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量子力学相关论文题目推荐及理由

发布时间:2024-07-07 20:22:36

量子力学相关论文题目推荐及理由

量子力学方面的题我不太清楚,但是你可以找一个明白人,或者上网咨询一下

因为我对量子力学更陌生,所以我倾向量子力学。我知道相对论的假设的基础架构不牢固,绝对的真空不存在。但是量子力学用的数学手段太高深了,看不懂。个人感觉和相对论的境界不会差很大。两个都是很抽象的。如果你理论数学很好的话,也许量子力学对你来说会简单些。你可能会感觉量子力学太过于理想化。

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举例是论证的一种手段,也是最直观的,不让我举例,让我归缪么?你可以先简述量子力学的发展然后 论点1 使人们认识了微观,扩大了人们的视野,影响了人们的哲学观点(西方物理与哲学渊源很深) 用例子说明论点2 激发了人们的探索热情 以致20世纪初物理学突飞猛进 进而刺激了新的科技革命 例子论点3 量子理论用于实际(核能,计算机)为人们学习研究提供了工具与能源(核能现在还不明显,但100年以后石油煤烧完后呢) 例子等等等等

量子力学学术论文题目推荐及理由

毕业论文选题理由:选题的学科性质、理论意义及实践意义;国内研究现状的分析。研究方案包括:研究内容、研究中所要突破的难题、拟采取的研究方法,有何特色与创新之处以及与选题有关的参考文献等内容。选题依据就是你论文依托的背景及显示意义,同时通过论文研究,解决问题把上面这些内容总结一下就可以了。如果毕业论文的题目过大或过难,就难以完成写作任务;反之,题目过于容易,又不能较好地锻炼科学研究的能力,达不到写作毕业论文的目的。因此,选择一个难易大小合适的题目,可以保证写作的顺利进行。然后研究这个题目对于我今后的发展有一定的帮助。毕业论文题目应简明扼要地反映论文工作的主要内容,切忌笼统。由于别人要通过你论文题目中的关键词来检索你的论文,所以用语精确是非常重要的。论文题目应该是对研究对象的精确具体的描述,这种描述一般要在一定程度上体现研究结论,因此,我们的论文题目不仅应告诉读者这本论文研究了什么问题,更要告诉读者这个研究得出的结论。

