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就要有利于科学家评职称,对于科学家来说,科学是没有国界之分的,只要有好的发明,一定要让全世界都知道,这样才可以促进世界的进步。
相关研究2月14日发表于《自然-通讯》。美国纽约康奈尔大学的Jochen Buck说:“这在男性避孕领域是完全革命性的。临床开发中的大多数男性避孕药只在8至12周后才生效。”康奈尔大学的Melanie Balbach表示,药效大约在24小时后就消失了,意味着服用这种避孕药后能快速恢复生育能力。Buck和Balbach计划改进这种药物,使其在人体试验前能持续更长时间。如果一切顺利,他们希望到2025年开始临床试验。相关新闻我国将进入人口负增长常态化时期近一个时期以来,我国的生育问题广受社会关注。今年1月17日,国家统计局发布数据显示,2022年末我国人口比上年减少85万人,这也意味着,我国将进入人口负增长常态化时期。这一人口发展现实,令如何提升我国社会生育率的相关议题,更见紧迫。在此背景下,有人再次提出将法定结婚年龄降至18岁,以刺激生育,引发了讨论。事实上,早在2019年,全国人大常委会审议民法典婚姻家庭编草案时,就有委员提出这一建议,以此调节婚姻人数下降和老龄化上升趋势。当时这一消息也曾迅速成为热搜。但是,从法律层面看,民法典规定,18周岁以上的自然人为成年人,为完全民事行为能力人,可以独立实施民事法律行为。婚姻权是一项基本民事权利,因此,降低法定婚龄到18岁,其意义主要在还权于民与赋权于民,保障成年人的婚姻家庭权益。在晚婚情况普遍存在、低生育率已成趋势的背景下,降低法定婚龄到18岁这一措施,对于提高生育率是否有明显作用,尚待现实验证。要从战略上关注和促进生育率提升或稳定中国人口学会副会长、中国人民大学副校长杜鹏日前在接受中新社“中国焦点面对面”专访时表示,未来十年,中国人口老龄化将呈加速趋势,而应对“少子老龄化”,要从战略上关注和促进生育率的提升或稳定。国家统计局发布的数据显示,2022年末,中国60岁及以上人口达到2.8亿,占总人口的19.8%,其中65岁及以上人口达到2亿,占总人口的14.9%。与此同时,截至2022年末,全国人口比上年末减少85万人,这是近61年来中国首次人口负增长。当“少子老龄化”成为常态,人口结构的“一减一增”之间,中国应做哪些准备?杜鹏表示,早在2006年,国家层面就已提出积极应对人口老龄化,此后又将应对人口老龄化上升为国家战略,二十大报告将“降低生育、养育、教育成本”“实施积极应对人口老龄化国家战略”等放在推进健康中国建设的部分进行部署。“从实践来看,这些年我们也在不断探索解决‘一老一小’难题,诸如不断完善生育政策,探索普惠托育,促进教育公平等,减轻年轻人在孩子择校、课外辅导等方面的焦虑或抚育成本。”此外,杜鹏认为,养老措施发挥作用与提高生育率也密切相关。“家里的第一个孩子,一般老人会照看,如果第二个孩子还让老人照看,老人就要有8-10年时间全部用来为子女照看孩子,这就提出新挑战:老人是否愿意帮助子女承担抚养责任。”杜鹏表示,跟养老一样,这里会涉及很多社会保障问题,怎么促进老人和子女共同居住,怎么在税收等方面给予年轻人优待,怎么解决老年人的异地医保问题等等,这些方面国家一直在不断完善相关措施。应对“少子老龄化”,国际上不少国家已有探索,中国能从其他国家获得哪些经验?“近年来,我们也在借鉴一些国家鼓励生育的相关措施。但是,总体上来说,我们需要做的,一是战略重视,要从战略上关注和促进生育率的提升或稳定;二是综合施策,不能单从某一方面着力;三是博采众长,不同国家的好经验,要结合自身国情进行取舍借鉴。归根到底,中国还是要走出一条自己的道路。
主要研究的是遗传病和相关癌症与剪接体之间的关系,听起来很复杂,但是肯定是对人类有益的。
这么年轻的作家,实力超强,写作能力很丰富。
据央视新闻报道,北京时间7月9日凌晨,美国加利福尼亚大学洛杉矶分校(UCLA)副教授吴梦婷获得美国国家科学院年度科学家奖(MNP Grimes),这是该奖项设立以来,首位中国女性获奖者。奖金100万美元,以表彰其在该领域的杰出贡献。获奖人吴梦婷获得一项新的科学成就。据介绍,获奖理由为“她是在利用 DNA序列鉴定疾病机制上做出贡献的女性”。
