量子力學(xué)研究方向精選(九篇)

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第1篇：量子力學(xué)研究方向范文

“裘槎前瞻科研大獎(jiǎng)2016”得獎(jiǎng)學(xué)者簡介

歐陽灝宇博士（香港大學(xué)理學(xué)院化學(xué)系助理教授）：主要研究方向是超分子化學(xué)及分子識別，特別是理解分子是如何識別和彼此交互，利用分子間的相互作用作為復(fù)雜結(jié)構(gòu)的自組裝手段，K從中創(chuàng)建不同的功能材料。歐陽博士其中一個(gè)研究方向，是在復(fù)雜的生物環(huán)境中，選擇性地識別和檢測有機(jī)小分子的新型分子識別系統(tǒng)。其中一項(xiàng)研究重點(diǎn)，是識別出兒茶酚胺（Catecholamine）等有重要作用的有機(jī)化學(xué)物。兒茶酚胺（例如多巴胺）是人類神經(jīng)系統(tǒng)中，負(fù)責(zé)神經(jīng)細(xì)胞之間的信號傳遞的化合物之一。歐陽博士的另外一個(gè)研究重點(diǎn)，是探索對於拓?fù)鋸?fù)雜分子，例如具有多個(gè)互鎖大環(huán)索烴的不同裝配策略。這些分子環(huán)狀結(jié)構(gòu)，與分子存儲器以及微型物質(zhì)穿透等分子器件和新興有機(jī)材料的研究息息相關(guān)。不同的環(huán)狀裝配策略，對新物料等的研發(fā)有著重要的示。

“裘槎前瞻科研大獎(jiǎng)2016”得獎(jiǎng)學(xué)者簡介

崔鶴鳴博士（香港大學(xué)工程學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)系助理教授）：研究領(lǐng)域包括作業(yè)系統(tǒng)、程序設(shè)計(jì)語言、分散式系統(tǒng)以及云計(jì)算等等。他此次獲獎(jiǎng)的研究項(xiàng)目專注於構(gòu)建一套新型的軟件系統(tǒng)，旨在大大地提升目前網(wǎng)上服務(wù)的可靠性和安全性。網(wǎng)上服務(wù)，包括社交網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、電子商務(wù)平臺，以及金融交易平臺，已經(jīng)廣泛地深入人類的生活。然而，這些軟件服務(wù)都是運(yùn)行於計(jì)算機(jī)之上，而計(jì)算機(jī)的軟件和硬件故障，無可避免地會傷害這些網(wǎng)上服務(wù)的可靠性，從而導(dǎo)致巨大損失。崔博士的研究，有望為問題提供突破性的解決方案。崔博士近期的研究成果包括成功申請數(shù)項(xiàng)美國專利、開源軟件項(xiàng)目、以及在世界頂級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件和程序設(shè)計(jì)語言的國際會議（例如SOSP， OSDI，PLDI， 以及ASPLOS）。

“裘槎優(yōu)秀科研者獎(jiǎng)2016”得獎(jiǎng)學(xué)者簡介

陳冠華教授（香港大學(xué)理學(xué)院化學(xué)系系主任）：主要從事理論化學(xué)和計(jì)算科學(xué)的研究，專注於研究量子力學(xué)中著名的薛丁格方程式（Schr?dinger equation）?ψ=Eψ的數(shù)值解法。他在激發(fā)態(tài)線性標(biāo)度量子力學(xué)方法、開放體系的第一性原理方法、量子力學(xué)/電磁學(xué)（QM/EM）跨尺度耦合方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法在量子力學(xué)計(jì)算的應(yīng)用等領(lǐng)域都做出了開創(chuàng)性的工作，極大的拓展了量子力學(xué)計(jì)算方法的應(yīng)用范圍。近年來，陳冠華教授致力於發(fā)展開放體系第一性原理量子力學(xué)方法和多尺度量子力學(xué)/電磁學(xué)耦合方法，實(shí)現(xiàn)了對新興納米電子器件及新興電子材料的計(jì)算類比與探索。將該方法同工業(yè)界現(xiàn)有的簡約模型、電路模型整合，可以實(shí)現(xiàn)從原子細(xì)節(jié)出發(fā)預(yù)測電路的行為。由於這一系列原創(chuàng)性的工作，陳冠華教授2011年當(dāng)選為英國皇家化學(xué)會會士，2014年當(dāng)選為美國物理學(xué)會會士。陳教授是卓越學(xué)科領(lǐng)域《新興電子器件的理論、模型和模擬》項(xiàng)目協(xié)調(diào)人。

第2篇：量子力學(xué)研究方向范文

量子力學(xué)誕生于1926年，是人類對微觀世界加以認(rèn)識的理論基礎(chǔ)之一。量子力學(xué)和相對論之間的不相容性在1935年被愛因斯坦、波多爾基斯和羅森論證后，約翰•貝爾于1964年提出貝爾理論，，阿斯派克等人于1982年證明了超光速響應(yīng)的存在。1989年第一次演示成功量子密鑰傳輸，1997年量子態(tài)隱形傳輸?shù)脑硇詫?shí)驗(yàn)驗(yàn)證由奧地利蔡林格小組在室內(nèi)首次完成，2004年，該小組又將量子態(tài)隱形傳輸距離成功提高到600米。2007年開始我國架設(shè)了長達(dá)16公里的自由空間量子信道，于2009年成功實(shí)現(xiàn)世界上量子隱形傳態(tài)的最遠(yuǎn)距離。

二、量子通信技術(shù)的發(fā)展趨勢

量子通信技術(shù)的研究方向除了包括量子隱形傳態(tài)還包括量子安全直接通信等，突破了現(xiàn)有信息技術(shù)，引起了學(xué)術(shù)界和社會的高度重視。與傳統(tǒng)通信技術(shù)相比，量子通信除具有超強(qiáng)抗干擾能力外且不需對傳統(tǒng)信道進(jìn)行借助；與此同時(shí)量子通信的密碼被破譯的可能性幾乎沒有，具有較強(qiáng)的保密性；另外，量子通信幾乎不存在線路時(shí)延，傳輸速度很快。量子通信發(fā)展僅僅經(jīng)歷了20年左右，但其發(fā)展卻十分迅猛，目前已經(jīng)被很多國家和軍方給予高度關(guān)注。

量子通信在國防和軍事上具有廣闊的應(yīng)用前景，作為量子技術(shù)的最大特征，量子技術(shù)的安全性是傳統(tǒng)加密通信所無可企及的。量子通信技術(shù)的超強(qiáng)保密性，能夠有效保證己方軍事密件和軍事行動(dòng)不被敵方破譯及偵析，在國防和軍事領(lǐng)域顯示出無與倫比的魅力。另一方面，在破解復(fù)雜的加密算法上，也許現(xiàn)有計(jì)算機(jī)可能需要好幾萬年的時(shí)間，在現(xiàn)實(shí)中是完全無法接受且?guī)缀鯖]有實(shí)用價(jià)值的。但量子計(jì)算機(jī)卻能在幾分鐘內(nèi)將加密算法破解，如果未來這種技術(shù)被投入實(shí)用，傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)密碼體制將處于危險(xiǎn)之中，而量子通信技術(shù)則能能夠抵御這種破解和威脅。

在民間通信領(lǐng)域量子通信技術(shù)的應(yīng)用前景也同樣廣闊。中國科技大學(xué)在2009年對界上首個(gè)5節(jié)點(diǎn)的全通型量子通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組建后，使得實(shí)時(shí)語音量子保密通信被首次實(shí)現(xiàn)，城市范圍的安全量子通信網(wǎng)絡(luò)在這種“城域量子通信網(wǎng)絡(luò)”基礎(chǔ)上成為了現(xiàn)實(shí)。

三、總結(jié)

第3篇：量子力學(xué)研究方向范文

人類是否可以將電子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度永無止境地提升?傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的提高有沒有極限?對此問題，學(xué)者們在進(jìn)行嚴(yán)密論證后給出了否定的答案。如果電子計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力無限提高，最終地球上所有的能最將轉(zhuǎn)換為計(jì)算的結(jié)果一造成熵的降低，這種向低熵方向無限發(fā)展的運(yùn)動(dòng)被哲學(xué)界認(rèn)為是禁止的，因此，傳統(tǒng)電子計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力必有上限。而以mM研究中心朗道為代表的理論科學(xué)家認(rèn)為到2l世紀(jì)30年代，芯片內(nèi)導(dǎo)線的寬度將窄到納米尺度．此時(shí)，導(dǎo)線內(nèi)運(yùn)動(dòng)的電子將不再遵循經(jīng)典物理規(guī)律一牛頓力學(xué)沿導(dǎo)線運(yùn)行，而是按照量子力學(xué)的規(guī)律表現(xiàn)出奇特的“電子亂竄”的現(xiàn)象，從而導(dǎo)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后，晶體管也將受到量子效應(yīng)干擾而呈現(xiàn)出奇特的反常效應(yīng)。哲學(xué)家和科學(xué)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(jì)算機(jī)計(jì)算能力飛速發(fā)展的可喜景象很可能在2l世紀(jì)前30年內(nèi)終止。著名科學(xué)家，哈佛大學(xué)終身教授威爾遜指出：“科學(xué)代表著一個(gè)時(shí)代最為大膽的猜想。它純粹是人為的。但我們相信，通過追尋“夢想一發(fā)現(xiàn)一解釋一夢想”的不斷循環(huán)，我們可以開拓一個(gè)個(gè)新領(lǐng)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(lián)系和有意義的?！?/p>

二、各種新型計(jì)算機(jī)

