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关于量子力学的毕业论文参考题目

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关于量子力学的毕业论文参考题目

〔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45.2%,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10.7%。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26.0%,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。

一、参照物和质点 为了研究物体的运动而假定为不动的那个物体,叫做参照物。 在研究物体的运动时,不考虑物体的大小和形状,而把物体看作一个有质量的点,这个用来代替物体的有质量的点就叫做质点。 1、选择参照物的必要性一个物体相对于别的物体的位置的改变,叫做机械运动,简称运动。机械运动是最普遍的自然现象,宇宙中的一切物体,都在不停的运动着。因此,我们在研究物体的运动时,就必须假定某个物体是不动的,参照这个物体来确定其它物体的运动。 2、怎样选择参照物同一个运动,由于选择的参照物不同,观察的结果常常是不同的。例如,坐在运动着的火车里的乘客,若选车厢做参照物,则乘客相对于车厢是静止的;若选铁路旁边的树为参照物,则乘客是和火车一起运动的。参照物的选取往往是为了研究问题的方便。在研究的地面上的物体运动时,常取地球为参照物;在研究太阳系中行星的运动时,太阳就是最恰当的参照物,即假定太阳是静止不动的。 3、质点是一种科学的抽象物理学对实际问题的简化,叫做科学抽象。科学抽象不是随心所欲的,必须从实际问题出发。例如我们研究地球公转时,由于地球的直径(约1.3×10^4千米)比地球和太阳之间的距离(1.5×10^8千米)要小的多,这时我们可以把地球的大小和形状忽略不计,即把地球当做质点。可是在研究地球的自转时,地球的大小和形状不能忽略,不能把地球当作质点。 一般来讲,在研究地球上的物体运动时,除非设计到物体的转动,都可以把物体看作质点。 【例题】在下列运动中,可以当作质点的有()。 A、做花样溜冰的运动员 B、远洋航行中的巨轮 C、转动着的砂轮 D、从斜面上滑下来的木块 【解答】质点是力学中的一个科学抽象概念,是一个理想化的模型。在研究某些问题时,如果物体的大小和形状在所研究的现象中起的作用很小,可以忽略不计,就可以把物体当作质点。 做花样溜冰的运动员,有着不可忽略的旋转等动作,身体各部分的运动情况不全相同,故不能当作质点。砂轮在转动过程中,大小和形状对运动起主要作用,更不可忽略,故不能当作质点。远洋航行中的巨轮和有关距离相比极小,从斜面上滑下的木块各点的运动情况相同,故都可以当作质点。 故选B、D

如何选择一个好的毕业论文题目在毕业论文的写作过程中,选择题目对很多学生而言是一个很大的问题。您必须选择一个自己能如期完成论文的题目,未来就业也可能取决于您选择的题目是否能吸引雇主。以客观的角度看待事物少数人会真的去阅读一篇毕业论文。由于毕业论文具有学术的严谨性以及特殊的写作风格,因此并非是普通大众会感兴趣的文件类型。真正对这个题目感兴趣的通常只有学生、该领域的专家、学生的指导教授以及论文的口试委员。选择您喜爱的研究题目这是最重要的选择标准。未来您将花费很多时间于论文写作上,如果您能愉快地度过这段时间,您的生活品质才会变得更好。此外,如果您对自己的研究充满热情,您的论文、写作及论证才会有较佳的品质。您应该选择一个自己非常感兴趣并具有社会意义的题目,千万不要让别人强迫您选择某一特定题目。

关于量子力学的论文题目

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:

第五次索尔维会议结束以后,爱因斯坦并没有放弃对世界的经典描述,他仍然认为量子力学对世界本质的解释并不完备。 比如说,波恩的概率解释,爱因斯坦认为这只能算得上是对一个系统的概率描述,并不符合单个量子客体,因为爱因斯坦认为单个量子客体具有确定的物理量,只是我们现在还无法把握而已,所以只能退而求其次,给出概率解释。 同样的,他也对测不准原理很不满意,他决定这次从测不准原理入手,证明量子力学的逻辑不一致,从而证明量子力学现在还算不上是一个完备的理论。 1930年的10月,爱因斯斯坦在第六次索尔维会议上,提出了一个思想实验,这就是我们熟知的“爱因斯坦光盒”。 爱因斯坦说,现在有一个不透明的箱子,在箱子上开有一个小孔,里面装着一些光子,还有一个钟表,这个钟表作为计时装置链接这一个快门,可以控制小孔的开合。 整个装置用弹簧挂在支架上,下面有一个配重G,现在我们把箱子里的钟表和外面的钟表对好钟,也就是两个钟表的时间是同步的。 现在箱子上小孔处的快门瞬间打开,然后闭合,在这个过程中只允许一个光子逃逸,快门打开到闭合,这个极短的时间Δt可以根据外面的钟表测出来,因为里面的钟表和外面的钟表是同步的。 所以我们现在就测量出了时间,这个物理量,由于光子飞出去以后,整个箱子的质量会减小,质量变化的量Δm可以根据箱子上的指针测量出来; 然后根据,质能方程我们就能够知道能量的变化量ΔE,这样我们就同时准确地测量出了时间和能量这两个物理量。 那么你哥本哈根说的测不准关系就不成立。玻尔听了这个思想实验以后,瞬间就懵了,感觉这次像是被爱因斯坦击中了要害。 他一时间想不出这个思想实验那里有问题,玻尔整天都是面如死灰,闷闷不乐,海森堡和泡利还安慰玻尔说,没事没事,爱因斯坦的光盒肯定哪里有问题。 在当天会议结束以后,他们返回住处的的时候,就有了这张照片。 爱因斯坦笑了,笑得像一个刚考了满分的孩子。而玻尔的表情就显得比较凝重,他在后面追着爱因斯坦,不知道说着什么。 当天晚上,玻尔在房间里一直转圈,他思考问题的时候经常这样,据海森堡的回忆,当天晚上玻尔睡得很晚,第二天早晨,当他们再次见到玻尔的时候,玻尔的脸上已经乐开了花。 因为他想到了爱因斯坦错在了哪里?而且爱因斯坦要是知道了他所犯的错误,估计会被气得说不出话来。 玻尔说,光子逃逸以后确实能测量出能量的变化,但是当光子逃逸以后,整个箱子会在重力场中的位置发生变化,由于广义相对论的红移效应,这就导致了箱子内的钟表的时间发生改变,当箱子内的钟表不再和外面的钟表同步的时候,我们就无法精确的测量时间了。 你看看,爱因斯坦为了攻击量子力学,竟然把自己的相对论给忘了。爱因斯坦只能接受玻尔的反驳。 在与玻尔两次的交锋当中,爱因斯坦都败下阵来,其实他也承认量子力学肯定是包含了某种最高的真理,但是在他的内心深处总是觉得量子力学还不完备。 所以从以后,爱因斯坦也不再说量子力学的逻辑不一致,他将攻击方向转向了证明量子力学还不是一个完善的理论,也就是存在隐变量。 隐变量就是隐藏着的变量,还没有被我们发现的现实性的物理量,爱因斯坦认为,正是因为量子力学没有考虑到这个变量,所以才有了几率解释,才有了测不准关系。 比如说,以前我们没有发现原子的时候,我们就无法对气体表现出来的温度和压力做出描述,那么原子就是一个隐变量,当我们确认了有原子存在的时候,只要算出他们的平均动能,那气体的温度和压力就得到了解释。 在第六届索尔维会议结束以后,爱因斯坦就和玻尔很少有接触了,1934年因为德国 社会 的问题,爱因斯坦来到了美国,他选择在普林斯顿度过他的后半生。 在普林斯顿大学,爱因斯坦只有两件事,他关于统一场论的梦想,就像麦克斯韦当年统一电磁和光学一样,他希望将电磁理论和引力统一起来。 这个方向和逻辑没有问题,现在的物理学的终极任务就是寻找可以描述万物的统一理论,只需要一个方程就可以解释四种基本自然力。 爱因斯坦是第一个尝试和上帝对话的人,虽然他失败了,但他的理想值得我们每一个人的尊重,而且爱因斯坦还觉得,只要有了统一场论,就能证明量子力学是不是完备。 因为量子力学应该是统一场论的副产品。这个逻辑也没有问题,毕竟统一场论是万物至理。 不过就在爱因斯坦还抓着量子力学的尾巴不放的时候,量子力学已经在各个方面展现出了他的魔力,年轻的物理学家不再讨论量子力学是否完备,也不在乎量子力学对世界的解释是否违反直觉。 他们利用量子力学解决了很多的问题,也做出了很多新的发现,比如在1930年,剑桥的查德威克就发现了中子,费米和他的团队发现了中子可以诱发重核裂变,开创了核物理。 1932年,卢瑟福的实验室制造出了第一台粒子加速器,开启了高能物理的时代。与此同时,人们还发现了中微子的迹象,等等。 所以在当时的年轻人眼里,爱因斯坦就是一个无法接受量子力学的“老白痴”,说爱因斯坦是过去的 历史 遗迹,爱因斯坦也承认在普林斯顿就有一些年轻人这样说他。 因此,就很少有研究生去找爱因斯坦,毕竟爱因斯坦的研究方向也很难出啥成果。不过,毕竟爱因斯坦是可以比肩牛顿的人,总会有一些小迷弟,比如罗森,25岁,1934年从麻省理工过来给爱因斯坦当助手,他俩还合作发表过一篇论文,也就是我们现在熟知的爱因斯坦-罗森桥,说的是可以穿越时间和空间的虫洞。 还有一位小迷弟叫波多尔斯基,39岁,俄罗斯人,1935年初,爱因斯坦告诉他俩,自己已经有了可以证明量子力学不完备的想法了,并且口述了自己的观点。 罗森负责计算,波多尔斯基负责写文章,3月底他们就完成了这篇只有4页纸的论文,史称爱因斯坦-波多尔斯基-罗森论文,也就是众所周知的EPR论文。 论文题目为:可以认为量子力学所描述的物理现实是完备的吗?当然论文中给出了否定的答案。 由于时间的关系,我们下节课在聊,EPR论文都说了啥。

有关量子力学论文的题目

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:

