前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇量子力學(xué)研究方向范文,相信會(huì)為您的寫作帶來(lái)幫助,發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。
關(guān)鍵詞:類比教學(xué)法;量子力學(xué);應(yīng)用探究
中圖分類號(hào):G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2014)24-0100-02
量子力學(xué)作為描寫微觀物質(zhì)結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)與變化規(guī)律的學(xué)科,是現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)之一,而且在化學(xué)和很多近代技術(shù)中也有廣泛應(yīng)用。量子力學(xué)是在舊量子論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,對(duì)于量子數(shù)大到一定的極限的量子系統(tǒng),可以用經(jīng)典理論精確描述。量子力學(xué)、經(jīng)典力學(xué)既有區(qū)別也有聯(lián)系,從這些區(qū)別和聯(lián)系入手可以使學(xué)生更加容易理解量子力學(xué)的新知識(shí)?;诖?,本文在分析量子力學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的相似點(diǎn)的基礎(chǔ)上,探究并實(shí)踐了如何讓學(xué)生加深理解的問(wèn)題。將類比教學(xué)法應(yīng)用于量子力學(xué)的實(shí)踐教學(xué)當(dāng)中,這樣既可以豐富教學(xué)內(nèi)容,提高學(xué)生積極性,又可以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維,同時(shí)還可以鞏固學(xué)生以前學(xué)過(guò)的經(jīng)典物理學(xué)的相關(guān)知識(shí),進(jìn)而能提升量子力學(xué)課教學(xué)質(zhì)量。
一、類比教學(xué)法
類比方法是根據(jù)兩類物理現(xiàn)象在某些性質(zhì)的相同或相似處,推斷出這兩類物理現(xiàn)象的另一些性質(zhì)也相同或相似的一種邏輯推理方法。類比法是專業(yè)術(shù)語(yǔ),指由一類事物所具有的某種屬性,可以推測(cè)與其類似的事物也應(yīng)具有這種屬性的推理方法。在我們學(xué)習(xí)一些十分抽象地看不見(jiàn)、摸不著的物理量時(shí),由于不易理解,我們就拿出一個(gè)大家能看見(jiàn)的且與之很相似的事物來(lái)進(jìn)行對(duì)照學(xué)習(xí)。類比方法強(qiáng)調(diào)在分析、發(fā)現(xiàn)不同事物的共同性質(zhì)的基礎(chǔ)上,把一個(gè)事物的屬性轉(zhuǎn)移到另一類事物上。類比的過(guò)程具有創(chuàng)造性,是科學(xué)家常用的思維方法。
二、量子力學(xué)與經(jīng)典力學(xué)的相似點(diǎn)及類比教學(xué)法的應(yīng)用
物理學(xué)研究的目的是總結(jié)、概括各種不同物質(zhì)在時(shí)空中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,并且把這些規(guī)律用數(shù)學(xué)公式表示出來(lái)。量子力學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的研究對(duì)象不同,而宏觀和微觀物質(zhì)自身性質(zhì)的巨大差異,造成了學(xué)習(xí)量子力學(xué)相比于學(xué)習(xí)經(jīng)典力學(xué)的困難。而另一方面,把量子力學(xué)和經(jīng)典力學(xué)類比,找到它們之間的共同點(diǎn),再進(jìn)一步推理,可以更加容易理解量子力學(xué)理論。在處理物體直線運(yùn)動(dòng)或是自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí),我們自然會(huì)想到在(x,y,z)所組成的空間坐標(biāo)系中,根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)學(xué)定律,分析物體的狀態(tài)隨時(shí)間的變化情況。每一時(shí)刻,物體的位置可以用三維空間里的任何一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)表示出來(lái)。為了方便地處理不同物理問(wèn)題,空間直角坐標(biāo)系可以變換成柱坐標(biāo)系、球坐標(biāo)系。處理物體的碰撞時(shí),把實(shí)驗(yàn)室坐標(biāo)系換成質(zhì)心坐標(biāo)系,利用動(dòng)量守恒原理,也可以使表達(dá)式更加簡(jiǎn)單,易于求解。因此,選擇最佳的坐標(biāo)系,可以讓復(fù)雜的問(wèn)題變的簡(jiǎn)單。在微觀世界中,量子力學(xué)仍然需要在恰當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系中討論物理問(wèn)題。在經(jīng)典力學(xué)中,物體處在某個(gè)狀態(tài)的位置和角動(dòng)量可以被精確的計(jì)算。但是,對(duì)于微觀體系,比如一個(gè)電子在原子中的環(huán)繞原子核運(yùn)動(dòng),它的位置、動(dòng)量不能同時(shí)精確確定。當(dāng)該電子處于定態(tài)時(shí),它的能量不會(huì)隨時(shí)間變化,即它的能量守恒。這時(shí),我們可以把電子放在能量坐標(biāo)系中討論。在數(shù)學(xué)中,希爾伯特空間是歐幾里得空間的一個(gè)推廣,它不再局限于有限維的情形。在量子力學(xué)中,能量坐標(biāo)系被稱為能量表象。量子力學(xué)中常見(jiàn)的表象包括:動(dòng)量表象,能量表象,粒子數(shù)表象等。在矩陣力學(xué)中,把狀態(tài)Ψ看成是一個(gè)列向量。選擇一個(gè)特定的Q表象,就相當(dāng)于選取一個(gè)特定的坐標(biāo)系?!龅谋菊骱瘮?shù)u1(x1),u2(x2),u3(x3)…un(xn)就是這個(gè)表象的基矢,相當(dāng)于笛卡爾坐標(biāo)系的單位矢量i,j,k;波函數(shù)a1(t),a2(t)…an(t),是態(tài)矢量Ψ在Q表象中沿基矢方向的“分量”,正如A沿i,j,k三個(gè)方向的分量是(Ax,Ay,Az)一樣;■本征函數(shù)的歸一性,類似于幾何坐標(biāo)系的i?ij?jk?k1;而本征函數(shù)的正交性,類似于幾何坐標(biāo)系中i?ji?kj?k0[5]。在量子力學(xué)中,■的本征函數(shù)有無(wú)限多,稱態(tài)矢量所在空間是無(wú)限維的希爾伯特空間。由此看來(lái),幾何坐標(biāo)和力學(xué)表象是同一個(gè)概念,只是處理不同的問(wèn)題時(shí),選擇不同的坐標(biāo)系可以減小復(fù)雜程度。在量子力學(xué)中如果知道了狀態(tài)的波函數(shù),那么粒子處于空間某點(diǎn)的幾率,以及力學(xué)量的平均值均可求得,因此說(shuō)波函數(shù)完全描述粒子體系的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。而對(duì)于同一個(gè)狀態(tài),在不同的表象中,有不同的波函數(shù)形式。量子力學(xué)的一種基本假設(shè)是波函數(shù)滿足態(tài)疊加原理:
ψc1ψ1+c2ψ2+K+cnψn (1)