硅芯片技術(shù)高速發(fā)展的同時(shí)，也意味看硅技術(shù)越來越接近其物理極限。為此，世界各國的研究人員正在加緊研究開發(fā)新型計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)與技術(shù)都將產(chǎn)生一次量與質(zhì)的飛躍。新型的量子計(jì)算機(jī)、光子計(jì)算機(jī)、分子計(jì)算機(jī)、納米計(jì)算機(jī)等，將會在二十一世紀(jì)走進(jìn)我們的生活，遍布各個(gè)領(lǐng)域。

（1）量子計(jì)算機(jī)。量子計(jì)算機(jī)的概念源于對可逆計(jì)算機(jī)的研究。量子計(jì)算機(jī)(quorum computer)是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算存儲及處理量子信息的物理裝置。當(dāng)某個(gè)裝置處理和計(jì)算的是量子信息，運(yùn)行的是量子算法時(shí)，它就是量子計(jì)算機(jī)。量子計(jì)算機(jī)是通過量子分裂式、量子修補(bǔ)式來進(jìn)行一系列的大規(guī)模高精確度的運(yùn)算的。其浮點(diǎn)運(yùn)算性能是普通家用電腦的CPU所無法比擬的。量子計(jì)算機(jī)大規(guī)模運(yùn)算的方式其實(shí)就類似于普通電腦的批處理程序，其運(yùn)算方式簡單來說就是通過大量的量子分裂，再進(jìn)行高速的量子修補(bǔ)，但是其精確度和速度是普通電腦望塵莫及的。

（2）光子計(jì)算機(jī)。現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)是由電子來傳遞和處理信息。電場在導(dǎo)線中傳播的速度雖然比我們看到的任何運(yùn)載工具運(yùn)動(dòng)的速度都快。但是，從發(fā)展高速率計(jì)算機(jī)來說，采用電子做輸運(yùn)信息載體還不能滿足快的要求，提高計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度也明顯表現(xiàn)出能力有限了。而光子計(jì)算機(jī)以光子作為傳遞信息的載體，光互連代替導(dǎo)線瓦連，以光硬件代替電子硬件，以光運(yùn)算代替電運(yùn)算，利用激光來傳送信號，并由光導(dǎo)纖維與各種光學(xué)元件等構(gòu)成集成光路，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算、傳輸和存儲。在光子計(jì)算機(jī)中，不同波長、頻率、偏振態(tài)及相位的光代表不同的數(shù)據(jù)，這遠(yuǎn)勝于電子計(jì)算機(jī)中通過電子狀態(tài)變化進(jìn)行的二進(jìn)制運(yùn)算，可以對復(fù)雜度高，計(jì)算量大的任務(wù)實(shí)現(xiàn)快速的并行處理。光子計(jì)算機(jī)將使運(yùn)算速度在目前基礎(chǔ)上呈指數(shù)上升。

（3）分子計(jì)算機(jī)。分子計(jì)算計(jì)劃就是嘗試?yán)梅肿佑?jì)算的能力進(jìn)行信息的處理。分子計(jì)算機(jī)的運(yùn)行靠的是分子晶體可以吸收以電荷形式存在的信息，并以更有效的方式進(jìn)行組織排列。憑借著分子納米級的尺寸，分子計(jì)算機(jī)的體積將劇減。

三、探究研究策略的依據(jù)

筆者認(rèn)為開展計(jì)算機(jī)發(fā)展史研究的一種思路是：本著實(shí)用主義的態(tài)度，分階段提取計(jì)算機(jī)發(fā)展過程中的關(guān)鍵問題。圍繞這些問題展開研究，尤其要著力于問題解決過程中碰到的困難，以及問題解決后發(fā)現(xiàn)的新問題。

（1）“實(shí)用主義”無褒貶之分。彌補(bǔ)對計(jì)算機(jī)發(fā)展的歷史認(rèn)知，不宜再去重做實(shí)驗(yàn)，推倒人類已有的技術(shù)規(guī)范重來：只能進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和研究，在研究和學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)問題，找出規(guī)律。同時(shí)，“實(shí)用’，也是發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢的應(yīng)有之義。

（2）緊緊圍繞“問題”。在科學(xué)發(fā)展的歷史進(jìn)程中，問題要比問題的解決更重要，“一個(gè)好的問題堪比一所好的大學(xué)”計(jì)算機(jī)的發(fā)展也是在不斷地提出問題、解決問題中發(fā)展進(jìn)步，每一次問題的提煉和解決都促進(jìn)了計(jì)算機(jī)水平得到一次升華和提高。

（3）事物的發(fā)展是動(dòng)態(tài)的，已有問題的解決必然帶來新的問題新的問題是對已有問題解決方法的挑戰(zhàn)與審視，抑或是新科學(xué)新技術(shù)尋找用武之地發(fā)揮作用的要求，嘗試主動(dòng)提出可預(yù)見的問題并設(shè)法解決是現(xiàn)代思維方式的一個(gè)顯著特征，愛岡斯坦曾說：提出一個(gè)問題往往比解決一個(gè)問題更重要，正是這個(gè)意思。提新的問題、新的可能性，從新的角度去看舊的問題，這一切需要有創(chuàng)造性的想象力。往往是獲得認(rèn)識突破的契機(jī)，這種習(xí)慣或者素養(yǎng)是極其寶貴的。

四、結(jié)束語

計(jì)算機(jī)是20世紀(jì)人類最偉大的發(fā)明之一。在這個(gè)世紀(jì)之交，知識經(jīng)濟(jì)時(shí)代呼嘯而來，作為知識和信息的處理、傳輸和存儲之載體的計(jì)算機(jī)。在即將來臨的2I世紀(jì)，將會不斷地開發(fā)出新的品種。而這些新穎的計(jì)算機(jī)的發(fā)展將趨向超高速、超小型并行處理和智能化。為達(dá)到預(yù)想的目的各種新型材料將被運(yùn)用到新型計(jì)算機(jī)的開發(fā)當(dāng)中，如量子、光子分子等。未來量子、光子和分子計(jì)算機(jī)將具有感知、思考、判斷、學(xué)習(xí)以及一定的自然語言能力，使計(jì)算機(jī)進(jìn)人人工智能時(shí)代。這種新型計(jì)算機(jī)將推動(dòng)新一輪計(jì)算技術(shù)革命，對人類社會的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉科偉等．量子計(jì)算與量子計(jì)算機(jī)．計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2002(38)

[2]王延?。?wù)劰庾佑?jì)算機(jī)．現(xiàn)代物理知識，2004，(16)．

第4篇：量子力學(xué)研究方向范文

有的同學(xué)可能會問，現(xiàn)代社會的通信方式已經(jīng)如此先進(jìn)了，它還有進(jìn)步的空間嗎？答案當(dāng)然是“有”，而且科學(xué)家們早就有了研究方向――量子通信，一種利用量子力學(xué)的全新通信手段。像美國、日本以及歐洲的一些發(fā)達(dá)國家，都已經(jīng)在量子通信方面取得了不錯(cuò)的成績。

對于量子通信的研究，中國自然不甘人后。2016年8月16日，我國成功將世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星（以下簡稱“量子衛(wèi)星”）“墨子號”發(fā)射升空，這標(biāo)志著中國在量子通信的道路上邁出了重要的一步。

什么叫“量子”？

物質(zhì)似乎是可以被無限細(xì)分下去的：分子、原子、原子核、質(zhì)子……但量子理論認(rèn)為，物質(zhì)和能量都存在最小的不可分割的基本單位，這個(gè)基本單位就是“量子”。舉個(gè)例子，光子就是光能量的最小單位，所以不可能存在“半個(gè)光子”。

“墨子號”織就“天地網(wǎng)”

“墨子號”量子衛(wèi)星重約640千克，運(yùn)行在高度約500千米的極地軌道，設(shè)計(jì)壽命為兩年。而這顆量子衛(wèi)星之所以叫作“墨子號”，是因?yàn)槟幼钤缣岢龉饩€沿直線傳播，設(shè)計(jì)了小孔成像實(shí)驗(yàn)，奠定了光通信、量子通信的基礎(chǔ)。以中國古代偉大科學(xué)家的名字命名量子衛(wèi)星，也將提升我們的文化自信。

根據(jù)科學(xué)研究需要，我國目前已建成一個(gè)天地一體化量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括位于太空的“墨子號”量子衛(wèi)星和一個(gè)地面科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)。

中國量子衛(wèi)星首席科學(xué)家潘建偉院士介紹，如果說地面量子通信構(gòu)建了一張連接每個(gè)城市、每個(gè)信息傳輸點(diǎn)的“網(wǎng)”，那么“墨子號”量子衛(wèi)星就像一桿將這張網(wǎng)射向太空的“標(biāo)槍”。當(dāng)這張縱橫寰宇的量子通信“天地網(wǎng)”織就，海量信息將在其中來去如影，并且“無條件”安全。

量子通信的基礎(chǔ)――量子疊加和量子糾纏

量子疊加就是指一個(gè)量子系統(tǒng)可以處在不同量子態(tài)的疊加態(tài)上。這是什么意思呢？就是說一個(gè)粒子的量子態(tài)是同時(shí)處于多種狀態(tài)中的，打一個(gè)不是很恰當(dāng)?shù)谋确?，比如一個(gè)人身處量子世界，那他既是健康狀態(tài)，又是疾病狀態(tài)。不過，當(dāng)你觀察到這個(gè)量子態(tài)的粒子的時(shí)候，它就會表現(xiàn)出確定的狀態(tài)。這就是量子世界的神奇之處。

而關(guān)于量子糾纏，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)量子實(shí)驗(yàn)室的郭光燦院士曾經(jīng)用一個(gè)有趣的比方來形容這種特性。在美國的女兒生下孩子那一瞬間，遠(yuǎn)在中國的媽媽就自動(dòng)升級成外婆，即使這位媽媽自己并不知情。之所以媽媽一定會成為外婆，就是因?yàn)樗团畠褐g有一種“糾纏”關(guān)系。當(dāng)兩個(gè)微觀粒子處于糾纏態(tài)，不論分離多遠(yuǎn)，對其中一個(gè)粒子的量子態(tài)做任何改變，另一個(gè)會立刻感受到，并做出相應(yīng)改變。

