量子力學概述精選(九篇)

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第1篇：量子力學概述范文

隨著高科技的發(fā)展，手機、筆記本、平板電腦等小型電子設(shè)備在我們的生活中得到了廣泛應用，以晶體管為中心的半導體技術(shù)使這些成為可能。固態(tài)晶體管的發(fā)明已成為人類在過去一個世紀中最重要的科技進步，其影響力遍及我們生活的各個方面。

將電子設(shè)備的尺度再降低一個等級，就到了納米層次，在納米維度上理解電流的特性越來越重要。本書力求對從宏觀尺度到原子層次的傳輸現(xiàn)象做一個深入淺出的概述。有兩種方法可以制造納米尺度的設(shè)備，一種是自上而下的方法，這種方法在半導體工業(yè)中已被成功應用，另一種是自下而上的方法，這種方法正是目前納米科學研究的前沿。自下而上的納米技術(shù)并不能完全取代自上而下的技術(shù)，兩者往往相輔相成。但無論哪種方法，都需要深刻理解納米尺度的傳輸效應。

本書共分為6章：1.量子力學的基本概念及其與材料電特性的關(guān)系，并從量子力學角度對電阻和晶體管中的傳輸效應進行了解釋；2.從量子力學角度闡述了電流、電壓和電阻之間的量子特征關(guān)系；3.量子與宏觀區(qū)域的邊界，并介紹了幾何、尺寸和微觀結(jié)構(gòu)是如何影響納米尺度下的阻抗特性的；4.用于在納米尺度下探測結(jié)構(gòu)電特性的技術(shù)――掃描探針顯微鏡方法；5.電流產(chǎn)生的負面效應――納米線中的熱效應和電子遷移，這些負面效應非常重要，因為微處理器中晶體管的收縮會造成它們之間的連接體也產(chǎn)生收縮，而納米尺度上小線的回彈性與微米尺度上長線的回彈性不同；6.分子電子學，通過對這一領(lǐng)域的研究有望實現(xiàn)新型的電路功能。

本書可作為量子力學、掃描探針顯微鏡法和電子傳輸?shù)娜腴T參考書。

第2篇：量子力學概述范文

在霍爾效應發(fā)現(xiàn)約100年后，1980年，德國科學家馮?克利青發(fā)現(xiàn)了“整數(shù)量子霍爾效應”，并于1985年獲得諾貝爾物理學獎。1982年，美籍華裔物理學家崔琦、美國物理學家施特默等發(fā)現(xiàn)“分數(shù)量子霍爾效應”，不久由美國物理學家勞弗林給出了理論解釋，并且他預言存在帶有分數(shù)電荷的準粒子，該預言在1997年得到了實驗證實。他們?nèi)齻€人共同獲得1998年諾貝爾物理學獎。

1988年，美國物理學家霍爾丹提出可能存在不需要外磁場的量子霍爾效應，這一點對量子霍爾效應的實際應用有極為重要的意義。但是多年來一直未能找到能實現(xiàn)這一特殊量子效應的材料體系和具體物理途徑，使得這種“量子反常霍爾效應”的探索成為多年來該領(lǐng)域的一個的極具挑戰(zhàn)性的任務(wù)。最近，中國科學家在這方面取得了一些突破性進展，引起了國內(nèi)外廣泛的關(guān)注。

量子霍爾效應是凝聚態(tài)物理中一種非常奇特的現(xiàn)象，它是一種典型的宏觀量子效應，是微觀電子世界的量子行為在宏觀尺度上的一個完美體現(xiàn)。它不僅深刻地反映了物理學的基本原理，也使物理學乃至數(shù)學的拓撲研究中一些現(xiàn)代概念得到了具體的實現(xiàn)，同時還提供了實現(xiàn)凝聚態(tài)物理與粒子物理交叉的難得的機會。作者認為它值得做為物理學所有相關(guān)專業(yè)的研究生修習的一門課程。

本書是以服務(wù)于教學為宗旨的一部教科書，對于量子霍爾效應涉及的各方面知識和最新發(fā)展起來的一些新概念給出了啟發(fā)性的、全面而自成系統(tǒng)的闡述。本書的第1版于2000年出版，7年之后考慮到該領(lǐng)域在理論與實驗方面取得的許多新的進展，作者于2008年出版了該書的第2版，對第1版進行了全面修訂，不僅增加了一些章節(jié)，有的部分被完全改寫了。（對于第2版的評介，請參考本刊2008年第8期。該書于2012年底由北京大學出版社影印出版。）這里評介的是2013年出版的第3版。

與第2版相比，第3版內(nèi)容由原4個部分擴充為5個部分，由32章擴充為41章。第1部分 量子場論，包括第1-8章：1.量子力學；2.量子場論；3.正則量子化；4.自發(fā)對稱性破缺；5.電磁場；6.Dirac場；7.拓樸孤子；8.任意子。第2部分為單層量子霍爾系統(tǒng)，包括第9-22章：9.單層量子霍爾系統(tǒng)概述；10.蘭道量子化；11.量子霍爾效應；12.準粒子與活化能；13.復合粒子場論；14.復合玻色子和半經(jīng)典分析；15.量子霍爾鐵磁體；16.自旋結(jié)構(gòu)；17.分數(shù)量子霍爾狀態(tài)的階梯；18.邊緣效應；19在更高階蘭道能級中的帶和泡；20.石墨烯中的量子霍爾效應；21.聚硅烷（Silicene）中的量子霍爾效應； 22.拓撲絕緣子和無蘭道能級的量子霍爾效應。第3部分為雙層量子霍爾系統(tǒng)，包括第23-29章：23.雙層量子霍爾系統(tǒng)概述；24.SU（2）贗自施結(jié)構(gòu)；25.雙層鎖定態(tài)；26.層間相干與約瑟夫森效應；27.有公度相與非公度相； 28.SU（4）量子霍爾鐵磁體； 29.υ=2的雙層量子霍耳系統(tǒng)。第4部分 微觀理論，包括第30-34章：30.微觀理論概述；31.非對易幾何學；32.蘭道能級投影；33.非對易孤子；34.交換相互作用和等效理論。第5部分 最新的實驗進展，包括35-41 章：35.新的實驗進展概述； 36.量子霍爾態(tài)的實空間觀測； 37.整數(shù)與分數(shù)量子霍爾系統(tǒng)的集團激發(fā)；38.量子霍爾區(qū)的超精細相互作用； 39.微波誘導非平衡現(xiàn)象； 40.電子雙層超流現(xiàn)象；41.ZnO中的量子霍爾效應。

書末有一個附錄，收集了16項書中提到的數(shù)學知識的介紹，并分別給出了簡明扼要的證明。對于使用全文有很大幫助。

本書內(nèi)容非常豐富、新穎，論述異常深入細致，適用于凝聚態(tài)物理、粒子物理、理論物理及數(shù)學物理的研究生做為教材，對相關(guān)領(lǐng)域的研究人員也是一本很重要的參考書。

第3篇：量子力學概述范文

   課余時間，我饒有興趣的簡讀了一本暢銷全世界的科學著作——《時間簡史》，其作者是當代著名的宇宙學家、理論物理學家——斯蒂芬·威廉·霍金。這本科學著作可以說得上是將愛因斯坦的《廣義相對論》和量子力學結(jié)合得最完美的一本書，除這點之外，此書還詳細地闡述了黑洞效應和大爆炸及宇宙奇點問題。

   倘若這本書以數(shù)學公式、證明過程和科學術(shù)語為主，那么我認為它不可能這么暢銷全世界。這本書正是以它通俗的語言文字、幽默的插圖、強有力的論證過程和獨特的思維方式將讀者帶入廣漠無垠的宇宙，去體會黑洞邊緣的神秘，去感受大爆炸的壯闊，發(fā)人思考，引人入勝。

   《時間簡史》的重點就是概述黑洞和宇宙奇點大爆炸理論，它從愛因斯坦的相對論開始一步一步的探討，補充了廣義相對論中的一些不足。作者認為宇宙是從一個密度、時空曲率無限大的奇點通過大爆炸而開始的，在大爆炸中，物質(zhì)的溫度非常高。在隨后過去的一秒鐘中，宇宙的溫度急劇下降，下降到大約100億攝氏度，于此同時也在不斷地膨脹，就使得正電子和反電子（帶正電荷的電子）互相碰撞以此湮滅，并釋放出大量光粒子，來維護宇宙的平衡。到了后來，得以有強力的作用從而使物質(zhì)不斷聚攏，聚攏，這就形成了古老的星球和星際物質(zhì)。我們的地球，也是通過這樣的物質(zhì)聚攏才形成的。

   而書中的另一偉大成就是對黑洞的研究，黑洞最開始是愛因斯坦在《相對論》一書中作出的一個預測，他假設(shè)如果存在一空間的曲率非常大，物體的逃逸速度非常快，快到連光也不能逃離這樣的空間。那么這樣的空間可以稱之為“黑洞”。但他認為既然連光也不能逃離黑洞，那么我們也無法觀測到它，它名副其實是一個非常黑的洞。但霍金結(jié)合了愛因斯坦的相對論和量子理論后提出：黑洞其實不“黑”，它可以放射出正反粒子，而且它還有這很高的溫度。正因為它放射出的正反粒子互相湮滅了，所以我們很難觀測到它。黑洞以極高的速度放射能量，當能量耗盡時則會向宇宙大爆炸那樣從一個奇點發(fā)生強烈的爆炸，并在宇宙中消亡。

   從這本書中我不僅獨到的是宇宙物理知識，我還讀到了一種敢于同命運抗爭，頑強不屈和樂觀向上的人生態(tài)度。眾所周知，霍金出這本書時已是全身癱瘓，可以活動的僅是3只手指。在這樣的條件下他憑著那充滿智慧與知識的大腦，毅然對宇宙發(fā)出思索，對真理發(fā)出挑戰(zhàn)。最后他成功了，出版了這傲然屹立于科學文獻之林的偉大著作。霍金對于真理執(zhí)著追求的態(tài)度是一種至高的精神，也是我們每個人都要仰視的不滅光輝。

   這個暑假，讀完了《時間簡史》，我才知道自己在這個物理學大師面前是有多么的渺小，斯蒂芬霍金。大師帶給我們的，是物理學的精華，根據(jù)他的文字，我有一些自己的想法。

   首先是書里面提到的思想，這種思想對于現(xiàn)代物理學的進步有重大的意義，既將經(jīng)典廣義相對論與量子理論的結(jié)合。現(xiàn)代物理學近百年的發(fā)展史來看，許多人都在做類似的嘗試，包括愛因斯坦他自己也在做與量子理論相和諧的相對論的延伸理論，不過他知難而退了，最后他把目光又放在了宇宙常數(shù)上，這是這個天才的失敗之處。不少人為了量子理論和相對論的和諧，做了許多邊緣學科，但我個人認為，都不如霍金大師做的那么徹底——量子引力論，量子是物質(zhì)粒子的非連續(xù)運動，而所有的量子困惑都起源于這種非連續(xù)運動。量子理論與引力的結(jié)合，即量子引力理論，目前還處于研究階段。這種理論的歷史說來話長，著名的廣義相對論家彭羅斯在昌德拉塞卡解出Dirac方程后，和霍金一道證明了黑洞的面積定理，隨后霍金做出了黑洞熱輻射定理，既從黑洞面積的非減性能讓人自然而然的想起叫做熵的物理量，黑洞處也具有熵的`特性。

   從數(shù)學角度來看，不管量子引力論是不是大統(tǒng)一理論，但它有它的意義，對物理學有很好的影響。

   霍金對于時間箭頭的描述十分有趣，讓我不禁想起曾經(jīng)尋根究底的哲學與科學理論齊頭并進的時代，但是現(xiàn)在科學對于哲學家來說，太具有數(shù)學化了，使得維特根斯坦都說：哲學只剩下了分析語言了。

  

   由于暑假里韓教師讓我們再看一本數(shù)學故事書，所以上個星期天，我就硬拉著爸爸到上海書城給我買書。我想：一向都十分熱愛數(shù)學，并且又很喜歡看書的爸爸，必須能為我挑出一本適宜我看的書。果然，爸爸立刻為我挑出了一本他中意的書——《時間簡史》。

   這本《時間簡史》是由著名的史蒂芬·霍金所寫的。書名叫做《時間簡史》，那么書中所寫的.一切自然是和時間有關(guān)的了。為了講明時間，作者從宇宙開始寫起，而后說到空間，而后又說到黑洞，而后再說到蟲洞，最終才得到了結(jié)論。書中的語言都充滿了知識性與專業(yè)性，讓我感到懵懵懂懂的。雖然如此，但我似乎也了解到了時間。如果讓我結(jié)合書中的話來談?wù)剷r間，那我會說：時間確實能夠是一種物質(zhì)，因為萬物皆是物質(zhì)，如果時間不是物質(zhì)，它也就失去了存在的意義，但很明顯，它對于我們無比重要，我們也無法離開時間。用書中的一句深奧經(jīng)典的話來概括時間：時間也許是不朽的，至少在我們這些生命短暫的物質(zhì)看來，那確實是不朽的，它在特定的時間和空間內(nèi)產(chǎn)生一個點，就這樣無數(shù)個點連接在一齊，變成線，變成面，就無限制地編織下去，直到宇宙的結(jié)束，如果那宇宙沒有結(jié)束，也就繼續(xù)不朽地編織下去，做那宇宙創(chuàng)造者的壽衣。