此式的物理意義是量子體系的一般狀態(tài)是所有本征態(tài)的線性疊加。Ψn是體系的可能態(tài),相應(yīng)的概率分別為|ck|2,而且滿足歸一化■c■■1。在經(jīng)典力學(xué)中,伽利略變換可以變換不同的慣性系。量子力學(xué)則借助幺正矩陣來(lái)實(shí)現(xiàn)不同表象之間的變換。那什么是幺正矩陣呢?簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是滿足S+S-1的矩陣稱為幺正矩陣,而由幺正矩陣所表示的變化稱為幺正變換。所以由一個(gè)表象到另一個(gè)表象的變換是幺正變換。如果以F'表示算符■在B表象中的矩陣,F(xiàn)表示■在A表象中的矩陣,則通過(guò)幺正變換可得:F'S-1FS (2) 也就是說(shuō)力學(xué)量F在A表象中的矩陣左右分別乘幺正矩陣的逆矩陣和原矩陣就可以把力學(xué)量F轉(zhuǎn)換到B表象中去。量子力學(xué)和經(jīng)典力學(xué)間的相似點(diǎn)還有很多。量子力學(xué)類比教學(xué)法的核心是,注意強(qiáng)調(diào)量子力學(xué)與經(jīng)典力學(xué)的必然聯(lián)系,引導(dǎo)學(xué)生積極思考、探索量子力學(xué)新知識(shí)的本質(zhì),把新知識(shí)與已經(jīng)掌握的量子力學(xué)知識(shí)類比,深入透徹的理解量子力學(xué)的假設(shè)、定義和公式。
綜上所述,把量子力學(xué)與經(jīng)典力學(xué)做類比,就是要發(fā)掘出、并重點(diǎn)講解它們之間的相似點(diǎn),讓學(xué)生在這些相似點(diǎn)的基礎(chǔ)上,主動(dòng)的思考分辨量子力學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的相同和不同。本文以表象為例,把表象變換與數(shù)學(xué)上幾何坐標(biāo)進(jìn)行了類比,講述了對(duì)表象及其變換的理解??傊?,在講授抽象的量子力學(xué)時(shí),把它和經(jīng)典物理進(jìn)行類比可以幫助學(xué)生更好的理解、掌握新知識(shí),能起到很好的教學(xué)效果,也有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。但類比法不是萬(wàn)能的,要靈活、恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用到位,才能最大程度地發(fā)揮它的積極作用。
參考文獻(xiàn):
[1]呂增建.從量子力學(xué)的建立看類比思維的創(chuàng)新作用[J].力學(xué)與實(shí)踐,2009,(31):90-92.
[2]蔡曉烽.物理教學(xué)中的類比教學(xué)[J].寧德師專學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2010,22(3):323-325.
[3]周世勛.量子力學(xué)教程(第二版)[M].北京:高等教育出版社,2009.
[4]曾謹(jǐn)言.量子力學(xué)教程(第二版)[M].北京:科學(xué)出版社,2008.
[5]趙鳳嬌.對(duì)量子力學(xué)中表象及變換的理解[J].硅谷,2011,(23):17.
[6]郭華.用類比方法討論量子力學(xué)問(wèn)題[J].中央民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2013,2(2):45-50.
單位代碼
80009
單位地址
北京市玉泉路19號(hào)(乙)
郵政編碼
100049
聯(lián)系部門
研招辦
聯(lián)系電話
010-88235646/5208
聯(lián)系人
保增寬
電子郵件
baozk@ihep.ac.cn;yjsb@ihep.ac.cn
目錄類別
博士
網(wǎng)址
ihep.cas.cn
學(xué)科、專業(yè)名稱(代碼)研究方向
指導(dǎo)教師
預(yù)計(jì)招生人數(shù)
考試科目
備注
070201 理論物理
80
01 粒子物理理論
王建雄
①1001英語(yǔ)一②2274粒子物理(甲)③3402量子場(chǎng)論(乙)
張新民
①1001英語(yǔ)一②2246廣義相對(duì)論(甲)或2295群論(甲)③3402量子場(chǎng)論(乙)
呂才典
①1001英語(yǔ)一②2274粒子物理(甲)③3402量子場(chǎng)論(乙)
黃梅
①1001英語(yǔ)一②2274粒子物理(甲)③3232廣義相對(duì)論(乙)或3402量子場(chǎng)論(乙)
陳瑩
①1001英語(yǔ)一②2274粒子物理(甲)③3402量子場(chǎng)論(乙)
賈宇
同上
邢志忠
同上
凌意
①1001英語(yǔ)一②2246廣義相對(duì)論(甲)③3402量子場(chǎng)論(乙)或3456群論(乙)
02 原子核物理理論
董宇兵
①1001英語(yǔ)一②2207高等量子力學(xué)(甲)③3402量子場(chǎng)論(乙)或3904原子核理論(乙)
鄒冰松
同上
趙強(qiáng)
同上
王平
同上
03 數(shù)學(xué)物理理論
常哲
①1001英語(yǔ)一②2261微分幾何(甲)或2295群論(甲)③3402量子場(chǎng)論(乙)
黃超光
①1001英語(yǔ)一②2246廣義相對(duì)論(甲)③3456群論(乙)或3710微分幾何(乙)
凌意
同上
04 粒子宇宙學(xué)理論
張新民
①1001英語(yǔ)一②2246廣義相對(duì)論(甲)或2295群論(甲)③3402量子場(chǎng)論(乙)
05 強(qiáng)子物理理論
鄒冰松
①1001英語(yǔ)一②2274粒子物理(甲)③3402量子場(chǎng)論(乙)
黃梅
同上
趙強(qiáng)
同上
賈宇
同上
王平
同上
070202 粒子物理與原子核物理
01 粒子物理實(shí)驗(yàn)
陳國(guó)明
①1001英語(yǔ)一②2146粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(甲)③3397粒子物理(乙)
陳江川
①1001英語(yǔ)一②2001高等電動(dòng)力學(xué)(甲)或2146粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(甲)③3406量子力學(xué)(乙)或3471軟件基礎(chǔ)(乙)
李海波
①1001英語(yǔ)一②2146粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(甲)③3397粒子物理(乙)或3402量子場(chǎng)論(乙)
沈肖雁
同上
衡月昆
同上
張家文
同上
楊長(zhǎng)根
①1001英語(yǔ)一②2001高等電動(dòng)力學(xué)(甲)或2146粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(甲)③3397粒子物理(乙)或3406量子力學(xué)(乙)
陳和生
①1001英語(yǔ)一②2146粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(甲)③3397粒子物理(乙)或3402量子場(chǎng)論(乙)
胡濤
同上
王貽芳
同上
曹俊
同上
金山
同上
劉懷民
同上
何康林
同上
陳元柏
①1001英語(yǔ)一②2146粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(甲)③3397粒子物理(乙)或3406量子力學(xué)(乙)
婁辛丑
①1001英語(yǔ)一②2229量子力學(xué)(甲)③3397粒子物理(乙)或3399粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(乙)
胡海明
①1001英語(yǔ)一②2274粒子物理(甲)③3399粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(乙)或3406量子力學(xué)(乙)
呂軍光
①1001英語(yǔ)一②2146粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(甲)③3397粒子物理(乙)或3402量子場(chǎng)論(乙)
榮剛
同上
季曉斌
同上
歐陽(yáng)群
同上
苑
同上
張景芝
①1001英語(yǔ)一②2274粒子物理(甲)③3402量子場(chǎng)論(乙)
董燎原
①1001英語(yǔ)一②2146粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(甲)③3397粒子物理(乙)或3402量子場(chǎng)論(乙)
