量子力学发展史精选(九篇)
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第1篇：量子力学发展史范文
（西南大学教育学部，重庆400715；成都学院学前教育学院，成都 610106）
基金项目：全国教育科学“十二五”规划2012年度教育部重点课题“国家级贫困县学前教育普及模式研究”（批准号：DHA120235）
通讯作者：杨晓萍，西南大学教育学部教授，博士，博士生导师，E-mail:xpyangmail@126.com
李子建，西南大学长江学者讲座教授、西南大学教育学部亚太课程与教学研究所所长，历任香港教育学院副校长（学术）及课程与教学讲座教授、香港中文大学教育学院院长，同时是国内多所师范大学的兼任或客座教授。李子建教授的研究兴趣涵盖课程与教学、教育改革与学校改进、环境教育与可持续发展教育、教师发展等领域，著作十数种，论文100多篇。2008年，李子建教授及其团队主持的“优质教育跃进学校计划”获得优质教育基金杰出奖。
笔者与李教授结识于2002年，并有幸在此后一直与李教授保持着学术上的交流，得到了李教授多方面的引领和帮助，深感李教授从大教育和国际化的宏观视角对学前教育的审视能从多个方面使学前教育领域的学术研究和改革实践大受其益。因此，借着2014年12月底李教授在西南大学工作期间，笔者与李教授围绕公平、质量、学前教育发展进行了一系列对话，现将这些对话整理成文，希望能够让更多读者从李教授的学术思想中获得启发。
一、关于学前教育公平的讨论
杨晓萍：尊敬的李子建教授，您好！非常高兴能够再次与您共同讨论学前教育领域的话题。作为对内地教育发展非常了解的学者，您肯定十分清楚，一直以来，尤其是自2010年《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》颁布实施之后，中国内地学前教育的战略发展高度关注公平与质量两大主题。就公平而言，政府推动实施“学前教育三年行动计划”，投入了大量财力，为不同背景的儿童，尤其是低收入家庭儿童提供接受正规学前教育的机会，极大缓解了民众高度关注的“入园难、入园贵”等急迫问题。就您对教育公平的理解而言，您认为下一步中国内地在推进学前教育公平的进程中应当关注哪些核心问题？
李子建：我首先谈一下对“公平”的理解。中文中的“公平”一词在英文中有多种近似的翻译，而我的理解是“equality”。正如哲学家亚里士多德所提倡的“平等地对待平等的，不平等地对待不平等的”(To treat equals equally and to treat unequals unequally)，就“equality”举例来说，如果两个人是一样的，我们就一样对待他们，而如果两个人不一样，我们就需要以不一样的方式对待他们，所以公平并不仅仅是平均和平等，而包含了差别对待。如此一来，公平就是个比较复杂的问题了。因为人本来就是不一样的，每个人的个性、潜能、兴趣、需要都具有无限的可能性。就学前教育来讲，如果我们相信每个人的本质不一样的话，套用亚里士多德的思想去看待这个问题，怎么样用不同的方法帮助儿童发挥他们的潜能就成为公平的核心。这可以称之为公平的个体层面( individual level)。但如果在国家背景下，又有不一样的理解。在中国，投人大量的财力为不同背景的儿童提供优质学前教育，就不是个别层次的问题，而是群组层面( group level)的问题了。低收人家庭的儿童是一种群组，少数民族的儿童又是一种群组。因此，我们看待教育公平问题，首先要看是什么层次的问题，否则对公平意涵的理解就会有差异。群组的理解可能具有国家或地区性质，希望从宏观的角度把他们放在同一个水平，并借助政策法规予以保障。比如美国的“开端计划”( Head Start)，试图让条件差的儿童在起步时与他们的同伴差不多，可以理解为一种补偿或者积极帮助的政策。这种做法是保证起点公平。
杨晓萍：李教授对教育公平的理解与罗尔斯《正义论》中的思想有一致的地方，如果仅仅追求平均或平等，或许反而不公平、不正义了，因为教育最终是为了支持和促使每个人的最大潜能的发展。另外，如您所言，我们还需要关注公平问题的不同维度，“个体一群组”是一种维度，“起点一过程一结果”也是一种维度。您提到了美国的“开端计划”，我们是否可以直接学习这样的做法呢？
李子建：“开端计划”有值得借鉴的地方，但是我们与美国面临的情况又不完全一样。举例来说，我们国家教育公平应该重点关注什么群组？根据我看过的文献，在西部的农村地区，对女童的教育还非常不充足。这就是一个值得关注的群组。另外，少数民族儿童、特殊需求儿童（包括天才儿童）等也是值得关注的群组，并且我们的少数民族与美国的族群问题又不一样。另一方面，即便锁定了某个值得关注的群组，在资源投入的时候也需要认真研究。例如，为了支持西部农村女童的学前教育，钱应该往哪个点上投放？据一些调研，越是低收人家庭，女童的受教育机会越少，这不单纯是经济问题，还有家长意识的问题。家长通常从整个家庭发展来对家庭资源进行分配，在资源极度匮乏的情况下，可能首先牺牲的就是女童的入学机会。想一想，该把钱放在哪个点上呢？是放在家长身上，还是放在幼儿园，还是放在政府层面去推动？如果放在家长身上，家长的观念和决定就很重要。如果放在学校，学校的设施设备、师资培养得到提高是好事，但这能不能保证女童有同一的教育机会呢？所以，国家投入大量财力是好事，能够促进起点公平，但是其中的很多过程，正如我刚才所说的，家庭的决定、宗教文化的影响等，会使得不同群组和个体获得的机会并不一样。我指的机会不只是上学的机会，还包括在入学过程中能不能将他的兴趣潜能发挥出来的机会。这就是个人和组织层次的问题了，它蕴含在教育过程里面。让孩子有机会读书是好事，但是在念书的过程中能不能将个人兴趣、潜能发挥出来，这对以后个人的发展至关重要。
杨晓萍：确实如此，宏观层面的教育公平问题，最终总是与微观个体层面的公平问题相联系。如您所言，当前我国需要特别关注女童教育问题、少数民族学前教育发展问题以及有特殊需要儿童的学前教育问题，并且需要考究资源投放方式，以及这些宏观问题与微观层面教育公平的关联。李教授能不能介绍一下发达国家和地区在这些方面有哪些值得参考或借鉴的策略？
李子建：就机会公平而言，主要应通过法律予以保障。通过完整立法和严格执法，确保每个儿童可以进入幼儿园，这就是法律的保障。当然法律需要很多配套措施，比如政府执法问题，如果父母不送儿童人园怎么办？这个问题需要综合考虑。教育规划纲要有一个目标是基本普及学前教育，它所涉及到的普及率，就是在试图用法律方法保证儿童有机会上学。当然，我们实际上还需要一部完整的《学前教育法》。另外，在机会问题里面也包括了理想的学前教育的开始，也就是质量的问题，使得儿童从五个方面有着“理想的开端”，即部分国际组织和国家所倡导的“strong start，healthy start，sensi-tive start，smart start，and connected start”。真的要发挥出潜能，你就要给儿童一个好的开始，而不仅仅是一个机会。就21世纪而言，国外很多学者和学术团体讨论其对于人的要求，提出了诸如内省的能力（自我学习、自我管理）、人际关系的能力、思考的技能、认知方面的能力等。我觉得这是结果方面的，而这些结果的取得则需要课程与教学、教师以及学校领导等方面去支持。从我参与幼儿园教师国家培训的情况看，部分教师可能没有足够的前瞻意识，他们不大清楚儿童发展的关键点在哪里。
杨晓萍：我一直在想，至少有两件事与学前教育领域的公平问题相关：其一是确保不同背景的儿童都能接受高质量的学前教育（包含着起点、过程、结果的平等）；其二是如何通过教育使得公平和正义的理念能够在下一代的思想中得以生发。就前者而言，很多人认为政府应该承担更多职责，甚至希望政府将学前教育纳入到义务教育的范畴。但正如您所说，如果父母不送儿童入园怎么办？父母有权不让孩子入园吗？就后者而言，课程和教师素养非常重要。而您在刚才谈到“理想的开端”时，也涉及到了教师的素养问题。我们先听您谈谈政府职责，然后再来说教师问题。
李子建：好的。现代脑科学的研究表明了幼儿教育的重要性。其实幼儿教育是很基础的教育，是基础里面的基础教育。如果我们相信生物医学的观点的话，我认为从长远来说，学前教育应该纳入基本的普及部分。但是普及的方式可以考究，儿童在哪里接受这种有质量的普及教育，是可以根据具体情况来决策的。幼儿园只是一种机构，或许还有其他合适的机构。在西方国家，出现过“在家上学”(home schooling)运动，既可以理解为家长与国家之间争夺儿童教育权，其实也可以理解为对学校以外的教育机构和教育途径多元化的一种探索。对当前中国而言，中央及地方政府承担更多职责是毫无疑问的，但是学前教育是否“义务化”，以及如何去理解“义务教育”，比如“义务教育”一定是在公共教育机构当中实施吗？这些问题还可以讨论。
杨晓萍：我们接着来说说教师问题。
李子建：好的。但是这里我需要补充一点，看似与教师无关，实际上非常重要。我们最开始谈到个人层面和群组层面的教育公平，其实应当还有一个层次就是教育机构的层次。我长期研究学校改进，深知单个教师总是深受学校组织的影响，教师总是特定学校机构中的成员。每个幼儿园的质量是有差异的，即使是相同的课程、相同的教师，在不同机构当中仍然可能展现出不同的质量差异，因为这要受到领导、学校文化、师生关系等的影响。所有的这些因素共同产生了一个质量状态。这个状态如果不处理的话，公平问题还是不能够处理。
杨晓萍：也就是说学校效能的不同也会对我们的学前儿童产生非常重要的影响，而不同学校的效能往往因领导、文化等存在很大差异。
李子建：是的，如果我们不处理差异、不关注机构效能和改进，最后将会产生结果的不公平，因为孩子的成长是非常受微观生态系统影响的。
杨晓萍：您提到了学校效能与改进，让我想到当前中国内地的一种做法，那就是用优质幼儿园去辐射和带动弱势的幼儿园或者新建的幼儿园，采用包括教师轮岗、结对帮扶等措施试图提高每个机构的效能，实现优质教育资源的共享。在此方面，香港有哪些经验可以为中国内地提供启发呢？
李子建：在学校改进方面，让我们回到原点，那就是我们有没有最基本的要求。国家现在投入大量的财力，其一争取了儿童的入园机会，另外一方面，幼儿园的质量也该有一个起码的标准。现在这个标准可能需要进一步明确，并且需要加快完成。
二、关于幼儿园教师伦理的讨论
