量子計算含義精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的量子計算含義主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：量子計算含義范文

【關鍵詞】超弦/M理論/圈量子引力/哲學反思

【正文】

本文分四部分。首先明確什么是量子引力？其次給出當代量子引力發(fā)展簡史，更次概述當代量子引力研究主要成果，最后探討量子引力的一些哲學反思。

一、什么是量子引力？

當代基礎物理學中最大的挑戰(zhàn)性課題，就是把廣義相對論與量子力學協(xié)調(diào)起來[1]。這個問題的研究，將會引起我們關于空間、時間、相互作用（運動）和物質(zhì)結(jié)構諸觀念的深刻變革，從而實現(xiàn)20世紀基礎物理學所提出的空間時間觀念的量子革命。

廣義相對論是經(jīng)典的相對論性引力場理論，量子力學是量子物理學的核心。凡是研究廣義相對論和量子力學相互結(jié)合的理論，就稱為量子引力理論，簡稱量子引力。探討量子引力卓有成效的理論，主要有兩種形式。第一，是把廣義相對論進行量子化，正則量子引力屬于此種。第二，是對一個不同于廣義相對論的經(jīng)典理論進行量子化，而廣義相對論則作為它的低能極限，超弦／M理論則屬于這種。

圈(Loop)量子引力[2]是當前正則量子引力的流行形式。正則量子引力是只有引力作用時的量子引力，和超弦／M理論相比，它不包括其它不同作用。它的基本概念是應用標準量子化手續(xù)于廣義相對論，而廣義相對論則寫成正則的即Hamiltonian形式。正則量子引力根據(jù)歷史發(fā)展大體上可分為樸素量子引力和圈量子引力。粗略來說，前者發(fā)生于1986年前，后者發(fā)生于1986年后。樸素量子引力由于存在著紫外發(fā)散的重正化困難，從而圈量子引力發(fā)展成為當前正則量子引力的代表。

超弦／M理論的目的，在于提供己知四種作用即引力和強、弱、電作用統(tǒng)一的量子理論。理論的基本實體不是點粒子，而是1維弦、2維簡單膜和多維brane（廣義膜）的延展性物質(zhì)客體。超弦是具有超對稱性的弦，它不意味著表示單個粒子或單種作用，而是通過弦的不同振動模式表示整個粒子譜系列。

圈量子引力和超弦／M理論之外，當代量子引力還有其它不同方案。例如，Euclidean量子引力、拓撲場論、扭量理論、非對易幾何等。

二、當代量子引力研究進展

我們主要給出超弦／M理論和圈量子引力研究的重大進展。

1.超弦／M理論方面[3]

弦理論簡稱弦論，雖然在20紀70年代中期，已經(jīng)知道其中自動包含引力現(xiàn)象，但因存在一些困難，只是到80年代中期才取得突破性進展。

1)80年代超弦理論

弦論發(fā)展可粗略分為早期弦理論（70年代）、超弦理論（80年代）和M理論（90年代）三個時期。我們從80年代超弦理論開始，簡述其研究進展。

1981年，M·Green和J.Schwarz提出一種嶄新的超對稱弦理論，簡稱超弦理論，認為弦具有超對稱性質(zhì)，弦的特征長度已不再是強子的尺度（～10[-13]厘米），而是Planck尺度（～10[-33]厘米）。

1984年，Green和Schwarz證明[4]，當規(guī)范群取為SO(32)時，超弦I型的楊－Mills反常消失，4粒子開弦圈圖是有限的。

1985年，D.Gross，J.Harvey[5]等4人提出10維雜化弦概念，這種弦是由D=26的玻色弦和D=10超弦混合而成。雜化弦有E[，8]×E[，8]和SO(32)兩種。

同年，P.Candlas，G.Horowitz，A.Strominger和E.Witten[6]對10維雜化弦E[，8]×E[，8]的額外空間6維進行緊致化，最重要的一類為Calabi－丘流形。但是這類流形總數(shù)多到數(shù)百萬個，應該根據(jù)什么原則來選取作為我們世界的C－丘流形，至今還不清楚，雖然近10多年來，這方面的努力從來未中斷過。

1986年，提出建立超弦協(xié)變場論問題，促進了對非微擾超弦理論的探討。在諸種探討方案中，以E.Witten的非對易幾何最為突出[7]。

同年，人們詳細地研究了超弦唯象學，例如E[，6]以下如何破缺及相應的物理學，對緊致空間已不限于C－丘流形，還包括軌形(Orbifold)、倍集空間等。

人們常把1984-86年期間對超弦研究的突破，稱為第一次超弦革命。在此期間建立了超弦的五種相互獨立的10維理論，而且是微擾的。它們是I型、IIA型、IIB型、雜化E[，8]×E[，8]型和SO(32)型。

2)90年代M理論

經(jīng)過80年代末期和90年代初期，對超弦理論的對偶性、鏡對稱及拓撲改變等的研究，到1995年五種超弦微擾理論的統(tǒng)一性問題獲得重大突破，從此第二次超弦革命開始出現(xiàn)。

1995年，Witten在南加州大學舉行的95年度弦會議上發(fā)表演講，點燃起第二次超弦革命。Witten根據(jù)諸種超弦間的對偶性及其在不同弦真空中的關聯(lián)，猜測存在某一個根本理論能夠把它們統(tǒng)一起來，這個根本理論Witten取名為M理論。這一年內(nèi)Witten、P.Horava、A.Dabhulkar等人，給出ⅡA型弦和M理論間的關系[8]、I型弦和雜化SO(32)型弦間的關系、雜化弦E[，8]×E[，8]型和M理論間的關系等。

1996年，J.Polchinski、P.Townscend、C.Baches等人認識到D-branes的重要性。積極進行D-branes動力學研究[9]，取得一定成果。同年，A.Strominger、C.Vafe應用D-brane思想，計算了黑洞這種極端情形的熵和面積關系[10]，得到了和Bekenstein-Hawking的熵－面積的相同表示式。G.Callon、J.Maldacena對具有不同角動量與電荷的黑洞所計算的結(jié)果指出，黑洞遵從量子力學的一般原理。G.Collins探討了量子黑洞信息損失問題。

1997年，T.Banks、J.Susskind等人提出矩陣弦理論，研究了M理論和矩陣模型間的聯(lián)系和區(qū)別。

同年，Maldacena提出AdS/CFT對偶性[11]，即一種Anti-de Sitter空間中的IIB型超弦及其邊界上的共形場論之間的對偶性假設，人們稱為Maldacena猜測。這個猜測對于我們世界的Randall-Sundrum膜模型的提出及Hawking確立果殼中宇宙的思想，都有不少的啟示。

2.圈量子引力方面[12]

1)二十世紀80年代

1982年，印度物理學家A.Sen在Phys.Rev.和Phys.Lett.上相繼發(fā)表兩篇文章，把廣義相對論引力場方程表述成簡單而精致的形式。

1986年，A.Ashtekar研究了Sen提出的方程，認為該方程已經(jīng)表述了廣義相對論的核心內(nèi)容。一年后，他給出了廣義相對論新的流行形式，從而對于在Planck標度的空間時間幾何量，可以進行具體計算，并作出精確的數(shù)量性預言。這種表述是此后正則量子引力進一步發(fā)展的關鍵。

同年，T.Jacobson和L.Smolin求出Wilson圈解。在引進經(jīng)典Ashtekar變量后，他們在圈為光滑且非自相交情形下，求出了正則量子引力的WDW方程解。此后，他們又找到了即使在圈相交情況下的更多解。

1987年，由于Hamiltonian約束的Wilson圈解的發(fā)現(xiàn)，C.Revolli和Smolin引進觀測量的經(jīng)典Possion代數(shù)的圈表示，并使微分同胚約束用紐結(jié)(knot)態(tài)完全解出。

1988年，V.Husain等人用紐結(jié)理論(knot theory)，研究了量子約束方程的精確解及諸解間的關系，從而認為紐結(jié)理論支配引力場的物理量子態(tài)。同年，Witten引進拓樸量子場論(TQFT)的概念。

2)二十世紀90年代

1990年，Rovelli和Smolin指出，對于在大尺度幾何近似變?yōu)槠街睍r態(tài)的研究，可以預言Planck尺度空間具有幾何斷續(xù)性。對于編織的這些態(tài)，在微觀很小尺度上具有“聚合物”的類似結(jié)構，可以看作為J.Wheeler時空泡沫的形式化。

1993年，J.Iwasaki和Rovelli探討了量子引力中引力子的表示，引力子顯示為時空編織纖維的拓樸修正。

1994年，Rovelli和Smolin第一次計算了面積算子和體積算子的本征值[13]，得出它們的本征譜為斷續(xù)的重大結(jié)論。此后不久，物理學者曾用多種不同方法證明和推廣這個結(jié)論，指出在Planck標度，空間面積和體積的本征譜，確實具有分立性。

1995年，Rovelli和Smolin利用自旋網(wǎng)絡基[14]，解決了關于用圈基所長期存在的不完備性困難。此后不久，自旋網(wǎng)絡形式體系，便由J.Baez徹底闡明。

1996年，Rovelli應用K.Krasnov觀念，從圈量子引力基本上導出了黑洞熵的Bekenstein-Hawking公式[15]。

1998年，Smolin研究圈和弦間的相似性，開始探討圈量子引力和弦論的統(tǒng)一問題。

三、當代量子引力理論主要成就

1.超弦／M理論方面

1)弦及brane概念的提出

廣義相對論中的奇性困難、量子場論中的紫外發(fā)散本質(zhì)、樸素量子引力中的重正化問題，看來都起源于理論的純粹幾何的點模型。超弦理論提出輕子、夸克、規(guī)范粒子等微觀粒子都是延伸在空間的一個區(qū)域中，它們都是1維的廣延性物質(zhì)，類似于弦狀，其特征長度為Planck長度。M理論更推廣了弦的概念，認為粒子類似于多維的brane，其線度大小為Planck長度。為簡單起見，我們把brane也稱作膜。超弦／M理論中，用有限大小的微觀粒子替代粒子物理標準模型中純粹幾何的點粒子，這是極為重要且富有成效的革命性觀念。

2)五種微擾超弦理論

這五種超弦的不同在于未破缺的超對稱荷的數(shù)目和所具有的規(guī)范群。I型有N=1超對稱性，含有開弦和閉弦，開弦零模描述楊－Mills場，閉弦零模描述超引力。ⅡA型有N=2超對稱性，旋量為Majorana-Weyl旋量，不具有手征性，自動無反常，只含有閉弦，零模描述N=2超引力。IIB型同樣有N=2超對稱性，具有手征性。雜化弦是由左旋D=10超弦和左旋D=26玻色弦雜化而成，只包含可定向閉弦，有手征性和N=1超對稱性，可以描述引力及楊－Mills作用。

3)超弦唯象學

從唯象學角度來看，雜化弦型是重要的，E[，8]×E[，8]是由緊致16維右旋坐標場(26-10=16)而產(chǎn)生的，即由16維內(nèi)部空間緊致化而得到，也就是說在緊致化后得到D=10，N=1，E[，8]×E[，8]的超弦理論。

但是迄今為止，物理學根據(jù)實驗認定我們的現(xiàn)實空間是三維的，時間是一維的，把四維時空(D=4)作為我們的現(xiàn)實時空。因此我們必須把10維時空緊致化得到低能有效四維理論，為此人們認為從D=10維理論出發(fā)，通過緊致化有

M[10]M[4]×K

此中K為C－丘流形，此內(nèi)部緊致空間維數(shù)為10-4=6，M[4]為Minkowski空間，從而得到4維Minkowski空間低能有效理論。其重要結(jié)論有：

(1)由D=10，E[，8]×E[，8]超弦理論（M[10]中規(guī)范群為E[，8]×E[，8]）緊致化為D=4，E[，6]×E[，8]、N=1超對稱理論。