量子通信其實(shí)就是利用量子糾纏效應(yīng)進(jìn)行信息傳遞的一種新型的通信方式。我們事先構(gòu)建一對具有糾纏態(tài)的粒子，將兩個(gè)粒子分別放在通信雙方。當(dāng)一端的人觀察到手中的粒子狀態(tài)后，立刻就能得知另一端的人手中的粒子狀態(tài)。再通過一些技術(shù)性操作，不就實(shí)現(xiàn)了某種程度上的信息傳遞了么？

APT技術(shù)功不可沒

2016年8月26日凌晨，興隆量子通信地面站成功實(shí)現(xiàn)了與“墨子號”的天地對接（天上的衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息通道與地面上的通信站數(shù)據(jù)信息通道，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范轉(zhuǎn)換接通，投入運(yùn)行），并接收到850納米的通信信號，是幾個(gè)地面量子通信站中首個(gè)完成對接測試實(shí)驗(yàn)的地面站。

第5篇：量子力學(xué)研究方向范文

1、自然和自然的法則在黑夜中隱藏；上帝說，讓牛頓去吧！于是一切都被照亮。——蒲柏

2、自從牛頓奠定了理論物理學(xué)的基礎(chǔ)以來，物理學(xué)的公理基礎(chǔ)的最偉大變革，是由法拉第、麥克斯韋在電磁現(xiàn)象方面的工作所引起的。——愛因斯坦

3、這是我一生中碰到的最不可思議的事情，就好像你用一顆15英寸的大炮去轟擊一張紙而你竟被反彈回的炮彈擊中一樣。很生動(dòng)地描述了湯姆遜模型碰到的困難，即原子不可能是質(zhì)量均勻分布大小為1埃的球。——盧瑟福

4、弦就好比是應(yīng)該出現(xiàn)在二十一世紀(jì)物理學(xué)的一鴻半爪，偶然掉落在二十世紀(jì)一般。——維敦

5、物理學(xué)家總認(rèn)為你需要著手的只是：給定如此這般的條件下，會冒出什麼結(jié)果？——費(fèi)曼

6、物理學(xué)的任務(wù)是發(fā)現(xiàn)普遍的自然規(guī)律。因?yàn)檫@樣的規(guī)律的最簡單的形式之一表現(xiàn)為某種物理量的不變性，所以對于守恒量的尋求不僅是合理的，而且也是極為重要的研究方向。——勞厄

7、物理定律不能單靠“思維”來獲得，還應(yīng)致力于觀察和實(shí)驗(yàn)。——普朗克

8、我可以很確定的告訴大家：沒有人真正了解量子力學(xué)。——狄拉克

9、萬有引力、電的相互作用和磁的相互作用，可以在很遠(yuǎn)的地方明顯的表現(xiàn)出來，因此用肉眼就可以觀察到；但也許存在另一些相互作用力，他們的距離如此之小，以至無法觀察。——牛頓

10、所有的科學(xué)不是物理學(xué)，就是集郵。——拉塞福

11、實(shí)驗(yàn)物理與理論物理密切相關(guān)搞實(shí)驗(yàn)沒有理論不行但只停留於理論而不去實(shí)驗(yàn)科學(xué)是不會前進(jìn)的。——丁肇中

12、實(shí)驗(yàn)可以推翻理論，而理論永遠(yuǎn)無法推翻試驗(yàn)。——丁肇中

13、判天地之美，析萬物之理。——莊子

14、科學(xué)家不是依賴于個(gè)人的思想，而是綜合了幾千人的智慧，所有的人想一個(gè)問題，并且每人做它的部分工作，添加到正建立起來的偉大知識大廈之中。——Rutherford

15、固執(zhí)于光的舊有理論的人們，最好是從它自身的原理出發(fā)，提出實(shí)驗(yàn)的說明。并且，如果他的這種努力失敗的話，他應(yīng)該承認(rèn)這些事實(shí)。——托馬斯。楊

16、給我一個(gè)支點(diǎn)，可以撬起整個(gè)地球。——阿基米德

17、方程式之美，遠(yuǎn)比符合實(shí)驗(yàn)結(jié)果更重要。——狄拉克

第6篇：量子力學(xué)研究方向范文

1983年出生，2006年獲南京大學(xué)物理系學(xué)士學(xué)位，隨后進(jìn)入中國科學(xué)院理論物理研究所學(xué)習(xí)。2008年赴英國留學(xué)，進(jìn)入劍橋大學(xué)三一學(xué)院，在劍橋大學(xué)天文和宇宙學(xué)研究所攻讀博士學(xué)位。

如果，我們能夠找到一個(gè)可以描述宇宙起源的完整理論，它應(yīng)該可以被所有的人所理解和掌握，而不僅僅是這個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)家。它也意味著，人類理性獲得的巨大成功，和人類透析上帝思考的偉大智慧。

――斯蒂芬?霍金《時(shí)間簡史》

浩渺的宇宙，總是激起人們無限的遐想與追問：宇宙從何而來，宇宙如何演化，宇宙將走向何方，在宇宙中我們是否是孤獨(dú)的人類？要找出這些神秘問題的答案，只能訴諸于復(fù)雜和抽象的物理理論，以及精確的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。當(dāng)我在燦爛的星空下仰望蒼穹，心中升起種種猜想和疑惑時(shí)，一條世界重大科技新聞，將我的目光和興趣聚焦到了天體物理學(xué)和宇宙學(xué)。

在南大確定研究方向

1998年，美國加州大學(xué)伯克利分校和約翰?霍普金斯大學(xué)的2個(gè)研究組，通過對超新星光度距離的研究，發(fā)現(xiàn)了宇宙暗能量的存在。通過分析，他們發(fā)現(xiàn)，距離太陽系遠(yuǎn)處的超新星，正加速向我們離去。從1929年起，哈勃(Edwin Hubble)就告訴人們，遠(yuǎn)處的星系正向我們退行，即宇宙在膨脹。然而由于萬有引力，物質(zhì)之間會不斷地吸引，以及塌縮。因此，人們認(rèn)為宇宙即使膨脹，也應(yīng)該減速膨脹。然而，1998年的發(fā)現(xiàn)卻徹底改變了人們的預(yù)期：星系正在加速向我們離去，宇宙在加速膨脹!

那么，是什么神秘的物質(zhì)驅(qū)動(dòng)宇宙加速膨脹的呢？這便是舉世聞名的“暗能量問題”。

2002年，我進(jìn)入南京大學(xué)學(xué)習(xí)。南大的學(xué)風(fēng)很好，較少受到社會上浮躁之風(fēng)的影響。上大學(xué)期間，物理系組織的針對本科生的報(bào)告，我基本上每一次都去。南大物理系的優(yōu)勢在于凝聚態(tài)物理和微電子物理（應(yīng)用物理），所以報(bào)告基本上都是圍繞這兩方面的內(nèi)容。但對于天體物理和基本粒子物理學(xué)方面的報(bào)告，卻非常少。

凝聚態(tài)物理的報(bào)告，比如納米科學(xué)、晶體生長、磁性材料等等，其實(shí)很有意思。坦率地說，我也學(xué)到了不少東西，但我總感覺這不是我想要研究的。直到2004年，一次報(bào)告將我的視野一下子打開了。這一年，美國宇航局和普林斯頓大學(xué)的WMAP衛(wèi)星實(shí)驗(yàn)組，了該衛(wèi)星測量宇宙學(xué)基本常數(shù)的數(shù)據(jù)，確定了宇宙中暗能量占74%，暗物質(zhì)占22%，可見物質(zhì)只占4%。中國科學(xué)院理論物理研究所的李小源研究員和高能物理研究所的杜東生研究員作了一個(gè)“時(shí)間、空間、物質(zhì)和能量的科學(xué)”的報(bào)告，介紹了國際上這方面的前沿進(jìn)展。他們將微觀世界的基本粒子和整個(gè)宇宙的演化相聯(lián)系，解釋當(dāng)今宇宙的星系、星系團(tuán)結(jié)構(gòu)是如何和宇宙及早期的微觀世界的動(dòng)力學(xué)相聯(lián)系的。那個(gè)晚上精彩的演講，我至今記憶猶新。

我于是便認(rèn)準(zhǔn)了我感興趣的領(lǐng)域。南京大學(xué)離紫金山天文臺（辦公樓在南京市的北京西路，觀測站在紫金山上）不遠(yuǎn)，陸院士領(lǐng)導(dǎo)的天體物理研究組每周都有討論，我爭取每周都前往參加討論，雖然那時(shí)候?qū)τ钪嬷薪Y(jié)構(gòu)形成還不是很清楚，但對于暗物質(zhì)和暗能量問題已有一定的了解。

我決定在畢業(yè)以后去中國科學(xué)院理論物理研究所（以下簡稱“理論所”）去攻讀理論天體物理學(xué)研究生。讓我感到慶幸的是兩件事：（1）我在大學(xué)第四年期間，已經(jīng)把研究生的理論物理學(xué)課程全部跟班學(xué)習(xí)了一遍，并且參加了考試，其中有一門還得了滿分。這讓我在之后的研究過程中有了一定的基礎(chǔ)；（2）由于當(dāng)時(shí)成績還可以，我被保送進(jìn)入理論所讀碩士研究生，這使得我有了大量的時(shí)間去研究和思考一些專業(yè)問題。如果沒被保送而需要參加統(tǒng)考的話，我會花費(fèi)很多時(shí)間去準(zhǔn)備“考研”。我面試的時(shí)候，理論所在全國一共招收20名學(xué)生，如果我沒記錯(cuò)，我當(dāng)時(shí)面試總成績是99分，排名第一。我后來見到了李淼教授（弦理論專家），我還跟他討論過一個(gè)面試時(shí)我遇到的量子力學(xué)的問題。