   我覺得這本書不太適合我看，畢竟我還沒有學過物理，對書中所說的一切都還不理解，但我明白，這是一本對我們?nèi)祟悂碇v相當重要的書。我想：等我長大一點了之后，再讀一遍這本書，到時候必須能掌握書中所說的知識。

   其實初讀《時光簡史》只是正因它是霍金的著作，只是為了在閑暇之余與兄弟姐妹之間有一點談資罷了，不得不說這樣的科學著作實在難懂，相比我的張愛玲，三毛，劉墉來說卻是枯燥了一些，但它仍深深的吸引了我。將我引向了充滿幻想的未來。

   說它單調(diào)是正因它沒有平平仄仄的語調(diào)，沒有風花雪月的場景，沒有催人淚寫的辭藻，但他，卻擁有極嚴謹?shù)牡奶剿骺茖W的態(tài)度，以一種嚴謹?shù)目谖窍蛟蹅償⑹鲋邓{的宇宙，神秘的黑洞。父親不止一次的提醒我說我再也看不懂這么深奧的著作，開始我還不以為然，漸漸的我發(fā)現(xiàn)我只能讀懂其中一點，而絕大部分仍是懵懵懂懂。

   斯蒂芬·威廉·霍金，一個極平凡的人，他正因在21歲時不幸患上了會使肌肉萎縮的盧伽雷氏癥，因此被禁錮在輪椅上，只有三根手指能夠活動。1985年，因患肺炎做了穿氣管手術(shù)，徹底被剝奪了說話的功能，演講和問答只能透過語音合成器來完成。但他的智慧彌補了先天的不足，輪椅上的他還是可愛的，值得我敬佩的。30歲，他考查黑洞附近的量子效應，發(fā)現(xiàn)黑洞會像黑體一樣發(fā)出輻射，其輻射的溫度和黑洞質(zhì)量成反比，這樣黑洞就會正因輻射而慢慢變小，而溫度卻越變越高，最后以爆炸而告終。黑洞輻射的發(fā)現(xiàn)具有極其基本的好處，它將引力、量子力學和統(tǒng)計力學統(tǒng)一在一齊。

   霍金的魅力不僅僅在于他是一個充滿傳奇色彩的物理天才，也正因他是一個令人折服的生活強者。他不斷求索的科學精神和勇敢頑強的人格力量深深地吸引了每一個知道他的人。患有肌肉萎縮性側(cè)索硬化癥的他，幾乎全身癱瘓，不能發(fā)音。但他仍出版了《時刻簡史》，成為全球最暢銷的科普著作之一。對于這本書我實在做不出自我的評價，正因，可能在之后的幾年，我才能讀懂這本書，但是我能感受到這字里行間的一份堅持，一份嚴謹，甚至一份心酸。

   其實更多的我將這本書當作科幻小說來看，書里就是一個未知的世界，《時刻簡史》中，霍金念念不忘的就是大統(tǒng)一理論，這是愛因斯坦未盡的夢想。霍金在本書中坦言，不能用單獨的美妙的公式描述和預測宇宙的每一件事情，正因量子理論的測不準原理決定了宇宙是不確定性和確定性統(tǒng)一的。在本書中，霍金透過地圖模型來說明宇宙的多樣性可能需要一組理論來進行描述。

第4篇：量子力學概述范文

關(guān)鍵詞：非標準分析；圖論；拓撲空間；概率論；物理學

一、非標準分析概述

牛頓與Leibnizi在創(chuàng)建微積分時，虛構(gòu)了無窮小數(shù)及無窮大數(shù)。他們打破常規(guī)的想法，推動了數(shù)學的發(fā)展。但是，那時對無窮小的解釋相當含糊，因此一些數(shù)學家不信任無窮小量這種方法。許多學者認為：無窮小缺乏必要的理論基礎(chǔ)。后來，柯西等終于尋找到“ε-δ方法”，回避了無窮小，解決了微積分的內(nèi)在的根本的矛盾，也顯示了有限和無限的關(guān)系，但此方法仍有瑕疵，因為傳統(tǒng)的阿基米德域R是容納不了無窮小數(shù)，所以必須想辦法將數(shù)學從阿基米德的性質(zhì)中解放出來，數(shù)學才會有更長遠的發(fā)展。經(jīng)過學者們不斷地探索，1960年羅賓遜發(fā)現(xiàn)：模型論中的一些成果和分析學中的無窮小數(shù)有著內(nèi)在的聯(lián)系，因此他將實數(shù)域擴張為超實數(shù)域，從而建立了一門新的學科——非標準分析，使300年來一直被大家爭論的無窮小數(shù)問題得到了解決，進而為微積分奠定了一定的理論基礎(chǔ)。我國學者李邦河院士運用非標準分析的方法建立了廣義函數(shù)理論；馮漢橋教授利用非標準分析理論，對隱函數(shù)及內(nèi)超實度量空間結(jié)構(gòu)等進行了探索，他們所取得的成果對國際非標準分析的研究做出了突出的貢獻。從整個非標準分析的產(chǎn)生過程可以看出，非標準分析實際上是微分學逐漸完善的產(chǎn)物。

二、非標準分析的應用

隨著非標準分析理論的完善，非標準分析在圖論、概率論、物理學、拓撲學等都有著廣泛的應用。

（一）非標準分析在圖論中的應用圖論的快速發(fā)展使得有限圖備受大家關(guān)注，其研究成果也不斷涌現(xiàn)。一般來說，標準圖論只限于有限圖，方法也多為有限群、有限組合等。但近年來，學者逐漸重視了對無限圖的研究，這是由于無限圖的若干理論對數(shù)學的分支學科有著極為廣泛的應用，而將非標準分析用于圖論的研究，為圖論的發(fā)展提供了更好的方法。首先可以運用非標準分析的方法定義*-有限圖，得到一類為*-有限圖的充要條件，利用轉(zhuǎn)換原理把有限圖的部分理論應用到*-有限圖，將給定的無限圖嵌入到某個*-有限圖中，從而為無限圖的理論研究提供了一種新的想法。

（二）非標準分析在拓撲空間中的應用1.在模糊拓撲空間中的若干應用國內(nèi)外許多學者們首先對模糊集合及其相關(guān)運算進行了非標準擴張，從而把非標準分析的部分理論應用到了模糊數(shù)學中。在此基礎(chǔ)上，隨后又通過共點原理，將非標準擴大的模型應用到了模糊數(shù)學里，使非標準的擴大模型具備了模糊運算的若干表現(xiàn)形式，還定義了模糊拓撲空間的定義,運用非標準分析的一個重要工具———轉(zhuǎn)換原理,對模糊濾子的極限點及其模糊濾子的收斂性進行了非標準的刻畫，證明了N-單子、R-單子和Q-單子對應的逼近定理及其相互間的關(guān)系，最后部分學者還對模糊拓撲空間中的緊性等進行了非標準的刻畫及證明，這些刻畫深刻的體現(xiàn)了非標準分析方法的好處，也使模糊拓撲學原有的定義、結(jié)論更清晰明。2.在一致拓撲中的若干應用目前，國內(nèi)外部分學者利用非標準分析的方法和理論，對一致空間上的函數(shù)及一致收斂進行了非標準的刻畫，最終得到了一致空間上的函數(shù)的U-等度連續(xù)性、rs-連續(xù)性等若干結(jié)論，并在此基礎(chǔ)上，得到了這四種連續(xù)性之間存在的關(guān)系。并利用非標準分析的方法及理論定義了緊一致空間，得到了此空間上緊映射的部分性質(zhì)，還利用U-微連續(xù)的定理，對一致空間上的函數(shù)的逼近定理做出了更加簡便的證明，對Cauchy濾子與一致結(jié)構(gòu)單子兩者之間存在的內(nèi)在關(guān)系進行了討論，得到了一致空間完備的充要條件，這些結(jié)果為今后繼續(xù)探討一致拓撲空間奠定了一定的基礎(chǔ)。3.在線性拓撲中的若干應用眾所周知，線性拓撲空間，是線性距離空間的更進一步推廣。學者們利用非標準的方法和理論對集合的稠密、無處稠密等問題進行了非標準的刻畫，并且利用這些結(jié)論證明了線性拓撲中凸包的部分性質(zhì)。在Hausdorff拓撲中，通過非標準分析的方法及理論定義了集族上的Vietoris拓撲空間，還定義了兩種不同的新單子：C、I單子，應用這兩個單子對Haus-dorff拓撲中集網(wǎng)按Vietoris拓撲收斂的許多性質(zhì)進行了討論和研究，現(xiàn)有的結(jié)果為今后線性拓撲的更進一步發(fā)展做出了的貢獻。

（三）非標準分析在概率論中的應用借助于非標準分析理論，首先建立了一個擴大模型中的內(nèi)概率空間，由測度擴張定理，可以將其完備化，形成了Loeb概率空間，并且證明了存在*有限概率空間，而在標準的Radon空間上展開的概率論可以由Loeb概率空間得到。對于Loeb可測函數(shù)g，存在所謂可積的內(nèi)函數(shù)G，使得0G=g,由此可知，概率論在本質(zhì)上是可以通過*有限概率空間理論來表示。通過非標準分析理論建立起來的測度論基礎(chǔ)，為概率論給出了一個嚴密性的數(shù)學敘述，并在此基礎(chǔ)上正在做出新的研究。

（四）非標準分析在物理學中的應用量子力學是物理學的一個分支，主要研究的是微觀世界的運動的規(guī)律和狀態(tài)，非標準分析理論為其研究提供了重要的方法。Dirac,Schwarz,Gelqand等許多數(shù)學家引入了奇異函數(shù)：點Delta函數(shù)，其基本觀點是“*W的若干函數(shù)，它對于W中的若干函數(shù)具有篩取性質(zhì)”，非標準分析理論使Delta函數(shù)定義中的一些漏洞得到了解決，被大家認可，從而為量子力學的研究注入了新的動力。

（五）非標準分析在經(jīng)濟學中的應用在規(guī)范經(jīng)濟學中，數(shù)學的用處確實不是很大，但近年來，數(shù)學在實證經(jīng)濟學中的應用越來越廣泛，實證經(jīng)濟學主要研究的是：通過各種經(jīng)濟手段及其機構(gòu)使得稀缺資源滿足大眾的需求。在此，利用非標準分析理論的方法，研究了一般經(jīng)濟均衡理論和經(jīng)濟核心理論，并且建立了數(shù)學模型下的競爭模型，也就是經(jīng)濟均衡模型。在此基礎(chǔ)上，證明了經(jīng)濟均衡與經(jīng)濟核心相重合，使Edgeworth猜想得到了驗證，當然，非標準分析對于經(jīng)濟的影響有待進一步的探討。

三、結(jié)語

非標準分析理論是數(shù)學理論不斷發(fā)展和完善的產(chǎn)物，是數(shù)學發(fā)展中相對獨立的表現(xiàn)，雖然已經(jīng)取得的些許成果，但是如何利用非標準分析理論的方法，更好地來研究其他學科中問題，這還需要國內(nèi)外學者共同努力，相信非標準分析將會對各學科的發(fā)展產(chǎn)生更大的影響。

參考文獻：

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第5篇：量子力學概述范文

關(guān)鍵詞半導體材料量子線量子點材料光子晶體

1半導體材料的戰(zhàn)略地位

上世紀中葉，單晶硅和半導體晶體管的發(fā)明及其硅集成電路的研制成功，導致了電子工業(yè)革命；上世紀70年代初石英光導纖維材料和GaAs激光器的發(fā)明，促進了光纖通信技術(shù)迅速發(fā)展并逐步形成了高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，使人類進入了信息時代。超晶格概念的提出及其半導體超晶格、量子阱材料的研制成功，徹底改變了光電器件的設(shè)計思想，使半導體器件的設(shè)計與制造從“雜質(zhì)工程”發(fā)展到“能帶工程”。納米科學技術(shù)的發(fā)展和應用，將使人類能從原子、分子或納米尺度水平上控制、操縱和制造功能強大的新型器件與電路，必將深刻地影響著世界的政治、經(jīng)濟格局和軍事對抗的形式，徹底改變?nèi)藗兊纳罘绞健?/p>

2幾種主要半導體材料的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

2.1硅材料

從提高硅集成電路成品率，降低成本看，增大直拉硅（CZ－Si）單晶的直徑和減小微缺陷的密度仍是今后CZ－Si發(fā)展的總趨勢。目前直徑為8英寸（200mm）的Si單晶已實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，基于直徑為12英寸（300mm）硅片的集成電路（IC’s）技術(shù)正處在由實驗室向工業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)變中。目前300mm，0．18μm工藝的硅ULSI生產(chǎn)線已經(jīng)投入生產(chǎn)，300mm,0．13μm工藝生產(chǎn)線也將在2003年完成評估。18英寸重達414公斤的硅單晶和18英寸的硅園片已在實驗室研制成功，直徑27英寸硅單晶研制也正在積極籌劃中。

從進一步提高硅IC’S的速度和集成度看，研制適合于硅深亞微米乃至納米工藝所需的大直徑硅外延片會成為硅材料發(fā)展的主流。另外，SOI材料，包括智能剝離（Smartcut）和SIMOX材料等也發(fā)展很快。目前，直徑8英寸的硅外延片和SOI材料已研制成功，更大尺寸的片材也在開發(fā)中。