第五次索尔维会议结束以后,爱因斯坦并没有放弃对世界的经典描述,他仍然认为量子力学对世界本质的解释并不完备。 比如说,波恩的概率解释,爱因斯坦认为这只能算得上是对一个系统的概率描述,并不符合单个量子客体,因为爱因斯坦认为单个量子客体具有确定的物理量,只是我们现在还无法把握而已,所以只能退而求其次,给出概率解释。 同样的,他也对测不准原理很不满意,他决定这次从测不准原理入手,证明量子力学的逻辑不一致,从而证明量子力学现在还算不上是一个完备的理论。 1930年的10月,爱因斯斯坦在第六次索尔维会议上,提出了一个思想实验,这就是我们熟知的“爱因斯坦光盒”。 爱因斯坦说,现在有一个不透明的箱子,在箱子上开有一个小孔,里面装着一些光子,还有一个钟表,这个钟表作为计时装置链接这一个快门,可以控制小孔的开合。 整个装置用弹簧挂在支架上,下面有一个配重G,现在我们把箱子里的钟表和外面的钟表对好钟,也就是两个钟表的时间是同步的。 现在箱子上小孔处的快门瞬间打开,然后闭合,在这个过程中只允许一个光子逃逸,快门打开到闭合,这个极短的时间Δt可以根据外面的钟表测出来,因为里面的钟表和外面的钟表是同步的。 所以我们现在就测量出了时间,这个物理量,由于光子飞出去以后,整个箱子的质量会减小,质量变化的量Δm可以根据箱子上的指针测量出来; 然后根据,质能方程我们就能够知道能量的变化量ΔE,这样我们就同时准确地测量出了时间和能量这两个物理量。 那么你哥本哈根说的测不准关系就不成立。玻尔听了这个思想实验以后,瞬间就懵了,感觉这次像是被爱因斯坦击中了要害。 他一时间想不出这个思想实验那里有问题,玻尔整天都是面如死灰,闷闷不乐,海森堡和泡利还安慰玻尔说,没事没事,爱因斯坦的光盒肯定哪里有问题。 在当天会议结束以后,他们返回住处的的时候,就有了这张照片。 爱因斯坦笑了,笑得像一个刚考了满分的孩子。而玻尔的表情就显得比较凝重,他在后面追着爱因斯坦,不知道说着什么。 当天晚上,玻尔在房间里一直转圈,他思考问题的时候经常这样,据海森堡的回忆,当天晚上玻尔睡得很晚,第二天早晨,当他们再次见到玻尔的时候,玻尔的脸上已经乐开了花。 因为他想到了爱因斯坦错在了哪里?而且爱因斯坦要是知道了他所犯的错误,估计会被气得说不出话来。 玻尔说,光子逃逸以后确实能测量出能量的变化,但是当光子逃逸以后,整个箱子会在重力场中的位置发生变化,由于广义相对论的红移效应,这就导致了箱子内的钟表的时间发生改变,当箱子内的钟表不再和外面的钟表同步的时候,我们就无法精确的测量时间了。 你看看,爱因斯坦为了攻击量子力学,竟然把自己的相对论给忘了。爱因斯坦只能接受玻尔的反驳。 在与玻尔两次的交锋当中,爱因斯坦都败下阵来,其实他也承认量子力学肯定是包含了某种最高的真理,但是在他的内心深处总是觉得量子力学还不完备。 所以从以后,爱因斯坦也不再说量子力学的逻辑不一致,他将攻击方向转向了证明量子力学还不是一个完善的理论,也就是存在隐变量。 隐变量就是隐藏着的变量,还没有被我们发现的现实性的物理量,爱因斯坦认为,正是因为量子力学没有考虑到这个变量,所以才有了几率解释,才有了测不准关系。 比如说,以前我们没有发现原子的时候,我们就无法对气体表现出来的温度和压力做出描述,那么原子就是一个隐变量,当我们确认了有原子存在的时候,只要算出他们的平均动能,那气体的温度和压力就得到了解释。 在第六届索尔维会议结束以后,爱因斯坦就和玻尔很少有接触了,1934年因为德国 社会 的问题,爱因斯坦来到了美国,他选择在普林斯顿度过他的后半生。 在普林斯顿大学,爱因斯坦只有两件事,他关于统一场论的梦想,就像麦克斯韦当年统一电磁和光学一样,他希望将电磁理论和引力统一起来。 这个方向和逻辑没有问题,现在的物理学的终极任务就是寻找可以描述万物的统一理论,只需要一个方程就可以解释四种基本自然力。 爱因斯坦是第一个尝试和上帝对话的人,虽然他失败了,但他的理想值得我们每一个人的尊重,而且爱因斯坦还觉得,只要有了统一场论,就能证明量子力学是不是完备。 因为量子力学应该是统一场论的副产品。这个逻辑也没有问题,毕竟统一场论是万物至理。 不过就在爱因斯坦还抓着量子力学的尾巴不放的时候,量子力学已经在各个方面展现出了他的魔力,年轻的物理学家不再讨论量子力学是否完备,也不在乎量子力学对世界的解释是否违反直觉。 他们利用量子力学解决了很多的问题,也做出了很多新的发现,比如在1930年,剑桥的查德威克就发现了中子,费米和他的团队发现了中子可以诱发重核裂变,开创了核物理。 1932年,卢瑟福的实验室制造出了第一台粒子加速器,开启了高能物理的时代。与此同时,人们还发现了中微子的迹象,等等。 所以在当时的年轻人眼里,爱因斯坦就是一个无法接受量子力学的“老白痴”,说爱因斯坦是过去的 历史 遗迹,爱因斯坦也承认在普林斯顿就有一些年轻人这样说他。 因此,就很少有研究生去找爱因斯坦,毕竟爱因斯坦的研究方向也很难出啥成果。不过,毕竟爱因斯坦是可以比肩牛顿的人,总会有一些小迷弟,比如罗森,25岁,1934年从麻省理工过来给爱因斯坦当助手,他俩还合作发表过一篇论文,也就是我们现在熟知的爱因斯坦-罗森桥,说的是可以穿越时间和空间的虫洞。 还有一位小迷弟叫波多尔斯基,39岁,俄罗斯人,1935年初,爱因斯坦告诉他俩,自己已经有了可以证明量子力学不完备的想法了,并且口述了自己的观点。 罗森负责计算,波多尔斯基负责写文章,3月底他们就完成了这篇只有4页纸的论文,史称爱因斯坦-波多尔斯基-罗森论文,也就是众所周知的EPR论文。 论文题目为:可以认为量子力学所描述的物理现实是完备的吗?当然论文中给出了否定的答案。 由于时间的关系,我们下节课在聊,EPR论文都说了啥。

量子力学论文的相关参考文献

量子力学从诞生至今也不过区区一百多年,但是却像一头洪荒猛兽,一举打破了整个经典物理的认知,成为人类 历史 上最伟大的物理理论,人类的科学也因量子力学的发展大幅度进步。 如果我们回顾 历史 ,量子力学这个幽灵正是从光电效应现象被发现而随之被释放出来的,可以说光电效应的发现一脚踹开了量子力学的大门,而之后爱因斯坦利用量子论对光电效应进行了成功解释,则打开了人们对于量子论的崭新认识,光电效应的发现到被解释,也体现着量子论的发展,并对量子论的发展意义重大。

通俗来讲,光电效应是指光束照在金属表面时,会使其发射出电子。 这个现象非常奇特,本来电子被金属表面的原子束缚的老老实实,奇怪的是,一旦被一定光线照射时,这些电子就开始不安分起来,想要脱离原子的束缚,四处逃窜。由于这种现象的主角是光与电子这“两位大佬”,因此大家就把它称之为光电效应。

更有趣的是,这个光电效应还比较顽皮,它并不是说只要有光照射在金属表面上,就一定能够打出电子来,要想实现它,还要对照射光提要求。

人们发现,对于同条件下的同种金属,光能不能从金属表面打出电子来,取决于光的频率(可见光中,从紫到蓝到绿到黄到红,频率逐渐降低,紫光频率最高,红光频率最低)。更神奇的是, 频率较高的光能够打出能量较高的电子来,但是频率较低的光则完全打不出电子来。

于是有人想,那如果用很强的低频率光(红)去打,或者用很弱的高频率光(紫)去打呢? 结果发现电子这位爷只认频率不认强度。 哪怕是再强的低频率光也打不出半个电子来,再弱的高频率光也能打出电子来,不过在高频率光的情况下,改变光的强度可以改变打出电子的数量。

