具性質，加深了整個社會的浮躁。上海大學社會學教授鄧志偉認為，思想使人進步，思考又往往是沉重的。那些讀來顯得沉重的文字，往往能夠使人更好地了解社會，激發起讀者的感悟和思考。不能僅僅因為‘淺閱讀’的輕松、愉快，而放棄學習積累的機會?！?/p>

問題23.文段⑤中畫線句的論證方法是

，作用 。（答案：道理論證，論證“深閱讀”的重要性，增強文章說服力。）

2.（2010年湖北襄樊卷）《讓優秀成為一種習慣》“…… ⑥優秀作為一種品質，當然離不開客觀環境。但真正優秀的人懂得：命運只有把握在自己手里，才是真正的命運。平庸的人總是把別人的成功歸結為環境好、條件好、人緣好、運氣好，而把自己所有的失敗歸結為外在原因。優秀的人心里明白成功離不開客觀條件，但從不過分依賴客觀條件。他們懂得：環境創造人，人也創造環境。他們成功的時候往往以感恩之心面對社會、面對所有幫助過他們的人，把成功的功勞歸結于客觀條件。他們失敗的時候，往往把原因歸結為自己努力不夠。優秀的人總是說自己不行，認為自己無知；平庸的人總是利用各種機會表白、粉飾自己。在真正優秀的人看來，世界上沒有比這更愚蠢的事情了?！?/p>

問題25． 文章第⑥段主要運用了什么論證方法？有什么作用？（答案：對比論證。答道理論證和對比論證也給分；只答道理論證不給分。其作用：把“優秀的人”與“平庸的人”的不同認識加以對比，強調突出了“優秀的人”不過分依賴客觀條件的觀點。）

思路點撥作答這類試題，要搞清楚論證方法有:舉例論證、道理論證、比喻論證、對比論證。不同的論證方法有不同的作用。舉例論證也叫例證法，用典型的事例來證明論點，能增強文章的說服力。道理論證又叫引證法，用權威性言論證明觀點，具有權威性，論證有力。比喻論證也叫喻證法，是通過形象的比喻來證明論點的方法，可把道理講得通俗形象，容易被人接受。對比論證是用正反兩方面的事實和道理進行對比，從而證明論點的方法，其好處是是非曲直分明，給人印象深刻。答題時，先說某種論證方法的一般作用，再結合具體內容進行解說，分析作用要和論點聯系起來。要注意，分析論證方法的作用時要和文章的論點聯系起來。

四、 開放性題目的探究與解答

題型透視 要求考生談對某觀點的看法，讀某篇文章得到的啟示，探究文章的內容及其深刻的現實意義和思想意義；或要求聯系生活實際和自己的體驗得出相應的啟示。開放性試題既有開放的一面，立足于“靈活”，留給考生廣闊的思維空間，使考生能夠充分張揚個性，顯示自己的聰明才智，也有限制的一面，即關于內容、形式等，提出顯性或隱性的要求，成為評定答案的重要依據。

真題片段（2010年貴州安順卷）《人總得藐視點什么》“① 人生在世，你總得藐視點什么東西，或人或物或事，否則，看什么都偉大，啥子都敬畏，處處低眉順眼，事事謹小慎微，那就會把自已活得唯唯諾諾，可憐巴巴?！?⑦ 打鐵先得本身硬，藐視，也得有點資本才行，要‘目空天下士’，自己就得才高八斗，學富五車；要藐視天下英雄如無物，自己就得是那頂天立地的真英雄；要藐視那些蠅營狗茍之輩，自己就得是冰清玉潔的真君子。而且，要藐視點什么，不論對人還是對物，可能會讓自己吃點虧，受點冷落，‘進步’比別人慢點，‘收益’比別人少點，‘名氣’比別人小點，但卻能使我們抬頭挺胸昂然平視，上不愧天，下不愧地，活得堂堂正正，坦坦蕩蕩?！?/p>

問題28． 結合生活實際，請你談談如何做到“打鐵先得本身硬”。（答案示例：我們要想在今后的社會上有所作為，大顯神通，就必須在學習生活中累積才識，鍛煉分析和解決問題能力，貯藏和消化必備知識。）

問題29．舉例談談你所藐視的人（或物或事），并簡要說說你能夠藐視的理由。（答案示例：1：我藐視那些弄虛作假、謀取個人利益的人，因為我主張實事求是、不謀私利，盡管沒有得到某些利益，但也心安理得。（意思對相近即可）示例2：我藐視那些靠托關系、走門路來謀求私利的人，因為我主張公平、公正、公開，盡管可能失去一些機會，但也無怨無悔。）