(2)夸克和輕子的代數(shù)Ng完全由K流形的拓樸性質(zhì)決定：為Euler示性數(shù)χ，系拓樸不變量。

(3)對稱破缺問題。已知超弦四維有效理論為N=1，規(guī)范群為E[，6]×E[，8]的超對稱楊—Mills理論，現(xiàn)實模型要求破缺。首先由第二個E[，8]進行超對稱破缺，然后對大統(tǒng)一群E[，6]已進行破缺，從而引力作用在E[，8]中，弱、電、強作用在E[，6]中，實現(xiàn)了四種作用的統(tǒng)一。

4)T和S′對偶性

盡管五種超弦理論在廣義相對論和量子力學統(tǒng)合上，取得了不少進展，但是五種超弦理論則是相互獨立的，理論卻是微擾的。盡管在超弦唯象學中，原則上－丘流形K一旦固定下來，在D=4時空中所有零質(zhì)量費米子和玻色子（包括Higgs粒子）就會被確定下來，但是－丘真空態(tài)總數(shù)則可多到數(shù)百萬個，應該根據(jù)什么原則來選?。鹫婵諔B(tài)，目前還不清楚。T對偶性和S對偶性的提出，正是五種超弦理論融通的主要橋梁。

在M理論的孕育過程中，對偶性起了重要作用。弦論中存在著一種在大小緊致空間之間的對偶性。例如ⅡA型弦在某一半徑為R[，A]的圓周上緊致化和ⅡB型在另一半徑為R[，8]的圓周上緊致化，兩者是等效的，則有關系R[，B]=(m[2，s]R[，A])[-1]。于是當R[，A]從無窮大變到零時，R[，B]從零變到無窮大。這給出了ⅡA弦和ⅡB弦之間的聯(lián)系。兩種雜化弦E[，8]×E[，8]和SO(32)也存在類似聯(lián)系，盡管在技術性細節(jié)上有些差別，但本質(zhì)上卻是同樣的。

A.Sen證明，在超對稱理論中，必然存在著既帶電荷又帶磁荷的粒子。當這一猜測推廣到弦論后，它被稱作為S對偶性。S對偶性是強耦合與弱耦合間的對稱性，由于耦合強度對應于膨脹子場，雜化弦SO(32)和I型弦可通過各自的膨脹子連系起來。

5)M理論和五種超弦、11維超引力間的聯(lián)系

M理論作為10維超弦理論的11維擴展，包含了各種各樣維數(shù)的brane，弦和二維膜只是它的兩種特殊情況。M理論的最終目標，是用一個單一理論來描述已知的四種作用。M理論成功的標志，在于把量子力學和廣義相對論的新理論框架中相容起來。

附圖

上面給出五種超弦理論、11維超引力和M理論相容的一個框架示意圖[16]，即M理論網(wǎng)絡。此網(wǎng)絡揭示了五種超弦理論、11維超引力都是單一M理論的特殊情形。當然至今M理論的具體形式仍未給出，它還處于初級階段。

6)推導量子黑洞的熵－面積公式。

在某些情形下，D-branes可以解釋成黑洞，或者說是黑branes，其經(jīng)典意義是任何物質(zhì)（包括光在內(nèi)）都不能從中逃逸出的客體。于是開弦可以看成是具有一部分隱藏在黑branes之內(nèi)的閉弦。Hawking認為黑洞并不完全是黑的，它可以輻射出能量。黑洞有熵，熵是用量子態(tài)來衡量一個系統(tǒng)的無序程度。在M理論之前，如何計算黑洞量子態(tài)數(shù)目是沒有能力的。Strominger和Vafa利用D-brane方法，計算了黑－branes中的量子態(tài)數(shù)目，發(fā)現(xiàn)計算所得的的熵－面積公式，和Hawking預言的精確一致，即Bekenstein-Hawking公式，這無疑是M理論的一個卓越成就。

對于具有不同角動量和電荷的黑洞所計算結(jié)果指出，黑洞遵從量子力學的一般原理，這說明黑洞和量子力學是十分融洽的。

2.圈量子引力方面

1)Hamiltonian約束的精確解。

圈量子引力驚人結(jié)果之一，是可以求出Hamiltonian約束的精確解。其關鍵在于Hamiltonian約束的作用量，只是在s－紐結(jié)的結(jié)點處不等于零。所以不具有結(jié)點的s－紐結(jié)，才是量子Einstein動力學求出的物理態(tài)。但是這些解的物理詮釋，至今還是模糊不清的。

其它的多種解也已求得，特別是聯(lián)系連絡表示的陳－Simons項和圈表示中的Jones多項式解，J.Pullin已經(jīng)詳細研究過。Witten用圈變換把這兩種解聯(lián)系起來。

2)時間演化問題

人們試圖通過求解Hamiltonian約束，獲得在概念上是很好定義的、并排除凍結(jié)時間形式來描述量子引力場的時間演化。一種選擇是研究和某些物質(zhì)變量相耦合的引力自由度隨時間演化，這種探討會導致物理Hamiltonian的試探性定義的建立，并在強耦合微擾展開中，對S紐結(jié)態(tài)間的躍遷振幅逐級進行考查。

3)楊－Mills理論的重正化問題

T.Thiemann把含有費米子圈的量子引力，探索性地推廣到楊－Mills理論進行研究。他指出在量子Hamiltonian約束中，楊－Mills項可以嚴格形式給出定義。在這個探索中，紫外發(fā)散看來不再出現(xiàn)，從而強烈支持在量子引力中引進自然切割，即可擺脫傳統(tǒng)量子場論的紫外發(fā)散困難。

4)面積和體積量度的斷續(xù)性

圈量子引力最著名的物理成果，是給出了在Planck標度的空間幾何量具有分立性的論斷。例如面積

此中l(wèi)p是Planck長度，j[，i]是第i個半整數(shù)。體積也有類似的量子化公式。

這個結(jié)論表明對應于測量的幾何量算子，特別是面積算子和體積算子具有分立的本征值譜。根據(jù)量子力學，這意味著理論所預言的面積和體積的物理測量必定產(chǎn)生量子化的結(jié)果。由于最小的本征值數(shù)量級是Planck標度，這說明沒有任何途徑可以觀測到比Planck標度更小的面積（～10[-66]厘米[2]）和體積（～10[-99]厘米[3]）。從此可見，空間由類似于諧振子振動能量的量子所構成，其幾何量本征譜具有復雜結(jié)構。

5)推導量子黑洞的熵－面積公式

已知Schwarzchild黑洞熵S和面積A的關系，是Bekenstein和Hawking所給出，其公式為：

附圖

這里k是Boltzman常量，是Planck常量，G[，N]為牛頓引力常量，c為光速。對這個關系式的深層理解和由物理本質(zhì)上加以推導，M理論已經(jīng)作過，現(xiàn)在我們看下圈量子引力的結(jié)果。

應用圈量子引力，通過統(tǒng)計力學加以計算，Krasnov和Rovelli導出

附圖

此處γ為任意常數(shù)，β是實數(shù)(～1/4π)，顯然如果取γ＝β，則由式(3)即可得到式(2)。這就是說，從圈量子引力所得出的黑洞熵－面積關系式，在相差一個常數(shù)值因子上和Bekenstein-Hawking熵－面積公式是相容的。

Bekenstein-Hawking熵公式的推導，對圈量子引力理論是一個重大成功，盡管這個事實的精確含義目前還在議論，而且γ的意義也還不夠清楚。

四、量子引力理論的哲學反思

我們從空間和時間的斷續(xù)性、運動（相互作用）基本規(guī)律的統(tǒng)一性、物質(zhì)結(jié)構基本單元的存在性三個方面進行哲學探討。

1.空間和時間的斷續(xù)性

當代基礎物理學的核心問題，是在Planck標度破除空間時間連續(xù)性的經(jīng)典觀念，而代之以斷續(xù)性的量子繪景。量子引力理論對空間分立性的揭示和論證，看來是最為成功的。

超弦／M理論認為，我們世界是由弦和brane構成的。根據(jù)弦論中給出的新的不確定性關系，弦必然有位置的模糊性，其線度存在一有限小值，弦、膜、或brane的線度是Planck長度，從而一維空間是量子化的。由此推知，面積和體積也應該是量子化的。二維面積量子的數(shù)量級為10[-66]厘米[2]，三維體積量子的數(shù)量級為10[-99]厘米[3]等。

對于圈量子引力，其最突出的物理成果是具體導出了計算面積和體積的量子化公式。粗略說來，面積的數(shù)量級是Planck長度lp的二次方，體積的數(shù)量級是lp的三次方。這就令人信服地論證了在Planck標度，面積和體積具有斷續(xù)性或分立性，從而根本上否定了空間在微觀上為連續(xù)性的經(jīng)典觀念。

依據(jù)空間和時間量度的量子性，芝諾悖論就是不成立的，阿基里斯在理論上也完全可以追上在他前面的烏龜。類似的，《莊子·天下》篇中的“一尺之捶，日取其半，萬世不竭”這個論斷在很小尺度上顯然也是不成立的。古代哲學中這兩個難題的困人之處，從空間時間斷續(xù)性來看，是由于預先設定了空間和時間的度量，始終是連續(xù)變化的經(jīng)典性質(zhì)。實際上在微觀領域，空間和時間存在著不可分的基本單元。

2.運動（相互作用）基本規(guī)律的統(tǒng)一性

20世紀基礎物理學巨大成功之一，就是建立了粒子物理學的標準模型，理論上它是筑基于量子規(guī)范場論的。這個模型給出了夸克、輕子層次強、弱、電作用的SU(3)×SU(2)×U(1)規(guī)范群結(jié)構，在一定程度上統(tǒng)一了強、弱、電三種相互作用的規(guī)律。但是它不含有引力作用。

超弦／M理論的探討，在于構建包含引力在內(nèi)的四種作用統(tǒng)一的物理理論。傳遞不同相互作用的粒子如光子（電磁作用）、弱玻色子（弱作用）、膠子（強作用）和引力子（引力作用），對應于弦的各種不同振動模式，夸克、輕子層次粒子間的作用，就是弦間的相互作用。在Planck標度，超弦／M理論是四種基本作用統(tǒng)一理論的最佳侯選者，也就是所說的萬物理論(Theory of everything)的最佳侯選者。

在Planck時期，物質(zhì)運動或四種作用基本規(guī)律的統(tǒng)一性，正是反映了我們宇宙在眾多復雜性中所顯現(xiàn)的一種基本簡單性。

3.物質(zhì)微觀結(jié)構的基本單元的存在性[17]

世界是由物質(zhì)構成的，物質(zhì)通常是有結(jié)構的，但是物質(zhì)結(jié)構在層次上是否具有基本單元，即德謨克利特式的“原子”是否存在？這是一個長期反復爭論而又常新的課題。當代幾種不同的量子引力，盡管對某些問題存在著不同的見解，但是關于這個問題從實質(zhì)上來看，卻給出了一致肯定的回答。

超弦／M理論認為，構成我們世界的物質(zhì)微觀基本單元是具有廣延性的弦和brane，并非所謂的只有位置沒有大小的數(shù)學抽象點粒子。粒子物理學標準模型中的粒子，都是弦或brane的激發(fā)。弦和brane的線度是有限短的Planck長度，它們正是構成我們世界的物質(zhì)基本單元，即德謨克利特式的“原子”，這是超弦／M理論為現(xiàn)今所有粒子提供的本體性統(tǒng)一。

圈量子引力給出了在Planck標度面積和體積的量子化性質(zhì)，即斷續(xù)的本征值譜，面積和體積分別存在著最小值。由于在圈量子引力中，脫離引力場的背景空間是不存在的，而引子場是物質(zhì)的一種形態(tài)，因此脫離物質(zhì)的純粹空間也就是不存在的。空間體積和面積的不連續(xù)性和基本單元的存在，正是物質(zhì)微觀結(jié)構的斷續(xù)性和基本單元的存在性的最有力論據(jù)。

總之，超弦／M理論和圈量子引力從不同的側(cè)面，對量子引力的本質(zhì)和規(guī)律作出了一定的揭示，它們在Planck標度領域一致地得出了空間量子化和物質(zhì)微觀結(jié)構基本單元存在的結(jié)論。這無疑是人們在20世紀末期對我們世界空間時間經(jīng)典觀念的重大突破，也是廣義相對論和量子力學統(tǒng)合的成果；同時更是哲學上關于空間和時間是物質(zhì)存在的客觀形式，沒有無物質(zhì)的空間和時間，也沒有無空間和時間的物質(zhì)學說的一曲凱歌！

【參考文獻】

[1]　G.Horowitz.Quantum gravity at the turn of the millennium.gr-qc/0011089.22.

