量子力学最新研究篇1
立足大背景 寻求新发展
量子信息物理，顾名思义，这是一个由信息科学与量子力学学科交叉产生的、全新的研究方向。
“这门学科的出现有其重要的意义。”崔海涛介绍，“根据摩尔(moore)定律，每18个月，计算机微处理器的速度就会增长一倍，其中单位面积(或体积)上集成的元件数目也会相应地增加。可以预见，在不久的将来，芯片元件就会达到它能以经典方式工作的极限尺度。因此，如何突破这种尺度极限是当代信息科学所面临的一个重大科学问题。量子信息的研究就是充分利用量子物理基本原理的研究成果，发挥量子相干特性的强大作用，探索以全新的方式进行计算、编码和信息传输的可能性，为突破芯片极限提供新概念、新思路和新途径。”“量子力学与信息科学结合，不仅充分显示了学科交叉的重要性，而且量子信息的最终物理实现，会导致信息科学观念和模式的重大变革。”崔海涛说。
时至今日，量子信息技术的发展不仅引起了学术界的关注，各发达国家也针对其制定了本国的研究发展规划，以期抢占未来信息科技的制高点，并投入大量人力、物力用于支撑该领域的基础性、前瞻性的研究。我国也于2006年9月了国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)，将以量子调控技术为代表的量子信息技术的研究纳入到基础研究重大科学研究计划当中。正如《纲要》中所描述的那样：“以微电子为基础的信息技术将达到物理极限，对信息科技发展提出了严峻的挑战，人类必须寻求新出路，而以量子效应为基础的新的信息手段初露端倪，并正在成为发达国家激烈竞争的焦点。量子调控就是探索新的量子现象，发展量子信息学、关联电子学、量子通信、受限小量子体系及人工带隙系统，构建未来信息技术理论基础，具有明显的前瞻性，有可能在20～30年后对人类社会经济发展产生难以估量的影响。”崔海涛团队的研究项目就是在这一大背景下展开，致力于解决量子信息技术中关键的、基础性的问题，并对相关实验技术的发展产生重要的理论指导作用。
紧扣量子纠缠 顺通量子信息
细看崔海涛的研究履历，其关键词便是“量子纠缠”。
“如果说量子信息主要是基于量子力学的相干特征、重构密码、计算和通讯的基本原理，那么，量子纠缠在其中发挥的是非常重要而且非常基本的作用。”在多年的学习和研究过程中，崔海涛认识到，一方面，许多重要的量子信息技术都需要量子纠缠的参与才能实现，例如，量子远程传态、量子保密通讯、量子密钥分发等；另一方面，由于量子体系与其他自由度的相互作用，这种作用最终导致体系的自由度与其他自由度的量子纠缠，由于环境选择的结果，量子体系的相干性质会逐渐消失，此即所谓退相干过程。退相干是实现量子信息过程所面临的最大障碍，如何有效克服退相干，延长量子体系的相干时间是当前量子信息技术研究的前沿课题。“就是这样奇特的物理性质，物理学家们对它的理解至今也非常有限，这严重制约了量子信息技术的发展，因此，建立对量子纠缠普遍的物理理解已经成为当今量子信息领域最为急迫需要解决的问题之一。”
如何建立对多体量子态纠缠的普遍理解?如何在具体的物理系统中制备纠缠的量子多体态?看上去，只要解决了这两个问题，量子纠缠就不再是瓶颈，然而，真的如此简单么?“最直观的做法是将两体纠缠的理解推广到多体。但经事实证明，这种推广具有很大的局限，因为量子多体态的纠缠具有远比两体纠缠更为丰富的内容。”接着，崔海涛进行了举例说明，“在3量子比特中，存在两个随机定域操作与经典通讯操作下不等价的三体纠缠态；GHZ态和w态。它们都是真正的三体纠缠态，却表现出完全不同的纠缠性质。对于GHZ态，任意一个或两个量子比特的约化密度矩阵都是单位阵；而w态，通过对任一量子比特的测量，可以得到其他两个量子比特的最大纠缠态。4个量子比特情况就更为复杂，迄今为止也没有一个完整的分类。”
直观推广不成，崔海涛又开始考虑换角度钻研。他认为，多体纠缠的度量应该包括两方面的内容：纠缠模式(pattern)和纠缠强度(intensity)。纠缠强度即纠缠的大小，现已有一些比较好的度量方式，如几何纠缠；纠缠模式则是指对应多体纠缠的分类。而伴随着纠缠模式，又出现了一个新的问题――多体态不同纠缠模式表示什么样的物理意义?“因为这涉及到如何在实验室中制备不同的多体纠缠。不同的纠缠模式必然对应完全不同的物理性质，SLoCC不等价关系的存在也限制了从‘最大纠缠态’得到其他任意纠缠态的可能。对于不同的纠缠模式，我们需要不同的物理系统(Hamilton量)来制备。这些系统之间又是怎样的关系呢?”
为了解惑，在国家自然科学基金项目“几何相与量子纠缠的理论研究”和“多体系统中的量子纠缠及其几何分类的理论研究”的支持下，崔海涛带领研究团队在此研究方向上刻苦钻研多年，并取得了一些深刻的认识。通过附加对称性的要求，例如，量子态的平移不变性质，他们发现完全可以普遍地建立这些多体纠缠态间的等价关系。而且，经进一步研究发现，这些等价关系可以通过态的几何性质很好地区分。也就是说，不等价的多体纠缠对应体系的不同几何结构。更为重要的是，这些几何结构可以通过几何相物理地加以描述。多体纠缠中的非平庸几何结构的发现并不是孤立的，联系最近凝聚态体系中相关几何效应的发现，有理由相信他们之间存在某种形式的联系。相关的研究工作正在进行中。
事实上，围绕多体系统中的几何相与量子纠缠的理论问题，崔海涛自攻读博士期间就产生了浓厚的兴趣。特别是近5年来，陆续发表了一些高水平的学术成果，并主持承担了一些科研项目。迄今为止共发表学术论文22篇，均为SCi收录，论文总引用次数137次，他引超过80次。其中，有7篇文章发表在国际权威物理学期刊“physicalReviewa”上。2007年发表在“physicsLettera”上的论文“aStudyonthesuddendeathofentanglement”已被引用60次(他引57次)，其他论文亦有不同程度的引用。
对于热爱这项研究的崔海涛来说，这种对未知科学世界的探索是他甘之如饴的兴趣和追求，也是他情愿脚踏实地“做一辈子的职业”。
量子力学最新研究篇2
关键词：普通化学；新技术；教学
中图分类号：G642.0文献标志码：a？摇文章编号：1674-9324（2013）45-0038-02
目前，高等教育已经从精英教育进入大众化教育时代，科学技术的飞速发展也使知识传授型的教学内容开始向知识拓展型的教学内容转变，学生对知识的渴望也不仅限于书本上考试的内容，他们对相关新技术、新知识的渴望也日趋强烈。目前普通化学的教学内容主要是讲授化学的基础知识，已经不能满足学生对知识深度的需求，也不能跟上化学学科的发展速度[1]。化学在人类生存质量和安全方面都发挥着重要作用，未来也会以新的思路、观念和方式发挥核心科学的作用。现代新技术是化学现代研究的重要方法，在教学内容中将现代检测新技术与化学有机结合起来，使学生不仅知其然，还能知其所以然，了解并掌握现代化学的先进理念和研究方法是非常重要的，这里我们将化学理论和应用中所用到的新技术与普通化学教学内容有机结合，构建出以基础知识为主以相关新技术为辅的多方位拓展式教学内容，其对于提高学生的知识范围、增强学生对新技术的运用和掌握能力、提高思维和素质的协调发展起着至关重要的作用。在绪论中增加了化学研究历史和新技术发展历史紧密相关的部分。化学学科的发展是新技术发展的必然结果，同时也推动了新技术的进一步发展。
一、在热力学部分增加了以下研究技术和方法
利用热力学第一定律来解决化学变化中的热效应问题；利用热力学第二定律来解决指定的化学及物理变化实现的可能性、方向及进行限度问题。热力学函数的测定需要根据不同反应的特点进行有针对性的测定，举例如下。
1.利用电化学性质与热力学之间的关系式比较常见的测定。电子迁移过程和反应的热力学参数常见方法：用精密电导率仪测定有机弱酸溶液在不同温度条件下的电导，通过图解法得出298K时弱酸的解离常数和焓，并计算出电离过程的吉布斯自由能和熵[2]；电化学方法获取纳米材料的热力学函数测得了纳米铜的标准摩尔生成焓、标准摩尔生成吉布斯自由能、标准摩尔熵[3]。
2.固体吸附过程可以利用固体在不同温度下物理吸附氮气的等温线，然后根据热力学原理近似计算出该物理吸附过程的微分吸附热和积分吸附热，然后根据相应的公式计算得到过程吸附体系的内能、焓、熵、吉布斯自由能等热力学函数随吸附量的变化率[4]。
二、在热力学部分增加了以下研究技术和方法
1.动力学中活化能（ea）是动力学中一个重要的物理量，与反应速度直接相关，对实际的生产有重要的知道意义。可以采用热重分析（tGa）测定热解曲线，用多元线性回归法确定热分解机制函数，然后确定活化能[5]。
2.对于生物的酶催化反应可以利用循环催化流动分析方法（RecirculatingCatalysisFlowanalysis，RCFa）测定完整动力学曲线，由此求解得到催化反应表观速率常数（k），最后利用阿仑尼乌斯公式求得该催化反应体系的活化能[6]。
3.实验室中一般化学反应活化能和反应速率的测定采用微型化实验进行测定。
三、在电化学部分增加了电化学的世界先进研究成果和这些成果将如何改变我们的生活
学生最为熟悉和感兴趣的电化学知识是与电池相关的内容，电化学工作站是常见的新型电池的研究开发的检测仪器。工作原理是工作电极、参比电极、电解质溶液形成串联电路，在参比电极与工作电极间连接一个电压表，就可以测量出工作电极上的电压变化，计算出工作电极上所带的电量，准确的算出物质的质量等参数[7]。
为了提高学生的学习兴趣给学生介绍了最新的电池方面的研究成果。例如，美国密苏里大学计算机工程系JaewanKwon（权载完）教授的研究组研发出了体积小但电力强的“核电池”[8]。只有一个硬币大小的电池可以让手机不充电使用5000年。美国加州斯坦福大学华裔科学家崔屹参与的研究是将银和碳纳米材料制成的特殊墨水涂在纸张上，成功制成“纸电池”，普通纸张未来或许可以用做轻型电池[9]。
四、在核外电子排布部分增加了最先进的测试