小结:当一定光照射在金属表面,金属表面能够发射电子,此即光电效应。光是否能够在同种金属表面打出电子来,取决于光的频率而非强度。

海因里希-赫兹是德国的一名天才物理学家,他的老师是大名鼎鼎的基尔霍夫和亥姆霍兹。赫兹对于电磁学领域贡献极大,因此频率的单位赫兹(hz)就是以他的名字命名的。赫兹与光电效应的意外相遇,着得从麦克斯韦方程组与电磁波说起。

伟大的麦克斯韦在19世纪将电场高斯定律、磁场高斯定律,法拉第电磁感应定律,麦克斯韦-安培定律(全电流定律)四个方程总结成麦克斯韦在组,阐述了变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场,并且从理论上预言了电磁波的存在,前无古人般的将电与磁统一起来。

然而,麦克斯韦只是从理论上完美的证明了电磁波的存在,并没有真的证实电磁波存在。 接下来就轮到本文的主角之一赫兹先生登场了。证实电磁波的存在并不是别人,正是赫兹。 赫兹在他的实验室证实了电磁波的存在,为电磁学大厦完成了封顶,但是正是在证明电磁波存在的实验当中,赫兹一不小心打开了量子力学的大门,发现了光电效应的存在。

在赫兹证明电磁波存在的实验当中,赫兹发现当有光照在金属接收器上时,电火花出现的容易一些,这个现象则是最初版本的光电效应。 不过这个现象并没有引起赫兹足够的重视,他在论文里有提到,但是他并没有去仔细研究。 非常不幸,赫兹也没有足够的机会对其进行研究。天妒英才,赫兹年仅36岁时便去世了。 而赫兹并不知道,他这个发现,实际上踹开了量子力学的大门。人们时常畅想,如果上天能让赫兹活得更久一点,说不定量子力学的发展进程能够提前一些。

谈及爱因斯坦,人们听的最多的可能是狭义相对论与广义相对论,但是对于光电效应的解释其实也是爱因斯坦的经典之作,更是让爱因斯坦因此获得了诺贝尔物理学奖。

前面提到过,在光电效应中,电子这位大爷只认光的频率,不认光的强度。 在当时的认知中,光是一种波,波的强度即代表了能量。按理说,由于电子是被原子束缚在轨道上,强度越高,能量越高,就应该越容易将电子打出来。 但是实际上如果光的频率低,哪怕再强的强度,也无法打出电子来,也就说,光的频率决定了能否打出电子来,而光的强度决定的是打出电子的数目。 这让当时的科学家们非常困扰,百思不得其解,直到天才爱因斯坦横空出世。

爱因斯坦解决这个问题的思路与其他人有些不一样,他借用了普朗克先生的量子假说(普朗克假设,黑体在吸收或者发射能量的时候,并非连续的,而是分成一份一份的能量,这一份能量的大小等于普朗克常数乘以频率,并将这一份能量称之为量子)。

光电效应,频率越高,越容易打出电子;单个量子的能量等于普朗克常数h乘以频率v,频率越高,单个量子能量越高。

电光火石之间,爱因斯坦忽然看见了什么。 提高频率,单个量子能量越高。那么,如果光不是连续分布的,而是一种量子呢? 一切问题刹那间迎刃而解 ,提高频率,单个光量子能量越高,就越容易打出电子,单个光量子的能量大于金属原子对电子的束缚能,就能够打出电子。 这正好解释了为什么频率决定了能否打出电子。而提高光的强度,则对应着提高光量子的数量,光量子越多,打出来的电子越多,强度决定了打出电子的数量。好了,先生们,现在光电效应被完美解释。

而后爱因斯坦根据这个思路写出一个方程, 等号左边是被打出来的电子具有的动能,等号右边是单个光量子的能量减去打出电子所需要的最小能量。

我们需要注意到,虽然爱因斯坦成功解释了光电效应,但是这有一个前提,这个前提是:普朗克的量子假说。 爱因斯坦在这里对于 光进行了量子化处理,认为光是一种光量子。 在当时,光被认为是波,波是连续的,而量子是一份一份的,不连续的。 爱因斯坦此举无疑是挑战原有的经典物理体系,是天才的想法,更是看起来离经叛道的想法。

其实在普朗克提出量子假说后,普朗克本人都不太相信,量子到底是个什么东西,到底存在吗,普朗克本人不确定。而爱因斯坦运用量子论解释了光电效应,这是开创性的工作。 毫无疑问,爱因斯坦使用量子论观点,成功解释了光电效应,这无疑是对量子力学正确性的一种巨大肯定。

量子论对于光电效应的成功解释为量子力学的发展注入了强大的力量,更是对量子论的进一步发展,是量子论建立过程中的里程碑事件。 这让人们正式把量子论拿到台面上来疯狂讨论,在此之后,量子论进入了一个高速发展的时期,薛定谔,德布罗意,海森堡,波恩们你方唱罢我方登场,开启了量子力学黄金时代。

参考文献:

【1】曹天元. 上帝掷骰子吗:量子物理史话[M].2006.

【2】Feynman. The Feynman Lectures on Physics[M].2000.

【3】周世勋. 量子力学教程第二版[M].2008.

【4】曾谨言. 量子力学[M].1990.

物理学家,是指探索、研究世界的组成与运行规律的科学家。这是我为大家整理的关于物理学家学术论文,仅供参考!

对物理学家失误的解读

摘 要:通过在物理教学中客观介绍物理学家的失误,从而正确认识科学发展的曲折和科学家付出劳动的艰辛,并在实际探究的过程中体验物理学家研究问题的方法,发展科学探究所必需的创新思维,从而提高学生科学探究的能力。

关键词:失误;科学探究;创新思维

中图分类号:G420 文献标识码:A

文章编号:1992-7711(2012)10-081-1

在物理教学中,我们更多地介绍了物理学家成功的、正确的一面,而往往忽略了他们的失误。在物理教学中客观介绍物理学家的失误,通过对他们在特定历史条件下酿成失误原因的剖析,对中学物理教学具有积极的意义。

一、在物理教学中客观介绍物理学家的失误

事实上,物理大师也会走弯路,有失误。在物理学发展的过程中,这样的事例可以说是屡见不鲜的。发现放射性元素的贝克勒尔认为要找到比铀的放射性还要大得多的元素是不大可能的;牛顿推算光在介质中的速度比真空中大;电磁波的发现者赫兹由于实验的局限而错误地认为阴极射线不带电。