杨晓萍：也就是说您认为内地急需建立幼儿园质量标准，以此缩小幼儿园之间的差距，最终达到教育过程和结果公平。在这方面，我们实际上已经在借鉴国际经验和进行本土研究，例如我们出台了《幼儿园教师专业标准》，各地也有诸多幼儿园等级验收的相关考评标准。现在我们回到教师问题上来，基于各种原因，特别是一些消极事件，国内目前对于教师伦理的关注非常强烈，您如何看待幼儿园教师的专业伦理？
李子建：依我的理解，“伦理”与“专业伦理”需要区分。伦理这个词是个人层面的，主要涉及个人的道德素养、取向、态度水平、价值观等。“专业伦理”则是对特定社会角色身份下的要求，属于行业层面。当然，你也可以说专业伦理当中包含了个人的基础要求和外部的行业要求两个层面。就教师伦理而言，无论是小学教师、中学教师还是幼儿园教师，都有共同要求，但是幼儿园教师接触的是年纪小的儿童，在这种情况下，幼儿园教师专业伦理就是在幼儿园教师这个特殊身份之下，对从业者的伦理要求，包括如何对待孩子、对待家长，也包括和家长、社区的合作。专业伦理除了自我要求、自我改进之外还有外部要求，即外部社会对从业者的期望、要求，是对幼儿园教师这种特殊身份的要求。这个要求就是幼儿园教师的专业伦理。
杨晓萍：我们前面一直在谈公平问题，如果在教师伦理当中有公平意识的话，相信这对推进教育公平也是非常重要的。幼儿园教师在个人伦理或者专业伦理约束下，非常重视公平问题，那么他对待每个孩子的方式，他对自己的教学要求以及付出程度可能就会很不一样。因此，幼儿园的物质设备可能是一样的，但是幼儿园教师对课程实施、幼儿的理解不同，他能不能把公平的机会给予儿童，将会影响儿童的发展。所以说，教师伦理当中的公平也是教育公平的重要维度。
李子建：我同意你的说法。例如，课堂里面学生是不是有同样的参与机会，教师会不会因为他的背景不一样对他有意无意的轻视或者不重视？他的语言里有没有尊重学生，这都会影响教育公平。而这些也都在教师伦理和教育实践的范畴之下。
杨晓萍：既然教师的专业伦理如此重要，那么如何有效形成呢？基于我的理解，教师个人受教育的情况，尤其是个人的成长经历对其伦理观念非常重要。而这个过程实际上也可以看作外部规则逐渐内化的过程。那么您如何看待从制度层面推动教师专业伦理的发展呢？
李子建：我在北京师范大学做过专题演讲，就是讨论专业伦理。现在大部分的制度、教育政策或发展里面很喜欢用政策、制度、标准，我们称为外部的要求。我认为这是需要的，作为一种引领、要求、约束。但是就伦理而言，我刚才已经说过，伦理是一个自我内化、内省的部分。这个部分单靠外部约束是有限的。最重要的是教师在即使没有外部要求的情况下，教师自身也愿意做好。
杨晓萍：也就是要建立教师自身的反省和自身对自己的角色定位意识，进而才能够将外在的标准内化为自己的认识，践行在自己的工作中。
李子建：儒家文化里有两个词，一个是“慎独”，另外一个是“三省吾身”。当你单独自处的时候，没有人看你了，你依然是谨慎，注意自己的行为思想，没有人监控你、约束你，但是你还是有习惯、有内化的机制去反省和改进。当然外部的制度是必要的，但是通过这个只能部分解决问题，真的要推动教师专业伦理发展的话，还是一种价值取向、一种习惯。
三、关于学前教育质量的讨论
杨晓萍：之前我们一直在讨论公平问题，现在我们来思考一下质量这个话题，实际上刚才也有所涉及。目前各地投入了很大财力来新建、改建、扩建一些幼儿园，这在促进公平中是有作用的。但是只追求普及而不顾及质量肯定不可取，而且您刚才也特别强调了公平当中的机构层面，关注机构效能，希望能有相应的机构质量标准。就学前教育质量而言，我认为有两点需要弄清楚。第一，什么样的学前教育才是高质量的？如何去界定高质量？第二，在确保学前教育机构高质量的过程中，如何从环境、课程、师幼互动等核心要素来提升学前教育的质量？在这两个方面，我们希望听听您的观点或建议。
李子建：好的。我先就第一个问题谈谈我的看法。“质量”( quality)这个词有很多不同的理解。通常情况下，我们会首先从“投入(input)-过程( process)一产出(product)”这一维度来思考，并且要分析从机构的角度怎么看，从整个学前教育体系的角度又该怎么看。但有一点至关重要，那就是任何教育，特别是学前教育，其质量都具有相对性。我们的教育目的是什么？如果目的搞不清的话，质量只能是虚的。我们的教育，特别是学前教育的目的是什么呢？是偏向21世纪技能多一点呢？还是偏向升学准备多一点？首先目的要搞清楚，因为每个取向所带来的质量要求都不一样。
杨晓萍：这也就意味着质量背后所潜藏的教育目的的价值取向非常重要。
李子建：我想稍微再发挥多一点。现在我们有一个“终身学习”( lifelong learning)的概念，这个概念以前可能只是个空空的口号，现在绝对不是空口号。根据一些统计资料，前几年香港好像是全世界人均寿命最长的地区，女性差不多人均86岁，男性也是80岁左右，估计往后很容易达到90岁。我甚至听说（但没有确认）65岁是一个分界线，之前可能还算是青壮年，不算老年。65岁之后可能还有25年的寿命，过90岁是很平常的事。这一事实应引发我们重新思考学前教育的定位。未来我们的世界，不要说是用电脑和手机的世界，将来用什么可能我们现在都还无法想象，也许需要重新思考由此带来的不同阶段教育的定位。
杨晓萍：那就意味着学前教育实际上更要关注如何为人的终身学习和发展奠定基础，因此在这个过程中，我们更强调的是它的一些更为深刻长远的目标。正如您之前在多个讲座中谈到对儿童期待的5个H，即happiness，humor，help，hope，health。只有在这样的意义上，才能为终身学习和发展做好准备。也只有在这样的指向中，再来谈学前教育机构到底应做什么才是有意义的。
李子建：是的。我们之前曾经谈到过新西兰幼儿园的课程发展目标，其大部分指标还是一种氛围，如有没有福祉或幸福感、贡献等，强调身、心、灵的整体协调。
杨晓萍：对，新西兰对学前课程的理解，更多是大框架的导向、方向性的引领。如果从对人的一生长远发展的影响来看待学前教育质量，您能否谈谈核心的要素是什么？
李子建：首先说说教育环境这个问题。现在似乎有个矛盾，即一方面鼓励游戏，鼓励校外活动等，但同时家长和学校又很担心安全问题，整个社会氛围对安全的要求对教育活动产生了很大的制约。按照我的理解，环境应该是放松的，不但是硬件的，有机会去体验、探索等心理氛围更重要。再来说课程，通常现在都说需要注重游戏、互动等，但放在全球化的语境下，尊重多元文化是非常重要的，应该讲究和谐。最核心的概念是尊重，和而不同，各美其美。
杨晓萍：对于多元文化，我们强调相互尊重，不同民族文化都有其特殊性，如何在尊重特殊性的过程中达到理解和包容，而不应当用主流文化去压抑和同化其他文化。
李子建：是的。此外，师幼互动方面，我们刚才也谈到教师的伦理，教师有没有与不同的儿童充分互动，照顾到不同儿童的需求。但是我们认为除了师幼互动，老师和家长的互动也是影响学前教育质量的核心要素。有些家长是需要加强沟通的，这个互动就很重要。还有幼幼互动，不同背景的孩童之间的互动。因此，在和谐的、互相尊重的环境下，良好互动非常重要。
杨晓萍：您很多年致力于学校改进项目，也推动了香港优质学校计划的执行。从学校改进的角度来说，对作为学校的学前教育机构，您认为制约其质量水平提升的是什么？
李子建：要提升机构的质量水平，首先需要关注这个机构的教育目的，其课程运作的目的，根本上来说是关注有没有共同的愿景( shared vision)，即大家的看法是否一致。在同一所幼儿园中，每个人对幼儿园的愿景、使命是否完全理解和认同，这个很重要。不是校长说了算，而是大家认同，不然就变为形式主义。一个机构最大的动力在于文化，文化的基础在于价值，价值的核心在于共同愿景，这也是最难的。
杨晓萍：为什么最难？
李子建：因为这是个价值观的问题。就教育机构试图倡导的某个教育理念或观点而言，可能有些老师就不一定认同，有些家长也不一定赞同。这让我想到一个词——“学前教育服务”。“服务”这个词就是双刃剑。听起来很好，你是老板，我替你服务，学前教育机构为家长服务。但这样就把伙伴关系变成了雇主与雇员之间的关系。就教育机构而言，这是危险的。因为教育机构存在着一种专业性。好比你去看医生，当然你是顾客，医生要提供医疗服务，但是医生建议你千万不要吃什么，他就有他的专业性和权威性（病人得听医生的）。这个度要把握得好，不然就变成家长牵着教育机构鼻子走。并不是所有的家长都非常理解教育的内涵和规律。例如有的家长要求你每天都要教写字、每天要补课等。如果你强调服务，可能有时候就不符合教育规律。
杨晓萍：这也就意味着，就教育机构而言，是否能够建立共同愿景，将会影响到其质量水平。这个共同愿景应当能够引领教师和家长认识到教育的价值和适当的实践模式。对于儿童是如何学习的，我们如何有效支持儿童学习等这样一些核心问题，尤其需要取得一致意见。简单迎合不可取，互动认同很重要。
李子建：是的，就学前教育而言，家长的支持、配合、认同很重要。家长不是学校的顾客，而是伙伴。学校可以说是在提供服务，但是不能只是为了迎合家长的需求。
杨晓萍：因为学校与企业不同。
李子建：是的。不过对于高质量的企业和品牌，顾客还是认同其背后的价值观，而不单只是认同其产品，所以企业其实也讲究共同愿景和价值认同。
杨晓萍：让我们再跳出机构从外部来看待质量问题。国务院在2012年出台了教育督导的条例，中国内地正式步人督导法制化进程。您认为督导在提升学前教育质量中有什么意义？
李子建：督导，在我的理解里面有监督和指导两方面含义，不单是监督（看你有没有这个水准），更有引领和指导的作用。这个事情应该由专家和有经验的人来实施。首先，他是第三方，是拥有国家赋权的人士或机构；其次，他不仅代表政府去监督，还要从专业发展上进行引领。
杨晓萍：国际上关于教育督导有些什么经验？教育机构督导的理想框架应该是什么样的？
李子建：理想我不敢说，但是通常而言，对学校教育机构的督导比较看重这些方面：第一是领导和管理（领导和管理是不一样的，领导是带领向前的，管理是每天日常的）；第二是课程与教学；第三是校风、氛围、文化、家长关系；第四是学生学习成果（成果有很多方向，不只是学习成绩，还有发展得怎么样）。香港的自评和外评大体上就是看这些方面。
四、关于学前师资职前培养的讨论
杨晓萍：您所在的香港教育学院在学前师资培养领域有很多作为，能否介绍一下你们的主要经验。
李子建：我介绍两个，一个是师范教育里面加强特殊教育的元素，二是基于对幼儿园教师多元化实践经验的重视，我们强调联课学习和服务学习，专业素养很重要。这些都是我们努力的方向。