[2]　C.Rovelli.Loop quantum gravity.gr-qc/9710008 10.Oct.1997.

[3]　M.Kaku.Introduction to superstring and M-theory.Second Editon.Springer.New York，1999.

[4]　M.Green，J.Schwarz.Anomally cancellations in supersymmetric D=10 gauge theory and superstring theory.Phys.Lett.149B(1984)11.

[5]　D.Gross，J.Horvey，E.Martine and R.Rohm.Heterotic string.Phys.Rev.Lett 54(1985)502.

[6]　P.Candelas，G.Horowitz A.Strominger and E.Witten.Vacuum configurations for superstrings.Nucl.Phys.B258(1985)46.

[7]　E.Witten.Non-commutative geometry and string field theory.Nucl.Phys.B276(1986)291.

[8]　E.Witten.String-string duality conjecture in various.dimensions.Nucl.Phys.B443(1995)307.

[9]　C.Baches.D-brane dynamics.Phys.Lett.B374(1996)37.

[10]　A.Strominger，C.Vafa.Microscopic origin of the Bekenstein-Hawking entropy.Phys.Lett.B379(1996)99.

[11]　J.Maldacena.The large-Nlimit of superconformal field theories and supergravity.hep-th/9711200.

[12]　C.Rovelli.Notes for a brief history of quantum gravity.gr-qc/0006061.23Jan，2001.

[13]　C.Rovelli，L.Smolin.Descreteness of area and volume in quantum gravity.gr-qc/9411005.

[14]　C.Rovelli，L.Smolin.Spin networks and quantum gravity.Phys.Rev.D52(1995)5743.

[15]　C.Rovlli，Black hole entropy from loop quantum gravity.Phys.Rev.Lett.74(1996)3288.

第2篇：量子計算含義范文

科學技術發(fā)展的總體目標（到2020年）：

? 自主創(chuàng)新能力顯著增強，科技促進經(jīng)濟社會發(fā)展和保障國家安全的能力顯著增強，為全面建設小康社會提供強有力的支撐。

? 基礎科學和前沿技術研究綜合實力顯著增強，取得一批在世界具有重大影響的科學技術成果，進入創(chuàng)新型國家行列，為在本世紀中葉成為世界科技強國奠定基礎。

科技工作的指導方針：

? 自主創(chuàng)新，重點跨越，支撐發(fā)展，引領未來。

關鍵數(shù)字（到2020年）：

? 全社會研究開發(fā)投入占GDP比重提高到 2.5%以上

? 科技進步貢獻率達到 60%以上

? 對外技術依存度降低到 30%以下

? 本國人發(fā)明專利年度授權量 進入世界前5位

? 國際科學論文被引用數(shù) 進入世界前5位

關鍵數(shù)字：15

綱要涉及的時間段，從2006年到2020年

解讀：科技部研究中心創(chuàng)業(yè)投資研究所所長 房漢廷

這個時間段是從“十一五”規(guī)劃的開始到“十三五”規(guī)劃的結(jié)束。其一，未來15年，人均GDP處于1000~3000美元區(qū)間，是社會各種矛盾的多發(fā)期、凸顯期，同時也是機遇期。如果順利通過這個時期，我國就能順利成為中等發(fā)達國家；如果不順利，就可能呈現(xiàn)出拉丁美洲國家的形態(tài)。其二，十六大報告中提到，到2020年實現(xiàn)人均GDP翻兩番，實現(xiàn)小康社會?？茖W技術的發(fā)展，能為全面建設小康社會提供強有力的支撐。其三，中國有望在2020年實現(xiàn)和平崛起。我國傳統(tǒng)的經(jīng)濟增長方式已經(jīng)走到盡頭，環(huán)境、資源等方面的壓力，人民對幸福生活的追求，這些都要求我們轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式。要解決未來的可持續(xù)性發(fā)展問題，中國的經(jīng)濟增長方式必須實現(xiàn)從要素驅(qū)動到技術/創(chuàng)新驅(qū)動的轉(zhuǎn)變。

關鍵數(shù)字：2.5％

綱要提到，“到2020年，全社會研究開發(fā)投入占國內(nèi)生產(chǎn)總值的比重提高到2．5％以上?！?/p>

解讀：科技部研究中心創(chuàng)業(yè)投資研究所所長 房漢廷

研究開發(fā)投入是一個國家的戰(zhàn)略投資，具有超前性。從國際上來看，按照統(tǒng)計規(guī)律，一個創(chuàng)新型國家的研究開發(fā)投入增長速度高于國民生產(chǎn)總值的增長速度。另外，當一個國家的全社會研究開發(fā)投入占國民生產(chǎn)總值的比重達到2%時，這個國家才具備基本的創(chuàng)新能力。2%是個臨界點。芬蘭的這個比重是3.5%，韓國是3%。低于2%，則這個國家基本處于老系統(tǒng)的維持狀態(tài)，基本不具備創(chuàng)新能力。

在我國，這個比重目前是1.23%，有望在2006年實現(xiàn)一個跳躍式增長，然后進入穩(wěn)定增長的狀態(tài)。2020年時，中國的資源將更緊張，對創(chuàng)新的要求也會更高。如果預期目標實現(xiàn)，中國將在2020年年基本成為創(chuàng)新型國家。2.5%是一個并不難實現(xiàn)的目標。我們看到，南方的很多民營企業(yè)已經(jīng)在主動地加大企業(yè)的研發(fā)投入。

關鍵數(shù)字：60％

綱要提到，到2020年，“力爭科技進步貢獻率達到60％以上”。

解讀：科學技術部部長 徐冠華

我們現(xiàn)在要建設創(chuàng)新型國家，要自主創(chuàng)新，是由我們?nèi)娼ㄔO小康社會的目標所決定的。我們現(xiàn)在提出來到2020年要全面建設成小康社會，意味著從改革開放開始到2020年的40年里，中國的GDP平均增長率都要超過7%。經(jīng)濟增長率有兩個很重要的決定性因素，一個是科技進步的貢獻率，還有一個是投資率。我們現(xiàn)在如果要達到全面建設小康社會的目標，就意味著從現(xiàn)在起，如果保持目前的科技進步貢獻率，也就是39%左右的水平，我們的投資率必須有大幅度的增加，至少要達到52%的高水平，而這幾乎是完全不可能做到的。即使我們的投資率保持在目前40%的水平，都已經(jīng)算是很高的了。那么，我們只有把科技進步貢獻率從目前的40%左右提高到60%，才能夠達到2020年的發(fā)展目標。

關鍵數(shù)字：30％

綱要提到，到2020年，“對外技術依存度降低到30％以下”。

解讀：科學技術部高新技術和產(chǎn)業(yè)化司司長 廖小罕

科技競爭力排在我國前面的國家，他們的一個特點就是科技上的對外依存度都在30%以下，而我們國家目前的對外依存度是60%左右。

60%數(shù)字背后顯現(xiàn)出的是我國科技自主創(chuàng)新的不足，這樣的后果便是我國在經(jīng)濟上、國家安全上、國際貿(mào)易上都要受制于那些科技實力高于我們的國家。所以，我國首先要自主創(chuàng)新戰(zhàn)略，力爭在國際競爭中掌握自動權。自主創(chuàng)新也分為原始性創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和引進消化吸收后創(chuàng)新三種不同的方式，而不是一定要完全從頭開始研究。我們應該在全球范圍內(nèi)主動利用科技資源，形成國際化研發(fā)體系，提升國際科技合作的層次和規(guī)模。只有對外依存度數(shù)值降低，我們才可以掌握核心技術和產(chǎn)業(yè)鏈上重要環(huán)節(jié)的制控權，并最終落實到推動我國的經(jīng)濟發(fā)展和提高我國的國際競爭力上。

關鍵數(shù)字： 5

綱要指出，到2020年，本國人發(fā)明專利年度授權量進入世界前5位。

解讀：

創(chuàng)新產(chǎn)出高是創(chuàng)新型國家的基本特征之一。世界公認的20個創(chuàng)新型國家擁有的發(fā)明專利總數(shù)占到全世界的99%。和一些具有較強創(chuàng)新能力的國家相比，中國雖然已具備一些基本條件，但離創(chuàng)新型國家還有一定距離。據(jù)了解，2005年國家知識產(chǎn)權局一共受理了17.3萬項專利申請，其中本國人的申請達到53%左右。單就信息產(chǎn)業(yè)而言，本國人的專利授權量占總量的22%～30%。過去的三、四年是信息產(chǎn)業(yè)專利申請數(shù)猛增的一個階段。

國務委員陳至立曾經(jīng)在中國科協(xié)2005年學術年會上指出，我們要抓住信息技術更新?lián)Q代和新材料技術迅猛發(fā)展的難得機遇，掌握裝備制造業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)核心技術的自主知識產(chǎn)權。充分表達了對自主知識產(chǎn)權的關注。

據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，隨著時間發(fā)展，達到本國人專利授權量世界第五的目標是很有希望的，情況理想的話還可能達到第三或第四。到2020年，我國將成為創(chuàng)新型國家，成為世界最重要的知識和技術產(chǎn)出國之一。

關鍵數(shù)字：5

綱要指出，到2020年，國際科學論文被引用數(shù)進入世界前5位

解讀：中國科學技術信息研究所副所長 趙新力

目前，我國國際科技論文數(shù)量連續(xù)3年保持世界第5位，但論文的被引用數(shù)在世界排名剛剛從第18位上升到第14位。論文是展示科研成果的最快捷方式，也是國際上了解同行進展的主要渠道?！氨灰脭?shù)”則是最直接、最簡潔地體現(xiàn)國際學術界認可程度的指標。

十五期間，我國在國際上能夠被檢索收錄的論文總篇數(shù)（包括EI、SCI、STP、ISTP等）在整體上不斷向前推移。目前在科技論文發(fā)展的道路上，主要的問題是受語言的限制。學術界應該共同創(chuàng)造更好的英文發(fā)展環(huán)境，培養(yǎng)國際上認可的精品期刊，在國內(nèi)更多地舉辦國際性學術會議，提高科研人員用英文發(fā)表文章的能力和驅(qū)動力。

說這個目標沒有挑戰(zhàn)是不對的，但是按照目前我國科技人員的努力程度、國家對科學技術的支持程度和目前工作的加速度，我們對實現(xiàn)這個目標還是充滿信心的。

信息產(chǎn)業(yè)作為國民經(jīng)濟的基礎產(chǎn)業(yè)、先導產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè)，其在中國未來15年的科技發(fā)展中將扮演怎樣的重要角色？透過綱要的總體部署中的關鍵數(shù)字，我們看到信息產(chǎn)業(yè)的重要作用和位置凸顯出來：

