導語：如何才能寫好一篇量子計算的基本原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：人力資源；成本核算

Abstract: with the constant development of economy, the modern economic structure from production-oriented to science and technology service-oriented transformation has become a trend. This transformation makes human resource in enterprise production and management and the development of national economy has become more critical. In this paper, the author analyzes the human resources cost generation, form, valuation and how to effectively control and other aspects, has carried on the preliminary discussion.

Key words: human resource; cost accounting

中圖分類號：F562.5文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）

隨著現在企業制度的建立，我國建立起新的會計制度，合理的界定人力資源成本范圍，規范企業人力資源成本列支制度，企業人力資源成本的管理進入新的階段。

一、人力資源成本分析

1.1人力資源成本的基本理論

人力資源是指在一定區域內的人口總體所具有的勞動能力的總和，是存在于人的自然生命機體中的一種國民經濟資源。企業為獲得人力資源和優秀的人才，就需要很多的投資，這種投資在企業中就體現為人力資源成本。

1.2人力資源成本會計的特點

單獨計量人力資源的取得成本、開發成本、使用成本和替代成本，企業取得的人力資源的使用權，其運用期限在一年或者超過一年的一個營業周期以上的，所發生的人力資源的取得成本和開發成本應該視作資本性支出，在資本化處理后在確定的分攤期限內攤銷。企業聘用使用期限不超過一年的季節工等發生的取得成本和開發成本（這里的開發成本主要是組織進行必要的上崗前的操作培訓、學習所發生的支出）,其受益期為這些聘用的季節工、臨時工的使用期限，因此這部分取得成本和開發成本可在季節工、臨時工的使用期限內分期攤銷， 如果金額小，也可以在發生時直接計入當期費用，企業運用人力資源的使用權時，所發生的工資、獎金等支出，則屬于收益性支出，應計入當期費用。

1.3 人力資源成本會計的構成

1.3.1取得成本

1）招募成本

招募成本主要是為確定企業所需要的人力資源的內外來源，企業對人力資源需求的信息，吸收所需要的內外人力資源所發生的費用。

2）選拔成本

選拔成本是企業對應聘人員進行挑選、評價、考核等活動所發生的成本。他通過初步面試或處理應聘人的申請材料進行初選費用。

3）錄用成本

錄用成本是企業從應聘人員中選拔出合格者后，將其正式錄用為企業的成員的過程中所發生的費用。

4）安置成本

安置成本是企業將所錄用人員安排到確定的崗位上是所發生的各種費用。

1.3.2開發成本

1）定向成本

定向成本也稱為崗前培訓成本，是企業對上崗前的職工進行的有關企業歷史文化、規章制度、業務知識、業務技能等方面的教育是時所發生的支出。

2）在職培訓費

在職培訓成本是在不脫離工作崗位的情況下對在職員工進行培訓所發生的費用。

3）脫產培訓成本

脫產培訓成本是企業根據生產和工作的需要對在職職工進行脫產培訓時所發生的支出。

1.3.3使用成本

1） 維持成本

維持成本是為保證人力資源維持其勞動力生產和在生產所需的費用， 包括職工的計時工資或計件工資、各種勞動津貼和各種福利費用。

2）獎勵成本

獎勵成本是企業為激勵職工使其更好的發揮主動性、積極性和創造性，而對職工做出的特別貢獻所支付的獎金，它是對人力資源主體所擁有的能力的超長發揮做出的補償。

3）調劑成本

調劑成本是全企業為了調劑職工的生活和工作，滿足職工精神生活上的需求，穩定職工隊伍并進而影響和吸引外部人員進入所發生的費用支出。

4）替代成本

替代成本是指目前重置人力資源應該做出的犧牲，他包括為取得或開發替代者而發生的成本。

二、人力資源成本會計核算與計量的必要性

首先,人資管理可以調節社會資源。如同調節一個組織的資源一樣人資管理除了可以調配社會成員的位置和流動方向以外,對于資源和支出也地有著很直接的調節作用,實際上,人資管理最根本的目的就是要實現人力資源的最大使用價值, 而這一點從很大意義上節約了社會資源,也使得社會資源能夠得到合理地分配。

其次，人資管理可以提高整體國民素質。國民素質是綜合國力中一個很重要的指標。人資管理正好可以針對國民進行培養和分流, 很大程度上避免了良莠不齊的狀況出現可以讓國民整體素質有穩步地提高。也能夠在抓住整體實力的基礎上選拔出高端人才,很好地分配他們的位置,為國家的尖端科技工作提供穩定保障。

人力資源管理的影響：

2.1 我國建立人力資源會計的必要性

世界高新技術革命的浪潮，已經把世界經濟的競爭從物質資源競爭推向人力資源的競爭，對人力資源的開發、利用和管理將是人類社會經濟發展的關鍵因素。此過程中所需的大量人力資源信息，必然離不開人力資源會計。我國人口眾多，而人口素質相對較差，推行人力資源會計更具有必要性。

1）獲取企業信息的需要

科學技術的迅速發展，推動著生產力的快速發展。經濟發展水平越高，人力資源在經濟發展中的作用也越大，人才成為經濟資源中最重要的因素，是企業財富的真正象征和源泉。 因此，將人力資源作為企業的資產，運用會計的方法對其加以確認、計量和報告，以滿足企業管理者和企業外部有關人士對企業信息的需求成為時代的必然要求。

2）優化人力資源配置的需要

市場經濟體制的不斷完善，使人力資源有更多的經濟特征，要求確認人力資源的成本和價值，促進人力資源的供求平衡，確定人力資源開發方向，引導人力資源合理流動，在宏觀上優化人力資源的配制。

2.2 人力資源會計核算與計量對于個人的必要性

1)首先,人資管理可以幫助培養個人的最大實力。人資管理的宗旨里有一條,就是要讓組織中的每個成員都可以盡可能發揮出自己最大的實力,為組織奉獻出自己所有的力量。人資管理還可以通過環境影響和針對性培訓來對成員進行培訓,從而培養每個人最適合自己的能力。

2)人資管理還可以幫助發揮每個成員的最大潛力，讓每個人都在組織有條理的幫助和自身不斷地學習下發揮出所有自身潛藏的實力。

3)人資管理還可以幫助每個人都找到自己的適合位置。有個別成員,他自身的能力也許很強,潛能也不可估量,但不適合他的地方,必然會使他沒有辦法發揮出自己所有實力,影響了他為組織做事和奉獻自己力量的積極性。

2.3 成本會計核算與計量對于組織的必要性

在企業文化建設和制度管理辦法中，能夠有效地開發其他的人才資源,才能夠使組織達到價值的實現。 所以說,人資管理的理念對于一個無論是什么性質的組織來說,都有舉足輕重的作用。

1）通過人資管理,可以提高組織成員積極性和企業凝聚力。人資管理可以用一系列心理學和管理學的方法提高人員積極性和成員之間團結凝聚力。顯然,這對于組織來說是必不可少的。

2）人資管理還可以提高組織行事的高效性。從人資管理影響人員調配這一點體現出來,可以達到事半功倍的效果,因此可以說,人資管理可以大大縮短工作時間,提高工作的效率。

3）人資管理還可以降低組織支出的浪費率。在一個企業中,很大一部分支出就是員工的工資和獎金支出,那么支出多少,在如何支出的情況下能夠最大程度激發員工的工作積極性, 這些都是人資管理要思考的問題,這些問題的考慮在無形中就大大節約了組織的成本。

三、企業人力資源成本核算與計量的現狀與存在問題

人力資源管理是指組織的一項基本管理職能，他是以提高勞動生產率、工作生活質量和取得經濟效益為目的的，而對人力資源進行獲取、整合、保持和激勵、控制與調整、開發等一系列的管理過程。企業的重大決策權集中在政府行政部門，企業在機構設置、干部任免、 職工進出、工資標準等方面自不夠，更多的人動是因為企業制度存在問題。建立在不穩固基礎上的企業制度是“豆腐渣”，容易動搖人事基礎，主要表現為：

第一，人事規劃戰略定位不明。我國的專業技術人員普遍存在知識老化，缺乏創新意識和思維；高級管理人才和高新技術人才嚴重短缺；對人力資源的資本投資低于世界平均水平等等，這些都使得我國人力資源的開發迫在眉睫。

第二，組織結構紊亂。企業結構不能配合企業戰略的實施， 更加造成人力資源的浪費， 使企業難以整合和提升企業內部的人力資源。

第三，工作流程松散。工作流程與部門之間聯系松散，職能重疊，缺乏信息共享機制， 無法為企業創造附加值，從而引發人事危機或給企業造成重大損失。

第四，激勵機制缺乏。缺乏有效的績效評估制度、薪酬體系、員工福利制度等激勵機制，以致使人才的成長落后于企業的發展。新經濟時代的最大特點是人的價值被認可，“人本觀念”已深入到企業經營的各個方面，這使得人事制度的建立和人事的選擇都成為企業經營的重要一環，慎重的選擇、任用，是雙方面適應的結果。

四、結語

總而言之，人力資源是最珍貴的,也是現代管理學的核心內容,因此,不斷地提高和開發人資管理水平,不僅僅是各種企業能夠發展壯大,各個組織能夠提高自身市場競爭力的重要途徑,也是每個組織成員能夠發揮自身實力不可忽視的方式,同時,人資管理還是各個單位,各個地區,我們整個民族,社會乃至國家能夠長期繁榮昌盛的有利保證。

