量子計算論文大全11篇

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篇（1）

目前,在高速公路公司中廣泛采用車流量法的公路資產(chǎn)折舊辦法。在高金平所著《最新稅收政策疑難解析》中,就有某提問者介紹的這樣一個案例:某高速公路有限公司與市交通委員會于2005年9月簽訂了某段項(xiàng)目特許經(jīng)營權(quán)協(xié)議,協(xié)議中規(guī)定某高速公路有限公司在特許經(jīng)營期及特許經(jīng)營區(qū)域范圍內(nèi),自行承擔(dān)費(fèi)用、責(zé)任和風(fēng)險,融資、建設(shè)、運(yùn)營、養(yǎng)護(hù)及最終移交項(xiàng)目設(shè)施、權(quán)利。特許經(jīng)營期28年,自取得政府主管部門批準(zhǔn)收費(fèi)之日起計算,特許經(jīng)營期滿將項(xiàng)目移交政府。該公司的公路資產(chǎn)按“工作量法”計提折舊,方法為:測算28年的總工作量為6.6億輛(即總車流量),總投資額為39億元,然后按每年車流量計提折舊。

1車流量法在實(shí)際操作中的問題

仍以上面提到的案例為例。要采用車流量法計算折舊,首先要預(yù)測在特許經(jīng)營期內(nèi)的總車流量,該例中為6.6億輛。實(shí)際的預(yù)測過程為:根據(jù)相關(guān)的分析,運(yùn)用一定的數(shù)學(xué)模型,預(yù)測出特許經(jīng)營期內(nèi)各年的車流量,加總即為特許經(jīng)營期內(nèi)的總車流量。不失一般性,我們假設(shè)該例中預(yù)測的前三年的車流量分別為1、2、3千萬輛。現(xiàn)在我們來考察該企業(yè)運(yùn)營三年后的情況,實(shí)際的運(yùn)營結(jié)果是不可能完全符合預(yù)測結(jié)果的。為方便說明,我們假設(shè)該企業(yè)的兩種實(shí)際運(yùn)營結(jié)果并加以討論。

(1)假設(shè)前三年實(shí)際運(yùn)營結(jié)果為2、3、4千萬輛,由于實(shí)際的車流量比預(yù)測的車流量多,那么根據(jù)實(shí)際運(yùn)營結(jié)果計算的折舊情況也比較大。照此發(fā)展,由于實(shí)際的車流量有可能在不到28年甚至不到20年的時間內(nèi)就達(dá)到了預(yù)測的總車流量6.6億輛,如果一直根據(jù)實(shí)際車流量計提折舊并且不修改預(yù)測的總車流量,將會在不到28年甚至不到20年的時間內(nèi)提完折舊。

(2)假設(shè)前三年實(shí)際運(yùn)營結(jié)果為0.5、1、2千萬輛,由于實(shí)際的車流量比預(yù)測的車流量少,那么根據(jù)實(shí)際運(yùn)營結(jié)果計算的折舊情況也比較小。照此發(fā)展,由于實(shí)際的車流量有可能在28年期滿后仍達(dá)不到預(yù)測的總車流量6.6億輛,如果一直根據(jù)實(shí)際車流量計提折舊并且不修改預(yù)測的總車流量,將會在28年期滿后仍未提完折舊。

有些企業(yè)有定期根據(jù)實(shí)際運(yùn)營情況修改預(yù)測總車流量的計劃,那么在修改預(yù)測總車流量后,又會有兩種情況:一種是僅以后年度以新的預(yù)測總車流量為基數(shù)計算折舊,以前年度已經(jīng)計算的折舊不再調(diào)整,這種情況下會造成各個期間的單位車流量分擔(dān)的折舊額不同;另一種情況是不僅以后年度以新的預(yù)測總車流量為基數(shù)計算折舊,以前年度已經(jīng)計算的折舊也要追溯調(diào)整,這種情況下會造成整個特許經(jīng)營期內(nèi)單位車流量分擔(dān)的折舊額一直處于不確定狀態(tài),直到期滿后才能最終確定。

2工作量法的性質(zhì)及適用要求

《企業(yè)會計準(zhǔn)則第4號——固定資產(chǎn)》第十七條規(guī)定:企業(yè)應(yīng)當(dāng)根據(jù)與固定資產(chǎn)有關(guān)的經(jīng)濟(jì)利益的預(yù)期實(shí)現(xiàn)方式,合理選擇固定資產(chǎn)折舊方法;可選用的折舊方法包括年限平均法、工作量法、雙倍余額遞減法和年數(shù)總和法等。國家稅務(wù)總局規(guī)定(國稅函〔2006〕452號):按照企業(yè)會計制度和相關(guān)會計準(zhǔn)則的規(guī)定,工作量法是根據(jù)實(shí)際工作量計提固定資產(chǎn)折舊額的一種方法,與年限平均法同屬直線折舊法;在會計處理上按工作量法計提固定資產(chǎn)折舊的納稅人,可依照《企業(yè)所得稅稅前扣除辦法》第二十七條的規(guī)定進(jìn)行稅務(wù)處理。由此可見,工作量法是企業(yè)會計準(zhǔn)則提供的備選固定資產(chǎn)折舊方法之一,在性質(zhì)上屬于直線折舊法。工作量法之所以能與年限平均法一樣同屬直線折舊法,是由于其與年限平均法一樣具有直線折舊的屬性。年限平均法是單位時間承擔(dān)的折舊額相等,而工作量法是單位工作量承擔(dān)的折舊額相等,二者均具有一定單位承擔(dān)相同折舊額的特性。

但作為直線折舊法之一中的工作量法據(jù)用一定的適用條件。既然要使單位工作量承擔(dān)相同的折舊額,這就要求擬采用工作量法折舊的固定資產(chǎn)具有這樣的特性:介于資產(chǎn)的自身設(shè)計及構(gòu)造,該項(xiàng)資產(chǎn)的使用壽命與其使用強(qiáng)度具有很直接的關(guān)系,而與資產(chǎn)的使用時間關(guān)系不是很大,而且該資產(chǎn)的總的可使用工作量能夠事先得到合理的估計。典型的適合采用工作量法的資產(chǎn)例子為汽車,汽車就具有行駛到一定的歷程后(即達(dá)到一定的工作量)就要報廢的特性。我們知道,如果使用強(qiáng)度大即每年的行駛里程長,則汽車就用不了幾年;而如果其使用強(qiáng)度小即每年的行駛里程短,則汽車就可以用好多年。換句話說,對于適合采用工作量法折舊的固定資產(chǎn)來講,對它的使用壽命的估計是根據(jù)它的可達(dá)到的總工作量進(jìn)行而不是根據(jù)使用年限進(jìn)行的,因?yàn)橹挥羞@樣才能更加符合該項(xiàng)資產(chǎn)的特性。

對于具備工作量法適用條件的資產(chǎn),采用工作量法計算折舊會呈現(xiàn)下述特征:每單位工作量承擔(dān)的折舊額可以事先確定,在達(dá)到總工作量也即提完折舊時資產(chǎn)已經(jīng)或接近于報廢。

3車流量法不屬于工作量法

篇（2）

進(jìn)入信息時代，計算機(jī)及相關(guān)軟件在建設(shè)工程項(xiàng)目管理領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛。在項(xiàng)目成本管理領(lǐng)域，早已實(shí)現(xiàn)工程成本及造價計算過程中定額子目的自動套用、費(fèi)用的自動計算及人、材、機(jī)的自動分析和匯總，但工程量的計算還未能完全實(shí)現(xiàn)自動化，各類具有自動算量能夠功能的軟件在實(shí)際應(yīng)用中也存在各種問題。

1. 當(dāng)前項(xiàng)目造價（成本）領(lǐng)域軟件應(yīng)用的水平及存在問題分析

1.1. 當(dāng)前項(xiàng)目造價（成本）領(lǐng)域軟件應(yīng)用發(fā)展的水平

當(dāng)前，在項(xiàng)目造價（成本）領(lǐng)域的應(yīng)用軟件，主要在于實(shí)現(xiàn)自動討價及工料分析。由于工作關(guān)系，筆者對目前市面上常用的幾款軟件都曾試用，總體來講，上述軟件具有準(zhǔn)確率高、換算方便、速度快等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了報表輸出的兼容性。也有部分軟件對實(shí)現(xiàn)自動算量功能做出了有益的嘗試，并取得一定的成果。根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)，這類軟件均較好的解決了建模、自動算量、工程量的匯總及定額的套用等手工計算中費(fèi)工費(fèi)時的工作，有些更是具備了能直接調(diào)用電子圖檔的功能，省卻了大量的建模時間，取得了較好的應(yīng)用效果。

1.2.工程量自動計算的意義

傳統(tǒng)的手工計算工程量，其基本過程無非是翻閱圖紙、熟悉資料、列計算式、計算分項(xiàng)工程量、匯總工程量、套用單價。很顯然，這極為費(fèi)力費(fèi)時，需要細(xì)心和極大的耐心，稍有不慎則容易出錯，效率低下。

而工程量的自動計算基本過程如下：建模、校核、自動計算、自動套用定額子目或生成工程量清單項(xiàng)目。

工程量的軟件計算最大的優(yōu)越之處在于實(shí)現(xiàn)了工程量的自動化、智能化：

1）實(shí)現(xiàn)了構(gòu)件交接處的自動扣減；

2）實(shí)現(xiàn)了工程量的自動分類匯總及報表輸出；

3）建模時標(biāo)準(zhǔn)層可直接復(fù)制，非標(biāo)準(zhǔn)層可稍加修改，成倍的提高了工效。

相較于手工計算，用軟件計算的功效是手工計算的至少4～5倍。筆者本人曾作過專門比較，同一棟框架結(jié)構(gòu)宿舍樓，手工計算工程量到匯總得出分部分項(xiàng)工程量約需2～3天，而用軟件計算從建模到輸出工程量總共只用了不到10個小時，孰優(yōu)孰劣，一目了然。