房雙世
①1001英語(yǔ)一②2146粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(甲)或2274粒子物理(甲)③3406量子力學(xué)(乙)
02 探測(cè)器物理
胡濤
①1001英語(yǔ)一②2146粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(甲)③3397粒子物理(乙)或3402量子場(chǎng)論(乙)
陳元柏
①1001英語(yǔ)一②2146粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(甲)③3397粒子物理(乙)或3406量子力學(xué)(乙)
呂軍光
①1001英語(yǔ)一②2146粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(甲)③3397粒子物理(乙)或3402量子場(chǎng)論(乙)
歐陽(yáng)群
同上
婁辛丑
①1001英語(yǔ)一②2229量子力學(xué)(甲)③3397粒子物理(乙)或3399粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(乙)
03 高能物理計(jì)算
陳江川
①1001英語(yǔ)一②2001高等電動(dòng)力學(xué)(甲)或2146粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(甲)③3406量子力學(xué)(乙)或3471軟件基礎(chǔ)(乙)
李衛(wèi)東
①1001英語(yǔ)一②2146粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(甲)③3397粒子物理(乙)或3402量子場(chǎng)論(乙)
劉懷民
同上
何康林
同上
季曉斌
同上
董燎原
同上
04 宇宙線物理
曹臻
①1001英語(yǔ)一②2001高等電動(dòng)力學(xué)(甲)或2146粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(甲)③3397粒子物理(乙)
陳國(guó)明
①1001英語(yǔ)一②2146粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(甲)③3397粒子物理(乙)
姚志國(guó)
①1001英語(yǔ)一②2146粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(甲)③3397粒子物理(乙)或3402量子場(chǎng)論(乙)
何會(huì)海
①1001英語(yǔ)一②2106天體輻射過(guò)程(甲)或2146粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(甲)③3156高等電動(dòng)力學(xué)(乙)或3315計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)(乙)或3790現(xiàn)代核電子學(xué)(乙)
盧紅
①1001英語(yǔ)一②2001高等電動(dòng)力學(xué)(甲)或2274粒子物理(甲)③3406量子力學(xué)(乙)
胡紅波
①1001英語(yǔ)一②2001高等電動(dòng)力學(xué)(甲)或2146粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(甲)③3397粒子物理(乙)或3406量子力學(xué)(乙)
黃晶
同上
05 高能天體物理
李惕碚
①1001英語(yǔ)一②2001高等電動(dòng)力學(xué)(甲)或2146粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(甲)③3406量子力學(xué)(乙)
王煥玉
①1001英語(yǔ)一②2146粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(甲)③3406量子力學(xué)(乙)或3790現(xiàn)代核電子學(xué)(乙)
王建民
①1001英語(yǔ)一②2001高等電動(dòng)力學(xué)(甲)或2106天體輻射過(guò)程(甲)③3406量子力學(xué)(乙)
陳勇
①1001英語(yǔ)一②2306現(xiàn)代核電子學(xué)(甲)或2336軟件基礎(chǔ)(甲)③3315計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)(乙)或3661天體輻射過(guò)程(乙)或3918真空技術(shù)(乙)
屈進(jìn)祿
①1001英語(yǔ)一②2001高等電動(dòng)力學(xué)(甲)或2106天體輻射過(guò)程(甲)③3397粒子物理(乙)或3399粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(乙)或3406量子力學(xué)(乙)
張澍
①1001英語(yǔ)一②2106天體輻射過(guò)程(甲)或2229量子力學(xué)(甲)③3315計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)(乙)或3399粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(乙)或3790現(xiàn)代核電子學(xué)(乙)
盧方軍
①1001英語(yǔ)一②2001高等電動(dòng)力學(xué)(甲)或2106天體輻射過(guò)程(甲)③3406量子力學(xué)(乙)
宋黎明
①1001英語(yǔ)一②2001高等電動(dòng)力學(xué)(甲)或2106天體輻射過(guò)程(甲)③3399粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(乙)或3406量子力學(xué)(乙)
吳伯冰
①1001英語(yǔ)一②2146粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(甲)③3661天體輻射過(guò)程(乙)或3790現(xiàn)代核電子學(xué)(乙)
張雙南
①1001英語(yǔ)一②2001高等電動(dòng)力學(xué)(甲)或2106天體輻射過(guò)程(甲)③3406量子力學(xué)(乙)
黃晶
①1001英語(yǔ)一②2001高等電動(dòng)力學(xué)(甲)或2146粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(甲)③3397粒子物理(乙)或3406量子力學(xué)(乙)
06 核方法及其應(yīng)用
衡月昆
①1001英語(yǔ)一②2146粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(甲)③3397粒子物理(乙)或3402量子場(chǎng)論(乙)
張家文
同上
魏龍
①1001英語(yǔ)一②2229量子力學(xué)(甲)③3205固體物理(乙)或3245核技術(shù)基礎(chǔ)(乙)或3399粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(乙)
葉銘漢
①1001英語(yǔ)一②2146粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(甲)③3406量子力學(xué)(乙)
呂軍光
①1001英語(yǔ)一②2146粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(甲)③3397粒子物理(乙)或3402量子場(chǎng)論(乙)
吳伯冰
①1001英語(yǔ)一②2146粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(甲)③3661天體輻射過(guò)程(乙)或3790現(xiàn)代核電子學(xué)(乙)
07 粒子加速器物理
高杰
①1001英語(yǔ)一②2001高等電動(dòng)力學(xué)(甲)或2313微波技術(shù)(甲)③3341加速器物理(乙)
唐靖宇
同上
王九慶