參考文獻

［1］馬武鑫，“人力資源的價值和報告理論討論”，《上海會計》，2003年第 2 期

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量子力學的成功和困惑

用宏觀物理學的方法研究原子的性質及其相互作用時，只能通過測量微觀量的平均值，大平均過程掩蓋了原子水平上的重要效應。操控單個微觀粒子，研究單個粒子的行為和性質以及少數粒子的相互作用，一直是就是物理學家夢寐以求的事。隨著實驗技術的發展，控制單個微觀粒子的愿望成為可能。特別是1960年激光的發明和在這以后激光技術的發展，可以隨我們所需改變激光的頻率，控制激光束的延續時間并使激光束聚焦到一個原子大小的范圍。從這以后，實驗技術和實驗方法有了極大的發展，利用激光可以使原子或離子冷卻到接近絕對零度，就是使它們的運動速度減到非常小，直至幾乎停止。還實現了利用特殊的電磁場來陷俘單個原子或離子。物理實驗技術的進展使研究單個或少數幾個粒子的性質、深入研究光子和物質粒子的相互作用有了可能。這不僅打開了高科技應用的廣闊前景，還為證實和發展量子物理學的基本原理提供了實驗基礎。

量子力學已有100多年歷史，量子力學理論取得了輝煌的成功。現代的高科技產品，如計算機芯片、激光、醫用磁共振等等無不是在量子力學理論基礎上發展起來的。量子力學被認為是最精確、最成功的物理理論，可是人們對量子力學的基本原理始終存在著疑問，那些創立量子力學的物理大師們自己都不滿意量子力學的基本假設。在這些大師之間以及他們的后繼者中，關于量子力學的理論基礎是否完善的問題爭論不休，新的解釋層出不窮，至今還沒有得出令人滿意的結論。

量子力學描寫微觀世界的規律，但人類的直接經驗都是關于宏觀世界的。我們的測量儀器以及人類感官本身都是宏觀物體，儀器測量到的和我們直接感知的都是大量原子組成的宏觀物體。在經典物理學中，觀察不影響被觀察對象的運動狀態，例如，我們能夠觀察一個行星的運動，追隨它的運動軌跡，行星的狀態變化與觀察者無關，不受我們觀察的影響。可是，對微觀世界的觀察就完全不是這樣，當我們研究一個量子體系時，經過測量后的量子體系原來的狀態總是被破壞了。例如，光子進入光電探測器后，光子就被吸收；電子被探測器件接收后，該電子原來的狀態就改變了。宏觀儀器對量子系統測量的結果，都必須轉換為經典物理學的語言。要直接觀察并且非破壞性（non-demolition）地測量量子體系的量子性質是難以做到的事情，所以，量子力學所預言的量子世界的奇特性質一直令物理學家和公眾感到神秘難解。

2012年諾貝爾物理獎獲得者和他們的同事們的工作，突破了經典物理學實驗和人類直接經驗的限制，他們直接觀察到了個別粒子的量子行為。瓦因蘭德小組做的是在電場中陷俘離子，用光子對它做非破壞性的操控。阿羅什小組是在空腔中陷俘單個光子，用原子進行非破壞性的測量。他們異曲同工，都對單個量子粒子進行實驗測量，研究量子力學的基本原理。這些研究不僅對量子理論的基本原理的進一步闡明有重要意義，并且有廣闊的應用前景。

阿羅什：把光子囚禁起來

阿羅什畢業于法國高等師范學校。1971年他在巴黎第六大學獲得博士學位，導師是柯亨-塔諾季（Claude Cohen-Tannoudji），1997年諾貝爾物理學獎得主。從20世紀60年代開始阿羅什就在法國高等師范學校物理系的卡斯特勒-布羅塞爾實驗室（Kastler-Brossel Laboratory）工作。該實驗室是以獲諾貝爾物理學獎的阿爾夫萊德?卡斯特勒（Alfred Kastler）的名字命名的。1972～1973年，阿羅什曾到美國斯坦福大學，在諾貝爾物理學獎獲得者肖洛的實驗室中工作。

阿羅什說，他們的成功主要得益于卡斯特勒-布羅塞爾實驗室特有的學術環境和物質條件。他們組成了極其出色的研究小組，并且將共同積累的知識和技能傳授給一代又一代的學生。阿羅什還說，他給研究生和本科生的講課也有助于研究工作，在準備新課的過程中他注意到了光和物質相互作用的不同方面。阿羅什認為，國際交流學者參加研究不僅帶來專門的知識和技能，也帶來不同的科學文化以補充他們自身的不足。他覺得幸運的是，在長期的微觀世界探索中，他和他的同事們能夠自由地選擇他們的研究方向，而不必勉強地提出可能的應用前景作為依據。

阿羅什小組的主要成就是發展了非破壞性的方法檢測單個光子。用通常的方法檢測光子，都是吸收光子并把它轉換為電流（光電探測器）或轉化為化學能量（照相底片）（動物的眼睛是將光子轉化為神經的電脈沖的）。總之，光子被測量到后立即消失。近半個世紀以來，雖然人類發展出了量子非破壞性測量，但這些測量只能用于大量光子的情況。而阿羅什和同事們做到了反復測量記錄同一個光子。

光的速度非?？?，達每秒30萬公里，所以要控制、測量單個光子，必須將光子關閉在一個小的區域內，并使其在足夠長的時間內不逃逸或被吸收。阿羅什小組實驗成功的關鍵是制成反射率極高的凹面鏡。反射鏡是在金屬底板上鍍以超導材料鈮，鏡面拋光到不平整度只有幾個納米（1納米=100萬分之一毫米），光子因鏡面不平而散射逃逸的機會非常小?？涨挥蓛蓚€凹面鏡相對安放組成，鏡間距離27毫米。整個設備安置在絕對溫度1度以下的環境中。一個微波光子在腔中停留時間可達十分之一秒，即在兩面鏡子之間來回反射10 億次以上，差不多相當于繞地球一周?？梢哉f阿羅什小組創造了限制在很小的有限體積內的光子壽命的世界紀錄。

阿羅什小組的另一項創造性貢獻是利用利用里德伯原子作為探測器，實現非破壞性測量單個光子。所謂里德伯原子，是激發到很高的能量軌道上的原子，這種原子的體積比正常原子大許多。他們用銣（原子序數37）原子，把它的價電子激發到第50層的圓形軌道上（主量子數n=50）。這種情況下，外層電子從n=50 的軌道躍遷到相鄰的軌道n=49和n=51，發射或吸收微波光子頻率分別為54.3GHz（千兆赫茲）和51.1GHz。正常的原子半徑在0.1納米以下，銣原子中電子占據的最外層軌道為n=5；當它的最外面的電子跑到n=50的圓形軌道上時，原子的半徑達到100多納米，原子半徑增大了1000倍以上。這樣的原子好比一個很大的無線電天線，容易和電磁場相互作用。

瓦因蘭德：讓離子停下來

瓦因蘭德和阿羅什同年，都生于1944年。1965年，瓦因蘭德畢業于美國加利福尼亞大學伯克利分校；1970年在哈佛大學獲博士學位，博士論文題目是“氘原子微波激射器”，導師是拉姆齊（Norman Ramsey）。以后他到華盛頓大學，在德默爾特（Hans Dehmelt）的實驗室做博士后研究。德默爾特是1989年諾貝爾物理獎獲得者。1975年，瓦因蘭德和德默爾同發表了討論激光冷卻離子的論文，這是有關激光致冷的開創性論文，被學術界同仁廣泛引用，其中包括獲1977年諾貝爾物理學獎的朱棣文、菲利普斯和柯亨-塔諾季等。

1975年，瓦因蘭德到隸屬于美國商業部的美國國家標準與技術研究所工作。在那里，他創建了儲存離子研究小組。在過去多年的工作中，他做出了多項世界第一的研究成果，終于獲得了諾貝爾物理學獎。他是15年來美國國家標準與技術研究所第四位獲諾貝爾物理獎的研究人員之一，研究激光致冷的菲利普斯也是其中之一。

制造量子計算機的建議方法有多種，許多科學家正在對不同的方案進行實驗研究。瓦因蘭德小組從事的陷俘離子的方法是最成功的方法之一。他們利用特殊排列的幾個電極組合產生特定的電場，形成陷阱，將汞的一價離子限制在三個電極組成的空間中。三個電極包括兩端各有一個相對的電極和一個環形電極，離子由激光束控制。

在常溫下，原子運動的平均速度為每秒數百米，以這種速度運動的離子會立即逃逸出陷阱。要將離子陷俘在電場陷阱中，離子的運動速度必須非常小。只有在極低的溫度下，離子或原子的運動速度才能變得很小?？梢岳眉す馐闺x子冷卻，使離子的速度減小到幾乎停止的狀態。將特定頻率的激光束對著原子或離子射來的方向照射時，原子在迎面射來的光子的一次次沖擊下，速度就慢了下來。當然，原子或離子吸收了光子又要再把它發射出去，發射光子時原子也要受到反沖。但原子或離子發射光子的方向是隨機的，各種方向都有，結果反沖效應平均為零，只有迎面射來的光子被吸收后起到了減速的作用。但僅僅用這種方法還不能使原子速度降低到近乎停止，還要加上其他方法。速度已經很小的離子在陷阱中受電場的作用，還在以一定的頻率振動，這種振動的能量和離子內部的能量狀態耦合起來，形成復雜的能級。在適當頻率的激光束照射下，離子吸收光子后又重新放出光子，落回原來內部能量最低的狀態，同時帶動離子振動能量的變化。在適當控制的條件下，重復這樣的過程，就可以使離子振動能量逐步減少，直到振動能量達到最低的量子狀態，離子近于完全停止。這時，離子就可以隨意操控了。