重要性1：

11個重點領域中，信息產(chǎn)業(yè)及現(xiàn)代服務業(yè)為其中之一

重點領域的含義：是指在國民經(jīng)濟、社會發(fā)展和國防安全中重點發(fā)展、亟待科技提供支撐的產(chǎn)業(yè)和行業(yè)。

重要性2：

68項優(yōu)先主題中有7項屬于信息產(chǎn)業(yè)及現(xiàn)代服務業(yè)

優(yōu)先主題含義：是指在重點領域中急需發(fā)展、任務明確、技術基礎較好、近期能夠突破的技術群。

確定優(yōu)先主題的原則：一是有利于突破瓶頸制約，提高經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展能力；二是有利于掌握關鍵技術和共性技術，提高產(chǎn)業(yè)的核心競爭力；三是有利于解決重大公益性科技問題，提高公共服務能力；四是有利于發(fā)展軍民兩用技術，提高國家安全保障能力。

信息產(chǎn)業(yè)及現(xiàn)代服務業(yè)領域的7個優(yōu)先主題：

1. 現(xiàn)代服務業(yè)信息支撐技術及大型應用軟件；

2. 下一代網(wǎng)絡關鍵技術與服務；

3. 高效能可信計算機；

4. 傳感器網(wǎng)絡及智能信息處理；

5. 數(shù)字媒體內(nèi)容平臺；

6. 高清晰度大屏幕平板顯示；

7. 面向核心應用的信息安全。

圖1 信息產(chǎn)業(yè)在優(yōu)先主題中的比重

重要性3：

16個重大專項中，4個與信息產(chǎn)業(yè)直接相關

重大專項含義：是為了實現(xiàn)國家目標，通過核心技術突破和資源集成，在一定時限內(nèi)完成的重大戰(zhàn)略產(chǎn)品、關鍵共性技術和重大工程，是我國科技發(fā)展的重中之重。

與信息產(chǎn)業(yè)直接相關的4個重大專項：

1. 核心電子器件；

2. 高端通用芯片及基礎軟件；

3. 極大規(guī)模集成電路制造技術及成套工藝；

4. 新一代寬帶無線移動通信。

圖2 信息產(chǎn)業(yè)在重大專項中的比重

重要性4：

27項前沿技術中，有3項屬于信息技術

前沿技術的含義：是指高技術領域中具有前瞻性、先導性和探索性的重大技術，是未來高技術更新?lián)Q代和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基礎，是國家高技術創(chuàng)新能力的綜合體現(xiàn)。

信息技術領域的前沿技術：

1． 智能感知技術

重點研究基于生物特征、以自然語言和動態(tài)圖像的理解為基礎的“以人為中心”的智能信息處理和控制技術，中文信息處理；研究生物特征識別、智能交通等相關領域的系統(tǒng)技術。

2． 自組織網(wǎng)絡技術

重點研究自組織移動網(wǎng)、自組織計算網(wǎng)、自組織存儲網(wǎng)、自組織傳感器網(wǎng)等技術，低成本的實時信息處理系統(tǒng)、多傳感信息融合技術、個性化人機交互界面技術，以及高柔性免受攻擊的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡和先進的信息安全系統(tǒng)；研究自組織智能系統(tǒng)和個人智能系統(tǒng)。

3． 虛擬現(xiàn)實技術

重點研究電子學、心理學、控制學、計算機圖形學、數(shù)據(jù)庫設計、實時分布系統(tǒng)和多媒體技術等多學科融合的技術，研究醫(yī)學、娛樂、藝術與教育、軍事及工業(yè)制造管理等多個相關領域的虛擬現(xiàn)實技術和系統(tǒng)。

圖3 信息技術在前沿技術中的比重

重要性5：

4個重大科學研究計劃中，其中之一與信息產(chǎn)業(yè)密切相關

重大科學研究計劃的含義：根據(jù)世界科學發(fā)展趨勢和我國重大戰(zhàn)略需求，選擇能引領未來發(fā)展，對科學和技術發(fā)展有很強帶動作用，可促進我國持續(xù)創(chuàng)新能力迅速提高，同時具有優(yōu)秀創(chuàng)新團隊的研究方向，這些方向的突破，可顯著提升我國的國際競爭力，大力促進可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)重點跨越。

4個重大科學研究計劃：其中的量子調(diào)控研究與信息產(chǎn)業(yè)密切相關

1． 蛋白質(zhì)研究

2． 量子調(diào)控研究：以微電子為基礎的信息技術將達到物理極限，對信息科技發(fā)展提出了嚴峻的挑戰(zhàn)，人類必須尋求新出路，而以量子效應為基礎的新的信息手段初露端倪，并正在成為發(fā)達國家激烈競爭的焦點。量子調(diào)控就是探索新的量子現(xiàn)象，發(fā)展量子信息學、關聯(lián)電子學、量子通信、受限小量子體系及人工帶隙系統(tǒng)，構建未來信息技術理論基礎，具有明顯的前瞻性，有可能在20～30年后對人類社會經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生難以估量的影響。

3． 納米研究

4． 發(fā)育與生殖研究

圖4 信息產(chǎn)業(yè)在重大科學研究機會中的比重

網(wǎng)友評論

網(wǎng)友一：首先我要說，我本人也是干機械的，看了這個帖我快要流淚了，看著工廠中一個個外國名牌我心痛啊。每當我看到外國車時，我的心里是愧疚，對不起大家的感覺，因為我是搞制造的，可我知道咱們祖國連汽車外殼的曲面精加工都困難，更甭提發(fā)動機了。快點懂事吧，醒醒吧，別再沉迷于GDP又增長了，你看看咱們制造的產(chǎn)品的質(zhì)量，心痛?。?/p>

網(wǎng)友二：愿望是好的，實現(xiàn)目標靠的是人才和管理技術，的方式已經(jīng)不現(xiàn)實了。

網(wǎng)友三：請創(chuàng)造一個以創(chuàng)新為榮、抄襲盜版為恥的文化，一個獎勵創(chuàng)新、保護創(chuàng)新者權益的制度，一個公平透明的核查機制。

網(wǎng)友四：這是提高全民素質(zhì)和綜合國力的最佳手段！擴大基礎設施投資拉動經(jīng)濟的時代已過去，要為15年后勞動力資源下降提前做準備。

網(wǎng)友五：好！不過要有稅收政策的支持，要讓創(chuàng)新的企業(yè)有錢賺。

網(wǎng)友六：切不可花拳秀腿哦，要以實際為主，現(xiàn)在的大學生工程師數(shù)量那么多，可真正能派上用場的卻寥寥無幾，先思考一下這個問題再說吧，中國人什么時候能打破靠關系成功，就有希望了。

網(wǎng)友七：觀念很好，但應當出臺好的政策避免高級人才的外流，科技創(chuàng)新需要更多的人才。

網(wǎng)友八：方向是不錯，但怎么執(zhí)行是問題，而且如何加強保密，保證成果不被他人竊取更成問題，國人的保密意識和措施一直都不怎么樣。

網(wǎng)友九：良好的制度比大力倡導更起作用，現(xiàn)在內(nèi)外資不公平的待遇是一個方面，我想肯定還有其它對國民創(chuàng)造力的限制，我們當前要做的是去掉那些不公平的制度，否則無論如何倡導也白搭！

網(wǎng)友十：目標誠可貴，實干價更高；若要得實現(xiàn)，兩者須配合！

第3篇：量子計算含義范文

“挑戰(zhàn)者”號事故調(diào)查

1986年1月28日上午11時39分，在美國佛羅里達州肯尼迪航天中心騰空而起的“挑戰(zhàn)者”號航天飛機升空73秒后，突然發(fā)生爆炸，機上7名宇航員全部遇難。事發(fā)之后，美國航空航天局（NASA）成立了一個事故調(diào)查委員會，當時在加州理工學院任教的費曼被邀成為調(diào)查委員會的一員。在調(diào)查過程中，費曼發(fā)現(xiàn)助推火箭上的一個O形環(huán)有燒焦痕跡，因此懷疑火箭燃料燃燒時從那里發(fā)生了燃料泄漏，從而引發(fā)了整個事故。同時，費曼了解到，航天飛機發(fā)射當天，地面溫度是-3℃～-4℃，遠低于通常的12℃。費曼認為事故的罪魁禍首就是這個O形環(huán)。

隨后，在一次面向公眾的電視直播會議上，費曼以他一貫簡潔、清晰展示科學原理的風格說明了O形環(huán)的問題所在。他在現(xiàn)場只用了3件簡單的道具：同樣的O形橡膠密封環(huán)，一把尖嘴鉗，一杯冰水。他用尖嘴鉗把O形環(huán)夾變形了一些，之后置于冰水杯中，一會兒他又取出來向公眾展示，O形環(huán)沒有恢復變形。科學家都崇尚簡單，厭惡繁文縟節(jié)，但是像費曼這樣身體力行，一生致力于簡潔化的科學思想、方法，并傾注大量心血于科學教育的，絕無僅有。他卓越的科學成就，獨特的科學教育方式以及迷人的個性使得他成為家喻戶曉的明星科學家。

愛唱反調(diào)的青年科學家

費曼1918年出生于美國紐約市皇后區(qū)的小鎮(zhèn)法洛克衛(wèi)，1939年畢業(yè)于麻省理工學院，進入普林斯頓大學念研究生，成為著名物理學家約翰?惠勒的學生。

1943年，在洛斯阿拉莫斯，剛剛研究生畢業(yè)的費曼獲得了一個難得的機會，同一批最偉大的物理學家和數(shù)學家一起工作，他們包括：奧本海默、漢斯?貝特、恩里科?費米、愛德華?泰勒，還有約翰?馮?諾伊曼，而這個機會就是制造出世界上第一顆原子彈的“曼哈頓計劃”，這也是費曼研究生涯的起點。在這個團體中，年輕的費曼得到了眾多科學前輩的認同。他能運用邏輯來分析一切復雜問題，找出主要因素，并簡單明了地說明需要解答的關鍵問題。令前輩們同樣滿意的是這位年輕的科學家對物理學全身心投入的熱情。當時，年輕的費曼常常與已經(jīng)小有名氣物理學家貝特唱反調(diào)，但貝特一點也不生氣，相反，費曼深入的思考給他留下了很好的印象，因此他對費曼產(chǎn)生了一種尊敬。貝特還將費曼收入麾下，讓他做了計算組的組長。貝特后來還自豪地宣稱：“費曼能做任何事情，所有的事情?！薄奥D計劃”的領導者奧本海默也稱他為“這里最才華橫溢的年輕物理學家”。

最善于抓住本質(zhì)的大腦

要善于抓住事物的本質(zhì)，這是費曼小時候從父親那里得到的教誨。一次，在林中散步，父子一起觀察鳥雀，父親告訴他，如果你知道了這種鳥雀的名字，哪怕是許多種語言的名字，都無助于加深對鳥的理解，只有通過觀察鳥的行為才能去認識它。這些話影響了費曼一生，他對哲學家在概念上的糾纏很不屑，認為自然界不會滿足哲學家那些先入為主的見解。有人問他，如何用一句話概括出現(xiàn)代科學最基本的觀點，費曼回答說：“一切物質(zhì)都是由原子構成的?！?/p>

費曼由于在量子電動力學上的貢獻和施溫格、朝永振一郎分享了1965年諾貝爾物理學獎。他們?nèi)似鋵嵤怯貌煌姆椒▌?chuàng)建了量子電動力學。這種現(xiàn)象在科學史上倒不罕見，17世紀時牛頓和萊布尼茨就各自獨立發(fā)明了微積分;20世紀20年代海森堡和薛定諤也各自創(chuàng)建了量子力學。但是在他們?nèi)酥?，費曼的方法最直觀、最形象，這也是他一貫簡潔風格的體現(xiàn)。

