量子通信論文賞析八篇

發(fā)布時(shí)間：2023-03-13 11:14:31

序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的量子通信論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。

量子通信論文

第1篇

關(guān)鍵詞：量子密碼；量子加密；安全

中圖分類號(hào)：TP393文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2012)08-1752-02

如今，應(yīng)用廣泛的密碼基本都是依靠數(shù)學(xué)計(jì)算方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的――用復(fù)雜的數(shù)字串對(duì)信息進(jìn)行加密。無(wú)論多么復(fù)雜的數(shù)學(xué)密鑰也可以找到規(guī)律，破解復(fù)雜的數(shù)學(xué)密碼成為計(jì)算網(wǎng)絡(luò)安全的重要隱患。由美國(guó)專門制定密碼算法的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)――美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院與美國(guó)國(guó)家安全局設(shè)計(jì)的SHA-1密碼算法，早在1994年就被推薦給美國(guó)政府和金融系統(tǒng)采用，是美國(guó)政府目前應(yīng)用最廣泛的密碼算法。然而2005年初，山東大學(xué)王小云教授和她的研究小組宣布成功破解SHA-1，因?yàn)橥跣≡频某霈F(xiàn)，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院宣布，美國(guó)政府5年內(nèi)將不再使用SHA-1密碼算法。

隨著信息安全技術(shù)的發(fā)展,量子通信網(wǎng)絡(luò)的安全問(wèn)題逐漸得到了人們的關(guān)注。1984年，Charles Bennett與Gilles Brassard利用量子力學(xué)線性疊加原理及不可克隆定理，首次提出了一個(gè)量子密鑰協(xié)議，稱為BB84協(xié)議（BB84 protocol），可以實(shí)現(xiàn)安全的秘密通信。1989年IBM公司的Thomas J. Walson研究中心實(shí)現(xiàn)了第一次量子密鑰傳輸演示實(shí)驗(yàn)。這些研究成果最終從根本上解決了密鑰分配這一世界性難題。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)以微觀粒子作為信息的載體，利用量子技術(shù)，可以解決許多傳統(tǒng)信息理論無(wú)法處理或是難以處理的問(wèn)題?！傲孔用艽a”的概念就是在這種背景下提出的。當(dāng)前，量子密碼研究的核心內(nèi)容就是，如何利用量子技術(shù)在量子信道上安全可靠地分配密鑰。從數(shù)學(xué)角度上講如果把握了恰當(dāng)?shù)姆椒ㄈ魏蚊艽a都可破譯，但與傳統(tǒng)密碼學(xué)不同，量子密碼學(xué)利用物理學(xué)原理保護(hù)信息。通常把“以量子為信息載體，經(jīng)由量子信道傳送，在合法用戶之間建立共享密鑰的方法”，稱為量子密鑰分配（quantum key distribution, QKD），其安全性由“海森堡測(cè)不準(zhǔn)原理”及“單量子不可復(fù)制定理”保證。2000年美國(guó)Los Alamos實(shí)驗(yàn)室自由空間中使用QKD系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)傳輸距離為80km。目前，量子通信已進(jìn)入大規(guī)模實(shí)驗(yàn)研究階段，預(yù)計(jì)不久量子通信將成為現(xiàn)實(shí)。

“海森堡測(cè)不準(zhǔn)原理”是量子力學(xué)的基本原理，它表明，在同一時(shí)刻以相同的精度測(cè)定量子的位置與動(dòng)量是不可能的，只能精確測(cè)定兩者之一?！皢瘟孔硬豢蓮?fù)制定理”是“海森堡測(cè)不準(zhǔn)原理”的推論，它表明，在不知道量子狀態(tài)的情況下復(fù)制單個(gè)量子是不可能的，因?yàn)橐獜?fù)制單個(gè)量子就只能先作測(cè)量，而測(cè)量必然改變量子的狀態(tài)，所以說(shuō)不可能。可利用量子的這些特性來(lái)解決秘密密鑰分發(fā)的難題。

1量子密碼理論

量子密碼技術(shù)應(yīng)用量子力學(xué)的基本理論,包括海森伯格的測(cè)不準(zhǔn)原理和單光子的不可分割性,從而解決了典型密碼一直無(wú)法完善處理的安全性問(wèn)題。假設(shè)竊聽者可觀察到傳統(tǒng)信道上發(fā)送的信息，也可觀察及重發(fā)量子信道上的光子。

Alice每發(fā)送出一個(gè)光子，Bob就隨機(jī)選擇一個(gè)相應(yīng)的極化基B1或B2對(duì)收到的光子進(jìn)行測(cè)量。因此，對(duì)Alice發(fā)出每一個(gè)光子，Bob就根據(jù)選擇的極化基對(duì)光子的測(cè)量得到一個(gè)元（即集合｛|〉，|〉，|〉，|〉｝中的一個(gè)元）。Bob記下他的測(cè)量并保密。當(dāng)Alice發(fā)送完相應(yīng)于m的所有比特的光子后，Bob告訴Alice他測(cè)量每個(gè)光子的極化基。Alice則反饋Bob她發(fā)送的光子極性的正確基。他們保存使用了相同基的比特，而拋棄其他使用不同基的比特。由于使用了兩個(gè)不同的基，因此Bob所獲得的比特大約會(huì)有一半與Alice所發(fā)送的比特相同。這樣Alice與Bob就可將Bob所得到的與Alice所發(fā)送的相同的比特用作傳統(tǒng)密碼系統(tǒng)的密鑰

2量子密碼安全協(xié)議

Charles H. Bennett與Gilles Brassard 1984年發(fā)表的論文中提到的量子密碼分發(fā)協(xié)議，后來(lái)被稱為BB84協(xié)議。BB84協(xié)議是最早描述如何利用光子的偏振態(tài)來(lái)傳輸信息的。發(fā)送者Alice和接收者Bob用量子信道來(lái)傳輸量子態(tài)。如果用光子作為量子態(tài)載體，對(duì)應(yīng)的量子信道可以是光纖。另外他們還需要一條公共經(jīng)典信道，比如無(wú)線電或因特網(wǎng)。公共信道的安全性不需考慮，BB84協(xié)議在設(shè)計(jì)時(shí)已考慮到了兩種信道都被第三方Eve竊聽的可能。

3量子共享密鑰舉例

假設(shè)Alice與Bob想借助量子信息建立他們的共享密鑰進(jìn)行秘密通信。首先他們需要兩個(gè)信道：一個(gè)是量子信道，另一個(gè)是傳統(tǒng)信道。他們利用量子信道來(lái)交換從糾纏光子源泉分享出來(lái)的極化光子，利用傳統(tǒng)信道將通常的信息發(fā)送給對(duì)方。假設(shè)竊聽者可觀察到傳統(tǒng)信道上發(fā)送的信息，也可觀察及重發(fā)量子信道上的光子。