嗯,量子力学的期末,呃嗯,把其实说出来看看。

哥本哈根学派对量子力学的解释 哥布哈根学派是20世纪20年代初期形成的,为首的是丹麦著名物理学家尼尔斯*玻尔,玻恩、海森伯、泡利以及狄拉克等是这个学派的主要成员.它的发源地是玻尔创立的哥本哈根理论物理研究所.哥本哈根学派对量子力学的创立和发展作出了杰出贡献,并且它对量子力学的解释被称为量子力学的“正统解释”.玻尔本人不仅对早期量子论的发展起过重大作用,而且他的认识论和方法论对量子力学的创建起了推动和指导作用,他提出的著名的“互补原理”是哥本哈根学派的重要支柱.玻尔领导的哥本哈根理论物理研究所成了量子理论研究中心,由此该学派成为当时世界上力量最雄厚的物理学派. 哥本哈根学派的解释在定量方面首先表述为海森伯的不确定关系.这类由作用量量子h表述的数学关系,在1927年9月玻尔提出的互补原理中从哲学得到了概括和总结,用来解释量子现象的基本特征——波粒二象性.所谓互补原理也就是波动性和粒子性的互相补充. 该学派提出的量子跃迁语言和不确定性原理(即测不准关系)及其在哲学意义上的扩展(互补原理)在物理学界得到普遍的采用.因此,哥本哈根学派对量子力学的物理解释以及哲学观点,理所当然是诸多学派的主体,是正统的、主要的解释. ]量子力学的随机解释 随机解释认为,通过研究薛定谔方程与费曼积分、马尔科夫过程之间的联系,认为应把量子力学解释为一种经典的概率理论或统计过程理论.这些过程是随机的,例如,用布朗运动理论解释不确定关系. 最早对量子理论作随机解释的薛定谔和随后的玻普通过对随机过程的研究认为,波粒二象性的矛盾是由于波被看作是一种独立的实在,如果波被看作是粒子系综的集体特性,例如声波那样,就不存在矛盾了.后来,他们借助量子场中的产生和湮没过程,建立起一种推广了的统计力学,由此推出量子力学的规律.他们进一步认为波函数只是表示时空中事件出现的次序.由于基本事件按其本性来讲是分立地产生和消失的,所以这些次序的规律具有统计的性质.随着统计电动力学的发展,发现经典随机体系与量子力学体系之间具有很大的类似性. 薛定谔还认为,只能把“客观实在性”归属于波而不归属于粒子,并且不准备把波仅仅解释为“概率波”.因而他认为,只有位形空间中的波是通常解释中的概率波,而三维物质波或辐射波都不是概率波,但却有连续的能量和动量密度,就象麦克斯韦理论中的电磁场一样.薛定谔因此正确地强调指出,在这一点上,可以设想这些过程是比它们通常的情况更为连续.在通常的量子论解释中,它包含在从可能到现实的转变中.爱因斯坦与玻尔关于量子力学解释的大论战 爱因斯坦与玻尔关于量子力学解释的不同观点之间的大论战是量子力学创建和发展过程中最具有代表性意义的一场争论,因而本文特作比较深入完整的阐述和分析. 玻尔1918年提出对应原理,认为量子理论能以一定的方式同经典理论一致起来.即认为原子保持量子状态的特性和稳定性有一定限度.只有当外来干扰的强度不足以把原子激发到较高量子状态时,原子才显现量子特征.如果在非常强烈的干扰下,那么量子效应的特性将完全消失,原子也就带有古典性质.海森伯正是按这一原理和可观察量是物理理论基础创立了矩阵力学.波动力学也是通过量子和经典的对应性建立起来的.1927年海森伯提出“不确定关系”后,玻尔接着于同年9月在意大利科摩城召开的纪念伏打逝世100周年国际物理学会议上发表了题为《量子公设和原子理论的晚近发展》的演讲,提出了著名的“互补原理”,引起学术界很大震动.互补原理认为:微粒和波的概念是互相补充的,同时又是互相矛盾的,它们是运动过程中的互补图像.玻尔特别指出,观察微观现象的特殊性,由于微观客体中最小作用量子h要起重要作用,因此微观客体和测量仪器之间的相互作用是不能忽略的.这种相互作用在原则上是不可控制的,是量子现象不可分割的组成部分.这种不可控制的相互作用的数学表示是“不确定关系”.这决定了量子力学的规律只能是概率性的.为了描述微观客体,必须抛弃决定性的因果性原理.量子力学精确地描写了单个粒子体系状态,它是完备的.玻尔特别强调微观客体的行为有赖于观测条件.他认为一个物理量或特征,不是本身即存在,而是由我们作观测或度量时才有意义.哥本哈根学派写了大量文章,宣传互补原理,提出了客观不可分的观点.他们还将互补原理推广到生物学、心理学,甚至社会历史各个领域,认为互补原理是一切科学研究的指导思想. 1927年10月24日至29日在布鲁塞尔召开了第五届索尔威会议,玻尔在会上又一次阐述了他的互补原理.量子力学的哥本哈根解释为众多的物理学家所接受,成为量子力学的正统解释.但是在会上,互补原理却遭到了爱因斯坦、薛定谔等人的强烈反对,开始了物理学史上前所未有的长达几十年之久的爱因斯坦-玻尔大论战. 实际上,爱因斯坦和玻尔的论战从1920年4月就已经开始了.当时,玻尔到爱因斯坦所在的德国柏林访问,第一次与爱因斯坦会面.他们两人就量子理论的发展交换了意见,谈话的主题是关于光的波粒二象性的认识问题.乍看起来,这次争论好象是爱因斯坦主张,完备的光理论必须以某种方式将波动性和粒子性结合起来,而玻尔却固守光的经典波动理论,否认光子理论基本方程的有效性.然而,仔细分析就会发现玻尔强调需要同经典力学的观念作彻底的决裂,而爱因斯坦则虽赞成光的波粒二象性,但却坚信波和粒子这两个侧面可以因果性地相互联系起来. 爱因斯坦坚决反对量子力学的概率解释,不赞成抛弃因果性和决定性的概念.他坚信基本理论不应当是统计性的.他说,“上帝是不会掷骰子的.”他认为在概率解释的后面应当有更深一层的关系,把场作为物理学更基本的概念,而把粒子归结为场的奇异点,他还试图把量子理论纳入一个基于因果性原理和连续性原理的统一场论中去,因此他在第五届索尔威会议上支持德布罗意的导波理论,并且在发言中强调量子力学不能描写单个体系的状态,只能描写许多全同体系的一个系综的行为,因而是不完备的理论. 由此可见,量子力学的发展是个充满争吵的发展主要有哥本哈根/玻尔/爱因斯坦 3个学派的争论