这些论文主要研究了什么?与我们生活息息相关呢?目前已知的三种肿瘤类型分别为:前列腺癌、乳腺癌)、肺癌。这是因为它们都与人体中的 DNA被翻译后发生改变从而导致疾病。但最近的研究发现:癌症的病理机制仍然不清楚,因为它们会“沉默”。此外,癌症和遗传也有关系。”吴梦婷介绍说,她做过研究发现细胞对人体非常重要。
细胞是由多种类型的细胞组成的,在分化过程中,不同模式的细胞会形成不同样子的膜结构、核质结构和功能,也会发生形态和其他变化。例如干细胞会有一些不一样的形态,有的可以是单核一样多细胞也有多个细胞核。当身体出现问题的时候,肿瘤就会生长。吴梦婷说:“因为你把它想象成一棵树没有叶子、没有花骨朵和果实的样子。
因为在这种环境下不可能长出任何一棵树和树木来帮助生长或为你治病,所以它会影响什么。但现在有一个奇怪的现象,因为每个人的身体中都存在不同大小的细胞,它们共同组成了一个生态系统。如果有错误,那么健康就会受到影响:例如吸烟会影响到肺功能以及心血管系统等等。”从一开始她就意识到需要多个方面保护细胞,它们才能维持正常发育等各个方面。。这是一个细胞分化过程中发生一些改变的问题。
会认可。教师评职称是指我国教师职称的评定方法,评定方法是根据教师的工作时间,工作经验来评定的,在《科学家》发表的论文可以算作是工作经验来进入评定。
因为天天道路通罗马。人才的出现不仅仅拘泥于读书升学,各行各业各个阶层都拥有勤奋钻研勇于开拓的学术型人才。他们具有科研素质,但不善于按照传统的科举考试进阶,他们善于从实际工作中干出成绩。
李时珍有对地理做出贡献吗?学了四年地理我居然不知道,不过他不是有著书立说吗?
因为他真的拥有很强的天赋,所以的话他能够发出如此多优秀的论文。
主要是这名科学家的八篇论文就已经将世界的难题给解决了,让很多人都很佩服这位科学家的贡献
这是因为他是一个非常有才华的人,而且他在写作这方面也非常的优秀,而且他也是一个非常低调的人,看待很多事物都非常的透彻。
在这个世界上,有一些人天生就显得比别人厉害很多,他们在学习方面如鱼得水,还人缘好、热情开朗,被很多人认为是学霸界的代表人物,大家对他们总有一些心生仰望的感觉,其实大家有所不知的是,这些人或许本来并不比别人厉害多少,他们最终能取得成功,离不开他们在背后数十年的努力,哪有什么一蹴而就的天生英才,有的只是繁华背后的寂寞和沉静。
1992年,白蕊出生在内蒙古呼和浩特,从小就生活在内蒙古大草原上的她,在学习方面有着超乎常人的天赋,在很小的时候,她就表现出比别人更厉害的学习能力,考试一直都排名前列,而后来在高考中,她同样也发挥出色,考入了百年名校武汉大学,在武汉大学里,她显然是个"别人家的孩子",每一门课绩点都排名前列,在全专业中排名前几名。在本科阶段,白蕊的成功不但是因为天赋聪颖,更重要的还是因为她的自律,大学里面也有很多假期,比起课业繁重的初中高中,大学的假期就显得要轻松很多,大多数学生都会选择在假期出门去游玩,然而,白蕊的选择却跟其他人背道而驰,她放假一天天都宅在家,不会随便花时间出去玩,而是把时间全都留给了自己的学术道路,她规划好了每天的学习生活,不停的看书,看各类文献资料,并且总结各种资料和笔记。在本科生期间,她总结出了一摞厚厚的文献资料心得体会,这些无疑都让她变得更加优秀。
当白蕊大四那年,武汉大学开始根据学生学分绩,分配保研名额,她凭借优异的成绩,轻易的就得到了其中一个保研外校的名额,来到了清华大学生命科学学院,进行硕博连读。天才无论到哪里都是天才,这一点在白蕊身上表现得淋漓尽致,在这段奋战学术的过程中,她的成绩始终比别人更好,科研方面取得成绩也更快,她仅用4年时间,便一气呵成地完成了博士学业,以发表多篇论文的成绩毕业,后来她就开始了自己一路开挂之路,有人统计了她四年以来的论文数据,发现她真的是巾帼不让须眉,四年时间她在国际C刊上一共发表了八篇论文,按照博士毕业的门槛,本来是发表两篇论文就能满足毕业条件了,谁能想到她会这么牛,不但打破门槛,还超额完成任务呢?