難忘中國科學(xué)院

我到了中科院理論所之后，并沒有直接進(jìn)入暗物質(zhì)和暗能量的研究，而是花了很長的一段時(shí)間，學(xué)習(xí)廣義相對論的唯一性定理的知識。后來事實(shí)證明，這部分時(shí)間花得不是很值當(dāng)，因?yàn)樵摾碚摰陌l(fā)展已經(jīng)比較成熟，沒有太多可以開拓的空間。我還在宇宙的擾動(dòng)理論方面花了很多的時(shí)間，成效也不是很大。因?yàn)檫@些東西都已經(jīng)被人們非常好地發(fā)展起來了，可做的新東西不多。這時(shí)我開始逐漸地思考，以后的研究該怎樣定位，怎樣才能做一些有新意，比較獨(dú)特的研究。

暗能量的理論問題，人們尚未把它搞清楚，主要的原因是，人們對于真空能(Vacuum Energy)的本質(zhì)還不甚了解，不知道究竟是哪一種基本的量子場，或者是由某種時(shí)空幾何決定的。這其實(shí)是當(dāng)今國際理論物理學(xué)界的頭號難題。因此，在沒有基礎(chǔ)理論上取得根本進(jìn)展的前提下，人們試圖去構(gòu)造一些唯象（即現(xiàn)象學(xué)上的解釋）上的模型，去解釋宇宙的加速膨脹。當(dāng)然，這些模型目前都只是唯象上的近似，并非已經(jīng)得到公認(rèn)的基礎(chǔ)理論。但是研究它們，對于天文觀測也是一種促進(jìn)，因?yàn)槟阒懒瞬煌哪Ｐ蜁幸恍┎灰粯拥挠钪嬗^測的預(yù)言，可以期待著在天文的一些觀測上得到驗(yàn)證或排除。

我花了一段時(shí)間研究了全息暗能量，探討了它在觀測上的一些可能的預(yù)言，以及利用當(dāng)時(shí)最新的天文觀測數(shù)據(jù)（超新星、微波背景輻射等）去限制了這個(gè)模型，并且首先用統(tǒng)計(jì)學(xué)上的貝頁斯證據(jù)(Bayesian Evidence) 去計(jì)算了它與宇宙常熟模型的之差等等。后來，在美國洛杉磯2008年初舉辦的“暗物質(zhì)與暗能量”會議上，我應(yīng)邀報(bào)告了這方面的一些工作。

隨著研究的深入，我逐漸感覺到，要真正地探究這些宇宙中的神秘物質(zhì)，找到宇宙的起源與結(jié)構(gòu)形成的一些實(shí)驗(yàn)上的關(guān)鍵證據(jù)，必須掌握豐富的天文觀測資料，并具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析方法。在這方面，國內(nèi)的研究實(shí)力很有限；應(yīng)該說，不僅是中國，整個(gè)亞洲在這方面的研究都非常薄弱；于是，當(dāng)2008年初我拿到一筆劍橋大學(xué)的獎(jiǎng)學(xué)金時(shí)，我決定赴劍橋大學(xué)留學(xué)。

英國的留學(xué)生活

能來劍橋大學(xué)，實(shí)屬幸運(yùn)。劍橋有一個(gè)研究實(shí)力很強(qiáng)的天文研究所（我現(xiàn)在所在的研究所），幾乎在相關(guān)的領(lǐng)域，研究所都有世界著名的科學(xué)家，比如唐納德?耶丹?貝爾（Donald Lyden-Bell）（星系、黑洞、廣義相對論）、馬丁?里斯（Martin Rees）(宇宙學(xué)、星系)、安德魯?費(fèi)邊（Andrew Fabian）（X射線與黑洞）、羅伯?肯尼卡特（Rob Kennicutt）(恒星形成)，以及我后來的導(dǎo)師喬治?艾夫斯塔修（George Efstathiou）(宇宙學(xué))。就算是一些資歷較淺的研究員也相當(dāng)知名。另外，離研究所不遠(yuǎn)，還有另外2個(gè)研究所：霍金的“理論宇宙學(xué)中心”，以相對論和宇宙弦(Cosmic String)的研究而出名；卡文迪許實(shí)驗(yàn)室(Cavendish Laboratory)的天體物理研究組，以發(fā)現(xiàn)脈沖星和開創(chuàng)射電天文學(xué)而聞名。這些單位之間經(jīng)常會有一些討論。

這幾年天體物理學(xué)的研究方向，主要是宇宙微波背景的研究(Cosmic Microwave Background)，以及星系和星系團(tuán)等宇宙中大尺度結(jié)構(gòu)的形成的研究。為什么人們要研究這些東西呢？主要的原因在于，人們試圖去了解宇宙中結(jié)構(gòu)的形成，即我們所觀察到的星系團(tuán)、星系、恒星系統(tǒng)，究竟是如何演化來的，即動(dòng)力學(xué)上是如何形成的。因此，要想回答這個(gè)問題，有兩個(gè)要素是必須要了解的：星系和恒星體統(tǒng)形成的初條件是如何，以及動(dòng)力學(xué)方程是怎樣的？而宇宙之所以復(fù)雜，就是在于動(dòng)力學(xué)上，有一些很復(fù)雜的、尚未被科學(xué)家搞清楚的物理學(xué)過程（比如重子物質(zhì)如何與暗物質(zhì)發(fā)生相互作用等等），這會給研究結(jié)構(gòu)形成的動(dòng)力學(xué)帶來很多的不確定性。人們所采取的辦法主要有2個(gè)：一是觀測上要掌握大量的實(shí)驗(yàn)資料，尤其是對不同種的星系和恒星系統(tǒng)的資料都要掌握；另外，在理論上，通過數(shù)值模擬，可以計(jì)算那些不同的微觀機(jī)制(比如上面提到的相互作用)，究竟會對最后形成的星系和恒星系統(tǒng)有多大的影響，從而通過與觀測對比，確定下來可能的機(jī)制。在攻讀博士學(xué)位階段，我的一些對星系的速度場的研究，主要遵循的是這個(gè)思路。

另外，對于結(jié)構(gòu)形成初條件的觀測，也是非常的重要，因?yàn)檫@方面的觀測量，會直接影響到對早期宇宙初條件的限制。它所發(fā)生的物理學(xué)過程是這樣的：宇宙在極早期由于量子效應(yīng)會產(chǎn)生一些時(shí)空上的量子漲落，而這些漲落經(jīng)過宇宙的演化會“進(jìn)化”為宇宙中不同物質(zhì)密度的漲落（比如光子、可見物質(zhì)，以及暗物質(zhì)等等）。那么通過對于這些物質(zhì)漲落能譜的觀測，我們就可以推測在宇宙的極早期，究竟是哪些量子效應(yīng)在起作用，從而對宇宙的起源問題給出一些有意義的啟示。這對于理論物理學(xué)家會是非常感興趣的內(nèi)容，因?yàn)槔碚撐锢韺W(xué)面臨的最大問題，即“大統(tǒng)一”問題（Grand Unification Theory），就是要去尋找能夠統(tǒng)一電磁力、弱相互作用、強(qiáng)相互作用力，以及引力的基本理論，而這種理論描述能量極高的物理，而通常的地面的加速器提供不了這么高的能量。但現(xiàn)在天文學(xué)家和宇宙學(xué)家卻有可能在宇宙中，找到驗(yàn)證這些理論的辦法，這當(dāng)然是非常重要的研究方法。沿著這條線，我也持續(xù)在做一些研究工作。

由于衛(wèi)星、地面望遠(yuǎn)鏡等天文觀測手段的不斷加強(qiáng)，有一些領(lǐng)域不斷地受到人們的重視，因?yàn)樗鼈冇锌赡茉谖磥硖峁┮恍┙獯痣y題的關(guān)鍵性的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，比如：

1.再電離（Reionization）：宇宙中的原初星系是如何形成的。

2.引力波（Gravitational Waves）：驗(yàn)證廣義相對論，尋找引力在早期宇宙的效應(yīng)。

3.太陽系外行星問題（Extra-solar Planet）：太陽系外的行星，它們的環(huán)境如何，有沒有生命的存在等等。

這些問題，每一個(gè)都很宏大，都不是人們在幾年內(nèi)就能夠輕易弄明白的，因?yàn)槠渲腥魏我粋€(gè)問題如果能夠被觀測到，都意味著天文學(xué)領(lǐng)域的重大突破。因此我認(rèn)為，我們應(yīng)該時(shí)刻思考著宏偉的物理圖像，并且時(shí)刻注意這方面的觀測和實(shí)驗(yàn)上的突破與新的證據(jù)，以及理論方面的進(jìn)展。

我時(shí)常在想，怎么樣才能真正地認(rèn)識大自然，了解大自然。我逐漸找到了一條方法論，就是去認(rèn)識大自然的結(jié)構(gòu)，認(rèn)識大自然的動(dòng)力學(xué)過程。浩渺的星空，就給了我們無窮無盡的探索的空間，給了人們以“重新發(fā)現(xiàn)”大自然的機(jī)會。從這個(gè)意義上來說，天文學(xué)是一門有著無窮寶藏的的學(xué)科，而人類就像是在撿著貝殼的孩子，去試圖勾勒一片大海的美麗圖景。

第7篇：量子力學(xué)研究方向范文

文章編號：1674-9391（2014）03-0073-03

基金項(xiàng)目：西南民族大學(xué)研究生學(xué)位點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：2013XWD-S0101）。