其中用到的費曼圖，就是一種符號化的物理語言，比如反映物理學中康普頓效應（光子和電子相互作用）的費曼圖。

費曼圖中的實線代表電子，波紋線代表光子，費曼圖不僅有鮮明的物理含義，而且具有嚴格的數(shù)學含義，可以說每一幅費曼圖就是一個數(shù)學表達式。上述費曼圖表示的物理含義是，光子與原子中的電子發(fā)生彈性碰撞，碰撞后光子損失能量，改變其運動方向，而電子獲得能量從原子中飛出。

費曼的好友、物理學家戴森回憶說：“當費曼看不懂正統(tǒng)教科書中的量子力學時，他只好從頭開始發(fā)明了一套自己能看得懂的量子力學……我用正統(tǒng)方法所做的計算，花了我?guī)讉€月的時間，寫了幾百張紙;費曼卻可以在黑板上，花半個小時就得到幾乎相同的答案?！边@從側(cè)面也反映了費曼創(chuàng)造簡潔科學理論的天賦。

送給教育界的寶貴禮物

費曼對科學教育界產(chǎn)生了難以估量的影響，其中最寶貴的禮物應當是著名的三卷本《費曼物理學講義》，有人認為它是迄今為止最好的大學物理學教材。費曼早年參加了制造原子彈的“曼哈頓計劃”，第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，他前往康奈爾大學任教。1949年到1951年，他應邀到巴西給大學生講授了10個月（非連續(xù)的）的物理課。費曼發(fā)現(xiàn)，那里的學生都喜歡背誦，卻不知道自己在背什么。返回美國后，費曼開始在加州理工學院任教，但他一直沒有給低年級的大學生講過物理課。直到1961年秋季，學校有一項物理教育改革項目，他在同事的推薦下答應給低年級大學生講授兩年物理課?！顿M曼物理學講義》就是根據(jù)那些授課筆記整理的。在這本講義中，費曼還結(jié)合了他對巴西教學生涯的反思，認為大學物理課講授的目的不應該是為考試做準備，甚至不是為學生服務于工業(yè)或者軍事做準備。他說：“我最想做的是與你們分享我對于這個奇妙世界的一些欣賞，以及物理學家們看待這個世界的方式，我相信，這是現(xiàn)今時代里真正文化的主要部分（或許有其他學科的許多教授會反對這一點，但我相信他們是完全錯誤的）?！卑雮€世紀前費曼的教育思想，現(xiàn)在聽來依然振聾發(fā)聵。

除了他的講義之外，以他的演講或訪談為基礎整理出版的《物理定律的本性》《發(fā)現(xiàn)的樂趣》《費曼講演錄：一個平民科學家的思想》等都是絕好的科學文化讀物，從中能體會到作為一名物理學家的費曼是如何闡釋科學定律、如何看待科學與社會之間的關系，等等。

真性情的魅力人生

當然，費曼之所以成為費曼，很大程度上歸于他獨特的個人魅力。不錯，他是20世紀一流的物理學家，但若論物理學成就，他要遜色于英國的狄拉克，不過他又是邦戈鼓手、繪畫愛好者、開保險柜專家、科學教育專家……而狄拉克僅是一個“標準”、正統(tǒng)的科學家，因此就知名度而言，狄拉克顯然遜色費曼。

費曼是卓爾不群的“反叛者”，他曾直接致信美國科學院請辭院士的稱號，而且他不止一次請辭，結(jié)果每一次都驚擾到科學院院長親自過問。請看一封1969年6月費曼給當時科學院院長塞茲的回信，你就能清楚了解費曼的個性。

親愛的塞茲院長：

……我想離開國家科學院這個團體，完全是私人原因，與國家科學院或政府的作為無關，也不是你個人行政風格的問題。多年以來，我就一直很想安安靜靜地、不驚動任何人而退出這個團體，也不要引發(fā)任何的政治聯(lián)想。這純粹是我個人的因素，有點孩子氣，就是喜歡什么、不喜歡什么而已。請接收我的辭職。

誠摯的祝福

費曼

第4篇：量子計算含義范文

1.前言

文體包含文學文體和科技文體兩種，其中的差別于，文學文體具有美學的特點，辭藻華麗、語言多變，容易引起讀者的共鳴。而科技文體的使用的目的是以傳遞信息，文學風格不明顯，語言平淡，容易使人感到枯燥。所以許多翻譯家的作品比較傾向于文學，在翻譯時檢查加入美學語言。隨著國際交流的不斷深入，其美學的范圍也在不斷擴展。進而延伸出將美學和翻譯結(jié)合體[1]。在對科技英語進行翻譯時，以美學原理為輔助，不僅可以保存原文的精髓，也可以語言更加優(yōu)美，更加打動人心，具有一定的審美情趣和價值。

2.翻譯的嚴謹美

科技文章進行翻譯時用詞必須要精確、嚴謹。所以要在提高翻譯的準確性的基礎性上，保留原文的內(nèi)容和精華，并且保存翻譯的嚴謹美。翻譯美學指出翻譯者在翻譯時不但要表現(xiàn)出原文的內(nèi)容，也要表現(xiàn)譯文的嚴謹性，同時也將科技英語的內(nèi)部結(jié)構展現(xiàn)出來，盡量不要改變作者的寫作風格[2]。在組織語言時，不能模棱兩可，特別要注意一詞多義的使用方法。比如 profile在英語中的本意是"彎曲的"，而"曲線"不是用" profile line"表示，" profile line"的實際意義是"半面線"。因此在進行翻譯時要對英文單詞的各種意思進行了解要充分，確定最合適的語言，保證文章表述的簡潔、精確以及嚴謹?？萍加⒄Z表述的語言要進行謹慎使用，使用在對科學英語表達時，穿插一些科技術語，提高科技文章的嚴謹性，同時使表達形式更加簡潔。

3.翻譯的邏輯美

邏輯美是使科技英語為人們所理解的重要因素，科學英語的關鍵點在于清楚地表達出客觀事物的起因與發(fā)展規(guī)律。這對邏輯思維來說是一個挑戰(zhàn)，明顯具有邏輯美。因此要分清在原理概念上的差別，以簡潔的語言和嚴謹?shù)倪壿媮肀磉_產(chǎn)生事物的原因、發(fā)展以及結(jié)果。雖然科學英語的語言不優(yōu)美，但具體前因后果連接地比較清晰的特性。使用翻譯者在對科學英語進行翻譯時要把握文章的基本邏輯，并了解文章的側(cè)重點，就可以文章中因果關系、發(fā)展聯(lián)系、程度大小等邏輯特點，對原文的內(nèi)容進行準確翻譯，表達出作者的思想。

原文：The Key Of Optimizing Quantum Reversible Logic Lies In Automatically Constructing Quantum Reversible Logic Circuits With The Minimal Quantum Cost。

意思為：最優(yōu)化量子可逆邏輯的關鍵在于用最小的量子代價自動構造量子可逆邏輯。這個句子包括多層次的邏輯關系，所以在進行翻譯不僅要把原文準確的表述出來，也要將其中的規(guī)律清楚地展現(xiàn)在人們面前[3]。翻譯者只有將多層次的邏輯關系與文學語言結(jié)合起來，才能使人們明白其中的具體，充分表現(xiàn)翻譯作品的的邏輯美。

4.翻譯的簡潔美

語言精練才能達到科技英語符合表達簡潔的目的，而科技英語為了使人們對文章更明了，就表現(xiàn)以比較少的語言表現(xiàn)最多的內(nèi)容。這種簡潔美不僅應用于詞匯層，也應用于句法層?，F(xiàn)在科技英語中經(jīng)常使用名詞化結(jié)構，將過長句子翻譯為一個詞語或者短語。其優(yōu)點在于可以降低人稱主語先入為主的幾率，增加客觀的科技概念的使用效果，同時也可以使得文章內(nèi)容更加明了，句子結(jié)構更加簡潔。比如：因為格力空調(diào)與其他同類型產(chǎn)品相比，更方便實用，耗能少，更智能，更易操作。其翻譯為： Gree air conditioning compared with other products of the same type， more convenient and practical， low energy consumption， more intelligent， more easy to operate.

這段語言由四個表達因果關系的短語組成一個復句，但是在進行科技英語的翻譯的過程中，為了保證句子的內(nèi)容更明了，使用名詞化形式來表述文章的內(nèi)容，使得科技英語的譯文不僅簡單明了而且更具有美感，同時表現(xiàn)了翻譯者文化素養(yǎng)。

另外，為了使得文章內(nèi)容更具簡潔美，使用各類其他名詞作主語在科技英語文章也比較常見，人稱名詞和物質(zhì)名詞是名詞的構成部分。所以一般使用人稱名詞表明主觀意愿，優(yōu)先選擇使用物質(zhì)名詞進行表述。使用以非人稱做主語的優(yōu)勢在于：首先是簡化句子的結(jié)構，可以清楚地表達出因果關系；其次就是使語言更加優(yōu)美，具有感染力。所以在進行科技英語翻譯時可以適當運用人稱代詞，保持翻譯的簡潔美。

5.翻譯的轉(zhuǎn)義美

轉(zhuǎn)義是指原有意義轉(zhuǎn)化借代出新的含義。在科技術語在不斷出現(xiàn)，特別是計算機和其他機械類領域科技專業(yè)術語不斷爆發(fā)的情況下，對轉(zhuǎn)義也越來越受到人們的關注?，F(xiàn)在科技領域的發(fā)展與日常生活處于相輔相成的關系，因此科技術語的也更加生活化，更加優(yōu)美。當人們的常用語與科技術語進行融合促進科技翻譯的發(fā)展，使得語言更多元化，變化更加豐富，同時也表現(xiàn)著隱語的形象。比如英文中的"表兄妹"用"cousin這一詞表示，但而"cousin"這個詞，在日常生活中常常用作"同類型作物"的表達[4]。從另一方面來說，轉(zhuǎn)義詞的使用量的增加等一系列的變化表現(xiàn)出日常用語轉(zhuǎn)化為科技名詞的現(xiàn)象，不僅提高科技名詞的適用范圍，也增加了轉(zhuǎn)義的美感。

6.翻譯的修辭美

在翻譯時使用修辭手法可以讓語言更生動優(yōu)美，隨著科技名詞的適用范圍的擴大，修辭手法在科技英語領域的使用量也越來越多。其中比喻在科技英語翻譯中比較常見，其通過不同事物的發(fā)展與結(jié)果來表述某種道理或者表現(xiàn)另一種事物。使用比喻手法可以使得邏輯與形象思維可以進行更好的融合，表達更加準確。而另一種比較常見的修辭手法是擬人，將無思想的事物進行人格化，給予事物人的心理活動，可以讓科技文章親近人們的感情，更具有打動人心的力量，同時也可以使人們更容易了解其含義和掌握其文章的關鍵點[5]。但是在進行對科技英語翻譯時，要充分發(fā)揮想象力，不要過于生硬。

例如：In the spring on the occasion， the North Chinese swallows begin decided to enter the counter trend， came to life in the south.翻譯為"在春暖花開之際，中國北方的燕子開始決定進入反潮流，來到南方生活。"在這個句子中使用了擬人的手法，給予燕子人的思維，不僅清楚地表達了燕子的遷徙活動，也表現(xiàn)了翻譯的修辭美。

第5篇：量子計算含義范文

政策驅(qū)動也是重要動力，科技巨頭搶先布局引發(fā)示范效應。智能化時代，各國從國家戰(zhàn)略層面加緊人工智能布局，美國的大腦研究計劃(BRAIN)、歐盟的人腦工程項目(HBP)、日本大腦研究計劃(Brain/MINDS)，而我國也在“十三五”規(guī)劃中把腦科學和類腦研究列入國家重大科技項目。企業(yè)布局方面，谷歌、Facebook、微軟、IBM等均投入巨資，其示范效應是產(chǎn)業(yè)進步的先兆；國內(nèi)百度、阿里、訊飛、360、華為、滴滴等也加緊布局。15年行業(yè)投資金額增長76%，投資機構數(shù)量增長71%，計算機視覺和自然語言處理占比居前。