工程量的自動計算，不僅是項(xiàng)目建設(shè)初期及竣工階段造價（成本）管理工作的需要，也是工程項(xiàng)目實(shí)施過程中管理工作的需要。項(xiàng)目管理中經(jīng)常要做到對部分樓層、部分構(gòu)件或部分材料的分項(xiàng)匯總，用手工計算容易出現(xiàn)統(tǒng)計錯誤，而軟件則可以在幾十秒鐘之內(nèi)實(shí)現(xiàn)上述功能。不僅如此，在招投標(biāo)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)快速投標(biāo)、在工程竣工決算審計中能起到減少重復(fù)計算、提高功效的作用。正由于此，筆者認(rèn)為，應(yīng)在項(xiàng)目造價（成本）領(lǐng)域大力推廣工程量的自動計算。

1.3.當(dāng)前算量類軟件在項(xiàng)目造價（成本）領(lǐng)域應(yīng)用中存在的問題

通過對上述部分具備算量功能的軟件的使用，總體感覺目前的此類軟件普遍存在如下缺點(diǎn)：

1）軟件的智能化程度不高，需大量的人工干預(yù)，操作繁瑣，容易出錯；

2）對于建筑造型獨(dú)特、不規(guī)則的建筑物建模有困難，如對墻面的一些非常規(guī)裝飾不能方便的建模甚至無法建模；

3）計算公式的輸出不規(guī)范，不符合人們的手工計算習(xí)慣，難以閱讀，不便于核對和查錯；

4）盡管部分軟件聲稱具備能直接調(diào)用設(shè)計院的電子圖檔的功能，但實(shí)際應(yīng)用中其效果并不理想；

5） 部分人士感覺其計算過程 “暗箱”化，對軟件的計算結(jié)果不完全放心。

現(xiàn)實(shí)的情況就是，用傳統(tǒng)的手工計算匯總工程量，然后手工錄入套價軟件。在其他的如工程技術(shù)設(shè)計領(lǐng)域早已解決的設(shè)計過程信息化，在項(xiàng)目造價（成本）領(lǐng)域還是未能實(shí)現(xiàn)。

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2. 當(dāng)前項(xiàng)目造價（成本）領(lǐng)域信息化發(fā)展中存在問題的原因分析

筆者認(rèn)為，當(dāng)前在項(xiàng)目造價（成本）領(lǐng)域信息化水平低、造價（成本）管理中工程量的自動計算的自動化程度不高的原因是多方面的，概略分析，主要存在以下幾個方面的原因：

2.1由于傳統(tǒng)上對項(xiàng)目造價（成本）管理的忽視和方法的失誤，導(dǎo)致相當(dāng)長的一段時間內(nèi)存在輕視“預(yù)決算”人員的傾向，造成長期以來工程造價類專業(yè)人士整體素質(zhì)不高。盡管近年來國家推行“注冊造價工程師”考試制度已在一定程度上扭轉(zhuǎn)了這一現(xiàn)象，但現(xiàn)實(shí)中也的確存在部分民工或非“科班”出身的人士在從事工程造價管理工作——“預(yù)決算”，無疑他們的專業(yè)上的綜合素養(yǎng)和接受新鮮事物的能力有限，部分甚至有排斥心理，導(dǎo)致造價類應(yīng)用軟件的推廣受到極大的限制。

2.2由于算量類軟件都需要建模——圖形的輸入，其操作較為繁瑣。多數(shù)軟件的建模依賴于設(shè)計繪圖軟件諸如PKPM、AutoCAD等圖形平臺軟件的支持，而這一類軟件對使用者的起點(diǎn)要求較高，限制了算量軟件的廣泛應(yīng)用。

2.3有些聲稱能直接調(diào)用電子圖檔的軟件，在實(shí)際應(yīng)用中其效果不盡理想。由于繪圖類軟件種類繁多，標(biāo)準(zhǔn)不一，數(shù)據(jù)接口規(guī)范不盡統(tǒng)一，導(dǎo)致造價算量類軟件在讀入圖紙時錯誤頻出、修改量大，使得其宣稱的功能大打折扣，影響了軟件的推廣。

2.4由于算量軟件的使用受到諸多限制，加之一些業(yè)務(wù)部門平時工作任務(wù)繁重，認(rèn)識有限，導(dǎo)致現(xiàn)實(shí)中對算量類軟件的推廣產(chǎn)生了極大的阻力，應(yīng)用范圍非常為有限。銷售量的有限導(dǎo)致了其開發(fā)和推廣成本的居高不下，使得此類軟件的售價較高，又更限制了其使用范圍的擴(kuò)大，一定程度上形成了非良性循環(huán)。

3.對于推廣算量類軟件的幾點(diǎn)思考

顯然，當(dāng)前我國項(xiàng)目造價（成本）領(lǐng)域計算機(jī)及軟件應(yīng)用水平還有待于進(jìn)一步提高。為做好造價管理中算量軟件的推廣和應(yīng)用水平，筆者認(rèn)為應(yīng)做好以下幾個方面：

3.1 政府及有關(guān)管理部門的應(yīng)加強(qiáng)引導(dǎo)和推廣力度

我國建設(shè)工程項(xiàng)目管理界每一次大規(guī)模、深層次的變革均有政府和相關(guān)管理部門的大力推動。因此，在項(xiàng)目造價（成本）領(lǐng)域推廣工程量的自動計算也有賴于政府和管理部門的大力引導(dǎo)和推動。各地的造價總站應(yīng)在軟件開發(fā)、軟件推廣、人員培訓(xùn)及資源和信息的共享、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制訂和協(xié)調(diào)等方面為軟件的開發(fā)者和使用者提供比以前更大的支持力度。

3.2 加強(qiáng)和其他相關(guān)領(lǐng)域的協(xié)作

眾所周知，一個商業(yè)軟件的生命力取決于其所能實(shí)現(xiàn)的功能和兼容性、易用性、穩(wěn)定性。如能實(shí)現(xiàn)算量軟件和設(shè)計繪圖軟件之間數(shù)據(jù)的無縫鏈接，真正做到算量軟件能直接調(diào)用電子圖檔，簡化建模，無疑是功能和兼容性上的一大進(jìn)步。但兼容性則不是某一家軟件公司所能解決的，這就需要國家或行業(yè)協(xié)會等出面，在設(shè)計制圖規(guī)范、數(shù)據(jù)接口等方面召集建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備及軟件開發(fā)等方面專業(yè)人士協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，將能促進(jìn)工程項(xiàng)目管理界信息的標(biāo)準(zhǔn)化和集成化，減少社會公共成本和重復(fù)成本，能極大的促進(jìn)算量軟件的推廣和使用。

3.3促進(jìn)部分軟件開發(fā)商之間的橫向合作

某些自動算量軟件在開過程中和繪圖軟件開發(fā)商合作，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳遞的無縫連接，但同一套軟件在讀入由其他繪圖軟件繪制的施工圖時卻需大量的人工干預(yù)，費(fèi)時費(fèi)力。在政府和管理部門暫時還不能實(shí)現(xiàn)對軟件開發(fā)的協(xié)調(diào)的情況下，促進(jìn)繪圖類軟件開發(fā)商和算量軟件開發(fā)的橫向聯(lián)合，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接口統(tǒng)一規(guī)范，不失為解決問題的有效途徑。同時應(yīng)鼓勵有實(shí)力的繪圖軟件開發(fā)商在自身的圖形平臺上開發(fā)算量功能模塊。

4. 結(jié)束語

綜上所述，筆者認(rèn)為：

4.1當(dāng)前，我國的項(xiàng)目造價（成本）領(lǐng)域的軟件應(yīng)用已取得一定成績，但遠(yuǎn)不能和其他領(lǐng)域相提并論；目前所存在的主要問題是還未能最終實(shí)現(xiàn)工程量的自動計算。

篇（3）

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篇（4）

ThomsonScientific國家科學(xué)指標(biāo)數(shù)據(jù)庫2004年數(shù)據(jù)顯示，中國數(shù)學(xué)論文在1999~2003年間篇均引文次數(shù)為1.03，同期國際數(shù)學(xué)論文篇均引文次數(shù)是1.3,這表明中國數(shù)學(xué)研究的影響力正在向世界平均水平靠近。相較于物理學(xué)、化學(xué)和材料科學(xué)等領(lǐng)域，中國數(shù)學(xué)研究的國際影響力是最高的。

我們以美國《數(shù)學(xué)評論》(MR)光盤(1993-2005/05嚴(yán)為數(shù)據(jù)來源,用統(tǒng)計數(shù)據(jù)揭示國際數(shù)學(xué)論文的宏觀產(chǎn)出結(jié)構(gòu)。通過對《MR》收錄中國學(xué)者發(fā)表數(shù)學(xué)論文每年的總量及其在63個分支上的分布統(tǒng)計，將中國數(shù)學(xué)論文的產(chǎn)出置于一個相對明晰的國際背景之下，借以觀察中國數(shù)學(xué)的發(fā)展態(tài)勢。此外，我們還以中國科學(xué)院文獻(xiàn)情報中心《中國數(shù)學(xué)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫》（CMDDP為數(shù)據(jù)來源，統(tǒng)計了中國數(shù)學(xué)論文在63個分支領(lǐng)域的分布，并對其中獲國家自然科學(xué)基金資助或國家自然科學(xué)基金委員會數(shù)學(xué)天元基金資助的論文情況進(jìn)行了定量分析。上述數(shù)據(jù)庫均采用國際同行認(rèn)可的《數(shù)學(xué)主題分類表》（MSC),分別在國際、國內(nèi)數(shù)學(xué)領(lǐng)域具有一定的影響力和相當(dāng)規(guī)模的用戶群。

《MR》光盤收錄發(fā)表在專業(yè)期刊、大學(xué)學(xué)報及專著上的數(shù)學(xué)論文，其收錄范圍非常廣泛。1993~2004年共收錄論文769680篇，其中有74988篇是由中國學(xué)者參與完成的，我們稱之為中國論文。這里中國論文是指《MR》的論文作者中至少有一位作者是來自于中國(即《MR》光盤中所標(biāo)注的“PRC”）。12年中，中國論文數(shù)占世界論文總數(shù)的9.74%。

《CMDD》收錄中國國內(nèi)出版的約300種數(shù)學(xué)專業(yè)期刊、大學(xué)學(xué)報及專著上刊登的數(shù)學(xué)論文，此外，還收錄了80種國外出版的專業(yè)期刊上中國學(xué)者發(fā)表的論文，并對那些獲國家自然科學(xué)基金或國家自然科學(xué)基金委員會數(shù)學(xué)天元基金資助的論文進(jìn)行了特別標(biāo)注。