同上
王生
同上
秦慶
同上
徐剛
同上
08 同步輻射技術(shù)方法
冼鼎昌
①1001英語(yǔ)一②2001高等電動(dòng)力學(xué)(甲)或2229量子力學(xué)(甲)③3205固體物理(乙)或3406量子力學(xué)(乙)
09 材料物性研究
冼鼎昌
同上
10 核醫(yī)學(xué)成像技術(shù)及應(yīng)用
單保慈
①1001英語(yǔ)一②2146粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(甲)或2322腦功能成像(甲)③3245核技術(shù)基礎(chǔ)(乙)或3471軟件基礎(chǔ)(乙)或3600數(shù)字圖像處理(乙)
魏龍
①1001英語(yǔ)一②2229量子力學(xué)(甲)③3205固體物理(乙)或3315計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)(乙)或3399粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(乙)
唐孝威
①1001英語(yǔ)一②2146粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(甲)或2322腦功能成像(甲)③3245核技術(shù)基礎(chǔ)(乙)或3471軟件基礎(chǔ)(乙)或3600數(shù)字圖像處理(乙)
070205 凝聚態(tài)物理
01 同步輻射應(yīng)用及實(shí)驗(yàn)方法研究
吳自玉
①1001英語(yǔ)一②2001高等電動(dòng)力學(xué)(甲)或2229量子力學(xué)(甲)③3173高等物理光學(xué)(乙)或3205固體物理(乙)
劉鵬
①1001英語(yǔ)一②2001高等電動(dòng)力學(xué)(甲)或2330高等物理光學(xué)(甲)③3205固體物理(乙)
胡天斗
①1001英語(yǔ)一②2056固體物理(甲)或2295群論(甲)③3173高等物理光學(xué)(乙)或3406量子力學(xué)(乙)
姜曉明
①1001英語(yǔ)一②2001高等電動(dòng)力學(xué)(甲)或2330高等物理光學(xué)(甲)③3205固體物理(乙)
董宇輝
①1001英語(yǔ)一②2001高等電動(dòng)力學(xué)(甲)或2229量子力學(xué)(甲)③3205固體物理(乙)
伊福廷
①1001英語(yǔ)一②2056固體物理(甲)或2338核技術(shù)基礎(chǔ)(甲)③3315計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)(乙)或3471軟件基礎(chǔ)(乙)或3918真空技術(shù)(乙)
陶冶
①1001英語(yǔ)一②2229量子力學(xué)(甲)或2330高等物理光學(xué)(甲)③3205固體物理(乙)或3949材料化學(xué)(乙)
奎熱西
①1001英語(yǔ)一②2056固體物理(甲)或2229量子力學(xué)(甲)③3156高等電動(dòng)力學(xué)(乙)或3399粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(乙)或3456群論(乙)
吳忠華
①1001英語(yǔ)一②2056固體物理(甲)或2229量子力學(xué)(甲)③3156高等電動(dòng)力學(xué)(乙)或3173高等物理光學(xué)(乙)或3399粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(乙)
02 核技術(shù)方法物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究
王寶義
①1001英語(yǔ)一②2056固體物理(甲)或2207高等量子力學(xué)(甲)③3315計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)(乙)或3406量子力學(xué)(乙)或3790現(xiàn)代核電子學(xué)(乙)
陶舉洲
①1001英語(yǔ)一②2229量子力學(xué)(甲)或2342分析化學(xué)(甲)③3205固體物理(乙)或3315計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)(乙)或3949材料化學(xué)(乙)
03 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及功能研究
劉鵬
①1001英語(yǔ)一②2001高等電動(dòng)力學(xué)(甲)或2330高等物理光學(xué)(甲)③3205固體物理(乙)
董宇輝
①1001英語(yǔ)一②2001高等電動(dòng)力學(xué)(甲)或2229量子力學(xué)(甲)③3205固體物理(乙)
李敬源
同上
劉全勝
①1001英語(yǔ)一②2340生物化學(xué)(甲)③3136分析化學(xué)(乙)或3949材料化學(xué)(乙)
04 新材料的同步輻射研究
吳自玉
①1001英語(yǔ)一②2001高等電動(dòng)力學(xué)(甲)或2229量子力學(xué)(甲)③3173高等物理光學(xué)(乙)或3205固體物理(乙)
陶冶
①1001英語(yǔ)一②2056固體物理(甲)或2229量子力學(xué)(甲)③3173高等物理光學(xué)(乙)或3949材料化學(xué)(乙)
奎熱西
①1001英語(yǔ)一②2001高等電動(dòng)力學(xué)(甲)或2229量子力學(xué)(甲)③3173高等物理光學(xué)(乙)或3205固體物理(乙)或3456群論(乙)
吳忠華
①1001英語(yǔ)一②2056固體物理(甲)或2229量子力學(xué)(甲)③3156高等電動(dòng)力學(xué)(乙)或3173高等物理光學(xué)(乙)或3949材料化學(xué)(乙)
張靜1
①1001英語(yǔ)一②2344材料化學(xué)(甲)③3205固體物理(乙)
070207 光學(xué)
01 X射線成像理論及方法
朱佩平
①1001英語(yǔ)一②2325數(shù)字圖像處理(甲)或2330高等物理光學(xué)(甲)③3156高等電動(dòng)力學(xué)(乙)或3205固體物理(乙)或3406量子力學(xué)(乙)
02 同步輻射光學(xué)技術(shù)及應(yīng)用
朱佩平
同上
070301 無(wú)機(jī)化學(xué)
01 元素化學(xué)與金屬組學(xué)
柴之芳
①1001英語(yǔ)一②2340生物化學(xué)(甲)或2342分析化學(xué)(甲)③3245核技術(shù)基礎(chǔ)(乙)或3949材料化學(xué)(乙)
豐偉悅
同上
劉宇
同上
王東琪
同上
02 環(huán)境與健康
張智勇
同上
03 納米化學(xué)與納米材料
趙宇亮
同上
孫寶云
同上
吳海臣
同上
高興發(fā)
同上
魏鐘晴
同上
0703Z2 生物無(wú)機(jī)化學(xué)
01 納米生物效應(yīng)
高興發(fā)
①1001英語(yǔ)一②2340生物化學(xué)(甲)或2342分析化學(xué)(甲)③3245核技術(shù)基礎(chǔ)(乙)或3949材料化學(xué)(乙)
趙宇亮
同上
孫寶云
同上
高學(xué)云
同上
邢更妹
同上
秘曉林
同上
02 納米生物檢測(cè)與成像
高學(xué)云
同上
魏鐘晴
同上
03 環(huán)境健康與化學(xué)生物學(xué)
吳海臣
同上
王東琪
同上
張智勇
同上
豐偉悅
同上
081203 計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)
01 大規(guī)模數(shù)據(jù)共享
陳剛
①1001英語(yǔ)一②2333計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)(甲)③3471軟件基礎(chǔ)(乙)
02 數(shù)據(jù)處理環(huán)境及軟件
孫功星
同上
03 網(wǎng)格技術(shù)
孫功星
同上
陳剛
同上
04 網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)
孫功星
同上
陳剛
同上
劉寶旭
同上
082703 核技術(shù)及應(yīng)用
01 加速器磁鐵與電源技術(shù)
張旌