思路點撥議論文語言通常具有概括性、邏輯性，準確而嚴密。議論文觀點鮮明，思想深刻，具有很強的針對性和教育作用。就文章的觀點談個人看法、感受時，要緊扣文章論點或內容，聯系作者的看法，結合自己的生活實際，語言要簡潔凝煉，做到立場鮮明，觀點完整，言之有理、有據，條理清晰。要注意，答題時，不能脫離文章，天馬行空；或者忽視“結合自身實際”等剛性要求。

隨著中考語文改革的不斷深入，議論文閱讀的考點也將不斷更新。這就要求我們平時復習時，注重對文章的整體感悟，用議論文的相關知識點去解讀文章，用精讀和略讀的方法，擴大閱讀范圍，拓寬自己的視野。建議同學們在復習中應圍繞“理、讀、練、析”四個字進行。

“理”就是梳理議論文的基本常識，圍繞“三要素”(論點、論據、論證)，關注觀點和材料間的聯系。明確論點的表述形式，辨別論據的種類和分析其作用，熟悉論證方法與論證過程，注意段落間的聯系，理清問題的提出、分析和解決。

篇6

1937年爆發，楊振寧隨家幾經折，遷入內地昆明，1938年他高中二年級時考入西南聯大，得到許多良師的教誨，開始對物理學產生興趣。在吳大猷指導下，他完成了關于群論及分子光譜的學士論文。這段工作引起他對對稱性特別的興趣。其后，跟王竹溪做的碩士論文涉及的統計力學，也成為他以后研究的方向之一。

1945年楊振寧赴美進入其父曾就讀的母?！痈绱髮W，三年后獲物理博士學位。在芝加哥大學，他接觸到許多世界第一流的物理學家。其著名者有論文主任泰勒（Teller），和一代大師費米（Fermi）。1948年他與費米提出π介子是質子及反質子束縛態的可能性，開研究粒子內部結構之先河。

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

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

1986年，楊振寧南開數學研究所參觀，并與該所所長著名數學家陳省身一道創立了南開數學所理論物理研究室，具體指導量子可積系統的研究。筆者有幸在該研究所攻讀碩士學位，學習期間，深感楊先生思想的博大精深，對他那種樸實無華的科研作風敬佩不已，下面結合自己的學習心得，簡單介紹楊振寧的科學哲學思想。

一、愛憎決定風格

“在每一個有創造性活動的領域里，一個人的愛憎，加上他的能力、脾氣和機遇，決定了他的風格，而這種風格轉過來又決定他的貢獻?！雹贄钫駥幵诮忉屗倪@段話時說，物理學是一門客觀地研究物質世界的學問，然而物質世界具有結構，而一個人對這些結構的洞察力，對這些結構的某種特點的喜愛，某些特點的憎厭，正是他形成自己風格的要素。因此，愛憎和風格之于科學研究，就象它們對文學藝術一樣至關重要。楊振寧對物理學的愛憎基本上是1938年至1944年在昆明當學生時形成的。西南聯合大學是中國最好的大學，為了取得學士學位，楊振寧跟吳大猷做了有關群論和分子光譜方面的論文，接觸了群論在物理學中的應用。他讀了狄克遜的一本名為《現代代數理論》的小書，從中學到了群表示理論。這一優美而又有巨大動力的理論，使楊振寧認識到群論的無以倫比的美妙和力量。從而激發起對于對稱性原理的興趣。而從群論到對稱性原理上所得到的物理學與數學的結論，又對楊振寧產生了很大的影響。此后楊振寧在清華研究院，在王竹溪先生指導之下寫作關于有序——無序轉變的論文，對相變發生了濃厚的興趣。1951年以后，他在統計力學、多體問題等方面寫過許多文章，至今對這方面的工作仍很感興趣，由他指導的南開數學理論物理室主要從事這方面的工作。楊振寧強調，“學一個東西不僅是要學到一些知識，學到技術上的特別的方法，更重要的是要對它的意義有一些了解，有一些欣賞，假如一個人在學了量子力學以后，他不覺得其中有的東西是重要的，有的東西是美妙的，有的東西是值得跟別人辯論得面紅耳赤而不放手的，那么，他對這個東西并沒有學進去，而只是學了很多可以參加考試得到好分數的知識，這不是真正做學問的精神，他沒有把問題里面基本的價值掌握住”。②學一個學科，不只是物理學，不但是掌握這些知識、定理和公理，更要掌握這些知識、定理和公理的意義、精神及其重要性，等到你覺得這些重要到一定程度時，你才是真正地把這些東西吸收進去了。