杨晓萍：也就是说，在教师培养当中，不仅要求教师把握儿童的共同年龄特征，还需要特别关注特殊人群和有特殊需求的儿童。给予老师相应的准备，使得他们能够关照到不同的儿童。另一个是联课学习和服务学习。能够再详细介绍一下它们学习的目标和具体做法吗？
李子建：联课学习和服务学习一般是培养学生如何去关心人，以及各种不同的能力（例如与人相处的能力），培养学生对待工作的态度。不同类型的服务都安排，例如到社区照顾老人，到学校给予学生课后支援等。
杨晓萍：也就是要有服务的意识和能力，形成专业的素养。这与公民教育有部分相通的地方。香港教育学院的这种改革是配合香港的什么政策呢，还是有其他什么背景？
第2篇：量子力学发展史范文
论文关键词：大学生；量子物理；物理学史
量子力学是反映微观粒子（分子、原子、原子核、基本粒子等）运动规律的理论。它是20世纪初在大量实验事实和旧量子论基础上建立起来的，是人们认识和理解微观世界的基础。量子物理和相对论的成就使得物理学从经典物理学发展到现代物理学，奠定了现代自然科学的主要基础。量子力学的发现引发了一系列划时代的科学发现与技术发明，对人类社会的进步作出了重要贡献。通过量子物理的教学，有利于培养大学生的科学素质、科学思维方法和科研能力，培养学生的探索精神、创新精神、科学思维能力以及辩证唯物主义的科学观。另外，量子物理是处于发展中的理论，怎样将量子论和广义相对论（引力作用）统一起来仍是困扰人们的问题。“弦理论”的提出使人们看到了希望，通过这部分的教学可以培养学生的横、纵向思维和不断追求科学真理的精神。因此，在大学物理的教学中应适当增加量子物理的教学内容。由于量子物理里好多概念、思想和宏观世界里的完全不同，叫人无法理解，以致量子论的奠基人之一玻尔（Niels Bohr）都要说：“如果谁不为量子论而感到困惑，那他就是没有理解量子论。”那么怎样让学生在轻松愉快的状态下学好量子物理呢？在教学过程中适当引入物理学史有利于学生掌握其核心，既培养了学生的学习兴趣，又有利于实现启发式教学，而非纯粹的概念和公式的教学。下面主要从几个方面阐述物理学史在大学生学习中的重要作用。
一、非物理专业大学生学习量子物理的需要
即使是物理专业的学生，多数人在学习量子物理时一直如在云里雾里，虽然知道微观粒子的波粒二象性，也知道不确定原理，了解原子的轨道理论，但是却不知道为什么这样。这一方面是由于量子物理里好多概念、思想和宏观世界里的完全不同。另一方面，学生没有掌握量子物理的核心，没有从整体上把握量子物理的基石。一些教材对这部分的介绍也较少。如果在教学中能够引入量子物理的发展史，不仅能吸引学生的注意力，调动学生的学习兴趣，还有利于学生理解量子物理的概念和思想，使学生能够身临其境地感受到那场史诗般壮丽的革命，深刻体会量子论的伟大，有利于学生辩证唯物主义观的形成。而非物理专业的学生与物理专业的学生相比，在学习量子物理时难度更大。这是由于物理专业的学生开设了许多物理专业课，如原子分子物理、物理学史等课程，为量子物理的学习奠定了基础。而非物理专业的学生没有前期的知识铺垫，对知识的掌握难度增大。如果能适当加入量子发展史的介绍，不仅降低了学生学习难度，还激发了学生学习兴趣，这就更突显出物理学史在大学物理教学中的重要作用。
从整体上介绍量子物理的发展史可以使学生掌握量子物理的核心，从整体上把握量子物理的基石，即波恩的概率解释、海森堡的不确定性原理和玻尔的互补原理。[2]这三大核心原理中，前两者摧毁了经典世界的因果性理论，互补原理和不确定原理又合力捣毁了世界的客观性和客观实在性理论。一些实验和理论斗争的介绍不仅可以吸引学生的学习兴趣，还可以培养学生的科学思维方法。19世纪末20世纪初，好多物理学家认为物理学大厦已经基本建成，后辈的工作只是做些细枝末节的修补和完善。但当时物理学天空漂浮着两朵小乌云，一朵是“以太的绝对参考系”，另一朵是“黑体辐射的紫外线灾难”。前者导致了相对论的建立，后者导致了量子物理的建立。
对量子物理三大基石的掌握，即波恩的概率解释、海森堡的不确定性和玻尔的“互补原理”是量子物理的三大支柱。大学所学的量子物理学是基于这三个支柱的。这就像数学中的公理一样，对于大学生而言不能去讨论为什么，只能是是什么。
二、大学生素质教育的需要
大学物理的量子部分教学不同于物理专业学生的量子物理教学。大学物理教学的目的主要是增强学生分析问题和解决问题的能力，培养学生科学的思维方法、辩证唯物主义观等素质教育，重在方法而非纯理论教学。因此，大学物理的教学目的与任务是使学生对物理学的基本概念、基本理论和基本方法有比较系统的认识和正确的理解，为进一步学习打下坚实的基础。更为重要的是，在大学物理课程的各个教学环节中，都应在传授知识的同时注重培养学生分析问题和解决问题能力，注重培养学生科研探索精神和辩证唯物主义世界观的形成。量子物理发展史的介绍和讲解有助于培养学生这方面的能力。
1.辩证唯物主义世界观的培养
在大学物理的教学过程中融入物理学史的内容有利于培养学生的辩证唯物主义世界观。如关于光的本性的争论持续了300年，光的波动理论和微粒理论艰苦卓绝地斗争了300年。量子论就是在这种斗争中逐渐建立起来的。托马斯·杨的双缝干涉实验、菲涅尔的圆盘衍射等实验形象的描述可使学生体会到光的波动性；而光电效应实验、康普顿的X射线散射实验等实验的介绍可使学生深刻体会光的粒子性；德布罗意电子波及实物粒子波理论的介绍及戴维逊和革末关于电子的实验，电子通过镍块时展现了X射线衍射图案，证明了电子具有波动性，由此人们认识到了光及实物粒子的波粒二象性。这部分的教学可使学生领悟到看似毫不相干的量实际上存在着深刻的联系，波动性和粒子性原来是不可分割的一个整体。就像漫画中教皇善与恶的两面，虽然在每个确定的时刻只有一面能够体现出来，但它们确实集中在一个人的身上。从中学生们可以深刻体会到任何事物都存在两面性，人们要辩证地看待问题。这部分历史的简单介绍还可以使学生深刻体会到人们对真理的认识是随着科技的发展而不断完善的过程，也是一个艰苦长期的斗争过程。对光的波粒二象性的认识有利于培养学生辩证唯物主义世界观。
2.分析问题和解决问题能力的培养
在大学物理的教学过程中适当引入一些实验的描述或利用多媒体等手段演示实验过程有利于培养学生的分析能力和解决能力。对康普顿实验的讲解分析可以培养学生的分析问题和解决问题的能力，尤其是康普顿的分析过程，而非纯理论上的推导分析。康普顿在研究X射线被自由电子散射的时候发现一个奇怪的现象：散射出来的X射线分成两个部分，一部分和原来的入射射线波长相同，而另一部分却比原来的射线波长要长，具体的大小和散射角存在着函数关系。如果运用通常的波动理论，散射应该不会改变入射光的波长才对。但是怎么解释多出来的那一部分波长变长的射线呢？康普顿苦苦思索，试图从经典理论中寻找答案，却撞得头破血流。终于有一天，他作了一个破釜沉舟的决定，引入光量子的假设，把X射线看作能量为hν的光子束的集合。这个假定马上让他看到了曙光，眼前豁然开朗：那一部分波长变长的射线是因为光子和电子碰撞所引起的。光子像普通的小球那样，不仅带有能量，还具有动量。当它和电子相撞，便将自己的能量交换一部分给电子。这样一来，光子的能量下降，根据公式E=hν，E下降导致ν下降，频率变小，便是波长变大。这样，X射线被自由电子散射的问题得到完美的解决。然后再进行理论推导，根据动量和能量守恒解决该问题，这样不仅使学生印象深刻，还锻炼了物理思维能力。
3.求实精神的培养
通过大学物理量子史部分的教学，介绍科学家严谨的治学态度、勇于追求真理的精神，培养学生追求真理的勇气、严谨求实的科学态度和刻苦钻研的作风。
4.科学观察和思维能力的培养
在教学的过程中适当融入量子发展史的内容有利于培养学生科学观察和思维能力。如玻尔的互补原理的提出过程。当海森堡完成“不确定原理”后向玻尔请教，两人就“不确定原理”是从粒子性而来还是波动性而来展开了论战，从而提出了互补原理：波和粒子在同一时刻是互斥的，但它们却在一个更高的层次上统一在一起，作为电子的两面性被纳入一个整体概念中。这就是玻尔的“互补原理”。它连同波恩的概率解释、海森堡的不确定性共同构成了量子论“哥本哈根解释”的核心，至今仍然深刻地影响人们对于整个宇宙的终极认识。讲解过程中应形象生动地描述海森堡和玻尔的讨论过程及他的思维过程，使学生有种身临其境的感觉，从而培养科学观察和思维的能力。在教学过程中适当介绍思维实验有利于培养学生的思维能力及科学分析能力。如海森堡不确定性原理的提出过程就借助了思维实验及1935年爱因斯坦提出EPR思维实验等。
5.创新意识的培养
通过学学物理学的研究方法、量子物理的发展史以及物理学家的成长经历等，引导学生树立科学的世界观，激发学生的求知热情、探索精神、创新欲望以及敢于向旧观念挑战的精神。如普朗克能量子假设的提出体现了敢于向旧观念、权威学家挑战的精神。而创新意识对一个学生来说是非常重要的，对社会生产力的发展也起着重要作用的。
6.科学美感的培养
以麦克斯韦方程组为例，描述麦氏方程所表现出的深刻、对称、优美，使得每一个科学家都陶醉在其中，玻尔兹曼情不自禁地引用歌德的诗句“难道是上帝写的这些吗？”描述麦克斯韦方程组的美。一直到今天，麦氏方程组仍然被公认为科学美的典范。许多伟大的科学家都为它的魅力折服，并受它深深的影响，有着对于科学美的坚定信仰，甚至认为：对于一个科学理论来说，简洁优美要比实验数据的准确来得更为重要。依此引导学生认识物理学所具有的明快简洁、均衡对称、奇异相对、和谐统一等美学特征，培养学生的科学审美观，使学生学会用美学的观点欣赏和发掘科学的内在规律，逐步增强认识和掌握自然科学规律的能力。
7.科学探索精神的培养
物理学在追求着大统一。许多科学家献身于这项伟大的事业，比如弦理论的提出。讲述其发展过程可激发学生的科学探索精神。
三、科学发展的需要
第3篇：量子力学发展史范文
关键词：物理学；知识经济；经典力学；工业革命；量子力学
在人类文明发展的进程中，物理学的每一次重大突破都带动了科学技术的腾飞和社会经济的变革。以科学技术为主要内容的“知识”改变着社会经济的性质、特征和运行方式，给人类社会带来了全面而深刻的影响。
一、从物理学发展理解经济变革的根源
1、在农业经济时代，土地是经济发展最重要的资源。生产组织形式是自发的家庭生产方式，人类长期维持着经验积累和简单再生产，社会财富的增加相当缓慢。分配的主要依据是土地，拥有土地就拥有了财富和分配权，占有全部的剩余劳动成果。土地终极所有权掌握在皇帝手中，从而形成国家集权中轴支撑着社会。