瓦因蘭德小組利用利用陷俘離子做成一個量子可控非門（Controlled NOT）。當然可控非門只是最簡單的量子計算機的元件，一臺能工作的計算機需要多得多的元件，離制成實用的量子計算機還非常遙遠。然而前景是光明的，包括瓦因蘭德在內的許多科學家正積極研究，攻克難關，希望在本世紀內將量子計算機研制成功。

瓦因蘭德和同事們還利用陷俘的離子制造出了當今世界上最精確的原子鐘。他的研究工作也可以檢驗量子力學基本原理，如進行“薛定諤貓”的實驗。

不為盛名所惑

阿羅什和瓦因蘭德有許多相同的地方。他們都在世界第一流的實驗室中工作；巧的是，他們每人各有兩位獲諾貝爾物理學獎的老師；他們都有合作30年以上的同事組成的穩定的研究小組，還有許多優秀的學生和合作者，其中包括外國的訪問學者。在他們的諾貝爾獎報告中，他們的老師、同事以及和他們的工作有密切關系的、前人的研究都一一提到。兩人都還提到有100多位學生、博士后和訪問學者也做出了貢獻，強調成績是大家努力的結果。

瓦因蘭德和阿羅什也有一點很大的不同。阿羅什的研究目的偏重于探索自然界的奧秘，沒有非常明確的應用目標，雖然他知道自己的研究成果肯定有長遠的應用前景。他所屬的卡斯特勒-布羅塞爾實驗室也沒有要求其研究一開始就必須有明確的應用目的。不過，即使在法國高等師范學校，這種待遇也只有像阿羅什這樣的資深科學家才能得到。而瓦因蘭德所在的美國國家標準與技術研究所本身就具有明確的實用目標：促進美國的創新和產業競爭能力，開創新的測量科學，推進美國的技術水平。該研究所的研究都是目標長遠，技術含量高，能在世界上領先的項目。這些項目實際上都是結合遠期應用的基礎性研究。

瓦因蘭德和阿羅什還有一個共同點，就是除了做研究以外，都在大學教課。阿羅什認為備課的過程促使他從多方面考慮基本原理，也有助于研究工作。而從學生的角度來看，能聽到優秀的科學家講課，和他們直接交流，不僅能學到當今前沿的科學知識，還可以學習到優秀科學家的治學精神和思想方法。

榮摘諾獎桂冠是否改變了科學家本人的生活呢？據英國廣播公司（BBC）在線版消息稱，阿羅什本人僅僅提前了20分鐘被組委會告知自己獲獎的消息。

“我很幸運，”阿羅什說，但他指的并不是自己得獎這回事，“（接到來電時）我正在一條街上，旁邊就有個長椅，所以我第一時間就坐了下來。”他形容那一刻的心情，“當我看到是瑞典的來電區號，我意識到這是真實的，那種感覺，你知道，真是勢不可擋?！?/p>

不過據諾獎官網的推特稱，阿羅什接到獲獎的確切消息后，打了個電話給自己的孩子，然后開了瓶香檳慶祝。再然后，他又回實驗室工作去了。

（作者單位：復旦大學物理系）

阿羅什小組設備示意圖

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摘 要

本文首先概要介紹了當前因特網流量工程體系結構及其主要技術，同時介紹了MPLS的基本原理以及與流量工程相結合的主要思想，進而深入地研究了在MPLS區域內如何在平行的流量主干間進行負載分配。

在兩個節點之間多條平行的流量主干上進行負載分配是一個十分重要的問題。在許多情況下，可能兩個節點之間的某一業務量無法只有任何一條單獨的鏈路或路徑來承擔。然而，該業務流量所需的資源可能低于網絡中所有可用路徑能夠提供的總量。此時，唯一的方法是將業務流量分解為一些流量子集，在將這些流量子集通過多條路徑來加以傳輸。在一個MPLS區域內，上述問題可以通過在兩個節點之間發起多條流量主干來解決，這樣，總的業務量將可以分擔到各條流量主干上。要實現這一過程，就必須要設計一種能夠對多條平行的流量主干靈活地進行負載分配的技術。本文給出了一個多路徑自適應算法，該算法在LSP之間分配流量，得到負載均衡化和擁塞最小化。

文章最后部分設計并實現了一個模擬MPLS主干網的流量控制功能的實驗系統。實驗系統基本實現了入口節點的主要功能和流量平衡的作用，也為進一步的研究工作提供了一定的基礎。

關鍵詞：

流量工程，MPLS，NS仿真，多路徑負載均衡，MATE

目 錄

引言 1

第1章 基于傳統網絡的流量工程概述 2

1.1 早期IP核心網絡的流量工程問題 2

1.1.1 基于量度的流量工程 2

1.2 傳統路由核心網流量工程的局限性 3

1.3 IP覆蓋型網絡 3

1.3.1 IP覆蓋型網絡的運行 4

1.3.2 IP over ATM模型的優勢 5

1.3.3 IP over ATM模型的局限性 5

1.4 未來的網絡流量工程結構 6

第2章 MPLS概述 7

2.1 MPLS產生的技術背景 7

2.2 MPLS基本原理 8

2.3 MPLS體式結構 9

2.3.1 基本概念 9

2.3.2 節點結構 10

2.3.3 標簽 11

2.3.4 標簽分發協議 13

2.3.5 標簽堆棧 14

2.3.6 路由選擇機制 16

2.4 MPLS的工作過程 17

2.5 MPLS流量工程技術基礎 18

2.5.1 包轉發單元 19

2.5.2 信息單元 20

2.5.3 路徑選擇單元 20

2.5.4 信令單元 22

…………共6章

：26000多字的計算機科學與應用的碩士論文

有中、英文摘要、圖、參考文獻

400元

備注:此文版權歸本站所有；。轉貼于

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關鍵詞：弦理論快子；不穩定膜全息原理；可積系統

一、引言

超弦理論從上世紀60年代末被發現到今天，已經有了36年的歷史。經過了幾個轉折，發展到今天，成了最流行的量子引力理論。經過許多人的努力，弦論被發展成為一個自洽的、統一的量子引力理論。說弦論是一個自洽的理論，是因為弦論不僅是一個傳統上通過微擾定義的理論，在非微擾的層次上也存在。弦論的統一歸功于過去10年的發展，特別是1994年至1998年之間的所謂弦論第的許多概念上的飛躍，使得人們發現過去看起來很不相同的弦論其實是同一個理論在不同極限下的不同表現。然而弦論的首要目的是研究現實世界，在這一點上離成功還有很大的距離。在弦理論的框架下有沒有可能計算粒子標準模型中的許多參數，有沒有可能計算最近幾年宇宙學觀測所發現的宇宙學常數？這些問題還是目前學界爭論的焦點。弦論在近幾年的發展，完全遵循了過去幾十年來的模式：在一段快速發展之后，由于一些傳統難題和新提出的問題相當困難，進入了緩慢但穩定的發展時期。很難預言這個時期會持續多長。但從以往的經驗來看，不會過很長時間，就會有新概念的形成從而引發新一輪的高速發展。沒有一個人能預言這些新概念和新突破是什么，因為新的進展總是大多數人意想不到的。我們回顧一下近幾年來新的發展，就是要總結一下已經存在的發展方向，理順思路，為接受甚至發現新的突破點作準備。

二、快子和不穩定膜

快子就是那種表面上看起來以超過光速運動的粒子。在場論中，快子的存在并不破壞狹義相對論，因為這樣的粒子不穩定。同樣，快子所對應的場也不穩定。例如，一個快子標量場的勢能有一個局域的極大點，場在這一點附近不穩定，會向勢能更小的方向滾動。在物理理論中，經常會遇到不穩定的模式，這些模式其實就是快子。弦論在1994年至1998年之間的巨大進展主要歸功于對一些絕對穩定模式的研究。由于這些模式的存在，人們可以對比表面上不同其實是等價的理論，因為在等價的理論中只有絕對穩定的模式是可以對比的，不穩定模式的衰變需要計算，這樣的計算在一個理論中可能比較簡單，而在另一個理論中也許是不可能的。但是，絕對穩定模式的存在需要超對稱的存在。在我們的世界中，超對稱并不存在，或者在很大程度上是破缺的，所以，研究不穩定模式是非常重要的一件事。