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

二、傳統與科研

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

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

三、對稱性決定相互作用

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

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

注釋：

①②楊振寧：《讀書教學四十年》，三聯書店香港分店，1985年版，第22頁，第121頁。

篇7

涂子沛/著

廣西師范大學出版社

2012年7月/49.9元

本書以美國為主體，但在講美國的同時，又處處反觀中國當下的現實。它講述了美國半個多世紀信息開放、技術創新的歷史，以別開生面的經典案例――奧巴馬建設“前所未有的開放政府的雄心”、公共財政透明的曲折、《數據質量法》背后的隱情、統一身份證的百年糾結、商務智能的前世今生、數據開放運動的全球興起，以及云計算和推特等社交媒體、Web3.0與下一代互聯網的未來圖景等等，為您一一細解數據創新給公民、政府、社會帶來的種種挑戰和變革。

哈佛大學商學院訪問教授、全球頂尖的管理咨詢大師托馬斯?H?達文波特，為中國政經兩界建言：無論是對中國政府，還是就中國的商業組織而言，《大數據》都是一本重要的書。大數據浪潮洶涌來襲，與互聯網的發明一樣，絕不僅僅是信息技術領域的革命，更是在全球范圍啟動透明政府、加速企業創新、引領社會變革的利器?，F代管理學之父德魯克有言，預測未來最好的方法，就是去創造未來。而“大數據戰略”，則是當下領航全球的先機。

回望中國，批評“差不多先生”，黃仁宇求索“數目字管理”，作者從太平洋對面看到中美兩國的差距，深知中國缺少什么、需要什么，故將十多年觀察、思索所得，淘洗成這一本書。

《我們仨》

楊絳/著

三聯書店

2012年9月/18.8元

這本家庭生活回憶錄分為兩部分，第一部分，她以一貫的慧心、獨特的筆法，用夢境的形式講述了最后幾年中一家三口的相依為命。第二部分，她平實感人的記錄了伉儷二人赴英國留學并在牛津喜得愛女，直至1998年丈夫逝世，63年間這個家庭的坎坷歷程。

作為老派知識分子，她的文字含蓄節制，難以言表的親情和憂傷彌漫在字里行間，生命的意義，不會因為軀體的生滅而有所改變。家的意義在本書中得到了盡情闡釋。

《假如時間不存在？》

[意]卡爾羅?羅威利/著

李潤/譯

化學工業出版社

2013年4月/24元

這是一本很獨特的科普書，讀來猶如小說。作者講故事般地敘述了他少年時期的叛逆，對科學興趣的由來，如何開始探索量子力學和弦理論，到“圈量子引力論”的誕生，以及對時間和空間的定義的質疑……科學的進步來源于人類的不斷質疑，科學的本質就是以批判的眼光看待世界。羅威利認為時間只是人們對世界的細枝末節的無知所產生的效應，科學研究很大一部分，就是要尋找不含時間變量的理論。所以，假如時間不存在呢？

《意志力》

[美]羅伊?鮑邁斯特、約翰?蒂爾尼/著

丁丹/譯

中信出版社

2012年6月/39元

兩位作者他們從人心理的各個層面，詳盡闡述了意志力的重要性，并在書中介紹了一系列增強意志力的辦法，解釋了如何設置切合實際的目標，如何監控進展，如何在動搖之際堅定信念，為走向更高一層巔峰奠定堅實基礎。

意志力既不是魔法，也不是空洞的勵志口號，而是讓人生更美好的科學。當今世界，誘惑無處不在，人類的意志力時時刻刻在接受考驗，養成正確的習慣，找到適合的方法，自控會更容易一些，人類就更能用較少的心智能量來回避誘惑。

《少年Pi的奇幻漂流》

[加]揚?馬特爾/著

姚媛/譯

譯林出版社

2012年11月/35元

篇8

根據加熱能源耗用，汽車噴烤漆房可分為傳統類和新能源類，其中傳統型噴烤漆房包括燃油噴烤漆房、電噴烤漆房和燃氣噴烤漆房；新能源類汽車維修用噴烤漆房包括生物能源噴烤漆房、太陽能噴烤漆房，以及根據汽車維修單位區域內提供的余熱或其他集中供熱方式生產定制型噴烤漆房。

一、傳統噴烤漆房的環境影響及新技術改造

運行傳統型噴烤漆房產生的破壞環境的因素主要有：含SO2、NOx、TPS、苯/二甲苯等廢氣的排放，VOC的排放，噪聲污染，含漆渣的廢物排放，調漆時廢化學品空桶的排放以及電、燃油的耗用等。

現在市場上的低端產品均將廢氣、廢物和噪聲以直排的方式導入周圍環境中，根本無法達到國家和地方對大氣污染物排放標準的要求。含SO2、NOx、TPS、苯/二甲苯的廢氣和VOC直接排入大氣可導致酸雨和光化學煙霧，嚴重損害人的健康，甚至影響整個生態系統，同時由于產品不注重能耗的要求，造成大量的能源浪費。