產(chǎn)業(yè)鏈格局已現(xiàn)，上游技術成型、下游需求倒逼，計算機視覺產(chǎn)業(yè)應用最成熟。產(chǎn)業(yè)鏈初步格局已現(xiàn)，從基礎層和底層技術，再到應用技術，最后再到行業(yè)應用，除了近年來底層核心技術的突破，下游行業(yè)需求倒逼也是人工智能應用技術發(fā)展的重要動力，諸如人機互動多元化倒逼自然語義處理、人口老齡化倒逼智能服務機器人、大數(shù)據(jù)精準營銷倒逼推薦引擎及協(xié)同過濾，等等。其中計算機視覺應用技術的發(fā)展可能是最先發(fā)力的，國內(nèi)不乏世界一流水平公司。

2B應用首先爆發(fā)，“人工智能+金融、安防”應用前景廣闊?！叭斯ぶ悄?”將代替之前的“互聯(lián)網(wǎng)+”，在各行業(yè)深化應用，安防、金融、大數(shù)據(jù)安全、無人駕駛等等。生物識別和大數(shù)據(jù)分析在安防和金融領域的應用則是目前技術最為成熟、產(chǎn)業(yè)化進程較快，如智能視頻分析、反恐與情報分析、地鐵等大流量區(qū)域的監(jiān)控比對；金融領域的遠程開戶、刷臉支付、金融大數(shù)據(jù)采集、處理、人工智能自動交易、資產(chǎn)管理等。相關推薦標的：東方網(wǎng)力、佳都科技、川大智勝，建議關注大智慧、遠方光電。

逐漸向2C端應用擴展，看好“人工智能+無人駕駛、教育”。人工智能在無人駕駛領域的應用體現(xiàn)在三方面：(1)環(huán)境感知環(huán)節(jié)的圖像識別；(2)基于高精度地圖和環(huán)境大數(shù)據(jù)的路徑規(guī)劃、復雜環(huán)境決策；(3)車車交互、車與環(huán)境交互下的車聯(lián)網(wǎng)，智能交通管理。教育領域應用方面，人機交互重構更互動性的教學；大數(shù)據(jù)和深度學習的結(jié)合使得個性化教學成為現(xiàn)實，這也是在線教育最重要的突破點；此外包括VR在內(nèi)的多載體應用和多屏互動也是發(fā)展趨勢。相關推薦標的：四維圖新、千方科技、東軟集團、科大訊飛、長高集團、新開普。

第6篇：量子計算含義范文

關鍵詞：化工專業(yè)；無機化學；教學改革

無機化學是化工專業(yè)的一門主干專業(yè)基礎課[ 1]。我們的授課對象是剛剛進入大學的朝氣蓬勃的大學新生。本課程立足于學生有著深刻印象的中學化學知識基礎，教學時間涵蓋兩學期[ 2] ，64學時涉及廣泛的內(nèi)容，既有基礎理論部分，又有涵蓋重要化合物組成，結(jié)構，代表性規(guī)律的元素部分[ 3] 。因此，課程的教學質(zhì)量和教學效果顯得尤為重要，它直接影響大學生對專業(yè)的看法及學習興趣，學習方法和能力的培養(yǎng)，還為后續(xù)相關課程打下良好的基礎。

近年來，隨著高校教育改革的深化，我們結(jié)合學生的情況和化工專業(yè)的特點在教學理念和教學形式上進行了一系列探索和改進，有效提升了教學質(zhì)量，建立了和諧的師生關系。現(xiàn)從以下幾個方面來簡要闡述。

一、精選基本教學內(nèi)容

如上所述，無機化學的內(nèi)容包含基本原理和元素化學兩部分。本課程是新生接觸到的第一門專業(yè)基礎課，要充分考慮到學生對新知識的渴求和已有的基礎知識，避免內(nèi)容龐雜。所以，我們對教材內(nèi)容進行了歸納和充實，對于中學化學里講述過的知識，例如化學平衡的特征、溶液的酸堿性的表征、氧化還原反應等基本化學原理的定性部分只做大概回顧，在本課程里著重討論他們的定量計算；而對于配合物的分步解離平衡、化學熱力學和動力學等內(nèi)容在后續(xù)分析化學和物理化學課程中會詳述，在無機化學中則以定性講述為主。我們將教學基本內(nèi)容概括為以溶液（電解質(zhì)溶液，緩沖溶液）為基礎，結(jié)構（原子結(jié)構、分子結(jié)構、晶體結(jié)構）為主線，平衡（酸堿平衡、化學平衡、沉淀―溶解平衡、氧化還原平衡）為重點，分區(qū)（s區(qū)，p區(qū)，d區(qū)，ds區(qū)）講述，重點分明，條理清楚。特別是元素無機化學部分，具有“內(nèi)容豐富、體系繁雜、歷史悠久”的特點[ 4] ，講好和學好元素化學對培養(yǎng)學生分析問題、解決問題和獨立創(chuàng)新的能力至關重要。

在備課的過程中，教師也在反復研究教材、查閱資料、精選內(nèi)容，這樣才能做到高屋建瓴，視野開闊。如果講課過程中始終局限于課本，只會把課上得枯燥乏味，不能激發(fā)學生的興趣，因此，在授課內(nèi)容中要注意引進補充內(nèi)容，增加例題，使教學內(nèi)容以課本為主又高于課本，體現(xiàn)教師的水平和特色。同時，某些知識點也應該根據(jù)學生的專業(yè)特點和學生實際適當進行調(diào)整。例如，在講述碳族元素的時候可以給化工專業(yè)的學生增加煤化工的基本知識為他們的后續(xù)課程做鋪墊，主族元素的性質(zhì)遞變可以要求學生通過查閱資料自己總結(jié)。

二、有針對性地強化教學重難點 無機化學課程內(nèi)容多，學時少，不可能使學生牢記所有物質(zhì)的性質(zhì)和代表性反應。因此，教學中我們盡量突出重點即基本原理的闡述，培養(yǎng)學生分析問題的能力。這樣即使到高年級，學生遺忘了本課程的具體內(nèi)容，解決問題的方法和能力也能受用終身。教學的難點包括抽象難懂的內(nèi)容和容易出錯的地方。

例如，核外電子的運動狀態(tài)是歷屆學生公認的難點。我們在教學中從回顧電子的波粒二象性開始引進薛定諤方程，結(jié)合傳統(tǒng)的軌道含義和學生在高中了解的電子云引進量子力學中電子的運動狀態(tài)。對相關的4個量子數(shù)的取值和應用增加大量示例，并形象地和學生所在寢室結(jié)合分析，層層深入，使學生建立核外電子運動狀態(tài)的正確概念。而配位化合物的計算這樣容易出錯的地方，我們會預先給出錯誤的實例，加深學生印象，有助于內(nèi)容的強化記憶。實踐證明：有針對性地攻破難點、突出重點取得了很好的教學效果。

三、因材施教，適當引申，注重激發(fā)學生興趣 不可否認，學生的基礎、能力和知識的掌握程度有著很大的差異。所以我們也注重了教學過程中的針對性特點。對優(yōu)生、學困生、中等生做到心中有數(shù)，充分考慮到他們在接受知識和技能時方式和速度的不同，在教學過程中因材施教，激發(fā)學生的興趣和自信心，達到理想的教學效果。

同時，在元素無機化學的教學過程中，要充分考慮到學生對知識的渴求，采取適當變革的態(tài)度在教學內(nèi)容上創(chuàng)新，適當?shù)丶尤氍F(xiàn)代化學的重大發(fā)現(xiàn)或教師的科研項目，開闊學生的眼界，啟迪思維，避免死記硬背。通過改進教學方法，學生對自然界存在的元素及主要化合物的性質(zhì)及反應規(guī)律有了一個總體了解，也了解了一些在當今環(huán)境、能源、生命、材料等領域中采用的新技術，新方法和新材料。

例如，在講配合物的應用時從人體血紅蛋白結(jié)構入手，衍生出與配合物密切相關的生物無機化學的發(fā)展、人造血液、人體微量元素、抗癌藥物及機理；在碳族元素中加入溫室效應、全球氣候變暖及鉆石的相關知識；在硼族元素中加入各種寶石的圖片及鉈元素的中毒示例等。從學生渴望求知的眼神中可以看出他們很接受這些新的“窗口”，通過這些知識與公式原理的相互滲透，使課堂教學變得生機勃勃、面目一新，并為學生在今后專業(yè)知識的學習和工作中的“臨窗遠眺”乃至“破窗而出”打了一個很好的基礎。

第7篇：量子計算含義范文

關鍵詞：科學；詩性；創(chuàng)造；自由

中圖分類號：G640文獻標識碼：A文章編號：1671-1610（2012）04-0000-0

一、科學理論也是一種“風、雅、頌”

長沙愛晚亭旁，有一方柱形石碑，名“放鶴”。除刻“放鶴”二字外，碑之四周還刻有“二南”詩：南宋岳麓書院山長張南軒之《清風峽》，和乾隆湖南學政錢南園之《九日岳麓》。

“二南”之思緒，均貫往古來今，通四方上下，因而出言成詩。這印證王國維所說：“詩人對宇宙人生，須入乎其內(nèi)，又須出乎其外。入乎其內(nèi)，故能寫之。出乎其外，故能觀之。入乎其內(nèi)，故有生氣。出乎其外，故有高致?！保?］14

楊振寧將詩和方程式相提并論：“詩是什么? 詩是思想的濃縮。你把非常復雜的思想用幾行文字來表達，你寫的就變成了一首非常美麗的詩，一首有強大感染力的詩。我們尋求的方程式其實就是自然的詩篇。”［2］ 156也就是，若說詩人“對景生天機，隨心發(fā)匠巧”［3］，科學家則“情至不能己，氤氳化作詩?！保?］798

在徐光啟眼中，幾何像詩：“有三至、三能：似至晦，實至明，故能以其明明他物之至晦；似至繁，實至簡，故能以其簡簡他物之至繁；似至難，實至易，故能以其易易他物之至難。易生于簡，簡生于明，綜其妙在明而已?！保?］幾何竟然有如此之妙！幾何是詩還是詩化幾何? 抑或造化是詩還是詩化造化?