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量子力学相关论文题目推荐

摘要:关于刚体平面平行运动的解题方法可以从多方面去考虑,从而求得所需求的物理量。关键词:无滑滚动、质量、半径、粗糙斜面下面让我们来看一道例题。一质量为m,半径为r的均匀圆柱体,沿倾角为α的粗糙斜面自静止无滑滚(如图),求质心,加速度ac法一:用平面平行运动动力学方程考虑斜面方向的运动,用f代表静摩擦力,据质心运动定理,有mgsinα-f=mac对于质心重力的力矩等于0,只有摩擦力的力矩,从而fr=icβ=1/2mr2刚体上的p点同时参与两种运动:随圆柱体以质心速度vc平动,和以线速度rω绕质心转动。无滑动意味着圆柱体与斜面的接触点p的瞬时速度为0,由此得vc=rω上式两边分别为对时间求导得d/dt·vc=rd/dtω所以有ac=rβ③由①②③推出法二:如图,通过该圆柱体对定点a的角动量定理,因为静摩擦力f对定点a的力矩为零,所以有la=3/2mvcr=3/2r2ω只有重力沿斜面的分力的力矩,设为τaτa=msinα*r据角动量定理有dla/dt=τa即(3/2)mr2β=(3/2)mrac=mgsinα*r所以有ac=(2/3)gsinα法三:用动能定理解题设圆柱体沿斜面滚过的距离为s时的速度为vc由于是无滑滚动,既是纯滚动vc=rω所以有ω=vc/r圆柱体的滚动后获得的总动能为t则t=tc+trc=(1/2)mvc2+(1/2)icω2=(1/2)mvc2+(1/4)m(rω)2=(3/4)mvc又由于初动能为0据动能定理有t-0=mgsinα*s(3/4)mvc2=mgs*sinα上式两边分别为时间t求导,得3mvc2/4dt=mgsinα*ds/dt所以有(3/2)ac=gsinα所以ac=(2/3)gsinα通过对上题的解答,我们运用到了力学中的刚体力学,角动量定理,动能定理等。所以要想学好力学就得善于发散思维!参考文献:①赵凯华、罗茵新概念物理教程高等教育出版社7②卢新平简明普通物理学30

建议看下一本语言风趣幽默的量子理论的科普书—"上帝掷色子吗?量子物理史话"