①1001英語(yǔ)一②2310自動(dòng)控制理論(甲)③3315計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)(乙)或3341加速器物理(乙)
康文
①1001英語(yǔ)一②2001高等電動(dòng)力學(xué)(甲)③3341加速器物理(乙)
程健
①1001英語(yǔ)一②2310自動(dòng)控制理論(甲)③3315計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)(乙)或3341加速器物理(乙)
02 加速器高頻與微波技術(shù)
潘衛(wèi)民
①1001英語(yǔ)一②2001高等電動(dòng)力學(xué)(甲)或2180加速器物理(甲)③3703微波技術(shù)(乙)或3968自動(dòng)控制理論(乙)
裴國(guó)璽
①1001英語(yǔ)一②2313微波技術(shù)(甲)③3341加速器物理(乙)
戴建枰
①1001英語(yǔ)一②2001高等電動(dòng)力學(xué)(甲)或2180加速器物理(甲)③3703微波技術(shù)(乙)或3968自動(dòng)控制理論(乙)
侯汨
①1001英語(yǔ)一②2313微波技術(shù)(甲)③3341加速器物理(乙)
孫虹
①1001英語(yǔ)一②2313微波技術(shù)(甲)③3341加速器物理(乙)或3968自動(dòng)控制理論(乙)
趙風(fēng)利
①1001英語(yǔ)一②2313微波技術(shù)(甲)③3341加速器物理(乙)
史戎堅(jiān)
同上
池云龍
同上
沈莉
①1001英語(yǔ)一②2310自動(dòng)控制理論(甲)③3315計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)(乙)或3341加速器物理(乙)
03 加速器真空技術(shù)
董海義
①1001英語(yǔ)一②2001高等電動(dòng)力學(xué)(甲)或2180加速器物理(甲)③3918真空技術(shù)(乙)
04 加速器控制與束測(cè)技術(shù)
曹建社
①1001英語(yǔ)一②2001高等電動(dòng)力學(xué)(甲)或2313微波技術(shù)(甲)③3341加速器物理(乙)或3399粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(乙)
孔祥成
①1001英語(yǔ)一②2310自動(dòng)控制理論(甲)③3315計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)(乙)或3471軟件基礎(chǔ)(乙)或3790現(xiàn)代核電子學(xué)(乙)
王春紅
①1001英語(yǔ)一②2333計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)(甲)③3471軟件基礎(chǔ)(乙)或3968自動(dòng)控制理論(乙)
雷革
①1001英語(yǔ)一②2310自動(dòng)控制理論(甲)或2333計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)(甲)③3341加速器物理(乙)或3471軟件基礎(chǔ)(乙)或3790現(xiàn)代核電子學(xué)(乙)
05 加速器低溫超導(dǎo)技術(shù)
戴建枰
①1001英語(yǔ)一②2319低溫物理與超導(dǎo)(甲)③3341加速器物理(乙)或3703微波技術(shù)(乙)
李少鵬
①1001英語(yǔ)一②2319低溫物理與超導(dǎo)(甲)③3315計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)(乙)或3918真空技術(shù)(乙)
朱自安
同上
06 輻射防護(hù)技術(shù)
王慶斌
①1001英語(yǔ)一②2301原子核理論(甲)或2338核技術(shù)基礎(chǔ)(甲)③3399粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(乙)或3790現(xiàn)代核電子學(xué)(乙)
07 核電子學(xué)與核探測(cè)技術(shù)
劉振安
①1001英語(yǔ)一②2306現(xiàn)代核電子學(xué)(甲)③3315計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)(乙)或3399粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(乙)
朱科軍
①1001英語(yǔ)一②2146粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(甲)或2333計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)(甲)③3471軟件基礎(chǔ)(乙)或3790現(xiàn)代核電子學(xué)(乙)
王錚
①1001英語(yǔ)一②2306現(xiàn)代核電子學(xué)(甲)③3205固體物理(乙)或3315計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)(乙)或3399粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(乙)
趙京偉
①1001英語(yǔ)一②2146粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(甲)③3790現(xiàn)代核電子學(xué)(乙)
江曉山
①1001英語(yǔ)一②2306現(xiàn)代核電子學(xué)(甲)③3205固體物理(乙)或3315計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)(乙)或3399粒子物理與核物理實(shí)驗(yàn)方法(乙)
08 同步輻射實(shí)驗(yàn)技術(shù)及應(yīng)用
盛偉繁
①1001英語(yǔ)一②2330高等物理光學(xué)(甲)③3968自動(dòng)控制理論(乙)
09 精密機(jī)械工程
屈化民
①1001英語(yǔ)一②2180加速器物理(甲)或2316真空技術(shù)(甲)③3315計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)(乙)或3968自動(dòng)控制理論(乙)
朱自安
①1001英語(yǔ)一②2310自動(dòng)控制理論(甲)或2316真空技術(shù)(甲)③3061低溫物理與超導(dǎo)(乙)或3315計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)(乙)
關(guān)鍵詞:基礎(chǔ)量子化學(xué) 教學(xué)實(shí)踐 教學(xué)改革
量子化學(xué)是高等師范院校化學(xué)專業(yè)為碩士研究生開(kāi)設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,其任務(wù)是使學(xué)生利用量子力學(xué)的基本原理和方法掌握微觀物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律,探索物質(zhì)的結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系[1,2]。目前,量子化學(xué)理論已愈來(lái)愈廣泛地應(yīng)用到化學(xué)各個(gè)分支學(xué)科領(lǐng)域中,并滲透到其他自然學(xué)科中,從而使量子化學(xué)的教學(xué)在整個(gè)化學(xué)專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中的重要性日益增加。但它涉及面廣,內(nèi)容比較抽象,且具有極強(qiáng)的理論性,同時(shí)要求學(xué)生具有較強(qiáng)的空間思維能力,因而量子化學(xué)教學(xué)不僅對(duì)教師提出較高的素質(zhì)要求,而且對(duì)教學(xué)方法提出新的課題。下面我結(jié)合多年來(lái)在量子化學(xué)教學(xué)改革中的探索和嘗試,談?wù)劷虒W(xué)感受和體會(huì)。