中子发现的历史更值得回顾。在查德威克发现中子前,在实验中已有迹象表明在核中可能存在一种中性子。例如,1930年德国物理学家玻特和他的学生利用α粒子轰击铍元素时,发现产生了一种穿透力极强的射线。后来居里夫人的女儿I?居里和她的丈夫约里奥对这种射线进行了研究。他们将这种射线射到石蜡上,测到了有反冲质子从石蜡放出,他们认为这反冲质子是由这种不带电的的射线所轰击出来的。但遗憾的是约里奥-居里夫妇和玻特等人都没能抛弃传统的旧观念,而断言为这种射线正是大家所知的Υ射线。太可惜了!尤其对约里奥-居里夫妇而言,只要根据打出质子的动能,仔细地推算一下,假如入射粒子是Υ光子的话,那么它的能量将达几十兆电子伏,要比实验测得的这种未知中性粒子的能量大得多,于是就会发现,这种未知中性粒子不可能是Υ射线。可惜旧的传统观念太深了,以致快到手的成果丢掉了。在正电子的发现过程中,同样的失误又一次发生在约里奥-居里夫妇身上,使他们成了正如恩格斯所描述的“当真理碰到鼻子尖上的时候,还是没有得到真理”的人。

纵观物理学家们的失误,造成他们作出错误分析或错失了重大科学发现的主要原因有两个:一是科学发现和创造是人类向未知领域不断探索的一个过程,而这个过程必然是复杂的、艰难曲折的,在这样的过程中出现一些失误是难免的;二是传统思想的束缚,科学发现和创造需要丰富的想象力,需要新思想、新观念,因循守旧、墨守成规就不可能作出科学发现,但突破传统观念总是非常不容易。

二、在物理教学中介绍物理学家失误的积极意义

在物理教学中,教师引导学生认识物理学家的失误,分析失误的原因,似乎会使学生产生对科学的怀疑,对科学家的不敬,在时代呼唤更多创新人才的今天,这并非不是一件好事,将有利于学生体会到人类认识自然,改造自然是个曲折艰苦的过程,是个反复修正、反复深化的过程;有利于确立不怕挫折的信念,增强学习中的毅力;有利于学生打破思维定势,活跃课堂气氛,培养创新思维能力;有利于树立学生挑战权威,服从真理的求知精神。

当然,仅仅介绍物理学家的失误,并不能达到上述目的,更要注意向学生讲述物理学家对待失误和挫折的科学态度和不屈的探索真理的精神。约里奥-居里夫妇不仅错失了发现中子的良机,后来又错失了发现正电子的机会。但他们从失败中吸取教训,始终以饱满的工作热情、坚忍不拔的意志投入研究工作,功夫不负有心人,他们终于在1934年获得了20世纪中最重要的发现之一——人工放射性,并荣获了诺贝尔物理学奖。中国科学家王淦昌教授因为自身或客观条件的限制在发现中子、验证中微子存在等物理研究方面几次和诺贝尔奖擦肩而过,但他并没有放弃对科学热诚的追求,而是进一步拓展研究领域,在众多领域里提出了自己独到的见解,直到年逾90,仍不时到研究室去,他提出的激光引发氘核出中子的想法,成为惯性约束核聚变的重要科研项目,一旦实现,这将使人类彻底解决能源问题。

在物理教学中引导学生辨别物理学家的失误和科学上的也是值得重视的一个方面,法国物理学的权威布朗洛发现N射线就是一场巨大的。对科学史上的揭示显然可以使学生正确理解物理学家的失误,而激发学生对科学家们由衷的敬佩。在实际的教学中我们似乎更应该让学生在进行相关科学探究的实践中重复物理学家的失误,比如在讲电磁感应相关内容时,笔者有意安排了这样的实验,将电流表的表面背对学生,在插入磁铁后,让学生跑到讲台后看指针的读数,学生看过常常露出不解的神情,“指针没动啊!”可磁铁确实在线圈中啊!如此,模仿了当年科拉顿所做实验的情景,并设置了相关的问题使学生明白科拉顿的失误和法拉第的成功在创新思想上的不同之处。

三、在物理教学中介绍物理学家失误的几点反思

1.介绍物理学家的失误,促进新的课程资源不断生成。

正视并合理开发日常教学中的错误资源可以丰富课程内容,激发学生的参与热情,促进新的课程资源不断生成,对师生创造性智慧的激发会起到十分重要的作用。为此,我们可以利用学生的错误激发认知冲突,促进学生思维碰撞;抓住学生因知识经验和思维方式不同而出现的错误的观点和想法,引导学生合作交流,促进生成;不轻易剥夺学生自主发现错误的机会,为教学的有效介入创造最佳时机。

2.介绍物理学家的失误,促进教师更好地锤炼教学艺术。

既然物理学家都可以有失误,对我们教师来说在教学中的失误也就没必要去遮遮掩掩。在教学中,教学双方也会因为各种情况而发生错误,错误可能来自学生,也可能来自教师。对于学生的错误,我们常常能从容应对,对于自己的失误,我们也不能回避,而是要认真反思,究其原因,寻其策略,从而提高教学设计能力和课堂教学水平。错误的价值有时并不在于错误本身,课堂教学中的错误,对学生来说是一次很好的锻炼机会,对老师来说也可以是一次机遇,在生成性的教学中教师正确处理失误是可以锤炼教学艺术,提高自身的专业水平的。

物理学家阿伯拉罕・派斯和他的物理学史著作解读与述评

摘 要:本文主要是对阿伯拉罕・派斯进行评述,探究其对于整个物理学做出的巨大贡献。与此同时,从其著作方面入手,加强关于著作方面的科学解读,希望能够充分继承这位伟大物理学家的精神,对其贡献进一步探究,从而推动整个物理学的不断发展。

关键词:阿拉伯罕・派斯 物理学史 著作 解读 评述

2000年,作为做出杰出贡献的一位伟大物理学家,同时又是一位科学史作家,阿伯拉罕・派斯不幸去世。派斯去世的原因,主要是心脏病发作,他最后的时光在哥本哈根度过,终年82岁。