2.1《MR》收錄中國論文的統(tǒng)計分析

考慮到二次文獻(xiàn)的收錄時差，為保證數(shù)據(jù)的完整性，選取的是1993~2004年的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，檢索結(jié)果如圖1所示。數(shù)據(jù)顯示，《MR》12年來收錄的中國論文呈現(xiàn)出穩(wěn)步增長的勢頭,中國論文的增長速度要大于《MR》總論文數(shù)的增長速度。

2.2《MR》收錄論文在數(shù)學(xué)各分支上的分布

為避免重復(fù)計數(shù)，在對63個數(shù)學(xué)分支進(jìn)行統(tǒng)計時,均按第一分類號統(tǒng)計。按2000年《MSC》提出的修訂方案，將1993~1999年的數(shù)據(jù)進(jìn)行了合并和調(diào)整。圖2顯示了國際數(shù)學(xué)論文在63個數(shù)學(xué)分支上的分布。

數(shù)學(xué)各分支占論文總產(chǎn)出的百分比在一定程度上反映了該領(lǐng)域的研究規(guī)模，而相應(yīng)分支學(xué)科的研究熱點(diǎn)變化也是統(tǒng)計中著重揭示的問題。在實(shí)際統(tǒng)計中，跟蹤熱點(diǎn)變化主要是通過這63個數(shù)學(xué)分支的時間序列分析完成的。統(tǒng)計數(shù)據(jù)揭示的主要特征和趨勢如下：1993?2004年，國際數(shù)學(xué)或與數(shù)學(xué)相關(guān)論文產(chǎn)出百分比最高的前10個分支依次是：量子理論（81)、統(tǒng)計學(xué)（62)、計算機(jī)科學(xué)（68)、偏微分方程（35)、數(shù)值分析（65)、概率論與隨機(jī)過程（60)、組合論（05)、運(yùn)籌學(xué)和數(shù)學(xué)規(guī)劃（90)、系統(tǒng)論/控制（93)、常微分方程（34),這10個分支的產(chǎn)出占總體產(chǎn)出的42.5%。

隹某些分支領(lǐng)域表現(xiàn)出良好的增長勢頭，如統(tǒng)計學(xué)領(lǐng)域的論文數(shù)量近3~4年增長較快，有取代量子力學(xué)成為現(xiàn)代數(shù)學(xué)最大板塊的趨勢。對統(tǒng)計學(xué)進(jìn)一步按照次級主題分類進(jìn)行統(tǒng)計，結(jié)果表明論文產(chǎn)出主要集中在非參數(shù)推斷（62G)方向（見圖3)。

2.3《MR》〉收錄中國論文在數(shù)學(xué)各分支上的分布

MR收錄中國學(xué)者的數(shù)學(xué)論文的主要特點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾個方面：

參1993~2004年論文產(chǎn)出百分比最髙的前10個分支領(lǐng)域依次是偏微分方程（35)、數(shù)值分析（65)、常微分方程（34)、系統(tǒng)論/控制（93)，運(yùn)籌學(xué)和數(shù)學(xué)規(guī)劃（90)、統(tǒng)計學(xué)（62)、組合論（05)、概率論與隨機(jī)隨機(jī)過程（60)、動力系統(tǒng)和遍歷理論（37)、算子理論（47)，這10個分支的產(chǎn)出占總體產(chǎn)出的52.25%。

偏微分方程（35)是中國數(shù)學(xué)論文產(chǎn)出的最大分支，對偏微分方程的二級分類進(jìn)行細(xì)分，結(jié)果見圖5。

從圖中可以看出數(shù)理方程及在其它領(lǐng)域的應(yīng)用（35Q)所占比重較大。同時，根據(jù)對35Q的下一級分類的追蹤發(fā)現(xiàn)，關(guān)于KdV-like方程（35Q53)、NLS-like方程(35Q55)的論文有增加的趨勢。

差分方程（39)、Fourier分析（42)、計算機(jī)科學(xué)（68)、運(yùn)籌學(xué)和數(shù)學(xué)規(guī)劃（90)、對策論/經(jīng)濟(jì)/社會科學(xué)和行為科學(xué)（91)、系統(tǒng)論/控制（93)、信息和通訊/電路（94)表現(xiàn)出一定的增長勢頭。

結(jié)合環(huán)和結(jié)合代數(shù)（16)、逼近與展開（41)、一般拓?fù)鋵W(xué)（54)、大范圍分析/流形上的分析（58)、概率論與隨機(jī)過程（60)等表現(xiàn)出下降趨勢。

與《MR》收錄數(shù)據(jù)的主題分布所不同的是中國的量子力學(xué)和統(tǒng)計學(xué)均沒有進(jìn)入前5名，量子力學(xué)排到了第12位，且有下降趨勢。計算機(jī)科學(xué)（68)、常微分方程（34)在《MR》中分別排在第3位和第10位，而中國數(shù)學(xué)論文中，常微分方程位居第3，計算機(jī)科學(xué)位居第11。

1993~2004年《中國數(shù)學(xué)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫》收錄論文統(tǒng)計分析

1993~2004年《CMDD》收錄中國學(xué)者發(fā)表的論文總數(shù)達(dá)到93139篇。從這些論文在63個數(shù)學(xué)分支上的分布中可以看出，這63個數(shù)學(xué)分支學(xué)科的發(fā)展是不平衡的。對這63個數(shù)學(xué)分支的論文產(chǎn)出的時間序列分析發(fā)現(xiàn)，有些分支增長較快，如運(yùn)籌學(xué)和數(shù)學(xué)規(guī)劃（90),對策論/經(jīng)濟(jì)/社會科學(xué)和行為科學(xué)（91),有的變化不大，如幾何學(xué)(51-52)。

通過對《CMDD》的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，表明中國數(shù)學(xué)文獻(xiàn)的學(xué)科分布有如下特點(diǎn)：

參1993?2004年論文產(chǎn)出百分比最高的前10個數(shù)學(xué)分支依次是數(shù)值分析（65)、運(yùn)籌學(xué)和數(shù)學(xué)規(guī)劃（90)、常微分方程（34)、偏微分方程（35)、統(tǒng)計學(xué)（62)、系統(tǒng)論/控制（93)、計算機(jī)科學(xué)（68)、組合論（05)、概率論與隨機(jī)過程（60)、對策論/經(jīng)濟(jì)/社會科學(xué)和行為科學(xué)(91)，這10個分支的產(chǎn)出占總體產(chǎn)出的56.0%。

一些分支表現(xiàn)出良好的成長性。如數(shù)理邏輯與基礎(chǔ)（03)、矩陣論（15)、實(shí)函數(shù)（26)、測度與積分(28)、動力系統(tǒng)和遍歷理論（37)、Fourier分析（42)、變分法與最優(yōu)控制/最優(yōu)化（49)，運(yùn)籌學(xué)和數(shù)學(xué)規(guī)劃(90)、對策論/經(jīng)濟(jì)/社會科學(xué)和行為科學(xué)（91)、生物學(xué)和其它自然科學(xué)（92)、系統(tǒng)論/控制（93)、信息和通訊/電路（94)。

參一些分支所占比重下降。如逼近與展開（41)、一般拓?fù)鋵W(xué)（54)、概率論與隨機(jī)過程（60)、統(tǒng)計學(xué)(62)、數(shù)值分析（65)等。

參在排名位于前10位的數(shù)學(xué)分支中，量子理論(81)在《MR》、PRC(《MR》的中國論文）和《CMDD》中所占比重有較大的差異，其余的9個分支盡管所占比重不同但基本上都能進(jìn)人分布的前10名，例如，計算機(jī)科學(xué)（68〉在《MR》數(shù)據(jù)組的排名是第3位，到PRC和《CMDD》數(shù)據(jù)組就下降到第11位和第7位，在《MR?數(shù)據(jù)組的排名分別是第8位和第10位的運(yùn)籌學(xué)和數(shù)學(xué)規(guī)劃（90)和常微分方程（34),在PRC數(shù)據(jù)組中，則上升到第5位和第3位，在《CMDD》數(shù)據(jù)組則為第2位和第3位。這些排名的變化可以部分地揭示出中國在量子理論、計算機(jī)科學(xué)的交叉研究等方面稍有欠缺，但在數(shù)值分析、運(yùn)籌學(xué)（含數(shù)學(xué)規(guī)劃）等方面，中國具有相對的競爭優(yōu)勢。

組合論（05)在《MR》、PRC和（(CMDD》中所占比重較為一致，分別位居第7、第7和第8位。數(shù)據(jù)表明組合論中的二級分類圖論（05C)的論文產(chǎn)出比例最高，對圖論主題進(jìn)行進(jìn)一步分析，發(fā)現(xiàn)這幾年成長較快的圖論領(lǐng)域的研究論文大多集中在圖和超圖的著色（05C15),其次是因子、匹配、覆蓋和填裝(05C70)。在圖論的這兩個三級分類上，中國學(xué)者的論文產(chǎn)出與國外非常吻合。

    本文中的“基金資助”指的是國家自然科學(xué)基金或國家自然科學(xué)基金委員會數(shù)學(xué)天元基金的資助。為統(tǒng)計方便，二者統(tǒng)一按基金資助處理。1993~2004年《CMDD》收錄的獲基金資助的論文共計27662篇，受資助力度達(dá)到30%左右。表8顯示，獲基金資助的論文近年來有不斷上升的趨勢。2005年《中國數(shù)學(xué)文摘)>第6期附表1說明《中國數(shù)學(xué)文摘》和《CMDD》2005年收錄的論文受基金資助的比例達(dá)40%以上。《CMDD》收錄的獲基金資助的中國論文在數(shù)學(xué)各分支上的分布特點(diǎn)如下：

在數(shù)量上，前10個分支領(lǐng)域?yàn)椋簲?shù)值分析（65)、系統(tǒng)論/控制（93)、偏微分方程（35)、運(yùn)籌學(xué)和數(shù)學(xué)規(guī)劃（90)、計算機(jī)科學(xué)（68)、常微分方程（34)、統(tǒng)計學(xué)（62)、概率論與隨機(jī)過程（60)、組合學(xué)（05)、對策論/經(jīng)濟(jì)/社會科學(xué)和行為科學(xué)（91)，這10個分支占總體產(chǎn)出的60.2%。