假設(shè)Alice先選定一個(gè)比特串m=0111001010發(fā)送給Bob。Alice隨機(jī)選擇極化基：

B1，B2，B1，B1，B2，B2，B1，B2，B2，B2

則她發(fā)送量子比特（即光子）給Bob：

|〉，|〉，|〉，|〉，|〉，|〉，|〉，|〉，|〉，|〉

Bob隨機(jī)選擇極化基：

B2，B2，B2，B1，B2，B1，B1，B2，B2，B1

然后對(duì)Alice發(fā)送的量子比特進(jìn)行測(cè)量，并記下每次測(cè)量的結(jié)果。且Bob告訴Alice他選擇的極化基。Alice則反饋Bob他選擇的第2、4、5、7、8、9個(gè)極化基與她選擇的相同。于是：

|〉，|〉，|〉，|〉，|〉，|〉

就是Bob測(cè)量到的正確結(jié)果，它們對(duì)應(yīng)的比特是：1，1，0，1，0，1。因此Alice與Bob就得到了相同的比特串110101，他們就可用此比特串作為秘密通信的密鑰。如果Alice發(fā)送一個(gè)大約112長(zhǎng)的量子比特串給Bob，則他們就可得到一個(gè)可用于DES加密體制的56比特的密鑰。

4量子密鑰分發(fā)

一般來(lái)說(shuō)，利用量子（態(tài)）進(jìn)行秘密密鑰分發(fā)的過(guò)程可由下面幾個(gè)步驟組成。

1）量子傳輸：設(shè)Alice與Bob要利用量子信道建立一個(gè)共享的密鑰，則Alice隨機(jī)選取單光子脈沖的光子極化態(tài)和極化基將其發(fā)送給Bob。Bob再隨機(jī)選擇極化基進(jìn)行測(cè)量，將測(cè)量到的量子比特串秘密保存。

2）數(shù)據(jù)篩選：由于傳輸過(guò)程中噪聲以及竊聽者的干擾等原因?qū)⑹沽孔有诺乐械墓庾訕O化態(tài)發(fā)生改變，還有Bob的接受儀器測(cè)量的失誤等各種因素，會(huì)影響B(tài)ob測(cè)量到的量子比特串，所以必須在一定的誤差范圍內(nèi)對(duì)量子數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，以得到確定的密碼串。

3）數(shù)據(jù)糾錯(cuò)：如果經(jīng)數(shù)據(jù)篩選后通信雙方仍不能保證各自保存的全部數(shù)據(jù)無(wú)偏差，可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行糾錯(cuò)。目前比較好的方法是采用奇但凡校驗(yàn)，具體做法：Alice與Bob將數(shù)據(jù)分為若干個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)，然后逐區(qū)比較各數(shù)據(jù)區(qū)的奇偶校驗(yàn)子。例如計(jì)算一個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)的1的個(gè)數(shù)并進(jìn)行比較，如果不相同，則將該數(shù)據(jù)區(qū)再?gòu)?qiáng)加于人發(fā)，然后再繼續(xù)上面的過(guò)程。在對(duì)某一數(shù)據(jù)區(qū)進(jìn)行比較時(shí)，雙方約定放棄該數(shù)據(jù)區(qū)的最后一個(gè)比特。并且操作過(guò)程重復(fù)多次，可在很大程度上減少竊聽者所獲得的密鑰信息量。量子信息論的研究表明這樣做可使竊聽者所獲得的信息量按指數(shù)級(jí)減少。雖然數(shù)據(jù)糾錯(cuò)減少了密鑰的信息量，但保證了密鑰的安全性。

綜上所述，隨著科技的進(jìn)步，信息交換手段越來(lái)越先進(jìn)，速度也越來(lái)越快，信息的內(nèi)容和形式越來(lái)越豐富，信息的規(guī)模也越來(lái)越大。由于信息量的集聚增加，保密需求也從軍事、政治和外交領(lǐng)域擴(kuò)展到民用和商用。量子密碼學(xué)正在逐步滲透到通信、電子政務(wù)、金融系統(tǒng)乃至航天科技。我國(guó)是國(guó)際上最早從事量子密碼技術(shù)研究的國(guó)家之一，20多年來(lái)，我國(guó)密碼科技工作者在蕪湖“量子政務(wù)網(wǎng)”等多個(gè)項(xiàng)目中取得優(yōu)異成績(jī)，我們正在逐步邁進(jìn)量子信息時(shí)代。

參考文獻(xiàn)：

［1］徐茂智.信息安全與密碼學(xué)[M] .北京:北京清華大學(xué)出版社,2007.

［2］馬瑞霖.量子密碼通信[M] .北京:北京科學(xué)出版社,2006,6.

［3］吳吉義.軟件項(xiàng)目管理理論與案例分析[M] .北京:北京中國(guó)電力出版社,2007.

［4］曾貴華.量子密碼學(xué)[M].北京:北京科學(xué)出版社,2006.

［5］曹軼樂(lè),楊伯君.量子密碼術(shù)[J].光通信技術(shù),2004,4.

［6］屈平.量子密碼術(shù)開辟通信安全新時(shí)代[J].世界電信,2004(8).

第2篇

本書共6章：1.量子點(diǎn)技術(shù)；2.超短脈沖量子點(diǎn)邊界輻射激光器；3.量子點(diǎn)半導(dǎo)體盤形激光器；4.半導(dǎo)體量子點(diǎn)可飽和吸收鏡在鎖模固態(tài)激光器中的應(yīng)用；5.量子點(diǎn)和連續(xù)波長(zhǎng)激光二極管在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用；6.結(jié)論和前景。目錄及序言的后面有各章作者的簡(jiǎn)介，書的末尾有各章的彩圖和主題索引。

本書編者Edik U.Rafailov教授1987年以來(lái)一直從事連續(xù)譜和超短脈沖激光器、非線性光學(xué)和集成光學(xué)的研究和開發(fā)。他2005年到敦提大學(xué)（Dundee University）工作，組建了一個(gè)光子學(xué)和納米科學(xué)研究組。他曾發(fā)表250多篇論文，編著了一本著作，在美國(guó)和英國(guó)有8項(xiàng)專利。他當(dāng)前的研究興趣包括：新穎的高功率連續(xù)波長(zhǎng)、短脈沖或超短脈沖激光器，紫外/可見/紅外和THz輻射，納米結(jié)構(gòu)，非線性光學(xué)和生物光子學(xué)。

本書的閱讀對(duì)象是在光子學(xué)、光學(xué)、激光物理、光電子學(xué)和生物光子學(xué)領(lǐng)域工作或?qū)W習(xí)的物理學(xué)家、工程師、研究生或講師。

第3篇

征文范圍

(1)現(xiàn)代通信技術(shù)，包括量子通信、太赫茲通信、移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信、光通信、空間通信、水下通信、抗干擾通信等。(2)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，包括軟件定義網(wǎng)絡(luò)、認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)、下一代互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)自組織網(wǎng)、空間信息網(wǎng)絡(luò)、軍事通信網(wǎng)絡(luò)等。(3)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)、包括信息加密、安全協(xié)議、安全認(rèn)證、檢測(cè)預(yù)警、可信網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)攻擊與防范、云計(jì)算與大數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)隱私與保護(hù)等。