從物理學理論中，楊振寧看到詩：“牛頓的運動方程、麥克斯韋方程、愛因斯坦的狹義與廣義相對論方程、狄拉克方程、海森伯方程和其他五六個方程是物理學理論架構的骨干?！鼈円詷O度濃縮的數(shù)學語言寫出了物理世界的基本結(jié)構，可以說它們是造物者的詩篇?！保?］259

看一例，麥克斯韋的電磁理論，何詩性之有？當相對論出現(xiàn)時，發(fā)現(xiàn)它具有洛倫茲不變性；當量子力學出現(xiàn)時，發(fā)現(xiàn)它是相對論性的量子力學方程。當廣義相對論出現(xiàn)時，只需加上一維麥氏理論就是廣義相對論性理論；當自然界的基本相互作用出現(xiàn)統(tǒng)一的思想時，它又是最早和弱相互作用統(tǒng)為一體的理論。當幾何概念運用到物理時，發(fā)現(xiàn)它居然是幾何方程；當共形不變性進入物理學時，發(fā)現(xiàn)麥氏方程具有共形不變性。

楊振寧總結(jié)說：“這些方程還有一方面與詩有共同點：它們的內(nèi)涵往往隨著物理學的發(fā)展而產(chǎn)生新的、當初所完全沒有想到的意義?！保?］259 物理學理論如詩，而詩無達詁。鐘嶸論詩詞之“賦、比、興”：“文已盡而意有余，興也；因物喻志，比也；直書其事，寓言寫物，賦也?！保?］ 19故而科學理論特別具有詩“三義”［6］19中的“興”義。這就是詩性在科學中的主要體現(xiàn)。

科學家和詩人一樣，認為物含詩性。在科學家眼中，描述造化規(guī)律的方程式就是同“風、雅、頌”一般的詩章。

二、科學理論具有實用性和詩性

“凡詩之傳者，都是性靈、無關堆垛”［4］146。楊振寧這樣看“性靈”：“若直覺地把‘性情’、‘本性’、‘心靈’、‘靈魂’、‘靈感’、‘靈犀’、‘圣靈’（Ghost）等加起來，（性靈）似乎是指直接的、原始的、未加琢磨的思路。”［2］250“學物理的人了解了這些像詩一樣的方程的意義以后，對它們的美的感受既直接而又十分復雜的?！保?］260

可是，科學理論必須具有實用性，實用性不但指能精確應用到解決已知體系中的問題，還指能精確預言到未知系統(tǒng)中的問題。既然如此精確，為什么還說科學理論還具有無法定量計算的“性靈”？

首先看無窮小和無窮大這兩個概念。它們是數(shù)學分析的基礎，也是現(xiàn)代物理的基礎。宇宙之大，終歸有限；物質(zhì)之微，止于夸克。其小無內(nèi)之無窮小和其大無外之無窮大，其實整體在經(jīng)驗之外。或者說只能局部地、近似地存在于現(xiàn)實世界。片面地強調(diào)實用性，其實是對人類理性設立的藩籬。只要邏輯自洽，無窮小和無窮大，是一個充滿了想象力、探險精神的世界，是人類和自然交流的自由世界，而且遠遠還沒有探索完畢。而每一項新的探索之后獲得的結(jié)果，又無不具有極其廣泛的實用性。

再看牛頓第二定律，是中學物理知識的必學內(nèi)容。慣性系是牛頓第二定律的基礎。何謂慣性系？物體在沒有受到力的作用時，將保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的一個系統(tǒng)?？墒牵ＣＳ钪嬷?，何處有慣性系？沒有！或者說只能局部地、近似地存在。說慣性系是物質(zhì)世界經(jīng)驗知識的總結(jié)是遠遠不夠的。此“總結(jié)”，似乎機械抽取提煉可達，其實大謬，非性靈而不可達也! 因為慣性系整體在經(jīng)驗之外，僅僅存在理性和詩織的世界中。不過，慣性系的深刻性表現(xiàn)在它的終極性，也就是不存在比慣性系更“慣性系”的參照系，它是所有可能參考系的一個剛性邊界。

實用性是科學理論的重要屬性，但是把實用性當成科學理論的全部屬性，則是對科學的扼殺。這一點和技術不同?？茖W的目的應當在于激發(fā)和滿足人類的好奇心。科學理論是科學家緣物起意，乘物以游心的結(jié)果，居虛與實、抽象和具體、性靈和實用之間。

三、詩性自由是科學創(chuàng)造力的核心

愛因斯坦論理論物理方法的自由：自由創(chuàng)造（free invention）、自由創(chuàng)造、還是自由創(chuàng)造。［7］ 所以“一種理論可以用經(jīng)驗來檢驗，但是不存在從經(jīng)驗通往理論建立的任何通道?！保?］

詩，詩思與詩創(chuàng)造，都出于自由。王國維這樣看詩人的自由：“詩人必有輕視外物之意，故能以奴仆命風月。又能重視外物之意，故能與花鳥共憂樂?！保?］ 14

楊振寧將科學創(chuàng)造的自由與詩創(chuàng)造的自由相提并論：“清朝陳廷焯曾于《云韶集》中說寫詩達極高境界時有‘獨來獨往之趣’，做研究也如此。”［9］ 由此可說，科學創(chuàng)造的自由是一種詩性自由。

對科學知識的詩化理解的極致，在于創(chuàng)造出新的知識。而創(chuàng)造新的知識，又在于詩性自由。詩性自由能使科學家無視最開始時理論的“缺陷”，就是“輕視外物”的自由。任何偉大的思想的最初出現(xiàn)，一定朦朧、靈動，科學家的偉大在于他們依然直覺科學原理于千里之外，而終能“與花鳥共憂樂”。

愛因斯坦談自己最偉大的發(fā)現(xiàn)時說：“我關于引力的一系列論文，是一連串的錯誤的步驟，不過，還是這些錯誤將我一步一步地引導了目的地。”［10］ 海森堡“真正讓人震驚的能力，就是能模糊而不確定地，以直覺而不以邏輯的方式，覺察出控制宇宙的基本定律的本質(zhì)性線索?！保?］320

1928年狄拉克最初發(fā)明一個電子運動的相對論性方程，發(fā)現(xiàn)其中有一個正電子的解。正電子是從何而來? 狄拉克假設存在一個負能級被填滿了的電子海――狄拉克海，當其中的一個電子離開負能級的海后，會出現(xiàn)一個空穴，而這個負能級的空穴就是正電子！這個電子海不出現(xiàn)在實空間，而是能量空間。

自然界具有反粒子這是一個終極真理。但是，如何給出一個機制來說明存在性呢？狄拉克不惜發(fā)明出一個明顯具有瑕疵的概念：無限深負能級狄拉克海及其空穴。這個瑕疵表現(xiàn)在，如何填滿無限深的海？然后在這個海中的有限深度處還要激發(fā)出電子來？因此，可以想見這些概念后來很快就被量子場論中的反粒子概念所替代。但是“負電子的海洋”這樣一個“虛無”的概念都是人類智力創(chuàng)造的巔峰之作，造化靈性的神來之筆，“照燭三才，暉麗萬有，……；動天地，感鬼神，莫近于詩?！保?］ 15

1954年楊振寧創(chuàng)造規(guī)范場理論的時候，物理學界并沒有一個特別大的困難或者迷惑等待一個革命性的理論去解決。而物理學史上，楊振寧之所以能列于愛因斯坦、狄拉克之后，也是因為這個規(guī)范場理論?！霸?950年代，我們只覺得這篇文章很美妙。到了60年代，才覺察到它的重要性，及至70年代始曉得它對物理學是極為重要的?！保?1］

這個理論最初的形式，只能描述無質(zhì)量的場。對任何物理學家而言，這都是一個巨大的缺陷。楊振寧說：“我們發(fā)現(xiàn)我們不能對規(guī)范粒子的質(zhì)量下結(jié)論，我們用量綱分析做了一些簡單的論證，對于一個純規(guī)范場、理論中沒有一個量帶有質(zhì)量量綱。因此規(guī)范粒子必須是無質(zhì)量的，但是我們拒絕了這種推理方式。”［12］“非阿貝爾情形比電磁學錯綜復雜得多?！瓗щ娨?guī)范粒子不可能沒有質(zhì)量?！保?2］

科學創(chuàng)造的詩性自由，指引狄拉克、楊振寧等大家在已知理論的邊緣處，躍身而起。盡管不知道所落何處，但是天空的浩淼，已經(jīng)令心靈悸動。這也是物理學大發(fā)現(xiàn)的通則，舉凡牛頓引入慣性系、愛因斯坦創(chuàng)造廣義相對論、普朗克引入量子化假說、薛定諤寫下薛定諤方程等，概莫能外。

四、科學教育應該以詩性自由為出發(fā)點和落腳點

詩性不唯文學藝術所獨有，也不應唯文學藝術所獨有。偉大的科學理論，大多具有詩性。這一等同性，可以追索到古希臘人對造化和詩詞的理解，他們有一詞 poiein 就同時兼有制造、創(chuàng)造性、詩詞、甚至造物主（creator）等多方面的含義。

大學教育的靈魂在于培養(yǎng)創(chuàng)造性［13］ ；大學科學教育的靈魂更在于培養(yǎng)創(chuàng)新性?？茖W教育，作為專業(yè)教育，主要目標是培養(yǎng)科學工作者照觀、探索、領悟世界的能力，發(fā)現(xiàn)、描述、解釋世界本質(zhì)規(guī)律的能力，以及呈示、傳播其發(fā)現(xiàn)、描述與解釋的能力；科學理論史已經(jīng)表明，這些能力的高下與詩性自由的多少之間存在密切關聯(lián)。作為通識教育，不論設定目標是什么，根本目標應該拓展創(chuàng)新意識與提升創(chuàng)新能力；無論在什么領域，創(chuàng)新意識的強弱與創(chuàng)新能力的高下和詩性自由的多少之間，也都存在緊密聯(lián)系。

實用性或功利性是科學理論的重要屬性，但是，如果教育片面強調(diào)科學理論的實用性與功利性目標而忽視其詩性自由，就如抽取錦緞經(jīng)緯線中之經(jīng)或緯線，科學理論將形存而神失。只有理解了科學知識的詩性，才能實現(xiàn)從經(jīng)驗真實到理性真實的飛躍；只有理解了科學創(chuàng)造的詩性自由，才能從理性真實到詩化真實的飛躍，然后回到經(jīng)驗真實?？茖W教育應該以詩性自由為出發(fā)點和落腳點。

參考文獻

［1］王國維．人間詞話［M］．上海：上海世紀出版集團，2009.

［2］楊振寧，翁帆．曙光集［M］．北京：三聯(lián)書店，2008.

［3］袁枚．小倉山房文集（一）［M］．周本淳，標校．上海：古籍出版社，1988：115.

［4］袁枚．隨園詩話［M］．顧學頡，校點．北京：人民文學出版社，1982.

［5］徐光啟．徐光啟集（上冊）［M］．王重民，輯校．北京：中華書局，1963：77.

［6］鐘嶸．詩品［M］．周振甫，譯注．北京：中華書局，1998.

［7］Einstein, A. On the Method of Theoretical Physics ［J］. Philosophy of Science, 1934,1(2): 163-169.

［8］Einstein, A. Geometry and Experience ［G］ // Einstein, A. Sidelights on Relativity. New York: Dover Publications, 1983: 25.

［9］楊振寧．陳省身教授小傳 //徐勝藍，孟東明．楊振寧傳．上海：復旦大學出版社，1997：215.

［10］Pais，A．上帝難以捉摸，……――愛因斯坦的科學與生平［M］．方在慶，李勇，等，譯．廣州：廣東教育出版社，1998：313.

［11］張奠宇．楊振寧和當代數(shù)學［M］// 楊振寧．楊振寧文集（下）．張奠宇，編．上海：華東師范出版社，1998：728.