理論分析指出30nm左右將是硅MOS集成電路線寬的“極限”尺寸。這不僅是指量子尺寸效應對現(xiàn)有器件特性影響所帶來的物理限制和光刻技術(shù)的限制問題，更重要的是將受硅、SiO2自身性質(zhì)的限制。盡管人們正在積極尋找高K介電絕緣材料（如用Si3N4等來替代SiO2），低K介電互連材料，用Cu代替Al引線以及采用系統(tǒng)集成芯片技術(shù)等來提高ULSI的集成度、運算速度和功能，但硅將最終難以滿足人類不斷的對更大信息量需求。為此，人們除尋求基于全新原理的量子計算和DNA生物計算等之外，還把目光放在以GaAs、InP為基的化合物半導體材料，特別是二維超晶格、量子阱，一維量子線與零維量子點材料和可與硅平面工藝兼容GeSi合金材料等，這也是目前半導體材料研發(fā)的重點。

2.2GaAs和InP單晶材料

GaAs和InP與硅不同，它們都是直接帶隙材料，具有電子飽和漂移速度高，耐高溫，抗輻照等特點；在超高速、超高頻、低功耗、低噪音器件和電路，特別在光電子器件和光電集成方面占有獨特的優(yōu)勢。

目前，世界GaAs單晶的總年產(chǎn)量已超過200噸，其中以低位錯密度的垂直梯度凝固法（VGF）和水平（HB）方法生長的2－3英寸的導電GaAs襯底材料為主；近年來，為滿足高速移動通信的迫切需求，大直徑（4,6和8英寸）的SI－GaAs發(fā)展很快。美國莫托羅拉公司正在籌建6英寸的SI－GaAs集成電路生產(chǎn)線。InP具有比GaAs更優(yōu)越的高頻性能，發(fā)展的速度更快，但研制直徑3英寸以上大直徑的InP單晶的關(guān)鍵技術(shù)尚未完全突破，價格居高不下。

GaAs和InP單晶的發(fā)展趨勢是：（1）．增大晶體直徑，目前4英寸的SI－GaAs已用于生產(chǎn)，預計本世紀初的頭幾年直徑為6英寸的SI－GaAs也將投入工業(yè)應用。(2)．提高材料的電學和光學微區(qū)均勻性。（3）．降低單晶的缺陷密度，特別是位錯。（4）．GaAs和InP單晶的VGF生長技術(shù)發(fā)展很快，很有可能成為主流技術(shù)。

2.3半導體超晶格、量子阱材料

半導體超薄層微結(jié)構(gòu)材料是基于先進生長技術(shù)（MBE，MOCVD）的新一代人工構(gòu)造材料。它以全新的概念改變著光電子和微電子器件的設(shè)計思想，出現(xiàn)了“電學和光學特性可剪裁”為特征的新范疇，是新一代固態(tài)量子器件的基礎(chǔ)材料。

(1)Ⅲ－V族超晶格、量子阱材料。GaAIAs／GaAs，GaInAs／GaAs，AIGaInP／GaAs；GalnAs／InP，AlInAs／InP，InGaAsP／InP等GaAs、InP基晶格匹配和應變補償材料體系已發(fā)展得相當成熟，已成功地用來制造超高速，超高頻微電子器件和單片集成電路。高電子遷移率晶體管(HEMT），贗配高電子遷移率晶體管（P－HEMT）器件最好水平已達fmax=600GHz，輸出功率58mW,功率增益6.4db;雙異質(zhì)結(jié)雙極晶體管（HBT）的最高頻率fmax也已高達500GHz,HEMT邏輯電路研制也發(fā)展很快。基于上述材料體系的光通信用1．3μm和1.5μm的量子阱激光器和探測器，紅、黃、橙光發(fā)光二極管和紅光激光器以及大功率半導體量子阱激光器已商品化；表面光發(fā)射器件和光雙穩(wěn)器件等也已達到或接近達到實用化水平。目前，研制高質(zhì)量的1．5μm分布反饋（DFB）激光器和電吸收（EA）調(diào)制器單片集成InP基多量子阱材料和超高速驅(qū)動電路所需的低維結(jié)構(gòu)材料是解決光纖通信瓶頸問題的關(guān)鍵，在實驗室西門子公司已完成了80×40Gbps傳輸40km的實驗。另外，用于制造準連續(xù)兆瓦級大功率激光陣列的高質(zhì)量量子阱材料也受到人們的重視。

雖然常規(guī)量子阱結(jié)構(gòu)端面發(fā)射激光器是目前光電子領(lǐng)域占統(tǒng)治地位的有源器件，但由于其有源區(qū)極薄(～0．01μm）端面光電災變損傷，大電流電熱燒毀和光束質(zhì)量差一直是此類激光器的性能改善和功率提高的難題。采用多有源區(qū)量子級聯(lián)耦合是解決此難題的有效途徑之一。我國早在1999年，就研制成功980nmInGaAs帶間量子級聯(lián)激光器，輸出功率達5W以上；2000年初，法國湯姆遜公司又報道了單個激光器準連續(xù)輸出功率超過10瓦好結(jié)果。最近，我國的科研工作者又提出并開展了多有源區(qū)縱向光耦合垂直腔面發(fā)射激光器研究，這是一種具有高增益、極低閾值、高功率和高光束質(zhì)量的新型激光器，在未來光通信、光互聯(lián)與光電信息處理方面有著良好的應用前景。

為克服PN結(jié)半導體激光器的能隙對激光器波長范圍的限制，1994年美國貝爾實驗室發(fā)明了基于量子阱內(nèi)子帶躍遷和阱間共振隧穿的量子級聯(lián)激光器，突破了半導體能隙對波長的限制。自從1994年InGaAs／InAIAs／InP量子級聯(lián)激光器（QCLs）發(fā)明以來，Bell實驗室等的科學家，在過去的7年多的時間里，QCLs在向大功率、高溫和單膜工作等研究方面取得了顯著的進展。2001年瑞士Neuchatel大學的科學家采用雙聲子共振和三量子阱有源區(qū)結(jié)構(gòu)使波長為9．1μm的QCLs的工作溫度高達312K，連續(xù)輸出功率3mW。量子級聯(lián)激光器的工作波長已覆蓋近紅外到遠紅外波段（3－87μm），并在光通信、超高分辨光譜、超高靈敏氣體傳感器、高速調(diào)制器和無線光學連接等方面顯示出重要的應用前景。中科院上海微系統(tǒng)和信息技術(shù)研究所于1999年研制成功120K5μm和250K8μm的量子級聯(lián)激光器；中科院半導體研究所于2000年又研制成功3．7μm室溫準連續(xù)應變補償量子級聯(lián)激光器，使我國成為能研制這類高質(zhì)量激光器材料為數(shù)不多的幾個國家之一。

目前，Ⅲ－V族超晶格、量子阱材料作為超薄層微結(jié)構(gòu)材料發(fā)展的主流方向，正從直徑3英寸向4英寸過渡；生產(chǎn)型的MBE和M0CVD設(shè)備已研制成功并投入使用，每臺年生產(chǎn)能力可高達3．75×104片4英寸或1．5×104片6英寸。英國卡迪夫的MOCVD中心，法國的PicogigaMBE基地，美國的QED公司，Motorola公司，日本的富士通，NTT，索尼等都有這種外延材料出售。生產(chǎn)型MBE和MOCVD設(shè)備的成熟與應用，必然促進襯底材料設(shè)備和材料評價技術(shù)的發(fā)展。

(2)硅基應變異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料。硅基光、電器件集成一直是人們所追求的目標。但由于硅是間接帶隙，如何提高硅基材料發(fā)光效率就成為一個亟待解決的問題。雖經(jīng)多年研究，但進展緩慢。人們目前正致力于探索硅基納米材料（納米Si／SiO2），硅基SiGeC體系的Si1－yCy/Si1－xGex低維結(jié)構(gòu)，Ge／Si量子點和量子點超晶格材料，Si／SiC量子點材料，GaN／BP／Si以及GaN／Si材料。最近，在GaN／Si上成功地研制出LED發(fā)光器件和有關(guān)納米硅的受激放大現(xiàn)象的報道，使人們看到了一線希望。

另一方面，GeSi／Si應變層超晶格材料，因其在新一代移動通信上的重要應用前景，而成為目前硅基材料研究的主流。Si/GeSiMODFET和MOSFET的最高截止頻率已達200GHz，HBT最高振蕩頻率為160GHz，噪音在10GHz下為0．9db，其性能可與GaAs器件相媲美。

盡管GaAs／Si和InP／Si是實現(xiàn)光電子集成理想的材料體系，但由于晶格失配和熱膨脹系數(shù)等不同造成的高密度失配位錯而導致器件性能退化和失效，防礙著它的使用化。最近，Motolora等公司宣稱，他們在12英寸的硅襯底上，用鈦酸鍶作協(xié)變層（柔性層），成功的生長了器件級的GaAs外延薄膜，取得了突破性的進展。

2.4一維量子線、零維量子點半導體微結(jié)構(gòu)材料

基于量子尺寸效應、量子干涉效應，量子隧穿效應和庫侖阻效應以及非線性光學效應等的低維半導體材料是一種人工構(gòu)造（通過能帶工程實施）的新型半導體材料，是新一代微電子、光電子器件和電路的基礎(chǔ)。它的發(fā)展與應用，極有可能觸發(fā)新的技術(shù)革命。

目前低維半導體材料生長與制備主要集中在幾個比較成熟的材料體系上，如GaAlAs／GaAs，In（Ga）As／GaAs，InGaAs／InAlAs／GaAs，InGaAs／InP，In（Ga）As／InAlAs／InP,InGaAsP／InAlAs／InP以及GeSi／Si等，并在納米微電子和光電子研制方面取得了重大進展。俄羅斯約飛技術(shù)物理所MBE小組，柏林的俄德聯(lián)合研制小組和中科院半導體所半導體材料科學重點實驗室的MBE小組等研制成功的In（Ga）As／GaAs高功率量子點激光器，工作波長lμm左右，單管室溫連續(xù)輸出功率高達3．6～4W。特別應當指出的是我國上述的MBE小組，2001年通過在高功率量子點激光器的有源區(qū)材料結(jié)構(gòu)中引入應力緩解層，抑制了缺陷和位錯的產(chǎn)生，提高了量子點激光器的工作壽命，室溫下連續(xù)輸出功率為1W時工作壽命超過5000小時，這是大功率激光器的一個關(guān)鍵參數(shù)，至今未見國外報道。

在單電子晶體管和單電子存貯器及其電路的研制方面也獲得了重大進展，1994年日本NTT就研制成功溝道長度為30nm納米單電子晶體管，并在150K觀察到柵控源－漏電流振蕩；1997年美國又報道了可在室溫工作的單電子開關(guān)器件，1998年Yauo等人采用0．25微米工藝技術(shù)實現(xiàn)了128Mb的單電子存貯器原型樣機的制造，這是在單電子器件在高密度存貯電路的應用方面邁出的關(guān)鍵一步。目前，基于量子點的自適應網(wǎng)絡(luò)計算機，單光子源和應用于量子計算的量子比特的構(gòu)建等方面的研究也正在進行中。

與半導體超晶格和量子點結(jié)構(gòu)的生長制備相比，高度有序的半導體量子線的制備技術(shù)難度較大。中科院半導體所半導體材料科學重點實驗室的MBE小組，在繼利用MBE技術(shù)和SK生長模式，成功地制備了高空間有序的InAs／InAI（Ga）As／InP的量子線和量子線超晶格結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對InAs／InAlAs量子線超晶格的空間自對準（垂直或斜對準）的物理起因和生長控制進行了研究，取得了較大進展。

王中林教授領(lǐng)導的喬治亞理工大學的材料科學與工程系和化學與生物化學系的研究小組，基于無催化劑、控制生長條件的氧化物粉末的熱蒸發(fā)技術(shù)，成功地合成了諸如ZnO、SnO2、In2O3和Ga2O3等一系列半導體氧化物納米帶，它們與具有圓柱對稱截面的中空納米管或納米線不同，這些原生的納米帶呈現(xiàn)出高純、結(jié)構(gòu)均勻和單晶體，幾乎無缺陷和位錯；納米線呈矩形截面，典型的寬度為20－300nm，寬厚比為5－10，長度可達數(shù)毫米。這種半導體氧化物納米帶是一個理想的材料體系，可以用來研究載流子維度受限的輸運現(xiàn)象和基于它的功能器件制造。香港城市大學李述湯教授和瑞典隆德大學固體物理系納米中心的LarsSamuelson教授領(lǐng)導的小組，分別在SiO2／Si和InAs／InP半導體量子線超晶格結(jié)構(gòu)的生長制各方面也取得了重要進展。

低維半導體結(jié)構(gòu)制備的方法很多，主要有：微結(jié)構(gòu)材料生長和精細加工工藝相結(jié)合的方法，應變自組裝量子線、量子點材料生長技術(shù)，圖形化襯底和不同取向晶面選擇生長技術(shù)，單原子操縱和加工技術(shù)，納米結(jié)構(gòu)的輻照制備技術(shù)，及其在沸石的籠子中、納米碳管和溶液中等通過物理或化學方法制備量子點和量子線的技術(shù)等。目前發(fā)展的主要趨勢是尋找原子級無損傷加工方法和納米結(jié)構(gòu)的應變自組裝可控生長技術(shù)，以求獲得大小、形狀均勻、密度可控的無缺陷納米結(jié)構(gòu)。