山阴道士如相见。。应写黄庭换白鹅。。

现代物理呗,是个oa期刊,相对来说会容易些,然后今年有被武大RCCSE收录为核心,质量上是有保证的

量子光学论文题目推荐及理由

技巧—:依据学术方向进行选题。论文写作的价值,关键在于能够解决特定行业的特定问题,特别是在学术方面的论文更是如此。因此,论文选择和提炼标题的技巧之一,就是依据学术价值进行选择提炼。技巧二:依据兴趣爱好进行选题。论文选择和提炼标题的技巧之二,就是从作者的爱好和兴趣出发,只有选题符合作者兴趣和爱好,作者平日所积累的资料才能得以发挥效用,语言应用等方面也才能熟能生巧。技巧三:依据掌握的文献资料进行选题。文献资料是支撑、充实论文的基础,同时更能体现论文所研究的方向和观点,因而,作者从现有文献资料出发,进行选题和提炼标题,即成为第三大技巧。技巧四:从小从专进行选题。所谓从小从专,即是指软文撰稿者在进行选则和提炼标题时,要从专业出发,从小处入手进行突破,切记全而不专,大而空洞。

结合自己的实际情况谈谈自己的经历和兴趣,比如:我选这个题目的主要原因是因为我个人特别感兴趣关于这个论文的问题,我觉得对于大学生来说,撰写毕业论文并不是一件轻松的事。如果毕业论文的题目过大或过难,就难以完成写作任务;反之,题目过于容易,又不能较好地锻炼科学研究的能力,达不到写作毕业论文的目的。因此,选择一个难易大小合适的题目,可以保证写作的顺利进行。然后研究这个题目对于我今后的发展有一定的帮助。选题建议:一、联系工作实际选题要结合我国行政管理实践(特别是自身工作实际),提倡选择应用性较强的课题,特别鼓励结合当前社会实践亟待解决的实际问题进行研究。建议立足于本地甚至是本单位的工作进行选题。选题时可以考虑选些与自己工作有关的论题,将理论与实践紧密结合起来,使自己的实践工作经验上升为理论,或者以自己通过大学学习所掌握到的理论去分析和解决一些引起实际工作问题。二、选题适当所谓选题要适当,就是指如何掌握好论题的广度与深度。选题要适当包括有两层意思:一是题目的大小要适当。题目的大小,也就是论题涉及内容的广度。确定题目的大小,要根据自己的写作能力而定。如果题目过大,为了论证好选题,需要组织的内容多,重点不易把握,论述难以深入,加上写作时间有限,最后会因力不胜任,难以完成,导致中途流产或者失败。

这要具体看你课题选的什么方向了,大致就是先说一下当前此课题的研究现状,还有哪些方面是前人没研究透彻或是还没研究过的,然后根据这些说一下你课题研究的创新之处(有一两点就可以了),再说一下你的研究对此领域的研究发展有什么意义就行了。