征稿要求

(1)技術(shù)新穎，內(nèi)容翔實(shí)，文字精煉。(2)引用的數(shù)據(jù)要有充分依據(jù)。正確使用標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、名詞、術(shù)語(yǔ)。量符號(hào)和量單位請(qǐng)按照法定的量和單位的名稱、符號(hào)和書寫規(guī)則書寫。(3)文章需附題目的英文翻譯和工作單位的英文名稱，4~5個(gè)中、英文關(guān)鍵詞，200字左右中、英文摘要。(4)請(qǐng)給出所有作者的作者簡(jiǎn)介。簡(jiǎn)介內(nèi)容如下：姓名、出生年、性別、學(xué)位、職稱及現(xiàn)在主要從事的研究方向。(5)雜志是黑白印刷，不能區(qū)分顏色，請(qǐng)勿用彩色圖，灰度請(qǐng)按25%、50%、75%等比例增減；圖稿繪制請(qǐng)用“Word圖片工具”；圖中中文用宋體六號(hào)，除中文外的字符全部用TimesNewRoman體，字號(hào)為六號(hào)。(6)參考文獻(xiàn)擇主要的列出（除綜述性文章外最多不超過(guò)6條），按照出現(xiàn)的次序列在文末，并在文中對(duì)應(yīng)位置以右上角方括弧中的數(shù)字表示。中文參考文獻(xiàn)采用中英文格式。由于雜志要自引，請(qǐng)?jiān)谖墨I(xiàn)中添加1條通信技術(shù)的文獻(xiàn)。(7)來(lái)稿自投送之日起兩個(gè)月內(nèi)請(qǐng)不要另投其他刊物。稿件經(jīng)審閱通過(guò)后，請(qǐng)按照修改意見修改論文。但請(qǐng)放心，編者將充分尊重作者的原意和風(fēng)格。未被錄用的稿件恕不退還，作者請(qǐng)自留底稿。(8)來(lái)稿請(qǐng)注明作者的真實(shí)姓名、工作單位、通信地址、電話以及作者的個(gè)人簡(jiǎn)介。(9)如有國(guó)家基金，請(qǐng)給出基金名稱和基金編號(hào)，基金名稱采用中英文格式，并將基金批準(zhǔn)函復(fù)印件（國(guó)家級(jí)的）寄到我部。(10)稿件一經(jīng)錄用，即寄贈(zèng)當(dāng)期刊物。

第4篇

“我們?cè)诎l(fā)展過(guò)程中致力于緊密結(jié)合知識(shí)創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新與區(qū)域創(chuàng)新,與國(guó)家創(chuàng)新體系各單元聯(lián)合合作,推進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化,融入經(jīng)濟(jì)社會(huì)創(chuàng)新價(jià)值鏈?！奔{米所黨委書記劉佩華說(shuō)。

蘇州納米所的實(shí)踐是一個(gè)縮影。近年來(lái),我國(guó)科技發(fā)展面向世界高技術(shù)前沿,面向國(guó)家戰(zhàn)略需求,自主創(chuàng)新步履鏗鏘,科技創(chuàng)新作為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展“新引擎”、“發(fā)動(dòng)機(jī)”的作用進(jìn)一步凸顯。

過(guò)去,我國(guó)科技與經(jīng)濟(jì)“兩張皮”問(wèn)題嚴(yán)重,科技對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展貢獻(xiàn)率較低。黨的十明確提出實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略,指出科技創(chuàng)新是提高社會(huì)生產(chǎn)力和綜合國(guó)力的戰(zhàn)略支撐,必須擺在國(guó)家發(fā)展全局的核心位置。

積極推動(dòng)科技與經(jīng)濟(jì)緊密結(jié)合,建立企業(yè)為主體的技術(shù)創(chuàng)新體系,大力培養(yǎng)引進(jìn)高層次創(chuàng)新人才,優(yōu)化有利于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的大環(huán)境……在創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展號(hào)角的引領(lǐng)下,我國(guó)科技創(chuàng)新不斷向前邁進(jìn)。當(dāng)前,我國(guó)科技發(fā)展進(jìn)入重要躍升期。全社會(huì)研發(fā)資金投入2012年首次超過(guò)1萬(wàn)億元,其中74%來(lái)自于企業(yè);截至2012年,我國(guó)研發(fā)人員總量達(dá)到320萬(wàn)人年,穩(wěn)居世界第一;SCI收錄的我國(guó)科技論文數(shù)快速增長(zhǎng),連續(xù)四年居世界第二;發(fā)明專利授權(quán)量達(dá)21.7萬(wàn)件,穩(wěn)居世界第三;全國(guó)技術(shù)合同交易額年均增長(zhǎng)超過(guò)20%,達(dá)到6400億元。

大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)新的中微子振蕩;發(fā)現(xiàn)量子反?；魻栃?yīng);“神威藍(lán)光”千萬(wàn)億次計(jì)算機(jī)成功應(yīng)用;量子通信與量子計(jì)算研究取得突破;北斗導(dǎo)航系統(tǒng)建成并提供服務(wù)……我國(guó)取得了一批國(guó)際領(lǐng)先、振奮人心的重大成果。

“經(jīng)過(guò)多年積累,我國(guó)逐步從跟隨者變?yōu)椴⑿姓?一些領(lǐng)域已有領(lǐng)跑能力,成為具有重要影響的科技大國(guó)和創(chuàng)新大國(guó)?！笨萍疾坎块L(zhǎng)萬(wàn)鋼說(shuō)。

科技支撐發(fā)展,創(chuàng)新引領(lǐng)未來(lái)。隨著科技創(chuàng)新能力的不斷增強(qiáng),科技進(jìn)步的貢獻(xiàn)率越來(lái)越高,從2001年的39%提高到目前的51.7%,對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的支撐作用不斷凸顯——

高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備、新一代寬帶無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)、大型飛機(jī)……為了搶占未來(lái)國(guó)際科技競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn),我國(guó)實(shí)施了16個(gè)重大科技專項(xiàng),加速推進(jìn)了一些重大創(chuàng)新成果的成功應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化,其中民口重大專項(xiàng)累計(jì)申請(qǐng)專利4萬(wàn)多項(xiàng),制定標(biāo)準(zhǔn)幾千項(xiàng)。