夸克等微观粒子发现等研究方法和先进研究成果，让学生了解到微观世界的奇妙。原子核类似于人类的指纹，如果测量精度足够高，原子核可依据其质量被准确鉴别出来。这类研究归属于原子核物理的范畴。原子核的高精度质量测量最先用的是相对简单的电磁系统原子核质谱仪，近20年来，随着放射性核束装置和实验技术的发展，原子核质谱仪已发展到实验环和潘宁阱等复杂的离子光学系统，质量测量的精度也越来越高。以稳定原子核28Si为例，其质量测量的相对误差从1937年第一次测量的2.1×10-5减小至1995年的7.0×10-11，提高了近6个数量级。除了原子核中的电子、中子和质子还有很多微观粒子，还包括夸克、k-介子等许多基本粒子的更基本的组成单元，可以称为基本粒子动物园。夸克是由美国伊利诺伊州巴达维亚费米国家加速器实验室的万亿电子伏特加速器（tevatron，质子和反质子对撞机）发现的，tevatron还测定了w玻色子的精确质量、发现了陶中微子以及著名的顶夸克。tevatron有6.28公里长的圆形加速器轨道由1000多个超导磁铁构成，它们将质子和反质子按相反方向在真空管中加速到光速的99.99999954%，然后在两个5000吨的探测器中对撞，这种接近光速的高能量碰撞产生了大量全新的亚原子粒子，然后很快衰变[10]。
综上所述，在普通化学教学中将新技术、新方法以及先进的研究成果有机的与教学内容相结合，使学生了解新技术对化学发展起到的重要作用。能够扩展学生的知识范围、提高学生对化学学科的兴趣、使学生对化学学科的宽度和广度认识有了提升，全面提高教学质量。
参考文献：
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量子力学最新研究篇3
毕业设计(论文)开题报告
一、选题的目的和意义
定量结构活性关系(QuantitativeStructure-activityRelationships，简称QSaR)是20世纪60年展起来的一门新兴学科，是由结构活性关系（Structure-activityRelationship，简称SaR）发展而来的。QSaR是通过对已知结构且有生物活性系列化合物(如一系列有相同药理作用的结构相似的化合物)进行化学信息学的计算，选用适当的数学模型建立活性与化合物结构之间定量关系，解释由于分子结构的变化影响化合物生物活性的改变，推测其可能的作用机理。然后建立有效的QSaR模型，如果有新化合物的出现，且其结构数据已知，可以预测其生物活性，也可以优化结构改变现有化合物的结构以提高其生物活性。这种方法广泛应用于药物、农药、化学毒剂等生物活性分子的合理设计。在经历40多年的发展过程中，定量构效活性关系在国际上已成为一个相当活跃的研究领域。
长期以来，肿瘤一直严重威胁着人类的健康与生命。全世界的科学家在过去的几十年中付出了巨大努力，从多个角度来研究肿瘤的致病机制，采用各种手段来进行预防、诊断与治疗，但肿瘤的发病率与致死率仍然居高不下。wHo文件显示：过去数十年中，全世界每年有近700万人死于恶性肿瘤，估计2020年将升至1000万。对肿瘤的治疗主要包括外科切除、放射治疗和用抗肿瘤药物进行的化学治疗。抗肿瘤药物有“细胞毒”和促进分化等作用，可以杀死肿瘤细胞、抑制肿瘤细胞的生长繁殖和促进肿瘤细胞的分化等，从而可以治疗或治愈肿瘤，而且由于其相对低廉的费用，被大多数肿瘤患者所接受。
尽管肿瘤的化学治疗已取得重大进展，新的抗肿瘤药物不断出现，但肿瘤的化学治疗仍存在着许多问题，这主要是因为实体肿瘤占恶性肿瘤的90%但多数实体瘤如肺癌、肝癌、结肠癌及胰腺癌等还缺乏有效的药物；现有的抗肿瘤药物毒副反应太大，缺乏选择性；肿瘤细胞对抗肿瘤药物产生抗药性[1]。
QSaR主要侧重于药物早期的研究和发展，为新药物分子的筛选的和设计开拓了新的途径[2]，在受体结构已知的情况下，对抗肿瘤药物进行定量构效活性关系研究，用生成与受体结构互补的配体的方法来发现可以针对特定肿瘤、特定靶点的非细胞毒类药物，使之更具有选择性和针对性。随着新QSaR模型的建立，极大地缩短了新药合成的时间，降低了开发成本，并能在某种程度上预测药物对特定肿瘤人群的有效性。为肿瘤治疗起到了积极地推动作用。
二、国内外研究现状
肿瘤的化学治疗药物发展很快，每年都有大量抗肿瘤药物研究文献发表，各国对抗肿瘤药物的开发也予以高度重视和大量投资，美国就此专门成立了美国国立癌症研究（nationalCancerinstitute，简称nCi），成为了世界抗肿瘤的权威机构。
国内研发方向主要以含中草药及其活性成分的抗肿瘤药物，可以归纳为以下几个方面：（1）对现有药物进行结构改造以改善其药理学特性，如增加水溶性、降低毒副作用等；（2）以新的作用机理或作用靶点为指导寻找新的活性物质作为先导化合物；（3）发现新的作用靶点。在当前生物学的后基因时代，科学家们要面对数千个潜在的药物靶点，探讨它们与小分了化合物的相互作用；（4）加强定量构效活性构关系研究.
近年来随着分子生物学和计算机技术的迅速发展，使得开发新药的技术路线发生了重大变革。国际上越来越多的研究机构在新抗肿瘤药物的开发中使用计算机辅助分子设计，它大大加快了新药设计的速度，节省了创制新药工作的人力和物力，使药物学家能够以理论作指导，有目的地开发新药。计算机辅助分子设计主要分两种情况：一种是在受体结构已知的情况下，采用生成与受体结构互补的配体的方法来寻找新药物；另一种是在受体结构未知的情况下，采用对一组具有类似活性的化合物建立定量结构活性关系，在此模型基础上进行结构修饰来预测生成新的化合物。
QSaR作为抗肿瘤药物设计研究中的一个重要计算方法和常用手段，在新药的开发和研制过程中占据了重要位置。近半个世纪以来，QSaR研究对有机合成化学、药物化学及药物设计的发展起了巨大的推动作用，已经成为研究物质理化性质与生物活性以寻求分子解释的一个强有力工具。下面就定量活性结构活性关系研究的一些常见方法作简要地介绍如下。
1、二维定量结构活性关系方法(2D-QSaR)传统的二维定量结构活性关系方法很多，有Hansch法、基团贡献法和分子连接性指数法等[3]。
其中最为著名、应用最为广泛的是Hansch法。它假设同系列化合某些生物活性的变化是和它们某些可测量的物理化学性质(疏水性、电性质和空间立体性质等)的变化相联系的，并假定这些因子是彼此孤立的，采用多重自由能相关法，借助多重线性回归等统计方法就可以得到定量结构活性关系模型。
基团贡献法是Free-wilson在对有机物亚结构信息和生物毒性的相关研究基础上建立的一种方法。这种模式认为有机物与受体间的毒性效应是该有机物特定位置上不同取代基团毒性贡献的加和。Free-wilson法仅适用于具有相同母体结构的有机物，常被用来对有机物进行毒性初评。
分子连接性指数法(molecularconnectiveindex，mCi)是由Kier和Hall提出的。它是根据分子中各个骨架原子排列或相连接的方式来描述分子的结构性质。mCi是一种拓扑学参数，有零阶项(0Xv)、易阶项(1Xv)、二阶项(2Xv)等等，可以根据分子的结构式和原子的点价(δ)计算得到，与有机物的毒性数据有较好的相关性。mCi能较强地反映分子的立体结构，但反映子电子结构的能力较弱，因此缺乏明确的物理意义，但由于其具有方便、简单且不依赖于实验等优点，近年来得到广泛应用和发展[4～8]。
2、三维定量结构活性关系方法(3D-QSaR)随着结构活性关系理论和统计方法的进一步发展，20世纪80年代，三维结构信息被陆续引入到定量结构活性关系研究中，即3D-QSaR。与2D-QSaR比较，3D-QSaR方法在物理化学上的意义更为明确，能间接反映药物分子和靶点之间的非键相互作用特征。因此，近十多年来3D-QSaR方法得到了迅速的发展和广泛的应用，研究方法也很多[9]，比如分子形状分(molecularshapeanalysis，mSa)，距离几何方法(distancegeometry，DG，比较分子力场分析(comparativemolecularfieldanalysis，ComFa)，比较分子相似因子分析(comparativemolecularsimilarityindicesanalysiComSia)以及虚拟受体(phesudoreceptor)等方法。其中应用最为广泛的ComFa方法。
3、随着技术的发展和生产技术的进步，又出现了一些先进的方法来构建QSaR模型，都具有很好的预测能力。其中又以启发发（heuristicmethod，简称Hm），支持向量机（SupportVectormachine，简称SVm），基因表达式编程（Geneexpressionprogramming，简称Gep）比较常见。支持向量机（SupportVectormachine）是Vapnik[10]等人根据统计学理论提出的一种新的通用学习方法，它是建立在统计学理论的VC维理论和结构风险最小原理基础上的，能较好地解决小样本、非线性、高维数等实际问题[11-12]，已成功地应用于分类、函数逼近和时间序列预测等方面[13-15]；基因表达式编程（Gep）是基于生物学遗传思想，保持了生物学的特性，具有良好的结果重现性，同时也能够进行“遗传变异”控制，最终能获得可靠的实验效果。
三、主要研究内容
1、查阅中外文文献选取数据来源。
2、理化参数与结构参数的计算。
3、具体的结构参数的分析。
4、SVm与Gep的方法研究。
5、定量结构关系式的建立。
6、定量结构关系式的验证。
7、得出结论和总结。
四、论文工作计划
3月中旬—4月初：选题。
4月初—4月底：查阅资料，熟悉实验原理及方法，准备开题报告。
5月10日：开题。
5月初日—5月底日：进行毕业设计实验，记录数据，撰写论文。
6月初日—6月中旬日：进行毕业论文答辩。
五、参考文献
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参考范文：
提高医学研究生科研课题开题报告质量的探索
摘要：目前我国医学科学学位研究生的学位论文的质量堪忧，尤其在创新性方面存在严重不足，把关研究生的开题报告是高质量学术论文的重要保证。针对提高研究生创新性，保证医学研究生开题报告质量，本文详细讨论我院如何在加强多环节质量控制以及人才与制度管理方面，有效培养研究生的科研创新能力，以期对培养创新型医学科学学位研究生献计献策。
关键词：医学科学学位；研究生；开题报告；创新能力