為應對市場需求，中山格普機械也生產傳統型噴烤漆房，但我公司會根據其可能造成的環境影響在對產品的設計和研發過程中進行優化。比如設計的多層干式過濾系統可對各種廢氣進行過濾；選用噪聲小的電動機和風機，減小風阻，并進行電動機、風機內置，利用隔音封板進行噪音隔離；對于危險廢物，集團4S店在使用我們產品的過程中，重新由油漆供方回收循環使用，或由具有危險廢物回收資格的供方進行處理；對于能耗控制，我們采用高功率的電動機和風機，各種熱交換器的轉換率均在98%，客戶要求時可采用LED燈管對室內進行照明，提供超過1K LUX的照度；采用針對不同的修復面進行加熱烤漆的技術，排放污染物各項指標達到國家和地方污染物排放標準要求，同時其他各技術參數達到或超過JT/T324-2008的要求。

二、新能源噴烤漆房的節能體現

新能源噴烤漆房包括生物能、太陽能、風能等清潔能源噴烤漆房，同時進行水性油漆的噴涂和烘烤，輔以電機和風機的隔噪，除沾有油漆的危險廢物外，其污染物排放對環境僅有輕微的影響。集中供熱型噴烤漆房，由于能源由外部供應，可對排放污染物進行綜合性集中治理，進行水性油漆的噴涂和烘烤時，對環境影響也是輕微的。

中山格普機械將市場主要定位于中高端產品，產品組合中既有傳統的燃油噴烤漆房、電噴烤漆房、燃氣噴烤漆房，也有新能源噴烤漆房。其中量子水溶性噴烤漆房已推向市場，并取得良好的反饋和效益；利用余熱、蒸汽和生物能源集中供熱的噴烤漆房也將在2014年陸續推出。集中供熱噴烤漆房以公司最新設計的熱交換器進行生物能源的轉換，利用開發的過濾器對余熱和蒸汽進行過濾，以提供烤漆時的熱量需求并以客戶集中供熱的方式進行安裝，同時應用在多聯體噴烤漆房和涂裝流水線上，并不局限于汽車維修行業。

1 量子水溶性噴烤漆房的優勢

（1）紅外線微波強輻射器，依據普朗克量子力學的四次方定律，建立起強大的輻射場，徹底改變傳統的以傳導對流為主的換熱方式。

（2）在輻射光束作用下，科學嚴謹地實現高溫熱光子能量輸出。

（3）㈤電熱能轉換率高，能量發射率EO≈1，發射與接收同步，瞬間填補被加熱物能量深谷接收區。根據電子躍遷原理使各種物質（料）內部分子迅速排列，劇烈振動，形成光電子激發態，產生強大內能，水分及易揮發物由內向外迅速排出，成倍提高熱處理和烘干速度，確保質量。

（4）由于沒有熱交換器的風阻，噴烤漆房邊界外一米的噪聲保持在七十多dB（在不受背景噪聲的影響下），同時由于使用水性油漆，VOC的排放降低90%以上；

（5）能源耗用主要為電能，滿載耗能約23kW/h，局部運行為8kW/h，可達交通行業汽車噴烤漆房能源消耗量限值及能源效率等級1級要求。

2 集中供熱型噴烤漆房的優勢

（1）采用過濾或熱交換器進行熱量轉換，熱源利用效率高；

（2）使用集中熱源，除電能耗用外，無其他能耗；

篇9

關鍵詞：科學技術史　高職教育　意義

近年來，中國高等教育的發展，取得了引人注目的成就，也引起了人們的很多議論。諸如對高校合并的利弊、對大學圈地的是非、對招生制度的改革、對貧困學生的窘境，等等，社會上有各種不同的看法，眾說紛紜。而在各種見仁見智的說法中，在高等院校中大力推行素質教育，得到了社會輿論的普遍認可?？梢姡e極推進素質教育，既符合當代社會教育發展規律，又是教育界人心之所向。因此，必須對素質教育在高等教育中的作用給予充分肯定，認真探索辦好素質教育的各種途徑。

一、科學技術史是溝通科學與人文的橋梁

素質教育包括多個方面，比如提高受教育者的政治素質、專業素質、文化素質、身體素質，等等，其中很重要的內容在于提倡人文教育與科學教育的結合，培養學生具有科學的理性思維方式、深刻的歷史意識和高度的人文關懷。要實現這一點，開設相應課程是必不可少的。而在這些課程中，科學技術史不可或缺。

素質教育的核心之一是人文教育和科學教育的結合，而科學技術史是實現這種結合的最佳橋梁?？茖W技術史立足于過去與未來、自然與社會、科學與技術的交叉點，是溝通科學文化與人文文化的理想工具，是現行文理分科教育體制下聯結文理學科的一座橋梁。是文科學生學習科學知識、了解科學精神的理想途徑，是理工科學生培育歷史意識、學習人文精神的優選課程。對于培養具有健全人格的人才來講，科學技術史的重要性更是不容忽視。