篇（5）

【關(guān)鍵詞】 結(jié)構(gòu)化學(xué) 課程論文 創(chuàng)新思維

《結(jié)構(gòu)化學(xué)》是理科院校化學(xué)專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)理論專業(yè)課。這門課程以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)邏輯推導(dǎo)為基礎(chǔ)，建立比較抽象的理論概念，學(xué)生一般感到難學(xué)難懂。因此，學(xué)生易缺乏學(xué)習(xí)的積極性，影響到教學(xué)效果。根據(jù)結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)的特點(diǎn)，我們在教學(xué)中，設(shè)置課程論文作為激勵學(xué)生學(xué)習(xí)知識和評價教學(xué)效果的手段。對此， 我們在教學(xué)實(shí)踐中， 在掌握學(xué)生基本學(xué)習(xí)情況的基礎(chǔ)上，根據(jù)本課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)特點(diǎn)，設(shè)置與教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)要求相適應(yīng)的，注重理論研究和解釋實(shí)際實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的課程論文題目，引導(dǎo)學(xué)生嘗試應(yīng)用結(jié)構(gòu)化學(xué)/量子化學(xué)的理論計算結(jié)果來解釋化學(xué)實(shí)驗(yàn)，深入了解分子結(jié)構(gòu)和理論性質(zhì)，揭示其內(nèi)在規(guī)律性。從而在應(yīng)用理論的過程中加深對理論知識的認(rèn)識，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，取得較好的教學(xué)效果。

1 設(shè)置課程論文的重要性

與其他化學(xué)專業(yè)課程不同，《結(jié)構(gòu)化學(xué)》的內(nèi)容主要是抽象理論，缺乏合適的配套實(shí)驗(yàn)對所學(xué)理論知識進(jìn)行加深、拓寬和鞏固。該門課程的對象一般是大學(xué)三年級學(xué)生，具有相當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)專業(yè)知識。設(shè)置課程論文可以讓學(xué)生在搜尋研究對象或者范圍時，對以前專業(yè)知識進(jìn)行回顧和分析，思考大學(xué)一年級以來學(xué)習(xí)的知識是否存在可以采用結(jié)構(gòu)化學(xué)理論解釋的地方，引發(fā)學(xué)生對化學(xué)知識、原理和現(xiàn)象進(jìn)行思考，在自由選擇題目范圍的情況下，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)和研究興趣。在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課程論文研究時，注意講述一般科學(xué)研究的方法和步驟及科學(xué)工作者所應(yīng)當(dāng)具備的科學(xué)道德，全面提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課程論文撰寫時，著重講授一般論文的寫作格式，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維，提高學(xué)生的書面表達(dá)能力，形成一定論文寫作規(guī)范。這對于一般理工科學(xué)生尤其重要。設(shè)置的課程論文同時為四年級畢業(yè)論文研究階段所需要的邏輯思維和論文寫作打下基礎(chǔ)。

2 理論化學(xué)計算軟件的講授

讓學(xué)生進(jìn)行課程論文研究，首先必須先教導(dǎo)學(xué)生使用理論化學(xué)的計算軟件，讓計算軟件成為學(xué)生進(jìn)行課程論文研究的工具，所以教師本身需要對該類軟件非常熟悉，同時具備利用該類軟件進(jìn)行科學(xué)研究的能力和經(jīng)驗(yàn)，這對教師的教學(xué)和科研能力有較高的要求。在眾多量子化學(xué)理論計算軟件中，HyperChem比較適合一般學(xué)生使用。可視化軟件使深奧的理論計算結(jié)果形象化、直觀化進(jìn)行表達(dá)，讓學(xué)生好學(xué)易懂，同時操作簡單，適合用來作為課程論文研究的計算軟件。在實(shí)際教學(xué)中，我們只需要1學(xué)時就能教會學(xué)生有關(guān)HyperChem的基本操作和應(yīng)用于簡單的理論計算。譚君［1］介紹了HyperChem軟件的一些使用操作和特點(diǎn)，這里不再重復(fù)敘述。

3 科學(xué)研究思維和步驟的指導(dǎo)

授之以魚不若授之以漁，所以我們在課堂上，教導(dǎo)學(xué)生一般的科學(xué)研究思維和步驟。課堂上以苯環(huán)上親電取代反應(yīng)的定位規(guī)律作為計算例子，采用Hyperchem軟件計算各原子電荷并解釋定位規(guī)律的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。眾所周知，苯環(huán)上的取代基分為鄰對位定位基和間位定位基兩類。這里選擇了氨基和甲醛基分別作為鄰對位定位基和間位定位基兩類代表，通過計算其量子化學(xué)指數(shù)，討論其計算結(jié)果，從理論上解釋定位效應(yīng)。

首先分析影響親電反應(yīng)的因素。一般認(rèn)為碳原子的電子云密度是主要因素，所以我們可以通過計算苯環(huán)上的碳原子電荷來解析親電反應(yīng)規(guī)律。

在Hyperchem構(gòu)造并以PM3分別計算氨基苯和苯甲醛，按display中的labels，選定charge項(xiàng)，在分子中顯示各碳原子的電荷分布。

電荷分布顯示氨基苯上鄰位和對位的C原子帶負(fù)電荷，分別為-0.191和-0.169，均大于間位C原子電荷（-0.05），所以對于氨基苯來說，親電基團(tuán)會首先進(jìn)攻鄰位和對位。而在苯甲醛的情況恰好相反，間位C原子電荷為最負(fù)，為-0.119。親電基團(tuán)會首先進(jìn)攻間位。根據(jù)上述計算結(jié)果和討論，應(yīng)用原子電荷的規(guī)律變化很好地解釋了親電取代定位規(guī)則。

轉(zhuǎn)貼于 　　4 擬定結(jié)構(gòu)化學(xué)計算題目

自由選擇題目范圍，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)和研究興趣，教學(xué)中，我們設(shè)定以下方向（題目）：

① 藥物分子的結(jié)構(gòu)與活性關(guān)系

通過對分子的結(jié)構(gòu)計算，討論結(jié)構(gòu)與活性關(guān)系，尋找分子活性中心和主要影響活性的因素。

② 化學(xué)反應(yīng)原理與規(guī)律解釋

以理論方法計算和解釋常見化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物與規(guī)律，如丁二烯的加成反應(yīng)。

③ 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

計算出分子的量化指數(shù)，尋找量化指數(shù)與分子性質(zhì)的關(guān)系，如HOMO、LUMO與顏色的關(guān)系。

④ 光譜的移動

研究分子結(jié)構(gòu)與光譜移動的關(guān)系，如分子中的鍵長的變化直接影響紅外吸收峰的移動。

⑤ 分子的結(jié)構(gòu)/構(gòu)型/構(gòu)象

以理論方法研究分子的結(jié)構(gòu)、具體構(gòu)型和構(gòu)象。

⑥ 分子間的相互作用

分子間的作用一般為氫鍵和范德華作用，與化合鍵作用相比，屬于弱作用，是生物大分子主要相互作用。

5 論文指導(dǎo)與創(chuàng)新思維模式的培育

創(chuàng)新思維的特征是求同與求異的統(tǒng)一、發(fā)散與收斂思維的統(tǒng)一、敏銳的直覺與理論思維的統(tǒng)一。課程論文布置下去以后，學(xué)生在對課題的思考會有許多新的問題和新的想法，我們要鼓勵學(xué)生在對新的問題進(jìn)行創(chuàng)新思維。安排課程討論，將學(xué)生的想法在課堂上討論，尊重學(xué)生的新想法，引導(dǎo)學(xué)生將課堂學(xué)習(xí)的結(jié)構(gòu)化學(xué)理論知識應(yīng)用于課程論文研究中。

具有獨(dú)立思考判斷能力是學(xué)生創(chuàng)新思維模式的主要表現(xiàn)。傳統(tǒng)教師講、學(xué)生聽的缺乏互動的教學(xué)模式已表現(xiàn)出許多弊端，影響了學(xué)生獨(dú)立思考和動手的素質(zhì)及其能力的形成。學(xué)生自己選題，成為培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考判斷能力跨出的第一步，也是重要的一步。獨(dú)立開展課程論文研究，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考判斷能力。因此，教學(xué)的重點(diǎn)應(yīng)放在課程論文研究的過程上，而非結(jié)論。教會學(xué)生從抽象的數(shù)理推導(dǎo)中評選出適合個體所需的條件。同時，學(xué)生只有具備獨(dú)立的思考判斷能力和獲取知識的能力，才能在終身教育過程中面對日新月異的世界，不斷實(shí)現(xiàn)知識的更新［2］。

【參考文獻(xiàn)】

篇（6）

谷歌去年的研發(fā)開支達(dá)到80億美元。為了在互聯(lián)網(wǎng)搜索和在線廣告等市場保持領(lǐng)先地位，谷歌目前正在開發(fā)一些新的計算機(jī)技術(shù)。在科技行業(yè)中的一些人看來，量子技術(shù)是計算機(jī)進(jìn)行海量數(shù)據(jù)分析的一種革命性方式。這種新技術(shù)對谷歌的主要業(yè)務(wù)尤其有幫助，對它的新項(xiàng)目――如聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和聯(lián)網(wǎng)汽車――也是有用的。

“在一個硬件研發(fā)團(tuán)隊(duì)的協(xié)助下，量子人工智能研究小組現(xiàn)在能夠落實(shí)新的設(shè)計并測試新的產(chǎn)品。”谷歌在博客中寫道。

在整理和分析海量數(shù)據(jù)方面，量子計算機(jī)將具有比傳統(tǒng)計算機(jī)更快的解決速度。谷歌量子人工智能小組成員馬蘇德?莫森（Masoud Mohseni）曾經(jīng)與人合作撰寫過具有領(lǐng)先學(xué)術(shù)水平的量子技術(shù)論文。谷歌也一直被視為這一新技術(shù)革命的領(lǐng)導(dǎo)力量之一。

此外，谷歌的競爭對手微軟也在進(jìn)軍這個新領(lǐng)域，并建立了一個名為“量子架構(gòu)和計算（Quantum Architectures and Computation Group）”的研究小組。