中图分类号：G643.0文献标志码：a文章编号：1674-9324（2014）44-0140-03
进入21世纪，我国作为一个发展中大国，迫切需要加快科学技术发展，《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020）》中明确指出：要用15年的时间实现我国进入创新型国家行列的目标。高素质、高质量科研型研究生培养是高等教育改革的一个重要方面，是高校深化自主创新和向社会输送创新人才的突破口。研究生科研能力的培养并非是一蹴而成的，而是一个循序渐进的长期过程，贯穿整个医学研究生临床和科研的实践，是一项艰巨的任务和系统工程。随着社会的发展和医学研究的深入，越来越多的医学难题涌现，因此迫切需要培养出更多的医学创新型人才来解决一系列的医学难题。为了培养高素质、高创新型医学研究生，我院在研究生培养教育方面进行了不懈的努力，在研究生培养的多个环节，开展了有效的、可操作性的控制和管理，本文将着重在我院对医学研究生开题过程中的质量控制和管理方面的措施和成效进行探讨。
一、发挥研究生导师为主导、导师指导小组监督的综合培养优势提高研究生开题报告质量
研究生开题报告是研究生科研开展的起点，是高质量学术论文的前提保障，在研究生教育中起承上启下的作用，是研究生创新能力培养的关键。对研究生开题报告进行高质量的指导和管理，有利于研究生理清研究思路、明确研究方向、把握研究重点、熟悉研究方法，是成功完成科研课题的前提基础。在医学研究生的培养教育方面，我院实施以导师制为主，以其他手段为辅的综合培养模式，旨在提高研究生的教育质量。导师的榜样作用和影响力对学生来说是最直接也是最深远的，其思想意识、精神风貌以及科学作风无时无刻影响着学生，其学术精神和道德风范在很大程度上决定了学生的培养质量，在研究生教育指导中起着主导性作用。研究生作为新手，在科研课题的选择方面往往把握不住专业的方向及研究重点，导师自己的科研优势和学术特色，及其在研究领域取得的有特色、有价值的学术成果能有效地帮助研究生把握本研究领域的重点，启发其发现提出新问题，并针对科学问题进行着实有效的可行性分析。因此，研究生导师在研究生教育上具有主导性和不可替代的作用，建立一支高专业水平、责任心强的导师队伍是高水平研究生教育的基本保障。我院坚持严格的导师遴选和考核制度，支持奖励导师个人的专业水平的提升，并重视加强人才梯队建设，加强人才引进的力度，不断提升和充实我院的研究生导师队伍。在教育理念方面，我们提倡“因材施教”，以学生为中心的教育理念，根据学生的个性、兴趣、专业学术背景及思维方式，制定个性化的培养方案，在培养过程中，导师将学生放在主体地位，尊重其思想，鼓励其敢于怀疑，为其尽可能地提供发表自己见解的机会，鼓励和激发其创新激情。除了研究生本人的导师，我院利用研究院的平台，组织相关专业副教授以上职称的导师组成导师指导小组，固定每周开放咨询时间，保证了研究生多渠道的沟通方式，并以此避免研究生导师因为教学及其他工作安排不能及时和学生沟通时，研究生可以向导师指导小组中的其他老师咨询和讨论，使其在学术及科研中的问题得以及时有效的解决，并且研究生通过同不同研究方向的老师进行探讨的过程中，其科研思路可以得以拓展，有助于创造性科学问题的发现。
二、营造浓厚的学术氛围加强研究生相互监督激励环境的营造
营造浓厚的学术氛围和创新氛围是培养研究生创新能力的必不可少的保障条件。为了培养研究生的科研态度和科研精神，营造学术研究氛围，帮助研究生更好地融入科研环境，我院定期举办学术讲座，每月一次知名专家大讲座，让研究生能有机会与专家及大师们面对面的交流，感受学术大师们严谨的学术风范和勇于探索的学术精神，开阔眼界，启发科研灵感，激发科研的热情，学术报告中学科及交叉学科的前沿信息的传递，能有效促进学生垂直性思维与发散性思维、直觉思维与逻辑思维的有机融合，激发其科研创新性。针对全院研究生，我们举行每周一次的研究生科研学习论坛，由研究生根据专业领域的前沿知识技术进行学习报道，引导学生检索本领域在国内外的前沿发展，激发他们对新知识的渴求，有利于研究生更快更好地熟悉把握专业方向与重点技术，提高其科研创造性；每两周一次研究生科研课题报告进展会，着重讨论课题中遇见的难题及解决方案，这种由研究生为主题的学习论坛和科研报告，营造了研究生之间相互监督激励的环境，大大增进了研究生之间的交流与合作，提高了科研的热情性和主动性。
三、设立各种基金多角度鼓励科研创新
为了提高和激发研究生科研的积极性和创新性，增强其学习的主动性和创造性，我院设立了各类研究生创新基金，鼓励支持研究生参加学术活动及学科竞赛，奖励学术论文的发表。我院为各种基金的申请制定了完善的申请程序和评定标准，保证了申请过程和评审过程的公开、公正和透明度，大大提高了研究生们的科研热情。首先为了达到鼓励刺激科研的目的，我们确立了明确的研究生科研基金立项的指导思想：鼓励创新、力求精品、倡导国际性。鼓励研究生在国际高水平杂志或重要国际学术会议上发表研究成果。鼓励研究生自主创新、自由探索、不限制选题范围，对其成果不求大，但求新、求深、求独创。在资助形式上根据课题的大小，按重点项目1.5万元，一般项目0.75万元的形式予于资助，资助基金正式立项后一次性拨付方式发放。基金申请面对我院一二年级全日制所有研究生，每年9月开展申报，由专家委员会开展审批，我们确立了明确的评审标准，以确保基金申请的公正和透明度：（1）选题为本学科前沿，有重要的理论意义或现实意义；（2）前期工作基础好，已取得阶段性成果，特色鲜明；（3）在理论或方法上有创新，达到国内或国际同类学科先进水平，预期成果具有较好的社会效益或应用前景；（4）可望取得突破性成果或有望成为省级（含省级）以上优秀博士、硕士学位论文的课题。经批准立项的项目需在第二年12月30日之前结题。为了确保课题的顺利进展完结，在第二年5月，对所有开展项目进行统一中期考核。以上措施在管理制度上确保了研究生课题的顺利进展、科研基金的有效利用。自我院研究生科研基金实施4年以来，有效地促进了研究生科研创新性，提高了研究生科研热情。
四、完善细化研究生科研课题开题的制度化管理
创新性的实现，不仅要有创新素质的人才，还需要合理有效的管理制度。以往管理部门、导师、研究生三者均不同程度地存在着思想重视不够的问题，一定程度上视“开题报告为形式”，认为研究生培养质量的高低、能否顺利毕业关键看其论文情况，把开题报告与论文人为隔离开来，使开题报告成为可有可无的东西，学生任意写、导师轻易过；管理部门注重形式有，不管实际“有”，事后束之高阁，进人档案，因而造成了开题环节马虎拖沓的现象。没有起到研究生开题报告真正的指导性功能。为培养创新性人才，针对研究生开题中存在的问题，我院高度重视研究生开题报告，规范制度化管理，针对研究生的开题报告，我院规范了开题报告文本，实施统一集中报告的方式。我们要求《开题报告》有相对规范的文本格式，要表述的主要内容包括：一是研究课题选题的背景、理由及研究的意义；二是国内外关于该课题的研究现状及趋势；三是本人的研究工作计划，包括研究目标、内容、拟解决的关键问题、创新或特色、拟采取的研究方案与技术路线等；四是论文预期达到的研究目标；五是研究基础与论文撰写的进度安排；六是主要参考文献目录，包括中英文文献。在进行开题报告时，我院组织我院的学术委员会组成评审专家组，根据我们制定的开题报告评分表，专家们对每位研究生的开题报告的各个部分进行分析打分，着重审查研究生科研课题的选题、创新性、设计、实验方法、数据处理、可行性分析及科研经费预算，并针对研究生开题中存在的不足处，提出合理意见和建议。对于打分表分数不及60分者，限期修改，择期进行二次报告会，直至通过为止。通过专家组成员的评审，能够帮助研究生提高课题设计的水平与层次，加强了对科研课题设计的质量控制，促进了研究生科研综合能力与素质的提升，避免了研究生在科研过程中出现不必要的问题和坎坷，少走弯路。在我院对研究生开题实施规范管理，并建立开题审查长效机制以来，提高了研究生和导师的思想重视程度，能够使研究生在导师指导下按时完成科研课题选题与设计，并根据审查反馈结果有针对地进行修改和完善，并将审查结果与研究生学位申请、导师资格认定等挂钩，强化了制度约束，提高了教学双方的思想重视程度，改变了以往研究生开题环节马虎拖沓的现象，显著提高了课题的研究效率、节约时间与资源。把研究生报告纳入整个研究生培养质量保障体系中，我院通过管理者、导师、研究生的齐抓共管，养成严格遵守开题报告制度，从而使开题报告制度在研究生培养环节发挥实质性功能的指导作用，大幅提高了近年来研究生论文质量水平。
开题报告是研究生教育中的一个重要环节，也是研究生科研能力与学术论文撰写能力的有效实践活动。作为研究生教育管理部门，在实践中不懈的努力、动态地调整管理模式，我院在教育实践中总结发现发挥研究生导师为主导、导师指导小组监督的综合培养优势能大大提高研究生开题报告质量；营造浓厚的学术氛围和研究生相互监督激励环境以及建立创新性基金等措举，能极大地促进研究生科研的主动性和创新性；完善细化研究生科研课题开题的制度化管理更是保证了高质量研究生开题报告的顺利实施和完成。随着我国研究生培养教育质量问题的日益凸现，在制度和管理方面，必须加强各个环节的质量控制，积极做好引导工作，确立明确的创新型人才的培养目标，构建科学的培养模式，营造适宜创新素质发展的环境，才能大大地促进创新型医学人才的培养与成长。
参考文献：
[1]国发[2005]第044号，国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020）[eB/oL].http：//most.gov.cn/mostinfo/xinxifenlei/gjkjgh/200811/t20081129_65774.htm.
[2]王红玲，曾凡义，邓长生，陈惠芳.临床型医学研究生优化培养的思考[J].医学理论与实践，2014，（04）：548-550.
[3]周利民，宋成文，李明.如何指导研究生作好开题报告[J].学理论，2011，（04）：186-187.
[4]俞洋.对医学硕士研究生培养的几点认识[J].大学教育，2013，（24）：14-15.