派斯,1918年出生于荷兰,属于传统犹太人。派斯的中小学教育始于阿姆斯特丹。随后,凭借着自身优异的学习成绩,他非常顺利地进入大学继续学习和深造。1938年派斯顺利毕业,并获取了两个学位,一是物理学,二是数学。但派斯并没有满足于此,而是来到乌得勒支大学,进行个人学术的进一步深造,追随导师乌伦贝克。后来乌伦贝克定居美国,因此派斯的硕士毕业论文,由罗森菲尔德进行有效指导并完成。最终派斯在1940年硕士顺利毕业,取得了相应的硕士学位。然而在当时,德国已经发动世界大战,并逐渐占领荷兰。第二年,德国宣布,7月14日之后,整个荷兰的任何一所大学,严格禁止犹太人考取博士。这件事无疑影响了派斯,他努力赶写博士论文,限期真正到来之前,他最终顺利完成论文答辩。

纵观派斯的整个求学生涯,真是十分不易。然而,派斯随后将要面对的处境更加危险和艰难。当时,纳粹分子对犹太人进行压迫,这也使当地诸多物理学家,为免于遭受迫害而选择逃避,离开了培养自己的大陆。但是派斯不同,他没有离开故土荷兰。也正因为如此,战争爆发后,派斯提心吊胆,整天需要东躲西藏。访问他的当地物理学家也越来越少,除了克拉默斯,派斯较为重要的朋友。克拉默斯访问时,一般都带科学文献,两个人进行物理学知识的相关探讨。克拉默斯本来在莱顿大学承担教授职务,但后来,犹太人解雇现象较为严重,教授对德国人的残暴行为进行了抗议,德国占领大学之后,勒令当局关闭了学校。这对派斯的日常研究,即量子电动力学,造成了极大的不便。每当回首往事,派斯都感到非常不堪。荷兰当地犹太人,包括派斯的妹妹,普遍开始被抓,然后进入死亡集中营,遭到德国人残酷的杀害。而派斯自己,幸运的是能够免于这场灾难。灾难具体情况,详见其自传体著作《欧美记事》。

第二次世界大战结束之后,1946年,派斯到达哥本哈根。在那里,派斯会见了波尔,与其一家人相处融洽。与此同时,他与波尔展开了知识方面的沟通,彼此交流十分惬意。在波尔的大力推荐下,1946年秋,派斯前往美国进行访问和调查,访问的具体地点为普林斯顿,当地的一家高等研究所,但是在当时,这个研究所成立时间不长,物理学的相关研究并没有取得杰出成果。不过研究所的物理学家鉴于自身多年的经验,告诫派斯,研究过程中,如果一味闭门造车,是绝对行不通的,需要广泛涉猎。派斯听取了同行的建议,决定不再回欧洲,留下来潜心研究物理学。

派斯刚刚来到美国的时候,量子电动力学的研究取得了革命性的进展,理论物理学也得到了极大的发展。1947年,设尔特岛会议顺利召开,派斯有幸受邀参加。在这次会议上,施温格做出了科学量子力界的报告,报告非常详细。与此同时,“费曼图”这一理念得以提出。

派斯深深明白,量子电动力学领域,今后势必具有广阔的发展前景,但是这似乎已经和自己的关系不是那么密切了。尽管这方面的雄心有一定的挫败,但是派斯并没有被真正击败,而是转向宇宙线的相关领域。派斯变得更加努力,在加强探索的同时秉承更加积极的态度,针对现象进行科学合理的解释。基于此,派斯得以明确自身的方向,并着眼于基本粒子,研究工作也得到了充分的贯彻落实。

派斯经过大量研究,逐渐提出了协同产生规律等方面的内容,这在日后得到了有效证明和确立。后来,新量子数即奇异数,诞生并发展,关于这方面,派斯曾经与盖尔曼展开过合作,但是实验研究最终失败。

派斯仍然不放弃进行研究,最终提出了K介子混合理念。基于物理学本质来说,量子力学得到了充分诠释,态叠加原理也得到了完善。但是很多物理学家不禁产生了疑问,粒子混合究竟能否符合实际?然而,我们如果站在量子力学角度进行分析,透过基本粒子的本质,会发现观察量具有自带属性的特点,本身存在相应特征和形态。在态叠加原理的应用过程中,守恒电子数一旦满足这一相同条件,粒子混合就能实现。经过派斯等人的共同努力,K介子系统问题得到了充分解决。在这之后,粒子混合不断涌现。不久,科学界又提出了量子排这一概念。通过量子排方面的科学研究,粒子物理学得到了更快的发展,最终在一定程度上推动了原子物理学的发展,并对其形成一定反哺。基于此,量子力学概念得到普及和推广。量子排现象之所以提出较晚,很大一部分原因是人们不敢对其进行大胆想象。

派斯在其他领域同样做出过一定贡献,比如G宇宙领域。然而,在70年代末,派斯逐渐转向物理学史,注重加强这方面的探索和研究,朝着作家的方向发展,并在这方面进展顺利,例如爱因斯坦传记得到了广泛好评,波尔传记也同样大获成功,中文出版量相当可观。还有关于基本粒子方面的科学史巨著《基本粒子的物理学史》的中译本也问世。派斯造诣十分高深,熟知理论物理,对物理学史的叙述表现出一种深刻的洞察。除此之外,派斯语言能力超强,除了母语荷兰语外,他还熟悉地掌握了英语、法语、德语、丹麦语,这为他的科学史研究提供了极大的便利。

派斯的物理学著作,内容更加凸显真实性,如对科学界出现的错误等都进行了如实体现。特别是曾经承受的挫折、物理学走过的弯路,以及物理学家在长期探索过程中经历的迷惘、物理学家个人存在哪些不足等,他都较为直率地指出。

比方说,在爱因斯坦传中,派斯对爱因斯坦的不成熟之处以及其研究中走过的弯路、犯过的错误都进行了毫不客气的说明。再比如,书中指出,马赫原理虽然没有对物理学理论起过推动作用,但它仍然可能是未来的研究课题。

虽然派斯对波尔十分尊重和爱戴,但在波尔传记中对其并未有讳言。比方说,在量子力学领域波尔失误不少,尤其是波尔还曾否定已经被广泛认可的能量守恒定律,对此派斯在书中也如实进行了记录。除此之外,他还指出了哥本哈根阵营中泡利、狄克拉等人对波尔的不满之词。