探秘量子計算機(jī)

量子計算機(jī)，早先由理查德?費(fèi)曼提出，一開始是從物理現(xiàn)象的模擬而來的。可他發(fā)現(xiàn)當(dāng)模擬量子現(xiàn)象時，因?yàn)辇嫶蟮南柌乜臻g使資料量也變得龐大，一個完好的模擬所需的運(yùn)算時間變得相當(dāng)可觀，甚至是不切實(shí)際的天文數(shù)字。理查德?費(fèi)曼當(dāng)時就想到，如果用量子系統(tǒng)構(gòu)成的計算機(jī)來模擬量子現(xiàn)象，則運(yùn)算時間可大幅度減少。量子計算機(jī)的概念從此誕生。

從物理層面上來看，量子計算機(jī)不是基于普通的晶體管，而是使用自旋方向受控的粒子（比如質(zhì)子核磁共振）或者偏振方向受控的光子（學(xué)校實(shí)驗(yàn)大多用這個）等等作為載體。當(dāng)然從理論上來看任何一個多能級系統(tǒng)都可以作為量子比特的載體。

從計算原理上來看，量子計算機(jī)的輸入態(tài)既可以是離散的本征態(tài)（如傳統(tǒng)的計算機(jī)一樣），也可以是疊加態(tài)（幾種不同狀態(tài)的幾率疊加），對信息的操作從傳統(tǒng)的“和”，“或”，“與”等邏輯運(yùn)算擴(kuò)展到任何幺正變換，輸出也可以是疊加態(tài)或某個本征態(tài)。所以量子計算機(jī)會更加靈活，并能實(shí)現(xiàn)并行計算。

量子計算機(jī)或不再遙遠(yuǎn)

據(jù)外媒報道，美國普林斯頓大學(xué)研究人員近日設(shè)計出一種裝置，可以讓光子遵循實(shí)物粒子的運(yùn)動規(guī)律。現(xiàn)存的計算機(jī)是基于經(jīng)典力學(xué)研發(fā)而成的，在解釋量子力學(xué)方面有很大局限性。量子計算機(jī)（quantum computer）是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算、存儲及處理量子信息的物理裝置。

研究人員制作出一種超導(dǎo)體，里面有1000億個原子，在聚集起來之后，眾多原子如同一個大的“人工原子”。科學(xué)家把“人工原子”放在載有光子的超導(dǎo)電線上，結(jié)果顯示，光子在“人工原子”的影響下改變了原有的運(yùn)動軌跡，開始呈現(xiàn)實(shí)物粒子的性質(zhì)。例如，在正常情況下，光子之間是互不干涉的，但是在這一裝置里，光子開始相互影響，呈現(xiàn)出液體和固體粒子的運(yùn)動特性，光子的這種運(yùn)動“前所未有”。

現(xiàn)存的計算機(jī)是基于經(jīng)典力學(xué)研發(fā)而成的，在解釋量子力學(xué)方面有很大局限性。量子計算機(jī)（quantum computer）是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算、存儲及處理量子信息的物理裝置。研究人員稱，在改變光子的運(yùn)動規(guī)律之后，量子計算機(jī)的發(fā)明也許不再遙遠(yuǎn)。

就我國量子計算機(jī)而言，相關(guān)研究也一直處于世界領(lǐng)先水平。早在2013年12月30日，美國物理學(xué)會《物理》雜志就公布了2013年度國際物理學(xué)領(lǐng)域的十一項(xiàng)重大進(jìn)展，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉教授及其同事張強(qiáng)、馬雄峰和陳騰云等“利用測量器件無關(guān)量子密鑰分發(fā)解決量子黑客隱患”的研究成果位列其中。

《物理》雜志以“量子勝利的一年――但還沒有量子計算機(jī)”為題報道了中國科學(xué)家成功解決量子黑客隱患這一重要成果。

篇（7）

量子化學(xué)是將量子力學(xué)的原理應(yīng)用到化學(xué)中而產(chǎn)生的一門學(xué)科，經(jīng)過化學(xué)家們的努力，量子化學(xué)理論和計算方法在近幾十年來取得了很大的發(fā)展，在定性和定量地闡明許多分子、原子和電子尺度級問題上已經(jīng)受到足夠的重視。目前，量子化學(xué)已被廣泛應(yīng)用于化學(xué)的各個分支以及生物、醫(yī)藥、材料、環(huán)境、能源、軍事等領(lǐng)域，取得了豐富的理論成果，并對實(shí)際工作起到了很好的指導(dǎo)作用。本文僅對量子化學(xué)原理及方法在材料、能源和生物大分子體系研究領(lǐng)域做一簡要介紹。

一、 在材料科學(xué)中的應(yīng)用

（一）在建筑材料方面的應(yīng)用

水泥是重要的建筑材料之一。1993年，計算量子化學(xué)開始廣泛地應(yīng)用于許多水泥熟料礦物和水化產(chǎn)物體系的研究中，解決了很多實(shí)際問題。

鈣礬石相是許多水泥品種的主要水化產(chǎn)物相之一，它對水泥石的強(qiáng)度起著關(guān)鍵作用。程新等[1 ，2]在假設(shè)材料的力學(xué)強(qiáng)度決定于化學(xué)鍵強(qiáng)度的前提下，研究了幾種鈣礬石相力學(xué)強(qiáng)度的大小差異。計算發(fā)現(xiàn)，含Ca 鈣礬石、含Ba 鈣礬石和含Sr 鈣礬石的Al -O鍵級基本一致，而含Sr 鈣礬石、含Ba 鈣礬石中的Sr，Ba 原子鍵級與Sr-O，Ba -O共價鍵級都分別大于含Ca 鈣礬石中的Ca 原子鍵級和Ca -O共價鍵級，由此認(rèn)為，含Sr 、Ba 硫鋁酸鹽的膠凝強(qiáng)度高于硫鋁酸鈣的膠凝強(qiáng)度[3]。

將量子化學(xué)理論與方法引入水泥化學(xué)領(lǐng)域，是一門前景廣闊的研究課題，它將有助于人們直接將分子的微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能聯(lián)系起來，也為水泥材料的設(shè)計提供了一條新的途徑[3]。

（二） 在金屬及合金材料方面的應(yīng)用

過渡金屬(Fe 、Co、Ni)中氫雜質(zhì)的超精細(xì)場和電子結(jié)構(gòu)，通過量子化學(xué)計算表明，含有雜質(zhì)石原子的磁矩要降低，這與實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常一致。閔新民等[4]通過量子化學(xué)方法研究了鑭系三氟化物。結(jié)果表明，在LnF3中Ln原子軌道參與成鍵的次序是：d＞f＞p＞s，其結(jié)合能計算值與實(shí)驗(yàn)值定性趨勢一致。此方法還廣泛用于金屬氧化物固體的電子結(jié)構(gòu)及光譜的計算[5]。再比如說，NbO2是一個在810℃具有相變的物質(zhì)(由金紅石型變成四方體心)，其高溫相的NbO2的電子結(jié)構(gòu)和光譜也是通過量子化學(xué)方法進(jìn)行的計算和討論，并通過計算指出它和低溫NbO2及其等電子化合物VO2在性質(zhì)方面存在的差異[6]。

量子化學(xué)方法因其精確度高，計算機(jī)時少而廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)中，并取得了許多有意義的結(jié)果。隨著量子化學(xué)方法的不斷完善，同時由于電子計算機(jī)的飛速發(fā)展和普及，量子化學(xué)在材料科學(xué)中的應(yīng)用范圍將不斷得到拓展，將為材料科學(xué)的發(fā)展提供一條非常有意義的途徑[5]。

二、在能源研究中的應(yīng)用

（一）在煤裂解的反應(yīng)機(jī)理和動力學(xué)性質(zhì)方面的應(yīng)用

煤是重要的能源之一。近年來隨著量子化學(xué)理論的發(fā)展和量子化學(xué)計算方法以及計算技術(shù)的進(jìn)步，量子化學(xué)方法對于深入探索煤的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)性之間的關(guān)系成為可能。

量子化學(xué)計算在研究煤的模型分子裂解反應(yīng)機(jī)理和預(yù)測反應(yīng)方向方面有許多成功的例子， 如低級芳香烴作為碳/ 碳復(fù)合材料碳前驅(qū)體熱解機(jī)理方面的研究已經(jīng)取得了比較明確的研究結(jié)果。由化學(xué)知識對所研究的低級芳香烴設(shè)想可能的自由基裂解路徑，由Guassian 98 程序中的半經(jīng)驗(yàn)方法UAM1 、在UHF/ 3-21G*水平的從頭計算方法和考慮了電子相關(guān)效應(yīng)的密度泛函UB3L YP/ 3-21G*方法對設(shè)計路徑的熱力學(xué)和動力學(xué)進(jìn)行了計算。由理論計算方法所得到的主反應(yīng)路徑、熱力學(xué)變量和表觀活化能等結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比有較好的一致性，對煤熱解的量子化學(xué)基礎(chǔ)的研究有重要意義[7]。 轉(zhuǎn)貼于

（二）在鋰離子電池研究中的應(yīng)用

鋰離子二次電池因?yàn)榫哂须娙萘看蟆⒐ぷ麟妷焊摺⒀h(huán)壽命長、安全可靠、無記憶效應(yīng)、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，被人們稱之為“最有前途的化學(xué)電源”，被廣泛應(yīng)用于便攜式電器等小型設(shè)備，并已開始向電動汽車、軍用潛水艇、飛機(jī)、航空等領(lǐng)域發(fā)展。

鋰離子電池又稱搖椅型電池，電池的工作過程實(shí)際上是Li + 離子在正負(fù)兩電極之間來回嵌入和脫嵌的過程。因此，深入鋰的嵌入-脫嵌機(jī)理對進(jìn)一步改善鋰離子電池的性能至關(guān)重要。Ago 等[8] 用半經(jīng)驗(yàn)分子軌道法以C32 H14作為模型碳結(jié)構(gòu)研究了鋰原子在碳層間的插入反應(yīng)。認(rèn)為鋰最有可能摻雜在碳環(huán)中心的上方位置。Ago 等[9 ] 用abinitio 分子軌道法對摻鋰的芳香族碳化合物的研究表明，隨著鋰含量的增加，鋰的離子性減少，預(yù)示在較高的摻鋰狀態(tài)下有可能存在一種Li - C 和具有共價性的Li - Li 的混合物。Satoru 等[10] 用分子軌道計算法，對低結(jié)晶度的炭素材料的摻鋰反應(yīng)進(jìn)行了研究，研究表明，鋰優(yōu)先插入到石墨層間反應(yīng)，然后摻雜在石墨層中不同部位里[11]。