2.5寬帶隙半導體材料

寬帶隙半導體材主要指的是金剛石，III族氮化物，碳化硅，立方氮化硼以及氧化物（ZnO等）及固溶體等，特別是SiC、GaN和金剛石薄膜等材料，因具有高熱導率、高電子飽和漂移速度和大臨界擊穿電壓等特點，成為研制高頻大功率、耐高溫、抗輻照半導體微電子器件和電路的理想材料；在通信、汽車、航空、航天、石油開采以及國防等方面有著廣泛的應用前景。另外，III族氮化物也是很好的光電子材料，在藍、綠光發(fā)光二極管（LED)和紫、藍、綠光激光器（LD）以及紫外探測器等應用方面也顯示了廣泛的應用前景。隨著1993年GaN材料的P型摻雜突破，GaN基材料成為藍綠光發(fā)光材料的研究熱點。目前，GaN基藍綠光發(fā)光二極管己商品化，GaN基LD也有商品出售，最大輸出功率為0．5W。在微電子器件研制方面，GaN基FET的最高工作頻率（fmax）已達140GHz，fT=67GHz，跨導為260ms／mm；HEMT器件也相繼問世，發(fā)展很快。此外，256×256GaN基紫外光電焦平面陣列探測器也已研制成功。特別值得提出的是，日本Sumitomo電子工業(yè)有限公司2000年宣稱，他們采用熱力學方法已研制成功2英寸GaN單晶材料，這將有力的推動藍光激光器和GaN基電子器件的發(fā)展。另外，近年來具有反常帶隙彎曲的窄禁帶InAsN，InGaAsN,GaNP和GaNAsP材料的研制也受到了重視，這是因為它們在長波長光通信用高T0光源和太陽能電池等方面顯示了重要應用前景。

以Cree公司為代表的體SiC單晶的研制已取得突破性進展，2英寸的4H和6HSiC單晶與外延片，以及3英寸的4HSiC單晶己有商品出售；以SiC為GaN基材料襯低的藍綠光LED業(yè)已上市，并參于與以藍寶石為襯低的GaN基發(fā)光器件的竟爭。其他SiC相關(guān)高溫器件的研制也取得了長足的進步。目前存在的主要問題是材料中的缺陷密度高，且價格昂貴。

II－VI族蘭綠光材料研制在徘徊了近30年后，于1990年美國3M公司成功地解決了II－VI族的P型摻雜難點而得到迅速發(fā)展。1991年3M公司利用MBE技術(shù)率先宣布了電注入（Zn，Cd）Se／ZnSe蘭光激光器在77K（495nm）脈沖輸出功率100mW的消息，開始了II－VI族蘭綠光半導體激光（材料）器件研制的。經(jīng)過多年的努力，目前ZnSe基II－VI族蘭綠光激光器的壽命雖已超過1000小時，但離使用差距尚大，加之GaN基材料的迅速發(fā)展和應用，使II－VI族蘭綠光材料研制步伐有所變緩。提高有源區(qū)材料的完整性，特別是要降低由非化學配比導致的點缺陷密度和進一步降低失配位錯和解決歐姆接觸等問題，仍是該材料體系走向?qū)嵱没氨仨氁鉀Q的問題。

寬帶隙半導體異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料往往也是典型的大失配異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料，所謂大失配異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料是指晶格常數(shù)、熱膨脹系數(shù)或晶體的對稱性等物理參數(shù)有較大差異的材料體系，如GaN／藍寶石（Sapphire），SiC／Si和GaN／Si等。大晶格失配引發(fā)界面處大量位錯和缺陷的產(chǎn)生，極大地影響著微結(jié)構(gòu)材料的光電性能及其器件應用。如何避免和消除這一負面影響，是目前材料制備中的一個迫切要解決的關(guān)鍵科學問題。這個問題的解泱，必將大大地拓寬材料的可選擇余地，開辟新的應用領(lǐng)域。

目前，除SiC單晶襯低材料，GaN基藍光LED材料和器件已有商品出售外，大多數(shù)高溫半導體材料仍處在實驗室研制階段，不少影響這類材料發(fā)展的關(guān)鍵問題,如GaN襯底，ZnO單晶簿膜制備，P型摻雜和歐姆電極接觸，單晶金剛石薄膜生長與N型摻雜，II－VI族材料的退化機理等仍是制約這些材料實用化的關(guān)鍵問題，國內(nèi)外雖已做了大量的研究，至今尚未取得重大突破。

3光子晶體

光子晶體是一種人工微結(jié)構(gòu)材料，介電常數(shù)周期的被調(diào)制在與工作波長相比擬的尺度，來自結(jié)構(gòu)單元的散射波的多重干涉形成一個光子帶隙，與半導體材料的電子能隙相似，并可用類似于固態(tài)晶體中的能帶論來描述三維周期介電結(jié)構(gòu)中光波的傳播，相應光子晶體光帶隙（禁帶）能量的光波模式在其中的傳播是被禁止的。如果光子晶體的周期性被破壞，那么在禁帶中也會引入所謂的“施主”和“受主”模，光子態(tài)密度隨光子晶體維度降低而量子化。如三維受限的“受主”摻雜的光子晶體有希望制成非常高Q值的單模微腔，從而為研制高質(zhì)量微腔激光器開辟新的途徑。光子晶體的制備方法主要有：聚焦離子束（FIB）結(jié)合脈沖激光蒸發(fā)方法，即先用脈沖激光蒸發(fā)制備如Ag/MnO多層膜，再用FIB注入隔離形成一維或二維平面陣列光子晶體；基于功能粒子（磁性納米顆粒Fe2O3，發(fā)光納米顆粒CdS和介電納米顆粒TiO2）和共軛高分子的自組裝方法，可形成適用于可見光范圍的三維納米顆粒光子晶體；二維多空硅也可制作成一個理想的3－5μm和1．5μm光子帶隙材料等。目前，二維光子晶體制造已取得很大進展，但三維光子晶體的研究，仍是一個具有挑戰(zhàn)性的課題。最近，Campbell等人提出了全息光柵光刻的方法來制造三維光子晶體，取得了進展。

4量子比特構(gòu)建與材料

隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，計算機芯片集成度不斷增高，器件尺寸越來越小（nm尺度）并最終將受到器件工作原理和工藝技術(shù)限制，而無法滿足人類對更大信息量的需求。為此，發(fā)展基于全新原理和結(jié)構(gòu)的功能強大的計算機是21世紀人類面臨的巨大挑戰(zhàn)之一。1994年Shor基于量子態(tài)疊加性提出的量子并行算法并證明可輕而易舉地破譯目前廣泛使用的公開密鑰Rivest，Shamir和Adlman（RSA）體系，引起了人們的廣泛重視。

所謂量子計算機是應用量子力學原理進行計算的裝置，理論上講它比傳統(tǒng)計算機有更快的運算速度，更大信息傳遞量和更高信息安全保障，有可能超越目前計算機理想極限。實現(xiàn)量子比特構(gòu)造和量子計算機的設(shè)想方案很多，其中最引人注目的是Kane最近提出的一個實現(xiàn)大規(guī)模量子計算的方案。其核心是利用硅納米電子器件中磷施主核自旋進行信息編碼，通過外加電場控制核自旋間相互作用實現(xiàn)其邏輯運算，自旋測量是由自旋極化電子電流來完成，計算機要工作在mK的低溫下。

這種量子計算機的最終實現(xiàn)依賴于與硅平面工藝兼容的硅納米電子技術(shù)的發(fā)展。除此之外，為了避免雜質(zhì)對磷核自旋的干擾，必需使用高純（無雜質(zhì)）和不存在核自旋不等于零的硅同位素（29Si）的硅單晶；減小SiO2絕緣層的無序漲落以及如何在硅里摻入規(guī)則的磷原子陣列等是實現(xiàn)量子計算的關(guān)鍵。量子態(tài)在傳輸，處理和存儲過程中可能因環(huán)境的耦合（干擾），而從量子疊加態(tài)演化成經(jīng)典的混合態(tài)，即所謂失去相干，特別是在大規(guī)模計算中能否始終保持量子態(tài)間的相干是量子計算機走向?qū)嵱没八匦杩朔碾y題。

5發(fā)展我國半導體材料的幾點建議

鑒于我國目前的工業(yè)基礎(chǔ)，國力和半導體材料的發(fā)展水平，提出以下發(fā)展建議供參考。

5.1硅單晶和外延材料

硅材料作為微電子技術(shù)的主導地位至少到本世紀中葉都不會改變，至今國內(nèi)各大集成電路制造廠家所需的硅片基本上是依賴進口。目前國內(nèi)雖已可拉制8英寸的硅單晶和小批量生產(chǎn)6英寸的硅外延片，然而都未形成穩(wěn)定的批量生產(chǎn)能力，更談不上規(guī)模生產(chǎn)。建議國家集中人力和財力，首先開展8英寸硅單晶實用化和6英寸硅外延片研究開發(fā)，在“十五”的后期，爭取做到8英寸集成電路生產(chǎn)線用硅單晶材料的國產(chǎn)化，并有6～8英寸硅片的批量供片能力。到2010年左右，我國應有8～12英寸硅單晶、片材和8英寸硅外延片的規(guī)模生產(chǎn)能力；更大直徑的硅單晶、片材和外延片也應及時布點研制。另外，硅多晶材料生產(chǎn)基地及其相配套的高純石英、氣體和化學試劑等也必需同時給以重視，只有這樣，才能逐步改觀我國微電子技術(shù)的落后局面，進入世界發(fā)達國家之林。

5.2GaAs及其有關(guān)化合物半導體單晶

材料發(fā)展建議

GaAs、InP等單晶材料同國外的差距主要表現(xiàn)在拉晶和晶片加工設(shè)備落后，沒有形成生產(chǎn)能力。相信在國家各部委的統(tǒng)一組織、領(lǐng)導下，并爭取企業(yè)介入，建立我國自己的研究、開發(fā)和生產(chǎn)聯(lián)合體，取各家之長，分工協(xié)作，到2010年趕上世界先進水平是可能的。要達到上述目的，到“十五”末應形成以4英寸單晶為主2－3噸／年的SI－GaAs和3－5噸／年摻雜GaAs、InP單晶和開盒就用晶片的生產(chǎn)能力，以滿足我國不斷發(fā)展的微電子和光電子工業(yè)的需術(shù)。到2010年，應當實現(xiàn)4英寸GaAs生產(chǎn)線的國產(chǎn)化，并具有滿足6英寸線的供片能力。

5.3發(fā)展超晶格、量子阱和一維、零維半導體

微結(jié)構(gòu)材料的建議

(1)超晶格、量子阱材料

從目前我國國力和我們已有的基礎(chǔ)出發(fā)，應以三基色（超高亮度紅、綠和藍光）材料和光通信材料為主攻方向，并兼顧新一代微電子器件和電路的需求，加強MBE和MOCVD兩個基地的建設(shè)，引進必要的適合批量生產(chǎn)的工業(yè)型MBE和MOCVD設(shè)備并著重致力于GaAlAs／GaAs，InGaAlP／InGaP,GaN基藍綠光材料，InGaAs／InP和InGaAsP／InP等材料體系的實用化研究是當務(wù)之急，爭取在“十五”末，能滿足國內(nèi)2、3和4英寸GaAs生產(chǎn)線所需要的異質(zhì)結(jié)材料。到2010年，每年能具備至少100萬平方英寸MBE和MOCVD微電子和光電子微結(jié)構(gòu)材料的生產(chǎn)能力。達到本世紀初的國際水平。

寬帶隙高溫半導體材料如SiC，GaN基微電子材料和單晶金剛石薄膜以及ZnO等材料也應擇優(yōu)布點，分別做好研究與開發(fā)工作。

(2)一維和零維半導體材料的發(fā)展設(shè)想。基于低維半導體微結(jié)構(gòu)材料的固態(tài)納米量子器件，目前雖然仍處在預研階段，但極其重要，極有可能觸發(fā)微電子、光電子技術(shù)新的革命。低維量子器件的制造依賴于低維結(jié)構(gòu)材料生長和納米加工技術(shù)的進步，而納米結(jié)構(gòu)材料的質(zhì)量又很大程度上取決于生長和制備技術(shù)的水平。因而，集中人力、物力建設(shè)我國自己的納米科學與技術(shù)研究發(fā)展中心就成為了成敗的關(guān)鍵。具體目標是，“十五”末，在半導體量子線、量子點材料制備，量子器件研制和系統(tǒng)集成等若干個重要研究方向接近當時的國際先進水平；2010年在有實用化前景的量子點激光器，量子共振隧穿器件和單電子器件及其集成等研發(fā)方面，達到國際先進水平，并在國際該領(lǐng)域占有一席之地。可以預料，它的實施必將極大地增強我國的經(jīng)濟和國防實力。

第6篇：量子力學概述范文

關(guān)鍵詞：元素周期表；元素周期律；化學教學；應用分析

一、元素周期表和元素周期律的相關(guān)概述

1.元素周期表與元素周期律的起源

當前，我們廣泛使用的周期表和周期律是1869俄國科學家德米特里?伊萬諾維奇?門捷列夫在前人研究基礎(chǔ)上，通過自身的深入研究發(fā)現(xiàn)所首次提出的。并于1913年，英國科學家莫色勒采用陰極射線撞進金屬產(chǎn)生X射線的方法，找出了原子序數(shù)越大，X射線的頻率就越高，因此其提出了原子核的正電荷決定了元素化學性質(zhì)的觀點，從而對周期表和周期律進行了補充。后又經(jīng)過一些科學家的努力，才得以將周期表與周期律修訂為當前的形式。

2.常見元素周期表的形式

目前所使用的常見元素周期表為長式元素周期表，在這種類型周期表中，元素的排布順序是根據(jù)原子序數(shù)的大小來決定的，其中序數(shù)越小，排列就越靠前。在長式元素周期表中一縱列稱為一個族，并存在兩個系，一橫列稱為一個周期。另外，除了長式元素周期表，常見的周期表還包含三角元素周期表、螺旋元素周期表及短式周期表。