作者簡介：李元光（1962-），男，哲學(xué)博士，西南民族大學(xué)政治學(xué)院教授，研究方向：宗教哲學(xué)。四川 成都610041

在藏傳佛教博大精深的理論體系（教）與修行體系（證）中，蘊(yùn)含了豐富的哲學(xué)智慧。也正是這一豐富的哲學(xué)智慧，構(gòu)成了藏傳佛教一千多來自我發(fā)展創(chuàng)新之智慧源頭；也正是這一豐富的哲學(xué)智慧，通過歷代論師的深入闡發(fā)和艱辛的創(chuàng)造而“擔(dān)負(fù)起幫助信仰者體悟人的生命真諦的責(zé)任，而且要為眾生覺悟成佛，進(jìn)入涅??之境，最終脫離輪回之苦進(jìn)行哲學(xué)理論論證，也就是扮演著為神學(xué)主旨服務(wù)的角色?！比欢?，如此重要和根本的藏傳佛教哲學(xué)，卻一直沒有得到系統(tǒng)梳理和體系化的呈現(xiàn)。劉俊哲先生所主持的國家社科基金課題的最終成果《藏傳佛教哲學(xué)思想研究》[1]（后簡稱“研究”）填補(bǔ)了這一空白。

“藏傳佛教既是追求出世又在世間，把出世和在世有機(jī)統(tǒng)一起來，所以其哲學(xué)既是世間的哲學(xué)又是出世間的哲學(xué)”。這段文字不僅道出了作者對藏傳佛教的哲學(xué)智慧的精髓的把握，也不僅揭示了宗教的本質(zhì)和靈魂，而且還以最精煉的語言概括了“研究”的自身主題和宏觀思路。

宗教因?yàn)樾叛龆a(chǎn)生。信仰是對彼岸的守望，因而宗教始終是神性的，更是神秘的。然而正如費(fèi)爾巴哈所指出：上帝的本質(zhì)就是人的本質(zhì)，神學(xué)就是人本學(xué)。揭開宗教的神秘面紗，就其本質(zhì)講，真的信仰，乃是人對自我生存的誠念；宗教，不過是人性學(xué)，或者說宗教就是人學(xué)，就是人類的自我完善、自我超越的歷史學(xué)和創(chuàng)造學(xué)。因而，在人類歷史上，每一種人文宗教都既要面對存在的現(xiàn)實(shí)而耕耘現(xiàn)實(shí)，又必朝向未來而守望理想；或者，任何一種宗教都必須以完美的自我理想而引導(dǎo)和規(guī)范現(xiàn)實(shí)。這就是宗教的入世原則和出世精神的對立統(tǒng)一，藏傳佛教亦不例外。劉俊哲先生的《藏傳佛教哲學(xué)思想研究》，其洋洋60余萬字，其實(shí)就是圍繞藏傳佛教的入世原則和出世精神來探討藏傳佛教的豐富哲學(xué)思想智慧，并對其予以爬梳、提煉，再創(chuàng)造性地呈現(xiàn)藏傳佛教所蘊(yùn)含的深刻的哲學(xué)思想體系和方法體系。這種探討和設(shè)計(jì)思路的創(chuàng)新，應(yīng)該是“研究”所體現(xiàn)出來的一大特色。

湯用彤先生曾說：“佛法，亦宗教、亦哲學(xué)。宗教情緒，深存人心，往往以莫須有之史實(shí)為象征，發(fā)揮神妙之作用?！軐W(xué)精微，悟入實(shí)相，古哲慧發(fā)天真，慎思明辨，往往言約旨遠(yuǎn)，取譬雖近，而見道深弘?！盵2]方東美也指出“亦哲學(xué)亦宗教為佛學(xué)的特質(zhì)”[3]更進(jìn)一步講，關(guān)于佛的學(xué)問，它的“致用”的形態(tài)是宗教，它的“致道”的內(nèi)容是哲學(xué)。所以，哲學(xué)與宗教構(gòu)成了佛學(xué)之表里。宗教作為佛學(xué)的致用形態(tài)，敞開為兩個(gè)層面，即在世之用和出世之用：佛學(xué)的在世之用就是為擺脫苦海、走向涅??之佛境而修行與做人；佛學(xué)的出世之用，就是對彼岸的信仰和對來世的想望。佛學(xué)的致道形態(tài)，就是哲學(xué)思想和方法，具體地講，就是形上論、知識論和實(shí)踐論。“研究”就是透過佛學(xué)的致用形態(tài)的系統(tǒng)梳理來揭示佛學(xué)的致道內(nèi)容――即構(gòu)建藏傳佛學(xué)的哲學(xué)思想體系。“研究”圍繞在世和出世兩個(gè)維度的致用而展開對藏傳佛學(xué)之哲學(xué)體系的構(gòu)建，亦體現(xiàn)其自身的創(chuàng)新特征。

首先，對藏傳佛教哲學(xué)體系生成的主題的把握，這個(gè)主題就是性空論：性空論就是藏傳佛教哲學(xué)的一根紅線，將其宇宙論、知識論、心性學(xué)、倫理學(xué)、人生哲學(xué)、修行論等等貫穿起來，形成一個(gè)完整的思想體系的整體：“一句話，離開了空性之智就無法真正理解和把握佛法，提升人的精神境界，脫離輪回之苦也就根本不能實(shí)現(xiàn)。”

其次，藏傳佛教哲學(xué)雖然博大精深，但“研究”以性空為主線，分別從形上學(xué)、知識論和實(shí)踐論三個(gè)方面，對藏傳佛學(xué)哲學(xué)予以多層次、多角度、多側(cè)面的探討，使一個(gè)復(fù)合性的藏傳佛學(xué)哲學(xué)體系得到首次呈現(xiàn)。

其三，揭示藏傳佛教的根本哲學(xué)性質(zhì)，并且其整個(gè)研究都是印證其本有的、相對其它宗教而論卻是獨(dú)有的哲學(xué)性質(zhì)：藏傳佛教就“致道”層面的哲學(xué)而言是反“神創(chuàng)論”的，帶有唯物論性質(zhì)。因?yàn)椴貍鞣鸾陶軐W(xué)直接繼承了印度密宗的六大緣起論，認(rèn)為世界由五大物質(zhì)構(gòu)成，即世界上所有的有情感的生命物，都是由地、水、火、風(fēng)、空五種物質(zhì)實(shí)體所構(gòu)成，并且藏傳佛教中的“六大”中的“識”，同樣是以其“五大”為基礎(chǔ)、為土壤生成出來的。

正是藏傳佛教哲學(xué)的唯物論指向，才形成了藏傳佛教哲學(xué)的合理性?！把芯俊敝赋觯貍鞣鸾陶軐W(xué)的科學(xué)特性，主要體現(xiàn)在它的空性論與現(xiàn)代物理學(xué)的對接性上。“空性論與量子理論雖然屬于宗教與科學(xué)兩個(gè)不同的領(lǐng)域，但不是如同有的學(xué)者認(rèn)為的那樣不可進(jìn)行相互之間的對話。實(shí)際上，它們之間是能夠?qū)υ挼?，因?yàn)槎咧g存在著對話的一定的哲學(xué)基礎(chǔ)：佛教空性論對于一切現(xiàn)象的獨(dú)立存在和最終實(shí)存性的否定，與量子力學(xué)引發(fā)的對主客體關(guān)系、決定論與非決定論等問題的哲學(xué)思考，存在著哲學(xué)上的相似性。因此，量子力學(xué)理論與作為佛教哲學(xué)最高成果之一的佛教空性論展開對話，存在著邏輯上的必然性。”這一觀點(diǎn)同美國Colgate大學(xué)物理與天文學(xué)系的曼斯菲爾德（V.Mansfield）教授“嘗試?yán)斫庵匾暮徒?jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)的哲學(xué)論斷，使得關(guān)于某些量子屬性缺乏獨(dú)立存在的個(gè)別化理論獨(dú)立化，并將其與中觀的空性原理結(jié)合起來”，[4]不謀而合。

“研究”從三個(gè)方面對藏傳佛教的形上學(xué)內(nèi)容予以了歸納和概括：這即是宇宙本原、生成論和本質(zhì)論。

本原論即是本體論，藏傳佛學(xué)的宇宙本體論即是五大論，即地、水、火、風(fēng)、空這五種物質(zhì)，宇宙萬物、生命、包括人的精神（即“識”）都是以此“五大”物質(zhì)形態(tài)為基礎(chǔ)并從此“五大”物質(zhì)形態(tài)中生成出來的。但它又認(rèn)為地、水、火、風(fēng)、空這“五大”物質(zhì)形成的最終根源卻是“因緣”：因緣構(gòu)成藏傳佛學(xué)之宇宙本原論的內(nèi)在根源。緣起才能緣生，“研究”指出，緣生才構(gòu)成藏傳佛教哲學(xué)之宇宙世界萬物生成的的最終根據(jù)，即“只有緣生才是宇宙生成的真正根據(jù)?！?。緣起緣生，緣生“五大”，五大生“識”（包括理念、理、上帝、自我、絕對精神、意志等），地、水、火、風(fēng)、空、識，此六者生成宇宙萬物生命，這就是宇宙生成論?！把芯俊敝赋觯钪嫒f物生成于緣起，而內(nèi)在地規(guī)定其“五大”本體的卻是性空：“性空論就是宇宙萬物的本質(zhì)論?！薄！把芯俊边€指出，藏傳佛教關(guān)于宇宙的性空本質(zhì)論，與希臘前期自然哲學(xué)的“始基”論、唯物主義的“唯物”論、唯心主義的“精神論”完全不同，因?yàn)檫@些本質(zhì)論都只講的是“物質(zhì)或精神就是世界的實(shí)體性本原?！倍貍鞣鸾痰男钥諈s是從有無自性而言的，具體地講，佛教性空論是對獨(dú)立性、單一性和不變性的否定，“性空論尋求宇宙萬有的普遍的本質(zhì)和一切事物的共同性，它既否定了世界是神秘的上帝所創(chuàng)造的創(chuàng)世說，又否定了本質(zhì)是精神性的實(shí)體論的唯心論”，“宇宙間沒有一個(gè)事物不是緣起之物，而都是由眾緣和合而生，又由眾緣分散或消失而滅，即在一定條件下、一定時(shí)間內(nèi)的可變的、暫時(shí)的、相對的存在，而不是永恒的、絕對的不變存在?！?/p>