科学巨匠牛顿，在哥白尼、伽利略、开普勒的基础上，通过对天文学定律和力学实验规律的高度概括总结，把物体的运动规律归结为牛顿运动三定律和万有引力定律。经典力学的成就，使机器发明成为可能，为首次工业革命提供了理论和技术支持。随着蒸汽机的发明和使用，带来了机器制造、交通运输、矿山开采等产业的迅速发展，从而引起了从手工劳动向动力机器生产的飞跃，迎来了人类社会发展史上的新纪元。
2、工业经济时代，机器、设备和原料是经济发展最重要的资源。其主要特征是资本积累和扩大再生产，社会财富得以快速的增加，生产规模得到迅速扩大，然而最终却导致了经济危机。资本成为主要的分配依据，凭借着资本的大小，来瓜分社会财富和剩余劳动成果。机器大工业形成有组织的公司企业，资本被控制在资本家手中，公司企业就成为社会的中轴。
在奥斯特、法拉第的基础上，麦克斯韦把神秘、抽象的电磁规律以数学方程完美地表示出来，从而形成了电磁场理论，同时预言了电磁波的存在。电磁场理论和实验的巨大成就导致了电机、电灯、电报的发明和使用并引发了第二次工业革命。从此，人类全面进入了以机器大工业和社会化大生产为重要标志的工业经济时代。
3、知识经济是建立在知识和信息的生产、分配和使用之上的经济。在知识经济时代，知识将成为经济发展最重要的资源，信息成为重要的商品和竞争要素。具有经济发展可持续化、资产投入无形化、世界经济一体化、经济决策知识化等特点。知识型和科技型的劳动者，在社会生产中的作用日益增强，成为企业和经济发展的关键，直接决定着企业的竞争能力和最终命运。
二、以物理学概念思考知识经济的内涵
1、随着信息技术的不断发展，计算机日趋微型化，因特网使传递信息所需的时间节省了百万倍，空间概念更是几近消失。真可谓：“千里缩银屏，数载化瞬息”。如果把信息视作物质，那么在相对高速地传递信息过程中，爱因斯坦相对论的“尺缩”和“钟慢”效应会有什么体现呢？
知识经济带来了商业、金融、教育和文化娱乐的全球化，企事业单位在空间的分布状态呈“无形化”和“分散性”。产品的开发与经营周期大为缩短，实现了所谓“实时运作经济”。时间的“滞后效应”被引起重视，可持续发展问题变得极为突出。
2、物理学又是一门实验科学，它的每一个原理和定律，都是在系统观察和科学实验的基础上建立起来的，并且随观察和实验水平的提高不断完善和修正甚至被否定。如人们对光的认识就经历了由粒子――波动――波粒二象性的曲折过程。量子理论认为一个电子究竟是粒子还是波？这要取决于选择的实验条件。这种不同寻常的作用对客观实在的影响，在知识经济中会有什么表现呢？
知识经济对决策的基本要求是科学化、民主化、系统化和程序化。科学化就是要在决策中全面地应用知识。程序化就是把决策的过程分为准备谋划、抉择、控制与修正四个阶段，每个阶段又有若干步骤，它们是与观察和实验紧密联系的。如准备阶段中有关信息的收集和处理，谋划时的预测或可行性研究都离不开观察和调查；控制与修正阶段的实施离不开实践和检验。
3、纵观物理学的发展历史，从经典力学、电磁场理论到相对论、量子力学以及宇宙大爆炸、量子信息、统一场论等，展现在我们眼前的是一部充满生机的探索和创新史。面对经济全球化和日趋激烈的国际竞争，我们如何运用物理学的探索和创新精神面对知识经济的挑战？
探索和创新是物理学的灵魂，同样也是知识经济的灵魂。知识经济提出经济创新概念，即5个新：引入一种新产品，采用一种新的生产方法，开辟一个新的市场，获得一种新的原料来源，实行一种新的企业组织形式。
综上所述，物理学作为自然科学的基础学科和带头学科，不仅为自然科学、工程技术提供了理论基础和实验技术，而且在社会经济发展中发挥着极其重要的作用。浏览人类社会由农业经济、工业经济到知识经济发展的历史，不难看到物理学在其中扮演的角色。
作者单位：枣庄学院
参考文献:
第4篇：量子力学发展史范文
关键词：电磁场理论；思想问题；非智力因素
联合国教科文组织把2005年定为第一个世界物理年，对从事与物理有关的工作者而言，这无疑是一件令人振奋的事。作为一名中学物理教师，面对学生普遍厌烦物理的现状，不由我不去更深地思考。
远古时代，人们在繁重的生产劳动中逐渐发明了杠杆、螺旋、滑轮、斜面等简单机械，诞生了力学知识的萌芽。作为革命标志的就是狭义相对论、广义相对论和量子理论。相对论和量子力学的诞生，使雷达技术、自动化技术、原子能的利用、激光技术、航空航天技术等相继出现，核能得到开发和利用，电脑得到普遍的应用，带来了第三、第四次科学技术革命。也许正是由于物理学的巨大的社会经济效益，才会有“物理年”的诞生。
仅仅认识到这一步，其实还远远不够，物理学的发展史更是一部前人艰辛的劳动史和教育史。几乎每一条规律、定理的发现，每一套理论的建立都凝聚了大量科学家集体的心血和智慧，正是他们的协作精神和对科学的无限热爱精神推动了物理学一步步朝着更高层次、更完美的境界发展着。
1687年，牛顿《自然哲学的数学原理》一书的发表完成了物理学史上的第一次大综合，标志了经典力学体系的初步建立，这是牛顿创造性研究的结晶，同时也是天文学、数学和力学历史发展的产物。牛顿曾称自己站在巨人肩膀上，应该说这并不夸张。但站在巨人肩膀上的人太多了，为什么是牛顿完成了这一大业，而不是别人呢？我们都知道，机遇总是青睐那些有准备的头脑。牛顿善于继承前人的成果，这和他的奋发好学、勤于思考是分不开的。正是他废寝忘食不停地思考和它的勤奋好学的精神，使他做出了震惊世人的丰功伟绩。这不正是我们要学习的么？
麦克斯韦电磁场理论的建立过程，让我们再一次领略到科学史上的接力赛和群体精神的闪光。同牛顿一样，他受到法拉第力线思想的鼓舞，又得到W・汤姆生类比研究的启发，同时又有安培、库仑、赫兹、奥斯特等一大批人为电磁学打好了基础，给麦克斯韦的再一次大综合预备了条件。
相对论的建立是电磁理论合乎逻辑的继续和发展，是物理学有关分支的又一次的综合。早在1895年，爱因斯坦16岁的时候，他就开始思考这样一个问题：如果自己以光速追随光线运动，应当看到这一条光线，就好像一个在空中振荡着而停滞不前的电磁场。可是无论依据经验，还是按照麦克斯韦方程看来都不会有这样的事情。这是一个悖论，实际上包含了狭义相对论的萌芽。爱因斯坦对这个问题的思考经历了10年才找到了解决问题的关键。这期间迈克尔逊―莫雷实验的零结果，促使他向狭义相对论迈出了第一步。费兹杰惹和洛仑兹分别提出的收缩假说，暗含了狭义相对论和麦氏理论之间内在的渊源关系，以太的不可探测，长度收缩的不可探测，都为狭义相对论的诞生预备了条件。彭加勒、洛仑兹甚至都走到了狭义相对论的边缘，只是由于绝对时空观的思维定式，使他们没能跳出框架，这些令人遗憾的教训不该给我们带来深刻的启示么？爱因斯坦的狭义相对论发表后搁置了14年没有受到应有的重视，可见旧观念的根深蒂固，它的改变不是一朝一夕之事，曲高和寡在这里也得到充分的印证。
不仅仅理论的创立是艰辛而漫长的，与之相印证的物理实验更是艰苦，一个实验往往一做就是一年、几年：迈克尔逊-莫雷实验断断续续前后作了六年，戴维森的电子散射试验也作了六年，为了提炼足以进行试验的纯镭盐，居里夫妇经过四年从8吨矿渣石中提取了0.1克的纯镭盐，是什么给了他们绵绵不绝的动力呢？是对科学的负责精神和实事求是的精神以及坚韧不拔的毅力和斗志。我们在工作中、学习中遇到一点小困难与之相比又算得了什么呢？
物理学的发展史更是一部科学方法的创建史，一部思维方法的进化史。
纵观物理学的各个分支领域，理想模型几乎无处不在。无论是运动学的匀速直线运动，匀变速直线运动、质点、刚体、光滑平面，热学的理想气体、理想循环、理想液体，电磁学的匀强电场、恒稳电流，光学的点光源、绝对黑体等等。它们的建立都充分展现了物理学家们敏锐的洞察力，高度的概括性，高明的预见性。抓主要矛盾，忽略次要因素，简化问题，突出主要性质，这是何等的高明！
而科学假说、等效替换、类比、逆推、归纳等等比比皆是。物理学真堪称一部方法论大全。影响着人们的思想、观点、方法。这种思维方法应用于社会各个领域，应该说是放之四海而皆准的真理，许多年轻时搞过物理，后又转向其他方面的人，不管是从政、从商还是从事其他工作，都普遍感受到当年学习中训练的思维方法使他们获益匪浅，受益终生。
物理学更蕴含了丰富的真、善、美，是一部美学大全。
从它的外延看，它的发展过程，无时不透射着风趣、幽默、睿智。忘不了牛顿，请客时，别人吃饭他肚子不饿，煮鸡蛋时，差点将手表煮熟；忘不了“泊松亮斑”的戏谑；忘不了“紫外灾难”的幽默；更忘不了以爱因斯坦为代表的EPR一派和以玻尔为代表的哥本哈根学派的争论。那是一群多么可爱、可亲、可敬的人们，那是一群永远不老的科学斗士，一代科学伟人。他们既是严肃论战的对手，又是追求真理的战友。争论时不留情面，生活中友谊真诚，可歌可泣，足令我辈敬仰。
从它的内涵看，它的内容、结构、方法的简单美，一个F=d（mv）/dt就把天地万物的机械运动规律统一起来了，不令人折服么？
第5篇：量子力学发展史范文
课余时间，我饶有兴趣的简读了一本畅销全世界的科学著作——《时间简史》，其作者是当代著名的宇宙学家、理论物理学家——斯蒂芬·威廉·霍金。这本科学著作可以说得上是将爱因斯坦的《广义相对论》和量子力学结合得最完美的一本书，除这点之外，此书还详细地阐述了黑洞效应和大爆炸及宇宙奇点问题。
倘若这本书以数学公式、证明过程和科学术语为主，那么我认为它不可能这么畅销全世界。这本书正是以它通俗的语言文字、幽默的插图、强有力的论证过程和独特的思维方式将读者带入广漠无垠的宇宙，去体会黑洞边缘的神秘，去感受大爆炸的壮阔，发人思考，引人入胜。
《时间简史》的重点就是概述黑洞和宇宙奇点大爆炸理论，它从爱因斯坦的相对论开始一步一步的探讨，补充了广义相对论中的一些不足。作者认为宇宙是从一个密度、时空曲率无限大的奇点通过大爆炸而开始的，在大爆炸中，物质的温度非常高。在随后过去的一秒钟中，宇宙的温度急剧下降，下降到大约100亿摄氏度，于此同时也在不断地膨胀，就使得正电子和反电子（带正电荷的电子）互相碰撞以此湮灭，并释放出大量光粒子，来维护宇宙的平衡。到了后来，得以有强力的作用从而使物质不断聚拢，聚拢，这就形成了古老的星球和星际物质。我们的地球，也是通过这样的物质聚拢才形成的。