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量子化学论文题目推荐及理由

摘自: %C9%FA%CE%EF&x=19&y=14毕业论文怎么做?一、标题 标题是文章的眉目。各类文章的标题,样式繁多,但无论是何种形式,总要以全部或不同的侧面体现作者的写作意图、文章的主旨。毕业论文的标题一般分为总标题、副标题、分标题几种。 (一)总标题 总标题是文章总体内容的体现。常见的写法有: ①揭示课题的实质。这种形式的标题,高度概括全文内容,往往就是文章的中心论点。它具有高度的明确性,便于读者把握全文内容的核心。诸如此类的标题很多,也很普遍。如《关于经济体制的模式问题》、《经济中心论》、《县级行政机构改革之我见》等。 ②提问式。这类标题用设问句的方式,隐去要回答的内容,实际上作者的观点是十分明确的,只不过语意婉转,需要读者加以思考罢了。这种形式的标题因其观点含蓄,容易激起读者的注意。如《家庭联产承包制就是单干吗?》、《商品经济等同于资本主义经济吗?》等。 ②交代内容范围。这种形式的标题,从其本身的角度看,看不出作者所指的观点,只是对文章内容的范围做出限定。拟定这种标题,一方面是文章的主要论点难以用一句简短的话加以归纳;另一方面,交代文章内容的范围,可引起同仁读者的注意,以求引起共鸣。这种形式的标题也较普遍。如《试论我国农村的双层经营体制》、《正确处理中央和地方、条条与块块的关系》、《战后西方贸易自由化剖析》等。 ④用判断句式。这种形式的标题给予全文内容的限定,可伸可缩,具有很大的灵活性。文章研究对象是具体的,面较小,但引申的思想又须有很强的概括性,面较宽。这种从小处着眼,大处着手的标题,有利于科学思维和科学研究的拓展。如《从乡镇企业的兴起看中国农村的希望之光》、《科技进步与农业经济》、《从“劳动创造了美”看美的本质》等。 ⑤用形象化的语句。如《激励人心的管理体制》、《科技史上的曙光》、《普照之光的理论》等。 标题的样式还有多种,作者可以在实践中大胆创新。 (二)副标题和分标题 为了点明论文的研究对象、研究内容、研究目的,对总标题加以补充、解说,有的论文还可以加副标题。特别是一些商榷性的论文,一般都有一个副标题,如在总标题下方,添上“与××商榷”之类的副标题。 另外,为了强调论文所研究的某个侧重面,也可以加副标题。如《如何看待现阶段劳动报酬的差别——也谈按劳分配中的资产阶级权利》、《开发蛋白质资源,提高蛋白质利用效率——探讨解决吃饭问题的一种发展战略》等。 设置分标题的主要目的是为了清晰地显示文章的层次。有的用文字,一般都把本层次的中心内容昭然其上;也有的用数码,仅标明“一、二、三”等的顺序,起承上启下的作用。需要注意的是:无论采用哪种形式,都要紧扣所属层次的内容,以及上文与下文的联系紧密性。 对于标题的要求,概括起来有三点:一要明确。要能够揭示论题范围或论点,使人看了标题便知晓文章的大体轮廓、所论述的主要内容以及作者的写作意图,而不能似是而非,藏头露尾,与读者捉迷藏。二要简炼。.论文的标题不宜过长,过长了容易使人产生烦琐和累赘的感觉,得不到鲜明的印象,从而影响对文章的总体评价。标题也不能过于抽象、空洞,标题中不能采用非常用的或生造的词汇,以免使读者一见标题就如堕烟海,百思不得其解,待看完全文后才知标题的哗众取宠之意。三要新颖。标题和文章的内容、形式一样,应有自己的独特之处。做到既不标新立异,又不落案臼,使之引人入胜,赏心悦目,从而激起读者的阅读兴趣。 二、目录 一般说来,篇幅较长的毕业论文,都没有分标题。设置分标题的论文,因其内容的层次较多,整个理论体系较庞大、复杂,故通常设目录。 设置目录的目的主要是: 1.使读者能够在阅读该论文之前对全文的内容、结构有一个大致的了解,以便读者决定是读还是不读,是精读还是略读等。 2.为读者选读论文中的某个分论点时提供方便。