但是，就中國高校而言，科學技術史的教育現狀并不理想。其原因一方面在于缺乏相應的人才，另一方面就教學過程來說，如何把握科學史的內容，使之適合素質教育的需要，學者們因為多關注于自己的專業研究，很少有人對之作深入探究，因而顯得缺乏相應的思路和理念。

科學技術史是一門古老而又年輕的學科。所謂古老，從某種意義上說，早在古代社會就有了其萌芽。古代社會的學者也探討自然現象，他們在探討自然現象時，不可避免地要對前人已有的工作進行梳理，這就是科學技術史的萌芽。而到了十八世紀，就已經出現了一批以各門學科為對象的專門史著作，這更標志著科學技術史的發展。但科學技術史作為一門學科，樹立了自己的價值判斷標準和研究目的，實現了建制化的要求，并且得到了社會的承認，則是二十世紀上半葉的事情，是經由比利時學者喬治?薩頓堅韌不拔的努力而得以實現的。從這一時間節點來看，科學技術史仍然是一門相當年輕的學科。

科學技術史成為獨立學科后。首先在歐美國家得到發展，后來逐漸擴展到其他國家。中國的科學技術史事業，在民國時期已有李儼、錢寶琮、錢臨照等前輩從事過開創性的研究工作。共和國成立后，首先在中國科學院成立了專門的科學技術史研究機構――中國科學院自然科學史研究室，該研究室后來升格為中國科學院自然科學史研究所，成為中國科學史研究的大本營。除此之外，在高校中也存在著少數科技史研究機構，如中國科學技術大學自然科學史研究室、內蒙古師范大學科學史研究所等。這些研究機構的設立，標志著科學技術史學科的建制化在我國得到了初步的實現。

1999年3月，上海交通大學科學史與科學哲學系隆重成立，這是中國歷史上第一個科學史系，它的建立是科學史學科在中國建制化進程中的里程碑式的事件。嗣后，中國科學技術大學科技史與科技考古系、內蒙古師范大學科技史與科技管理系，以及別的高校中的科技史系也相繼成立。這些，標志著中國高校中的科學史學科的發展進入了一個新的階段。

在高校中大力發展科學技術史學科，是這一學科發展的當然選擇。因為科學技術史的一項重要功能是其教育功能?？茖W技術史以歷史上的科學為自己的研究對象，涉及范圍極其廣泛。中國科學技術大學李志超教授曾經動情地說：“科學史是縱覽古今，兼治文理，橫參中外，匯通天人的大學科。”此殆非虛言。正是由于科學技術史學科的這一功能，它在幫助人們正確理解科學本身和認識應該如何正確應用科學方面具有其他學科不可替代的重要作用，同時在對于溝通自然科學與人文科學這兩種不同的文化、全面提高受教育者的素質、為營造和諧社會作出貢獻方面的作用也是不可或缺的。高校是現代社會教育的制高點，具有如此重要教育功能的科學技術史學科，當然應該在高校中得到應有的發展。

二、作為素質教育內容的科學史課程在授課過程中應該把握的方方面面

科學技術史聯結中外，縱貫古今，橫跨文理，包羅萬象，內容十分豐富，這既為教師的授課提供了豐富的素材，為教師在七尺講臺上的思想馳騁提供了足夠的空間。又為教師高屋建瓴縱覽全局深入淺出的講解制造了障礙。內容的博大精深與課時的有限及學生學業的繁重構成了一對矛盾，這一矛盾如果解決不好，不但不能實現在素質教育中開設科學史課程的初衷，反而會把學生嚇跑。因此，教師在講授科學技術史課程的過程中，就必須下決心將一些東西不列入教學內容之中。惟有如此，才能突出主線，簡明扼要。

科學技術史屬于歷史學的范疇，在授課時要充分體現這一點，把科學技術發展的歷程揭示出來，以此培養學生的歷史意識。歷史意識是一種高級思想體驗，只有具備歷史意識的人，其知識結構才是健全的，才會用發展的眼光看問題，才會對人更加寬容、對事更易理解，才會在面對各種問題時，持更符合社會實際的態度尋找相應的答案。在培養學生的歷史意識方面，科學技術史大有用武之地?？茖W不是用一個個概念串起來的，也不是用一堆堆成果堆積起來的，而是從活生生實踐的歷史中走出來的，是一個有機的整體。把科學發展的前因后果講述出來。有助于學生形成科學的歷史觀?？墒俏覀儸F有的科學技術史著作，特別是中國科學史著作，大多注重對細枝末節的考證，忽視了對宏觀發展過程的把握；注重對具體科學史事件的研究，忽視了對隱藏在各種具體科學史事實后面的原因的探討。缺乏對因果關系的探討的著作，極容易誤導學生的思維方式，使那些缺乏歷史感的學生產生一種錯覺，認為他們在其他課程中接觸到的那些科學概念是先天就有的。或者是科學家造出來的，從而不知不覺地形成先驗論的思想方法。既然已有的供學生參考的科學技術史著作已經包含了這樣的不足，教師在授課過程中就應該注意這一點，設法通過自己的教學活動彌補這一缺陷。任何科學知識體系都有其歷史的發展形成過程，好的教師在教學過程中應該用最精練的語言表述這個過程。