而书中的另一伟大成就是对黑洞的研究，黑洞最开始是爱因斯坦在《相对论》一书中作出的一个预测，他假设如果存在一空间的曲率非常大，物体的逃逸速度非常快，快到连光也不能逃离这样的空间。那么这样的空间可以称之为“黑洞”。但他认为既然连光也不能逃离黑洞，那么我们也无法观测到它，它名副其实是一个非常黑的洞。但霍金结合了爱因斯坦的相对论和量子理论后提出：黑洞其实不“黑”，它可以放射出正反粒子，而且它还有这很高的温度。正因为它放射出的正反粒子互相湮灭了，所以我们很难观测到它。黑洞以极高的速度放射能量，当能量耗尽时则会向宇宙大爆炸那样从一个奇点发生强烈的爆炸，并在宇宙中消亡。
从这本书中我不仅独到的是宇宙物理知识，我还读到了一种敢于同命运抗争，顽强不屈和乐观向上的人生态度。众所周知，霍金出这本书时已是全身瘫痪，可以活动的仅是3只手指。在这样的条件下他凭着那充满智慧与知识的大脑，毅然对宇宙发出思索，对真理发出挑战。最后他成功了，出版了这傲然屹立于科学文献之林的伟大著作。霍金对于真理执着追求的态度是一种至高的精神，也是我们每个人都要仰视的不灭光辉。
这个暑假，读完了《时间简史》，我才知道自己在这个物理学大师面前是有多么的渺小，斯蒂芬霍金。大师带给我们的，是物理学的精华，根据他的文字，我有一些自己的想法。
首先是书里面提到的思想，这种思想对于现代物理学的进步有重大的意义，既将经典广义相对论与量子理论的结合。现代物理学近百年的发展史来看，许多人都在做类似的尝试，包括爱因斯坦他自己也在做与量子理论相和谐的相对论的延伸理论，不过他知难而退了，最后他把目光又放在了宇宙常数上，这是这个天才的失败之处。不少人为了量子理论和相对论的和谐，做了许多边缘学科，但我个人认为，都不如霍金大师做的那么彻底——量子引力论，量子是物质粒子的非连续运动，而所有的量子困惑都起源于这种非连续运动。量子理论与引力的结合，即量子引力理论，目前还处于研究阶段。这种理论的历史说来话长，著名的广义相对论家彭罗斯在昌德拉塞卡解出Dirac方程后，和霍金一道证明了黑洞的面积定理，随后霍金做出了黑洞热辐射定理，既从黑洞面积的非减性能让人自然而然的想起叫做熵的物理量，黑洞处也具有熵的`特性。
从数学角度来看，不管量子引力论是不是大统一理论，但它有它的意义，对物理学有很好的影响。
霍金对于时间箭头的描述十分有趣，让我不禁想起曾经寻根究底的哲学与科学理论齐头并进的时代，但是现在科学对于哲学家来说，太具有数学化了，使得维特根斯坦都说：哲学只剩下了分析语言了。
由于暑假里韩教师让我们再看一本数学故事书，所以上个星期天，我就硬拉着爸爸到上海书城给我买书。我想：一向都十分热爱数学，并且又很喜欢看书的爸爸，必须能为我挑出一本适宜我看的书。果然，爸爸立刻为我挑出了一本他中意的书——《时间简史》。
这本《时间简史》是由著名的史蒂芬·霍金所写的。书名叫做《时间简史》，那么书中所写的.一切自然是和时间有关的了。为了讲明时间，作者从宇宙开始写起，而后说到空间，而后又说到黑洞，而后再说到虫洞，最终才得到了结论。书中的语言都充满了知识性与专业性，让我感到懵懵懂懂的。虽然如此，但我似乎也了解到了时间。如果让我结合书中的话来谈谈时间，那我会说：时间确实能够是一种物质，因为万物皆是物质，如果时间不是物质，它也就失去了存在的意义，但很明显，它对于我们无比重要，我们也无法离开时间。用书中的一句深奥经典的话来概括时间：时间也许是不朽的，至少在我们这些生命短暂的物质看来，那确实是不朽的，它在特定的时间和空间内产生一个点，就这样无数个点连接在一齐，变成线，变成面，就无限制地编织下去，直到宇宙的结束，如果那宇宙没有结束，也就继续不朽地编织下去，做那宇宙创造者的寿衣。
我觉得这本书不太适合我看，毕竟我还没有学过物理，对书中所说的一切都还不理解，但我明白，这是一本对我们人类来讲相当重要的书。我想：等我长大一点了之后，再读一遍这本书，到时候必须能掌握书中所说的知识。
其实初读《时光简史》只是正因它是霍金的著作，只是为了在闲暇之余与兄弟姐妹之间有一点谈资罢了，不得不说这样的科学著作实在难懂，相比我的张爱玲，三毛，刘墉来说却是枯燥了一些，但它仍深深的吸引了我。将我引向了充满幻想的未来。
说它单调是正因它没有平平仄仄的语调，没有风花雪月的场景，没有催人泪写的辞藻，但他，却拥有极严谨的的探索科学的态度，以一种严谨的口吻向咱们叙述着蔚蓝的宇宙，神秘的黑洞。父亲不止一次的提醒我说我再也看不懂这么深奥的著作，开始我还不以为然，渐渐的我发现我只能读懂其中一点，而绝大部分仍是懵懵懂懂。
斯蒂芬·威廉·霍金，一个极平凡的人，他正因在21岁时不幸患上了会使肌肉萎缩的卢伽雷氏症，因此被禁锢在轮椅上，只有三根手指能够活动。1985年，因患肺炎做了穿气管手术，彻底被剥夺了说话的功能，演讲和问答只能透过语音合成器来完成。但他的智慧弥补了先天的不足，轮椅上的他还是可爱的，值得我敬佩的。30岁，他考查黑洞附近的量子效应，发现黑洞会像黑体一样发出辐射，其辐射的温度和黑洞质量成反比，这样黑洞就会正因辐射而慢慢变小，而温度却越变越高，最后以爆炸而告终。黑洞辐射的发现具有极其基本的好处，它将引力、量子力学和统计力学统一在一齐。
霍金的魅力不仅仅在于他是一个充满传奇色彩的物理天才，也正因他是一个令人折服的生活强者。他不断求索的科学精神和勇敢顽强的人格力量深深地吸引了每一个知道他的人。患有肌肉萎缩性侧索硬化症的他，几乎全身瘫痪，不能发音。但他仍出版了《时刻简史》，成为全球最畅销的科普著作之一。对于这本书我实在做不出自我的评价，正因，可能在之后的几年，我才能读懂这本书，但是我能感受到这字里行间的一份坚持，一份严谨，甚至一份心酸。
其实更多的我将这本书当作科幻小说来看，书里就是一个未知的世界，《时刻简史》中，霍金念念不忘的就是大统一理论，这是爱因斯坦未尽的梦想。霍金在本书中坦言，不能用单独的美妙的公式描述和预测宇宙的每一件事情，正因量子理论的测不准原理决定了宇宙是不确定性和确定性统一的。在本书中，霍金透过地图模型来说明宇宙的多样性可能需要一组理论来进行描述。
第6篇：量子力学发展史范文
【关键词】计算机技术 信息化 发展趋势
一、计算机科学与技术的历史步伐
已去的20 世纪，是计算机飞速发展的一个时期。世界上第一台电子计算机“ENIAC”诞生于1946年，至此计算机的发展才不过60年的光阴。现代计算机体系结构的形成及其技术实现的有关发明，主要归功于两位数学家，与四位物理学家，由于他们的不懈努力奠定了计算机科学与技术发展的基石。
英国数学家布里顿.艾伦.图灵和美国数学家冯.诺依曼在计算机体系结构方面做出了巨大的贡献。1935 年到1936年间由图灵设计的抽象计算机“图灵机”成为计算机发展历史中的里程碑，因此，图灵被人们公认为计算机科学之父。冯.诺依曼在1945年总结了ENIAC计算机的优缺点， 提出了基于存储程序的通用电子计算机EDVAC逻辑设计方案，1952年成功设计建造，它在体系结构设计中实现了数字化的计算过程、存储程序控制并按电子学原理工作，这三点奠定了现代计算机体系结构的基础，因此，人们又把现代计算机称之为“冯.诺依曼计算机”。
1947美国贝尔实验室的物理学家威廉.肖克莱、约翰.巴丁和沃尔特.布莱顿共同发明了晶体管，他们一起成为了晶体管之父。11年之后，美国物理学家杰克.基尔比研制出第一块集成电路（IC），从此，以晶体管为基础的芯片按照摩尔预言的速度发展，带来了今天计算机的普及，基尔也成为了电子学革命之父。
大规模集成电路的发展和微处理器的出现，其直接成果就是带来了计算机的高性能和快速小型化，1971年，世界上第一款微处理器—Intel4004问世，1978年，英特尔公司开发出了8086，首次用于IBM PC机中，电脑走入家庭。一个全新的概念“个人电脑（PC）”取代了“微电脑”的概念，
二、计算机科学与技术得到发展的原因
（一）日新月异的时代需求
起初对计算机的时代需求为“二战”时期，有着对各种信息进行处理加工的欲求，这样促使进算计的研发运用。随后信息化时代的快速发展，计算机的运算速度也在不断的提高，存储功能不断强大，使其在教育、经济等领域迅速发展普及。市场激烈的竞争之下，计算机要顺应社会需求，不断的研发变化着，无形的竞争很大程度上促进了计算机科学技术的发展进步。
（二）稳定的选择机制基于计算机技术
对于相互竞争的技术价值做出一个共识性判断之前需要一段时间，这种不确定因素可能最后影响选择机制。大多数，同时发挥作用的围绕计算机技术的若干选择判据和机制及其影响要素，选择的环境常常是非常敏锐和稳定的，这是计算机技术迅速发展的一个重要原因。
在实践中，最强的技术性创新，把经济之间的激烈竞争转化为了技术性的较量。其计算机的发展在工程学科和应用学科也给我们许多启发。这使计算机的选择机制判断更加稳定明显，这样就更容易解决计算机在生产生活的运用中所存在的各种问题。同时，计算机选择机制的发展与计算机的发展是一种双向促进的关系，一种技术的发展可以促进另一种技术的进步。
（三）科学技术的发展离不开计算机技术的支持
新一代的技术与其他领域结合，又为了满足其需求不断的研发更新，慢慢计算机技术成为生活生产中的重要工具，并成为其他行业生产中重要的工具，直接与间接的促进了各个行业科学技术的发展，最终提高了社会的经济水平。
三、计算机科学与技术的发展趋势
计算机的具体发展趋势主要分为两大部分：
（一）智能化
智能化计算机是指设计结构独特并采用平行的处理技术，对计算机中的多个数据及多种指令可进行同时处理和分析的一种超级计算机。超级计算机相对于普通的计算机来说有着更高的运算速度。这些更智能化的计算机跟接近与人类大脑的性能，可以为人们生活和工作提供方便。更可以在某些高端行业，帮忙处理大量繁杂数据，提高工作效率，节省时间与成本。这也就是计算机发展的趋势是更人性化，更智能化。
（二）新型计算机
计算机的发展是基于硅芯片技术的不断更新，但由于需求的不断加强，硅芯片的研发潜力已近极限。所以很多新型计算机就成为了计算机技术的发展趋势。
（1）纳米计算机。计算机技术与纳米技术相结合，便有了纳米计算机。纳米元件与电子元件相比，其体积较小，质地优良且导电性能较高，完全可以取代传统的硅芯片。纳米技术兴起于20世纪80年代初，纳米作为一种计量单位，它的目标是使人类可以自由的操作原子。使用纳米级芯片组成的纳米计算机的能耗非常小，几乎可以忽略不计，性能上远远高于现有的计算机，所以纳米计算会是计算机技术的发展趋势之一。