第5篇

【關(guān)鍵詞】量子力學(xué)；教學(xué)方法；物理思想

“量子力學(xué)”是20世紀(jì)物理學(xué)對(duì)人類科學(xué)研究?jī)纱髽?biāo)志性貢獻(xiàn)之一，已經(jīng)成為理工科專業(yè)最重要的基礎(chǔ)課程之一，學(xué)生熟練掌握量子力學(xué)的基本概念和基本理論，具備利用量子力學(xué)理論分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。對(duì)提高學(xué)生科學(xué)素，養(yǎng)培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新意識(shí)及亦具有十分重要的意義。但是，量子力學(xué)理論與學(xué)生長(zhǎng)期以來(lái)接觸到的經(jīng)典物理體系相去甚遠(yuǎn)，尤其是處理問(wèn)題的思路和手段與經(jīng)典物理截然不同，但它們之間又不無(wú)關(guān)聯(lián)，許多量子力學(xué)中的基本概念和基本理論是類比經(jīng)典物理中的相關(guān)內(nèi)容得出的。思維上的沖突導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課程時(shí)困惑不堪。此外，這門課程理論性較強(qiáng)，眾多學(xué)生陷于煩瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)之中，導(dǎo)致學(xué)習(xí)興趣缺失。針對(duì)這些教學(xué)中的問(wèn)題，如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的熱情，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，已經(jīng)成為擺在教師面前的重要課題。對(duì)“量子力學(xué)”課程的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)作一些合理的調(diào)整。

1 合理安排教學(xué)內(nèi)容

1.1 理清脈絡(luò)，強(qiáng)化知識(shí)背景

從經(jīng)典物理所面臨的困難出發(fā)，到半經(jīng)典半量子理論的形成，最終到量子理論的建立，對(duì)量子力學(xué)的發(fā)展脈絡(luò)進(jìn)行細(xì)致的、實(shí)事求是的分析，特別是對(duì)量子理論早期的概念發(fā)展有一個(gè)準(zhǔn)確清晰的理解，弄清楚到底哪些概念和原理是已經(jīng)證明為正確并得到公認(rèn)的，還存在哪些不完善的地方。這樣一方面可使學(xué)生對(duì)量子力學(xué)中基本概念和基本理論的形成和建立的科學(xué)歷史背景有一深刻了解，有助于學(xué)生理清經(jīng)典物理與量子理論之間的界限和區(qū)別，加深他們對(duì)這些基本概念和基本理論的理解；另一方面，可使學(xué)生對(duì)蘊(yùn)藏在這一歷程中的智慧火花和科學(xué)思維方法有一全面的了解，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)及科學(xué)素養(yǎng)。比如：對(duì)于玻爾理論，由于對(duì)量子化假設(shè)很難用已經(jīng)成形的經(jīng)典理論來(lái)解釋，學(xué)生往往會(huì)覺(jué)得不可思議，難以理解。為此，在講解這部分內(nèi)容時(shí)，很有必要介紹一下玻爾理論產(chǎn)生的歷史背景，告訴學(xué)生在玻爾的量子化假設(shè)之前就已經(jīng)出現(xiàn)了普朗克的量子論和愛(ài)因斯坦的光量子概念，且大量關(guān)于原子光譜的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也已經(jīng)被掌握，之前盧瑟福提出的簡(jiǎn)單行星模型卻與經(jīng)典物理理論及實(shí)驗(yàn)事實(shí)存在嚴(yán)重背離。為了解決這些問(wèn)題，玻爾理論才應(yīng)運(yùn)而生。在用量子力學(xué)求解氫原子定態(tài)波函數(shù)時(shí)，還可以通過(guò)定態(tài)波函數(shù)的概率分布圖，向?qū)W生介紹所謂的玻爾軌道并不是真實(shí)存在的，只是電子出現(xiàn)幾率比較大的區(qū)域。通過(guò)這樣講述，學(xué)生可以清晰地體會(huì)到玻爾理論的承上啟下的作用，而又不至于將其與量子力學(xué)中的概念混為一談。

1.2 重在物理思想，壓縮數(shù)學(xué)推導(dǎo)

在物理學(xué)研究中，數(shù)學(xué)只是用來(lái)表述物理思想并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行邏輯演算的工具，教師不能將深刻的物理思想淹沒(méi)在復(fù)雜的數(shù)學(xué)形式之中。因此，在教學(xué)過(guò)程中，教師要著重于加強(qiáng)基本概念和基本理論的講授，把握這些概念和理論中所蘊(yùn)含的物理實(shí)質(zhì)。對(duì)一些涉及繁難數(shù)學(xué)推導(dǎo)的內(nèi)容，在教學(xué)中刻意忽略具體數(shù)學(xué)推導(dǎo)過(guò)程，著重于使學(xué)生掌握其中的思想方法。例如：在一維線性諧振子問(wèn)題的教學(xué)中，對(duì)于數(shù)學(xué)方面的問(wèn)題，只要求學(xué)生能正確寫出薛定諤方程、記住其結(jié)論即可，重點(diǎn)放在該類問(wèn)題所蘊(yùn)含的物理意義及對(duì)現(xiàn)成結(jié)論的應(yīng)用上。這樣，學(xué)生就不會(huì)感到枯燥無(wú)味，而能始終保持較高的學(xué)習(xí)熱情。

2 改進(jìn)教學(xué)方法

“量子力學(xué)”這門課程本身實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)薄弱、理論性較強(qiáng)，物理圖像不夠直觀，一味采取傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)，學(xué)生勢(shì)必感到枯燥，甚至厭煩。學(xué)習(xí)效果自然大打折扣。為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)其學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)其科學(xué)探索精神及創(chuàng)新能力，在教學(xué)方法上應(yīng)進(jìn)行積極的探索。

2.1 發(fā)揮學(xué)生主體作用

在必要的教學(xué)內(nèi)容講解外，每節(jié)課都留出一定的師生互動(dòng)時(shí)間。教師通過(guò)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究討論，或者針對(duì)已講授內(nèi)容，使學(xué)生對(duì)已學(xué)內(nèi)容進(jìn)行復(fù)習(xí)、總結(jié)、辨析，以加深理解；或者針對(duì)未講授內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)的興趣（比如，在講授完一維無(wú)限深方勢(shì)阱和一維線性諧振子這

兩個(gè)典型的束縛態(tài)問(wèn)題后就可引導(dǎo)學(xué)生思考“非束縛態(tài)下微觀粒子又將表現(xiàn)出什么樣的行為”），這樣學(xué)生就會(huì)積極地預(yù)習(xí)下節(jié)內(nèi)容；或者選擇一些有代表性的習(xí)題，讓學(xué)生提出不同的解決辦法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。對(duì)于在課堂上不能解決的問(wèn)題，積極鼓勵(lì)學(xué)生利用圖書館及網(wǎng)絡(luò)資源等尋求解決，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探索精神。此外，還可使學(xué)生自由組合，挑選他們感興趣的與課程有關(guān)的題目進(jìn)行討論、調(diào)研并完成小組論文，這一方面激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)積極性，另一方面使其接受初步的科研訓(xùn)練，一舉兩得。