在2018年,国家开展了一个"未来女科学家计划"选拔活动,全国一共有多名女研究工作者参选,最后只会选出一份5人名单,可以说这个选拔是万里挑一、优中选优的,而白蕊很快就进入了这个名单之内,获得了国家给她的巨大嘉奖,几百万奖金以及更多的荣誉。
此后,白蕊的科研之路并没有止步于此,她也没有骄矜自傲,而是希望自己能够不断取得新突破,后来这个突破的机会来了,她在西湖大学研究团队中,作为第一作者发表了一篇享誉全球的研究论文,这篇论文是研究了当前新型复合材料Prp2,通过比较分析、实践综合探究的方式,确认了装载Prp2的活化剪接体的原子结构,她经过精密仪器检测,分析了一些数据,并且把结构指导的生化分析的结果公之于众,在论文里较好的呈现了出来,不得不承认的是,她这看似只是一篇论文,实则却是突破了世界级别的难题,而现在的她还很年轻,明明才28岁的年纪,就已经做出了很多人一辈子都达不到的优秀科研成绩,这其中虽然也有她导师施一公先生的帮助,但跟她自己的努力还是密不可分,只能说天才总是年少有为的存在,让人难以望其项背。
其实,白蕊身为一个学术界厉害大牛,她并不是在每个方面都能够面面俱到的,因为研究学术,她有些忽视了生活,为此,她曾经疏远了一些同学,冷淡了很多的朋友,逐渐变得不怎么社交交友,但是在朋友跟她绝交以后,她突然幡然醒悟过来:如果她一直沉浸于这种错误的科研环境中,闭门造车,绝对不可能取得太大的结果,事实上较好的人际交往能力以及不错的社交潜力,才是她能够取得终生学习动力的基础,此后,她打破了三点一线的生活规律,勇敢的走出实验室,跟更多人做朋友,也经常跟其他教授导师进行交流和沟通,在这种情况下,她的研究越来越出色,看来,还是应该兼顾生活,有了志同道合的人以后,生活就会变得更加温馨,也不必在意离群索居的痛苦。
曾经白蕊是一个害怕付出没有回报的人,所以她不愿意勤奋努力的学习,她认为如果努力学习,却没有取得自己想要的成绩,那反而比没有努力的人,要失望很多倍,后来有一个老师告诉她说,她这种心态,就是典型的否定自我,而否定最根本的原因,还是因为她的懒惰,老师的话戳中她内心最脆弱的地方,于是她终于发现:哪有什么付出没有回报,只要是付出,终究都是会有回报的,只是这种回报不一定能够在短时间内慢慢显现出来,决不能因为一时的失意,就选择大倒苦水,放弃努力。
自然科学论文范文篇二 自然科学的发展特点及展望 中图分类号:N0 文献标识:A 文章编号:1009-4202(2010)08-247-02 摘 要 自然科学是涉及各行各业的研究领域的大学科,掌握自然科学的发展规律是研究自然科学人员所必须切身认知的内容。本文通过辩证的观点去看待自然科学,整理自然科学的认知模式,探索其发展规律。 关键词 自然科学 逻辑思维 非逻辑思维 批判性思维 自然科学是一门范围广博的知识范畴,是针对事物客观规律的认知、归纳所形成的科学体系。其涉及的知识层次、知识面基本上涵盖了人类社会的方方面面,通晓其发展规律和特点是从事自然科学研究人员所必需掌握的基本知识。 一、自然科学的特点 (一)自然科学的获得方式 中世纪末期是近代自然科学的孕育期,当时最杰出的人物,13世纪的英国哲学家罗吉尔•培根对经验和事实给予了特殊的关注。他指出:“大家公认,我们通过三条途径获得知识,即权威、理性和经验;然而,当权威不知道事物的理由;理性也不能分辨是诡辩还是论证时,除非结论为经验所证实。”正是由于罗吉尔•培根的提出和倡导“实验科学”,强调只有实验方法才能给科学以可靠性。 近代英国唯物主义学家弗兰西斯•培根进一步指出,实验科学最重要特性之一就是利用实验来增加积累事实知识,并提出:“从感觉和特殊出发构造公理,然后是连续不断地、逐渐地上升,直至最后达致最普通的公理。”正是这种思想和思维模式指导和推动了科学理论发展,对近代科学的兴起和发展做了开创性的工作。 由此可见,自然科学作为大科学的重要组成部分,在其获取方式上依然是由科学观察和科学实验作为其获取的主要途径。 (二)自然科学的归类和整理 当我们在通过科学观察和实验获得的知识并不是科学规律。一般而言,从科学知识向科学规律和科学理论过渡要经过知性认识和理性认识两个阶段。 知性认识:只要是对科学知识进行分类、系统化并加以分析和概括,使之上升为科学规律。 理性认识:主要是在科学概括的基础上形成理论体系,以便反映客观世界普遍而不然的联系。 在科学的归类和整理过程中相应发展出各种科学方法,可大致分为:广义归纳法(本能归纳、常识思考归纳和批判性科学研究归纳)、演绎法(亚里斯多德的形式逻辑三段论为基础,符号化过程,数理逻辑,公理化方法)和类比法(两类对象之间在某些方面的类似或统一,推论其可能在其他方面也具有相类似性;虽然类比法逻辑根据不充分,但是它提供科学发现的重要线索)。 这三种方法都体现出科学在推理上的所透露出思维模式――逻辑思维,特别是演绎法,可以说是将人类运用自然语言进行思维的经验提升到基本思维规律和基本思维方法的高度。 (三)自然科学的合理性和可错性 哲学家布朗指出,“合理性”概念的古典模型具有三个特征:普遍性、必然性和规则性。科学的合理性首先表现在经验规律和理论规律的逻辑关联中;其次经验和理论规律间存在相互支持的逻辑关系;另外就是理论规律的合理性突出地表现对某些经验规律的矫正;科学规律的合理性可以通过科学实践的有效性来说明。 针对科学的可错性,我们通过20世纪初,科学哲学家卡尔•波普尔在《科学发现的逻辑》中所指出来说明:在真实和错误之间存在着不对称性,没有理论可以被证明是对的,但有些理论可以被证明是错,科学和非科学由此可以界定。在科学领域,至关重要的观念是要“证错”或“证伪”,而不是“证对”。 二、逻辑与非逻辑问题 由上面的自然科学的特点,我们可以看出在自然科学的认识过程中,始终贯彻着观察、实验和推理的过程。 在推理过程中,人们一般把归纳法作为科学假设或科学理论的基本方法。借助这一方法,通过大量实验进行概括,构建解释所观察的或现象之间的关系的新体系,其可靠程度虽然不够,但却富于创造性,它是作出理论发现的重要方法,然而其不是万能的,并不是所有的科学理论都可以通过归纳法来获得。爱因斯坦就曾说过,决不能用归纳法来发现物理学上的基本概念。 而与归纳法相对应的演绎法,即从一般到个别,用一般理论来分析解释具体事物的方法。运用这一方法,人们需要借助某一普遍法则或原理,也就是说,演绎法应用的结论受初始条件的制约,前提正确,才能确保演绎正确。但是由于演绎法是将一般原理推广应用现象的过程,很难导出新的概念或经验。达尔文曾结合自己的科研经验总结:我必须从大量事实出发,而不是从原理出发,我怀疑原理中有谬误(在他看来,用演绎法在生物学领域是不可信赖的)。因此我们不难发现演绎法的纯逻辑也存在着严重的缺陷。 就如同科学社会学家巴伯在《科学与社会秩序》中分析说,强调科学发现过程中逻辑的作用这样一个惯例漏掉了科学中大量最重要的东西,漏掉了所有可能的错误,漏掉了科学发现者的所有丰富的想象力,也漏掉了所有对已有发现成果的思考,漏掉了所有对周围世界认真探索的思路和方法。生物学家莱恩•杜波斯曾在《路易•巴斯德》中写道:“构成科学的原材料不仅是科学家的观察、实验、计算,而且还有他们的冲动、梦想和愚蠢。” 三、从辩证的观点和思维方式去看待自然科学的发展 从创造性角度来看,科学发现的过程是一个意识和潜意识、逻辑和非逻辑交互作用的过程。当出现问题,研究者就会出现一个“主观模拟”过程,他们会去主观想象周围事物,并集中注意到某些特定现象,运用主观的臆测获取表达形式,然后运用科学的语言把心中的发现和想法描述出来,形成真正的科学假说,然后通过严格的科学方法论证检验。 不仅如此,科学发现的过程还是革命性和渐进性相互统一。即我们所常说的:“破而后立。”爱因斯坦也指出:“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。因为解决问题也许仅仅是一个数学上或试验上的技能而已,而提出新问题,新的可能性,从新的角度去看待旧的问题,却需要有创造性的想象力,而且标志着科学的真正进步。”科学家廷德尔说,知识一经获得,便给自己的周围投射上微弱的光亮。重大的科学新发现一旦作出,成功的科学家立刻会从可能的角度予以观察,并将它与其他知识体系相联系,以发现科学研究的新途径。 四、几种常见的自然科学思维方式 归根结底,自然科学研究是对先前思想和行动所依据的学所及原理不断进行检验的一种思想活动,有条理的批判性思维是科学的基本特点。 “大胆的想法,难以证明的预期,以及推测性的思想,是我们解释自然的唯一手段,也是我们把握自然的唯一法则和唯一工具。” ――科学哲学家 波普尔 参考文献: [1]黄顺基,苏越,黄展骥.逻辑与知识创新.中国人民大学出版社.2002. [2]刘大椿.自然辩证法概论(第2版).中国人民大学出版社.2008. [3]武宏志,周建武,唐坚.非形式逻辑导论.人民出版社.2009. 看了“自然科学论文范文”的人还看: 1. 自然科学学术论文范文 2. 自然科学类学术论文范文 3. 自然科学学术论文范文(2) 4. 自然科学类学术论文范文(2) 5. 科学论文范文
物理学给人类提供了大量的物质财富,同时也提供了精神财富。物理学的高技术和强渗透性也使之成为社会发展的重要推动力。下面是我为大家整理的物理学论文,供大家参考。
摘要:论述了X射线的发现,不仅对医学诊断有重大影响,还直接影响20世纪许多重大发现;半导体的发明,使微电子产业称雄20世纪,并促进信息技术的高速发展,物理学是计算机硬件的基础;原子能理论的提出,使原子能逐步取代石化能源,给人类提供巨大的清洁能源;激光理论的提出及激光器的发明,使激光在工农业生产、医疗、通信、军事上得到广泛应用;蓝光LED的发明,将点亮整个21世纪.事实告诉我们,是物理学推动科技创新,由此得出结论:物理学是科技创新的源泉.昭示人们,高校作为培养人才的场所,理工科要重视大学物理课程.