三、開(kāi)展第二課堂,培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算技能
為了讓學(xué)生把學(xué)到的量子化學(xué)理論運(yùn)用到研究中,掌握一些專業(yè)軟件的計(jì)算技巧,教師可利用課余時(shí)間開(kāi)展第二課堂,為學(xué)生提供一個(gè)學(xué)習(xí)和實(shí)踐的平臺(tái),給他們創(chuàng)造更多的鍛煉機(jī)會(huì)。例如,搞有機(jī)合成的研究生,根據(jù)專業(yè)需要可以讓這些學(xué)生學(xué)會(huì)過(guò)渡態(tài)的尋找和優(yōu)化,通過(guò)理論計(jì)算探索反應(yīng)機(jī)理,能預(yù)測(cè)最佳反應(yīng)通道,為他們的研究方向提供理論支持;研究方向是無(wú)機(jī)配位化學(xué),可以讓這些學(xué)生學(xué)習(xí)一些金屬配合物的計(jì)算方法,學(xué)習(xí)配合物電子吸收光譜、熒光光譜及磁性的計(jì)算,這些計(jì)算結(jié)果對(duì)合成具有特殊性能的配合物都是很有幫助的。在第二課堂中,也可以讓基礎(chǔ)較好的學(xué)生參與到自己的科研活動(dòng)中,承擔(dān)一部分力所能及的科研課題,使學(xué)生科研能力得到鍛煉,激發(fā)他們的科研熱情,拓寬他們的視野,同時(shí)自己通過(guò)學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng),找到自己課堂教學(xué)中的不足。第二課堂的開(kāi)展,不僅把學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)轉(zhuǎn)化成學(xué)生認(rèn)識(shí)和解決實(shí)際問(wèn)題的能力,更重要的是教師身上這些品質(zhì)能夠言傳身教地影響學(xué)生,從而使學(xué)生具備創(chuàng)造的興趣和素質(zhì)。
四、結(jié)語(yǔ)
量子化學(xué)的教學(xué)改革取得了一定的效果,首先學(xué)生克服了量子化學(xué)難學(xué)的畏難心理,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)量子化學(xué)的激情,可以在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)達(dá)到較好的教學(xué)效果;其次,通過(guò)開(kāi)展第二課堂,將量子化學(xué)理論與科研實(shí)例有機(jī)地結(jié)合起來(lái),培養(yǎng)了學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題及科研創(chuàng)新的能力。
參考文獻(xiàn):
>> 地方普通高校開(kāi)展雙語(yǔ)教學(xué)的思考 地方性普通高校雙語(yǔ)教學(xué)中的若干問(wèn)題分析 普通高校體育專業(yè)學(xué)生的雙語(yǔ)教學(xué)探索 普通高校法學(xué)雙語(yǔ)教學(xué)的困境與出路 地方普通高校旅游管理專業(yè)開(kāi)展雙語(yǔ)教學(xué)的SWOT分析 談普通高校聲樂(lè)教學(xué)改革的探索 試論地方普通高校專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)的研究與實(shí)踐 普通高校體育課程教學(xué)的改革與探索 普通高?!队袡C(jī)化學(xué)》教學(xué)改革的探索與實(shí)踐 普通高校體育“三自主”教學(xué)改革的探索與分析 普通高校雙語(yǔ)教學(xué)實(shí)踐與策略 普通高校雙語(yǔ)教學(xué)現(xiàn)狀與反思 普通高校體育教學(xué)改革的對(duì)策研究 普通高校武術(shù)教學(xué)的改革研究 普通高校體育教學(xué)改革的實(shí)踐研究 地方普通高校專業(yè)使命教育探索與實(shí)踐 普通高校游泳教學(xué)模式的改革與實(shí)踐 普通高校體育教學(xué)模式的改革與探究 地方普通高校量子力學(xué)教學(xué)探索 普通高校雙語(yǔ)教學(xué)的目標(biāo)及達(dá)標(biāo)建議 常見(jiàn)問(wèn)題解答 當(dāng)前所在位置:l
2.http:///zong_he_870/20120330/t20120330_760603.shtml
3.呂小艷.論促進(jìn)地方綜合大學(xué)雙語(yǔ)教材建設(shè)[J]. 中國(guó)成人教育, 2008年9月
4.雙語(yǔ)教學(xué)課程設(shè)置研究-以本科院校工科專業(yè)為例[J]. 教育理論與實(shí)踐, 2011年33期
5.工科專業(yè)雙語(yǔ)教材的編寫出版模式―《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》雙語(yǔ)教材的啟示[J]. 科技與出版, 2010年 第8期
作者簡(jiǎn)介:夏凌,女,(1962.11-),籍貫:四川成都,博士,副教授。工作單位:西華大學(xué)電氣信息學(xué)院 610039,研究方向:信息與信號(hào)處理。
陽(yáng)小明, 男,(1972.3-),籍貫:四川德陽(yáng),碩士,副教授。工作單位:西華大學(xué) 電氣信息學(xué)院 610039,研究方向:集成電路與功率器件
項(xiàng)目名稱:2011年四川省高等教育“質(zhì)量工程”專項(xiàng)項(xiàng)目
項(xiàng)目代碼:70005020344
項(xiàng)目名稱:西華大學(xué)信息工程特色專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目
項(xiàng)目代碼:70005020174
【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)技術(shù);技術(shù)創(chuàng)新;創(chuàng)新原因
一、電子計(jì)算機(jī)發(fā)展中的突破性進(jìn)展及其技術(shù)原因
由于現(xiàn)代社會(huì)對(duì)于復(fù)雜計(jì)算量任務(wù)的需求日益增加,人們迫切需要一種能夠進(jìn)行精確計(jì)算的電子設(shè)備,于是電子計(jì)算機(jī)應(yīng)運(yùn)而生,在隨后的幾年中,電子計(jì)算機(jī)技術(shù)得到了更加迅速的發(fā)展,并取得了很多里程碑式的突破,其主要表現(xiàn)和原因如下:
(一)晶體管技術(shù)與晶體管計(jì)算機(jī)的發(fā)明
在第二次世界大戰(zhàn)以前,貝爾實(shí)驗(yàn)室的科研人員發(fā)現(xiàn)了一種能夠使得微弱電流少量的變化,能夠?qū)α硗獾碾娏鳟a(chǎn)生很大影響的材料,人們稱之為“晶體管”;后來(lái),人們逐漸發(fā)展晶體管在工作上不僅能夠替代原有部件的作用,而且能夠更好地提高計(jì)算機(jī)的性能,于是一些科研人員開(kāi)始研究以晶體管計(jì)算機(jī)代替原有的電子管計(jì)算機(jī),并確立了讀寫方便的二進(jìn)制,同時(shí)人們從中得到啟發(fā),發(fā)明小型的供個(gè)人使用的計(jì)算機(jī)將會(huì)成為未來(lái)計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向之一。采用晶體管作為主要部件的計(jì)算機(jī)被成為“第二代電子計(jì)算機(jī)”,并在隨后的時(shí)期被廣泛地運(yùn)用,同時(shí)為以后的發(fā)展提供了契機(jī)。
(二)集成電路與PC機(jī)時(shí)代的到來(lái)
通過(guò)在發(fā)明晶體管計(jì)算機(jī)中的啟發(fā),通過(guò)當(dāng)時(shí)的科學(xué)技術(shù)人們已經(jīng)能夠?qū)⒕w管、二極管和電阻等一些元部件和電路連線在一塊集成電路板上,與普通的電子電路相比,集成電路具有體積小、重量輕、易攜帶、功耗低等優(yōu)點(diǎn),而且其可靠性也在逐步提高。后來(lái),人們逐漸認(rèn)識(shí)到集成電路的好處,并將集成電路運(yùn)用到電子計(jì)算機(jī)的技術(shù)中來(lái),同時(shí)將集成電路進(jìn)行規(guī)?;a(chǎn),不僅促進(jìn)了電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展,而且使得計(jì)算機(jī)的成本降低,為未來(lái)計(jì)算機(jī)的普及奠定了良好的基礎(chǔ)。