哲學(xué)形上學(xué)，解決的是存在的問題。對存在的拷問乃目的于生存，因而，通過形上學(xué)而對存在論的構(gòu)建，不過是謀求生存展開認(rèn)知之路而奠定一個(gè)出發(fā)點(diǎn)，一個(gè)參照系，一個(gè)最終依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)、尺度。藏傳佛教哲學(xué)同樣如此，當(dāng)其構(gòu)建起了以緣起為最終根據(jù)、以“五大”為本體、以緣生為動(dòng)力、以性空為本質(zhì)規(guī)定的存在論思想，必然要指向?qū)χR論和實(shí)踐論的構(gòu)建?！把芯俊本褪茄刂@一思路，在系統(tǒng)探討藏傳佛教哲學(xué)的存在論思想的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步深入考察藏傳佛教哲學(xué)的知識論，提煉出藏傳佛教哲學(xué)的知識論體系。最后“研究”從人生論、生死論、倫理道德觀、修行論這四個(gè)方面予以概括，并由此總結(jié)、提煉出藏傳佛教哲學(xué)之實(shí)踐論學(xué)說體系。

第8篇：量子力學(xué)研究方向范文

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)模擬；蒙特卡洛方法；化學(xué)教學(xué)

文章編號：1005－6629(2008)03－0001－03中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

1 引言

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，極大地豐富了科學(xué)研究方法的內(nèi)容。從最初亞里士多德所倡導(dǎo)的推理演繹的理論研究方法，到伽利略的實(shí)驗(yàn)研究方法，人類對于自然的認(rèn)識隨著手段的不斷完善而更加深刻。化學(xué)作為一門核心的自然科學(xué)，在過去的100多年里，創(chuàng)立了研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)和形態(tài)的理論、方法和實(shí)驗(yàn)手段，認(rèn)識了物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系和規(guī)律，合成制備了數(shù)以萬計(jì)的化學(xué)物質(zhì)，為人類認(rèn)識物質(zhì)世界和人類的文明進(jìn)步做出了巨大的貢獻(xiàn)。

然而，20世紀(jì)以來，面對生命科學(xué)、材料科學(xué)、信息科學(xué)等其他學(xué)科迅猛發(fā)展的挑戰(zhàn)和人類對認(rèn)識和改造自然提出的新要求，化學(xué)的發(fā)展趨勢逐漸變?yōu)椋河珊暧^到微觀、定性到定量、穩(wěn)定態(tài)到亞穩(wěn)態(tài)的發(fā)展；由經(jīng)驗(yàn)逐漸上升到用理論來指導(dǎo)設(shè)計(jì)和開拓新的研究領(lǐng)域和思路。同時(shí)，在與其他自然科學(xué)的相互滲透過程中不斷地產(chǎn)生新的研究方向，并向探索生命科學(xué)和宇宙起源的方向發(fā)展。也就是說，化學(xué)正向更加復(fù)雜的方向發(fā)展：系統(tǒng)方面，呈現(xiàn)多組分、多反應(yīng)和多物種的復(fù)雜性特征；結(jié)構(gòu)上，主要是多層次的有序高級結(jié)構(gòu)；過程上的復(fù)雜性主要體現(xiàn)在有復(fù)雜系統(tǒng)參加的化學(xué)反應(yīng)中，而復(fù)雜過程是由時(shí)空、有序地受控等一系列事件構(gòu)成，同時(shí)狀態(tài)變化的復(fù)雜性又是過程復(fù)雜性的表現(xiàn)。在這樣的背景下，常規(guī)的實(shí)驗(yàn)手段和實(shí)驗(yàn)水平已經(jīng)不能完全滿足理論研究的需要，甚至很多方面的研究很難用現(xiàn)有的手段實(shí)現(xiàn)，這就迫切需要一種新的技術(shù)來對實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行補(bǔ)充和深化。

計(jì)算機(jī)作為一種科學(xué)研究的重要工具，自問世以來，已經(jīng)應(yīng)用在自然科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域并由此發(fā)展了許多新的理論與方法?，F(xiàn)在公認(rèn)的是，計(jì)算機(jī)是理論研究的重要補(bǔ)充[1-4]。它可以不加近似的給出某一模型的數(shù)值結(jié)果及直觀圖像，進(jìn)而可以與試驗(yàn)相對照，從而對新理論的提出起到指導(dǎo)作用。所以，計(jì)算機(jī)模擬已經(jīng)不再僅僅是理論物理學(xué)家手中的武器，而逐漸成為實(shí)驗(yàn)化學(xué)家必不可少的工具。隨著計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的日益發(fā)展，化學(xué)研究的手段得到更新的發(fā)展和深化，化學(xué)研究也進(jìn)入了一個(gè)新的階段。

2 計(jì)算機(jī)模擬方法

傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)模擬采用的方法大致分為兩種類型：確定性模擬方法即在統(tǒng)計(jì)物理中稱為分子動(dòng)力學(xué)模擬方法；隨機(jī)模擬方法即蒙特卡洛方法(Monte Carlo)，這兩種方法在微觀模擬領(lǐng)域都起到了重要的作用。在時(shí)間趨于無窮時(shí)，兩種算法是等價(jià)的。

分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算機(jī)模擬是研究復(fù)雜的凝聚態(tài)系統(tǒng)的工具。它是基于牛頓方程。在原子核和電子所構(gòu)成的多體系系統(tǒng)中，其中每一個(gè)原子核都被視為在全部其它原子核和電子作用下運(yùn)動(dòng)，通過計(jì)算機(jī)分析系統(tǒng)中各粒子的受力情況，用經(jīng)典或量子的方法求解系統(tǒng)中各粒子在某時(shí)刻的位置和速度，以確定粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，進(jìn)而計(jì)算整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。這一技術(shù)既能得到原子模擬的運(yùn)動(dòng)軌跡，還能像做實(shí)驗(yàn)一樣進(jìn)行各種觀察。由于分子動(dòng)力學(xué)模擬方法計(jì)算的體系比較大，是目前模擬研究核酸、蛋白質(zhì)等生物大分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)以及配體――受體相互作用的主要方法。

自然界有的過程本身就是隨機(jī)的過程，如物理現(xiàn)象中粒子的衰變過程、粒子在介質(zhì)中的輸運(yùn)過程等。蒙特卡洛方法是通過不斷產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)序列來模擬過程。其基本思想是按照實(shí)際問題所遵循的概率統(tǒng)計(jì)規(guī)律。

用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行直接的抽樣試驗(yàn)，然后計(jì)算其統(tǒng)計(jì)參數(shù)。該方法也通常稱為直接蒙特卡洛模擬法，它充分體現(xiàn)出無可比擬的特殊性和優(yōu)越性，也就是人們所說的“計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)”。

同樣，如果我們用蒙特卡洛方法也可以人為地構(gòu)造出一個(gè)合適的概率模型，依照該模型進(jìn)行大量的統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)，使它的某些統(tǒng)計(jì)參量正好是待求問題的解，這也就是所謂的間接蒙特卡洛方法。

3計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)在化學(xué)中的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)自九十年代初以來發(fā)展迅速，其在新材料的設(shè)計(jì)開發(fā)領(lǐng)域已成為一種十分重要的方法和工具。它不僅能提供定性的描述，而且能模擬出分子體系的一些結(jié)構(gòu)與性能的定量結(jié)果。例如，在研究沸石催化劑的吸附和擴(kuò)散性質(zhì)、溫度對擴(kuò)散系數(shù)的影響、選擇合適的沸石結(jié)構(gòu)時(shí)，計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)就成為一種有力的工具。對尋找可以用于形態(tài)選擇性反應(yīng)的可能的催化劑這方面的工作來說，利用計(jì)算機(jī)建立沸石和被吸附分子的模型，采用分子圖形法(moleculargraphics)可以很快在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示出各種反應(yīng)物或產(chǎn)品的分子與候選的(candidate)沸石孔的形狀與尺徑的匹配程度，用量子力學(xué)或分子動(dòng)力學(xué)研究沸石內(nèi)的分子擴(kuò)散情況可以提供對所顯示的分子圖像的證明，從而選擇有效的催化劑。

隨著非線性科學(xué)突飛猛進(jìn)地發(fā)展，蒙特卡洛方法在化學(xué)上已經(jīng)取得了可喜的進(jìn)展。進(jìn)入九十年代，蒙特卡洛方法在化學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域都已成為研究前沿，這標(biāo)志著化學(xué)一場新的革命的到來。尤其是在實(shí)驗(yàn)和理論上解釋都有一定困難的高聚物微觀機(jī)理方面：如單鏈聚乙烯在特殊情況下化學(xué)鍵的參數(shù)；支鏈含量和長度在共聚烯結(jié)晶中作用；支鏈點(diǎn)對晶體的作用；高分子凝膠網(wǎng)的溶脹平衡等方面的研究[5]，蒙特卡洛方法顯示了其巨大的優(yōu)越性。