关键词:X射线;半导体;原子能;激光;蓝光LED;科技创新;大学物理
1引言
物理学是一门研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用以及最一般的运动规律的科学[1-3],其内容广博、精深,研究方法多样、巧妙,被视为一切自然科学的基础.纵观物理学发展历史可以发现:其蕴含的科学思维和科学方法能够有效促进学生能力的培养和知识的形成,同时,其每一次新的发现都会带动人类社会的科技创新和科技发展.正因如此,大学物理成为了高等学校理、工科专业必修的一门基础课程.按照教育部颁发的相关文件要求[4-5],大学物理课程最低学时数为126学时,其中理科、师范类非物理专业不少于144学时;大学物理实验最低学时数为54学时,其中工科、师范类非物理专业不少于64学时.然而调查显示,众多高校(尤其是新建本科院校)并没有严格按照教育部颁发的课程基本要求开设大学物理及其实验课程.他们往往打着“宽口径、应用型”的晃子,大幅压缩大学物理和大学物理实验课程的学时,如今,大学物理及其实验课程的总学时数实际仅为32-96学时,远远低于教育部要求的最低标准(180学时).试问这么少的课时怎么讲丰富、深奥的大学物理?怎么能够真正发挥出大学物理的作用?于是有的院、系要求只讲力学,有的要求只讲热学,有的则要求只讲电磁学,…面对这种情况,大学物理的授课教师在无奈状态下讲授大学物理.从《大学物理课程报告论坛》上获悉,这不是个别学校的做法,在全国具有普遍性.殊不知,力、热、光、电磁、原子是一个完整的体系,相互联系,缺一不可.这种以消减教学内容为代价,解决课时不足的做法,就如同削足适履,是对教育规律不尊重,是管理者思想意识落后的一种体现.本文且不论述物理学是理工科必修的一门基础课,只论及物理学是科技创新的源泉这一命题,以期提高教育管理者对大学物理课程重要性的认识.
2物理学是科技创新的源泉
且不说力学和热力学的发展,以蒸汽机为标志引发了第一次工业革命,欧洲实现了机械化;且不说库伦、法拉第、楞次、安培、麦克斯韦等创立的电磁学的发展,以电动机为标志引发了第二次工业革命,欧美实现了电气化.这两次工业革命没有发生在中国,使中国近代落后了.本文着重论述近代物理学的发展对科学技术的巨大推动作用,从而得出结论:物理学是科技创新的源泉.1895年,威廉•伦琴(WilhelmR魻ntgen)发现X射线,这种射线在电场、磁场中不发生偏转,穿透能力很强,由于当时不知道它是什么,故取名X射线.直到1912年,劳厄(MaxvonLaue)用晶体中的点阵作为衍射光栅,确定它是一种光波,波长为10-10m的数量级[6].伦琴获1901年诺贝尔物理学奖,他发现的X射线开创了医学影像技术,利用X光机探测骨骼的病变,胸腔X光片诊断肺部病变,腹腔X光片检测肠道梗塞.CT成像也是利用X射线成像,CT成像既可以提供二维(2D)横切面又可以提供三维(3D)立体表现图像,它可以清楚地展示被检测部位的内部结构,可以准确确定病变位置.当今,各医院都设置放射科,X射线在医学上得到充分利用.X射线的发现不仅对医学诊断有重大影响,还直接影响20世纪许多重大科学发现.1913-1914年,威廉•享利•布拉格(willianHenrgBragg)和威廉•劳仑斯•布拉格(WillianLawrenceBragg)提供布拉格方程[6,P140]2dsinα=kλ(k=1,2,3…)式中d为晶格常数,α为入射光与晶面夹角,λ为X射线波长.布拉格父子提出使用X射线衍射研究晶体原子、分子结构,创立了X射线晶体结构分析这一学科,布拉格父子获1915年诺贝尔物理学奖.当今,X射线衍射仪不仅在物理学研究,而且在化学、生物、地质、矿产、材料等学科得到广泛应用,所有从事自然科学研究的科研院所和大多数高等学校都有X射线衍射仪,它是研究物质结构的必备仪器.1907年,威廉•汤姆孙(W•Thomson)发现电子,电子质量me=9.11×10-31kg,电子荷电e=-1.602×10-19C.电子的荷电性引发了20世纪产生革命.1947年,美国的巴丁、布莱顿和肖克利研究半导体材料时,发现Ge晶体具有放大作用,发明了晶体三极管,很快取代电子管,随后晶体管电路不断向微型化发展.1958年,美国的工程师基尔比制成第一批集成电路.1971年,英特尔公司的霍夫把计算机的中央处理器的全部功能集成在一块芯片上,制成世界上第一个微处理器.80年代末,芯片上集成的元件数已突破1000万大关.微电子技术改变了人类生活,微电子技术称雄20世纪,进入21世纪微电子产业仍继续称雄.到各个工业区看看,发现电子厂比比皆是,这真是小小电子转动了整个地球啊!电子不仅具有荷电性,还具有荷磁性.