2.2 注重構(gòu)建物理圖像

在實(shí)際教學(xué)中著重注意物理圖像的構(gòu)建，使學(xué)生對(duì)一些難以理解的概念和理論形成較為直觀的印象，從而形成深刻的記憶和理解。例如：借助電子束衍射實(shí)驗(yàn)，通過(guò)三個(gè)不同的實(shí)驗(yàn)過(guò)程（強(qiáng)電子束、弱電子束及弱電子束長(zhǎng)時(shí)間曝光），即可為實(shí)物粒子的波粒二象性構(gòu)建出一幅清晰的物理圖像；借助電子束衍射實(shí)驗(yàn)圖像，再以光波類比電子波，即可凝練出波函數(shù)的統(tǒng)計(jì)解釋；借助電子雙縫衍射實(shí)驗(yàn)圖像，可使學(xué)生更易接受和理解態(tài)疊加原理；借助解析幾何中的坐標(biāo)系，可很好地為學(xué)生建立起表象的物理圖像。盡管這其中光波和電子波、坐標(biāo)系和表象這些概念之間有本質(zhì)上的區(qū)別，但借助這些學(xué)生已經(jīng)熟知和深刻理解的概念，可使學(xué)生非常容易地接受和理解量子力學(xué)中難以言明的概念和理論，同時(shí)，也可使學(xué)生掌握這種物理圖像的構(gòu)建能力，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維具有非常積極地作用。

3 教學(xué)手段和考核方式改革

3.1 課程教學(xué)采用多種先進(jìn)的教學(xué)方式

如安排小組討論課，對(duì)難于理解的概念和規(guī)律進(jìn)行討論。先是各小組內(nèi)討論，再是小組間辯論，最后老師對(duì)各小組討論和辯論的觀點(diǎn)進(jìn)行評(píng)述和指正。例如，在講到微觀粒子的波函數(shù)時(shí)，有的學(xué)生會(huì)認(rèn)為是全部粒子組成波函數(shù)，有的學(xué)生會(huì)認(rèn)為是經(jīng)典物理學(xué)的波。這些問(wèn)題的討論激發(fā)了學(xué)生的求知欲望，從而進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生對(duì)一些不易理解的概念和量子原理進(jìn)行深入理解，直至最后充分理解這些內(nèi)容。另外課程作業(yè)布置小論文，邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外專家開展系列量子力學(xué)講座等都是不錯(cuò)的方式。

3.2 堅(jiān)持研究型教學(xué)方式

把課程教學(xué)和科研相結(jié)合，在教學(xué)過(guò)程中針對(duì)教學(xué)內(nèi)容，吸取科研中的研究成果，通過(guò)結(jié)合最新的科研動(dòng)態(tài)，向?qū)W生講授在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。在量子力學(xué)誕生后，作為現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱之一的現(xiàn)代物理學(xué)的每一個(gè)分支及相關(guān)的邊緣學(xué)科都離不開量子力學(xué)這個(gè)基礎(chǔ)，量子理論與其他學(xué)科的交叉越來(lái)越多。例如：基本粒子、原子核、原子、分子、凝聚態(tài)物理到中子星、黑洞各個(gè)層次的研究以量子力學(xué)為基礎(chǔ)；量子力學(xué)在通信和納米技術(shù)中的應(yīng)用；量子理論在生物學(xué)中的應(yīng)用；量子力學(xué)與正在研究的量子計(jì)算機(jī)的關(guān)系等，在教學(xué)中適當(dāng)?shù)卮┎暹@些知識(shí)，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，消除學(xué)生對(duì)量子力學(xué)的片面認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。

量子力學(xué)從誕生到發(fā)展的物理學(xué)史所包含的創(chuàng)新思維是迄今為止哪一門學(xué)科都難以比擬的。在20世紀(jì)初，經(jīng)典物理學(xué)晴空萬(wàn)里，然而黑體輻射、光電效應(yīng)、原子光譜等物理現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)結(jié)果嚴(yán)重沖擊經(jīng)典物理學(xué)理論，讓經(jīng)典物理學(xué)陷入危機(jī)四伏的境地。量子力學(xué)的誕生，開啟了人類科學(xué)發(fā)展的新思維。開展好量子力學(xué)的教學(xué)活動(dòng)，在教學(xué)過(guò)程中展現(xiàn)量子力學(xué)數(shù)學(xué)形式之美，使學(xué)生在科學(xué)海洋中得到美的享受，有利于極大的提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，從精神上熏陶他們的創(chuàng)新精神。

【參考文獻(xiàn)】

[1]周世勛.量子力學(xué)教程[m].高教出版社，1979.

第6篇

[關(guān)鍵詞]計(jì)算機(jī)技術(shù) 發(fā)展與創(chuàng)新

中圖分類號(hào)：F224-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2014）21-0101-01

自第三次產(chǎn)業(yè)革命中計(jì)算機(jī)技術(shù)被發(fā)明應(yīng)用之后，計(jì)算機(jī)技術(shù)得到了快速的推廣應(yīng)用，短短幾十年來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)成為了當(dāng)今社會(huì)發(fā)展中最重要的科技技術(shù)，在各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，更是帶動(dòng)了整個(gè)工業(yè)時(shí)代走向了信息時(shí)代。而計(jì)算機(jī)技術(shù)之所以能夠在短時(shí)間內(nèi)得到如此大的發(fā)展，離不開計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷的創(chuàng)新。本文就對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展期間的技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)行探究分析。

1、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

計(jì)算機(jī)技術(shù)作為當(dāng)前社會(huì)發(fā)展中最重要的科技技術(shù)，其給社會(huì)所帶來(lái)的貢獻(xiàn)是非常巨大的，可以說(shuō)計(jì)算機(jī)技術(shù)是一種劃時(shí)代的科技技術(shù)，極大了促進(jìn)了社會(huì)生產(chǎn)力的變革。目前，從計(jì)算機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，其先進(jìn)的技術(shù)主要有以下幾種：

1.1 現(xiàn)代微型處理器。

總所周知，處理器是計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)中的重要組成部分，是整個(gè)系統(tǒng)的核心，為此對(duì)處理器的技術(shù)改進(jìn)是計(jì)算機(jī)技術(shù)中的重中之重。從處理器的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，其正向著越來(lái)越小的體形發(fā)展，目前我國(guó)的計(jì)算機(jī)處理器已經(jīng)相當(dāng)小，但還需要做出進(jìn)一步的微型化處理，受一些量子效應(yīng)的影響與限制，目前處理器中所采用的紫外光源由于波長(zhǎng)過(guò)短，已經(jīng)不是適宜再應(yīng)用在計(jì)算機(jī)處理器技術(shù)中，為此，我們就需要不斷創(chuàng)新發(fā)展，提高計(jì)算機(jī)處理器的研發(fā)技術(shù)。

1.2 納米技術(shù)在電子元件中的應(yīng)用。

由于計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的應(yīng)用不斷擴(kuò)大，使得計(jì)算機(jī)需要處理的信息量更大，提高計(jì)算機(jī)的運(yùn)行效率與處理信息速度就顯得非常重要。而當(dāng)前大多數(shù)計(jì)算機(jī)仍然是采用電子元件作為數(shù)據(jù)信息處理的基礎(chǔ)元件，而電子元件的信息處理能力還較為欠缺，不能很好的滿足現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展需求。而納米技術(shù)的應(yīng)用，形成了新的納米元件，極大的提高了計(jì)算機(jī)元件的集成度，使得計(jì)算機(jī)的信息處理能力大大提高。