3.元素周期表的排列方式

元素周期表內(nèi)排列順序是存在周期性的，因此，其元素所具有的性質(zhì)與功能也存在周期性。在當前使用的元素周期表中，元素排列是根據(jù)原子序數(shù)來決定的。在同一橫列（周期）內(nèi)，根據(jù)量子力學的大小，對元素進行排布，并能夠?qū)υ氐碾娮訉訑?shù)顯現(xiàn)出來。周期表越往下，其周期的長度也就會越大，并根據(jù)元素核外電子排布分為s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)、f區(qū)與ds區(qū)。另在同一縱列（族）中，其元素的化學性質(zhì)相同。

二、化學教學中對元素周期表和周期律的應用

1.“位―構(gòu)―性”規(guī)律的應用

在元素周期表中，元素在周期表中所占據(jù)的位置不僅能反映出元素的核外電子排布，還可以根據(jù)元素在元素周期表中的性質(zhì)遞變規(guī)律，做到對元素性質(zhì)的有效推斷，這就是元素周期表的“位―構(gòu)―性”規(guī)律。同時知道元素的質(zhì)性，也能做到對其在元素周期表中位置的推斷。通過這一規(guī)律的應用，能夠?qū)σ粋€不正確的論斷予以否定，同時還可以幫助發(fā)現(xiàn)新元素。

例如，2004年，某甲宣布發(fā)現(xiàn)了一種比F2氧化性更強的單質(zhì)，某乙宣布制得了一種比HF更穩(wěn)定的氣態(tài)氫化物。試分析其可信度并體會應用了什么知識？

解答：甲乙均不可信；理由：首先，同周期元素中非金屬性最強的是F，同主族元素中非金屬性最強的是F，因此F是所有元素中非金屬性最強的。其次，元素的非金屬性強弱體現(xiàn)在幾個具體物質(zhì)的化學性質(zhì)上：①單質(zhì)與氫氣反應的難易；②氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性；③最高價氧化物對應的水化物的酸性強弱。因此，甲乙都是不可信的。

2.同周期及同主族變化規(guī)律的應用

在元素周期表中同一周期的元素電子層數(shù)相同。因此隨著核電荷數(shù)的增加，原子越容易得電子，從左到右金屬性遞減，非金屬性遞增；在元素周期表中，同一主族元素最外層電子數(shù)相同，因此隨著電子層數(shù)的增加，原子越容易失電子，從上到下金屬性遞增，非金屬性遞減。這一規(guī)律的應用，能夠?qū)υ氐脑影霃健⒔饘傩浴⒎€(wěn)定性等性質(zhì)做到很好的判斷。

例：下列敘述正確的是 （ ）

A.原子半徑：OAl

C.穩(wěn)定性：H2O>H2S>H2Se D.酸性：H3PO4>H2SO4>HClO4

解答：B、C兩項正確。理由：A應用同周期、同主族元素原子半徑的變化規(guī)律可判斷不正確。B應用同周期元素金屬性的變化規(guī)律可判定正確。C、D應用同主族元素非金屬性的變化規(guī)律可判定C正確，D不正確。

3.位置相似性規(guī)律的應用

在元素周期表中位置靠近的元素，其在物理與化學性質(zhì)上也有所相似。因此在化學應用中通過利用這一規(guī)律，去做到對一些重要物質(zhì)的尋覓。

例：在周期表中，金屬元素和非金屬元素的分界線附近能找到

（ ）

（A）制農(nóng)藥的元素 （B）制催化劑的元素 （C）制半導體的元素 （D）制耐高溫合金材料的元素

解答：C選項正確，理由：元素周期表在化學研究與學習中，具有十分重要的意義，常見應用如下表所示：

■

一些特殊材料在元素周期表中所處的位置

元素周期率與元素周期表是化學學科的重要知識與內(nèi)容，在化學應用中具有重要作用。因此在化學學習與研究當中，需要做到對其相關(guān)規(guī)律的研究與學習，從做到更有效的應用。

第7篇：量子力學概述范文

【關(guān)鍵詞】科技；科技哲學；傳播

一、科技哲學概述

科技哲學全稱叫科學技術(shù)哲學，是對科學（內(nèi)在地包含技術(shù)）的哲學理解，屬于哲學中一個很重要的分支學科，主要研究自然界中的一般規(guī)律、科技活動的基本方法、理論及其發(fā)展中得哲學問題、科技與社會之間的相互作用的內(nèi)容。

科技哲學是以辯證唯物主義為指導理論，研究自然界的辯證本性、研究科技思維的辯證法、研究科技與社會的辯證關(guān)系等內(nèi)容。以自然觀、方法論、認識論、科學觀、科技與社會等為研究領(lǐng)域。由于科技活動已經(jīng)成為了獨立的社會活動，因此，將科技作為一個單獨的對象進行考察和研究，無論是對科技發(fā)展還是對社會發(fā)展都具有重要的作用。

科技哲學的歷史很悠久，隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展和科技方法論的研究開始出現(xiàn)，科技對科學的影響也日益明顯，科技與社會關(guān)系成為了科技哲學研究的重點。因此，只有認識了科技哲學在傳播過程中存在的問題，才能更好地研究科技哲學，更好地傳播科技哲學，充分發(fā)揮科技哲學的作用，實現(xiàn)科技哲學對科學和社會的貢獻。

二、科技哲學的發(fā)展現(xiàn)狀

我國的科技哲學的前身是自然辯證法。然而自改革開放以來，自然辨證法一直被當做高校理論課程的必修課，這不但培養(yǎng)出了一大批從事自然辯證法專業(yè)的專業(yè)性人才，并且也豐富和拓展了自然辯證法的研究內(nèi)容，逐漸地超越了自然辯證法自身的范圍。目前，雖然學術(shù)界關(guān)于科技哲學和自然辯證法的關(guān)系研究，以及有關(guān)科技哲學和自然辯證法的學科定位等方面一直處于激烈的討論之中；但是科技哲學卻是在沿著自身學術(shù)和學理軌跡在不斷地發(fā)展，主要體現(xiàn)在下面幾方面：

（一）從學科建設(shè)的角度來看。隨著學科建設(shè)的進一步加快，自然辯證法也被科技、科學技術(shù)以及科學與社會等名稱所更改，由先前的自然辯證法研究室，逐漸演變成了現(xiàn)在的科技哲學研究室、科技哲學研究中心等。

（二）從科技哲學的學術(shù)研究來看。20世紀80年代的科技哲學研究主要集中在自然觀、自然科學中的哲學問題以及科學方法論等幾方面，而90年代，在研究傳統(tǒng)自然辯證法的基礎(chǔ)上，學術(shù)界在研究自然辯證法上也相繼出現(xiàn)多元化的局面。目前，在研究科學哲學、技術(shù)哲學等最新成果的基礎(chǔ)上，也形成了一些新的研究方向，諸如：量子力學哲學、生命科學哲學、信息哲學以及后現(xiàn)代主義科學哲學等。

（三）從教材建設(shè)上來看。在已經(jīng)出版的為數(shù)不多的基本教材或者參考書來看，最具影響力的應該是：黃順基、黃天授和劉大椿主編的《科學技術(shù)哲學引論――科技革命時代的自然辯證法》[1]和劉大椿著的《科學技術(shù)哲學導論》[2]。《引論》一書明確詳細的給出了科技哲學的定位，指出科技哲學是以現(xiàn)代科學技術(shù)革命提出的新問題為依據(jù)，以的觀點與方法為指導，是自然辯證法在新的歷史條件下的發(fā)展，是科技革命條件下的一門新學科[1]。而《導論》一書在定位科技哲學上則是邁出了實質(zhì)性的一步，指出科技哲學是對科技時代提出的科技及其相關(guān)問題、要求和挑戰(zhàn)的哲學回應[2]。與《引論》有所不同的是，《導論》給出的科技哲學定位不但使科技哲學擺脫了自然辯證法本身所存在的框架束縛，也使對哲學的思考開始轉(zhuǎn)向科技反戰(zhàn)本身。

三、科技哲學傳播過程中面臨的問題

隨著現(xiàn)代科技突飛猛進的發(fā)展，人們需要從哲學的角度來觀察現(xiàn)代科技變化的規(guī)律，運用哲學觀來細致分析科技變化的特征，從而才能推進科技的良好運行和持續(xù)創(chuàng)新。所以，就目前而言，無論是從科技創(chuàng)新的角度來看，還是從科技哲學學科體系建設(shè)方面來分析，科技哲學在傳播的過程中都急需兩大主要問題：即現(xiàn)代科技與科學倫理的內(nèi)在關(guān)系的問題和虛擬與現(xiàn)實的內(nèi)在關(guān)系問題。

（一）現(xiàn)代科技與科學倫理的內(nèi)在關(guān)系問題。站在科技哲學的角度來分析現(xiàn)代科技與科學倫理的內(nèi)在關(guān)系問題，不難看出，既存在理論上得原因，也存在現(xiàn)實上得原因。首先，科技與社會倫理是及有所不同又有所關(guān)聯(lián)的。科技追求的是理論上得“真”，發(fā)現(xiàn)的是在現(xiàn)實中已經(jīng)存在的客觀規(guī)律，解決的是人與自然的關(guān)系。而社會倫理追求的則是理論上的“善”，解釋了現(xiàn)實中的人與人相處的方式或方法，解決的是人與人間的關(guān)系。判斷倫理的標準是從善的行為和風尚，而判斷科技的試金石則是科技實驗，是觀察，是論證。因此，人們只有不斷地對知識進行累積和創(chuàng)新，才能實現(xiàn)和促進對科技的不斷完善。

（二）虛擬和現(xiàn)實的內(nèi)在關(guān)系問題。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，尤其是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的突飛猛進，創(chuàng)造超越現(xiàn)實時空的虛擬時空已經(jīng)成為了真是的場景，也不再只是一個神話。虛擬時空是在現(xiàn)實時空的基礎(chǔ)上，通過用虛擬的技術(shù)而構(gòu)造的一種時空形態(tài)。這種形態(tài)既和現(xiàn)實有所關(guān)聯(lián)，但又不同于現(xiàn)實。因為，其構(gòu)造方式很特殊，它的運行方式也和現(xiàn)實不一樣，并且它的運行狀態(tài)更是超乎常態(tài)，再加上其獨特的時空維度和新奇的時空場景，使得其給予人們非常特殊的空間感覺。雖然表面上看虛擬時空是脫離現(xiàn)實時空的，但是從科技哲學的角度來看，虛擬時空是離不開現(xiàn)實時空的存在的，因為，無論現(xiàn)實時空怎么被改變或者突破，時空的本質(zhì)是不會被改變的。另外，雖然虛擬時空超越了現(xiàn)實時空的有限性，建立了獨具模糊性的網(wǎng)絡(luò)時空，但是無論是在虛擬時空還是在現(xiàn)實時空，物質(zhì)在時空的存在是無限的。因此對現(xiàn)實時空而言，虛擬時空并非是完全模糊的、完全脫離現(xiàn)實時空的虛擬網(wǎng)絡(luò)時空。所以，從科技哲學的角度分析，把虛擬時空看作是絕對非確定性的模糊世界，在理論上是說不通的，在實踐中也行不通的。因此我們應該十分清醒的認識虛擬與現(xiàn)實的內(nèi)在關(guān)系。

參考文獻：

[1]黃順基，黃天授，劉大椿.科學技術(shù)哲學引論――科技革命時代的自然辯證法[M].中國人民大學出版社，1991.

[2]劉大椿.科學技術(shù)哲學導論[M].中國人民大學出版社，2005.

[3]馬克思恩格斯選集（第一卷）[M].北京：人民出本社，1995.