隨著人們對材料晶體結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步認(rèn)識和計算機(jī)水平的更高發(fā)展，相信量子化學(xué)原理在鋰離子電池中的應(yīng)用領(lǐng)域會更廣泛、更深入、更具指導(dǎo)性。

三、 在生物大分子體系研究中的應(yīng)用

生物大分子體系的量子化學(xué)計算一直是一個具有挑戰(zhàn)性的研究領(lǐng)域，尤其是生物大分子體系的理論研究具有重要意義。由于量子化學(xué)可以在分子、電子水平上對體系進(jìn)行精細(xì)的理論研究，是其它理論研究方法所難以替代的。因此要深入理解有關(guān)酶的催化作用、基因的復(fù)制與突變、藥物與受體之間的識別與結(jié)合過程及作用方式等，都很有必要運(yùn)用量子化學(xué)的方法對這些生物大分子體系進(jìn)行研究。毫無疑問，這種研究可以幫助人們有目的地調(diào)控酶的催化作用，甚至可以有目的地修飾酶的結(jié)構(gòu)、設(shè)計并合成人工酶；可以揭示遺傳與變異的奧秘， 進(jìn)而調(diào)控基因的復(fù)制與突變，使之造福于人類；可以根據(jù)藥物與受體的結(jié)合過程和作用特點(diǎn)設(shè)計高效低毒的新藥等等，可見運(yùn)用量子化學(xué)的手段來研究生命現(xiàn)象是十分有意義的。

綜上所述，我們可以看出在材料、能源以及生物大分子體系研究中，量子化學(xué)發(fā)揮了重要的作用。在近十幾年來，由于電子計算機(jī)的飛速發(fā)展和普及，量子化學(xué)計算變得更加迅速和方便。可以預(yù)言，在不久的將來，量子化學(xué)將在更廣泛的領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]程新. [ 學(xué)位論文] .武漢:武漢工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，1994

[2]程新，馮修吉.武漢工業(yè)大學(xué)學(xué)報，1995，17 (4) :12

[3]李北星，程新.建筑材料學(xué)報，1999，2(2):147

[4]閔新民，沈爾忠， 江元生等.化學(xué)學(xué)報，1990，48(10): 973

[5]程新，陳亞明.山東建材學(xué)院學(xué)報，1994，8(2):1

[6]閔新民.化學(xué)學(xué)報，1992，50(5):449

[7]王寶俊，張玉貴，秦育紅等.煤炭轉(zhuǎn)化，2003，26(1):1

[8]Ago H ，Nagata K， Yoshizaw A K， et al. Bull.Chem. Soc. Jpn.，1997，70:1717

篇（8）

科學(xué)背景

高中物理講過，原子中間是一個極小的原子核，是電子，不過原子層次的物理現(xiàn)象沒法用牛頓的經(jīng)典力學(xué)解釋，為了說清楚原子的事兒，物理學(xué)家們創(chuàng)立了量子理論。這個理論認(rèn)為物質(zhì)粒子也具有波的性質(zhì)；粒子也不像皮球那樣缺乏個性地沿著確定的路徑運(yùn)動，而是可以同時處于多種狀態(tài)，循著無窮多的任意路徑達(dá)到最終狀態(tài)。物理過程必須考慮所有可能路徑的總匯。

量子理論雖然如天書，卻是微觀世界真實(shí)的客觀規(guī)律。它不但用于原子能級、光譜、半導(dǎo)體、超導(dǎo)等現(xiàn)象，也被用于化學(xué)、生物等領(lǐng)域，還用來計算分子結(jié)構(gòu)以及解釋生物化學(xué)過程。沒有量子理論，孰不會有晶體管、集成電路、激光，也就不會有計算機(jī)與計算機(jī)通訊。可以說，量子的宏觀應(yīng)用已經(jīng)使人類從電氣時代進(jìn)入了微電子時代。

暈死人的量子世界

維蘭德來自于美國加州，中學(xué)時并不是最優(yōu)秀學(xué)生，在高中最后一年才對物理產(chǎn)生了興趣。大學(xué)原本讀的數(shù)學(xué)專業(yè)，后來才改學(xué)物理，拿到物理博士學(xué)位后在美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所當(dāng)研究員。他在那里干了37年，主要研究用離子束縛（iontrap）探索量子世界。

維蘭德與阿羅什的研究是直接操控并測試單個粒子的量子系統(tǒng)。對于維蘭德的實(shí)驗(yàn)，他的方法是用電場把單個離子（如汞離子）限制在一個勢阱（可以把它想象成一個無形牢籠）內(nèi)，就像用磁場把磁懸浮列車懸在空中一樣。這個離子在勢阱里只能來回運(yùn)動，無法逃逸出去。

被束縛在勢阱里的離子整體只能來回振動（你可以理解為折返跑），而離子內(nèi)部的電子也有不同的能級。這個振動的能量是量子化的，也就是一級一個臺階，只能在不同的能級之間跳躍。離子內(nèi)部的能量也是量子化的，也是一級一個臺階。

維蘭德的秘訣是調(diào)節(jié)激光的頻率，迫使離子內(nèi)部能級跳上一個臺階的同時讓它的振動能級跳下一階，這樣離子就會從內(nèi)部高能級回落到低能級，不斷重復(fù)下去達(dá)到降低振動能級的效果，使離子處于運(yùn)動能量最低的狀態(tài)。離子從高能級向低能級躍遷的時候釋放的能量轉(zhuǎn)換為一個光子，而光子的頻率正比于它的能量。在固體與氣體中，原子能級躍遷時的發(fā)光受到其他原子以及自身運(yùn)動的影響，導(dǎo)致頻率的擾動。而單個孤立的離子則不受這些因素的干擾，因而可以實(shí)現(xiàn)很高的頻率精度。在另一個實(shí)驗(yàn)中，通過不同的激光對離子照射，使它同時處于兩個量子狀態(tài)——這就是量子力學(xué)里“薛定諤的貓”，而且進(jìn)行了相應(yīng)的測量。在更為復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)中，三個離子形成量子纏繞狀態(tài)，構(gòu)成三個可以用于量子計算的量子位元（qubit）……過去對量子力學(xué)的檢驗(yàn)大多是基于統(tǒng)計結(jié)果，而通過對單個離子的精準(zhǔn)控制，維蘭德等人的各種實(shí)驗(yàn)與測量直接從微觀層次驗(yàn)證了量子力學(xué)。

阿羅什與維蘭德殊途同歸。他的實(shí)驗(yàn)是通過兩面鏡子來回反射把光子關(guān)進(jìn)一個空腔，通過測量這些光子對高能級原子的影響得出光子的量子信息。

篇（9）

該方法指出，不同類型的糾纏態(tài)與幾何形體即多面體有關(guān)，這些形體代表“空間”，也就是某種糾纏的可用空間。一種給定的狀態(tài)是否屬于某種多面體，可以通過檢測個別粒子來確定，而檢測方法有很多。新方法通過檢測個別粒子來描述糾纏態(tài)特征的可能性，不僅效率很高，而且不必同時檢測許多粒子，這是與其他方法的不同之處，也意味著它能擴(kuò)展到多粒子系統(tǒng)。

篇（10）

如果我們拋棄了光量子的沒有形狀的觀點(diǎn)而認(rèn)為光量子在傳播過程中始終存在寬度（此寬度不同于振幅，對于同頻率的光量子是一個定值，并且光量子的寬度可以互相疊加），就能很好的理解以上這些現(xiàn)象。按照這種假設(shè)，光從光源發(fā)出后，每個光量子在均勻的各向同性介質(zhì)中傳播時的路徑就不能簡單的看作一條直線或一列波，而是時刻保持一定寬度的‘波帶’的直線傳播過程。下面我將敘述一下我的假設(shè)性觀點(diǎn)，援引并解釋一下能用此觀點(diǎn)解釋的一些事實(shí)，我希望我的這個觀念對一些研究工作者在他們的研究中或許會顯得有用。

1 用惠更斯原理論證光的反射定律和折射定律時需要的條件和忽略的事實(shí)

我們首先通過惠更斯原理論證光的反射定律和折射定律。

如圖1所示，設(shè)想有一束平行光線（平行波）以入射角由介質(zhì)1射向它與介質(zhì)2的界面上，其邊緣光線1到達(dá)點(diǎn)。作通過點(diǎn)的波面，它與所有的入射光線垂直。光線1到達(dá)點(diǎn)的同時，光線2、3、···、n到達(dá)此波面上的點(diǎn)、、···、點(diǎn)。設(shè)光在介質(zhì)1中的速度為，則光線2、3、···、n分別要經(jīng)過一段時間、、···、后才能到達(dá)分界面、、···、各點(diǎn)，每條光線到達(dá)分界面上時都同時發(fā)射兩個次波，一個是向介質(zhì)1內(nèi)發(fā)射的反

圖1

射次波，另一個是向介質(zhì)2內(nèi)發(fā)射的透射次波。設(shè)光在介質(zhì)2內(nèi)速度為，在第n條光線到達(dá)的同時，由點(diǎn)發(fā)射的反射次波面和透射次波面分別是半徑為和的半球面。在此同時，光線2、3、···傳播到、、···各點(diǎn)后發(fā)出的反射次波面的半徑分別為、、···，而透射次波面的半徑為、、···。這些次波面一個比一個小，直到處縮成一個點(diǎn)。根據(jù)惠更斯原理，這些總擾動波面是這些次波面的包絡(luò)面。不難證明反射次波和透射次波的包絡(luò)面都是通過的平面。設(shè)反射次波總擾動的波面與各次波面相切于、、、···各點(diǎn)，而透射次波總擾動的波面與各次波面相切于、、、···各點(diǎn)，聯(lián)接次波源和切點(diǎn)，既得到總擾動的波線，亦即，、、、···為反射光線，、、、···為折射光線。

由于，直角三角形和全同，因而=，由圖1不難看出，=入射角，=反射角，故得到

這樣便導(dǎo)出了反射定律。由圖1還可以看出=折射角，因此

此外，于是

.