活性自由基聚合（CRP or LRP）是近年來高分子合成領(lǐng)域中研究的熱點(diǎn)之一。其特點(diǎn)是通過一個(gè)休眠/活化的平衡反應(yīng)來降低體系中的自由基濃度，從而達(dá)到可控聚合的目的。而這個(gè)間歇休眠的過程是否對聚合產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響是需要關(guān)注的課題。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法只能用13C-NMR來分析聚合物的序列結(jié)構(gòu)，用這樣的方法得到的結(jié)果無法排除引發(fā)、副反應(yīng)及實(shí)驗(yàn)條件的影響。蒙特卡洛模擬很好地解決了這些問題，只要建立合適的模型，就可以用計(jì)算機(jī)模擬實(shí)際接近的反應(yīng)，追蹤到整個(gè)反應(yīng)的進(jìn)程，從而對產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)有相當(dāng)完整的認(rèn)識。

同時(shí)，計(jì)算機(jī)模擬方法不僅局限于科研領(lǐng)域，在工業(yè)生產(chǎn)中也發(fā)揮著巨大的作用。比如對于一個(gè)反應(yīng)釜，利用計(jì)算機(jī)模擬程序，根據(jù)設(shè)定的參數(shù)可以得出生產(chǎn)所需要的壓力，溫度等參數(shù)，省時(shí)省力，節(jié)約了資源。反之，對于相應(yīng)的生產(chǎn)條件可以根據(jù)需要的反應(yīng)參數(shù)來設(shè)計(jì)反應(yīng)釜的大小、數(shù)目、參數(shù)。

4 計(jì)算機(jī)模擬在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)作為一種嶄新的教學(xué)手段，在現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)中顯示出強(qiáng)大的生命力。與傳統(tǒng)的教學(xué)方法相比，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)更加生動(dòng)、直觀，無疑顯示出巨大的優(yōu)勢。例如，用三維動(dòng)畫模擬分別由羧酸和醇脫羥基的兩種反應(yīng)模式，引導(dǎo)學(xué)生觀察化學(xué)鍵的斷裂和重新組合，從而了解到底是羧酸還是醇提供羥基。而本文所討論的計(jì)算機(jī)模擬并不僅局限于模擬演示實(shí)驗(yàn)，利用上述的兩種計(jì)算機(jī)模擬方法可以解決常規(guī)實(shí)驗(yàn)方法較難證明的問題。通常，這種計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)是通過建立一個(gè)理論模型，利用計(jì)算機(jī)語言編寫程序，實(shí)現(xiàn)對研究對象的模擬，通過計(jì)算，與實(shí)驗(yàn)事實(shí)形成對照互補(bǔ)，這樣可以對理論模型給出一個(gè)直觀的印象，加強(qiáng)教學(xué)的效果。同時(shí)，由學(xué)生進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，可以加深對理論模型的理解。例如，用MATLAB語言設(shè)計(jì)編寫蒙特卡洛法處理化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)問題的程序，將所編的程序用于模擬鄰苯二甲酸二甲酯的堿性水解反應(yīng)，用模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果及常規(guī)化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)公式的計(jì)算結(jié)果相比較。事實(shí)證明用蒙特卡洛模擬方法對于預(yù)測反應(yīng)動(dòng)力學(xué)具有較高的準(zhǔn)確性[6]。 再比如，利用計(jì)算機(jī)模擬程序來研究溶劑對化學(xué)凝膠化過程的影響[7]， 建立改進(jìn)的晶格鍵流模型，引進(jìn)緊鄰不飽和單元相互作用參數(shù)Z來描述溶劑的品質(zhì)，模擬的結(jié)果表明，溶劑品質(zhì)對凝膠化時(shí)間、簇平均時(shí)間、簇尺寸分布等有明顯的影響。

在高校的課程中，已經(jīng)有了程序設(shè)計(jì)課程，這為計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的運(yùn)用創(chuàng)造了很好的前提，同時(shí)也增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)和計(jì)算機(jī)的興趣，能夠培養(yǎng)出既能夠從事計(jì)算機(jī)模擬又能掌握化學(xué)原理的復(fù)合型科研人才，適應(yīng)社會的需要。

參考文獻(xiàn)：

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第9篇：量子力學(xué)研究方向范文

[關(guān)鍵詞]光纖通信 多媒體 教學(xué)

[作者簡介]張競秋（1974— ），女，吉林長春人，長春理工大學(xué)通信工程系，講師，碩士，研究方向?yàn)楣饫w通信、通信網(wǎng)理論；樸燕（1964— ），女，朝鮮族，吉林吉林人，長春理工大學(xué)通信工程系，教授，博士，研究方向?yàn)閿?shù)字圖像處理；王宇（1974— ），女，吉林梨樹人，長春理工大學(xué)通信工程系，副教授，博士，研究方向?yàn)閿?shù)字圖像處理。（吉林 長春 130022）

[中圖分類號]G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1004—3985（2012）29—0169—02

“光纖通信”課程是電子信息類本科生的一門重要專業(yè)主干課程，在培養(yǎng)通信工程、電子科學(xué)與技術(shù)、電子信息工程等專業(yè)人才中占有重要地位。該課程結(jié)合光電子和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，系統(tǒng)介紹了現(xiàn)代光纖通信的基本原理、基本概念、基本技術(shù)和基本分析設(shè)計(jì)方法、光纖光纜、通信光器件及光纖通信系統(tǒng)原理等，為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)的光纖通信設(shè)備、光纜線路工程、綜合布線工程、寬帶接入技術(shù)及現(xiàn)代通信技術(shù)等通信專業(yè)課程奠定基礎(chǔ)；同時(shí)，對培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用以前所掌握的通信系統(tǒng)基本知識、數(shù)字通信基本知識等有良好的促進(jìn)作用?！肮饫w通信”課程涉及了諸如通信、材料、固體物理、量子力學(xué)、電子等眾多學(xué)科的內(nèi)容，具有理論基礎(chǔ)深、涉及內(nèi)容廣、知識更新快等特點(diǎn)，是一門基礎(chǔ)理論與工程實(shí)踐聯(lián)系十分緊密的專業(yè)課程。

一、“光纖通信”課程多媒體教學(xué)的現(xiàn)狀

1.過分強(qiáng)調(diào)和依賴多媒體。就“光纖通信”課程來說，其內(nèi)容繁多復(fù)雜，課程內(nèi)容更新較快，而同時(shí)由于教學(xué)改革的需要，課時(shí)普遍不足。在這樣的情況下，大部分教師過分追求教學(xué)進(jìn)度和信息量，使得在“光纖通信”的課堂上經(jīng)常是教師滿堂灌，學(xué)生眼球跟著多媒體課件如過眼云煙地聽課，沒有足夠的理解和記憶的時(shí)間，這樣的多媒體教學(xué)顯然影響學(xué)生對知識的掌握。

2.多媒體課堂主導(dǎo)和主體缺失。在“光纖通信”課程多媒體教學(xué)的課堂上，教師的主要注意力多數(shù)放在了演示和解說上，學(xué)生的主要注意力多數(shù)也只能約束在被動(dòng)地接受上。課堂上忽視了教學(xué)過程中教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的教學(xué)理念。教學(xué)過程中，缺少教師和學(xué)生的交流互動(dòng)，課堂氣氛單調(diào)、枯燥、乏味。這樣的課堂氛圍會使學(xué)生產(chǎn)生厭倦情緒，非常不利于課堂教學(xué)。

3.多媒體使用形式單一。光纖通信課程的內(nèi)容涉及了許多不同類型的知識點(diǎn)，比如理論性較強(qiáng)的光傳輸?shù)幕靖拍?、定理；?shí)踐性較強(qiáng)的光通信器件和設(shè)備；前沿性較強(qiáng)的光通信新技術(shù)等。但在多媒體教學(xué)中反映出來的一個(gè)問題是，多媒體教學(xué)沒有具有針對性地服務(wù)于這些不同類型、不同特點(diǎn)的知識點(diǎn)，而只是放電影似的把教師的教學(xué)課件在課堂上放映一遍。這樣的多媒體教學(xué)形式單一，不能很好地服務(wù)于光纖通信的課堂教學(xué)，無法達(dá)到形式與內(nèi)容的完美統(tǒng)一。

4.多媒體課堂內(nèi)容安排不盡合理。光纖通信課程涉及的知識面較廣，包括了很多學(xué)科的知識，如電子、通信、材料、量子力學(xué)、固體物理等。這就使得在光纖通信課程的教學(xué)過程中必須要很好地把握知識結(jié)構(gòu)和脈絡(luò)、分清主次和各部分知識之間的關(guān)系。而在本課程的多媒體課堂教學(xué)中，有很多教師一味地追求內(nèi)容的廣度，凡是與課程內(nèi)容有牽連的內(nèi)容，不論學(xué)生的接受程度如何統(tǒng)統(tǒng)納入到多媒體課件中來，這就造成了多媒體課堂喧賓奪主，重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容不突出，從而使各部分知識點(diǎn)很難在學(xué)生的頭腦中形成清晰的框架，嚴(yán)重影響了教學(xué)效果。

二、“光纖通信”課程多媒體教學(xué)的探索

1.適量使用多媒體。毋庸置疑，運(yùn)用多媒體教學(xué)是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化教學(xué)的手段之一，但它絕不是教學(xué)現(xiàn)代化的全部。多媒體教學(xué)主要有兩大優(yōu)點(diǎn)，其一是用多媒體教學(xué)比較直觀、生動(dòng)，容易突破重點(diǎn)難點(diǎn)；其二是可以有效擴(kuò)展課堂容量，提高教學(xué)效率，開闊學(xué)生視野。光纖通信課程多媒體教學(xué)中我們要了解運(yùn)用多媒體教學(xué)的目的，適量地使用多媒體，使之真正成為提高教學(xué)質(zhì)量、增強(qiáng)教學(xué)效果的輔助教學(xué)手段。在光纖通信的多媒體課堂教學(xué)中，多媒體教學(xué)目的之一在于要比較直觀地反映一些比較難于理解的基本概念、基本理論，例如對于光傳輸理論中抽象的概念就可以采用動(dòng)畫演示的方法，而在重要公式的推導(dǎo)、重要例題的講解上則不適合采用多媒體講解。這樣在課堂上才能準(zhǔn)確把握課堂節(jié)奏，使學(xué)生既理解了抽象的基本概念又能跟上教師的思路，掌握公式定理的來龍去脈，從而更好地掌握各個(gè)知識點(diǎn)。