第8篇：量子力學概述范文

維也納學派研究院年鑒的連續(xù)出版。自1993年以來，維也納學派研究院每年出版一本研究維也納學派學術(shù)思想的年鑒，至今出版的16卷分別是：《科學哲學：起源與發(fā)展》（Vol.1，1993）、《規(guī)范、價值與社會》（Vol.2，1994）、《基本爭論》（Vol.3，1995）、《百科全書與烏托邦》（Vol.4，1996）、《博弈論、經(jīng)驗和合理性》（Vol.5，1998）、《塔爾斯基與維也納學派》（Vol.6，1999）、《關(guān)于量子力學的認識論和實驗視角》（Vol.7，2000）、《馮•諾意曼與量子力學基礎(chǔ)》（Vol.8，2001）、《科學哲學史：新的趨勢與視角》（Vol.9，2002）、《維也納學派與邏輯經(jīng)驗主義》（Vol.10,2003）、《不同學科中的歸納與演繹》（Vol.11，2004）、《劍橋與維也納》（Vol.12，2006）、《紐拉特的語境中的經(jīng)濟學》（Vol.13，2007）、《維也納學派在北歐》（Vol.14，2010）、《韋斯曼：因果性與邏輯實證主義》（Vol.15，2011）、《卡爾納普與邏輯經(jīng)驗主義的遺產(chǎn)》（Vol.16，2012）。

維也納學派研究院的宗旨是，致力于促進關(guān)于維也納學派傳統(tǒng)中的科學與哲學進步，也關(guān)注社會語境中的科學哲學與科學史的跨學科研究，重點討論哲學、邏輯、經(jīng)驗研究和語言分析等問題。年鑒由會議論文匯編而成。在16卷年鑒中，與科學哲學史研究最相關(guān)的是第1卷和第9卷。第1卷《科學哲學：起源與發(fā)展》主要是圍繞維也納學派成員的學術(shù)思想與觀點展開的研究；第9卷《科學哲學史：新的趨勢與視角》長達440頁，收集的論文主要是從歷史的視角聚焦了從古到今的面向科學的哲學思考，以及對哲學家、科學家和科學哲學家的思想及其相關(guān)論題的深入探討。

科學的人文社會科學研究（ScienceStud-ies，下文簡稱SS）的整合與轉(zhuǎn)向。以科學知識社會學家為核心的SS研究者在集中出版了大量闡述科學是社會建構(gòu)的文章與論著之后，從20世紀90年代初也與科學哲學家一樣，開始反思他們研究的歷史發(fā)展，并希望通過歷史反思，放棄強綱領(lǐng)，尋找新的出路或轉(zhuǎn)向，其中值得注意的兩種轉(zhuǎn)向是：

其一，主張從科學哲學與科學史（簡稱HPS）研究轉(zhuǎn)向跨學科的SS研究。他們倡導這種轉(zhuǎn)向的理由有四：（1）在他們看來，傳統(tǒng)科學哲學家提倡把科學哲學研究堅定地建立在對科學史和當代科學實踐的理解之基礎(chǔ)上，但卻對這種聯(lián)盟的本性沒有統(tǒng)一的認識，從而使哲學分析卷入“真”科學的做法事實上已經(jīng)變革了哲學實踐，導致了對下列問題的質(zhì)疑：科學的統(tǒng)一性是否可能？科學是否體現(xiàn)了哲學家所預期的能夠進行“重構(gòu)”的合理內(nèi)核？（2）當科學哲學家退回到各門學科的實踐中時，滋生了對使科學的哲學研究的自然化戰(zhàn)略；（3）當科學哲學家以更一般的術(shù)語對哲學分析的有效性提出質(zhì)疑并企圖最終取代關(guān)于科學的唯一性、統(tǒng)一性和合理性等哲學信念時，盡管共享了需要在語境中理解科學的觀點，但卻產(chǎn)生出各種不同的派別；（4）當哲學家反對社會學家的挑戰(zhàn)形式，而社會學家堅持他們的反哲學態(tài)度時，有一種趨勢是雙方就共同感興趣的問題交換意見，科學哲學家從社會學家的研究中吸取合理因素，產(chǎn)生了使科學的哲學研究自然化的興趣，社會學家則放棄了極端的建構(gòu)主義和社會學的基礎(chǔ)主義的觀點。在這種背景下，為了揭示科學事業(yè)的多維度的復雜性，需要科學哲學家、科學社會學家、科學史學家共同探索形成SS研究（sciencestudiesre-search）的跨學科綱領(lǐng)，用哲學的、社會學的、歷史的術(shù)語理解科學，并在這種多學科的交界處，重鑄需要分析的問題與范疇，從而完成從HPS向跨學科的SS研究的轉(zhuǎn)向。

其二，主張從跨學科的SS研究轉(zhuǎn)向文化研究。這是對皮克林（AndrewPickering）出版的《作為實踐與文化的科學》（1992）一書的回應，也是對勞斯（JosephRouse）觀點的一種響應，同時，還是基于歷史性反思對SS不同進路的整合，其目標是擺脫過分依賴于社會學的知識觀的束縛，把科學當作一種論域與文化現(xiàn)象來研究。雖然他們在什么是“語境論”、“話語”、“文化”和“實踐”這些關(guān)鍵概念的理解上還仍然沒有達成共識，但他們認為，拋棄科學知識的統(tǒng)一性的信念，放棄基礎(chǔ)主義，最終把認識的、政治的、哲學的、社會學的、人類學的等維度混合起來整合到科學文化當中，研究科學家工作的技術(shù)細節(jié)，是SS研究的未來方向。

2001年，勞斯把上面的兩種轉(zhuǎn)向統(tǒng)一起來，統(tǒng)稱為“科學的文化研究”，其目標定位是，在不太嚴格的意義上將科學的哲學、歷史、社會學、人類學、女性主義理論等多學科領(lǐng)域結(jié)合起來的研究，認為科學實踐是人與世界相互作用的有意義的模式，強調(diào)在“科學文化”中定位文化研究，并指出，科學的文化研究既不是對科學的結(jié)果作出說明和理解，也不回答科學是什么的傳統(tǒng)問題，而是對科學實踐發(fā)展過程中出現(xiàn)的問題進行多學科的研究與反思。SS研究者的這些工作雖然不是對科學哲學史的直接研究，但是，他們在探索SS的未來研究方向時離不開對科學哲學史的考察，因此，他們關(guān)于SS的轉(zhuǎn)向研究討論，也在一定程度上間接地促進了科學哲學史的研究。

早期研究文獻的不斷再版。在科學哲學史的研究方面，最早的相關(guān)文獻是由考克爾曼（J.J.Kockelmans）主編的《科學哲學：歷史背景》。[1]這是一本帶有導讀性的文獻匯編，首次出版于1968年，1999年再版。本文集收錄了從1786年（即自康德以來）到1927年之間的24位哲學家（如康德、赫歇爾、惠威爾等）與科學家（如赫茲、玻爾茲曼、亥姆霍茲等）的原始文獻，并分為四個時期構(gòu)成了文集的四個部分：（1）開始時期：1786-1850；（2）19世紀末：1870-1899；（3）20世紀的頭十年：（4）走向當代科學哲學：1910-1927。其次是洛西（JohnLosee）撰寫的《科學哲學歷史導論》[2]，1972年出版的第一版主要概述從亞里士多德的歸納-演繹方法一直到1940年之前的科學方法論發(fā)展的歷史；1979年的第二版增加了第二次世界大戰(zhàn)之后的關(guān)于卡爾納普、亨普爾和內(nèi)格爾的邏輯重建的內(nèi)容，以及對這些觀點的批判和庫恩、拉卡托斯與勞丹闡述的各種替代進路；1992年的第三版增加了關(guān)于科學進步、因果說明、貝葉斯確證理論、科學實在論和關(guān)于規(guī)范的科學哲學的替代進路；2011年的第四版增加了理論評價、經(jīng)驗實踐、說明的理論、規(guī)范的自然主義、科學實在論之爭以及描述的科學哲學，這一版長達300多頁，共有19章。#p#分頁標題#e#

關(guān)于科學哲學經(jīng)典文獻的匯編工作。在此方面，較有影響的文集有五本，一本是由庫德（MaitinCurd）和卡沃（J.A.Cover）主編的《科學哲學：核心論題》（1998）。這本文集長達一千三百多頁，主要收集了從邏輯經(jīng)驗主義開始到20世紀的科學哲學家的經(jīng)典文獻，這本書是美國斯坦福大學哲學系指定的科學哲學教材。第二本是由牛頓-史密斯（W.H.Newton-Smith）主編的《科學哲學指南》（2000）。這本文集提供了81個條目，涵蓋了科學哲學整個領(lǐng)域內(nèi)的著名人物、關(guān)鍵術(shù)語和重要論題三大類型。大多數(shù)條目是由世界一流的科學哲學家撰寫的。每個條目從追溯相關(guān)主題的發(fā)展脈絡(luò)開始，綜述了其核心觀點、最新進展等。在人物介紹中，沒有把古希臘哲學家包括進來，在近代哲學家中，有笛卡兒、貝克萊、萊布尼茲、洛克、馬赫、休謨、穆勒、惠威爾、皮爾士、馬赫，在科學家中，有伽里略、牛頓、達爾文、玻爾、愛因斯坦。第三本是由巴巴瑟夫（YuriBalashov）和羅森伯格（AlexRosenberg）主編的《科學哲學：當代讀物》（2002）。這本文集除了收錄20世紀以來的傳統(tǒng)科學哲學的文獻之外，還收錄了科學知識社會學家的文獻。第四本是由朗格（MarcLange）主編的《科學哲學選集》（2006）。這本文集收錄了自1945年以來的科學哲學經(jīng)典文獻。第五本是由麥格羅（TimothyMcGrew）等人主編的《科學哲學：歷史選集》（2009）收錄了從伊壁鳩魯、芝諾、柏拉圖、亞里士多德等到當代科學哲學家的經(jīng)典文獻。

無限制地列舉現(xiàn)有的相關(guān)文獻并非本文的應有之意，而且，這里的文獻梳理也很不充分，一定會有掛一漏萬之嫌。然而，盡管如此，我們還是能夠從這種簡要的梳理中看出，目前，科學哲學界對科學哲學史研究從何時算起或從哪里開始這一問題的理解并不完全統(tǒng)一。

科學哲學的界定

歷史是對過去事情的述說。科學哲學史也不例外。討論科學哲學史研究從何時開始的起點問題，離不開對科學哲學的界定。界定科學哲學不同于界定任何一門經(jīng)驗學科。界定物理學不是一個物理學問題，界定化學不是一個化學問題，界定生物學也不是一個生物學問題，而是分別屬于物理學哲學、化學哲學、生物學哲學的范圍。相比之下，界定科學哲學卻是一個典型的科學哲學問題。對科學哲學作出不同的界定，意味著對科學哲學的不同理解，而理解不同，又進一步意味著研究科學哲學史的起點不同。

牛頓-史密斯認為，“什么是科學哲學”的問題是一個很棘手的問題，回答這一問題也許應該求助于“科學”與“哲學”的定義。但是，在所有的哲學問題中，對哲學特征的描述是最有爭議的，哲學正在周期性地進入鉆牛角尖的時期。這時，什么是科學哲學的問題明確地呈現(xiàn)出來。當科學哲學家無法達成一致時，他們開始回過頭來研究具體的哲學問題。另一方面，回答“科學是什么”的問題曾在科學哲學家中間成為一種時尚。邏輯實證主義者和波普爾等人用是否具有認知意義來界定科學。他們把能夠通過經(jīng)驗證實或證偽的命題看成是有意義的，因此，數(shù)學、邏輯、美學等論述就不是科學的論述。此外，以羅蒂等人為代表的后現(xiàn)代哲學家認為，科學沒有本質(zhì)，科學知識社會學家則認為，科學是一種社會建構(gòu)，等等。接著，牛頓-史密斯指出，避免卷入這些爭論的一種方式是，我們不再試圖提供關(guān)于科學本質(zhì)的理解，而是從公認的一系列具體學科（比如，物理學、化學、生物學、地質(zhì)學、醫(yī)學、動物學等）來確立我們的科學觀，從而把定義科學的問題轉(zhuǎn)化為比較學科之間的差異，比如，思考這些學科與人類學、經(jīng)濟學、政治學和社會學等學科之間的異同之處，來辯明科學的意義，并且，基于這種辯明來確定在多大程度上擴展“科學”這一術(shù)語。這樣一來，就有可能突出列入屬于科學“清單”上的學科的共同特征。然后，牛頓-史密斯通過對科學哲學家的所作所為的考察把科學哲學的大致輪廓構(gòu)畫為是對科學的目標、方法、手段和成果的討論。

我國的科學哲學是在自然辯證法研究的范圍內(nèi)發(fā)展起來的，因此，比英美學術(shù)界的理解更加寬泛。例如，李醒民在為他主編的《中國科學哲學論叢》所寫的序言中，把科學哲學定義為是“對作為一個整體的科學（知識體系、研究活動、社會建制）及其分支學科進行反思和批判的哲學學科”，并大致勾勒出四個論域：科學哲學元論、科學哲學通論、科學哲學個論和科學哲學外論。他認為，科學哲學元論涉及科學哲學的根本性問題，是對科學的目的、目標、對象、價值、范圍、限度、劃界、方法、預設(shè)、信念等問題的討論；科學哲學通論涉及科學哲學的普遍性問題，是對科學事實、問題、概念、原理、理論結(jié)構(gòu)、科學發(fā)現(xiàn)、科學證明、科學辯護、科學說明、科學進步、科學革命、科學中的機械論與有機論、還原論與活力論、進化論與目的論、因果性與幾率性、連續(xù)性與分立性、科學的經(jīng)驗主義、理性主義、現(xiàn)象主義、工具主義、物理主義、操作主義、歷史主義、約定主義、整體主義和后現(xiàn)代主義等的解讀與協(xié)調(diào)；科學哲學個論是研究科學的各門分支學科中的哲學問題，比如，物理學、生物學、復雜性科學中的哲學問題等；他把前面的三種科學哲學統(tǒng)稱為科學哲學內(nèi)論，與此相對應，科學哲學外論是研究科學活動和科學建制的本性及科學與外部世界的關(guān)系。

不難看出，牛頓-史密斯和李醒民對科學哲學的理解是不同的，前者把科學哲學作為一門學科來理解，這種理解基本上代表了英美科學哲學界的觀點；而后者是把科學哲學作為一種研究領(lǐng)域來對待的，這種理解也在很大程度上代表了中國科學哲學界許多學者的看法。但是，他們在“科學”概念的用法上是一致的，都指“自然科學”。然而在德語中，“科學”(Wissenschaft)一詞的詞根是“知識”(Wissen)。科學是指一個完整的知識系統(tǒng)。因此，德語里的“科學”概念的含義就不只是指自然科學。例如，德國柏林理工大學哲學系的漢斯•波塞爾（HansPoser）把科學哲學理解為“科學的認識論”。這種認識論不只是包括對以經(jīng)驗為基礎(chǔ)的物理學范式的反思，還包括對生命力的反思和對精神科學的反思。因為用物理學的說明模式無法說明動物的行為，法國浪漫派也對從無機物到有機物轉(zhuǎn)化的物理學提出了質(zhì)疑。達爾文進化論的產(chǎn)生，則向自然科學的說明模式提出了新的挑戰(zhàn)：如何對待變異的問題。因此，人們最晚從達爾文開始，不得不需要在物理學的說明模式之外，尋找其他的說明模式。歐洲大陸從一開始對科學的理解就與英美傳統(tǒng)對科學的理解有所不同。英美傳統(tǒng)理解的科學是開始于伽利略的自然科學，而歐洲大陸傳統(tǒng)所理解的科學不僅指實驗科學，而是一個很寬泛的概念，包括自然科學、社會科學和精神科學。所以，科學哲學不僅包括關(guān)于自然科學的哲學，而且還包括了歷史哲學和文化哲學。波塞爾強調(diào)說，如果只單純地把科學理解為自然科學的話，至少有1/3的大學就該關(guān)閉了。#p#分頁標題#e#