基金项目：重庆市研究生教育教学改革研究项目（编号：YJG110319）
通讯作者：于超，重庆医科大学教授。
量子力学最新研究篇4
[关键词]毕业设计电子信息工程专业提高措施地方高校
毕业设计是大学教育教学中一个比较关键的环节,如同铸剑师在宝剑成型后淬火这道工序,淬火的好与坏直接关系到宝剑的品质,毕业设计质量的高低直接关系到学校的培养质量。毕业设计的质量是毕业生运用所学基础知识和专业知识的直接反映,也是学生能力的外在表现,同时也是大学生体现自己实践技能的绝佳场所。理工科大学生在实施毕业设计的整个过程其实就是学生对大学期间所学基础知识、专业知识的全面总结运用的过程;更是一种深化学习,将书本知识升华的一个过程。根据教育主管部门规定大学毕业设计也是学校考核学生学习情况的最后一道关,是学生能否毕业和能否获得学位的最后认定依据。
高等教育人才培养中说明了电子信息工程专业毕业设计的目的。细致分析,目的有三:第一,培养大学严谨地进行科学实验研究的态度,进行科学实验研究时一定要一丝不苟、严谨推理、认真负责;第二,鼓励大学生积极投身科学实践研究,大胆运用所学知识科学的进行实践设计与研究,勇于实践、勇于探索;第三,培养运用所学知识的能力,做到学有所用,在毕业设计中要善于运用所学之知识解决遇到的实际问题,使学生在实施毕业设计中获得从事本专业工程技术人员必须的专业能力。
本研究从毕业设计的选题、研究方法设计、实施过程的操作性以及最终的答辩等方面进行讨论,提出一些提高地方高校电子信息工程专业毕业设计质量举措。
一、电子信息工程专业毕业设计选题存在的问题及提高质量的举措
1.毕业设计选题存在的问题
第一,选题重视程度不够,随意性大。选题是进行科学研究的第一步,同时也是科学研究最为关键的一步,可以说好的选题是成功研究大门,选好了研究方向、确定了研究题目说明就进对了大门,经过科学的实施一般都能成功,因此,在进行科学研究是必须高度重视选题。通过调查发现有相当一部分电子信息工程专业毕业设计题目根本不符合本专业的基本教学要求,缺乏必要的论证,与大学生的培养目标有一定的差距。在深入调查后发现,造成这种情况的原因有两个:其一,毕业生的毕业设计题目完全由自己确定,指导教师根本没有参与选题的指导和选题的论证,学生由于能力和经历等方面的不足造成了部分选题的不合适;其二,学校在毕业设计控制方面的政策缺失或不健全导致学生选题的不恰当。
第二,选题过大,可操作性不强。这类毕业设计的选题可以说是一类失败的选题,整体看来就是虎头蛇尾。由于大学毕业设计有时间限制,必须在规定的时间里完成规定的任务,否则即认定为失败,有的毕业设计大学生根本没有能力在完成毕业设计的时间内完成,导致毕业生在最后的毕业答辩中非常被动。因此,毕业设计选题要注意题目的宽度和深度,保证在规定的时间内顺利完成既定的研究任务。
第三,选题重复率偏高,抄袭情况严重。计算机与网络的普及为科学研究提供了便力的条件,加速了信息的流通与交流,有利于科学研究的发展;同时也带来了一些负面效应,一般研究者不愿自己动手进行创作、抄袭变得更为简单等等。通过调查发现同一学校的不同年级的电子信息工程专业毕业设计的题目会发生重题情况,不同院校间同一年级或不同年级间的电子信息工程专业毕业设计也会发生重题现象,有些重题是无意的、有些重题却是有意的。有意或者无意的重题我们都应该尽量避免。
2.提高毕业设计质量的举措
第一,分析专业特点,确定研究方向。从电子信息工程专业的培养要求和学科特点来看,本专业毕业设计选题应该从以下几方面实施研究:其一,理论研究型;其二,电路设计型;其三,计算机科学等类型。
第二,立足专业,从实用角度出发。我们电子信息工程专业的研究最终是为人们生产生活服务的,因此我们必须立足这一点。选题尽量做到与实际相结合,使毕业设计尽可能形成一个有实用价值的成果。鼓励我们的毕业生在毕业设计中将一些新技术、新工艺、新方法应用于生产实际中。
二、电子信息工程专业毕业设计研究方法选择存在的问题及提高质量的举措
在进行科学研究时研究方法是获得成功的梯子,只有选对了研究方法,才能从爬上科学研究成功的大楼。所以,在进行科学研究时一定要合理选择研究方法,注意多种方法的综合运用,更要灵活运用。对历届电子信息工程专业毕业学生的毕业设计研究后发现有两成的学生在毕业设计中只选择了一种主要的研究方法,这对于相对有一定研究难度的学位毕业设计不太合适,不能很好的解决研究中所遇到的全部问题。
笔者认为毕业生在完成毕业设计时应该根据研究的具体需要有针对性的选择两种或两种以上主要研究方法。对于研究背景与研究进展必须采用文献资料进行分析,对于研究的论证部分一般应该采用访谈法或者是调查法,对于研究的实质部分一般应该采用实验、数理统计、逻辑推理等方法。
三、电子信息工程专业毕业生答辩过程存在的问题及提高质量的举措
毕业设计答辩是毕业生展示自己研究成果的一种重要方法。对于即将走入社会的大学生而言毕业答辩是进行自我综合能力历练的绝佳机会,每一位大学毕业生都应该满怀信心的积极面对、认真细致地做好答辩准备。在调查中发现有些毕业设计做的非常好,但是设计者不能很好的表达出设计的主旨、关键环节、创新点等内容,这说明学生在平时缺乏这方面的训练。
四、结束语
全面提高电子信息工程专业毕业设计质量的具体措施应该从对毕业设计的选题、研究方法设计、实施过程的操作性以及最终的答辩等方面进行提高。学校教务部门还应该完善相关的规章制度,积极落实必要的监控过程,从管理上规范毕业设计的操作程序。多管齐下,相信电子信息工程专业毕业设计的质量一定会有大幅度的提升。
参考文献:
[1]许捍卫李浩:毕业设计质量控制体系的构建[J].测绘工程,2006
量子力学最新研究篇5
上海交通大学电子信息与电气工程学院博士生导师李金金，就是一位奋战在信息科学领域的顽强人士。她长期专注于量子光学、腔光机械系统、量子光学器件等的研究，取得了骄人的科研成果。
刻苦攻读积极推进
2003年9月-2012年6月，李金金先后就读于天津理工大学（本科）、上海交通大学物理与天文系（博士），在校期间她刻苦攻读，以优异的成绩毕业。2012年-2015年，她先后在美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校做博士后、美国加州大学圣巴巴拉分校做博士后研究员。随后，她获得国家第十一批青年，进入上海交通大学电子信息与电气工程学院微纳电子学系。
2016年1月，李金金成为上海交通大学特别研究员/博士生导师，开始致力于运用凝聚态物理学的基本原理解决量子光信息学中的关键性科学问题的研究，尤其在光信息存储、快光、慢光技术以及量子光学器件的研究方面取得了重大进展。
在科研中，李金金严谨务实，积极进取。她从传统的腔光系统出发，在国际上率先提出了“广义纳米光机械系统”概念，并结合量子点、纳米机械振子、超导微波腔、等离子体、碳纳米管等应用载体，发展了一套新的广义纳米光机械系统，受到了科研界的热切关注。李金金相关的科研工作推动了全量子光信息学的发展进程，为基于量子光学的网络存储，信号传播，高智能、高稳定、高效率和低成本的信息传输和光电智能设备的快速发展提供了良好的技术支持平台，提出了切实可行的理论解决方案。
引领世界紧密合作
李金金在科研方面有着前瞻性的眼光。她在国际上首次提出了基于纳米光机械系统的量子全光三极管、单光子路由器的概念，预言了广义纳米光机械系统中的量子信息存储技术的可行性；她还把纳米光机械系统融入到Dna分子的研究中，预言了如何用量子光学的方法探测Dna杂交体，为今后鉴别癌细胞的发展提供了基础。
李金金提出的“量子机械质谱仪”被称为“引领世界纳米科学进入崭新测量领域的新方法”“秤之革命”。利用此技术“中国有望使用智能光学质谱仪检测人体癌细胞”，“发明光秤，有望称出单个质子质量”等。
在量子光学信息领域，李金金积累了大量的实践经验。在美国期间，她积极参与和主持美国国家科学基金和能源部项目，与美国较多的实验室紧密合作，受到了国际科研界的广泛关注。
回国后，李金金开始主持国家自然科学基金，并参与国家科技部重点专项。她致力于推进国内基于微米/纳米加工技术的广义光机械系统，力争先锋，努力发展多学科多应用的光信息传播技术，取得拥有自主知识产权、富有产业化发展潜力的科研成果，推动国内科技产业的发展。这种踏实求进的精神一直鼓励着她行进在科研的道路上。
美好设想力争实现
科研技术的快速发展，使我国自主研发的高性能光电传输设备的发展以及高速高效的光信息传输理论的提出迫在眉睫。
根据自己的研究现状，李金金博士决定在3-4年内发展基于广义纳米光机械系统的量子光学信息传播技术，逐步把以量子信息传输为媒介的高效、快速、高稳定的光信息传输技术渗入到现有光电智能信息设备中，从而解决现有光学传播过程中生产调试困难的问题。她还提出了具有国际竞争力的量子光学传播设备，使现有光信息处理设备的性能得到极大的提高，使快速、精准的量子信息传输平台收到良好的社会效益，促进中国高速信息技术的迅猛发展。
李金金还设想，研制出实现基于单量子点系统的量子光学路由器，利用广义纳米光机械系统测量电子的自旋轨道耦合常数，实现碳纳米管系统中的慢光、超光，提出在未来可应用于光纤传播技术的可调节的非线性开关，实现纳米光机械量子分子质谱仪，并提出了一种在双光的光场中探测吸附了外界粒子后广义纳米光机械系统质量频率的变化量，进而实现质量检测的目的。此外，她还提出了国际上首个量子单分子质谱仪的设想，对单分子、甚至单质子的质量进行检测和分辨。
科研应用于人类生产生活，才能发挥它最大的作用。为此，李金金希望把自己的科研成果用于光信息w传播技术和设备的改良和更新，以便加快国内光电信息存储和传输设备的开发周期，帮扶企业迅速发展。
勇挑重任硕果累累
在长期的科研中，李金金一直致力于量子光学、腔光机械系统、量子光学器件、第一性原理计算的相关研究工作，从不懈怠。
李金金在科研中勇挑重任，发表了50篇科研论文，并出版了题为“Generalizedoptomechanicsanditsapplications”的全英文个人专著。
量子力学最新研究篇6
一、问题的提出
（一）人力资本的内涵重在其创造力潜能
自西奥多・w・舒尔茨1959年首次提出人力资本概念以来，人力资本在理论和实践研究方面都获得了巨大发展，瓦解了“资本与劳动对立、劳动从属于资本，人类逐步从物的统治中解放出来”的传统观念；加速了知识经济的产生与发展，知识作为独立的资本要素，正在经济领域发挥越来越重要的作用，导致拥有专长、技能、专利发明的人即人力资本存量丰富的人可以同拥有物质资本的人一样成为企业的股东，共享企业利润。只有掌握了创造力思考方法的人，才能作为人力资本看待。所以，人力资本中“人力”的内涵为“人的创造力潜能”，而“资本”的内涵随着经济的发展和研究的深入而不断地发生变化。德国经济学家弗里德里希・李斯特将资本分为物质资本（由物质财富的积累所成）和精神资本（人的才智、人的体力）。因此，“资本”一般被认为是表现为一定货币价值量的物质与精神生产要素的总和。美国经济学家p・m・罗默1986年在《政治经济学》杂志上发表了题为《收益递增与经济增长》的论文，将生产要素分为资本、非熟练劳动、人力资本、新思想四个方面，其中人力资本又区分为物质劳动和具有专业化知识的人力资本两种形式，知识能提高投资效益，特殊的知识和专业化的人力资本能促进自身收益的增加，使物质资本的投资产生递增效益，体现为知识的“外溢效益”。所以，精神资本的知识“外溢效益”是物质资本的投资产生递增效益的原因和动力，人的才智和体力表现出知识“外溢效益”就是人的创造力潜能发挥机制。