由此可见,派斯在潜心著作的过程中,始终秉承公允的态度,并且敢于分析伟大物理学家的不足,敢于说出真话,态度十分端正,因而学术界对其十分认可和重视。派斯尤其重视书名,绞尽脑汁之后,才能拟定完成,而且一定要别出心裁。

1963年,派斯最终选择离开普林斯顿大学,来到了纽约,进入洛克菲勒大学工作,直到退休。1990年,派斯同他的第三任妻子――丹麦人类学家尼可莱森结婚,结婚之后,派斯每年往来穿梭于纽约和哥本哈根之间。2000年,派斯的《科学英才:20世纪物理学家群像》问世,这部著作是派斯从个人视角对自己所认识的物理学家进行的速写,是他的最后一部著作。

参考文献:

[1] 史明宇,陈绍军.“社会事实”与“自然物质”客观性存在的条件比较――社会学与量子力学的对话[J].理论月刊,2013(2).

[2] 刘昊淼.浅析量子力学无限方势阱――通过无限深势阱来理解量子力学非定域性[J].神州(上旬刊),2013(9).

[3] 胡化凯.20世纪50―70年代中国对哥本哈根学派量子力学诠释的批判[J].科学文化评论,2013,10(1).

[4] 张占新,莫文玲,王凤鸣等.通过计算氢原子的玻尔半径,加深对量子力学的理解[J].大学物理,2011(30).

[5] 朱安远,朱婧姝,郭华珍等.20世纪最伟大的科学巨匠――阿尔伯特・爱因斯坦(下)[J].中国市场,2013(46).

我也是在自学本科物理。我用的书是《新概念物理教程》第二版。一共五卷。《力学》《热学》《光学》《电磁学》《量子物理》。北大的赵凯华陈熙谋和中山大学的罗蔚茵合写的,高教出的。我觉得总体来说还不错,有些地方太注重数学和逻辑上的严谨性了,反而失去了对物理直观的把握。但是就我看过的大学的各种教材,包括自动化的电路数电方面的,似乎都有这个问题。但是我觉得就深度和广度上来说这套教程还是很不错的。楼上说的费恩曼的书我也有,确实很经典,但是我个人认为因为它毕竟是通过上课的录音整理成一套讲义的,而且费恩曼只讲过这么一次,所以尽管它的内容非常丰富,而且看待事物的方式很有启发性,但是作为一套系统的教材,在内容编排上有些凌乱,条理不是很清晰。最重要的是我认为作为初学者,对于概念的明确以及记住公式的形式很重要。但是费恩曼的讲义太注重概念之间的联系性以及它的逻辑和数学背景,反而使概念本身显得不是很明确,但是这对于不是很熟悉甚至完全不知道这些基本概念的人来说是很不利的。因为对于概念不熟悉有些时候你甚至会觉得不知所云。所以我个人的看法是,先用一套比较成体系的本科生教材学习一遍,当对于所有这些基本概念都很明确之后再看费恩曼的讲义就会感到受益匪浅。对于理论物理来说(应用物理我不是很了解,我基本只对最本质的理论有兴趣)数学很重要。学好高等数学和线性代数是最基本的。这两种书我建议就用高教版的就行。当然还有概率论与数理统计,也用高教版的(其实概率论我用的是人教版的,也不错,比高教的贵点儿)。之后我建议再学学数学分析和高等代数,这两个就是高数和线代的升级版。高数和线代偏重于应用,对于逻辑推导要求不是很高,很多定理和推论没有证明。而数学分析和高等代数则有比较严密的逻辑推导证明过程。实际上高数和线代就像我告诉你一件事按什么步骤做就能做出来,但是却不告诉你为什么这样就行,而数学分析和高等代数则告诉了你为什么。只不过这个为什么背后的逻辑稍微复杂一些。但是我不建议直接学数学分析和高等代数。因为学物理时主要还是把数学当作一种工具,我会用,能用它做出我想做的事就行了,对于背后的原理不一定都来了解。但是学数学分析和高等代数是为了以后研究做准备,那个时候就不能照猫画虎了,只有真正确确实实明白背后的原理,才能清晰地把握这些原理进而通过严谨的逻辑推理搞清楚这个宇宙的一些奥秘。之后还要学数学物理方法,它包括复变函数和数学物理方程。这个我还没有看到特别好的教材。如果你用的是合写成一本的数学物理方法,就应该再买一本单独的积分变换。当然你也可以用高教出的分成两小本的复变函数和积分变换。然后再买一本单独的数学物理方程。最后,做题非常重要。无论是物理还是数学。有时候你看书可能觉得一头雾水,那是因为概念不熟悉,做题可以很快使你搞清楚状况。所以做题非常非常重要。就数学方面来说,还可以学一下解析几何。学广义相对论之前要学张量分析。不知道你现在多大学到什么程度。有兴趣我们可以交流一下。

物理包括的太多。。。。 如果向电学的方向发展。。就看《电子技术》《电工技术》《电机拖动》之类的。。。注意,这几本书按顺序看。。。 如果象机械的方向发展就去看《理论力学》《材料力学》《金属工艺学》《机械设计》之类。。 或者你想研究理论物理,就去看《理论力学》《微观原子学》还有《相对论》之类的。。

有关量子力学的毕业论文

举例是论证的一种手段,也是最直观的,不让我举例,让我归缪么?你可以先简述量子力学的发展然后 论点1 使人们认识了微观,扩大了人们的视野,影响了人们的哲学观点(西方物理与哲学渊源很深) 用例子说明论点2 激发了人们的探索热情 以致20世纪初物理学突飞猛进 进而刺激了新的科技革命 例子论点3 量子理论用于实际(核能,计算机)为人们学习研究提供了工具与能源(核能现在还不明显,但100年以后石油煤烧完后呢) 例子等等等等