1925年,乌伦贝克—哥德斯密脱(Uhlenbeck-Goudsmit)提出自旋假说,每个电子都具有自旋角动量S轧,它在空间任意方向上的投影只可能取两个数值,Sz=±h2;电子具有荷磁性,每个电子的磁矩为MSz=芎μB(μB为玻尔磁子)[7].电子的荷磁性沉睡了半个多世纪,直到1988年阿贝尔•费尔(AlberFert)和彼得•格林贝格尔(PeterGrünberg)发现在Fe/Cr多层膜中,材料的电阻率受材料磁化状态的变化呈显著改变,其机理是相临铁磁层间通过非磁性Cr产生反铁磁耦合,不加磁场时电阻率大,当外加磁场时,相邻铁磁层的磁矩方向排列一致,对电子的散射弱,电阻率小.利用磁性控制电子的输运,提出巨磁电阻效应(giantmagnetoresistance,GMR),磁电阻MR定义MR=ρ(0)+ρ(H)ρ(0)×100%式中ρ(0)为零场下的电阻率,ρ(H)为加场下的电阻率[8].GMR效应的发现引起科技界强烈关注,1994年IBM公司依据巨磁电阻效应原理,研制出“新型读出磁头”,此前的磁头是用锰铁磁体,磁电阻MR只有1%-2%,而新型读出磁头的MR约50%,将磁盘记录密度提高了17倍,有利于器件小型化,利用新型读出磁头的MR才出现笔记本电脑、MP3等,GMR效应在磁传感器、数控机库、非接触开关、旋转编码器等方面得到广泛应用.阿尔贝?费尔和彼得?格林贝格尔获2007年诺贝尔物理学奖.1993年,Helmolt等人[9]在La2/3Ba1/3MnO3薄膜中观察到MR高达105%,称为庞磁电阻(Colossalmagnetoresistance,CMR),钙钛矿氧化物中有如此高的磁电阻,在磁传感、磁存储、自旋晶体管、磁制冷等方面有着诱人的应用前景,引起凝聚态物理和材料科学科研人员的极大关注[10-12].然而,CMR效应还没有得到实际应用,原因是要实现大的MR需要特斯拉量级的外磁场,问题出在CMR产生的物理机制还没有真正弄清楚.1905年,爱因斯坦提出[13]:“就一个粒子来说,如果由于自身内部的过程使它的能量减小了,它的静质量也将相应地减小.”提出著名的质能关系式△E=△m莓C2式中△m.表示经过反应后粒子的总静质量的减小,△E表示核反应释放的能量.爱因斯坦又提出实现热核反应的途径:“用那些所含能量是高度可变的物体(比如用镭盐)来验证这个理论,不是不可能成功的.”按照爱因斯坦的这一重大物理学理论,1938年物理学家发现重原子核裂变.核裂变首先被用于战争,1945年8月6日和9日,美国对日本的广岛和长崎各投下一颗原子弹,迫使日本接受《波茨坦公告》,于8月15日宣布无条件投降.后来原子能很快得到和平利用,1954年莫斯科附近的奥布宁斯克原子能发电站投入运行.2009年,美国有104座核电站,核电站发电量占本国发电总量的20%,法国有59台机组,占80%;日本有55座核电站,占30%.截至2015年4月,我国运行的核电站有23座,在建核电站有26座,产能为21.4千兆瓦,核电站发电量占我国发电总量不足3%,所以我国提出大力发展核电,制定了到2020年核电装机总容量达到58千兆瓦的目标.核能的利用,一方面减少了化石能源的消耗,从而减少了产生温室效应的气体———二氧化碳的排放,另一方面有力地解决能源危机.利用海水中的氘和氚发生核聚变可以产生巨大能量,受控核聚变正在研究中,若受控核聚变研究成功将为人类提供取之不尽用之不竭的能量.那时,能源危机彻底解除.