在當今的時代，高度發達的科學技術成為社會生活的重要組成部分，任何人文社科類學子都不能以“科盲”自居。而要對人文社科類大學生進行現代科技教育，彌補其因過早實行文理分科而導致的知識缺陷，科學技術史就應該是一門優先考慮的學習課程。對于理工科學生來 說，他們所擁有的科技知識，大都局限于其專業領域之內，因此對他們也同樣存在著進行科普教育的問題。面對這種現實，在對學生進行科學技術史教育時，必須重視對重大科學技術史事件中所蘊含的具體科學知識的講解。例如，我們在學習“開普勒的歷史作用”時，不可能不涉及對太陽系天體運動狀況的介紹，以及對開普勒行星運動三定律的闡釋，這種介紹和闡釋本身就是對學生進行的科學知識教育。同樣，在講授“量子力學”時，如果對量子力學所涉原理講述不夠，未能使學生充分把握，那么，要讓學生懂得量子力學史，就是不可能的。因此，教師在授課過程中。必須注意對相關知識的講授，使學生在接受科學技術史教育的同時，學到相關的自然科學方面的知識。學習科學技術史有助于加深人們對科學本身的理解，這是科學技術史教育多年經驗的總結，已經為教育界所公認。作為一個科學技術史教育者，我們的任務是充分發揮科學技術史學科的這一功能，讓它為傳播和普及科學知識作出應有的貢獻。

三、注重弘揚科學與人文精神

在講授作為素質教育課程的科學技術史課程時，還要重視對科學精神的宣揚。科學界在發展科學的過程中，逐漸形成了一些共識，例如從自然本身出發來解釋自然的信念，不迷信、不盲從的理性批判意識，注重實驗、講求實證的實踐精神，等等。這些，就是我們所說的科學精神。科學精神是科學的靈魂。有些人在日常生活中常常上偽科學的當，究其原因，不在于他們缺乏科學知識。而在于他們沒有掌握科學精神。正因為如此，我們黨和國家才一直在提倡大力弘揚科學精神。科學之所以能夠有今天的歷史地位，正是它一次又一次超越偽科學、超越迷信的結果。講授科學的發展歷程，可以使人們更清醒地認識這一點。

進行科學技術史教育，在整個教育過程中應該充滿人文精神?？茖W技術活動處理的是人與自然的關系，活動的主體是人，因此，要發展科學技術，科技工作者首先就要處理好人的關系。這些關系，就包含人文因素在內。所謂人文精神，主要體現在人能否正確對待自我，對待他人、社會和自然。這些因素既是科學能否發展的前提。更是人類社會肌體是否健康的關鍵?？茖W正是在自己的發展過程中，逐漸認識到了它們的重要性?？茖W技術史所記錄的，就是這一過程。一部科學技術發展史，實際上就是一部人類不斷完善自己、發展自己、提升自己，使自己從“自在”狀態過渡到“自為”狀態的歷史。這正是人文精神的體現。作為素質教育的一部分的科學技術史教育，對此應該有充分的反映，以期使學生通過學習，能夠在正確對待自己和他人，學會與人合作共事，對群體、社會和國家有責任感等方面有所提高。

四、高職院校尤其應引進科學技術史教育

關于高職院校實施人文教育的情況，中央教育科學研究所《教育研究》雜志社主編高寶立同志曾于2007年對北京、河北、浙江、廣東、山東、重慶、河南、吉林、安徽、江蘇、陜西等省市所屬的不同類型、不同專業的26所高等職業院校的987名教師、4035名學生進行問卷調查，并對有關高職院校的校(院)長進行訪談。調查表明，由于大部分高等職業院校辦學時間短，學術底蘊不厚，加之當前在職業技術教育領域存在著技術主義和功利主義的價值取向，一些高等職業院校單純注重學生操作技能的訓練。片面強調專業技能的培養，僅僅滿足于讓學生獲得從事某個職業所需的實際知識和技能，而對于培養學生獨立人格、健全心理，以及較強的創新精神和社會適應能力的人文教育則重視不夠，對學生的人文知識教育、人文精神培養沒有給予應有的重視，人文教育處于邊緣狀態。具體表現在：(1)人文教育未列入學校整體規劃；(2)學生的人文素質有待提高；(3)高等職業院校人文教育不能滿足學生的需求；(4)高職院校人文教育缺少職業特點；(5)教師的人文教育能力不高。為解決這些方方面面的問題，作者作了諸多探索，其中一條是：樹立科學教育與人文教育相融合的辦學理念。雖然作者只談原則，未能給出具體的操作手段，但卻引起了筆者強烈的共鳴。