2.適時(shí)使用多媒體。課堂教學(xué)是師生共同活動(dòng)的過程。在多媒體課堂教學(xué)中，教師、學(xué)生、教材和媒體四要素必須相互聯(lián)系，相互制約，形成一個(gè)有機(jī)的整體，才能達(dá)到很好的教學(xué)效果。教師是教學(xué)過程中的組織者、指導(dǎo)者、幫助者和促進(jìn)者，而不是知識的灌輸者；學(xué)生是知識意義的主動(dòng)建構(gòu)者，而不是外界刺激的被動(dòng)接受者和知識的被灌輸者；教材中所提供的知識是學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)的對象，而不是教師向?qū)W生灌輸?shù)膬?nèi)容。媒體是創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、協(xié)作、探索和完成知識意義建構(gòu)的認(rèn)知工具，而不是教師灌輸知識的手段和方法?？梢姸嗝襟w輔助教學(xué)仍然要充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用，同時(shí)突出多媒體教學(xué)的輔助功能。“光纖通信”課程既有較強(qiáng)的理論性，又有很強(qiáng)的實(shí)踐應(yīng)用背景，要使學(xué)生掌握必需的基礎(chǔ)理論，同時(shí)又具備動(dòng)手能力，達(dá)到應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，必須采用靈活多樣和行之有效的教學(xué)方法和教學(xué)手段。在“光纖通信”課堂上教師更應(yīng)注重展開互動(dòng)式教學(xué)，不時(shí)地提出一些啟發(fā)性的問題，讓學(xué)生思考，進(jìn)行討論，打開思維。這樣學(xué)生置身于“提出問題（帶著問題）—分析問題—實(shí)際驗(yàn)證（解決問題）—再提出問題” 的循環(huán)中，把教師課堂知識的傳授過程轉(zhuǎn)化為學(xué)生不斷解決問題的過程，不僅可以使學(xué)生對相關(guān)理論有更深刻的認(rèn)識，而且可以使學(xué)生在分析問題、解決問題的能力方面受到訓(xùn)練、得到提高。這就要求在光纖通信的多媒體課堂教學(xué)中要適時(shí)地使用多媒體，使教與學(xué)在不斷互動(dòng)的過程中完成。例如在講解光纖通信技術(shù)起源的內(nèi)容時(shí)要在“光纖技術(shù)的起源—光通信的需求—為什么是光纖—有什么用—要解決什么問題”思路的帶領(lǐng)下逐步深入。首先通過圖片、畫面等展現(xiàn)光通信技術(shù)的起源，然后提出問題：光通信的需求是什么？為什么是光纖？通過學(xué)生和教師的互動(dòng)交流，最后利用多媒體總結(jié)光纖的特點(diǎn)、展示光纖的作用。接下來可以繼續(xù)就“需要解決什么問題”，結(jié)合前面學(xué)生已經(jīng)掌握的知識點(diǎn)展開更進(jìn)一步的討論，從而激發(fā)學(xué)生對后續(xù)內(nèi)容學(xué)習(xí)的興趣。

3.科學(xué)使用多媒體。“光纖通信”課程教學(xué)內(nèi)容分為光纖傳輸理論、光器件、光纖通信系統(tǒng)、光纖通信新技術(shù)四大部分。采用多媒體教學(xué)時(shí)應(yīng)根據(jù)各部分知識的特點(diǎn)科學(xué)地選擇不同形式的多媒體，以便讓學(xué)生更容易接受并掌握知識。光纖傳輸理論這部分內(nèi)容抽象、公式復(fù)雜，如光在光纖中傳輸?shù)牟▌?dòng)原理，其公式推導(dǎo)非常煩瑣抽象，致使學(xué)生理解起來非常困難。在教學(xué)過程中可以采用Matlab軟件將其中的數(shù)學(xué)推導(dǎo)及分析過程簡化，使相應(yīng)分析形象具體地展現(xiàn)給學(xué)生，使學(xué)生能夠理解其中抽象的理論知識。光器件部分主要涉及光纖通信中使用的無源光器件，如光連接器、光定向耦合器、分支器光分差復(fù)用器、光濾波器、隔離器等，以及有源光器件，如激光器、光探測器、光放大器、全光波長變換器、MEMS器件、光開關(guān)、光路由器等。對光器件部分的講授應(yīng)盡量采取理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)方式。在專業(yè)實(shí)驗(yàn)室沒有光通信相關(guān)光器件的情況下，可以通過多媒體手段向?qū)W生展示各類光器件的外觀及應(yīng)用情況，以彌補(bǔ)學(xué)生沒有感性認(rèn)識的缺憾。此外，光纖通信技術(shù)的發(fā)展可以說是伴隨著光通信器件技術(shù)水平的發(fā)展而發(fā)展的，因此在多媒體教學(xué)過程中應(yīng)著重介紹這些光器件的近期研發(fā)現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢。光纖通信系統(tǒng)這部分內(nèi)容分為模擬光纖通信系統(tǒng)和數(shù)字光纖通信系統(tǒng)，主要突出設(shè)計(jì)思想和實(shí)際應(yīng)用，因此最適合采用軟件仿真的演示教學(xué)法，使學(xué)生能夠?qū)饫w通信系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用更直觀地了解，提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。為節(jié)約課堂占用過多時(shí)間，可以采用教師課堂演示仿真過程、講授建模的基本原理和學(xué)生課下自學(xué)仿真方法的方式，通過一些簡單例子，培養(yǎng)學(xué)生對于該部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生對基本原理的掌握，提高各種通信系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)能力。對于光纖通信新技術(shù)這部分內(nèi)容，由于光纖通信的發(fā)展日新月異，其新技術(shù)層出不窮，為有效拓展學(xué)生的知識眼界可以在多媒體教學(xué)過程中采用如下方式：（1）將搜集到的光纖通信新技術(shù)資料以PPT的形式向?qū)W生講授和展示，使學(xué)生對該部分內(nèi)容有具體的了解。（2）視頻播放部分專題科教片，之后讓學(xué)生自由選題撰寫文獻(xiàn)綜述性論文，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

4.合理安排多媒體。就光纖通信課程來說，由于涉及的知識面較廣、技術(shù)更新較快，要在有限的課時(shí)內(nèi)既交代清楚基本理論同時(shí)又能實(shí)時(shí)地介紹新材料、新技術(shù)、新方法，就要求教師在多媒體課堂教學(xué)內(nèi)容安排上精心設(shè)計(jì)、合理安排，做到結(jié)構(gòu)框架清晰、教學(xué)重點(diǎn)突出、教學(xué)難點(diǎn)突破，避免過分追求信息量和新奇特，造成喧賓奪主。例如在光通信用器件課程內(nèi)容上應(yīng)簡潔清晰地反映各種器件的外部特性和實(shí)際應(yīng)用，而避免涉及過多的器件內(nèi)部原理；在光通信新技術(shù)內(nèi)容上，應(yīng)注重采用專題式的按照幾大發(fā)展方向提綱挈領(lǐng)地介紹，應(yīng)避免過分追求面面俱到而沖淡了對課程整體方向的把握。

三、“光纖通信”課程多媒體教學(xué)效果的體現(xiàn)

在光纖通信課程多媒體教學(xué)方法的不斷探索和實(shí)踐過程中，通過合理、適量、適地、適當(dāng)?shù)厥褂枚嗝襟w，調(diào)整多媒體授課方式方法，取得了一些顯著的教學(xué)效果：一是提高了課堂教學(xué)效率，優(yōu)化了課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)。對光纖通信課程繁多復(fù)雜的知識內(nèi)容，在48學(xué)時(shí)有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)，多媒體教學(xué)的合理應(yīng)用使得課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)明顯改善、教學(xué)效率明顯提升。二是突出了課堂教學(xué)重點(diǎn)，突破了課堂教學(xué)難點(diǎn)。特別是對光纖通信課程中光傳輸理論內(nèi)容中較難理解和掌握的基本概念基本理論，課堂效果很好。三是體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位，突出了教師的主導(dǎo)作用。多媒體教學(xué)方法的調(diào)整，改善了以往教學(xué)中教師學(xué)生缺乏互動(dòng)交流、教學(xué)氛圍沉悶、枯燥的現(xiàn)象，課堂教學(xué)異?；钴S。

總之，形式多樣的多媒體教學(xué)，以其自身具有的直觀性、交互性、動(dòng)態(tài)性和多功能等優(yōu)勢，為光纖通信課堂教學(xué)提供了嶄新的教學(xué)手段，在光纖通信課程教學(xué)中起著十分重要的作用。但是任何先進(jìn)的教學(xué)手段都必須通過教師才能發(fā)揮作用，多媒體教學(xué)的使用也必須建立在充分發(fā)揮教師這一“活媒體”功能的基礎(chǔ)之上。教師應(yīng)在用好、用活軟件上多下工夫；在多方法結(jié)合、多手段應(yīng)用上多做文章；在教學(xué)觀念、教學(xué)思想、教學(xué)設(shè)計(jì)上多用氣力，充分發(fā)揮和提升多媒體教學(xué)的優(yōu)勢，使光纖通信的教學(xué)效果進(jìn)一步提升。

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