20世纪最杰出的成果是计算机,物理学是计算机硬件的基础.从1946年计算机问世以来,经历了第一至第五代,计算机硬件中的电子元件随着物理学的进步,依次经历了电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路;主存储器用的是磁性材料,随着物理学的进步,磁性材料的性能越来越高,计算机的硬盘越来越小.近日在第十六届全国磁学和磁性材料会议(2015年10月21—25日)上获悉,中科院强磁场中心、中科院物理所等,正在对斯格明子(skyrmions)进行攻关,斯格明子具有拓扑纳米磁结构,将来的笔记本电脑的硬盘只有花生大小,ipod平板电脑的硬盘缩小到米粒大小.量子力学催生出隧道二极管,量子力学指导着研究电子器件大小的极限,光学纤维的发明为计算机网络提供数据通道.
1916年,爱因斯坦提出光受激辐射原理,时隔44年,哥伦比亚大学的希奥多•梅曼(TheodoreMaiman)于1960制成第一台激光器[14].由于激光具有单色性好,相干性好,方向性好和亮度高等特点,在医疗、农业、通讯、金属微加工,军事等方面得到广泛应用.激光在其他方面的应用暂不展开论述,只谈谈激光加工技术在工业生产上的应用.激光加工技术对材料进行切割、焊接、表面处理、微加工等,激光加工技术具有突出特点:不接触加工工件,对工件无污染;光点小,能量集中;激光束容易聚焦、导向,便于自动化控制;安全可靠,不会对材料造成机械挤压或机械应力;切割面光滑、无毛刺;切割面细小,割缝一般在0.1-0.2mm;适合大件产品的加工等.在汽车、飞机、微电子、钢铁等行业得到广泛应用.2014年,仅我国激光加工产业总收入约270亿人民币,其中激光加工设备销售额达215亿人民币.
2014年,诺贝尔物理学奖授予赤崎勇、天野浩、中山修二等三位科学家,是因为他们发明了蓝色发光二极管(LED),帮助人们以更节能的方式获得白光光源.他们的突出贡献在于,在三基色红、绿、蓝中,红光LED和绿光LED早已发明,但制造蓝光LED长期以来是个难题,他们三人于20世纪90年代发明了蓝光LED,这样三基色LED全被找到了,制造出来的LED灯用于照明使消费者感到舒适.这种LED灯耗能很低,耗能不到普通灯泡的1/20,全世界发的电40%用于照明,若把普通灯泡都换成LED灯,全世界每个节省的电能数字惊人!物理学研究给人类带来不可估量的益处.2010年,英国曼彻斯特大学科学家安德烈•海姆(AndreGeim)和康斯坦丁•诺沃肖洛夫(Kon-stantinNovoselov),因发明石墨烯材料,获得诺贝尔物理学奖.目前,集成电路晶体管普遍采用硅材料制造,当硅材料尺寸小于10纳米时,用它制造出的晶体管稳定性变差.而石墨烯可以被刻成尺寸不到1个分子大小的单电子晶体管.此外,石墨烯高度稳定,即使被切成1纳米宽的元件,导电性也很好.因此,石墨烯被普遍认为会最终替代硅,从而引发电子工业革命[14].2012年,法国科学家沙吉•哈罗彻(SergeHaroche)与美国科学家大卫•温兰德(DavidJ.win-land),在“突破性的试验方法使得测量和操纵单个量子系统成为可能”.他们的突破性的方法,使得这一领域的研究朝着基于量子物理学而建造一种新型超快计算机迈出了第一步[16].
2013年,由清华大学薛其坤院士领衔、清华大学物理系和中科院物理研究所组成的实验团队从实验上首次观测到量子反常霍尔效应.早在2010年,我国理论物理学家方忠、戴希等与张首晟教授合作,提出磁性掺杂的三维拓扑绝缘体有可能是实现量子化反常霍尔效应的最佳体系,薛其坤等在这一理论指导下开展实验研究,从实验上首次观测到量子反常霍尔效应.我们使用计算机的时候,会遇到计算机发热、能量损耗、速度变慢等问题.这是因为常态下芯片中的电子运动没有特定的轨道、相互碰撞从而发生能量损耗.而量子霍尔效应则可以对电子的运动制定一个规则,电子自旋向上的在一个跑道上,自旋向下的在另一个跑道上,犹如在高速公路上,它们在各自的跑道上“一往无前”地前进,不产生电子相互碰撞,不会产生热能损耗.通过密度集成,将来计算机的体积也将大大缩小,千亿次的超级计算机有望做成现在的iPad那么大.因此,这一科研成果的应用前景十分广阔[17].物理学的每一个重大发现、重大发明,都会开辟一块新天地,带来产业革命,推动社会进步,创造巨大物质财富.纵观科学与技术发展史,可以看出物理学是科技创新的源泉.