由此可見，入射角與折射角正玄之比為一常數(shù)，這樣我們便通過惠更斯原理導(dǎo)出了折射定律。

用惠更斯原理論證光的反射定律和折射定律是以1、2、3、···、n條平行光線為研究對象，這就是論證需要的條件。如果不以多條平行光線為研究對象，而只給定一個光量子，比如此量子沿光線1傳播，以上論證中將無法確定點(diǎn)和點(diǎn)的位置，就不能確定次波的總擾動波線，就無法確定反射光線和折射光線，再用惠更斯原理來解釋這一個光量子在界面處的反射定律和折射定律，將顯得無從下手。

所以說，用惠更斯原理論證光的反射定律和折射定律至少需要兩個或兩個以上的光量子，這就是用惠更斯原理解釋光的反射定律和折射定律時需要的條件。

另外如果考慮到古斯--漢申位移和半波損失，用惠更斯原理作出的光的反射光線將不是光的實(shí)際路線，而是反射光線的平行光線，雖然不影響論證光的反射定律，但是這也確實(shí)是它忽略的一個事實(shí)。

2用光量子的傳播寬度解釋光的折射定律

如果假設(shè)光量子在傳播過程中始終保持一定的寬度（此寬度不同于振幅，且不隨電場振動而變動），此寬度遠(yuǎn)大于原子直徑，并且光量子傳播過程中的每個邊緣都平行等光程且能體現(xiàn)光量子在介質(zhì)中傳播的所有特性，那么折射定律就可以做如下論證：

如圖2設(shè)想有一個光量子（任意的一個）以入射角，由介質(zhì)1射向它與介質(zhì)2的分界面上，光量子邊緣1到達(dá)介質(zhì)分界面上，同時邊緣2到達(dá)，聯(lián)接，則即為光量子的傳播寬度且垂直邊緣1和邊緣2，設(shè)光在介質(zhì)1中速度大于光在介質(zhì)2中速度，當(dāng)光量子邊緣1由進(jìn)入介質(zhì)2后速度突變?yōu)椋吘?速度仍為，由于光量子傳播寬度的邊緣必須保持同等光程，于是光量子傳播方向向法線方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，當(dāng)邊緣2經(jīng)過時間到達(dá)介質(zhì)分

圖2

界面上時邊緣1到達(dá)，又因?yàn)檫吘?速度和邊緣1速度之比為定值且光量子寬度不變，所以邊緣1的路徑和邊緣2的路徑是以延長線上某點(diǎn)為圓心的同心圓弧，且同等圓心角，所以延長線定過圓心。邊緣2經(jīng)過后進(jìn)入介質(zhì)2速度突變?yōu)椋c邊緣1變?yōu)橥伲饬孔觽鞑シ较虿辉倨D(zhuǎn)，邊緣1和邊緣2分別沿、上、點(diǎn)的切線方向傳播，可以看出光量子完全進(jìn)入介質(zhì)2后邊緣1和邊緣2依然平行。設(shè)邊緣1在介質(zhì)2內(nèi)以后的路徑上有一點(diǎn)，我們過點(diǎn)向下作法線的平行線并取這條線上下方一點(diǎn)，則垂直于介質(zhì)分界面，且為光量子的折射角，設(shè)為，再過作分界面的垂線交與分界面于點(diǎn)。

在圖2中不難證明：和

又有

于是

，

由于相等圓心角的同心圓弧半徑之比等于弧長之比，又得到

于是我們得到

由此可見，對于任意一光量子的入射角與折射角的正玄之比為一常數(shù)，這樣我們便通過光量子寬度的假設(shè)用一個光量子導(dǎo)出了光的折射定律。

3在光的全反射現(xiàn)象中用光量子傳播寬度解釋

古斯--漢申位移、隱失波以及光的反射定律和折射定律光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時，當(dāng)入射角增大至某一數(shù)值時，折射光線消失，光線全部反射，這種現(xiàn)象稱為全反射，此時的入射角度稱為全反射臨界角。

如圖3，設(shè)想有一光量子以全反射臨界角入射，由介質(zhì)2射向它與介質(zhì)1的分界面上，設(shè)光在介質(zhì)1中的速度大于光在介質(zhì)2中速度，當(dāng)光量子邊緣1到達(dá)介質(zhì)分界面上時，邊緣2到達(dá)，聯(lián)接，則即為光量子的傳播寬度且垂直于邊緣1和邊緣2，當(dāng)邊緣1通過進(jìn)入介質(zhì)1后速度突變?yōu)椋吘?速度仍為，由于光量子傳播寬度的邊緣必須保持同等光程，于是光量子傳

圖3

播發(fā)生偏轉(zhuǎn)，當(dāng)邊緣2經(jīng)過時間到達(dá)分界面時，光量子邊緣1到達(dá)，因?yàn)檫吘?速度和邊緣2速度之比為定值且光量子寬度不變，所以、是以延長線上某點(diǎn)為圓心的同心圓弧，又由于為全反射臨界角，所以此時恰好與分界面相切與點(diǎn)，也就是說此時光量子邊緣1與邊緣2傳播方向都與分界面平行。此后光量子的傳播可能發(fā)生兩種情況：

1、發(fā)生反射，反射光線發(fā)位移

如果邊緣2速度沒有發(fā)生突變，就是說邊緣2恰好與分界面相切于介質(zhì)2的界面上一點(diǎn)，則光量子傳播就會繼續(xù)偏轉(zhuǎn)，當(dāng)邊緣1經(jīng)過時間到達(dá)分界面上一點(diǎn)時，邊緣2到達(dá)，邊緣1經(jīng)過點(diǎn)后重新回到介質(zhì)2，速度又突變?yōu)椋c邊緣2同速，光量子傳播方向不再發(fā)生偏轉(zhuǎn)。因?yàn)榇饲斑吘?速度和邊緣2速度之比為定值且光量子寬度不變，所以、同樣是以為圓心的同心圓弧，此后光量子的邊緣1和邊緣2分別沿著、上、點(diǎn)的切線方向直線傳播。此后的光量子路徑就相當(dāng)于入射光線的反射光線路徑，由此我們可以看到反射光線相對于入射光線發(fā)生了從到的位移，并找出了發(fā)生位移的原因，通過光量子寬度的假設(shè)我們還可以求出位移的長度。

如圖3不難看出、同圓， 、同圓，我們再設(shè)光量子傳播寬度為。

由相等圓心角的同心圓弧半徑之比等于弧長之比，得到

不難看出垂直界面于點(diǎn)，于是有

又有

由以上三式我們得到

不難看出

所以在光以全反射臨界角入射并發(fā)生全反射時發(fā)生的位移長度為

此位移或許就是我們所說的古斯—漢申位移，如果是這樣我們便能通過光量子傳播寬度的假設(shè)在光的全反射現(xiàn)象中解釋發(fā)生古斯--漢申位移的原因并求出位移的長度。

2、發(fā)生折射，折射光線急劇衰減

如果此時邊緣2的速度發(fā)生突變，就是說邊緣2與分界面恰好切于介質(zhì)1界面上一點(diǎn)時，邊緣2速度突變?yōu)椋c邊緣1同速，則光量子傳播不再偏轉(zhuǎn)，邊緣1和邊緣2分別沿、在、點(diǎn)的切線方向傳播，且分別為折射光的兩個邊，而此時兩切線剛好平行于分界面，所以折射光平行于分界面，所以此時折射角為。一般來說我們做實(shí)驗(yàn)所用的介質(zhì)1與介質(zhì)2的分界面不可能是一個嚴(yán)格的平面（這里嚴(yán)格是絕對的意思），所以邊緣2沿介質(zhì)1的分界面表面?zhèn)鞑r一旦遇見分界面的凹點(diǎn)時就會再次進(jìn)入介質(zhì)2，速度突變?yōu)椋构饬孔拥膫鞑ピ俅伟l(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而使光量子再次進(jìn)入介質(zhì)2傳播，折射光強(qiáng)度就會急劇衰減，但是由于凹點(diǎn)的位置及大小的隨機(jī)性較大，所以再次進(jìn)入介質(zhì)2的光很難再進(jìn)行準(zhǔn)確測量。

這里的折射光也許就是我們所說的隱失波，此時波的穿透深度可以用光量子的傳播寬度來表示。

3、光的反射定律的論證

在圖3中，不難看出

于是我們就不難求出

即反射角等于入射角，這樣在光的全反射現(xiàn)象中我們用光量子傳播寬度的假設(shè)用一個光量子論證了光的反射定律。

4、光的折射定律的論證

由于折射角等于，所以折射角的正玄值為1

于是

由圖不難看出

又有

由相等圓心角的同心圓弧半徑之比等于弧長之比，得到

于是得到

即入射角與折射角的正玄之比為一常數(shù)，這樣我們又通過光量子寬度的假設(shè)在光的全反射現(xiàn)象中用一個光量子論證了光的折射定律。

5、關(guān)于在反射過程中的半波損失的解釋

1、掠入射時，光從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)時反射光無半波損失的解釋。

在圖3中我們可以看到光量子邊緣1的實(shí)際路徑大于邊緣2的實(shí)際路徑，使得兩個邊緣出現(xiàn)路程差，但由于邊緣1的實(shí)際速度大于邊緣2的實(shí)際速度，使得邊緣1從傳播到與邊緣2從傳播到用的時間相等，也就是說光量子的兩個邊緣雖然路程不等但是光程相等。這里需要指出：在此論文以前我們通常計算的幾何光程沒有考慮到光量子的傳播寬度，但是要考慮的到光量子的傳播寬度，這種計算方法有時就是不準(zhǔn)確的。光的實(shí)際光程要以光量子的遠(yuǎn)邊的光程來決定。在研究光從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)時反射光時我們計算的幾何光程等于光邊緣2的光程也等于光的實(shí)際光程，然后再通過幾何光程計算預(yù)期的相位與觀測到的相位（也就是實(shí)際相位）相符，所以我們就說光的反射光沒有出現(xiàn)半波損失。