第五次索尔维会议结束以后,爱因斯坦并没有放弃对世界的经典描述,他仍然认为量子力学对世界本质的解释并不完备。 比如说,波恩的概率解释,爱因斯坦认为这只能算得上是对一个系统的概率描述,并不符合单个量子客体,因为爱因斯坦认为单个量子客体具有确定的物理量,只是我们现在还无法把握而已,所以只能退而求其次,给出概率解释。 同样的,他也对测不准原理很不满意,他决定这次从测不准原理入手,证明量子力学的逻辑不一致,从而证明量子力学现在还算不上是一个完备的理论。 1930年的10月,爱因斯斯坦在第六次索尔维会议上,提出了一个思想实验,这就是我们熟知的“爱因斯坦光盒”。 爱因斯坦说,现在有一个不透明的箱子,在箱子上开有一个小孔,里面装着一些光子,还有一个钟表,这个钟表作为计时装置链接这一个快门,可以控制小孔的开合。 整个装置用弹簧挂在支架上,下面有一个配重G,现在我们把箱子里的钟表和外面的钟表对好钟,也就是两个钟表的时间是同步的。 现在箱子上小孔处的快门瞬间打开,然后闭合,在这个过程中只允许一个光子逃逸,快门打开到闭合,这个极短的时间Δt可以根据外面的钟表测出来,因为里面的钟表和外面的钟表是同步的。 所以我们现在就测量出了时间,这个物理量,由于光子飞出去以后,整个箱子的质量会减小,质量变化的量Δm可以根据箱子上的指针测量出来; 然后根据,质能方程我们就能够知道能量的变化量ΔE,这样我们就同时准确地测量出了时间和能量这两个物理量。 那么你哥本哈根说的测不准关系就不成立。玻尔听了这个思想实验以后,瞬间就懵了,感觉这次像是被爱因斯坦击中了要害。 他一时间想不出这个思想实验那里有问题,玻尔整天都是面如死灰,闷闷不乐,海森堡和泡利还安慰玻尔说,没事没事,爱因斯坦的光盒肯定哪里有问题。 在当天会议结束以后,他们返回住处的的时候,就有了这张照片。 爱因斯坦笑了,笑得像一个刚考了满分的孩子。而玻尔的表情就显得比较凝重,他在后面追着爱因斯坦,不知道说着什么。 当天晚上,玻尔在房间里一直转圈,他思考问题的时候经常这样,据海森堡的回忆,当天晚上玻尔睡得很晚,第二天早晨,当他们再次见到玻尔的时候,玻尔的脸上已经乐开了花。 因为他想到了爱因斯坦错在了哪里?而且爱因斯坦要是知道了他所犯的错误,估计会被气得说不出话来。 玻尔说,光子逃逸以后确实能测量出能量的变化,但是当光子逃逸以后,整个箱子会在重力场中的位置发生变化,由于广义相对论的红移效应,这就导致了箱子内的钟表的时间发生改变,当箱子内的钟表不再和外面的钟表同步的时候,我们就无法精确的测量时间了。 你看看,爱因斯坦为了攻击量子力学,竟然把自己的相对论给忘了。爱因斯坦只能接受玻尔的反驳。 在与玻尔两次的交锋当中,爱因斯坦都败下阵来,其实他也承认量子力学肯定是包含了某种最高的真理,但是在他的内心深处总是觉得量子力学还不完备。 所以从以后,爱因斯坦也不再说量子力学的逻辑不一致,他将攻击方向转向了证明量子力学还不是一个完善的理论,也就是存在隐变量。 隐变量就是隐藏着的变量,还没有被我们发现的现实性的物理量,爱因斯坦认为,正是因为量子力学没有考虑到这个变量,所以才有了几率解释,才有了测不准关系。 比如说,以前我们没有发现原子的时候,我们就无法对气体表现出来的温度和压力做出描述,那么原子就是一个隐变量,当我们确认了有原子存在的时候,只要算出他们的平均动能,那气体的温度和压力就得到了解释。 在第六届索尔维会议结束以后,爱因斯坦就和玻尔很少有接触了,1934年因为德国 社会 的问题,爱因斯坦来到了美国,他选择在普林斯顿度过他的后半生。 在普林斯顿大学,爱因斯坦只有两件事,他关于统一场论的梦想,就像麦克斯韦当年统一电磁和光学一样,他希望将电磁理论和引力统一起来。 这个方向和逻辑没有问题,现在的物理学的终极任务就是寻找可以描述万物的统一理论,只需要一个方程就可以解释四种基本自然力。 爱因斯坦是第一个尝试和上帝对话的人,虽然他失败了,但他的理想值得我们每一个人的尊重,而且爱因斯坦还觉得,只要有了统一场论,就能证明量子力学是不是完备。 因为量子力学应该是统一场论的副产品。这个逻辑也没有问题,毕竟统一场论是万物至理。 不过就在爱因斯坦还抓着量子力学的尾巴不放的时候,量子力学已经在各个方面展现出了他的魔力,年轻的物理学家不再讨论量子力学是否完备,也不在乎量子力学对世界的解释是否违反直觉。 他们利用量子力学解决了很多的问题,也做出了很多新的发现,比如在1930年,剑桥的查德威克就发现了中子,费米和他的团队发现了中子可以诱发重核裂变,开创了核物理。 1932年,卢瑟福的实验室制造出了第一台粒子加速器,开启了高能物理的时代。与此同时,人们还发现了中微子的迹象,等等。 所以在当时的年轻人眼里,爱因斯坦就是一个无法接受量子力学的“老白痴”,说爱因斯坦是过去的 历史 遗迹,爱因斯坦也承认在普林斯顿就有一些年轻人这样说他。 因此,就很少有研究生去找爱因斯坦,毕竟爱因斯坦的研究方向也很难出啥成果。不过,毕竟爱因斯坦是可以比肩牛顿的人,总会有一些小迷弟,比如罗森,25岁,1934年从麻省理工过来给爱因斯坦当助手,他俩还合作发表过一篇论文,也就是我们现在熟知的爱因斯坦-罗森桥,说的是可以穿越时间和空间的虫洞。 还有一位小迷弟叫波多尔斯基,39岁,俄罗斯人,1935年初,爱因斯坦告诉他俩,自己已经有了可以证明量子力学不完备的想法了,并且口述了自己的观点。 罗森负责计算,波多尔斯基负责写文章,3月底他们就完成了这篇只有4页纸的论文,史称爱因斯坦-波多尔斯基-罗森论文,也就是众所周知的EPR论文。 论文题目为:可以认为量子力学所描述的物理现实是完备的吗?当然论文中给出了否定的答案。 由于时间的关系,我们下节课在聊,EPR论文都说了啥。

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