（二）“精神资本”的运营与人才辨别因子
与人力资本存量相比，大学生是一种潜在的人力资本存量，它具有准职业化的特性。从资本类型而言，前者是属技术资本，其作用是提高从事职业活动的熟练程度、做事技巧、交往协调能力、创新精神等；后者是属于教育资本，其作用是掌握科学文化知识，增强思维能力、观察问题、分析问题、解决问题的能力。教育资本的投资质量控制是对创造力潜能因素实施管理，而技术资本的投资质量控制用pDCa循环对人才辨别因子实施管理。创造力潜能因素与人才辨别因子具有紧密的关联性，研究潜在人力资本的创造力潜能的因子对如何“找到能够为企业获利的人才”以及根据企业不同阶段的需求，设计不同的人才辨别因子，再据以“寻找人才”和不断更新已有人才素质，“精神资本”的运营需要人才辨别因子，这正是研究“创造力潜能考核指标量化及其应用”的意义所在。
人力资本的内涵是人的创造力潜能，那么如何“找到能够为企业获利的人才”是人力资源管理者的职责，他们要能根据企业不同阶段的需求，设计不同的人才辨别因子，再据以“寻找人才”，更重要的是要有对企业内部人才具备不用换人但是能够不断更新素质的能力。从这一个侧面来理解：现在的人力资本定义是解决问题能力的增量价值，就是解决生活上碰到问题的能力，也是解决工作上问题的能力，所以可以说是创造力潜能。关于开发与培养解决问题能力，陶行知于1926年在《中国师范教育建设论》中就提出了“生活力”的概念，在《我们的信条》第四条提出了如何培植学生“生活力”的内容。陶行知所述“生活力”包括两个方面：其一是人的生活能力、抵制病痛、胜过困难、解决问题、担当责任；其二是单独或共同去征服自然和改造社会的能力。可见，陶行知主张的实际上是通过教育来培育学生的“社会创造力”。
二、人力资本的创造力潜能因素调查及其考核模型的建立
潜在人力资本的人力规格要讨论的关键是：有什么变量能预测创造力潜能的变化呢？为此，我们在总结优秀的跨国企业选人、育人和用人标准及考核因子和对国内企业人才考核管理办法实证研究的基础上，选择了“敬业、协作、学习、创新、规范、社交”六个资源因子（以下简称“六因子”）进行研究。他们的内涵是：敬业――主动、自重、自信；学习――资讯的运用、经验回收、改善意识、危机意识；规范――真诚、尊重、信用、规则；创新――好奇、热情、独立、进取；协作――宽容、建立关系、敏感；社交――关怀、理解、分享。研究创造力潜能因素方法如下：
其一，研究对象为桂林四所高校的在校大学生――潜在人力资本存量的典型代表：本研究采用结构式问卷调查，采取整群抽样，发放问卷500份，回收有效问卷424份，有效回收率84.6％。
其二，问卷的编制：我们总结著名跨国公司人才考核机制和对国内企业人才考核管理办法实证研究并参考有关的资料与量表发现，“敬业、协作、规范、创新、学习、社交”是考核潜在人力资本的创造力潜能的六个关键因子，结合开放式问卷的调查基础编制成六个因子的问卷，共有70个项目，其中敬业和协作分别有8项，规范有12项，创新有17项，学习有10项，社交有14项。问卷采用Likert五点量表：“完全符合＝5”、“比较符合＝4”、“不确定＝3”、“比较不符合＝2”、“完全不符合＝1”。本问卷经项目分析，所有项目CR值都达到显著水平，均可接受，内部信度用“Crobachα”系数表示，敬业的α系数为0.46，协作的α系数为0.36，规范的α系数为0.43，其他各项信度都超过0.7。
其三，统计数据用SpSSforwindows11.5版本统计软件分析处理结果（数据表略）。研究表明，不同学校的学生在总体上存在显著差异；在学习能力上存在极其显著差异；在总体和协作、规范上存在显著差异；在敬业上也有差异；在创新和社交能力不存在差异。这些说明学校的办学和人力规格标准有差异。不同年级的大学生学习能力存在极其显著差异，大四的学生学习能力最强；不同性别的大学生在总体和社交上存在差异，在学习能力上存在极其显著差异，表现为男生强于女生；父亲受教育程度对孩子的创新能力有显著影响，母亲受教育程度在总体上和创新能力上对孩子有影响，受教育程度越高，对孩子的影响越大。父母亲受教育程度交互作用对孩子的学习能力有影响。调查表明，生源地对大学生的创造力潜能没有影响，专业性质即文科或理科生的创造力潜能没有差异，可作为通用性的变量。
相关分析结果（数据略）显示，各项因子间存在显著相关，说明六项因子是创造力潜能的重要因素。“六因子”是相互作用的，相互之间存在着影响，呈现一种结构性的关系，构成通用性创造力潜能变量模型，他们之间的整合可以作为创造力潜能的状况描述。
通过六次回归分析（数据略）及显著性检验，所有的因子都进入回归方程，其中创新的回归系数最大（0.341），其次为社交（0.272）、学习（0.239）、规范（0.223）、敬业（0.174）、协作（0.159）。说明“六因子”都影响创造力潜能，创新影响最大，其次为社交，再次是学习和规范，敬业和协作影响最小。说明上述六因子可预测大学生的创造力潜能，其回归方程即创造力潜能考核模型：创造力潜能＝（-6.742e-06）+0.341×创新+0.272×社交+0.223×规范+0.239×学习+0.159×协作+0.174×敬业。
同时，通过六次回归分析可归纳出创造力潜能六个因子的路径图(略)表明：对创造力潜能有直接影响（产生直接效应）的因素是创新，对创造力潜能有间接影响（产生间接效应）的因素是社交、学习、规范、敬业、协作。产生间接效应的路径是：社交通过创新对创造力潜能产生影响；学习通过创新对创造力潜能产生影响；规范通过社交或学习对创新产生影响，然后再影响创造力潜能；敬业通过规范对社交或学习产生影响。社交对学习产生直接效应，敬业对规范产生直接影响，规范对协作产生直接影响；反过来，创新直接影响学习和社交，创新通过学习或社交对规范产生间接的影响；可见，要提高创新能力就必须改善其它五个因子。
总之，创造力潜能考核模型为：创造力潜能＝（-6.742e-06）+0.341×创新+0.272×社交+0.223×规范+0.239×学习+0.159×协作+0.174×敬业。“创新”是作为第一关键因子进行大学生创造力潜能的培养和生涯规划管理的重点，社交、学习作为第二因子。敬业与规范透过“学习”可转化为技术技能成长的辨别因子、社交与协作透过“规范”转化为人际技能成长的辨别因子、学习与创新透过“社交”转化为概念性技能成长的辨别因子。技术技能、人际技能和概念性技能三者的比例不同，反映出对不同的职能的适应性以及对社会关于人才需求变化的适应性，其和谐配置与成长整合出创造力潜能。
三、创造力潜能因素作为人才辨别因子的应用前景
1.预测人才的创造力潜能品质的辨别因子
敬业、协作、学习、创新、规范、社交六个因子是预测创造力潜能改变的基本变量群，其中创新是核心变量。
2.教育质量评估要素
各种人力资源开发效能和学校的教育质量的评估标准不仅要重视硬件标准，更以创造力潜能是否增加为核心而展开。考试成绩和就业率是高等教育质量的表象，而学生的创造力潜能才是本质。“六因子”是影响人生内涵与人生品质的根本。关于学校的潜在人力资本的质量问题，陶行知指出：“以后看学校的标准，不仅仅是校舍如何、设备如何，乃是看学生的生活力丰富不丰富”。实际上他主张用“创造力是否增加”作为评价学校的核心标准，认为这是学校根本进步的标志。笔者认为，这是人力资源开发理论的创新点，创造力潜能评价是我国（高等）教育质量评价体系的一个弱点甚至是盲区。因此，(潜在)人力资源创造力潜能考核指标量化及其应用将是人力资本质量及教育质量评价研究的新课题。
3.人力资源管理者和教师业绩变动和考核的基础因子
创造力潜能因素群是影响人力资源管理者和教师人力资本的基础因素。陶行知认为：有生活力的国民，是要靠着有生活力的教师来培养的，如何培养有生活力的教师是中国今日教育最急迫的问题。“六因子”既是人力资源管理者和教师业绩变动和考核的基础因子，其量化和整合关系将有待研究。
4.企业选才的关键辨别因子和制定人力规格的因素
量子力学最新研究篇7
论文摘要：将量子化学原理及方法引入材料科学、能源以及生物大分子体系研究领域中无疑将从更高的理论起点来认识微观尺度上的各种参数、性能和规律，这将对材料科学、能源以及生物大分子体系的发展有着重要的意义。
量子化学是将量子力学的原理应用到化学中而产生的一门学科，经过化学家们的努力，量子化学理论和计算方法在近几十年来取得了很大的发展，在定性和定量地阐明许多分子、原子和电子尺度级问题上已经受到足够的重视。目前，量子化学已被广泛应用于化学的各个分支以及生物、医药、材料、环境、能源、军事等领域，取得了丰富的理论成果，并对实际工作起到了很好的指导作用。本文仅对量子化学原理及方法在材料、能源和生物大分子体系研究领域做一简要介绍。
一、在材料科学中的应用
（一）在建筑材料方面的应用
水泥是重要的建筑材料之一。1993年，计算量子化学开始广泛地应用于许多水泥熟料矿物和水化产物体系的研究中，解决了很多实际问题。
钙矾石相是许多水泥品种的主要水化产物相之一，它对水泥石的强度起着关键作用。程新等[1,2]在假设材料的力学强度决定于化学键强度的前提下，研究了几种钙矾石相力学强度的大小差异。计算发现，含Ca钙矾石、含Ba钙矾石和含Sr钙矾石的al-o键级基本一致，而含Sr钙矾石、含Ba钙矾石中的Sr，Ba原子键级与Sr-o，Ba-o共价键级都分别大于含Ca钙矾石中的Ca原子键级和Ca-o共价键级，由此认为，含Sr、Ba硫铝酸盐的胶凝强度高于硫铝酸钙的胶凝强度[3]。
将量子化学理论与方法引入水泥化学领域，是一门前景广阔的研究课题，它将有助于人们直接将分子的微观结构与宏观性能联系起来，也为水泥材料的设计提供了一条新的途径[3]。
（二）在金属及合金材料方面的应用
过渡金属(Fe、Co、ni)中氢杂质的超精细场和电子结构，通过量子化学计算表明，含有杂质石原子的磁矩要降低，这与实验结果非常一致。闵新民等[4]通过量子化学方法研究了镧系三氟化物。结果表明，在LnF3中Ln原子轨道参与成键的次序是：d＞f＞p＞s，其结合能计算值与实验值定性趋势一致。此方法还广泛用于金属氧化物固体的电子结构及光谱的计算[5]。再比如说，nbo2是一个在810℃具有相变的物质(由金红石型变成四方体心)，其高温相的nbo2的电子结构和光谱也是通过量子化学方法进行的计算和讨论，并通过计算指出它和低温nbo2及其等电子化合物Vo2在性质方面存在的差异[6]。
量子化学方法因其精确度高，计算机时少而广泛应用于材料科学中，并取得了许多有意义的结果。随着量子化学方法的不断完善，同时由于电子计算机的飞速发展和普及，量子化学在材料科学中的应用范围将不断得到拓展，将为材料科学的发展提供一条非常有意义的途径[5]。
二、在能源研究中的应用
（一）在煤裂解的反应机理和动力学性质方面的应用
煤是重要的能源之一。近年来随着量子化学理论的发展和量子化学计算方法以及计算技术的进步，量子化学方法对于深入探索煤的结构和反应性之间的关系成为可能。
量子化学计算在研究煤的模型分子裂解反应机理和预测反应方向方面有许多成功的例子,如低级芳香烃作为碳/碳复合材料碳前驱体热解机理方面的研究已经取得了比较明确的研究结果。由化学知识对所研究的低级芳香烃设想可能的自由基裂解路径，由Guassian98程序中的半经验方法Uam1、在UHF/3-21G*水平的从头计算方法和考虑了电子相关效应的密度泛函UB3LYp/3-21G*方法对设计路径的热力学和动力学进行了计算。由理论计算方法所得到的主反应路径、热力学变量和表观活化能等结果与实验数据对比有较好的一致性，对煤热解的量子化学基础的研究有重要意义[7]。