集成電路的發(fā)展不僅推動(dòng)了電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,而且為PC時(shí)代的到來(lái)開(kāi)辟了道路,隨著集成電路被廣泛的應(yīng)用到電子計(jì)算機(jī)中,IBM公司首先建立了自己的集成電路工廠,并且在不斷的摸索中,終于制造出了以集成電路為基礎(chǔ)的電子計(jì)算機(jī),從而使得計(jì)算機(jī)的發(fā)展到了第三時(shí)期。
(三)微處理芯片與英特爾系列
微處理器與集成電路和晶體管并稱為計(jì)算機(jī)發(fā)展過(guò)程中的三大發(fā)明,可見(jiàn)微處理器對(duì)于計(jì)算機(jī)發(fā)展的推動(dòng)力是不可或缺的,這三項(xiàng)發(fā)明分別使得電子計(jì)算機(jī)進(jìn)入了新的時(shí)代。
當(dāng)時(shí)微處理器的發(fā)明人員認(rèn)為可以將復(fù)雜的芯片設(shè)計(jì)方案更加簡(jiǎn)潔化,在這一啟發(fā)下,計(jì)算機(jī)的芯片主要是由只讀存儲(chǔ)器、隨機(jī)存取器和輸入輸出接口和中央處理器組成,在這一結(jié)構(gòu)的啟發(fā)下,研發(fā)人員開(kāi)始投入到微處理器的試運(yùn)行過(guò)程中。
微處理器最終成功地研發(fā)并投入生產(chǎn),使得整個(gè)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)向著更加微型化的方向發(fā)展,尤其是在PC機(jī)領(lǐng)域,微處理器的產(chǎn)生,使得很多設(shè)想成為可能。
二、影響現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)創(chuàng)新的科學(xué)技術(shù)因素
科學(xué)家認(rèn)為,電子計(jì)算機(jī)的集成度已經(jīng)到達(dá)一個(gè)瓶頸時(shí)期,在集成電路板上如果再放置具有更強(qiáng)計(jì)算能力的部件,容易使得芯片散熱不好,從而影響計(jì)算機(jī)的使用壽命。但是,人們對(duì)于電子計(jì)算機(jī)的要求卻在不斷提高,這一矛盾就導(dǎo)致了科學(xué)家開(kāi)始尋找其他的路徑來(lái)不斷推進(jìn)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的技術(shù)創(chuàng)新,主要包括以下幾點(diǎn):
(一)人工智能技術(shù)的發(fā)展
隨著計(jì)算機(jī)功能和計(jì)算性能的進(jìn)一步提高,人們開(kāi)始思考能否讓計(jì)算機(jī)模擬人類的思考和解決問(wèn)題的模式,從而變得更加智能化,使得能夠進(jìn)一步解放人類勞動(dòng)。目前為止,計(jì)算機(jī)技術(shù)在人工智能的領(lǐng)域已經(jīng)取得了重大的成就,例如:一些專家系統(tǒng)已經(jīng)能夠利用已有的知識(shí)幫助人們解決問(wèn)題,另外一些語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)能夠解放人們的雙手,通過(guò)聲音的錄入就能夠生成文字等等,這些技術(shù)雖然能夠在一定程度上,使得電子計(jì)算機(jī)模擬人腦的行為,但是還遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法跟人類的智能相媲美,因此在人工智能的道路上,我們還需要更多的研究和突破。
(二)量子力學(xué)的研究推動(dòng)著量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展
當(dāng)人們認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)的綜合性應(yīng)用的計(jì)算機(jī)的發(fā)展已經(jīng)到達(dá)一個(gè)瓶頸時(shí)期的時(shí)候,人們開(kāi)始探索能否將計(jì)算機(jī)向著專用的方向發(fā)展,例如:人們可以利用量子計(jì)算機(jī)進(jìn)行量子計(jì)算,但是從傳統(tǒng)的綜合性應(yīng)用的計(jì)算機(jī)到量子計(jì)算機(jī)的改造是一項(xiàng)復(fù)雜的過(guò)程,這一過(guò)程中必須要攻克以下幾個(gè)難題,例如:去相干的問(wèn)題和糾錯(cuò)的問(wèn)題等等,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們發(fā)明了量子計(jì)算機(jī)并且使得它的應(yīng)用走向成熟,目前,對(duì)于量子力學(xué)的不斷研究為量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),成為未來(lái)電子計(jì)算機(jī)發(fā)展的新方向。
(三)光學(xué)為光子計(jì)算機(jī)的研究提供可能
光學(xué)的概念來(lái)自于愛(ài)因斯坦對(duì)于光學(xué)的研究,他在研究中發(fā)現(xiàn)與電子相比,光具有以下特點(diǎn):光子的分辨率比較高;光子的速度更加快;光子的這些特點(diǎn)使得其未來(lái)具有更廣闊的應(yīng)用前景。而對(duì)于光學(xué)的研究,例如:激光、光纖、光存儲(chǔ)和光顯示等等,以及光學(xué)與光電子學(xué)的結(jié)合,標(biāo)志著現(xiàn)代光學(xué)的誕生,這些技術(shù)的發(fā)展都有力地推動(dòng)了光子計(jì)算機(jī)的發(fā)展。
作為一種全新的計(jì)算機(jī),光子計(jì)算機(jī)是以光子作為信息的載體,而且能夠進(jìn)行光運(yùn)算的新型計(jì)算機(jī);在光學(xué)研究的基礎(chǔ)上,目前光子計(jì)算機(jī)能夠“與”、“或”、“非”三種基本的運(yùn)算,同時(shí)還支持加法的運(yùn)算等等,雖然目前光子計(jì)算機(jī)還沒(méi)有正式的誕生,但是人們已經(jīng)逐漸認(rèn)識(shí)到其優(yōu)勢(shì),也成為計(jì)算機(jī)未來(lái)發(fā)展的方向之一。
(四)DNA分子邏輯門奠定了DNA計(jì)算機(jī)發(fā)展的基礎(chǔ)
DNA計(jì)算機(jī)是計(jì)算機(jī)科學(xué)與分子生物學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物,從此計(jì)算機(jī)的發(fā)展又開(kāi)辟了一個(gè)新的領(lǐng)域。DNA分子具有較高的存儲(chǔ)能力和強(qiáng)大的并行運(yùn)算能力,所以DNA計(jì)算能夠解決一些復(fù)雜的問(wèn)題。DNA計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)能夠使得計(jì)算機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)合進(jìn)入到人體內(nèi)甚至細(xì)胞內(nèi),可以作為一種監(jiān)控機(jī)制,發(fā)現(xiàn)DNA的變化等等,而且還能夠合成一些藥物,用來(lái)治療人體的疑難雜癥等等,具有非常廣闊的應(yīng)用前景,但是,目前DNA計(jì)算機(jī)的還處于研究過(guò)程中,完成對(duì)其真正的應(yīng)用尚需時(shí)日。
(五)納米技術(shù)的出現(xiàn)使得納米計(jì)算機(jī)成為研究熱潮