不穩定膜的研究不僅涉及弦論本身的一些重要問題，如對偶性以及最一般物理態的動力學，在宇宙學中也可能有重要的應用。很多人用D膜反D膜系統構造暴漲宇宙學模型。在這個模型中，宇宙中除了通常的三維空間和一維時間之外，可能存在更多的空間維度。D膜和反D膜充滿了我們的三維空間，但可能和其余空間垂直。開始的時候，D膜和反D膜之間的位形不一定完全重合，D膜反D膜之間存在的吸引力將它們漸漸地拉近。由于D膜反D膜之間的吸引力所對應的勢能不為零，使得宇宙學加速膨脹從而導致暴漲。最后，D膜和反D膜的碰撞使得這些膜湮滅衰變成相對論性粒子，這就是暴漲宇宙學模型中要求的重新加熱，我們的宇宙中的能量和物質起源于這個加熱時期。另外一種可能是，開始的時候D膜和反D膜完全重合，但因為某種原因快子處于其勢能的高處，這樣快子的不等于零的勢能使得宇宙加速膨脹。當快子完全衰變成其它粒子的時候，暴漲結束。在這個模型中，我們并不很清楚宇宙的再加熱是如何發生的。

三、全息原理和可積系統

全息原理是基于黑洞的量子性質提出的一個新的基本原理，凡是包含量子引力的理論都必須遵從這個原理。

早在20世o70年代初，貝肯斯坦（J.Bekenstein）就發現，黑洞應該有一個宏觀的熵，熵值正比于黑洞視界的面積，反比于普朗克長度的平方。對于黑洞的一個外部觀察者來說，黑洞所占據的空間由它的視界所決定。假想一個含有很大質量的系統坍縮成黑洞，原系統所占的體積一定大于視界的大小所決定的體積，而原系統的邊界面積也大于視界面積，所以黑洞的熵小于原系統邊界的面積（乘以一個常數）。如果熱力學第二定律在坍縮的過程中是成立的，這樣原系統的熵小于黑洞的熵。兩個不等式導致一個新的不等式，就是一個系統的熵小于它的邊界的面積。這就導致了全息原理：一個系統原則上可以由它的邊界上的一些自由度完全描述。

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關鍵詞：維勢壘波函數；教學研究；化學

中圖分類號：G642 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2013）26-152-01

具有一定能量E的粒子，沿著X軸運動，碰到高度為V0的勢壘，按照經典力學的觀點，如果E小于V，則粒子不能進入勢壘，將會被完全彈回去。但從量子力學的觀點來看，考慮粒子的波動性，有一部分波會穿過勢壘，像這種粒子穿過比它動能更高的勢壘，稱為遂穿效應 [1]。在教學過程中，如果生硬的講解該部分內容，大部分學生會不知所云，難以理解，有沒有可能尋求一種容易方便學生理解的方式來講解呢？為此我們摸索采用數值化形象教學，下面我們以一維勢壘為例，利用計算機數值模擬方法，實時觀察波函數是如何穿過勢壘的，該方法有利于學生深入理解遂穿效應的基本原理，對教授和理解量子力學大有裨益。

在圖一中給出了勢壘穿透的波動示意圖。向左傳播一列波函數 沿著一維直線傳播，碰到勢壘后，一部分會有一定幾率透過勢壘，透射部分波函數為 。一部分會被勢壘彈回去；反射部分波函數為 。為了求解波函數的貫穿，我們需要求解非含時薛定諤方程[1]

。

我們在本文中，為了實時貫穿波函數的貫穿過程，我們利用含時方法求解薛定諤方程[2，3]

。

含時波函數為：

公式中H是體系的哈密頓算符：

我們給定初始波函數，就可以利用演化算符求得任意一時刻的體系的波函數，從而觀察波函數是如何貫穿勢壘整個過程的。

圖一：遂穿效應示意圖

在數值模擬中，我們選用Eckart 勢壘，具體形式為：

中心位置處在R=15bohr處。高度為0.5eV。傳播初始時刻，我們構建了一個高斯波包[4，5]

波函數在不同時刻的分布情況如圖二所示。初始波函數分布如圖二中T=0 a.u. 所示。中心位置在22 bohr位置處， 中心能量為0.4 eV，寬度為0.7 bohr，向X軸左方向運動。傳播時間1900 a.u. 時候，波函數傳播到勢壘位置，到時間2300 a.u. 時，波函數分布如圖所示。波函數部分被彈回，可以看見圖中17bohr處，波函數被彈回形成的小山峰。小山峰分布是入射波函數與被彈回來的波函數疊加而形成的震蕩山峰。從圖中可以很明顯看出，隨著時間的推移，在3100 a.u.后，波函數有兩個明顯的山峰分布，一個在勢壘的左邊，為透射波函數部分，一個在勢壘的右邊，是被彈出波函數部分。

圖二：波函數在不同時刻的分布情況

本文以一維粒子的直線運動為例，構建初始波包，利用演化算符研究時間相關的波包與Eckart 勢壘相互作用。研究了不同時刻的體系波函數的分布狀態，形象的觀察和研究了量子力學的遂穿效應。為量子力學的形象化教學提供了一些思路。

參考文獻：

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[關鍵詞]狹義相對論、慣性系、非慣性系、慣性系范疇、非慣性系范疇、光速、超光速。

中圖分類號：O412.1 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）42-0169-01

今天當我們重新審視狹義性對論的時候，驚奇的發現它僅適應于非力場慣性系范疇，而不適應于力場非慣性系范疇。

當年愛翁在邁克爾遜-莫雷實驗的基礎上，總結出狹義相對論的兩條基本原理：狹義相對論的相對性原理和光速不變原理。并根據以上兩條基本原理建立新的狹義相論坐標變換式，即洛侖茲坐標變換式：x′=（x-vt）/[1-（v/c）2]1/2以替代伽利略變換式。并認定洛侖茲式中：當 v>c時，該式就失去意義，而設定光速為宇宙的極限速度，其它任何物質包括光的本身和信息在內，均不得超過這一極限速度。

事實上自從宇宙大爆炸以來，宇宙空間包括實驗室在內的光、信息和物質的超光速現象（事實）就一直存。譬如：宇宙大爆炸后的初期“暴脹”，由一個原子核大小的空間，歷經102次倍增，爆脹到一光年的宇宙大小時，其前沿光速達到5.9X1044公里/秒，超過光速的1.96X1039倍；爆脹空間內部的光和物質速度絕大部分也都超過了光速；70億年前暗能量（反重力）取代引力控制宇宙，促使宇宙膨脹，實現了宇宙前沿光的速度超光速；當膨脹宇宙半徑超過4.075×104光年時，宇宙球體之外的空間，一直延續到宇宙天邊，半徑為243億光年（因宇宙膨脹經計算當今半徑）球體之內的宇宙空間，這個若大范圍內的所有星系、恒星、行星、衛星、星云和塵埃等物質的速度都超過了光速；當光接近大質量星體或黑洞時，它將被加速或大大加速而超光速。以上這些都是非慣性系范疇的力場即加速場加速光和物質的超光速。

在實驗室的超光速：譬如，美國伯克利加州大學的雷蒙德喬的小組曾實驗由雙光子賽跑，其中一路通過交疊介質層位（勢）壘而實現超光速；科隆大學的岡特尼姆茨博士，用微波將莫扎特的40交響樂編碼，通過一個隧穿裝置發射信號時，被編碼的微波的速度，是真空光速的4.7倍。在他將信號解碼后，莫扎特的杰作依然可辨。這證明信息真的比光傳得更快；2008年8月14日出版的雜志，刊載了瑞士五位科學家“量子糾纏”的實驗成果顯示，子信息傳輸速度超越了光速10000倍。

不允許超光速存在的狹義相對論，并未阻止以上包括實驗室在內的宇宙空間光、信息和物質超光速的現象（事實）存在。這是為什么？因此，促使人們重新審視狹義相對論，到底出了什么問題？

當我們重新審視狹義相對論時發現：原來從邁克爾遜-莫雷的實驗到狹義相對論的相對性原理和光速不變原理以及洛侖茲坐標變換式等都是建立在非力場慣性系基礎上的。它們屬于非力場慣性系范疇，而適應于非力場慣性系范疇。光在非力場，即矢量合力為零的情況下，將保持其光速C不變（因為C 在真空中是恒量），而不可能有超光速的存在，這就是非力場慣性系中的光速為什么不變的根本所在。故不允許超光速的存在，事實上也不可能有超光速的存在，因為慣性系不存在力場；洛侖茲坐標變換式：x′=（x-vt）/[1-（v/c）2]1/2 在狹義相對論創立之前，是一道不可證明的假設，但在狹義相對論創立后，應用狹義相對論兩條基本原理才被推導出來。因此，它純屬非力場慣性系范疇。在非力場慣性系的前提下，而不允許任何物質達到或超過光速。它適應于非力場慣性系，而不適應于力場非慣性系。把它擴大擴大到整個宇宙空間就不合理了。

因為宇宙空間，除了非力場慣性系范疇之外，還有力場非慣性系范疇的存在。非慣性系力場的加速場將加速包括實驗室在內的宇宙空間光、信息和物質超越光速。因此，在此之前包括實驗室在內的宇宙空間，不但有著諸多超光速的光的存在，而且還有著諸多超光速的信息和超光速物質的存在。這也驗證了力場非慣性系范疇允許超光速存在的正確性。也就否定了非力場慣性系范疇的洛倫茲坐標變換式對力場非慣性系的適應性，即洛倫茲坐標變換式并不適應于力場非慣性系。

厘清本源，還原狹義相對論的真實自我：狹義性對論是建立在非力場慣性系基礎之上的，其相對性原理、光速不變原理和洛侖茲坐標變換式等，均適應于非力場慣性系范疇，而不允許超光速的存在。不能將此屬性涵蓋整個宇宙，因為宇宙空間除非力場慣性系范疇外，還有力場非慣性系范疇的存在，它是允許超光速存在的。

所以，包括實驗室在內的宇宙空間，有著諸多光、信息和物質超光速的存在，這是順理成章的事情，也是自然規律必然的結果。

參考文獻

[1] 《宇宙學》.愛德華?哈里森著.