1.3 分組交換技術(shù)。

通過(guò)分組交換技術(shù)將要進(jìn)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行分割，使其成為長(zhǎng)度相等的數(shù)據(jù)段，然后再每段數(shù)據(jù)的前面加上相應(yīng)的信息，來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)發(fā)送的位置進(jìn)行標(biāo)識(shí)，然后根據(jù)這個(gè)標(biāo)識(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。這種數(shù)據(jù)傳輸方式采用逐段的方式對(duì)通信鏈路進(jìn)行使用，使得通信的效率大大的提升。

2、計(jì)算機(jī)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的趨勢(shì)預(yù)測(cè)

按照當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀來(lái)看，計(jì)算機(jī)技術(shù)還會(huì)在未來(lái)得到更為廣闊的應(yīng)用與發(fā)展，為了適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求，計(jì)算機(jī)技術(shù)仍然需要不斷創(chuàng)新。在此，筆者對(duì)未來(lái)計(jì)算機(jī)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了大膽預(yù)測(cè)，認(rèn)為計(jì)算機(jī)技術(shù)會(huì)向著以下幾個(gè)發(fā)展方向不斷創(chuàng)新改革，進(jìn)一步的提高計(jì)算機(jī)的技術(shù)水平。

2.1 大力發(fā)展納米技術(shù)。

納米技術(shù)用于計(jì)算機(jī)元件中，能夠有效的打破當(dāng)前所使用的電子元件的性能限制，從而發(fā)展出生物計(jì)算機(jī)甚至是量子計(jì)算機(jī)，從而使計(jì)算機(jī)的性能得到質(zhì)的飛躍，而這種計(jì)算機(jī)是當(dāng)前計(jì)算機(jī)發(fā)展的重要趨勢(shì)。由于納米技術(shù)不受計(jì)算機(jī)集成以及處理速度這兩方面的限制，因此需要大力發(fā)展該項(xiàng)技術(shù)。隨著納米技術(shù)的發(fā)展，可以產(chǎn)生量子計(jì)算機(jī)和生物計(jì)算機(jī)，無(wú)論它們的運(yùn)算速度，還是它們的存儲(chǔ)能力都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前的計(jì)算機(jī)。

2.2 改善計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)。

當(dāng)前計(jì)算機(jī)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面主要是進(jìn)行多任務(wù)的并行計(jì)算，這樣可以利用同一臺(tái)機(jī)器進(jìn)行多個(gè)任務(wù)的處理。為了提升當(dāng)前計(jì)算機(jī)和用戶之間的交互性，應(yīng)該重點(diǎn)發(fā)展集群性的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，強(qiáng)化系統(tǒng)的可靠性以及兼容性。

2.3 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用與軟件技術(shù)的發(fā)展。

在計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展的同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用也在快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合使用實(shí)現(xiàn)了相互促進(jìn)的良好發(fā)展局面，提高了計(jì)算機(jī)的應(yīng)用水平，擴(kuò)大了計(jì)算機(jī)的應(yīng)用范圍。再加上各種軟件新技術(shù)的不斷研發(fā)，更是促進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用與發(fā)展。目前軟件技術(shù)已經(jīng)有了很大的發(fā)展，相信在未來(lái)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，軟件技術(shù)會(huì)更加完善成熟，從而為計(jì)算機(jī)信息技術(shù)發(fā)展更好的提供服務(wù)。

2.4多媒體性能。

多媒體性能的開拓與進(jìn)展把服務(wù)器、路由器以及轉(zhuǎn)換器諸多互聯(lián)網(wǎng)需要的設(shè)施的技術(shù)明顯提高，其中包含有用戶端、內(nèi)存、圖形片諸多硬件性能?；ヂ?lián)網(wǎng)使用人不再像原來(lái)一樣被動(dòng)地接受解決信息的形態(tài)，而是更加以踴躍主動(dòng)的形式來(lái)進(jìn)入現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)空間。除此以外還有藍(lán)牙技能的發(fā)明運(yùn)用，令多媒體通信技能無(wú)線電、數(shù)字信息、個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線寬帶局域網(wǎng)等快速更新。基于新一代的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的多媒體軟件開發(fā)，結(jié)合以前的各類多媒體工作，便可以令PC無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮得淋漓盡致，興起互聯(lián)網(wǎng)新時(shí)期的潮流。多媒體性能數(shù)字化是促使將來(lái)技能擴(kuò)展的主要方面，數(shù)字多媒體芯片性能就會(huì)變成將來(lái)多媒體性能生命里的核心。

3、創(chuàng)新是促進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的主要?jiǎng)恿?/p>

計(jì)算機(jī)技術(shù)之所以能夠得到快速的發(fā)展，主要是因?yàn)槠鋼碛杏啦凰ソ叩脑慈?，那就是?chuàng)新能力。正是在不斷的創(chuàng)新下，才促使了計(jì)算機(jī)信息技術(shù)以及其相關(guān)的產(chǎn)業(yè)技術(shù)不斷發(fā)展，才為人們的生活帶來(lái)了這巨大的轉(zhuǎn)變。而在計(jì)算機(jī)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展中，要注意結(jié)合實(shí)際需要，并注重與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)相互配合，只有這樣，才能更好的促進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。

創(chuàng)新發(fā)明許多有關(guān)計(jì)算機(jī)科技用品的假設(shè)都是因?yàn)槭艿缴鐣?huì)需要而產(chǎn)生，但是與此同時(shí)，又受很多外在條件的影響，比如經(jīng)濟(jì)條件、文化差異、組織的規(guī)模等也會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)科技的創(chuàng)新產(chǎn)生阻礙。另外，傳統(tǒng)、專有、封閉的科技體制的文化、構(gòu)造、機(jī)構(gòu)產(chǎn)生了與計(jì)算機(jī)科技體制相似的由專有發(fā)展到開放的變化。由此可見，計(jì)算機(jī)科技的創(chuàng)新基于社會(huì)的發(fā)展，而社會(huì)的發(fā)展及需求也帶動(dòng)了計(jì)算機(jī)科技的創(chuàng)新，是協(xié)調(diào)一致的。計(jì)算機(jī)科技的迅速發(fā)展，由此也產(chǎn)生了許多比起人們需求還要多的有效科技。

4、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，計(jì)算機(jī)技術(shù)作為一種新興技術(shù)，其對(duì)社會(huì)發(fā)展以及人們生活方式有著巨大的影響，并促進(jìn)了信息時(shí)代的快速到來(lái)，成為了一種不可缺少的生活必需品。而這些，都依賴于不斷的技術(shù)創(chuàng)新。在軟件、互聯(lián)網(wǎng)、納米等技術(shù)的不斷發(fā)展下，必將會(huì)實(shí)現(xiàn)高速化、智能化、多元化和微型化的計(jì)算機(jī)技術(shù)，因此還需要進(jìn)一步加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)