（二）在锂离子电池研究中的应用
锂离子二次电池因为具有电容量大、工作电压高、循环寿命长、安全可靠、无记忆效应、重量轻等优点，被人们称之为“最有前途的化学电源”，被广泛应用于便携式电器等小型设备，并已开始向电动汽车、军用潜水艇、飞机、航空等领域发展。
锂离子电池又称摇椅型电池，电池的工作过程实际上是Li+离子在正负两电极之间来回嵌入和脱嵌的过程。因此，深入锂的嵌入-脱嵌机理对进一步改善锂离子电池的性能至关重要。ago等[8]用半经验分子轨道法以C32H14作为模型碳结构研究了锂原子在碳层间的插入反应。认为锂最有可能掺杂在碳环中心的上方位置。ago等[9]用abinitio分子轨道法对掺锂的芳香族碳化合物的研究表明，随着锂含量的增加，锂的离子性减少，预示在较高的掺锂状态下有可能存在一种Li-C和具有共价性的Li-Li的混合物。Satoru等[10]用分子轨道计算法，对低结晶度的炭素材料的掺锂反应进行了研究，研究表明，锂优先插入到石墨层间反应，然后掺杂在石墨层中不同部位里[11]。
随着人们对材料晶体结构的进一步认识和计算机水平的更高发展，相信量子化学原理在锂离子电池中的应用领域会更广泛、更深入、更具指导性。
三、在生物大分子体系研究中的应用
生物大分子体系的量子化学计算一直是一个具有挑战性的研究领域，尤其是生物大分子体系的理论研究具有重要意义。由于量子化学可以在分子、电子水平上对体系进行精细的理论研究，是其它理论研究方法所难以替代的。因此要深入理解有关酶的催化作用、基因的复制与突变、药物与受体之间的识别与结合过程及作用方式等，都很有必要运用量子化学的方法对这些生物大分子体系进行研究。毫无疑问，这种研究可以帮助人们有目的地调控酶的催化作用,甚至可以有目的地修饰酶的结构、设计并合成人工酶；可以揭示遗传与变异的奥秘,进而调控基因的复制与突变，使之造福于人类；可以根据药物与受体的结合过程和作用特点设计高效低毒的新药等等，可见运用量子化学的手段来研究生命现象是十分有意义的。
综上所述，我们可以看出在材料、能源以及生物大分子体系研究中，量子化学发挥了重要的作用。在近十几年来，由于电子计算机的飞速发展和普及，量子化学计算变得更加迅速和方便。可以预言，在不久的将来，量子化学将在更广泛的领域发挥更加重要的作用。
参考文献：
[1]程新.[学位论文].武汉:武汉工业大学材料科学与工程学院,1994
[2]程新,冯修吉.武汉工业大学学报,1995,17(4):12
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[6]闵新民.化学学报,1992,50(5):449
[7]王宝俊,张玉贵,秦育红等.煤炭转化,2003,26(1):1
[8]agoH,nagataK,YoshizawaK,etal.Bull.Chem.Soc.Jpn.,1997,70:1717
[9]agoH,Katom,YaharaaK.etal.JournaloftheelectrochemicalSociety,1999,146(4):1262
量子力学最新研究篇8
关键词：科技创新人才核工业研究生教育培养机制
一、引言
随着国防科技工业与国家发展新能源的战略需要，高效发展核电、加强核科技创新已成必然，加强核科技创新型人才培养迫在眉睫。研究生教育作为国民教育的顶端和国家创新体系的生力军，承担着高端人才供给和科学技术创新的双重使命。核工业研究生教育涉及学科属于国防特色学科，关系到国家国防建设发展，表现得更为敏感，在人才培养模式上以培养学术型人才为主，侧重创新能力和科研实践能力培养。核工业研究生培养是核科技创新的内生动力和高层次创新型人才队伍建设的重要组成部分，如何培养出更多具有创新思维和创新能力，能够在现在或未来引领核工业发展的高层次创新型研究生值得探究。文章以中国原子能科学研究院（以下简称原子能院）研究生培养机制为例，分析目前核工业研究生教育培养机制存在的问题，并提出相应的改进建议。
二、原子能院学位与研究生教育工作简介
原子能院创建于1950年，是我国核科学技术的发祥地，也是我国重要的不可替代的从事先导性、基础性、前瞻性核科学技术研究的综合性研究基地，是中国核工业的“摇篮”，为国家核科技创新、核工业发展、核科技人才培养做出了重要贡献。原子能院现有两院院士5人，高级专业技术人员1000余人。原子能院学位与研究生教育工作始于1956年，已培养博、硕士研究生近2000人；现拥有物理学、核科学与技术两个一级学科博士学位授权，拥有物理学、化学、核科学与技术三个一级学科和应用数学一个二级学科硕士学位授权，涉及招生专业14个；博、硕士研究生招生规模分别为50人、70人，培养类型均为学术型；现有博士生导师154人，硕士生导师226人。
原子能院研究生培养实行院所两级管理模式，硕士研究生学制为3年，最长学习年限为4年，其中第一年为学位课程集中学习，第二、三年回各研究所、室开展学位课题研究。博士研究生学制为3年，最长学习年限为5年，入学后即在课题组开展学位科研工作。研究生培养过程涵盖个人培养计划的制定、学位课程学习、开题报告、中期考核、学术报告、发表学术论文、论文双盲评阅、论文答辩、论文抽检等各个必要环节。
三、原子能院研究生教育培养机制存在的问题
1.研究生学位课程体系不利于研究生创新能力的培养
一是核科学与技术作为以物理学为基础发展的学科，在目前的课程设置中物理学、数学等相关基础理论课程的设置比例偏低，不利于学生逻辑思维能力和数学演算能力的培养。二是教学内容更新速度慢，缺乏前沿性和前瞻性，不注意反映国内外本学科的最新发展方向和最新科研成果，不能适应科技创新发展的需求。三是教学方法较为传统，没有形成探究式、启发式、互动式有机结合的教育教学方法，不利于研究生发散思维、思考力和问题意识的培养。
2.研究生参与科研课题的深度和广度有待于进一步提高
“寓教学与科研之中”是原子能院作为科研院所培养研究生的优势之所在，也是目前很多高校研究生培养努力追求的培养方式。但是，研究生的创新能力仍有待锻炼和培养，一是研究生开展调研的时间较晚，研究生真正参与课题研究的时间有限，课题研究不够深入；二是研究生从事的科研任务边缘化现象较多，没有真正融入到研究课题中，研究缺乏全局性和连贯性，导致参与科研的广度不够。
3.博士研究生招生选拔机制不能满足科技创新人才的培养需求
目前，我国对博士研究生的选拔主要通过笔试方式，原子能院博士研究生的选拔虽已兼顾初试、考核组、导师和所在单位意见四方面的情况，但是考核形式，还受制于当前考录政策的限制，未能突出考试内涵，未能有效甄别出考生的专业素养、科研潜质和逻辑思辨能力，距离以科技创新人才培养为目标的创新潜力人才选拔还有一定的差距。
4.导师的教导能力与研究生创新能力发展要求不相匹配
原子能院目前在读研究生有30%没有按照培养过程节点要求完成学位论文开题报告和中期考核。究其原因，一是研究生培养实行单一的“导师负责制”，使得部分导师无法从繁重的科研任务中抽出充裕的时间来指导学生，而且研究生培养过程还受科研进度、实验平台等教育服务平台的制约，导师无力协调；二是尚未建立导师考核评价机制，缺乏有效的约束激励机制，难以激发导师为研究生培养投入更多的责任和热情；三是导师的教导水平参差不齐，导师多为兼职，未曾接受过系统的教育学专业训练，对研究生的指导比较随性，往往忽视研究生的个体差异和个性特长，缺乏个性化指导和培养。
四、完善核工业研究生教育培养机制的几点建议
1.提高认识，建立科学的研究生教育培养理念
正确认识研究生教育在核工业科技事业和核科技高层次人才队伍建设中的地位与作用，处理好研究生教育学科建设与科研生产学科建设、学位科研与岗位科研、导师队伍与科研团队的关系。建立科学的研究生教育培养理念，强化大局意识、质量意识、创新意识、团队意识；以质量为根本，实现由外延式发展到内涵式发展，从事务性管理到战略型管理的根本转变。以推动核工业科技创新为已任，优化资源配置，科教结合，产学研结合，实现研究生教育服务于核科技事业发展的目标。
2.完善学位课程体系设计，更新教育教学方法
以“十三五”时期国防科技工业和核科技领域人才需求为导向，根据现有各学科、专业的特点和内涵，进一步量化各学科、专业所应掌握的基础理论和专门知识的要求，设置符合国防特色要求和满足核工业长远发展的培养目标。以培养方案为指导，优化课程体系设计，科学规划课程设置，合理安排课程分布和课程层级，调整物理学、数学等基础课程在不同学科的配置比例。建立定期更新教学内容机制，保证教学内容的基础性和前沿性。以个别课程为试点，探索实行研究型、启发式、互动式的教学模式，充分发挥和调动学生的创新能力和原创力。建立学位课程评估反馈机制，提高课程体系建设与培养目标的适配度。
3.完善博士研究生招生选拔机制，突出创新潜质的考察
以考察专业素质和创新潜质为重点，分步改进和完善博士研究生招生选拔方式，首先，进一步改革博士生初试题目的结构设计和考察重点，增加开放式试题的比重，重点考察对专业基础理论知识融会贯通的能力和开创性思维程度；其次，探索博士生面试考核结构化，侧重从考生已获科研成果中挖掘其科研潜力；第三，在国家硕博连读政策的基础上，探索建立硕、博贯通制，根据硕士生的学业表现建立“2+3”、“3+3”的硕博联动培养机制；第四，探索建立学术型博士研究生招生申请考核制，注重对学生专业素养、研究能力和创新潜质的综合评价。
4.严把培养过程质量关，健全创新性研究生培养质量保障机制
（1）完善研究生使用培养机制，提高研究生参与科研任务的广度和深度
完善研究生尤其是硕士生的使用制度，改变以往研一脱产学习的状态，实行入学即入研制度。积极借助导师在研项目资源平台，鼓励研究生独立担当相关课题任务，充分发挥导师及其研发团队的指导作用，使研究生的创新思维和创新能力在实践中快速提升。
（2）完善在读研究生参加学术报告制度，营造良好的科研氛围
一方面，对理工科不同专业学生，按照理论类和实验类进行分类，进一步严格研究生听取及做学术报告制度，并建立参加学术报告备案抽查制，增强研究生的紧迫感；另一方面，制定优秀学术报告奖励制度，提高研究生学术报告的积极性，营造良好的学术交流氛围。
（3）实行培养过程定期检查与结果反馈制
按照培养过程中各个培养环节的要求，定期开展培养过程检查和结果反馈工作，反馈结果在一定范围内公开，并有针对性地督促研究生和导师积极开展学习和培养工作。
5.加强研究生导师队伍建设，提高导师教导水平
（1）加强研究生导师管理，建立师生定期交流制度
确保研究生和导师每周见面一次，交流时间不少于30分钟，并配套相应的监督措施，依此规范导师的教导行为，增强导师育人职能。
（2）加强研究生导师培训管理，提高导师的教导能力
根据导师的层次和类别，建立导师上岗培训、聘期培训等制度，要求导师制定个人培训需求计划书，有的放矢地进行个性化培训，提高培训效果，提高导师教导水平。同时，探索建立导师培训与导师评价相挂钩制度。
（3）建立健全研究生导师评价制度
制定研究生导师评估制度，把导师对学生的思想政治、学业指导、学术训练和学术道德教育等纳入到对导师的评价体系中，鼓励研究生参与对导师人才培养工作的评价，提高导师对研究生培养的积极性。
参考文献：
[1]刘延东.深化改革优化结构全面提高我国研究生教育质量.全国研究生教育质量工作会议暨国务院学位委员会第三十一次会议，2014年11月6日.
[2]中国原子能科学研究院简介（2015）.