2、掠入射時，光從光疏介質(zhì)到光密介質(zhì)時反射光有半波損失的解釋。

如果在圖3中，介質(zhì)1的絕對折射率大于介質(zhì)2的絕對折射率，當(dāng)光掠入射時，由于光量子的兩邊緣速度的差異，光量子本應(yīng)該偏轉(zhuǎn)進(jìn)入介質(zhì)2，但是由于介質(zhì)2內(nèi)的一些性質(zhì)（我也不知道什么性質(zhì)）使得光并沒能進(jìn)入介質(zhì)2，反而被反射回介質(zhì)1。（這種情況很難理解。）但是在這種情況下假設(shè)了光量子的傳播寬度將比較好理解反射光的半波損失。在反射過程中光量子邊緣1的實(shí)際路徑大于邊緣2的實(shí)際路徑，兩邊緣出現(xiàn)路程差，由于邊緣1在介質(zhì)1中傳播速度突然變慢為（這里是在介質(zhì)1的絕對折射率大于介質(zhì)2的絕對折射率的前提下的），但是如果邊緣2的速度不發(fā)生突變?nèi)詾榈脑挘倪吘?和邊緣2將出現(xiàn)光程差，但是由于兩邊緣傳播的同時性，光程差將是不被允許的，這就意味這邊緣2必須降低到一個比更低的速度，也許只有這樣該光量子才能不過被吸收，而是被反射。（不要問我為什么會這樣，其實(shí)這就跟光從光疏介質(zhì)入射到光密介質(zhì)沒發(fā)生折射而是發(fā)生反射一樣不好理解，或許是由于光量子的某些微觀結(jié)構(gòu)能夠識別介質(zhì)1的某些性質(zhì)而阻止了光量子的折射的發(fā)生，比如某一物體由于反射某一特定波長的光而呈現(xiàn)出特定顏色。）這樣以來，光的光程將變長并等于光邊緣1的實(shí)際光程，也等于變慢后的邊緣2的實(shí)際光程，但是大于我們通過以前的方法求得的幾何光程半個波長的時間。這時問題就出現(xiàn)了，由于我們求得的幾何光程小于光線的實(shí)際光程半個波長時間，然后再通過幾何光程計算預(yù)期的相位就會與觀測到的相位（就是實(shí)際相位）出現(xiàn)不符，但我們堅(jiān)信這種計算方法沒有錯誤，于是我們就把這種現(xiàn)象描述為光經(jīng)過反射后發(fā)生了相位躍變，同時反射光有半波損失。其實(shí)光并沒有發(fā)生波長損失，只是延遲了半個波長的時間。

3、任何情況下，透射光都沒有半波損失的解釋。

由圖1，光量子的光線邊緣1的實(shí)際路程小于邊緣2的實(shí)際路程，出現(xiàn)路程上的差異，但是邊緣2的實(shí)際速度大于邊緣1的實(shí)際速度，使得邊緣2從傳播到所用時間與邊緣1從傳播到所用時間相等，就是說兩邊緣路程雖然不等但是光程相等，我們通過以前方法求得的幾何光程等于光線邊緣1的幾何光程，就等于光的實(shí)際光程，通過幾何光程計算預(yù)期的相位與觀測到的相位（就是實(shí)際相位）相符，所以我們就說透射光沒有半波損失。

如果我的見解是符合實(shí)際的，那么很多像以上援引的光學(xué)現(xiàn)象將都比較好理解，并希望這一觀點(diǎn)能給一些研究工作者帶來一些方便。

另外，關(guān)于質(zhì)量和能量如何扭曲時間的？

篇（11）

一、物理學(xué)與計算機(jī)的密切關(guān)系

電子計算機(jī)是因解決物理問題的需要而產(chǎn)生的，二次大戰(zhàn)期間為了快速計算彈道，被公認(rèn)為世界第一臺電子計算機(jī)ENIAC于1946年研制成功[1]，萬維網(wǎng)的出現(xiàn)是因歐洲核物理學(xué)家們進(jìn)行學(xué)術(shù)交流的需要而設(shè)計出來的。由此可見，計算機(jī)與物理學(xué)的關(guān)系是非常密切的，物理學(xué)的發(fā)展促成了計算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展，計算機(jī)的出現(xiàn)是二十世紀(jì)最偉大的科學(xué)技術(shù)成就之一，它延伸了人們的思維能力，成功地解決了很多物理、數(shù)學(xué)等方面的難題，沒有計算機(jī)就不可能準(zhǔn)確計算出火箭和衛(wèi)星的軌道位置、就沒有今天的航天成就，計算機(jī)應(yīng)用跨越各個學(xué)科，在工業(yè)技術(shù)、企業(yè)管理、情報信息處理、國民教育等領(lǐng)域引起深刻的變革，在今天幾乎沒有哪一個學(xué)科能夠離開計算機(jī)的應(yīng)用。

作為孕育計算機(jī)誕生與發(fā)展的物理學(xué)，如果說早期物理學(xué)應(yīng)用計算機(jī)主要解決人們的計算速度、強(qiáng)度的技術(shù)問題，那么到了今天，計算機(jī)已在更深刻的層次上促進(jìn)物理學(xué)的發(fā)展，由于在物理學(xué)很多領(lǐng)域中能夠找到精確解的理論問題已經(jīng)不多了，剩下的是大量的復(fù)雜的非線性問題，對這些問題的分析、預(yù)測和求解離開計算機(jī)，人們幾乎無能為力了。另外一個方面，在計算機(jī)出現(xiàn)之前，人們只能夠通過真實(shí)的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證物理理論的正確性、工程中也往往需要耗費(fèi)巨額資金做實(shí)驗(yàn)來探測某些數(shù)據(jù)和驗(yàn)證方案的可行性。而今天很多實(shí)驗(yàn)可以通過計算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)來完成，達(dá)到與真實(shí)的實(shí)驗(yàn)完全相同的效果，成本低廉且安全環(huán)保，用計算機(jī)來進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)是科學(xué)技術(shù)史上革命性的變化。

物理學(xué)與計算機(jī)科學(xué)互相促進(jìn)、共同發(fā)展的情況對我們今天的物理教學(xué)提出了更新更高的要求，物理學(xué)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)方法必須與時俱進(jìn)，適應(yīng)新形勢的要求。

二、物理教學(xué)中結(jié)合計算機(jī)教學(xué)的一些思考

大學(xué)物理課內(nèi)容很多，結(jié)合不同的專業(yè)，在保證教學(xué)大綱的基本要求的前提下，內(nèi)容上作一些必要的取舍，針對計算機(jī)科學(xué)技術(shù)和應(yīng)用等相關(guān)專業(yè)，教學(xué)內(nèi)容上適應(yīng)地向?qū)I(yè)傾斜，使基礎(chǔ)課更好地為專業(yè)課服務(wù)，明確基礎(chǔ)課的服務(wù)目標(biāo)，讓學(xué)生明了物理課程對后續(xù)專業(yè)課程的重要性，提高學(xué)習(xí)的積極性和主動性，以取得良好的學(xué)習(xí)效果，具體做法以下幾方面進(jìn)行：

（一）精選典型物理問題用計算機(jī)編程求解

大學(xué)物理課程一般在大一的下學(xué)期和大二的上學(xué)期進(jìn)行，而大多數(shù)專業(yè)的計算機(jī)程序設(shè)計課程也恰好在此階段展開，這就為物理課與計算機(jī)程序設(shè)計課相結(jié)合創(chuàng)造了有利條件。根據(jù)物理教學(xué)的不同階段，可以精選一些典型的物理問題用計算機(jī)編程進(jìn)行數(shù)值求解。例如在力學(xué)部分講拋物運(yùn)動時，先按教材講授忽略空氣阻力時的運(yùn)動方程，求出精確解，然后補(bǔ)上空氣阻力二次項(xiàng)，方程就變成非線性的了，讓學(xué)生體驗(yàn)含有空氣阻力時實(shí)際問題求解的難度，再介紹計算機(jī)數(shù)值計算的方法與思路，給出編程示范，作為綜合習(xí)題讓學(xué)生完成程序設(shè)計與調(diào)試，并與計算機(jī)程序設(shè)計課教師協(xié)商，程序調(diào)試可利用計算機(jī)上機(jī)課時間完成，通過這種方式，理論聯(lián)系實(shí)際，既培養(yǎng)鍛煉了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，又提高了學(xué)生學(xué)習(xí)物理課和學(xué)習(xí)計算機(jī)程序設(shè)計課雙方面的積極性。又例如在振動學(xué)章節(jié)用計算機(jī)演示單擺大角度強(qiáng)迫振動的混沌效應(yīng)；在熱力學(xué)章節(jié)用計算機(jī)模擬二維布朗粒子運(yùn)動；在電磁學(xué)章節(jié)用計算機(jī)編程求解一般位置的電場和磁場分布情況，像載流圓形線圈，根據(jù)畢粵--薩伐爾定律和對稱性，教材上只給出了求線圈軸線上點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，但對其它位置的磁場分布情況計算就很難了，因此可在課堂上簡單介紹計算機(jī)積分法，要求學(xué)生在此基礎(chǔ)上利用計算機(jī)完成求解圓形電流非軸線上點(diǎn)的磁場分布情況，鞏固和加深對物理定律及其適用范圍的理解與把握，學(xué)習(xí)和體會計算機(jī)編程的方法與技巧。 轉(zhuǎn)貼于

通過精選少量典型物理習(xí)題利用計算機(jī)編程進(jìn)行數(shù)值求解，以小論文或綜合作業(yè)的形式布置練習(xí)，具體實(shí)施中充分征求計算機(jī)相關(guān)教師的意見并請求協(xié)助和參與實(shí)施，加強(qiáng)不同學(xué)科、不同課程之間的交流與協(xié)作，達(dá)到事半功倍的雙贏的教學(xué)效果，充分體現(xiàn)大學(xué)物理課的基礎(chǔ)地位與作用，體現(xiàn)計算機(jī)對物理學(xué)習(xí)和研究的重要性，知道這兩門課程關(guān)系如此密切，學(xué)習(xí)的認(rèn)真態(tài)度和積極性自然就得到了加強(qiáng)和提高。

（二）部分物理實(shí)驗(yàn)利用計算機(jī)仿真課件來進(jìn)行