隨著國(guó)際上對(duì)于納米技術(shù)的研究,一些納米材料正式誕生,使得全世界投入到了一股研究納米技術(shù)的熱潮中。同樣,人們開(kāi)始思考利用納米計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)一些傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)一些更加強(qiáng)大的功能,例如:可以利用納米技術(shù)制作一些縮微計(jì)算機(jī)元件,而且這種納米計(jì)算機(jī)一旦研究成功就有可能消耗很少的資源,在性能上也將獲得更大的提高。目前,建造一個(gè)芯片生產(chǎn)工廠耗資巨大,使得很多廠商都不堪重負(fù),但是如果利用納米技術(shù)來(lái)制造和生產(chǎn)計(jì)算機(jī)的芯片,工廠的占地面積和所需資源等等都將大大降低。
三、影響現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)創(chuàng)新的社會(huì)因素
通過(guò)以上的分析和論述可知,在計(jì)算機(jī)的發(fā)展過(guò)程中,很多技術(shù)的研究為計(jì)算機(jī)的誕生和發(fā)展提供了契機(jī),使得現(xiàn)代計(jì)算機(jī)朝著很多方向進(jìn)行發(fā)展。但是,影響現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)創(chuàng)新的因素遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止科學(xué)技術(shù)因素,還與社會(huì)因素密不可分,影響現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)創(chuàng)新的社會(huì)因素主要有以下幾點(diǎn):
(一)國(guó)家需求對(duì)于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展要求
隨著目前世界上各個(gè)國(guó)家都處速發(fā)展時(shí)期,一些工程項(xiàng)目的數(shù)據(jù)和計(jì)算復(fù)雜程度逐步增加,采用傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)已經(jīng)無(wú)法滿足這些需求。因此,必須要對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新。例如:目前的加密技術(shù)正在逐步提高,密文在目前的計(jì)算量來(lái)講是無(wú)法破譯的,但是隨著超級(jí)計(jì)算機(jī)性能的提高,運(yùn)算速度的加快等等,密碼必須進(jìn)行更嚴(yán)密的運(yùn)算,這就需要超級(jí)計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行。超級(jí)計(jì)算機(jī)能夠使得運(yùn)算速度得到很大提高,可以在國(guó)防安全和信息安全等方面起著重要的作用。
(二)人們對(duì)于計(jì)算機(jī)的需求也是創(chuàng)新因素之一
目前,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)已經(jīng)被普遍地推廣和應(yīng)用,人們對(duì)于計(jì)算機(jī)的需求也在不斷上升,這也成為計(jì)算機(jī)技術(shù)創(chuàng)新的重要因素之一,主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn):第一,體積微型化,為了能夠打破時(shí)間和空間對(duì)于計(jì)算機(jī)使用的限制,人們需要一種能夠便于攜帶的、體積更小、續(xù)航能力更強(qiáng)的計(jì)算機(jī),這就促使著計(jì)算機(jī)技術(shù)向著更加完善的方向發(fā)展;第二,功能全面化,人們對(duì)于計(jì)算機(jī)的需求也向著功能更加全面的方向發(fā)展,希望能夠利用一臺(tái)計(jì)算機(jī)進(jìn)行工作、學(xué)習(xí)和娛樂(lè)等等,所以現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)也正在向著功能更加全面的方向發(fā)展著。
四、面對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)創(chuàng)新的幾點(diǎn)建議
人們的生活每時(shí)每刻都在變動(dòng),計(jì)算機(jī)技術(shù)的創(chuàng)新也無(wú)時(shí)無(wú)刻不在發(fā)展,面對(duì)日新月異的計(jì)算機(jī)技術(shù)創(chuàng)新,主要有以下幾點(diǎn)建議:
第一,準(zhǔn)確把握需求,一項(xiàng)新技術(shù)的產(chǎn)生肯定有一定的需求因素為推動(dòng)力,明確需求才能更好地研究出符合相關(guān)需求的計(jì)算機(jī)技術(shù)。
第二,計(jì)算機(jī)技術(shù)有著眾多的研究領(lǐng)域,每個(gè)研究領(lǐng)域都可能為計(jì)算機(jī)技術(shù)的創(chuàng)新提供啟發(fā),所以在通用計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)上研究一些針對(duì)專業(yè)領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)技術(shù)也非常重要,從而能夠更好地促進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)的創(chuàng)新。
第三,計(jì)算機(jī)在給人們帶來(lái)方便的同時(shí),也存在著很多隱患,例如:病毒、網(wǎng)絡(luò)攻擊、信息竊取和輻射等問(wèn)題,不僅影響著人們的健康,而且還威脅著國(guó)家的安全,因此我們?cè)谥铝τ谟?jì)算機(jī)技術(shù)的創(chuàng)新過(guò)程中,也需要考慮計(jì)算機(jī)帶來(lái)的負(fù)面影響。
第四,信息時(shí)代的到來(lái),為計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展提供了另一個(gè)契機(jī),隨著人們逐漸認(rèn)識(shí)到信息的重要性,人們開(kāi)始利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行溝通和交流,所以計(jì)算機(jī)的攜帶、功耗、續(xù)航以及成本等問(wèn)題也成為計(jì)算機(jī)技術(shù)創(chuàng)新過(guò)程中需要考慮的重要因素。
第五,由于目前計(jì)算機(jī)已經(jīng)被廣泛地運(yùn)用到各個(gè)領(lǐng)域,所以計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展不僅僅需要本領(lǐng)域相關(guān)知識(shí)的支持,而且還需要其他領(lǐng)域知識(shí)的配合,在此過(guò)程中需要研發(fā)和技術(shù)人員對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)有著深入的了解,才能夠真正制造出跨領(lǐng)域發(fā)展的計(jì)算機(jī)。
參考文獻(xiàn):
[1]李乃勝.當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展前沿[M].青島:中國(guó)海洋大學(xué)出版社,2004年1月出版.
[2]楊華.未來(lái)計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)展望[J].黑龍江科技信息,2007年7月.
[3]高文.計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的歷史、現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J].中國(guó)科學(xué)基金,2002年1月.
[4]侯躍武.計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)與實(shí)訓(xùn)教材系列:電腦入門實(shí)用教程[M].清華大學(xué)出版社,2009年5月出版.