量子力学最新研究篇9
一、21世纪物理学的几个活跃领域
蒸蒸日上的凝聚态物理学
自从80年代中期发现了所谓高临界温度超导体以来，世界上对这种应用潜力很大的新材料的研究热情和乐观情绪此起彼伏，时断时续。这种新材料能在液氮温区下传导电流而没有阻抗。高临界温度超导材料的研究仍是今后凝聚态物理学中活跃的领域之一。目前，许多国家的科学工作者仍在争分夺秒，继续进行竞争，向更高温区，甚至室温温区超导材料的研究和应用努力。可以预计，这个势头今后也不会减弱，此外，高临界温度的超导材料的机械性能、韧性强度和加工成材工艺也需进一步提高和解决。科学家们预测，21世纪初，这些技术问题可以得到解决并将有广泛的应用前景，有可能会引起一场新的工业革命。超导电机、超导磁悬浮列车、超导船、超导计算机等将会面向市场，届时，世界超导材料市场可望达到2000亿美元。
由不同材料的薄膜交替组成的超晶格材料可望成为新一代的微电子、光电子材料。超晶格材料诞生于20世纪70年代末，在短短不到30年的时间内，已逐步揭示出其微观机制和物理图像。目前已利用半导体超晶格材料研制成许多新器件，它可以在原子尺度上对半导体的组分掺杂进行人工“设计”，从而可以研究一般半导体中根本不存在的物理现象，并将固态电子器件的应用推向一个新阶段。但目前对于其他类型的超晶格材料的制备尚需做进一步的努力。一些科学家预测，下一代的电子器件可能会被微结构器件替代，从而可能会带来一场电子工业的革命。微结构物理的研究还有许多新的物理现象有待于揭示。21世纪可能会硕果累累，它的前景不可低估。
近年来，两种与磁阻有关的引起人们强烈兴趣的现象就是所谓的巨磁阻和超巨磁阻现象。一般磁阻是物质的电阻率在磁场中会发生轻微的变化，而巨磁和超巨磁可以是几倍或数千倍的变化。超巨磁现象中令人吃惊的是，在很强的磁场中某些绝缘体会突变为导体，这种原因尚不清楚，就像高临界温度超导材料超导性的原因难以捉摸一样。目前，巨磁和超巨磁实现应用的主要障碍是强磁场和低温的要求，预计下世纪初在这方面会有很大的进展，并会有诱人的应用前景。
可以预计，新材料的发展是21世纪凝聚态物理学研究重要的发展方向之一。新材料的发展趋势是：复合化、功能特殊化、性能极限化和结构微观化。如，成分密度和功能不均匀的梯度材料；可随空间时间条件而变化的智能材料；变形速度快的压电材料以及精细陶瓷材料等都将成为下世纪重要的新材料。材料专家预计，21世纪新材料品种可能突破100万种。
等离子体物理与核聚变
海水中含有大量的氢和它的同位素氘和氚。氘既重氢，氧化氘就是重水，每一吨海水中含有140克重水。如果我们将地球海水中所有的氘核能都释放出来，那么它所产生的能量足以提供人类使用数百亿年。但氘和氚的原子核在高温下才能聚合起来释放能量，这个过程称为热核反应，也叫核聚变。
核聚变反应的温度大约需要几亿度，在这样高的温度上，氘氚混合燃料形成高温等离子体态，所以等离子体物理是核聚变反应的理论基矗1986年美国普林斯顿的核聚变研究取得了令人鼓舞的成绩，他们在tftr实验装置上进行的超起动放电达到20千电子伏，远远超过了“点火”要求。1991年11月在英国卡拉姆的jet实验装置上首次成功地进行了氘氚等离子体聚变试验。在圆形圈内，2亿度的温度下，氘氚气体相遇爆炸成功，产生了200千瓦的能量，虽然只维持了1.3秒，但这为人类探索新能源——核聚变能的实现迈进了一大步。这是90年代核能研究最有突破性的工作。但目前核聚变反应距实际应用还有相当大的距离，技术上尚有许多难题需要解决，如怎样将等离子加热到如此高的温度？高温等离子体不能与盛装它的容器壁相接触，否则等离子体要降温，容器也会被烧环，这就是如何约束问题。21世纪初有可能在该领域的研究工作中有所突破。
纳米技术向我们走来
所谓纳米技术就是在10[-9]米（即十亿分之一米）水平上，研究应用原子和分子现象及其结构信息的技术。纳米技术的发展使人们有可能在原子分子量级上对物质进行加工，制造出各种东西，使人类开始进入一个可以在纳米尺度范围，人为设计、加工和制造新材料、新器件的时代。粗略的分，纳米技术可分为纳米物理、纳米化学、纳米生物、纳米电子、纳米材料、纳米机械和加工等几方面。
纳米材料具有常规材料所不具备的反常特性，如它的硬度、强度，韧性和导电性等都非常高，被誉为“21世纪最有前途的材料”。美国一研究机构认为：任何经营材料的企业，如果现在还不采取措施研究纳米材料的开发，今后势必会处于竞争的劣势。
纳米电子是纳米技术与电子学的交叉形成的一门新技术。它是以研究纳米级芯片、器件、超高密度信息存储为主要内容的一门新技术。例如，目前超高密度信息存储的最高存储密度为10[12]毕特／平方厘米，其信息储存量为常规光盘的10[6]倍。
纳米机械和加工，也称为分子机器，它可以不用部件制造几乎无任何缝隙的物体，它每秒能完成几十亿次操作，可以做人类想做的任何事情，可以制造出人类想得到的任何产品。目前采用分子机器加工已研制出世界上最小的（米粒大小）蒸汽机、微型汽车、微型发电机、微型马达、微型机器人和微型手术刀。微型机器人可进入血管清理血管壁上的沉积脂肪，杀死癌细胞，修复损坏的组织和基因。微型手术刀只有一根头发丝的百分之一大小，可以不用
开胸破腹就能完成手术。21世纪的生物分子机器将会出现可放在人脑中的纳米计算机，实现人机对话，并且有自身复制的能力。人类还有可能制造出新的智能生命和实现物种再构。
“无限大”和“无限斜系统物理学
“无限大”和“无限斜系统物理学是当今物理学发展的一个非常活跃的领域。天体物理和宇宙物理学就属于“无限大”系统物理学的范畴，它从早期对太阳系的研究，逐步发展到银河系，直到对整个宇宙的研究。热大爆炸宇宙模型作为本世纪后半叶自然科学中四大成就之一是当之无愧的。利用该模型已经成功地解释宇宙观测的最新结果。如宇宙膨胀，宇宙年龄下限，宇宙物质的层次结构，宇宙在大尺度范围是各向同性等重要结果。可以说具有暴胀机制的热大爆炸宇宙模型已为现代宇宙学奠定了一定的基矗但是到目前为止，关于宇宙的起源问题仍没有得到解决，暴胀宇宙论也并非十全十美，事实上想一次就能得到一个十分完善的宇宙理论是很困难的，这还有待于进一步的努力和探索。
“无限大”系统物理学还有两个比较重要的问题是“类星体”和“暗物质”。“类星体”是1961年发现的，一个类星体发出的光相当于几千个星云，而每个星云相当于1万亿个太阳所发出的光，所以对类星体的研究具有十分重大的意义。60年代末，科学家们发现一个编号为3c271的类星体，一天之内它的能量增加了一倍，到底是什么原因使它的能量增加如此迅速？有待于21世纪去解决。“暗物质”是一种具有引力，看不见，什么光也不发射的物质。宇宙中百分之九十以上的物质是所谓的“暗物质”，这种“暗物质”到底是什么？我们至今仍不清楚，也有待于下世纪去解决。
原子核物理和粒子物理学则属于“无限斜系统物理学的范畴，它从早期对原子和原子核的研究，逐步发展到对粒子的研究。粒子主要包括强子（中子、质子、超子、л介子、k介子等）、轻子（电子、μ子、τ轻子等）和媒介子（光子、胶子等）。强子是对参与强相互作用粒子的总称，其数量几乎占粒子种类的绝大部分；轻子是参与弱相互作用和电磁相互作用的，它们不参与强相互作用；而媒介子是传递相互作用的。目前，人们已经知道参与强相互作用的粒子都是由更小的粒子“夸克”组成的，但是至今不能把单个“夸克”分离出来，也没有观察到它们可以自由地存在。为什么“夸克”独立不出来呢？还有一个不能解释的问题是“非对称性”，目前我们已有的定理都是对称的，可是世界是非对称的，这是一个有待于解决的矛盾。寻找独立的夸克和电弱统一理论预言的、导致对称性自发破缺的h粒子、解释“对称”与“非对性”的矛盾，是21世纪粒子物理学研究的前沿课题之一。
从表面上看“无限大”系统物理学与“无限斜系统物理学似无必然的联系。其实不然，宇宙和天体物理学家利用广义相对论来描述引力和宇宙的“无限大”结构，即可观察的宇宙范围；而粒子物理学家则利用量子力学来处理一些“无限斜微观区域的现象。其实宇宙系统与原子系统在某些方面有着惊人的相似性。预计21世纪“无限大”系统物理学将会与“无限斜系统物理学结合得更加紧密，即宏观宇宙物理学和微观粒子物理学整体联系起来。热大爆炸宇宙模型就是这种结合的典范，实际上该模型是在粒子物理学中弱电统一理论的基础上建立起来的。可以预计，这种结合对科技发展和应用都会产生巨大的影响。
二、跨世纪科学技术的发展趋势
科学技术能否取得重大突破的关键取决于基础科学的发展。所以，首先必须重视基础科学的研究，不能忽视更不能简单地以当时基础科学成果是否有用来衡量其价值。相对论和量子力学建立时好像与其他学科和日常生活无关，直到20世纪中期相对论和量子力学在许多科学领域中引起深刻的变革才引起人们的足够重视。可以说，20世纪几乎所有的重大科技突破，像原子能、半导体、激光、计算机等，都是因为有了相对论和量子力学才得以实现。可以说，没有基础科学就没有科学技术、社会和人类的发展。
20世纪重大科技成果的成功经验证明，不同学科间的互相交叉、配合和渗透是产生新的发明与发现，解释新现象，取得科学突破的关键条件之一。例如，核物理与军事技术的交叉产生了原子弹；半导体物理与计算技术的交叉产生了计算机。可以预计，21世纪待人类掌握核聚变能的那一天，一定是核物理、等离子体物理、凝聚态物理和激光技术等学科的交叉和配合的结果。这也是21世纪科学技术的发展趋势之一。
量子力学最新研究篇10
人类迫切需要一个“人造太阳”来提供源源不断的清洁能源。据1998年世界能源委员会公布的统计数据，按照1998年世界能源消耗量计算，已探明的可用储量：石油可用约50年；天然气可用约70年；煤炭可用约200年；天然铀可用约60年；如果把全部资源纳入考虑，大约也只能用200～300年，人类社会将面临一次能源枯竭的严重危机。
与此同时，无论化石燃料还是宝贵的化工原料，如果仅用来做燃料，将其消耗殆尽的同时，也必然会对环境造成相当严重的破坏和污染。这不仅是自然资源的不合理的使用，而且对人类社会的可持续发展造成了严重的威胁，为此付出的代价无法估量。因此。全球必须进行并尽快完成战略新能源的开发研究，对中国而言尤其如此，中国将比任何其他国家更快面临严重的能源短缺和环境污染问题，中国的能源问题既是中国的问题也是世界的问题。
新能源：聚变能的研究
新能源有各种各样，聚变能是其中之一。太阳的能量来自轻核聚变反应，太阳每秒将6.57亿吨氢聚变成氦，亏损的质量转化成巨大的太阳能，成为支持太阳系统内一切活动的能量源泉。研究了太阳内部的聚变反应后，人类设想可以通过人工控制氘―氚聚变反应产生聚变能。聚变能的优势很多，首先是能量巨大，一升海水中含有30毫克的氘，通过聚变反应可释放出的能量相当于300多升汽油的能量；其次能量安全，聚变的反应产物是非放射性的。聚变燃料是按一定速度和数量加入的，所以任何时候在反应室内的聚变燃料都不多，在进行核聚变反应时，即使失控也不会产生严重事故。聚变能的能量消耗对环境的破坏微乎其微，由于聚变反应不产生二氧化碳和二氧化硫等有害气体，也不会像核裂变那样产生大量裂变产物，特别是半衰期长的锕系元素，它的反应产物只是非放射性的惰性气体氦，所产生的放射性物质只是可能泄漏的微量氚和半衰期很短的活化材料。显然，聚变能是人类可持续发展的清洁安全而又资源无限的新能源。
然而，在地球上实现持续的可控轻核聚变反应，条件要求相当苛刻，对目前的科学技术基础具有很大的挑战性。目前，人类实现受控热核聚变主要有两种途径――磁约束和惯性约束。由于惯性约束更多地与军事相关，所以保密性较强，而磁约束聚变研究则属于相对公开的领域。认识聚变能，还要从磁约束聚变研究的起源开始谈起。