3结语
论述了X射线,电子、半导体、原子能、激光、蓝光LED等的发现或发明对人类进步的巨大推动作用,自然得出结论,物理学是科技创新的源泉.打开国门看一看,美国的著名大学非常注重大学物理,加州理工大学所有一、二年级的公共物理课程总学时为540,英、法、德也在400-500学时[18].国内高校只有中国科学技术大学的大学物理课程做到了与国际接轨,以他们的数学与应用数学为例,大一开设:力学与热学80学时,大学物理—基础实验54学时;大二开设:电磁学80学时,光学与原子物理80学时,大学物理—综合实验54学时;大三开设:理论力学60学时,大学物理及实验总计408学时.在大力倡导全民创业万众创新的今天,高等学校理所应当重视物理学教学.各高校的理工科要按照教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导委员会颁发的《非物理类理工学科大学物理课程/实验教学基本要求》给足大学物理课程及大学物理实验课时.
参考文献:
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一、全息教学在初中物理教学中运用的策略
1.运用全息理论,对初中物理教学课型进行合理选择与搭配
新课改以后,物理课堂教学由传统的讲授内容方面转变到物理的过程方面,其核心是给学生提供机会、创造机会。因此,在物理教学中,教师要善于运用全息教学理论,并根据学生的生活经验和已有的知识背景,对课型合理地选择与搭配,带领学生运用多种方法对物理知识进行重演在现,激励学生发现并提出问题,进而激发学生学习物理的兴趣,培养学生创新和探究能力。例如:在讲静电屏蔽时,首先带领学生对静电屏蔽进行了实验,并得到了正确的结果。突然有一个学生提出问题“:用电吹风吹头时,电吹风其对电视信号有影响,那么是不是静电屏蔽不完全成立?”于是带领学生们又做了如下实验:将一个手机放在一个密闭的纸盒内,用另一部手机呼叫,学生们听到了响声。再让同学思考,如果将手机放在前面做过实验的金属笼内,是否能听到铃声?多数学生根据静电屏蔽原理猜测肯定不能。然而将手机放进铁笼后,仍能听到铃声。学生们都感到疑惑,难道静电平衡理论有误?针对这种现象让大家思考了“静电”二字,然后向学生们解释手机信号是一种电磁波而不是静电,其属一种交变的电磁场,遇到金属网时,金属网会感应出同频率的电磁波,只是强度变小,因此在仍能听到笼中手机铃声,也解释了,也就解释了为什么吹风机对电视信号有影响。这样通过对物理知识重演再现与对比的方式,加深了学生对物理知识的理解,从而提高了教学质量。
2.运用全息理论,根据物理教材和学情选择合适的教学方法
在进行物理教学时,物理教材中的安排的知识点难易程度不同,如果各个知识点都按照相同的教学方法去讲解,容易理解的知识点学生会掌握的相对熟练,而对于相对较难的知识点,就可能会导致学生对其似懂非懂,这样就会不利于学生的学习。这样物理教师在运用全息理论时,不要一味的按照一个教学方法进行讲解要注意对教学方法的改变,使学生能够熟练地掌握知识点。另外,每个学生对于知识点的掌握情况不同,有些学生可能掌握的好一些,有些学生掌握的差一些,因此物理教师要根据学情来选择教学方式,既要照顾那些掌握知识差的同学,也要让掌握较好的同学能够学到更多的知识。例如,在向同学讲解“测量”的知识点时,对与学生来说这个相对知识点相对容易,在日常生活中很容易接触到,因此教师在运用全息教学论时,可以先向学生对所要内容的主旨,主要思路进行讲解,然后对主要知识点进行仔细讲解,经过这样的讲解,学生会很容易对测量知识进行掌握。而在向学生讲解“光学规律”时,学生对其中的规律和容易混淆,如果物理教师还按照讲解“测量”方法向学生进行讲解,学生就很难掌握。因此,教师要改变教学方法,既要向学生进行理论讲解,也要带领学生对个规律进行实验,通过实验加深学生对光学规律的理解,使学生对知识点能够更好地掌握。3.运用全息理论,根据知识内容和特点选择合适的评价方式在物理教学中,物理教师对学生的评价方式非常重要,有的评价方式会激发学生学习物理的知识的兴趣,而有的评价方式可能使学生受到打击,从而失去学习物理的兴趣。因此教师要合理的运用全息理论,并且根据知识内容和特点选择合适的评价方式,激发学生学习物理的兴趣。例如,在课堂上让学生回答问题时,学生回答对了要给与肯定的评价,而如果学生回答错了,要用积极的评价方式去评价,用全息理论去告诉他,其在探讨知识的过程中,没有选择正确的方式方法,让其用正确的方式再去进行探讨,这样既让学生知道了自己了不足,也对学生进行了鼓励学生,这样学生就会乐意去学习,从而大大地提高物理教学质量。
二、结束语