[2] 《超光速研究的40年回顧與展望》.黃志洵著.

篇7

關鍵詞: 農林院校 大學物理 高中物理 內容 比較與分析

1999年開始的新一輪基礎教育課程改革的力度是空前的,在課程理念、課程目標、課程內容、課程實施方式上進行全方位整體改革。為適應21世紀技術化社會的需要,我國基礎教育階段的物理課程在課程設置和教學內容等方面進行了調整和更新,在內容上體現了時代性、基礎性和選擇性。在農林院校,物理課程所涉及的物理學知識內容而言,主要包括力、電、原子、熱四部分。在知識的講述上,農林院校的講述方式是簡單介紹物理學基本原理,然后就介紹物理理論知識在農林科技及日常科技中的應用、物理學在現代農業方面的應用,較少涉及公式的推導、數學計算等。

一、力學內容的比較和分析

農林院校大學物理課程力學部分講述了流體力學、振動和波(機械振動、機械波、聲波)。流體力學部分的主要內容有:液體的表面張力、液體的流動性質(液體的定常流動、連續性原理、伯努利方程)、液體的貓滯性質(牛頓勃滯定律、泊肅葉公式)、物體在貓滯液體中的流動(斯托克斯公式、雷諾數和流體相似率、離心分離技術)。振動和波的主要內容有:簡諧振動的特征及描述、阻尼振動和受迫振動、簡諧振動的合成、頻譜、機械波的產生和傳播、平面簡諧波、惠更斯原理、聲波、波的干涉、多普勒效應。此外,有些版本的教材如金仲輝(2000)、王海嬰(2000)均講述了牛頓力學和力學的基本定律,兩個版本都講述了質點運動狀態的描述、牛頓三定律、力學相對性原理、力學的三個守恒定律、剛體的轉動(簡述)。除此之外,王海嬰(2000)還講述了非線性力學(線性和非線性力學系統的特點、兩種確定性和兩種隨機性)、相對論力學(相對論運動學、狹義相對論動力學、廣義相對論)。刁崗(2001)對于力學基礎知識沒有專門介紹,在固體一章中涉及應變與應力、桿的彎曲等力學知識。高中物理共同必修中,沒有講述流體力學方面的知識,但是學生在初中物理中學習過浮力、壓強、壓力方面的知識,高中物理課程涉及的力學基礎知識,以及力的應用方面的知識,學生對于流體力學部分的學習應該不會有什么困難。振動和波這部分涉及的知識內容同工科大學物理大致相同,農林學院校對于聲波的講述有所加強。這部分內容的學習同樣是以牛頓力學為基礎的。

二、電磁學內容的比較和分析

農林院校大學物理電磁學部分涉及的物理學基礎知識同工科院校基本一致,但是,在敘述上更精煉和簡單,內容更側重于物理知識在生物學、醫學中的應用,如靜電場的應用(靜電場處理種子、電暈放電處理種子、人工誘發閃電的應用、靜電噴農藥和靜電人工授粉)、磁的應用(磁場處理、磁性肥料、磁化水、磁法檢驗)、電磁波在農業上的應用、電容器與細胞電容、生物組織的電阻等,以及基爾霍夫定律及應用、直流電的醫學應用?；鶢柣舴虻谝欢傻奈锢肀尘笆请姾墒睾愣?基爾霍夫第二定律可以在高中全電路歐姆定律的基礎上引申得出。農林院校大學物理電磁學部分同高中物理課程的編排思想是一致的,涉及的電磁學知識提供了學生進一步學習所需要的物理學基礎知識。

三、光學內容的比較和分析

農林院校大學物理光學部分涉及光的干涉、衍射、偏振,光的吸收與散射等知識內容,在講述物理基礎知識時,更加側重于在生物學中的應用,如薄膜干涉的應用、夫瑯禾費圓孔衍射與生物顯微鏡、激光在現代農業和生物學中的作用、生物體發光的性質和實際應用、生物學研究中常用的光學儀器(光學顯微鏡、分光光度計、特種生物顯微鏡、電子顯微鏡)等。由此看到,農林院校大學物理光學部分同高中物理的編排思想基本是一致的,高中物理課程涉及的光學、原子物理的知識提供了學生進一步學習所需要的物理學基礎知識。

四、量子物理基礎知識內容的比較和分析

農林院校量子物理基礎知識部分涉及的內容主要有:第一,光的量子性(黑體輻射定律、光電效應實驗規律、愛因斯坦光子理論、愛因斯坦光電效應方程、光電效應的應用、光的波粒二象性);第二,量子力學初步(德布羅意波、不確定關系、薛定愕方程、勢阱和勢壘、氫原子光譜的規律性、泡利不相容原理、能量最小原理);第三,光譜分析(原子光譜、分子光譜、X射線譜及其應用);第四,激光的原理和應用醫學院校大學物理該部分講述了原子物理和量子力學基礎知識,原子物理中介紹了X射線(X射線的產生、X射線的強度和硬度、X射線譜、X射線的性質、X射線衍射、X射線的衰減規律、X射線的醫學應用)、原子核和放射性(原子核的角動量和磁矩、原子核的穩定性、放射性核素的衰變種類和衰變規律、射線與物質的相互作用、電離輻射防護、放射性核素在醫學上的應用)。量子力學基礎講述了玻爾的氫原子理論、德布羅意假設、物質波的統計解釋、不確定關系、波函數、薛定愕方程、勢阱與勢壘、原子結構理論(四個量子數、原子的殼層結構、分子結構)。此外,還介紹了相對論基礎(狹義相對論、廣義相對論)和混沌動力學基礎知識。高中物理對于相對論與量子物理的知識作了初步的介紹,使學生對此有一個感性的認識,而農林院校大學物理對于這部分內容的講述,是在高中物理已有知識基礎上的提高和擴展。高中物理涉及的激光、放射性同位素、核反應方程、衰變、半衰期、結合能、核裂變、鏈式反應、核聚變等知識,側重于從應用的角度展開物理知識,這同農林院校大學物理基本是一致的。

五、熱學內容的比較和分析

篇8

想象一個裝滿圖書的房間，然后再想象所有的圖書都突然消失在空氣之中。那么，它們所含有的信息都消失了，對吧？但是，這個房間是不尋常的。房間里包含的所有信息都編碼在墻上、地板上以及天花板上。盡管這些圖書都消失了，但是你仍然可以通過觀察房間這些表面上的編碼信息，來了解這些圖書的所有細節。想知道房間里還發生了什么？去問墻紙。誰是兇手？去請教地毯。你感覺這個房間很怪異吧。

但如果你仔細想想，事情會更加怪異。如果所有的圖書都消失了，而它們所包含的信息卻沒有消失，那么這些圖書是否真的存在過？或者，它們不過是來自墻、地板和天花板上的信息的投影？這聽起來與全息圖類似。全息圖可以產生三維立體視角，但是所有的信息都編碼在一個二維的平面上――信息都是同一種，但是以不同的形式體現出來的。

令人驚奇的是，有越來越多的證據表明我們的宇宙可能就像上面那個想象中的房間。也就是說，我們看見的一切，可能只是編碼在遙遠邊界上信息的一個全息投影。

來自黑洞的啟示

就像宇宙中許多其它謎團一樣，這里的故事也是從黑洞開始的。

當一個大質量恒星死亡之后，就會形成一個黑洞。在恒星生命的最后階段，恒星內致密的鐵核發生坍縮，在空間中“撕裂”出一個洞，而附近的物質不可避免地陷落其中。20世紀70年代，英國物理學家霍金發現黑洞會輻射并損失質量，最終會蒸發得一干二凈。廣義相對論認為黑洞的所有性質――包括輻射出來的粒子――都與掉進它內部的物質無關，所以說輻射不攜帶任何與它內部物質有關的信息。當黑洞蒸發殆盡之后，黑洞里的任何信息也就永遠消失了。這個發現被稱之為“黑洞信息悖論”。但許多物理學家都無法接受這個結果，原因在于它違背了量子力學的基本原理相違背――量子力學認為信息是不可摧毀的。

想象你把一本書的某一頁撕下來并燒掉，但這頁紙上的信息并不會被摧毀掉。盡管在實際中很難做到，但是從理論上來說，你可以把所有的灰燼收集起來，就可重新找回寫在這頁紙上的信息。這是因為對于物理學家來說，原來的信息是不可能從宇宙中消失的，這里始終存在著一種能把系統當前的狀態恢復為以前狀態的辦法。而霍金得到的關于黑洞的初步結論，是掉進黑洞里的信息會被摧毀――輻射不攜帶任何有價值的信息，所以沒有辦法恢復到以前的狀態。