第7篇

一、信息科技與現(xiàn)代通信

信息技術(shù)涵蓋信息的采集、變換、存儲(chǔ)、處理、傳送、接收和再現(xiàn)。電子學(xué)研究電子的運(yùn)動(dòng)、電磁波的傳播和它們之間的相互作用。建立在麥克斯韋電磁理論基礎(chǔ)上的電子學(xué),是當(dāng)代信息技術(shù)最主要的手段。1887年德國(guó)物理學(xué)家赫茲發(fā)現(xiàn)電磁波及1897年英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子,標(biāo)志著電子學(xué)的開端。在赫茲實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,1895年意大利科學(xué)家馬可尼進(jìn)行了2.5公里的無(wú)線電報(bào)傳送實(shí)驗(yàn)。1901年跨越大西洋3200公里的無(wú)線電報(bào)實(shí)驗(yàn)獲得成功,這是遠(yuǎn)程通信的一件劃時(shí)代的大事。此后,人類陸續(xù)發(fā)明了無(wú)線電廣播、電視等。

第一代電子器件電子管,建立在熱電子發(fā)射的基礎(chǔ)上。1904年,英國(guó)物理學(xué)家弗萊明發(fā)明二極管;1906年,美國(guó)的德福雷斯特發(fā)明三極管。20世紀(jì)上半葉的電子設(shè)備,如廣播電視的發(fā)射接收裝置、雷達(dá)、計(jì)算機(jī)等,全部使用電子管。

1947年肖克利、巴丁、布拉坦發(fā)明了晶體管。晶體管使電子設(shè)備具有省電、小型化、可靠性高的優(yōu)點(diǎn),開辟了電子學(xué)的新時(shí)代。

物理學(xué)最新成果的大量采用,使光通信、移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)以空前的速度和規(guī)模發(fā)展。僅我國(guó),手機(jī)用戶即已近4億。物理學(xué)的發(fā)展必將使21世紀(jì)信息技術(shù)發(fā)生飛躍。

二、材料科學(xué)與新材料

物理學(xué)是材料科學(xué)的重要基礎(chǔ)。量子力學(xué)、凝聚態(tài)物理學(xué),特別是固體物理學(xué)和能帶理論極大地推動(dòng)了材料科學(xué)的發(fā)展?，F(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展,導(dǎo)致了諸如半導(dǎo)體材料、光電材料、超導(dǎo)材料、復(fù)合功能材料、納米材料、軟物質(zhì)材料等大量具有獨(dú)特性能的新材料出現(xiàn),并將不斷地為研制新型材料、改善材料性能提供新的理論和實(shí)驗(yàn)手段。

人工晶體用人工方法生長(zhǎng)的單晶體在激光產(chǎn)生、非線性光學(xué)、光探測(cè)、輻射探測(cè)、換能器等方面都有重要應(yīng)用。我國(guó)在這一領(lǐng)域具有一定優(yōu)勢(shì)。

三、物理學(xué)手段與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)

物理學(xué)手段在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中得到廣泛應(yīng)用,它們既用于診斷——x射線透視、B超、計(jì)算機(jī)斷層成像即CT、磁共振成像即HRI,又用于治療——超聲波粉碎結(jié)石、激光手術(shù)、伽瑪?shù)丁?/p>

四、計(jì)量與全球定位系統(tǒng)GPS

計(jì)時(shí)標(biāo)準(zhǔn):從觀測(cè)天體到使用各種物理方法,人類計(jì)時(shí)精度不斷提高。

全球定位系統(tǒng)GPS,由24顆均勻分布在6個(gè)軌道平面內(nèi)的衛(wèi)星組成,衛(wèi)星上安裝了高精度的原子鐘。衛(wèi)星高度2萬(wàn)公里。它是一個(gè)全天候的自動(dòng)定位和導(dǎo)航系統(tǒng),通過(guò)接收GPS衛(wèi)星發(fā)射的時(shí)間—頻率信號(hào),判斷和計(jì)算接收者的位置。經(jīng)過(guò)廣義相對(duì)論修正(時(shí)鐘快慢隨引力場(chǎng)強(qiáng)度而變)的GPS精度可在1米以內(nèi)。現(xiàn)在的GPS系統(tǒng)已可裝備到家用汽車上。

五、物理學(xué)與激光技術(shù)

1917年愛(ài)因斯坦提出“受激輻射”的概念,奠定了激光的理論基礎(chǔ)。1958年美國(guó)科學(xué)家肖洛和湯斯發(fā)現(xiàn)了一種奇怪的現(xiàn)象:當(dāng)他們將閃光燈泡所發(fā)射的光照在一種稀土晶體上時(shí),晶體的分子會(huì)發(fā)出鮮艷的、始終會(huì)聚在一起的強(qiáng)光。由此他們提出了“激光原理”,受激輻射可以得到一種單色性、亮度又很高的新型光源。1958年,貝爾實(shí)驗(yàn)室的湯斯和肖洛發(fā)表了關(guān)于激光器的經(jīng)典論文,奠定了激光發(fā)展的基礎(chǔ)。1960年,美國(guó)人梅曼(T.H.Maiman)發(fā)明了世界上第一臺(tái)紅寶石激光器。梅曼利用紅寶石晶體做發(fā)光材料,用發(fā)光度很高的脈沖氙燈做激發(fā)光源,獲得了人類有史以來(lái)的第一束激光。1965年,第一臺(tái)可產(chǎn)生大功率激光的器件——二氧化碳激光器誕生。1967年,第一臺(tái)X射線激光器研制成功。1997年,美國(guó)麻省理工學(xué)院的研究人員研制出第一臺(tái)原子激光器。

六、物理學(xué)與國(guó)家安全

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)是高科技的戰(zhàn)爭(zhēng),物理學(xué)在國(guó)防現(xiàn)代化中起著核心的作用。核武器是釋放核能的大規(guī)模殺傷性武器。1945年美國(guó)首先制成原子彈,并投放到日本的廣島和長(zhǎng)崎。為了對(duì)抗核訛詐,1964年我國(guó)成功試爆了第一顆原子彈,1967年成功試爆了第一顆氫彈。研制“兩彈一星”的23位功勛科學(xué)家中有13位物理學(xué)家。

第8篇

在創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略中，科技居于龍頭地位，可以說(shuō)是撬動(dòng)中國(guó)夢(mèng)實(shí)現(xiàn)的“杠桿”。在今年兩會(huì)期間，提醒廣大科技工作者，“要增強(qiáng)創(chuàng)新自信”。我認(rèn)為，在當(dāng)前態(tài)勢(shì)下，按照總書記的要求，廣大科技工作者自覺(jué)樹立特有的“科技自信”，就顯得尤為關(guān)鍵和必要。

敢于自信

建國(guó)以來(lái)，經(jīng)過(guò)老一輩科學(xué)家艱苦卓越的努力，我們已經(jīng)有了不少可以載入史冊(cè)的“招牌”性故事，比如“兩彈一星”、“人工合成牛胰島素”、“破解哥德巴赫猜想”、“雜交水稻”等一大批高水平科技成果。這是我們樹立科技自信的堅(jiān)固“地盤”。