第8篇：量子計算含義范文

【關鍵詞】 Chem3D；有機化學；教學

Chem3D是英國劍橋軟件公司（CambridgeSoft Corporation）所編寫的Chemoffice 化學辦公軟件的一個組成部分，其界面友好，便于操作，可以顯示分子的立體結(jié)構、鍵長、鍵角、分子軌道形狀等，同時還具有簡單的量子化學計算功能，可以對有機分子進行能量、電荷分布、紅外和拉曼光譜、核磁性質(zhì)、反應動力學等的計算與模擬。作為一款專業(yè)的化學圖形軟件，Chem3D可以為化學教育工作者［1］，特別是有機化學教師在教學工作中帶來很多便利。下面簡單介紹筆者在有機化學［2-3］教學過程中利用Chem3D軟件的實踐和體會。

1 在構象教學中的應用

環(huán)己烷的構象是有機化學教學中的一個難點，在傳統(tǒng)的教學過程中總是占用大量的時間，但是教學效果也并不理想。利用Chem3D可以簡單形象的把環(huán)己烷的兩種經(jīng)典的構象椅式和船式［圖1(a)， (b)］展現(xiàn)出來，為教學提供很多便利。

在授課時，可以事先在制作的PPT中插入超級鏈接，然后就可以方便地把已經(jīng)制作好的圖形文件打開。如圖1(e)所示，點擊鼠標左鍵，可以使模型任意地旋轉(zhuǎn)，讓學生從不同的角度觀察分子模型，從而可以清楚地辨認出e鍵和a鍵的位置以及它們的特點。還可以用鼠標選定任意的兩個氫原子，軟件則自動測出兩者之間的距離，從而很方便地說明椅式構象沒有空間張力，而船式構象存在較大的空間張力。并且通過軟件的Model Display選項，可以控制圖形顯示或不顯示氫原子，便于學生分辨出船式和椅式構象。

一般學生通過教材中的圖1(c)、1(d)很難想象的出它們就是圖1(a)、(b)所表示的分子構象，但是通過Chem3D的圖像旋轉(zhuǎn)功能可以很清楚地把圖1(e)旋轉(zhuǎn)為1(g)，圖1(f)旋轉(zhuǎn)為1(h)。通過觀察圖1(g)和1(h)中的分子構象特征，很容易發(fā)現(xiàn)前者的氫處于對位交叉式，而后者的氫處于重疊式。這也說明了椅式構象的扭轉(zhuǎn)張力小，能量低，船式構象的扭轉(zhuǎn)張力大，能量高。這樣的授課方式對于一些空間想象能力不夠好的學生起到一個很好的輔助理解作用。

在講取代環(huán)己烷的構象分析時，同樣可以利用Chem3D來建立模型，觀察分子的立體結(jié)構以及空間張力。另外，還可以利用Chem3D自帶的量子化學計算程序，快速地計算出取代基分別位于e鍵和a鍵時分子的能量，比較分子能量的大小就可以很容易地判斷出當取代基位于e鍵時的構象是優(yōu)勢構象。這樣通過3D模型和理論計算兩種方法證明了教材中給出的結(jié)論。

2 在立體化學教學中的應用

立體化學是有機化學的重要組成部分，在有機化學中占有非常重要的地位。立體化學也是有機化學教學中的重點和難點，它需要學生有很強的空間想象能力。由于學生缺乏對分子結(jié)構的直觀認識，難于在頭腦中產(chǎn)生分子結(jié)構的立體幾何形象，所以有相當一部分學生感到立體化學的學習較難，并產(chǎn)生畏懼情緒，從而影響了對整個有機化學的學習［4］。立體化學教學中有兩個難點：Fisher投影式和構型的標記（R/S構型標記法）。由立體結(jié)構投影到Fisher投影式，學生一般都可以理解，但是由Fisher投影式轉(zhuǎn)換為立體結(jié)構式就顯得比較困難。利用Chem3D可以很好地解決這一難題，并使教學過程簡單、形象化。

如圖2(a)、(b)所示D， L乳酸的立體結(jié)構。在教學的過程中首先打開制作好的模型文件，然后用鼠標拖動D乳酸或L乳酸，使其任意的旋轉(zhuǎn)，并使兩者盡量重合，但是不管怎樣轉(zhuǎn)動或平移兩者均無法重合，從而生動形象地演示了手性現(xiàn)象，加深學生對手性概念的理解。旋轉(zhuǎn)分子的立體模型，使其碳鏈位于豎直方向，即COOH基團位于碳鏈的上方，CH3位于下方，并使其向投影屏的后方伸展，如圖2(a)、(b)所示，這樣從學生的視線方向來看，其投影式即為圖2(c)、(d)，也就是該分子的Fisher投影式。通過這樣一種教學方式，使學生直觀地掌握了Fisher投影式的概念，投影方法及還原方法。同樣在后續(xù)章節(jié)中講授比較復雜的Fisher投影式時，如酒石酸分子、葡萄糖分子，也可以用該方法，使其投影式的立體結(jié)構清晰地展現(xiàn)在學生面前。在講授另外一難點R/S構型判斷時，可以首先建立3D模型，然后旋轉(zhuǎn)，使H原子遠離學生的視線，再讓學生判斷其他原子或基團大小，從而較為容易的判斷分子是R還是S構型。這樣利用Chem3D中分子模型可以任意旋轉(zhuǎn)來幫助初學者，使其學習變得相對容易，并增加其學習興趣。

另外在講授無手性碳原子的手性分子時，也可以把Chem3D引入教學。如圖3(a)所示，學生一般難以通過教材中的兩個結(jié)構式想象出這兩個分子是實物與鏡像的關系且不能相互重合。但是通過Chem3D，構建出兩個分子的3D模型［圖3(b)］，并任意地旋轉(zhuǎn)、平移，學生就可以很直觀地判斷出它們之間是不可能重合的，從而可以在更深層次上理解“手性”及手性分子的含義。

3 在反應機理教學中的應用

有機化學的反應機理一般較為復雜，步驟多，涉及到電子效應、立體效應等諸多因素，初學者往往難以準確的理解和掌握。如在乙烯與Br2的親電加成反應機理中，反應首先生成溴钅翁離子［圖4(a)所示］，然后Br-離子再從反面進攻C原子，最終生成反式的加成產(chǎn)物。針對這種機理，很多學生容易產(chǎn)生疑問： Br-離子為什么從反面而不從正面進攻？實際上，這種機理是由空間位阻所決定的，但是從教材中的結(jié)構式很難看到空間位阻的影響，所以就給教師的講解造成了較大的困難。如果利用Chem3D 的Display Model 功能中Space Filling選項，將結(jié)構式［圖4(b)］轉(zhuǎn)換為比例模型［圖4(c)］就可以清楚地給學生展示空間位阻的概念，上面的問題也就迎刃而解。

從圖4(c)中可以直觀的看出，由于Br原子的體積較大，幾乎占據(jù)了C原子上方所有的空間，所以Br－離子不可能從同一側(cè)來接近C原子，只可能沿空間位阻較小的反方向進攻，所以最終形成反式的加成產(chǎn)物。

4 總結(jié)

Chem3D 在有機化學教學中的應用遠不止本文所講，例如還可以利用該軟件顯示共軛體系中的離域大兀鍵；在講述波譜分析時利用其計算功能可以顯示紅外光譜、一維核磁共振譜以及對應的譜圖解析；在講反應機制時，可以通過Calculation菜單計算反應歷程，然后可以將整個反應過程動態(tài)地顯示出來。在以往的教學過程中，教師是利用實物模型（如球棍模型）進行授課。但是現(xiàn)在隨著高校地擴招，學生人數(shù)地增多，大多高校采用大班授課，如果還用模型教學，一是制作攜帶不方便，二是坐在后排的學生很難觀察清楚，勢必嚴重影響教學效果。所以教師適當?shù)貙W習一些計算機知識和專業(yè)軟件操作技巧，并成功應用在教學中，則可以達到事半功倍的效果，從而促進有機化學的教學。同時，還可以使學生較早接觸到專業(yè)的科研工具，培養(yǎng)其科研興趣。

參考文獻

［1］ 顧云蘭. CS Chem3D 和Gaussian 98 在結(jié)構化學教學中的應用［J］. 臨沂師范學院學報，2005，27 (6)：102  104.

［2］ 呂以仙，陸陽. 有機化學［M］. 第7版. 北京:人民衛(wèi)生出版社， 2008: 1881.

第9篇：量子計算含義范文

用微分方程定性理論結(jié)合數(shù)值模擬方法研究了窄脈沖方程的廣義扭結(jié)波。關于詞語燒灼的那些可以摘抄的呢?這里給大家分享一些關于燒灼的詞語近義詞，供大家參考。

一、扭結(jié)含義扭結(jié)是數(shù)學中一類重要且有趣的幾何直觀對象。 從數(shù)學上說， 它就是三維空間中的一條閉合曲線， 并且可以看作單位圓 到三維空間中拓撲嵌入的像。單位圓是平凡的扭結(jié)。

二、扭結(jié)近義詞1、扭搜:硬擠。

2、扭打:扭打,指相互揪住毆打。

3、扭搭:扭搭,[口]指走路時肩膀隨著腰一前一后地扭動。

三、扭結(jié)造句1、借著火光，我發(fā)現(xiàn)醫(yī)師和另一個人有著共同的非洲人種特征—深褐色皮膚、扭結(jié)的頭發(fā)和寬闊的鼻子。

2、壓力引起視網(wǎng)膜內(nèi)的微血管扭結(jié)彎曲，如圖中的一個箭頭所示，圖中的其它箭頭所指為視網(wǎng)膜靜脈內(nèi)的“凹陷”，稱作動靜脈局部縮窄病癥。

3、當?shù)鞍踪|(zhì)在細胞中被組裝起來時，它們的骨架會自行扭結(jié)纏繞起來，折疊成麻花那樣的形狀。

4、就我看來，這就像用數(shù)學的扭結(jié)理論或者拓撲學來論證你許愿時交叉手指一樣困難。

5、側(cè)裙與曲折扭結(jié)在中間添加一些視覺吸引力的形象和領先優(yōu)勢擴大到了AMG的后方筋膜和擴散是一個綜合的兩側(cè)四排氣提示。

6、照片顯示土星環(huán)上物質(zhì)團塊、扭結(jié)、螺旋紋路和波浪狀的邊緣，這是由于周圍的衛(wèi)星，以及環(huán)縫間某些不明物質(zhì)的重力拉扯所造成。

7、漂泊與宿命在王安憶的文本世界和心靈世界中扭結(jié)糾纏在一起。

8、斑塊狀扭結(jié)的數(shù)量與膠原原纖維的退變程度成正比。

9、膠原原纖維發(fā)生不同程度的變性、融合、扭結(jié)或鈣化，膠原纖維束間裂隙增大。

10、從一開始，會談的主要目標就是將農(nóng)業(yè)貿(mào)易上的一些扭結(jié)拉直過來。

11、羅斯的達爾帕資助研究可能會派上用場，因為他作出扭結(jié)在這新程序中。

12、計算機朋克，謀殺秘密和政治上的陰謀扭結(jié)在這一本書中，它講述了一只貓的故事，一個心理意義上的半人，被強給他最憎恨的人做保鏢。

13、看看我們?nèi)绾伟丫€輕微扭結(jié)給一個頁面上略有曲線的印象。

14、在地核中由于科氏力效應，流體中的渦流將磁力線扭結(jié)成團，看起來就像一團團的義大利面條。

15、通過腦硬膜的孔，將微傳感器的探頭至于腦實質(zhì)中，直到單孔頂端的扭結(jié)處。

16、再次收縮單孔處，在指定段將微傳感器完全彎曲并留下一個扭結(jié)。

17、紗線單位長度上的濕扭結(jié)個數(shù)是評價和衡量紗線殘余扭矩的一項重要間接指標。

18、用微分方程定性理論結(jié)合數(shù)值模擬方法研究了一類具有四次多項式勢的非線性波方程的扭結(jié)波。

19、討論了扭結(jié)-反扭結(jié)對的平衡分布，推導出一條分子鏈所輸運的超導電流。

20、從那時開始，人們發(fā)現(xiàn)量子群在很多領域都有著深刻的應用，范圍遍及理論物理、辛幾何、扭結(jié)理論與約化代數(shù)群的模表示理論等。

21、高強度的紗線要求有相當大的捻度，但是超過最佳捻度后，附加的捻度會使紗線扭結(jié)，最終降低紗線的強力。

22、在積分常數(shù)為零的條件下，證明了該方程存在光滑孤立波解、不可數(shù)無窮多光滑周期波解、扭結(jié)波和反扭結(jié)波解。

23、分析兩大類名動量扭結(jié)形式，并在語義、認知、信息焦點等各方面得出名動量的平行對應關系。

24、研究了在外場和阻尼存在情況下氫鍵分子鏈中質(zhì)子轉(zhuǎn)移的二分量扭結(jié)動力學。

25、結(jié)合數(shù)字圖像和信號處理技術，提出了一種基于紗線圖像的扭結(jié)分布特征的自動識別方法。

26、求出了扭結(jié)的遷移率、共振頻率和擴散常數(shù)的表示式。