但是，我們從傳統(tǒng)科學哲學家所運用的“科學”和科學知識社會學家以及后現(xiàn)代科學哲學家所批判的“科學”來看，基本上還是意指“自然科學”。這里引入波塞爾的觀點試圖表明，雖然波塞爾所理解的“科學”概念與牛頓-史密斯理解的“科學”概念不盡相同，但他們在對待科學哲學何時開始的問題上卻擁有大致相同的看法。他們都把科學哲學的開端理解為開始于近代科學。用波塞爾的話來說，在近現(xiàn)代科學開始時，就有了對科學的哲學反思。他認為，歐洲哲學史與科學史上理性主義與經(jīng)驗主義之間的爭論就是一個明顯的案例。牛頓所代表的經(jīng)驗主義是英國皇家學會的理想；萊布尼茨代表的則是歐洲大陸自笛卡兒以來的理性主義。這種理性主義直接影響了狄德羅等人。到了19世紀，實證主義和經(jīng)驗主義也在歐洲大陸占有重要的地位。牛頓•史密斯雖然沒有給出如此明確的論述，但從他在《科學哲學指南》一書中收錄的人物來看，也只是包括了伽里略、牛頓、培根、笛卡爾等人，沒有把亞里士多德或更早時期的德謨克利特等古代哲學家包括在內(nèi)。

而李醒民在“科學哲學的論域、沿革和未來”一文中談到科學哲學的沿革時，把科學哲學劃分為前科學哲學（科學誕生之前）、經(jīng)典科學哲學（近代科學誕生到19世紀物理學革命之前）、前現(xiàn)代科學哲學（19世紀末到20世紀初）、現(xiàn)代科學哲學（邏輯經(jīng)驗主義誕生到20世紀60年代）和后現(xiàn)代科學哲學（20世紀60年代以來）五個時期，并把留基伯和德謨克里特提出的原子論看成是萌芽時期的科學哲學。從本文第一部分列舉的有關(guān)科學哲學史的經(jīng)典文獻匯編類的文集來看，這種理解具有普遍性。

雖然這里只是很不全面地羅列了幾位代表性人物的觀點，但已經(jīng)表明，大家對科學哲學史研究的起點的看法是有差異的。那么，我們應該把科學哲學史的研究起點追溯到哲學史的開端？還是近代科學的開端？還是其他別的時期？

科學哲學史研究的起點

關(guān)于科學哲學史研究的起點有五種理解：（1）如果我們把科學哲學理解為英美分析哲學的產(chǎn)物，那么，科學哲學的歷史起點就不能早于分析哲學，通常從維也納學派為核心的邏輯實證主義（后來統(tǒng)稱為邏輯經(jīng)驗主義）算起，充其量也只能追溯到孔德的實證主義和羅素的邏輯原子主義等，在時間上是19世紀末20世紀初；（2）如果我們把科學哲學理解為是對自然科學的觀念與方法的系統(tǒng)的邏輯分析，那么，科學哲學就是在19世紀中葉成為一門獨立學科的，我們可能會把惠威爾的《歸納科學的哲學》視為最早的科學哲學著作；（3）如果我們把科學哲學理解為是運用一套完整的概念體系對成熟的科學進行整體的哲學反思，那么，科學哲學就不能早于康德的哲學體系，在時間上是18世紀下半葉；（4）如果我們把科學哲學理解為是對科學的結(jié)果、原理和方法的哲學反思，那么，科學哲學的歷史起點很可能被提前到伽里略、牛頓等早期科學家，以及培根、笛卡爾、休謨、萊布尼茲等人對方法論與認識論問題的研究；（5）如果我們把科學哲學定義為對科學的任何反思，那么，科學哲學的歷史起點很可能被追溯到自亞里士多德以來的哲學。

那么，在五種理解中哪一種理解較為合理呢？對于歷史學研究來說，對這個問題的答案，不應該只憑先驗的邏輯推理來確定，而應該是通過歷史分析得出的結(jié)論。

首先，科學哲學的研究至少是在科學產(chǎn)生之后才能進行的事情。就科學的產(chǎn)生而言，科學史家梅森在他的《自然科學史》一書的導言中指出，“科學有兩個歷史根源。首先是技術(shù)傳統(tǒng)，它將實際經(jīng)驗與技能一代代傳下來，使之不斷發(fā)展。其次是精神傳統(tǒng)，它把人類的理想與思想傳下來并發(fā)揚光大……這兩種傳統(tǒng)在文明以前就存在了……在青銅時代的文明中，這兩種傳統(tǒng)大體上好象是各自分開的，一種傳統(tǒng)由工匠保持下去，另一種傳統(tǒng)由祭司、書吏集團保持下去，雖則后者也有他們自己的一些重要的實用技術(shù)……在往后的文明中，這兩種傳統(tǒng)是分開的，不過這兩種傳統(tǒng)本身也分化了，哲學家從祭司和書吏中分化出來，不同行業(yè)的工匠也各自分開……但總的說來，一直要到中古晚期近代初期，這兩種傳統(tǒng)的各個成分才開始靠攏和匯合起來，從而產(chǎn)生一種新的傳統(tǒng)，即科學傳統(tǒng)。從此科學的發(fā)展比較獨立了。科學的傳統(tǒng)中由于包含有實踐和理論的兩個部分，它取得的成果也就具有技術(shù)和哲學兩方面的意義”。顯然，梅森的觀點表明，作為一個獨立傳統(tǒng)出現(xiàn)的科學是近代的事情。在此之前的技術(shù)傳統(tǒng)和哲學傳統(tǒng)只是形成科學傳統(tǒng)的兩大根源，而不是科學傳統(tǒng)本身。這樣，就排除了上面提到的第五種觀點。

其次，從歷史的視角確定科學哲學史研究起點的另一個前提是，需要有能夠用來對科學進行全方位哲學反思的某些基本概念。根據(jù)梅森的觀點，人類文明史上歷史最悠久的兩大傳統(tǒng)是技術(shù)傳統(tǒng)與哲學傳統(tǒng)。在科學誕生之前的許多世紀里，其實根本談不上科學對哲學的影響，自然哲學也不是真正意義上的科學哲學，哲學家也對科學不感興趣。只有當科學發(fā)展到能夠?qū)θ祟愇拿鳟a(chǎn)生實質(zhì)性的影響時，科學才有可能對哲學產(chǎn)生影響；只有當哲學家有興趣明確地對科學進行真正的哲學反思時，科學哲學才有可能產(chǎn)生。因此，對科學進行有意識的真正明確的哲學反思是哲學家的工作，而不是科學家的工作。盡管早期科學家在他們的研究中曾對科學概念與科學基礎(chǔ)問題有所思考，甚至發(fā)生爭論（比如，牛頓與萊布尼茲關(guān)于時空概念的爭論，牛頓與惠更斯關(guān)于光的本性的爭論等）。但這些思考與爭論的目標多數(shù)是為了解決科學問題，而不是對作為整體的科學進行哲學反思。如果我們把牛頓在1687年出版的《自然哲學的數(shù)學原理》一書看是自然科學開始走向成熟的標志之一，那么，在此之前的哲學家盡管在認識論與方法論研究方面有所貢獻，甚至也強調(diào)科學實驗或科學方法，但在總體上并不能算作是對科學的哲學反思。這樣，就排除了上面提到的第四種觀點。

第三，“科學哲學”這一名稱本身已經(jīng)在嚴格意義上隱含了兩個預設(shè)：一是自然科學已經(jīng)同人類的生活與實踐密切地聯(lián)系在一起，形成了一個復雜的領(lǐng)域，并得到了充分的發(fā)展；二是哲學家能夠根據(jù)邏輯、認識論、方法論、本體論甚至社會與文化等不同觀點，對科學進行全面反思，而且，他們反思科學的這些視角通常是根據(jù)自己持有的哲學觀來確定的。這就排除了上面提到的第一種觀點。因為科學早在分析哲學正式誕生之前就已經(jīng)成熟，而且也已經(jīng)有哲學家對科學作出過多視角的哲學反思。雖然維也納學派的誕生與分析哲學相關(guān)，也被公認為是第一個科學哲學流派，但是，這并不意味著，它就是科學哲學史研究的起點。現(xiàn)在的問題是在第二種觀點與第三種觀點之間作出選擇，也就是在惠威爾與康德之間作出選擇。#p#分頁標題#e#

我們知道，惠威爾于19世紀30年代首先提出用“科學家”來替代原來的“自然哲學家”的稱呼，還出版了《歸納科學史》和《歸納科學的哲學》等有影響的著作，開創(chuàng)了科學史研究的新形式和深化了科學方法的討論。但是，從哲學史的發(fā)展來看，康德是近代以來以講授哲學為職業(yè)的第一位哲學家。在他之前的哲學家都是業(yè)余哲學家，也就是說，都沒有把哲學作為自身研究的職業(yè)來對待。康德在轉(zhuǎn)入專門研究哲學之前，精通當時的各門自然科學的發(fā)展，比如，他在1755年出版的《自然通史和天體論》一書中提出了關(guān)于宇宙起源的“星云假說”來否定神創(chuàng)論，并用引力與斥力概念描述宇宙的變化發(fā)展。康德在哲學史上的重要地位是靠他的《純粹理性批判》、《自然科學的形而上學基礎(chǔ)》、《實踐理性批判》和《判斷力批判》等著作的相繼問世奠定的。康德認為，我們只能知道自然科學向我們提供的知識，但這些知識為什么是可靠的和普遍的，需要作出進一步的論證。為此，康德把他的哲學任務(wù)之一定位于回答普遍知識如何可能的問題，并且還提出了為自然科學知識如何可能提供論證的一套概念體系。在康德的哲學中，不僅充分體現(xiàn)了科學對哲學的影響，而且，康德認為，哲學就是為科學知識提供辯護，并通過這種辯護使科學知識擁有合法性。

第9篇：量子力學概述范文

據(jù)了解，云南省“三生教育”旨在通過教育的力量，使學生樹立正確的生命觀、生存觀、生活觀，為其幸福人生引路導航。“三生教育”不僅是一種教育理念，更是一種教學行為，在云南已經(jīng)具化為課程教學活動，納入從幼兒少年到青年學子的系列教育教學之中。該省還根據(jù)不同年齡層次學生身心發(fā)展、生命存活狀態(tài)特點，配置編撰了相應的教學載體——“素質(zhì)教育基礎(chǔ)系列教材”——《生命?生存?生活》。不僅如此，為更好地組織實施，云南省教科院編印了配套的《教師使用手冊》，用于指導“三生教育”的課堂教學。可見云南省教育廳在“三生教育”上的良苦用心及果敢作為，這絕非花拳繡腿、釣名沽譽之偽飾，而是直面問題、求真務(wù)實之善行，要在學生的生命、生存、生活上下真功，讓他們在各自人生之旅見實效，這就是我們常說的“人生受用”。

經(jīng)過一個多學期的教學實踐，“三生教育”之“受用”實效已初見端倪。筆者為此對云南省“三生教育”的同仁深表敬佩，同時，也想結(jié)合本人多年從事生命哲學與生命教育的教學與研究，交流一下自己的感受，就“三生教育”的理念與意義課堂的實施簡述一點個人不成熟的理解與思考，以求教于方家。

首先談?wù)剬Α吧薄吧妗薄吧睢比齻€概念的內(nèi)涵關(guān)聯(lián)的把握。眾所周知，“三生教育”的緣起，是出于不少學生對生命的機械、單向、孤立的理解，乃至對生命的漠視態(tài)度及其不負責任的生命行為。簡言之，是緣于學生的人生中出現(xiàn)的“生命問題”。針對生命問題施以救助之方，就要讓學生體悟整全的生命內(nèi)涵，讓個體生命逐步體認生命的可貴，漸次感悟生命的魅力，進而激發(fā)生命的潛能，創(chuàng)新生命的價值。這就要求我們從“生命”、“生存”與“生活”三方面的教育入手。筆者認為“生命”、“生存”與“生活”三個概念雖互相關(guān)聯(lián)，卻彼此分別，其中“生命”是前提也是中心，“生存”與“生活”都圍繞“生命”從不同維度展開。“生存”無疑側(cè)重于使“生命”存活而不受任意侵害，不受死亡威脅，尤其著重于危難之際維持生命存在、保全性命之意念與行為。由此衍生的應急避險技能培訓與毅力意志砥礪，便是“三生教育”之中“生存教育”的本意。“三生教育”中的“生活教育”強調(diào)于生活目標之幸福、生活方式之健康，側(cè)重于“生命”之“活”的狀態(tài)。它既包括理想的目標狀態(tài)，又包括合理的方式選擇。易言之，“生存教育”側(cè)重于應急避險或應對挫折打擊等生命困境之解決，而“生活教育”注重相對常態(tài)下的生命活動的展開與適宜標的、方式擇優(yōu)與意義訴求，不僅是指用恰當?shù)姆绞剑ā吧嫛保┳屔r活，而且讓生命快活、幸福，意在追求人生幸福的獲得、生命價值的實現(xiàn)，既包括生命行為之過程，又集結(jié)生命行為之目標。這就是“三生”之本質(zhì)關(guān)聯(lián)。