大力加強科學技術史的學習是一個再合適不過的操作手段，高職院校尤其應引進科學技術史教育。

但考慮到高職院校的實際情況，除注意以上所述基本原則之外，還應注意以下兩個方面。

1　對課堂講授內容要有合理的偏重和進行合理的取舍。

科學技術史可講授的內容非常多，而本課的課時數又肯定非常少。所以我們必須遵循“有所為、有所不為”的原則，精選精講，凡涉及的內容一定要講深講透，確實做到讓學生領會要點，并能舉一反三。

避免只講授抽象的理論，通過講授具體案例生動地展現科學技術史的發展歷程。使學生在具體的人和事中學習科學知識、了解科學方法、領悟科學精神。注重在教學中結合本校或本人的學科與專業特點。讓學生在學習一般的科學史知識的同時，了解本專業的歷史淵源及發展方向，或更進一步體會學術研究的要領和規范。

2　建設結構合理的高素質的師資隊伍。

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關鍵詞：物理專業；研究生；創新能力

中圖分類號：G643 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）19-0106-02

一個國家的國民創新能力決定了這個國家的未來命運，一個缺乏創新能力的民族無法在全球化的信息時代中屹立于世界民族之林。在經濟與社會快速發展的今天，國民的創新意識與創新能力日益成為衡量一個國家國際競爭力的決定性因素?！秶抑虚L期教育改革與發展綱要（2010-2020）》提出了對創新人才的培養要求：創新人才培養模式。適應國家和社會發展需要，遵循教育規律和人才成長規律，深化教育教學改革，創新教育教學方法，探索多種培養方式，形成各類人才輩出、拔尖創新人才不斷涌現的局面。

在全面推進建設創新型國家的中國，培養具有創新能力的高級人才業已成為高等教育面臨的緊迫任務。高等院校作為培養創新型人才的搖籃，在培養適應社會發展需要的高素質人才過程中起著不可替代的作用。研究生歷來是推動國家經濟發展和知識創新的中堅力量，是高等院校中創新意識非?；钴S的生力軍，研究生創新能力的優劣直接影響著國家整體的自主創新能力，也是建設創新型國家成敗的關鍵所在。

在高等教育擴招的背景下，近年來的研究生招生數量快速增長。研究生招生規模的擴大導致了研究生培養質量的下滑，突出的表現就是研究生創新意識和創新能力的不足。如何培養研究生的創新能力成為研究生教育的重點和難點。《國家中長期教育改革與發展綱要（2010-2020）》對于研究生的培養指出：“大力推進研究生培養機制改革。建立以科學與工程技術研究為主導的導師責任制和導師項目資助制，推行產學研聯合培養研究生的‘雙導師制’。實施‘研究生教育創新計劃’。加強管理，不斷提高研究生特別是博士生培養質量”。眾所周知，物理學作為自然科學的基礎之一，是人類在認識自然和生產實踐中形成的學科。物理學主要是研究物質的組成、物質之間的相互作用以及物質運動規律的科學。物理學規律具有普遍性，已經應用到其他自然科學領域，不僅豐富了人們對客觀規律的深刻認識，而且促進了工程技術學科的進步。因此，在國家創新體系下探索出一個適合物理專業研究生創新能力培養的方案，不僅在研究生培養的理論和實踐方面都有著重要性，而且對于促進我國研究生培養質量方面有著示范性和借鑒意義。筆者認為，培養物理專業研究生的創新品質和創新精神應該著重從以下五個方面入手。

一、以培養研究生創新能力為宗旨的課程設置

研究生創新能力培養的構成要素首先是研究生所學課程的合理設置。物理專業研究生必須學習本專業的基礎課程，最大程度地理解和掌握基本理論，這為進一步培養創新能力奠定了堅實的基礎。如果只是一味強調如何培養創新能力，而缺乏對物理學知識的理解和掌握，創新能力的培養就成為無本之末和空中樓閣。這就要求在研究生的課程設置必須兼顧基本知識掌握和創新能力培養并重的原則，每門課程必須包含基礎知識和涉及該課程科學發展前沿兩個部分的內容，使學生不僅掌握本門課程的基礎知識，而且理解基本原理與當代科技發展前沿的內在聯系，這對培養物理專業研究生的創新能力是非常有幫助的。《高等量子力學》是物理專業研究生的一門必須課，以往的教學內容只注重基本量子知識的傳授，割裂了基本原理與科技前沿的聯系，所以，應該把基礎知識與現代量子物理的最新研究成果（例如量子計算、量子通訊、量子材料等）結合起來講解，使學生深刻體會量子物理的巨大應用潛力。同時，改變過去單純的只注重傳授知識的教學模式，加強研討式教學，鼓勵學生在教學活動中積極參與課堂教學，使學生成為創新活動的主體，不斷培養學生的創新意識。