之后，物理學家們找到了一種挽救信息的方法。就像那個房間一樣，他們發現有關黑洞內所有物體的信息副本，已編碼到了黑洞二維的事件視界上。事件視界就是黑洞的表面，有去無回的邊界。物理學家們把這種觀點稱之為全息原理。然而，這個觀點仍有些問題，物理學家們仍在努力地搞清楚每個細節。

現實只是幻覺？

如果黑洞內每一個三維物體的信息都可以編碼到黑洞的二維事件視界上，那么這種原理是否能應用到整個宇宙？也許，我們所體驗到的三維存在，不過是來自二維表面上信息的投影，就像那些圖書不過是房間的墻、地板和天花板上信息的投影一樣。

許多物理學家認為，這個大膽的觀點可能會指引出一個成功的量子引力論。

量子引力論就是能把廣義相對論和量子力學結合起來的理論，它即可描述大尺度下的時空，也可描述小尺度下的時空――可描述整個宇宙內的一切。但問題是，廣義相對論和量子力學很難結合在一起。經過幾十年來，物理學家們找到了一種量子引力論的候選――弦理論。弦理論認為基本粒子事實上都是很小的振動著的弦。就像以不同種方式撥動琴弦會產生不同的聲音，這些弦以不同的形式振動會變成維不同的粒子。問題是這個理論要想成立，我們的宇宙空間維度不能只是三維，而是要有更多的維度。為了解決這個問題，通常認為這些額外的維度蜷縮在很小很小的空間里。

但是在1997年，阿根廷物理學家胡安?馬爾達西那做出了一個突破。他借助于全息原理，認為弦理論的復雜世界可能是更為簡單的現實的投影，如果弦理論是全息圖，那么我們應該去尋找低維度上等價的科學理論――尋找墻壁而不是圖書。然后，與其為了得到量子引力而引入看不見的額外維，我們還不如去接受我們體驗到的一個維度不過是一個幻覺。

因此，胡安?馬爾達西那大膽指出，我們生活在一個巨大的全息圖里，我們所看到的周圍的一切只是二維表面的一個投影，他甚至用方程式證明了這個全息圖的存在。2013年，日本的物理學家通過計算再次證明了這個全息圖的存在。

用實驗來驗證

但是，驚人的理論需要有強有力的證據。

現在，美國費米實驗室正進行了一個名為“Holometer”的實驗，以此來對全息原理的一個預測進行檢測。這個預測是，如果宇宙可以只用量子理論來解釋，那么所有你通常接觸到的物理規律不僅可以適用于粒子，也可以適用于空間本身。根據量子理論中的不確定性原理，你永遠無法確定一個粒子準確的位置，你只能知道某個地方它出現的概率。而全息原理認為，這些物理規律都可應用到空間本身，那么在最小的尺度下，空間本身會變得模糊不清。這如同你不斷放大電腦屏幕上的圖片時，最終會看到一個個像素，在這個尺度下，圖片已經變得模糊不清了。

Holometer實驗就是來檢測這個預測的。Holometer設備包括一對彼此緊靠的干涉儀。每個干涉儀射出的一束1千瓦的激光，穿過分光鏡分為兩束，然后射向兩個互成直角的40米的探臂。兩束激光會被反射回來，經過分光鏡后再合二為一。如果兩束激光空間本身能以完全相同的時間往返于探臂，那么重組后的激光與原來的是一樣的。如果一束激光延誤了一些時間，那么兩束激光就無法完美地合并在一起。

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[關鍵詞]化學；教學；測試；差異。

中圖分類號：G622.0 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）24-0262-01

SAT是“Scholastic Aptitude Test”的縮略，是美國大學入學考試。通過對SAT試題的分析和解讀，可以看出中美兩國的化學教學內容從廣度、深度、重點、測試要求、試題類型和試題結構等方面都有不同。

一、教學內容差異

總體而言，中國化學教學內容窄而精，對計算（題）過于偏重；美國化學教學內容寬而泛，以介紹知識為主，偏重理論和應用，而且有些內容難度相當大，如相圖的三相點、VSEPR理論等。

SAT Subject Test in Chemistry測試內容中包含許多國內化學教學沒有涉及的、大學才能學到的教學內容，如：Graham’s氣體擴散定律、量子數、原子和離子的電子構型、電子對互斥理論（VSEPR）、稀溶液的依數性、核化學、分子運動論、化學熱力學（H、S、G、平衡常數K及其相關計算）、化學動力學（k，v）等等。雖然只是初步介紹，但每個知識點的基本內容和基本原理都有所交待，而中文教材很少提及。

筆者研讀過美國初等化學教材（如《Painless Chemistry》），也研讀過美國AP（Advanced Placement，相當于美國大學預科）化學備考教材等美國化學教學材料，發現美國各級化學教材涉及的教學范圍相差很小，只是深度和難度上差異明顯。這樣編排教材，不僅有利于學生從初級階段就對該學科研究的范圍有全面、宏觀的了解，而且學生只需逐步拓寬難度和加大深度就可順暢自然地過渡到后續階段。而我國化學教學從初級到高級階段不僅是深度、難度的擴展，同時還有很多全新的知識和內容需要學習，學生同時面臨知識范圍擴展和知識內容加深的雙重壓力，造成學業負擔過大。

二、分項測試比例差異

SAT測試中，基本概念、基本原理占總分值的20%；特定知識的理解和應用，定性、定量問題的解決能力測試占45%；對信息和數據的判斷、分析能力，解決問題和歸納結論能力占35%。

相對地，國內化學測試中，基本知識、基本概念所占比例過大，只靠死記硬背即可獲得高分，運用知識解決問題能力的測試內容比例過低，不利學生分析問題、解決問題、綜合利用知識等能力的提高，造成學生“高分低能”的現狀。

三、測試范圍、時長和要求的差異

SAT測試以無機化學為主，摻雜部分分析化學、物理化學、有機化學等內容，并有適當實驗內容（如滴定等當點、滴定終點、滴定突躍等）。

SAT Subject Test in Chemistry測試時長為1小時，遠小于國內考試時間。考卷附有元素周期表，所需信息在表中標明，學生自行取用。試題涉及計算的所有數字簡潔、易算，但對計算過程和有效數字的運用都有明確規定，不合要求的答卷會被扣除相應的分數。SAT測試中往往包含少量復習范圍之外的考試內容，主要測試學生擴展學習的能力，也能使得學生分數拉開差距。

四、試題結構差異

SAT測試試卷由Part A、Part B、PartC三部分共85個試題組成。

1、Part A：Matching Questions

這部分一般23個試題。每個試題先給出5個選項（可以是字母、分子式、簡圖、曲線圖、反應式、實驗現象、描述性短語等形式），然后根據題干的描述選出對應的選項。每個選項可以選用一次、多次，或未被使用。

2、Part B：Ture / False and Relationship Questions

這部分一般16個試題。每個試題包含Ⅰ、Ⅱ兩個部分。第Ⅰ部分是一個語氣肯定的陳述句，第Ⅱ部分均以“BECAUSE”開頭，后邊也接陳述句。在答題卡上，每題的兩部分分別標有“T F”選項欄。學生首先需要分別判斷Ⅰ、Ⅱ每個部分的陳述內容的正、誤，并在相應的選項上涂黑；然后判斷每題的兩個部分之間是否為因果關系，即“Ⅱ”是否為“Ⅰ”的原因或是對“Ⅰ”的正確解釋，從而決定是否在答題卡該題目對應的“CE”（Correct Explanation）欄涂黑。

例：

Ⅰ

When 2 liters of oxygen gas react completely with 2 liters of hydrogen gas， the limiting factor is the volume of the oxygen.

Ⅱ

BECAUSE

the coefficients in the balanced equation of a gaseous reaction give the volume relationship of the reacting gases.

3、Part C：General Five-Choice Questions（choose the one that is best in each case）

這部分一般46個試題。每題有5個備選項（而不是國內考試常見的4項）。題干為疑問句或未完成的陳述句。

篇10

關鍵詞：幾率；波動理論；安全；生產力

中圖分類號：F062.4

文獻標識碼：A

文章編號：1002-2848-2008(02)-0106-05

一、引 言

關于生產力的研究多以定性研究為主，并沒有深入運用定量方法，而且安全與生產力關系的研究也很少[1]。生產力的高低并不能決定生產過程的安全程度，生產力在不斷提升，可是生產事故卻不斷發生[2]。波動性是事物普遍具有的一種動態屬性，從理工科領域到社會科學領域，都有關于波動的研究。為了找到安全與生產力之間的確切關系，本文采用理論分析的方法，構建概念，提煉模型，提出了幾率波動理論與生產力量化分析模型。幾率波動理論從解釋事故分布現象入手，在安全與生產力的關系研究方面進行了有益的嘗試。

二、基本概念

不考慮人為故意，生產系統事故的發生都是隨機的，且不可根除[3]。生產系統具有周期往復運動的特性，這種往復運動從系統開工開始，到系統回復到初始狀態結束，包含了若干工序，這些工序組成一個作業過程，此過程的事故傾向性一定，事故發生的幾率會隨著系統工序的往復運動而表現出波動特性。幾率波動理論就是依據這一思路，通過對不同工序對應的幾率波動狀況的描述，運用波動函數的特性，刻畫生產系統的生產力特征，建立安全與生產力之間的關聯。波動理論涉及許多基本概念，這些概念是構建波動理論的基石，論述波動理論必須先論述波動的相關概念，在此基礎之上提煉模型。本文借用已有的物理學振動與波的基本概念，賦予其不同的內涵，闡述其相應的理論意義。