其次，著重議議“生命”意蘊。如果說“生命觀”即“觀生命”——如何看待生命，進而如何對待生命——自然就引申出如何進行生命作為，包括對待生命之“存”與“活”等命題，這就是“觀生存”與“觀生活”。也就是說，對“生命觀”的理解與把握，會自然反映到“生存觀”與“生活觀”之中。反之，“生存觀”與“生活觀”，皆圍繞“生命觀”而展開，而“生命觀”的核心乃是“生命”概念，這就要求我們在進行“三生教育”時，對“生命”意蘊應有恰當?shù)睦斫猓@是“三生教育”的重中之重。當今的人們習慣于自然科學“生命是什么？”的解釋，其答案即為自然科學的結(jié)論——生命就是DNA，生命就是碳水化合物。筆者認為，自然科學的界定固然不錯，但若以此為唯一“正確”的固定“標準”來指導“三生教育”也是有問題的，它易于將“三生教育”流變?yōu)楸Ｃ骸⑿l(wèi)生延壽的“護身”教育，個中原因就在于祛除了生命的神圣性、窄化了生命的內(nèi)涵。現(xiàn)實已經(jīng)雄辯地表明，“祛蔽”后的、純粹的科學知識是“守護”不了人生意義虛無、自我價值喪失者的性命的，因為那些人并不缺少科學知識，只是缺乏應有的人文生命意蘊，因此，我們不應該滿足于科學層面“生命是什么？”的回答，更應該從人文層面去反思“生命（尤其是人的生命）究竟包含了什么？”的命題。對這一命題的合理解答才是人們安身立命之本，也是個體開拓生命之旅、夯實生命之意、提升生命之境的力量之源，而且人的一生也只有不斷地反思、不斷地追問，并付諸以不斷的行動，人生才能有努力的方向、“日新”的希望及不竭的動力。對此，筆者簡稱之為涵括“知、情、志、信、行”諸多元素的整全的生命內(nèi)涵，這是“三生教育”的基本命題，也是“生存教育”和“生活教育”得以開展的學理前提。

有了對“生命”理念的整全性的體知，當下“生命”的延展與作為——“生命之行”才會有“心力”與“愿力”的保障，人們的“生存”與“生活”才會有理想與現(xiàn)實的結(jié)合點，而我們的“生存教育”與“生活教育”也才有了直接的面向與預期的目標。針對當下學生在生命、生存、生活三方面存在的主要問題與人生困頓，筆者認為，當務(wù)之急是要注重以下幾點效用，讓個體生命有切身感受：

——生命不再孤單。我們知道，生命本是一時光之河，她有源有流，有支有節(jié)，個體生命是這條大河的一個段落。由此在的個體生命往上看，可以溯源——達至祖宗神靈，往下看，可見去處——接續(xù)子孫后代，這便是生命縱向的維度。另外，在橫向的維度上，更有萬物天地內(nèi)在于己的豐富意蘊，譬如自我生命與他人（非親）生命、人類生命與非人自然生命、地球生命與宇宙生命等諸多存在，實乃休戚與共、彼此感通的生命共同體。人雖貴為萬物之靈長，亦不過匆匆之過客，應在個體自身生命之中，體證萬物一體、神人共在的心境，正如李白《春夜宴桃李園?序》所云：“天地者，萬物之羈（逆）旅；光陰者，百代之過客。”生命無非大化流行之顯現(xiàn)，需用心體認方有物我同春、古今一理之感受，領(lǐng)悟到生命的神圣性，方有對生命的敬畏心，方有對人生作為的義務(wù)心。

——生存不再乏力。既然生命神圣，當下此在的生命個體肩負不可推諉的生命之重（責任與義務(wù)），應保養(yǎng)好身家性命，不可隨意處置自己的生命，哪怕是在天災人禍之時、生死攸關(guān)之際，應頑強堅強不放棄、毅然決然挺下來，其間既要有意志毅力的保證，又需避險自救的知識技能的支撐，二者缺一不可。

——生活不再乏味。生活便是生命的具體展開，表現(xiàn)為出生入死的人生過程。人生的終極目標是幸福，幸福的獲得需要科學理性下的知識技能，也需要理想信念下的生命方向，更需要諧和人生問題的生命智慧。如果說幸福是目標，知識是力量，那么可以說，智慧便是調(diào)諧人生適意生活的法寶。人們常說，人生不如意者十之八九，可見，如意幸福誠難兌現(xiàn)。如何使個體生命在不盡人意的世俗生活中，活出生命的意義，是不可回避的人生難題，不客氣地講，也是“三生教育”不可回避的課堂議題。

眼下“三生教育”已經(jīng)在云南省系統(tǒng)鋪開，并以課程的形式，以課堂教學的方式，從幼兒起蒙到高校陶冶全面推進，從生命、生存、生活三個維度多個層面有序展開，這無疑是利國利家利民的惠生舉措，是推行素質(zhì)教育的有力方式，身為從教二十年的筆者，看到了我國教育事業(yè)振興的新希望，在深感欣慰的同時，對其課堂教學也有些許思慮。

其一，“三生教育”的課堂何在？

現(xiàn)今的“三生教育”配置有系統(tǒng)的教材，有特定的教學時間，被納入素質(zhì)教育基礎(chǔ)工程，這些都極為重要而不可或缺，然而，在筆者看來，這些工作還只能屬于狹義的“三生教育”，因為若僅僅訴諸一門課程，通過幾個課堂來實施，以考試學分來評價，難免會有一定的局限性，有待進一步擴展，步入廣義的“三生教育”。筆者認為，學校（包括幼兒園）所有課程，都是關(guān)涉生命、生存與生活的課程，與“三生教育”不無關(guān)聯(lián)，只是在相關(guān)程度上有深淺、聯(lián)系上有多少、表象上有顯隱、實效上有大小的殊異而已。譬如說，自然科學之類的學科，側(cè)重于科學理性下、自然生命的規(guī)律性探究；而人文社科之類的學科，側(cè)重于人文意義下的精神生命的皈依、人生意義的方向性探求。如果說前者旨在幫助個體生命如何獲取較多的物質(zhì)財富讓生命活得滋潤的話，那么可以說，后者則長于幫助個體生命確立何種人生才值得擁有的生命信念；如果說前者解決人生的力量問題，那么可以說后者則表征著人生的價值問題。我們知道，僅有方向的引領(lǐng)，沒有力量的保證，人生幸福之路不能長久。反之，僅有力量的供給而沒有價值的導向，人生或許就南轅北轍，枉費氣力。從這層意義上說，我們的課任教師，甚至包括其他教輔、行政在內(nèi)的所有員工，都是“三生教育”之師，都有責任和義務(wù)參與并實施“三生教育”。這樣，“三生教育”的課堂就不限于某門課程、某個課堂的教學，她更有隨時隨地的領(lǐng)域，也有延綿不斷的生長時空。就是說，“三生教育”的課堂應跳出有限的科目、時段，滲透到各科教學活動之中，甚至可以延伸到學生學校生活以外直至整個人生歷程之中。顯然，在校期間有形的“三生教育”課堂，是為學生終身生命成長、幸福獲得而奠基定調(diào)。其實，人生大舞臺何妨又不是生命作為的大課堂？

其二，“三生教育”的課堂精神？

常言道，“學高為師”，這是人們對為人師者自身學問的能力要求。韓愈云：“師者，傳道授業(yè)解惑也。”這是古人對為人師者的職能概述——傳習生命大道，講授生存知識，消解生活困惑。國人素有生命學問方為大學問之說，那些對生命學問研習至深至高者，方可為人生導師（簡稱“人師”），而人師所傳承者乃生命之道。這樣，授者為師，受者為生；有師必有生，無生則無所謂師。師生便是一對相互生成的范疇，結(jié)成一種生命傳承的對子，師生之間的這種精神（學脈）傳承，在古人眼里，猶如父子之間的血脈沿襲。正是在此意義上，才有“一日為師，終身為父”之說；正是在此意義上，“師”受到極高的尊重，甚至被納入祭祀的系統(tǒng)，列為祭祀的對象——“天地君親師”中的重要一員——個中原委是教師在人類的生命傳承活動中，尤其是在精神生命傳承中，表征特有的文化氣象，具有獨到的社會價值。而凝聚這種精神生命的要素，便是我國古代人文傳統(tǒng)中世代接續(xù)的師魂。

伴隨著近現(xiàn)代教育理念的變遷、教育行為的更新及教育規(guī)模的擴大，昔日以弘揚生命之道為要義的人師，其職能與處境也悄然在變：從形式上看，傳統(tǒng)意義上的父子式的師生關(guān)系，與當下的教育現(xiàn)實顯然不符，從教學的內(nèi)容（科學突顯），到教學的對象（人數(shù)眾多），都是今非昔比，然而在生命涵養(yǎng)、人文關(guān)懷上，傳統(tǒng)的師魂精神卻不應該受時代左右，也不該有缺位失語。遺憾的是，按照當下一般人的理解，教師的工作就是教書，而教書就是傳授知識，只要把知識講清楚就可以了，將教學任務(wù)完成就萬事大吉了。在筆者看來，知識的傳授只是教學的一方面，但比知識更為重要的是道——生命之道。誠然，學生入校是來學知識的，所謂“知識改變命運”。然而，教師還應在人文涵養(yǎng)上下功夫，在授業(yè)精藝中傳道育德，不僅僅在乎知識的“結(jié)構(gòu)關(guān)系”，更應該在意知識與人生的“意義關(guān)系”。為人師者應該用自己的生命激情激活學生的生命潛能，用自己的理性圣火點燃學生的生命之光，用自己的人生睿智開啟學生的多彩人生……人師與學生的生命情愫在教學中碰撞、交流，學生在教學中感受到自己的生命成長，人師在教學中也關(guān)注到學生的生命成長并欣賞每個學生的每一步生命成長，在引領(lǐng)學生生命成長的過程中，實現(xiàn)“人文化成”之價值。所謂“文以載道”，就是要求人文之師應以親子養(yǎng)子之心，傳承精神價值，傳播人類的真善美，實現(xiàn)精神生命的薪火相傳。如果說，傳授知識教好書是教師的基本職責的話，那么，傳承道義育好人就是人師的非凡之處，而且育人的功夫不僅在課堂之內(nèi)、在課程之中，更應在課堂之余、課程之外，使其生命精神、睿智仁愛扎根于學生心靈深處，體現(xiàn)在學生健康、適意、幸福的生命歷程之中。

其三，“三生教育”的課堂教學方式？

學生所學到的東西在很大程度上是來自老師的誘導，學習的過程需要體驗感知，那些沒有體驗、沒有認可的東西，學起來的效果基本上是很差的。“三生教育”也是如此，只有讓學生走進生命，切實體驗生命，才有良好效果。伽利略說過，“你無法教別人任何東西，你只能幫助別人去發(fā)現(xiàn)一些新東西”；西方哲人蘇格拉底也說，人師的職能相當于接生婆或助產(chǎn)婦。筆者很贊賞這些說法，但現(xiàn)行的教育教學，總的來說，跟學生的實際生活還有不少距離，直接反映在其評估體系中，不能涵括教會學生為人處事等基本要素，只局限于考試范圍之內(nèi)、知識教學之中，學生被動地接受知識，卻隔膜生命，脫節(jié)生活，更不知生命之究竟。這也就是“三生教育”課堂的發(fā)力處。我們應當切記，我們所教主要是學習與生活的方法，應讓學生們自己去發(fā)現(xiàn)生命，感受生命，欣賞生命，描述生命，表達生命。

作為專門的“三生教育”課堂，其組織方式可以借鑒羅杰斯的“以學生為中心的教學法”——一種“非指導性教學法”，類似我們古人“行不言之教”與施“無為”之方——倡導在課堂中還原生活場景，而不拘泥主題與形式，讓學生把自己真實的生活感受，尤其是負面的生命情愫，如孤寂、郁悶、苦惱、牢騷等，一股腦地發(fā)泄出來，其他同學也可不時接過話題，參與討論，進行溝通，老師并不妄加干涉，或者品頭評足，而是給予體貼與同情，讓學生能夠面對自己，“產(chǎn)生丟開戒備心理和正視自己的勇氣”，在自由開放的氛圍意境中，實現(xiàn)生命的自然愈療與自我修復。這樣的課堂“象生活本身一樣，行云流水，一去不返，似乎漫無目標，它向前流淌，誰也說不出下一刻將會發(fā)生什么。但是，在這一過程中也飽含期待、警覺和生機。”這種課堂不正是真實生活的再現(xiàn)嗎？

而其他廣義的“三生教育”課堂也應盡量在知識傳授與人生意義確證之關(guān)聯(lián)上做文章，但這一點往往會被忽視，卻正是“三生教育”的應有之義。

其四，“三生教育”的課堂意義與預期？

正如弗蘭克所言，“我們生活在一個彌漫著無意義感的時代里。在我們這樣的時代里，必須仰賴教育。不僅為增進知識，而且要純化良心，使得人人皆有足夠的聰明，以便能夠辯明暗藏在每一個個別情景中的要求”。人生的意義在于發(fā)掘與發(fā)現(xiàn)，生命的價值在于確立與創(chuàng)立。這一點在青少年學子尤為顯見。以下便是一例證。