二、注重導師在研究生創新培養過程中的角色

在培養物理專業研究生的創新能力方面，必須重視導師的學術水平、創新意識、責任意識所起的至關重要的作用。研究生的教學活動與本科教學有著很大不同，導師的“教”與研究生的“學”幾乎是一對一的，這就要求導師必須能夠熟諳物理學科的基本知識，掌握本專業的發展前沿，只有這樣才能在教學活動中做到理論與實踐相結合，引導學生走到學科發展的最前沿。導師具有較高學術造詣的同時，也必須具有較強的創新意識。優秀的導師必須是一個具有較強創新意識的出色的研究者，在指導學生的科研過程中把學生引入到學科領域和科研前沿，以教師的創新意識和責任意識指導學生進行科研選題、收集資料、尋找問題的突破口，在科研過程中幫助學生逐步具備創新品質和創新精神。

三、在科研項目研究中培養學生的創新能力

《國家中長期教育改革與發展綱要（2010―2020）》提出了對研究生的創新能力培養的要求：“促進科研與教學互動、與創新人才培養相結合。充分發揮研究生在科學研究中的作用?！蓖瓿煽蒲许椖渴强茖W研究活動中的重要方面?？蒲许椖恐沃芯可膭撔陆逃?，讓研究生積極參與導師的科研項目，引導研究生利用所學的物理理論和物理思維方法解決科研項目中的一些問題，培養研究生發現問題、分析問題以及解決問題的能力，激發研究生的學習和創新熱情，不斷培養其創新意識、創新思維和創新能力。例如，自從2010年石墨烯的發現獲得諾貝爾物理學獎以來，很多研究生導師都在從事二維量子材料的基礎和應用研究。在研究生學習完《固體物理》的相關知識后，導師可以引導學生解決一些二維量子材料課題研究所遇到的問題，在科研項目中培養研究生善于發現問題、獨立思考、理論與實踐相結合的創新實踐能力。

四、注重物理學與其他學科交叉優勢對培養研究生創新能力的作用

當今世界的科技發展日新月異，新發現、新技術和新產品層出不窮，這些新成果幾乎都與物理學的發展緊密相關。物理學的思考方法和研究方式幾乎滲透到了自然科學和工程技術的每一個領域。物理學與其他學科的融合形成很多交叉學科，例如：量子化學、量子信息學、生物物理、物理化學等。學科交叉往往成為科學發現的增長點并且能夠產生新的前沿，一些重大的科學突破往往在交叉學科中產生。例如，2014年諾貝爾化學獎的三位獲獎者的獲獎原因是“發展了超高分辨率熒光顯微鏡”。光學顯微鏡的研究本屬于物理學研究范疇，但其在化學和生物學的研究中已被廣泛應用。如何突破光學中阿貝成像原理，把光學顯微鏡的分辨率推進到納米尺度是化學和生物學領域研究中的難題。三位科學家利用熒光分子，機智地解決了這一難題，帶來了光學成像技術的革命。這一獲獎成果是物理、化學和生物學的高度交叉所產生的重大科學突破的典型范例。因此，在研究生課程的設置中適當設置一些與物理學交叉的課程，鼓勵學生跨學科選學一些適當課程，同時參加一些跨學科的學術活動，這有助于完善研究生的知識結構，形成良性的創新思維和創新品格，激發研究生的創新熱情，拓展新的研究領域，不斷培養研究生的創新能力和創新精神。

五、建立完善的研究生創新能力評價體系

研究生經過了階段性的基礎知識學習和創新能力訓練后，其結果如何，必須給予適當的評價。完善的評價體系不僅對研究生個人起著引導作用，而且對研究生教育有著導向作用，甚至影響培養研究生創新能力方案的制定。對于物理專業的研究生而言，須對研究生基本物理知識的理解和掌握、閱讀文獻、文獻綜述、論文選題、開題報告、論文撰寫、論文答辯等培養環節制定詳細的評價細則，具有合理性、可行性和創新性的評價體系能夠從制度上引導研究生樹立創新意識、培養創新思維和創新精神、開展創新研究工作。

總之，研究生創新能力的培養是一個系統工程，取決于多方面因素的有效結合，營造良好的創新環境和制定合理的培養方案，是培養具有創新品質研究生的有力保證。

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