（2）量子计算机。量子力学的原理来对大量数据进行运算以及存储和分析处理的源自可逆计算机的一种物理装置，而量子计算机就是基于这个。量子效应是量子计算机研发的基础，这种计算机中，开与关的状态是通过激光脉冲来改变一种链状分子聚合物的特性来决定的。由于量子的叠加效应，与传统计算机对比而言，量子计算机存储的数据量要大得多，还有就是，其运算速度是传统计算机的十亿倍。除了其存储性能及运算速度方面的优势外，其在安全性及安保体系等方面的优良性能也远远高于传统计算机。这也成为了计算机发展的另一趋势。
（3）光子计算机。光子计算机是利用光子进行计算，用光子代替传统的计算机通过电子进行数据计算、传输和储存。并把传统计算机的导线互联转变成了光互联。传统的计算机硬件结构复杂，多数为电子硬件，而光子计算机则为光子硬件，并为光运算，不同的数据是由光的不同波长表现出来的，对于复杂的任务可以进行快速处理。成为新型计算机一员。
四、总结
以上为对计算机科学与技术发展趋势的探究，从其发展趋势到发展其必要原因到未来计算机从智能化到新型化的发展态势的必然进行了探究阐述。
第7篇：量子力学发展史范文
【关键词】 热力学；统计物理；教学方法
一、引言
热力学与统计物理是理论物理的五大分支之一，具有与其它四个分支（经典力学、电磁学、相对论、量子力学）同等重要的科学与工程地位。热力学与统计物理课程是本科教学中物理学及相关专业的一门重要基础理论课程，它以大量微观粒子组成的宏观物质系统为研究对象，基于热力学理论和统计物理理论，揭示热运动规律以及与热运动有关的物性及宏观物质系统的演化。许多工程科学都是由热力学所衍生的或与其密切关联，例如传热学、流体力学、材料科学等，该课程也是学习量子力学、固体物理的基础。热力学的应用范围很广，主要包括：引擎、涡轮机、压缩机、发电机、推进器、燃烧系统、冷冻空调系统、能源替代系统、生命支援系统及人工器官等。
通过热力学与统计物理课程的教学，可以培养学生的形象思维和逻辑思维能力，提高学生的物理修养，使学生深入认识热力学与统计物理理论，能从热力学和统计物理学角度阐述热运动的规律及热运动对物质宏观性质的影响，能基于热力学和统计物理学理论解决实际热力学问题。热力学理论和统计物理学理论的统一性的教学，可使学生树立物质世界是分层次的、宏观现象与微观本质紧密联系、量的积累引起质的变化等物理学基本观点。然而该门课程抽象性强，教学难度很大，因此教学过程中必须有针对性的采用科学的教学方法以保证良好的教学效果。
二、重点突出物理思想和物理方法教学
科学思想和方法是物理科学的重要内容。美国著名物理学家费恩曼曾经说过：对学习物理的人来说，重要的不是如何正规严格地解方程，而是能猜出它们的解并理解物理的意义。清华大学著名物理学家叶企孙教授也曾强调指出： 物理教学不仅要给学生以知识，更要给学生科学思想和方法。可见物理思想和物理方法在物理教学中的重要性。物理知识的认识和发展是依赖于物理思想的发展和建立于科学的物理方法的基础之上的。物理知识的传授是“授人以鱼”，物理思想和物理方法的传授则是“授人以渔”。仅仅传授物理知识容易使学生对掌握的结论确信无疑，这将限制学生的创造性和个性发展。而物理思想和物理方法的传授不仅是为学生提供必要的知识储备外，也是为他们提供能力储备。
在热力学统计物理课程的教学中，除了物理思想和物理方法自身具有的重要地位之外，授课学时少和授课内容多的矛盾、化繁为简提高教学效果的要求也需要将物理思想和物理方法的传授放在一个重要位置。把握该课程的物理思想和基本方法，对授课内容和知识结构进行优化和调整，是解决授课学时少和授课内容多的矛盾的根本方法。热力学统计物理课程对学生数学基础要求也较高，涉及到大量繁复的公式数学推导和变换，导致学生在学习该课程的过程中很容易将注意力停留在物理公式的数学形式上而忽略了其中的物理意义、物理思想和物理方法，最终结果是导致学生思维混乱、满头雾水。因此，在热力学统计物理课程中应该尽量简化物理公式的数学推导和数学变换方面的教学，而将教学的重点放在物理公式的物理意义、物理思想和物理方法方面，帮助学生从物理角度对授课内容进行深入理解。
三、排除学生心理障碍
热力学与统计物理课程的特点是比较抽象，学生理解困难和难以建立相应的物理图像。较大的学习阻力会影响学生学习该课程的兴趣和爱好，导致学生存在接受热力学与统计物理的物理思想和相关理论的心理障碍。上述在把握课程的物理思想和基本方法的基础上对授课知识结构进行优化调整和将授课内容化繁为简是排除学生心理障碍的一个有效方法，此外好的课题引入对于排除心理障碍从而激发学生学习兴趣也会起到十分重要的作用。如教学实践证明，课程绪论由热力学发展史引入，从“热”本质的争论到焦耳、克劳修斯、开尔文、能斯脱、麦克斯韦、玻尔兹曼、吉布斯等科学家的丰功伟绩进行逐步阐述，可以有效激发学生学习统计物理的兴趣和增强学生的学习信心。恰当地运用热力学统计物理发展史能够提高学生的创新思维水平，提高学生整合信息、发现问题的能力。[1]同时也有利于激发学生的自我意识[2]和有助于学生理解物理知识，有助于学生体验物理学的批判精神和形成整体性的物理知识观。[3]再如在统计理论部分的课题引入时，重点突出物理思想，突出宏观系统由大量微观粒子组成的特点，使学生真正清楚统计物理学的研究对象及方法，理解统计物理与热力学的不同之处和统一之处，也可以有效消除学生学习统计物理的形成心理障碍。总之，通过好的课题引入，激发学生的学习兴趣和调动学生的学习积极性，消除学生的畏难情绪，对排除学生学习热力学统计物理的心理障碍不无裨益，这也是保证学生在热力学统计物理课程学习过程中始终保持学习主动性的关键。
四、详细阐述热力学与统计物理两种方法的关系
热力学方法与统计物理方法是热力学与统计物理研究大量微观粒子组成的宏观物质系统的热现象的两种基本方法，两种方法的有机结合是热力学统计物理理论的一个基本特征，应帮助学生很好地把握该基本特征。热力学的基本任务是研究热运动的基本规律，是研究热现象的宏观理论，它不涉及物质的微观结构，而是从能量转化的观点出发，依据在大量实践中总结出来的几条基本宏观定律，运用严密的逻辑推理而形成的一整套完整的热现象理论。统计物理学的基本任务是揭示热现象的本质，是研究热运动的微观理论，它从物质的微观结构出发，依据微观粒子所遵循的力学规律，再用概率统计的方法求出系统的宏观性质及其变化规律。热力学理论的发展先于统计物理学的发展，其起源可追溯至十七世纪末开始的长期而激励的“热”本质争论，到19世纪中页在焦耳测定热功当量的工作基础上热力学第一定律得以建立了“热质学”，奠定了热力学的发展基础，并在克劳修斯、开尔文、能斯脱等人的进一步努力下建立了热力学第二定律和第三定律，使热力学理论更臻完善。热力学能解决宏观热现象的一些问题，但仍未能对热现象的本质作出解释。在热力学发展的同时，分子运动论也开始发展起来。克劳修斯从分子运动论的观点出发导出波意耳-马略特定律。麦克斯韦应用统计概念研究分子的运动，得到了分子运动的速度分布定律。玻尔兹曼给出了热力学第二定律的统计解释。最后吉布斯发展了麦克斯韦和玻尔兹曼的理论，建立了系综统计法。至此统计物理学形成了完整的理论。可见热力学理论和统计物理理论的发展虽有先后之分，但是发展过程却紧密联系，对应的两种研究方法各有优缺点又有机结合，二者的区别和联系如下表所示：
基础 方法 优点 不足
热力学方法 由大量现象总结归纳的热力学基本定律 数学演绎、逻辑推理 高度的普适性、可靠性 无法解释涨落现象、无法揭示热现象本质
基础 方法 优点 不足
统计物理方法 物质微观结构、宏观量与微观量的关系、等概率原理 概率统计方法 可求具体物质的热性质、解释涨落、揭示热现象本质 近似性
可见，热力学方法和统计物理方法共同来自于人们对宏观热现象的明确认识和微观热运动特征的准确把握，二者相辅相成，互为补充，是一个有机统一体，缺一不可。课程教学过程中，应在详细阐述热力学与统计物理学的概念定义、发展历史的基础上讲授二者的有机统一关系，使学生对两种方法有一个整体的认识，准确把握课程的基本特征，这有利于学生理解热力学统计物理的物理思想和建立相应的物理图像。
五、帮助学生建立课程理论框架
学生在学习热力学与统计物理的过程中，难以理解相关的物理思想、定理定律和无法建立清晰的物理图像，很大程度上是由于没有很好地把握课程的知识要点和理论主线。热力学与统计物理课程有机结合思维方式截然不同的热力学和统计物理两种方法，分别从宏观和微观两个层面对物质系统的热运动规律进行研究，同时数学推导和变换繁复，因此学生在学习的过程很难捕捉到课程的知识要点和提炼出课程的理论主线，这就要求教师有意识的帮助学生把握课程的整体理论框架。
汪志诚的《热力学·统计物理》教材为例，[4]可以建立如下课程基本理论框架：课程分为热力学和统计物理两个部分。热力学部分包括热力学基本定律部分（核心）、均匀热力学系统的热力学公式、热力学基本定律和热力学公式的应用三部分，前两部分为热力学的基础理论，第三部分包括基础理论在均匀单元系、均匀多元系以及非均匀系中的应用。统计物理部分包括平衡态统计理论、涨落理论和非平衡态理论，平衡态统计理论为核心部分，又包括最概然统计理论和系综理论。在授课学时日渐缩减的情况下，可将最概然统计理论作为本科教学中统计物理部分的讲授主体。该部分可以分为系统微观构成的描述和基本统计规律、基本统计规律在不同微观系统中的应用两部分，后者包括了基本统计规律在玻尔兹曼系统、波色系统和费米系统中的应用。这样的一个简明的整体理论框架的建立，有助于学生对相关定理定律的融会贯通和对课程的物理思想和物理方法的整体理解，从而帮助学生建立完整的热力学统计物理图像，达到该课程的最终教学目的。
六、结论
热力学统计物理是本科物理学及相关专业的一门重要基础理论课程，具有抽象且数学知识要求高的特点，教学难度很大。在该课程的教学过程中通过重点突出物理思想和物理方法教学、排除学生心理障碍、详细阐述热力学与统计物理两种方法的关系、帮助学生建立课程理论框架等科学的教学方法的应用，可以有效提高教学质量，帮助学生深入理解相关的物理思想和掌握相关的物理方法，建立完整的热力学统计物理图像。
【参考文献】
[1] 周诗文.运用物理学史培养学生的创新思维[J].物理教学探讨，2005.9.15-16.
[2] 陈运保.物理学史对于培养学生自我意识的重要作用[J].物理教学探讨，2005.2.28-29.
[3] 赵长林，赵汝木.物理学史的课程价值[J].物理教学， 2005.2.32-35.
[4] 汪志诚.热力学·统计物理[M].北京：高等教育出版社，2003.