(一)波動主體

1.諧振子。工作單元即系統，有穩定的輸入輸出，由于其波動性而稱為諧振子。工作過程可以由單個或多個作業集成。作業是可分的，一個完成的作業由一系列工序排列組合而成，也可稱為工序列。能夠完成若干工序的工作單位就類似于諧振子。工序同樣也可分的，一個完整的工序由一系列連續的動作排列組合而成。工作單元循環往復地進行作業，作業則不斷地重復著相應的工序，而工序又不斷的重復著相應的動作。這種循環往復是事故幾率穩定波動的根源，而諧振子則是形成這種循環往復的物質基礎。

2.復合振子。若干相同或者不同的工作單元可以集成起來形成一個更大的工作單元，這就是復合振子?，F實中的復合過程非常復雜，存在各種相互作用，但是為了分析方便，理論總是先簡單后復雜，因此要求復合過程總是線性的。線性復合振子的振蕩輸出容易分解為不同諧振子輸出，這為數學分析打下了理論基礎。諧振子集合稱為諧振子系綜，同質諧振子復合形成純態系綜，異質諧振子復合形成混態系綜。

(二)波動空間

1.時間維度。單個諧振子的事故幾率振蕩在時間維度上的展開，形成時域內的波動，時域的幾率分布是波動理論的研究重點。

2.波動主體維度。波動主體是諧振子，諧振子是構成波動空間的基本要素。若干同質的諧振子排列起來形成波動主體維度，一個諧振子就是波動主體維度中的一個點，這些點是振蕩產生的根源，波動就在這些點之間不斷傳播。主體維度相當于物理學中的空間維度，可以出現多維情況。一般情況下，把復合振子看成一個整體，這時的主體維度仍然是一維的，如果把復合振子分解后進一步分析，那時的主體維度就是多維的。對波動主體維度的多維分解與拓展是非常復雜的，需要進一步深入研究。

3.事故維度。波動空間建立在若干維度的基礎上。事故維度是必不可少的，而且是可以拓展的，多維事故空間為研究不同事故在同一主體中的波動奠定了基礎。事故類型是通過發生機理、誘發因素、危害類別等要素進行區分的。工作單元可能出現多個事故，事故屬性各有不同，這些事故可能相互獨立也可能相互關聯。波動空間的事故維數取決于事故的類型數量，不同類型的事故互不干擾，從空間角度看就是維度正交。假設不同類型事故相互獨立，依據其類型構建正交維度，形成波動空間。幾率波動可以依據維度，分解形成正交的波動分量，同理也可依據維度合成。事故集合稱為事故系綜，同質事故復合形成純態系綜，異質事故復合形成混態系綜。

4.波動特性。幾率波動表現出三類振蕩特性，其一是諧振子振蕩，其二是行波，其三是偏振波。這三類波動的差異將在波動模型中詳細描述。

(三)波動函數

1.密度函數。幾率密度函數的積分就是幾率，其性質與概率統計中的密度函數基本相同，唯一不同的是這里的密度函數不必歸一化，就是說密度函數全域積分的值不必為1，原因在于這里的密度函數內涵了系綜信息。密度函數是不存在負值的[4]，這是經典幾率理論下的重要特性，但是當幾率之間存在干涉時，經典幾率理論不能描寫干涉現象，需要引入態函數的概念和原理。

2.態函數。態函數是非經典幾率下的重要概念，態函數為幾率干涉現象的理論解釋提供了數學基礎。態函數在時間或主體維度中某一點的強度和在該點發生事故的幾率成比例。知道了描寫系統的態函數后，就可以得出事故在時間或主體維度任意一點出現的幾率密度。態函數內涵了系統的眾多信息和特征，之所以稱其為態函數，就是因為它描寫了系統的狀態[5]。態函數一般用復函數表示，與量子力學不同的是不必歸一化，因為態函數的絕對強度是有現實意義的。如果將態函數乘上一個常數，所描寫的系統事故系綜會相應改變，這種改變會直接對事故數量產生影響。另外，物理上的強度一般都是用振幅的平方來計算，但是這里的強度則沒有固定計算方法，要根據系統的現實情況分析。

(四)波動指標

1.振幅。波動函數的振幅內涵了系統事故在時間或主體維度上的分布信息，也內涵了諧振子系綜和事故系綜的信息。振幅總是與強度聯系在一起，強度與幾率成比例，那么振幅就能表征幾率密度。總之，這是理論中最難理解、最需要深入分析和討論的地方。

2.頻率。單位時間內循環往復的次數就是波動函數的頻率。工序列由固定數量的工序組成，工序由固定數量的動作組成，完成這樣的一系列動作和工序所使用的時間也是固定的，那么工序列對應的波動函數的頻率也就恒定。頻率是系統固有的特性之一，它是系統循環往復運動效率的指標，頻率越高，系統能量越大，效率就越高。

3.波長。一個循環往復振蕩內包含的諧振子數量就是波長。大量工作單元同時開工情況下，工作單元的工序數量越小，處于同步工序的工作單元數量越大，處于兩同步工作單元之間的工作單元數量就越少，而該系統的波動函數波長就會越小。相反，工序量越大，波長越大。波長是行波或偏振波的重要指標之一，而在諧振子振蕩中不存在波長。

4.相位。波動函數在時間維度上存在相位差別，就是說同質工作單元之間的相同工序在時間維度上存在時間差。雖然工序在時間上的差異對主體維度上的定態分布沒有影響，但是這個相位不定性卻成為導致波動干涉的直接原因。振幅、頻率、波長和相位這四個指標是波動的核心，描寫系統狀態的波動函數要緊緊圍繞這四個指標來刻畫。能夠同時掌控這四個指標，就是全息。

三、波動原理

(一)理論前提

前提1：工作單元的作業單一，形成作業的工序是最基本的研究對象，不分析形成工序的動作。

前提2：工作單元的工序穩定、連續，系統狀態可以通過穩定、連續的波動函數來描寫。

前提3：工作單元之間、工作單元的不同工序之間以及事故之間都沒有交互作用。

(二)基本原理

1.統計決定性。雖然每起事故都可以找到因果關系，但是實際上對事故的發生是無法確切預言的。雖然系統的事故幾率波動具有相對的穩定性，但是并不存在因果決定性，也就不能預言系統事故發生的時間和位置。真正具有現實意義的是統計決定性。通過大量經驗數據描述系統幾率波動，從而掌握系統統計意義上的因果律和決定性，這是幾率波動理論的基本原理之一。

幾率波動反映了系統事故的統計決定性，這種決定性不是對個別具體事故的決定性。也就是說，系統遵循一定的幾率定律，而幾率本身按照因果律傳播[6]。統計決定性有兩種分類，一是經典幾率決定性，二是非經典幾率決定性，兩者的區別在于非經典狀態下幾率之間存在干涉現象。經典幾率狀態用幾率密度函數來描寫，非經典幾率狀態則用態函數來描寫。

2.振幅原理。波動函數的振幅與幾率密度之間存在穩定的關系，因為振幅決定了幾率密度。

經典幾率狀態下，幾率密度是一種波包，它的模就是振幅函數，也就是密度函數本身，可以用經驗方法從數據分析中得到。

非經典幾率狀態下，態函數描寫了系統的幾率特性，態函數的模就是其振幅，態函數的振幅與幾率密度之間存在穩定的關系，態函數的振蕩強度表征了幾率的大小與分布。在系統事故幾率波動中采用模的平方作為計算幾率的方法也只是為了解釋幾率干涉現象而遵循的最為典型的一種規則，具體計算方法的確立還需要對系統事故特征進具體分析。盡管如此，振幅決定幾率密度這個基本原理卻是始終起作用的。

3.態疊加原理。復合系統的波動函數由子系統的波動函數疊加而成。同類型事故的波動可以直接疊加，不同類型事故可以在波動空間中垂直疊加。疊加性是波動的重要特征，是定性、定量研究波動過程的重要原理。根據理論前提可知，沒有交互作用保證了疊加的線性。

經典幾率狀態下，不考慮事故發生的具體過程與機制，只著眼于幾率本身。由于不存在交互作用，其幾率沒有相干性，具備線性疊加特征，可以將子系統的幾率密度直接相加。

非經典幾率狀態下，著眼于事故發生的具體過程與機制，子系統的態函數描寫的過程疊加在一起，相互作用，發生干涉。態疊加原理包含著動態性，態函數會隨著時間演化，而態函之間的疊加關系恒定。

總之，不論是經典還是非經典幾率，不管干涉現象存在與否，態疊加原理總是幾率波動理論的基本原理之一，數學化的方法都是要建立在這個原理之上的。

(三)波動函數辨識和參數估計

辨識波動函數的途徑有兩種，一是機理模型，二是數據擬合[7]。機理模型的建立需要足夠和可靠的先驗知識，根據系統的運動方程，求解系統輸出的幾率波動函數。如果對系統非常熟悉，那么就可以直接得到波動函數。數據擬合則需要通過對大量經驗數據的分析，運用統計方法，得到經驗波動函數。