改革開放以來(lái)，我國(guó)依靠自己的資源稟賦和比較優(yōu)勢(shì)，在經(jīng)濟(jì)上取得了連續(xù)多年的高速增長(zhǎng)，進(jìn)入了中等收入國(guó)家行列，綜合國(guó)力顯著提高。得益于此，我國(guó)財(cái)政科技支出連年穩(wěn)步增加。2006年以來(lái)，我國(guó)R&D經(jīng)費(fèi)投入增速一直保持在20%以上，2011年我國(guó)的R&D經(jīng)費(fèi)投入總量達(dá)到8687億元，反映了政府、企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)和高等學(xué)校在重視科技方面所做出的不懈努力。這是我們樹立科技自信的物質(zhì)基礎(chǔ)。

近幾年來(lái)，我國(guó)的基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和高技術(shù)研發(fā)都取得了歷史性的長(zhǎng)足進(jìn)步，整體科研水平已經(jīng)從過(guò)去“跟蹤”國(guó)際一流同行的工作，到現(xiàn)在逐步實(shí)現(xiàn)與國(guó)際一流工作的“同行”，乃至在個(gè)別領(lǐng)域成功實(shí)現(xiàn)了“引領(lǐng)”。僅以2012年為例，我國(guó)科學(xué)家在高溫超導(dǎo)、中微子震蕩、量子通信、誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞等方向取得了一大批世界領(lǐng)先的研究成果；在關(guān)系到國(guó)計(jì)民生和國(guó)家安全等重點(diǎn)領(lǐng)域，取得了像載人航天、探月工程、載人深潛等方面的重大突破。另外，在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，我國(guó)科研人員發(fā)表的國(guó)際論文總數(shù)已經(jīng)連續(xù)多年穩(wěn)居世界第2位，論文影響力也逐步提高；我國(guó)科技工作者的數(shù)量和質(zhì)量也得到大幅提升，一大批優(yōu)秀科研人才學(xué)成回國(guó)，本土人才培養(yǎng)體系也在逐步完善。這是我們樹立科技自信的豐沃土壤。

實(shí)現(xiàn)自信

當(dāng)然，我們必須客觀理性地看待科技自信，正視與發(fā)達(dá)國(guó)家的科技差距，切不可夜郎自大，自?shī)首詷?lè)。畢竟，我們還不是一個(gè)科技強(qiáng)國(guó)。中華民族的復(fù)興之路在于創(chuàng)新，關(guān)鍵要靠科技。面對(duì)這樣的共識(shí)和期盼，科技界應(yīng)該練好內(nèi)功，解決好自己的問(wèn)題，關(guān)鍵時(shí)刻給力，確保不掉鏈子，最終挺起腰板“實(shí)現(xiàn)科技自信”。

要真正實(shí)現(xiàn)科技自信，科技工作者必須要恪守科學(xué)價(jià)值觀。當(dāng)官和發(fā)財(cái)是兩條道，同樣科技工作者也應(yīng)該把實(shí)現(xiàn)科學(xué)創(chuàng)新作為自己最大的人生夢(mèng)想和價(jià)值追求。袁隆平院士將一生的汗水灑在了心愛(ài)的田地里，直到今天，80多歲的他仍有“禾下乘涼夢(mèng)”：水稻長(zhǎng)得有高粱那么高、顆粒有花生米那么大。相比袁隆平，遺憾的是，科技界還存在不少的“投機(jī)取巧”的現(xiàn)象：淺嘗輒止，因循守舊，小富即安，甚至沉溺于名利追逐的游戲。科技工作者要耐得住寂寞，板凳寧坐十年冷。

要真正實(shí)現(xiàn)科技自信，科技工作者必須要樹立“干大事”的信心和勇氣，敢碰重大科學(xué)命題，要把致力于重大科技突破作為奮斗目標(biāo)。近日，中科院物理所和清華大學(xué)組成的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)，成功實(shí)現(xiàn)了“量子反?；魻栃?yīng)”。這是中國(guó)科學(xué)家長(zhǎng)期積累、獨(dú)立完成的重大科學(xué)突破，完美地貫穿了從理論研究到實(shí)驗(yàn)觀測(cè)的全過(guò)程。我相信，這支研究團(tuán)隊(duì)在數(shù)年的攻關(guān)過(guò)程中，心中一定有著干大事的豪情作為支撐。

要真正實(shí)現(xiàn)科技自信，科技工作者還要敢于“標(biāo)新立異”?？茖W(xué)研究的過(guò)程，本身就是一個(gè)不斷去偽存真、逐步逼近真理的漸進(jìn)式過(guò)程。不盲從、不迷信、不跟風(fēng)理應(yīng)是科技工作者的職業(yè)特質(zhì)，提出新理論、開辟新領(lǐng)域、探尋新路徑理應(yīng)是科技工作者的價(jià)值追求。只有形成“標(biāo)新立異型”的特色文化，中國(guó)的科技界才有希望涌現(xiàn)出一批喬布斯式的人物，擔(dān)當(dāng)起為中國(guó)發(fā)展、中華民族振興、中國(guó)人民幸福做出創(chuàng)新貢獻(xiàn)的責(zé)任。

助力自信

要真正實(shí)現(xiàn)科技自信，各類機(jī)構(gòu)要充分尊重科技工作者在科研活動(dòng)中的主體地位，要把高層次人才真心實(shí)意地當(dāng)作第一資源看待。幾十年前，小平同志就提出自己要做“科學(xué)家的后勤部長(zhǎng)”。在今天，我們要致力于打造人才“宜居”型創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)和科研“軟環(huán)境”，在科技資源投入、效率配置等方面力爭(zhēng)有所作為。例如，中國(guó)科學(xué)院近兩年就啟動(dòng)實(shí)施了解決科研人員后顧之憂的3H工程（Housing，Home，Health），保證科學(xué)家有五分之四的時(shí)間安心用于科研工作。

要真正實(shí)現(xiàn)科技自信，還需要在國(guó)家層面切實(shí)做好制度的頂層設(shè)計(jì)，深化科技體制改革，統(tǒng)籌協(xié)同創(chuàng)新。黨和國(guó)家對(duì)此給予了高度重視，在黨的十、兩院院士大會(huì)、全國(guó)科技創(chuàng)新大會(huì)上都有詳細(xì)的闡釋。去年，中國(guó)科學(xué)院聯(lián)合教育部啟動(dòng)實(shí)施了“科教結(jié)合協(xié)同育人行動(dòng)計(jì)劃”，聯(lián)合所有省級(jí)地方科學(xué)院組建了“全國(guó)科學(xué)院聯(lián)盟”，試圖通過(guò)這些外部舉措，在國(guó)家層面上探索更為優(yōu)化的創(chuàng)新路徑。同時(shí)，中國(guó)科學(xué)院近期在內(nèi)部確立了兩個(gè)“三位一體”的改革舉措：科研院所、學(xué)部、教育機(jī)構(gòu)“三位一體”的組織架構(gòu)，出重大成果、出優(yōu)秀人才、出前瞻思想“三位一體”的機(jī)構(gòu)使命。

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