第8篇：量子力学发展史范文
超高速计算机采用平行处理技术改进计算机结构，使计算机系统同时执行多条指令或同时对多个数据进行处理，进一步提高计算机运行速度。超级计算机通常是由数百数千甚至更多的处理器(机)组成，能完成普通计算机和服务器不能计算的大型复杂任务。从超级计算机获得数据分析和模拟成果，能推动各个领域高精尖项目的研究与开发，为我们的日常生活带来各种各样的好处。最大的超级计算机接近于复制人类大脑的能力，具备更多的智能成份.方便人们的生活、学习和工作。世界上最受欢迎的动画片、很多耗巨资拍摄的电影中，使用的特技效果都是在超级计算机上完成的。日本、美国、以色列、中国和印度首先成为世界上拥有每秒运算1万亿次的超级计算机的国家，超级计算机已在科技界内引起开发与创新狂潮。
二、
计算机的发展将趋向超高速、超小型、并行处理和智能化。自从1944年世界上第一台电子计算机诞生以来，计算机技术迅猛发展，传统计算机的性能受到挑战，开始从基本原理上寻找计算机发展的突破口，新型计算机的研发应运而生。未来量子、光子和分子计算机将具有感知、思考、判断、学习以及一定的自然语言能力，使计算机进人人工智能时代。这种新型计算机将推动新一轮计算技术革命，对人类社会的发展产生深远的影响。
三、新型高性能计算机问世
硅芯片技术高速发展的同时，也意味看硅技术越来越接近其物理极限。为此，世界各国的研究人员正在加紧研究开发新型计算机，计算机的体系结构与技术都将产生一次量与质的飞跃。新型的量子计算机、光子计算机、分子计算机、纳米计算机等，将会在二十一世纪走进我们的生活，遍布各个领域。
1.量子计算机
量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究，量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。量子计算机是基于量子效应基础上开发的，它利用一种链状分子聚合物的特性来表示开与关的状态，利用激光脉冲来改变分子的状态.使信息沿着聚合物移动.从而进行运算。量子计算机中的数据用量子位存储。由于量子叠加效应，一个量子位可以是0或1，也可以既存储0又存储1。因此，一个量子位可以存储2个数据，同样数量的存储位，量子计算机的存储量比通常计算机大许多。同时量子计算机能够实行量子并行计算，其运算速度可能比目前计算机的PentiumDI晶片快10亿倍。除具有高速并行处理数据的能力外，量子计算机还将对现有的保密体系、国家安全意识产生重大的冲击。
无论是量子并行计算还是量子模拟计算，本质上都是利用了量子相干性。世界各地的许多实验室正在以巨大的热情追寻着这个梦想。目前已经提出的方案主要利用了原子和光腔相互作用、冷阱束缚离子、电子或核自旋共振、量子点操纵、超导量子干涉等。量子编码采用纠错、避错和防错等。量子计算机使计算的概念焕然一新。
2.光子计算机
光子计算机是利用光子取代电子进行数据运算、传翰和存储。光子计算机即全光数字计算机，以光子代替电子，光互连代替导线互连，光硬件代替计算机中的电子硬件，光运算代替电运算。在光子计算机中，不同波长的光代表不同的数据，可以对复杂度高、计算量大的任务实现快速地并行处理。光子计算机将使运算速度在目前基础上呈指数上升。
3.分子计算机
分子计算机体积小、耗电少、运算快、存储量大。分子计算机的运行是吸收分子晶体上以电荷形式存在的信息，并以更有效的方式进行组织排列。分子计算机的运算过程就是蛋白质分子与周围物理化学介质的相互作用过程。转换开关为酶，而程序则在酶合成系统本身和蛋白质的结构中极其明显地表示出来。生物分子组成的计算机具备能在生化环境下，甚至在生物有机体中运行，并能以其它分子形式与外部环境交换。因此它将在医疗诊治、遗传追踪和仿生工程中发挥无法替代的作用。目前正在研究的主要有生物分子或超分子芯片、自动机模型、仿生算法、分子化学反应算法等几种类型。分子芯片体积可比现在的芯片大大减小，而效率大大提高，分子计算机完成一项运算，所需的时间仅为10微微秒，比人的思维速度快100万倍。分子计算机具有惊人的存贮容量，1立方米的DNA溶液可存储1万亿亿的二进制数据。分子计算机消耗的能量非常小，只有电子计算机的十亿分之一。由于分子芯片的原材料是蛋白质分子，所以分子计算机既有自我修复的功能，又可直接与分子活体相联。美国已研制出分子计算机分子电路的基础元器件，可在光照几万分之一秒的时间内产生感应电流。以色列科学家已经研制出一种由DNA分子和酶分子构成的微型分子计算机。预计20年后，分子计算机将进人实用阶段。
4.纳米计算机
纳米计算机是用纳米技术研发的新型高性能计算机。纳米管元件尺寸在几到几十纳米范围，质地坚固，有着极强的导电性，能代替硅芯片制造计算机。“纳米”是一个计量单位，大约是氢原子直径的10倍。纳米技术是从20世纪80年代初迅速发展起来的新的前沿科研领域，最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子，制造出具有特定功能的产品。现在纳米技术正从微电子机械系统起步，把传感器、电动机和各种处理器都放在一个硅芯片上而构成一个系统。应用纳米技术研制的计算机内存芯片，其体积只有数百个原子大小，相当于人的头发丝直径的千分之一。纳米计算机不仅几乎不需要耗费任何能源，而且其性能要比今天的计算机强大许多倍。美国正在研制一种连接纳米管的方法，用这种方法连接的纳米管可用作芯片元件，发挥电子开关、放大和晶体管的功能。专家预测，10年后纳米技术将会走出实验室，成为科技应用的一部分。纳米计算机体积小、造价低、存量大、性能好，将逐渐取代芯片计算机，推动计算机行业的快速发展。
我们相信，新型计算机与相关技术的研发和应用，是二十一世纪科技领域的重大创新，必将推进全球经济社会高速发展，实现人类发展史上的重大突破。科学在发展，人类在进步，历史上的新生事物都要经过一个从无到有的艰难历程，随着一代又一代科学家们的不断努力，未来的计算机一定会是更加方便人们的工作、学习、生活的好伴侣。
参考文献：
[1]刘科伟，黄建国.量子计算与量子计算机.计算机工程与应用，2002，(38).
[2]王延汀.谈谈光子计算机.现代物理知识，2004，(16).
[3]陈连水，袁凤辉，邓放.分子计算机.分子信息学，2005，(3).
[4]官自强.纳米科技与计算机技术.现代物理知识，2003，(15).
[5]张镇九，张昭理.量子计算机进展，计算机工程，2004，(4).
第9篇：量子力学发展史范文
关键词：正负超微子、引、斥力交换定律、强力的本质力、强子衰变与稳定的内在因素
高能物理、粒子物理发展的简要回顾
在前沿科学的研究中回顾和总结前人的经验是极其重要的。关于核力是如何产生的问题，人们借鉴电磁力的相互作用基本原理，认为两个电子不断地相互交换虚光子，产生了电磁力。汤川秀树认为，自然界应当有一种质量在电子和核子之间的粒子，质量大约是电子的200倍。在核内不断相互交换，因此而产生了强大的核力。后来人们在自然界中果然发现了这种粒子，并发现这种粒子参与强相互作用，称为π介子。以后人们又发现多种介子和超子，由于均参与强相互作用，所以通称为强子。。后来发现与事实并不完全相吻合，有人又提出在核内的夸克可能相互交换称为胶子的粒子。但仍不能解开许多有关的艰难的谜题。由于强力非常复杂，精敏的人们认识到，现在认识的强力可能仅是次级力，本质性的强力人们还没有寻找到。
坂田模型开辟了基本粒子结构研究的道路。对于揭示粒子内部结构，推动粒子理论发展，是有重大科学意义的。坂田模型合理的解释了一些事实，但也遇到了一些严重的困难。
在坂田模型的基础上，盖尔曼进一步提出了“夸克”模型，由于能够更好的解释大量现象（不是全部），逐步被科学共同体所公认。笔者也认为这是一个很有希望的理论（当时正在推论有关宏观高层物理学模型的诸多问题）。后来关系到微观物质运动和粒子结构问题，又转而研究量子力学和粒子结构问题。当着把“夸克”模型拿来与现实物理世界进行详细的对比分析研究时，发现两个致命的缺点。第一“夸克”没有确切的质量，由于没有说明原因，给人一种变戏法的感觉。第二“夸克”模型，仍然没有解开许多强子有关艰深的谜题。描述强子内部结构却无法揭开与强子结构密切相关的许多艰深的谜题是不可想象的。所以必然会导致“夸克”粒子永远被禁闭。即是说，自然界根本就没有这种粒子。
从逆向思维的角度也能发现问题。科学发展史表明，一个正确的理论问世，很快就会有相关的应用科技的出现。比如说，当着电磁波理论问世后，很快就出现了无线电的应用科技。当着化学元素表问世后，人们很快就发现核裂变、核聚变能够释放出巨大的能量，导致核能的应用等。夸克理论问世以有几十年，却一直没有出现相关的应用科学。就很说明问题。
另开辟新路
科学史上，行星运动三定律解释了九大行星绕日运动的现象。当时却不能说明为什么？后来牛顿发现了万有引力定律，才合理的解释了九大行星为什么会产生绕日运动的基本原理。受他的启发，量子力学只能描述微观物质运动如何，不能说明为何？是否暗示着量子力学也是受更基本的规律支配的呢？“没有大胆的设想，就没有伟大的发现”。
微观物质运动为什么会普遍的遵守波、粒二像性的物理规律？根据德布罗意公式延伸推想出粒子内部力学公式，想像出粒子内部更基本更多的超微子普遍的遵守“引、斥力交换定律，粒子内部相互交换的引力和斥力的大小，是随着粒子的质量大小相互变化的；质量越小引力就越小而斥力就越大，力程越长，质量越大引力就越大而斥力就越小，力程越短，称为粒子内部力学定律”。导致整个粒子表现出波、粒二像性的物理性质来。那么检验这种粒子内部力学在自然界中是否真正存在？关键的问题是根据“引、斥力交换定律”，是否能够建立起轻子和强子统一结构物理模型，是否能够揭开微观世界许多艰深的谜题。
我们对于传统理论与现实物理世界进行详细的对比分析和研究，完全相吻合的要继承，有出入的要修正，完全不相符的应从新建立新的模型。
传统观念认为，正、负电子相互交换光子（虚光子）的见解是有出入的。为什么呢？因为光子是中性的，而正、负电子相互交换的粒子所产生的磁场是有正负极的。比如说，太阳每天向地球上放射出大量可见光、红外、紫外等等大小不同能量的光子。由于光子是中性的，对地球磁场没有丝毫的影响。当太阳黑子爆发产生磁爆的时候，太阳放射出大量的带电粒子流却会对地球磁场产生极大的影响。再说，正、负电子如果交换的都是中性的光子的话，又是如何测出带正电荷或者是带负电荷的呢？
所以确切的说，正、负电子相互交换的粒子应是同时具有正负极的磁偶极子，正电子不断发射正极在前的磁偶极子，又不断吸收负极在前的磁偶极子。相反，负电子不断发射负极在前的磁偶极子，又不断吸收正极在前的磁偶极子。由于正、负电子不断相互交换磁偶极子，因此在电场的周围产生了磁场。因为测到正电子不断发射正极在前的磁偶极子，所以认识到这是带正电荷的电子。同样，测到负电子不断发射负极在前的磁偶极子，所以认识到这是带负电荷的电子。
也就是说，由于带正、负电荷的粒子与外界相互交换不同极性的磁偶极子，因此，路过磁场时必然会分别向两个不同的方向偏转。而中性的粒子由于不与外界相互交换磁偶极子，所以路过磁场时不会产生任何影响。
轻子的结构
如果“引、斥力交换定律”确实就是粒子内部力学规律的话，假如再根据一些代用品来研究粒子结构，不但是多余的，而且还极有可能会严重影响寻找到基本粒子的真实结构。所以采用正确的研究方法会起到事半功倍的作用。
新的设想：
我们用两个更基本的正、负超微子，就可以合理的描绘出轻子和强子统一结构物理模型的全部图像。是否与现实物理世界完全相吻合？读者自己去评价，让时间去检验。