參數估計是在波動函數辨識的基礎上，根據經驗數據對波動函數的具體參數進行估計。通常參數估計的方法很多，最為廣泛的是最小二乘法和最大似然法。

四、波動模型

(一)經典幾率

諧振子模型。諧振子模型描述了幾率波動函數在時間維度上的波動特征。單個諧振子的振蕩不存在主體維度，或者說主體維度收縮成為了一點，只具有時域振蕩特性[8]。事故維度與時間維度相互正交，形成了波動空間。諧振子代表的工作單元的事故波動特性就體現在這個波動空間中。

1.諧振子的典型幾率密度

(1)平穩密度。諧振子平穩密度是指幾率密度不隨時間變化，一直保持確定的穩定值。對于內部不存在形變、外部沒有噪聲干擾的系統，其工序列一直保持穩定，每個循環往復過程都是同質的，事故幾率密度就能保持平穩，這是理想的狀態，實際上系統內存在形變(比如機器磨損)，系統外存在噪聲(比如突發沖擊)，使得系統幾率輸出不可能總是保持平穩，幾率密度的波動是不可避免的。

(2)高斯密度。高斯密度表現為一種鐘形分布。高斯形分布表明系統在某個時刻發生事故的可能性極大，且這樣的時刻僅有一個，其他距此時刻越遠的時刻發生事故的幾率越小。這種分布說明系統不同工序列之間存在差異，系統初始狀態穩定，之后的穩定性越來越差，到極點時最不穩定，最容易發生事故，過了極點時刻之后穩定性又開始逐步回升。從系統動力學角度看，系統狀態自不穩定焦點始，至穩定焦點終，中間狀態存在極限環。

2.幾率密度疊加

(1)幾率密度疊加是波動主體疊加的結果。工作單元可以被分解成若干子單元，各子單元自成系統，有自己的事故幾率波動狀態，當各子系統的事故類型相同時，對于整個系統來說，其幾率密度就要通過各子系統的密度疊加來得到，當然各子系統之間不存在相互作用。經典幾率狀態下，波動函數都是正值，波動函數疊加就是幾率密度疊加，不會發生什么干涉。

(2)行波模型。波動在一系列諧振子之間傳播而形成行波[8]。若干工作單元同時做著各自的諧振動，其中一些工作單元必然處于工序同步狀態，因而事故幾率振蕩也同步，也就是說處于行波的倍周期位置上的諧振子相位相同，而由于工作單元數量巨大，各自的開工時間隨機分布，因而諧振子分布均勻，必然形成相應的行波。行波與諧振子振蕩的區別就在于行波的波動空間比諧振子的多了主體維度，事故會在主體維度上游動，隨機出現在不同的點上，也就是不同的工作單元上。如果工作單元數量有限，那么很難完整刻畫行波波動特征。行波模型為研究事故在不同工作單元之間的分布提供了有效的方法。行波同樣有著類似于諧振子的典型幾率密度，而且疊加方法相同。

(3)偏振波模型。波動空間中的事故維度呈現多維情況時，波動呈現出偏振特性，不同事故的幾率波動特征充分體現在偏振過程中。偏振有兩大類，一是諧振子偏振，二是行波偏振。這兩類偏振波之間的差異在于波動空中是否有波動主體維度。事故維度多于一維時就存在偏振，不同事故維度之間相互正交，沒有交互作用，波動函數可以投影到不同事故維度上，形成波動分量函數。偏振波模型為研究不同事故之間的波動關系提供了有效的方法。疊加原理對偏振波也同樣適用。

(二)非經典幾率

1.態函數與幾率密度的關系。非經典幾率狀態下的幾率密度由態函數描寫，態函數取值可正可負，幾率密度疊加由態函數疊加來實現，存在幾率干涉現象。那么，態函數與幾率密度的關系就成為非經典幾率狀態下的重要問題，如何根據態函數計算出事故在時間或者主體維度任意一點出現的幾率密度就成為理論的關鍵。

態函數描寫了系統的幾率特性，其振蕩強度表征了幾率密度，最典型的強度計算方法是平方規則，至于使用什么規則，已經不是理論要解決的問題了。物理上的態函數模的平方規則是唯象的，只能通過實驗驗證其正確性。在幾率波動理論中采用模的平方作為計算幾率密度的方法也只是為了解釋幾率干涉現象而遵循的最為典型的一種規則，具體計算方法的確立還需要對系統特征進行具體分析。幾率波動總是源于某個實量的波動。比如壓力，可能壓力與事故幾率成正比，也可能壓力的平方與事故幾率成正比，還可能是其他函數關系。因此，對于不同系統，存在不同的事故幾率計算方法。

2.幾率干涉模型。幾率存在干涉現象，這是動態幾率的重要特征。如何描寫幾率的干涉過程，這是干涉模型要解決的重要問題。幾率干涉是態疊加原理的直接結果，源于可能性的相互消漲。系統事故可能產生于不同運動過程，這些過程之間可能存在彼此削弱或彼此促進的交互作用。比如同向行駛的兩個車輛構成的系統，其中右側車輛左偏行駛，這時兩車相蹭的幾率上升，如果此時左側車輛也同步左偏行駛，兩車相蹭的幾率下降，如果左側車輛采取反向動作，同步右偏行駛，相蹭幾率則加倍上升?？傊鹿蕩茁什皇仟毩⒌摹㈧o態的，而是受到交互作用，或消或漲的，也就是說，事故幾率并不取決于系統內單個子系統的狀態，而是取決于各子系統狀態的相互影響。

五、安全與生產力的關系

(一)生產力模型

生產力是工作單元的綜合性指標，表征了其生產輸出的能力。經濟與管理領域的研究多以勞動生產率為對象，對于生產力沒有一般性定義，通用的計算方法也很難見到。本文從生產系統安全性的波動角度出發，通過對波動函數的分析，結合相應的波動指標，提出了生產力的計算模型：

生產力=工序量2×效率

工序量是工序復雜程度的最簡單、最直接的度量，其與生產力正相關，效率也與生產力正相關。一般情況下，工序量對生產力的影響要比效率大，因此采用二次關系式來表征。二次關系是最典型的，當然也可以是更高次的，但是不管采用哪種關系式，都要通過經驗方法驗證之后確定。此公式的內涵在于，生產力突出表現在工序量指標上了，這是因為工序量更能代表系統技術水平，更能體現技術創新對生產力的重要性。工序量即波長λ，效率即頻率ω，生產力ρ=λ2×ω。生產力ρ恒定時，ω=ρ[]λ2=ρ×K2，其中K=1[]λ，K即波矢。

(二)基本推論

1.不相關關系。幾率波動函數描述了系統安全性波動狀況，當振幅一定時，密度函數在時間或主體維度上的積分大小取決于積分域的大小，也就是說積分時間長度或積分主體數量相同時，事故數量也相同，而波動函數的頻率和波長卻可以不同。因此，生產效率與事故數量之間不相關，工序量與事故數量之間也不相關，顯然生產力與事故數量之間也就不相關，生產力與事故量是描述系統特征的兩個相互正交的指標。

2.不確定關系。系統生產效率或工序量確定，系統在不同周期的幾率振幅都一樣，事故出現在任意時刻或任意主置的幾率都一樣，這種狀態下的事故是最不確定、最難估計的。也就是說，生產力確定了，事故出現的時刻或位置就不確定，反之，事故出現的時刻或位置確定了，生產力就不確定。

六、討 論

(一)關于波動函數

波動函數表征了系統的事故幾率密度，并不能描寫系統運行中的因果關系。如果有人問，現在事故在這里發生了，過一會兒事故又會哪里發生呢?對于這樣的問題，幾率波動理論將不予回答，因為這是個不恰當的問題[9]。幾率波動理論反映了系統事故的統計決定性，在這個理論中不是沒有決定性，而是沒有對于個別事件的決定性。

(二)關于系統指標

要完整描述系統的特征，生產力與事故量是不可缺少的兩個指標。另外，事故的連鎖反應是幾率波動理論以后要解決的問題，事故連鎖反應就是事故危害，之所以是事故，就是因為其連鎖反應的結果有危害性，否則只能稱為事件。事故危害與事故數量相對獨立，就是說危害大小是獨立于系統生產力和事故量的又一個指標。因此，系統特征可以通過生產力、事故量和危害度這三大指標來描述。由以上三個正交指標再加上時間維度構建的四維空間就成為描述系統動態特征的前提，為進一步描寫系統運動規律奠定了基礎。

參考文獻：

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[2] 姚慶國，黃渝祥.從社會變革看我國事故頻發的管理根源[J].中國安全科學學報，2005，15(6)：40-53.

[3] 于海勇，謝駿，金智新.事故發生的三種模式探討[J].中國安全科學學報，2005，15(1)：67-70.

[4] 施雨，李耀武.概率論與數理統計應用[M].西安：西安交通大學出版社，1998.

[5] 蘇汝鏗.量子力學[M].上海：復旦大學出版社，2001.

[6] 曾謹言.量子力學導論[M].北京：北京大學出版社，1998.

[7] 俞金壽.過程控制系統和應用[M].北京：機械工業出版社，2003.

[8] 胡海巖.機械振動基礎[M].北京：北京航空航天大學出版社，2005.