早在第二次世界大战期间，美国在研制原子弹的时候，就已经开始关注受控热核聚变反应的可能性。第二次世界大战末期，美国、英国和苏联从军事上考虑，一直在互相保密的情况下开展可控核聚变的研究。针对聚变反应的反应物――高温等离子体的约束，大家不约而同地想到了使用磁场，即通过强大的磁场形成一个封闭的环绕型磁力线，让等离子体沿磁力线运行。
等离子体具有这样一个性质――磁场不可穿过其内部，只可以沿着等离子体的边沿绕行，这样就可以使用磁场将等离子体约束起来，利用运动电荷在磁场中作圆周运动的规律，使核聚变物质与容器隔离。但是在研究和实验过程中人们很快就发现这种约束方式要比预想的困难得多，主要的障碍是等离子体的宏观不稳定性。这个困难难倒了大群的科学家，他们的研究也因此止步不前。
1958年出现了转机。为了共同解决遇到的难题，在日内瓦召开的第二届和平利用原子能国际会议上，各国有关聚变研究的情况完全公开。在该次会议中，除了苏、美、英三国以外，德、法、瑞典、日本等国家也都有这方面的报告提出，在证实各个国家研究能力的同时，聚变研究成为会议的中心议题，得到全世界的关注和讨论。值得一提的是，聚变研究的领头羊――苏联还在会上宣布建成在当时规模巨大的磁镜装置奥格拉(orpa)，这是当时最为先进的聚变装置，得到大会的高度评价。会议之后的数年，聚变研究有了飞速发展，大量有关文献在期刊和会议录上相继涌现，聚变研究的重点也转向了高温等离子体物理的一些基础课题。
托卡马克突出重围
经过了1958年的解禁之后，各国都开始了公开的研究与讨论。但是通过各种各样的研究模式和方法上的努力，还是难以达到参数要求，距离建成实验堆仍有非常远的距离，全世界对聚变能的未来充满了悲观情绪。在实验研究上，为了克服等离子体宏观不稳定性问题的干扰，科学家设计并研发了各种各样的实验装置，其中以箍缩装置、磁镜、仿星器和托卡马克(tokamak)为主要研究装置。
托卡马克装置最初是由苏联莫斯科库尔恰托夫研究所的阿齐莫维齐等人在1954年发明的，是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环性容器。它的名字来源于环形(torordal)、真空室(komera)、磁(magmt)、线圈(kotushka)，中文大意是环形磁笼真空放电器，也有个很贴切但没有推广的中文名“环流器”。这个装置的出现，影响了整个世界的聚变研究方向。
1968年，又一次出现了曙光。这一年在苏联召开的第三届核聚变国际会议上，来自苏联的阿奇莫维奇院士展示了托卡马克装置(t－3)的实验结果：t－3利用强纵场在克服等离子体的宏观不稳定性上取得了突破性的进展，等离子体的各项参数有很大提高。这个结果令人鼓舞和兴奋，然而西方的科学家并不相信苏联人测定的参数结果。于是1969年由英国卡拉姆实验室主任皮斯派出一个专家小组，带了自己的汤姆逊散射仪去测量，最终测量的结果证明了t－3的可靠性。
此后，托卡马克从众多实验装置中脱颖而出，在全世界掀起一股托卡马克热。这种热潮使得在20世纪80年代初，世界上就建造了4个接近聚变堆的大型托卡马克，每个装置的投资都是上亿美金。这4个装置分别是美国酱林斯顿大学等离子体物理研究所(pppL)的tFtR、欧洲卡拉姆的Jet、日本原子能研究所的Jt-60和苏联库尔恰托夫原子能所的t-15超导托卡马克。
中国磁约束聚变研究
一般认为，中国1958年真正开始进行聚变研究，与第二届日内瓦和平利用原子能国际会议是同一年。当时中国的聚变研究主要在二机部系统和科学院中开展。早期在钱三强的带领下，二机部系统建造一系列的小型聚变装置。同时，科学院的一些研究所，如物理所、电工所、力学所以及西安光机所等，包括水利水电部下属的电力科学研究院，都开展了聚变方面的理论或是实验研究。另外，高等院校也扮演了重要的角色。包括北京大学、复旦大学、上海交通大学、华东师范大学、上海师范学院等在内的高校对中国聚变研究的理论、文献和人才培养也做出了巨大贡献。
前夕，中国聚变研究的布局已经发生了很大变化。由于国民经济的困难，以及
国家三线建设的决策和需要，很多单位的研究工作，特别是实验研究纷纷停车或下马。以后，中国的聚变研究尽管遭遇多方困难，但依旧紧随世界脚步，持续发展。受到国际聚变研究的影响，中国也把研究力量放在托卡马克装置上，各个研究机构包括高等院校都开始研究并建成了自己的一系列托卡马克聚变装置。其中中科院物理所、合肥等离子体物理研究所，核工业西南物理研究院成为中国主要的聚变研究阵地。
中科院物理所的Ct-6是我国第一台托卡马克装置，Ct是中国托卡马克之意(Chinatokamak的第一个字母组合)，之后又建成了升级版Ct-6B。在当时的经济社会条件下，建成这样的两个装置所遇到的困难是难以想象的。
中国科学院合肥聚变站(即现在的合肥等离子体物理研究所)成立之后的1975年，在接受了中科院物理所赠送的真空室之后建成了一台空心变压器的托卡马克，称为Ht-6，Ht是合肥托卡马克之意(Helmtokamak的首字母组合)，后来又建造了两个托卡马克装置分别是Ht-6B和Ht-6m。随着装置的不断进步，合肥等离子体物理研究所成为了中国聚变研究的重镇。1994年是合肥所发展的关键之年，这一年合肥等离子体物理研究所建成了中国第一台超导托卡马克装置Ht-7。
关于Ht－7装置，还有一段有趣的故事。
1990年，时任国际热核聚变理事会中国理事的李整武先生将苏联理事Kadomtsev的一封信转交给了合肥等离子体物理所的霍裕平所长，信中建议将苏联的一个用于工程研究的超导托卡马克装置t-7转让给合肥所。但这个装置原先设计是工程研究用的，磁体结构非常紧凑，并不适宜于实验研究。当时等离子体物理所的研究经费也非常困难。但所里下了破釜沉舟的决心，通过向银行贷款，用800万人民币和一些286微机换回这台苏联人认为不可能做物理实验的装置。拆运回国之后，合肥所研究人员在外国专家的帮助下进行了磁体系统的改造又加进了自己的最新设计，通过全所研究人员的勤奋钻研，刻苦努力，终于在1994年12月28日将该装置成功地改造成世界第二大超导托卡马克Ht-7，成为了继俄、法、日之后的第四个拥有超导托卡马克装置的国家，引起了全世界的瞩目。在Ht-7成功运行和物理实验取得重大进展的基础上，经过反复论证，更为先进的大型超导托卡马克装置的建造列入了研究计划，当时称为Ht-7U，后来改称eaSt(experimentaladvancedSuperconducting'tokamak“先进超导托卡马克实验装置”的缩写)。eaSt系统于2006年初建成并顺利进行了首轮工程调试，并成功地实现了物理运行。eaSt与国外同类装置相比，项目使用资金最少、建设速度最快并在建成后的极短时间内就取得了重大实验进展，因而受到国际聚变界的高度评价。
中国聚变研究的另外一个重要基地，是核工业西南物理研究院。该院第一个托卡马克装置是中国环流器一号装置HL-1(HL是汉语拼音“HuanLiu”的简写)，随后改进发展为中国环流器新一号装置(HL-1m)。后来，由于单位体制发生了改变，西南物理研究院在聚变研究的道路上遇到了很大的困难，当时很多人认为已经无法再建造新的装置，在此情况下，西南物理研究ngk1988年就与德方接洽，希望德国的aSDeX装置退役后能转让给该院，以接替HL-1m。然而装置引进的过程并不顺利。最初德国人想把装置转让给巴西人，但最终得益于中国经济的快速发展和当时极其良好的中德关系，在德国总理施罗德访华后通过政治和外交关系敲定将装置送给中国。可以想象如果换作现在的德国总理默克尔，这样的交易结果就是未知数，从这次交易中也可以看出国家政治与科学技术发展之间微妙的关系。1997年，西南物理研究院派出工程人员将aSDeX装置完好地拆运回国，但由于当时装置建造尚未获立项，所以这些零件都堆在临时仓库里。直到1999年立项获得批准，中国环流器二号a装置(HL-2a)才作为另一项大科学工程正式动工。2002年12月3日，HL-2a在成都白家新基地投入运行。这是中德合作建造的装置，由于应用了新技术，安装了新设备，使该装置在国际聚变研究中占有重要地位。
中国的聚变研究一直是跟随着国际的脚步摸索前进，特别是容易受到美国的影响。进入90年代后期，美国的聚变研究受到了前所未有的冲击和冷落，美国国会大幅削减磁约束聚变研究经费。受此影响，中国的聚变研究也面临重重危机，特别是一些有名望的华人科学家在看到美国的聚变研究计划出现困难后，便建议中国政府跟随美国步伐放弃或减少对聚变研究的支持，由此，缺少了国家大力支持的中国聚变研究面临生死考验，导致当时的聚变科研队伍大幅度萎缩，其中中国科学院物理研究所、北京大学、复旦大学等机构的聚变研究全部中断，到目前为止，只有北京大学逐步恢复中断的研究。
iteR计划与“人造太阳”
iteR(internationalthermonuclearexperimentalReactor)的全称是国际热核聚变实验反应堆。“iteiL”在拉丁文中意为“道路”，iteK也意味着人类和平利用核聚变能源之路。由于核聚变研究是一项耗资巨大、研究周期相当长的大科学研究项目，人们认识到只有开展广泛的国际合作，才能达到实现核聚变能利用的目标。iteR计划便应运而生。
从1987年美、苏、欧、日四方进行iteR设计到现在，20多年已经过去，iteR计划由最初4方国际合作，发展到现在包括美国、日本、欧盟、中国、俄罗斯、韩国和印度在内的7方合作，是目前世界上继国际空间站之后最大型的国际大科学合作计划。iteR项目预计持续30年，前10年用于建设，后20年用于操作实验。这一项目总花费预计约为100亿美元，欧盟承担50％的费用，其余6方分别承担10％，超出预计总花费10％的费用将用于支付建设过程中由于物价等因素造成的预算超支。此外，参与各国完全平等地享有项目的所有科研成果和知识产权。
iteR将集成当今国际受控磁约束核聚变研究的主要科学和技术成果，第一次在地球上实现能与未来实用聚变堆规模相比拟的受控热核聚变实验堆，解决通向聚变电站的许多物理和工程问题。这是人类受控热核聚变研究走向实用过程中的必不可少的一步，因此受到各国政府及科技界的高度重视和支持。
中国在加入iteR计划过程中，经历了一场科学大论战，主要焦点是聚变堆的科学可行性和工程技术可行性问题。很多科学家提出异议，主要是因为，他们不希望国家把研究经费投放到在他们看来有限的时期内不可能实现的任务目标中。经过激烈的争辩，最终国家决定要加入iteik国际合作计划，并于2006年11月21日在法国巴黎正式签署合作协议，于2007年正式由全国人大审议通过。这是迄今中国投入最大的国际大科学工程，也是我国有史以来有机会、有能力、以平等伙伴身份参加的规模最大的国际科技合作项目。按预期，该计划将于2016年左右建成聚变堆，2030年左右完成实验运行。如果顺利，21世纪中叶后便可实现商业化能源供给。参与该计划研究工作的包括中国科学院等离子体物理研究所、核工业西南物理研究院等中国研究机构，赫赫有名的eaSt装置和HL-2a装置等将为我国在参与iteR计划科学技术研究方面提供基础和有效保障。
“iteR是我们这个时代最伟大的科学探索，世界人民携手成立的全新的合作模式。iteR需要中国政府的支持，需要中国杰出科学家的思想。此时，中国国际核聚变能源计划执行中心的成立，是iteR迈向成功的重要一步。”2008年10月10日，中国科技部宣布成立中国国际核聚变能源计划执行中心，应邀出席挂牌仪式的国际热核聚变实验堆(iteR)国际组织总干事池田要发表了这样的演说。