正、负超微子的基本性质比较特别，正超微子一头符号为正，另一头符号为А,负超微子一头符号为负，另一头符号为В。如；正OА、负OB。如果正、负超微子的正和负组合在一起，就会变成中性的超微粒。如，А∞В、是构成μ型中微子的原材料。如果正、负超微子的А和В组合在一起，就变成一个磁偶极子。如，正∞负、是磁偶极子。
光子的结构，是由两个正负磁偶极子；一头是上正下负极另一头是上负下正极转变成中性的粒子构成一个最小单元的光子。无论光子的能量大小都是由最小单元的光子组合起来的，光子的能量越大，内部的最小光子的数量就越多，并且共同遵守粒子内部力学的“引、斥力交换定律”，从而反映出整个光子的波粒二像性的物理性质。
电子的结构，电子是由众多的磁偶极子组成（或者说是由众多的正、负超微子对组成）。电子的质量越大，内部磁偶极子的数量就越多，在电子内部共同遵守粒子内部力学的“引、斥力交换定律”，不断相互交换更小的中性超微子，称之为微荷。 从而反映出整个电子的波粒二像性的物理性质。在通常情况下，无论电子的质量大小，每次总是不断向外发射一个磁偶极子，马上又吸收一个磁偶极子，因此而显示出一个电荷的性质。
因为正、负电子不断地相互交换磁偶极子，所以在电场的周围便产生了磁场。又因为电子是由大量的磁偶极子组成的集团，所以才会产生变化的磁场引起变化的电场；变化的电场又引起变化的磁场。因此而表现出电磁不分家的现象来。
正、负电子的自旋方向相反
正、负电子对相遇，众多的两个磁偶极子组合成最小光子，从而转变为一个γ光子。相反，一个γ光子运动在经过原子附近时发生相互作用，把众多的最小光子分开，又转变为众多的磁偶极子；成为正、负电子对。
电子型中微子的结构，是由一个磁偶极子的正极与负超微子结合，负极与正超微子结合，转变成中微子。也就是电子型中微子最小单元是由四个超微子构成，能量越大；数量就越多。
两个中性的超微子正反向组合在一起；一头是上A下B另一头是上B下A又能构成另一种中微子。这样，在微观世界中就有三种性质不同的中微子存在。这三种性质不同的中微子通过振荡的物理作用，又可以相互转变。
真空不空的暗能量、零点能等，是由什么物质组成的？人们一般认为，如果把一个磁偶极子分开一定是磁单极。其实一个磁偶极子分开就转变成了前质量性、前能量性的正、负超微子。真空中就相对均匀的填满了这种正、负超微子或中性的超微子对。所以如果对真空进行不同的物理作用，就会产生不同的物理现象。比如说，真空极化、真空凝聚、真空涨落、真空暴涨、真空衰变等。
μ子型中微子的结构，是由数量更多的正、负超微子组合成中性超微子对构成的，相互作用是严格遵守“引、斥力交换定律”的。
无论质量粒子还是能量粒子都是由更基本的正、反超微子构成的，都是物质的；是物质运动不同形式的表现。光子和中微子均有静止质量；是与能量相等的质量。
强子的结构
研究发现，强子的结构竟然出人意料的非常简单。原来，强子中的介子和超子衰变成什么粒子？它就由什么粒子所构成，和原子结构、原子核结构一样，都是实实在在的粒子。这简直使人难以值信。全世界有经济能力的各国花巨资建造各种加速器、对撞机，动用了大量的人力、物力去寻找组成强子的“夸克”却始终没有发现，在自然界中也没有寻找到它的踪迹。万万想不到，强子真实结构的粒子，竟然每天静悄悄地就展现在人们的面前，太不可思义啦！下面我们描绘出强子真实结构的物理图像，是否与现实物理世界完全相吻合？读者自己去分析、去辩别。
传统观念认为，强子内不准许电子存在。但是，新的观念认为，基本粒子均由更基本的正负超微子构成，在粒子内统一遵守粒子内部力学的引、斥力交换规律。所以组成电子的物质在强子内部的波长并不是电子的波长，而是整个强子质量的波长。
重电子的μ介子是由一个电子和一个vμ型中微子构成。那么，重电子为什么不能马上把全部的质量都转化为能量呢？因为构成vμ型中微子的大约是由数千万个超微子对都是中性的，通常情况下是无能力马上转变出能量的。只有与反vμ型中微子相碰，把超微子对撞开，从新组合成磁偶极子，两个磁偶极子再组合成最小单元的光子。正反vμ型中微子就能把全部质量都转化为能量。比如说，中性的π介子就是由正、反两个vμ型中微子组成的，衰变时由于没有其他物理影响便能马上把全部质量都转化为能量，衰变出两个高能量的γ光子。
因为μ介子是由电子和vμ型中微子构成，所以只能构成正反两个重电子。由于π介子是由正反两个vμ型中微子和正反两个电子所构成。因此，π介子必然会构成三种介子。如正π介子、负π介子和中性的π介子。
π介子的质量是273?2衰变出一个μ介子的质量是20677和一个vμ型中微子质量约203，增加共约达到400个电子质量左右。增加的质量就是根据vμ型中微子内部结构的需要从真空中的正负超微子中吸引来的。类似部队人员缺编，从民间招兵充实建制一样。同样，部队人员过多，需要缩编，又会退伍、复员部分人员，达到建制正常化。比如说，k介子的质量是966?6衰变出一个带电π介子和一个中性的π介子，两个质量加在一起共是5374。这些减少的质量就是根据π介子内部结构的需要，把多余的正负超微子对释放到真空内。而k介子衰变出三个π介子其质量加起来和k介子的质量差不多。关于k介子为什么有时衰变出两个π介子，有时衰变出三个π介子呢？显然与k介子产生一瞬间的运动状态有关，因为粒子内部数千万计的正负超微子对是不断共同遵守“引、斥力交换定律”的，由于衰变时的角度不同，可能有时会衰变成两个π介子，有时会衰变成三个π介子。如果进入定量研究会对它有更精确的描述。
从质子和中子的质量来看，应当是由两个k介子构成的。究竟质子和中子内大约数亿个超微子对的群组织是如何产生相对稳定的核力的本质力的呢？
强力的本质力
因为强力的电荷无关性。所以我们在描绘强力的本质力时，强子内的电荷问题暂时不提。根据粒子内部力学的“引、斥力交换定律”，结合现实物理世界推论发现，强力的本质力原来是由两个成对的正负vμ型中微子，在不断遵守“引、斥力交换定律”运动中产生的合力造成的。粒子内引、斥力的交换力本来是比较脆弱的，但是由大约上亿个超微子对组成的正负vμ型中微子对共同产生的合力，力气却大的惊人。力程极短、极其复杂是必然的。这也正是只有两个vμ型中微子以上构成的π介子才能参与强相互作用，而轻子不参与强相互作用的原因。虽然在重电子结构中有一个vμ型中微子，但是一个粒子无法产生合力。因为强相互作用都是由正负两个vμ型中微子产生的合力，所以一个vμ型中微子不能参与强相互作用。
强相互作用很复杂的原因；π介子是由正负两个vμ型中微子产生的一处合力点，k介子是由两对或三对正负vμ型中微子产生的两处或三处合力点，两者强力的大小也有所不同。其它超子强相互作用的合力点更多…合力的大小也有差异。所以强力才会表现出很复杂的现象。
那么，质子和中子的结构为何很稳定，而介子和超子必然会发生衰变呢？我们知道，在自然界中物体的三角形最为稳定，所以由两个k介子的质量构成的质子和中子内部结构不是由12个正负vμ型中微子构成，而是由质量饱和的6个正负vμ型中微子构成的。在不断遵守引、斥力交换规律中始终形成三角鼎立之势，不断产生内三合力和外三合力，核力是由外三处合力点表现出来的。
k介子虽然也是由6个正负vμ型中微子构成的，但是它们是不饱和的，达不到形成三角鼎立之势的条件，所以k介子必然会在遵守斥力时而衰变。如果说粒子内部一定有弱力存在的话，那也是引、斥力交换规律中斥力的外露。
总之，强子凡达不到形成三角鼎立之势条件的，都必然会衰变。介子和超子都达不到形成三角鼎立之势的条件，只有质子和中子才能达到形成三角鼎立之势的条件。如果进入定量研究会对它们有更精确的描述。
小结
前质量性、前能量性的正负超微子构成了实物粒子，埸和真空物质的暗能量。组成的第一步粒子是，磁偶极子，最小单元的光子和三种性质不同的中微子。第二步是，众多的磁偶极子构成了电子（集团），众多最小单元的光子构成了光子（集团），众多的三种性质不同的单个中微子又分别组成了三种性质不同的中微子（集团）。因为轻子的结构都是由单纯的粒子组成的，所以随着数量的增加或减少，只能表现出粒子的质量、能量增加或减少，而基本性质则不变。因为正负电子不断地相互交换磁偶极子，所以电场产生了磁场。导致电磁不分家的现象发生。
强子中的介子和超子衰变成什么粒子？它就由什么粒子所构成。
由两个正反vμ子形中微子以上成对构成的粒子，在内部严格遵守“引、斥力交换定律”的过程中又产生了一种新的合力，即；强力的本质力。
质子、中子之所以结构相对稳定，是因为内部三对饱和的6个正负vμ型中微子，在不断遵守引、斥力交换规律中始终形成三角鼎立之势，不断反复的产生内三合力和外三合力，所以质子、中子的核力是由外三合力点表现出来的。
从现实物理世界出发，运用物理图像逻辑推理学推论结果表明，如果没有粒子内部力学“引、斥力交换定律”的存在，就不会有量子力学、电磁动力学和强力本质力的产生。正负超微子就无法构成现实物理的物质世界。
研究到这里使我们认识到，花过多的精力去研究大量不稳定的粒子是没有多少科学意义的，细心研究相对稳定的粒子结构其科学意义是十分重大的。马克思有句名言：哲学家不仅要解释世界，更重要的是改造世界。这句话不仅是针对哲学而说的，它还包涵着任何科学的存在和发展的真正意义。
从高层物理学模型中发现应用科学基本原理
粒子内部力学模型的问世，建立起了轻子、强子统一结构物理模型后发现，现代一些高尖端技术碰到的许多瓶颈，根据现代科学基本原理极难突破，而如果根据高层物理学基本原理则比较容易突破。比如说，下一代大功率雷达的研发、超强电磁干扰波的研发、光传操作系统的研发、超越第四代、五代机隐身性能超材料的研发、超强电磁防护罩的研发（如何激发周围一定距离如，50米、100米等真空中正、负超微子组成磁偶极子时间1形成磁爆层，时间2两个磁偶极子又组合成最小单元的光子形成光爆层。以光速不断的由磁爆层转变为光爆层，又由光爆层转变为磁爆层…从而达到超强的防护的作用。是未来第七代或第八代机的基本性能，即；给飞机穿上“防弹衣”）、 以及思维语言扫描仪、穿越物体超材料的研发，定向能强微波、强激光武器的研发等。依定向能强微波武器为例，μ子型中微子的静止质量大约是电子型中微子静止质量的上亿倍以上；电子质量的200倍以上，具体数据经过反复的科技试验即可取得（应用科技本来主要就是从试验中获取精确数据的。站在现代物理学的角度，只要从意识上高度重视中微子具有静止质量，从理论上就会有超常规的重大新发现，不发现高层物理学也能研发出来这类定向能强微波武器的）。不同的能量击在一定距离的物体上，轻者裂缝解体，重者产生局部性的物体爆炸而四分五裂。击中飞机机体会莫明其妙解体而坠落，击中导弹战斗部会马上在空中爆炸。其威力比强激光武器大的多，这种定向能强微波肉眼看不见、速度快、无声无息，雷达更探测不到，给人一种神秘感。
可不要小看由电传操作系统向光传操作系统的变革。在未来战争中，必然会有下一代超强电磁干扰波科技的出现，面对超强电磁干扰波的突然袭击，电传操作系统必然会全部失灵。而光传操作系统却一切正常。
未来武器的发展走向，高层物理学的问世，必然会促进超强电、磁、光应用科技的快速发展，会由不同类型大小能量不等的强微波、强激光武器等占主导地位，笨重的弹药式武器（包括导弹、核武器）会逐步退出（通过沙盘推演得出的结论。沙盘推演属于直观的图像逻辑推理学的一种，类似古人的《推背图》，则属于辩证的图像逻辑推理学的一种；是古人根据人文和社会发展的内在（隐藏）的规律而推论出来的结论。无论哪个学科都有极其深奥的学问…）。
因此，物理图像逻辑推理学既是一门古老的学科，又是一门暂新的学科。物理图像逻辑推理学，在基本物理学研究中，起码起着定性的物理模型和连环式物理模型的作用。这一大创新，虽然远远不如经过数学抽象的现代物理学精确。但是，现代精确的物理学也有缺点，由于非常精细，往往容易迷失在细节里。因此而容易迷失研究方向。物理图像逻辑推理学与数学抽象，两者相辅相成，将会促进现代科学向更高层次发展。供广大读者参考。