长篇论文,除中心论点外,还有许多分论点。当读者需要进一步了解某个分论点时,就可以依靠目录而节省时间。 目录一般放置在论文正文的前面,因而是论文的导读图。要使目录真正起到导读图的作用,必须注意: 1.准确。目录必须与全文的纲目相一致。也就是说,本文的标题、分标题与目录存在着一一对应的关系。 2.清楚无误。目录应逐一标注该行目录在正文中的页码。标注页码必须清楚无误。 3.完整。目录既然是论文的导读图,因而必然要求具有完整性。也就是要求文章的各项内容,都应在目录中反映出来,不得遗漏。 目录有两种基本类型: 1.用文字表示的目录。 2.用数码表示的目录。这种目录较少见。但长篇大论,便于读者阅读,也有采用这种方式的。 三、内容提要 内容提要是全文内容的缩影。在这里,作者以极经济的笔墨,勾画出全文的整体面目;提出主要论点、揭示论文的研究成果、简要叙述全文的框架结构。 内容提要是正文的附属部分,一般放置在论文的篇首。 写作内容提要的目的在于: 1.为了使指导老师在未审阅论文全文时,先对文章的主要内容有个大体上的了解,知道研究所取得的主要成果,研究的主要逻辑顺序。 2.为了使其他读者通过阅读内容提要,就能大略了解作者所研究的问题,如果产生共鸣,则再进一步阅读全文。在这里,内容提要成了把论文推荐给众多读者的“广告”。 因此,内容提要应把论文的主要观点提示出来,便于读者一看就能了解论文内容的要点。论文提要要求写得简明而又全面,不要罗哩罗嗦抓不住要点或者只是干巴巴的几条筋,缺乏说明观点的材料。 内容提要可分为报道性提要和指示性提要。 报道性提要,主要介绍研究的主要方法与成果以及成果分析等,对文章内容的提示较全面。 指示性提要,只简要地叙述研究的成果(数据、看法、意见、结论等),对研究手段、方法、过程等均不涉及。毕业论文一般使用指示性提要。举例如下: ●市场经济条件下的政府,固然应服从上级规划部署的全局,但主要的着眼点应放在对下负责,对本地的经济发展,对本地的人民生活水平提高负责,这才是发展全局经济的前提,从而也自然在根本上符合对上负责。 ●变部门“齐抓共管”企业为共同服务于企业,应成为部门工作的主要重点。(摘自《政府在市场经济中 如何定位》一文的内容提要) 内容提要的写作要求可以概括为“全、精、简、实、活”。具体说来: 1.内容提要要求具有完整性。即不能把论文中所阐述的主要内容(或观点)遗漏。提要应写成一篇完整的短文,可以独立使用。 2.重点要突出。内容提要须突出论文的研究成果(或中心论点)和结论性意义的内容,其他各项可写得简明扼要。 3.文字要简炼。内容提要的写作必须字斟句酌,用精练、概括的语言表述,每项内容不宜展开论证说明。 4.陈述要客观。内容提要一般只写课题研究的客观情况,对工作过程、工作方法以及研究成果等,不宜作主观评价,也不宜与别人的研究作对比说明。一项研究成果的价值,自有公论,大可不必自我宣扬。因而,实事求是也是写作内容提要的基本原则。 5.语言要生动。提要既要写得简明扼要,又要生动活泼,引人入胜,在词语润色、表达方法和章法结构上要尽可能体现文彩,以求唤起读者阅读正文的欲望。 四、正文 正文包括绪论、本论、结论三部分。这是毕业论文最重要的组成部分,其它章节有专门详细论述,这里不再重复。 五、参考文献 参考文献又叫参考书目,它是指作者在撰写毕业论文过程中所查阅参考过的著作和报刊杂志,它应列在毕业论文的末尾。列出参考文献有三个好处:一是当作者本人发现引文有差错时,便于查找校正。二是可以使毕业论文答辩委员会的教师了解学生阅读资料的广度,作为审查毕业论文的一种参考依据。三是便于研究同类问题的读者查阅相关的观点和材料。 当然,论文所列的参考文献必须是主要的,与本论文密切相关的,对自己写成毕业论文起过重要参考作用的专著、论文及其它资料。不要轻重不分,开列过列出的参考文献一般要写清书名或篇名、作者、出版者和出版年份。 参考资料:

今日化学何去何从?对于这个问题有两种回答:第一种回答:化学已有200余年的历史,是一门成熟的老科学,现在发展的前途不大了;21世纪的化学没有什么可搞了,将在物理学与生物学的夹缝中逐渐消亡。第二种回答:20世纪的化学取得了辉煌的成就,21世纪的化学将在与物理学、生命科学、材料科学、信息科学、能源、环境、海洋、空间科学的相互交叉,相互渗透,相互促进中共同大发展。本文主张第二种回答。 一、20世纪化学取得的空前辉煌成就并未获得社会应有的认同 在20世纪的100年中,化学与化工取得了空前辉煌的成就。这个“空前辉煌”可以用一个数字来表达,就是2 285万。1900年在Chemical Abstracts(CA)上登录的从天然产物中分离出来的和人工合成的已知化合物只有55万种。经过45年翻了一番,到1945年达到110万种。再经过25年,又翻一番,到1970年为7万种。以后新化合物增长的速度大大加快,每隔10年翻一番,到1999年12月31日已达2 340万种。所以在这100年中,化学合成和分离了2 285万种新化合物、新药物、新材料、新分子来满足人类生活和高新技术发展的需要,而在1900年前的历史长河中人们只知道55万种。从上面的数字还可以看出,化学是以指数函数的形式向前发展的。没有一门其他科学能像化学那样在过去的100年中创造出如此众多的新化合物。这个成就用“空前辉煌”来描述并不过分。但“化学家太谦虚”(这句话是Nature杂志在2001年的评论中说的,参见文献〔1〕),不会向社会宣传化学与化工对社会的重要贡献。因此20世纪化学取得的辉煌成就,并未获得社会应有的认可。 二、20世纪发明的七大技术中最重要的是信息技术、化学合成技术和生物技术 报刊上常说20世纪发明了六大技术: 包括无线电、半导体、芯片、集成电路、计算机、通讯和网络等的信息技术; 基因重组、克隆和生物芯片等生物技术; 核科学和核武器技术; 航空航天和导弹技术; 激光技术; 纳米技术。 但却很少有人提到包括新药物、新材料、高分子、化肥和农药的化学合成(包括分离)技术。上述六大技术如果缺少一两个,人类照样生存。但如没有发明合成氨、合成尿素和第一、第二、第三代新农药的技术,世界粮食产量至少要减半,60亿人口中的30亿就会饿死。没有发明合成各种抗生素和大量新药物的技术,人类平均寿命要缩短25年。没有发明合成纤维、合成橡胶、合成塑料的技术,人类生活要受到很大影响。没有合成大量新分子和新材料的化学工业技术,上述六大技术根本无法实现。这些都是无可争辩的事实。 但化学和化工界非常谦虚,从来不提抗议。我们应该理直气壮地大力宣传20世纪发明了七大技术,即化学合成(包括分离)技术和上述六大技术。这七大技术发明可以按照人类需要的迫切性和由它们衍生的产业规模的大小来排序: (1)从人类对七大技术发明的需要迫切性来看,化学合成和分离技术应当排名第一,已如前述,因为它是人类生存的绝对需要,没有它,全世界一半人口要饿死。它还为其余六大技术发明提供了不可或缺的物质基础。国外传媒把哈勃(Haber)的合成氨技术(Haber process)评为20世纪最重要的发明,是很有道理的。 排名第二的是信息技术,第三是生物技术,以下依次是航空航天技术,核技术,纳米技术和激光技术。也许有人会问汽车产业不是比飞机还重要吗?但第一辆内燃机汽车是德国人在1886年发明的,所以汽车、火车、炼钢等都是19世纪发明的重大技术。而合成氨技术是哈勃在1909年发明,在1918年因而获得诺贝尔化学奖。高分子合成技术是20世纪50年代发展起来的。新药物、新材料的合成更是近50年的事。因此合成化学技术是20世纪的重大发明。 (2)从20世纪的七大技术发明衍生的产业规模及其对世界经济的影响来看,排名次序如下:第一是信息产业,第二是由化学合成(包括分离)技术衍生的石油化工、精细化工、高分子化工和药物、农药工业等产业,以及从空气中分离出氧气和氮气,从电解水中分离出氢气,作为电动汽车的燃料,为解决将来水资源缺少的海水淡化产业等。 第三是飞机、航天、人造卫星及导弹产业,第四是核电站和核工业。这4个产业都是非常大的产业。其中在核产业中,有很大一部分是化工产业,如核燃料的前处理和后处理工业,重氢、重水工业、稀有元素冶炼工业等,又如信息产业和航空航天导弹卫星产业中,都依靠冶金、稀有元素冶炼和高分子等化学合成产业。 相对于前述4个产业而言,排在第五的生物技术产业、排在第六的纳米技术产业和排在第七的激光技术产业这3个现在还是小产业。其中纳米产业实际上是化学家发明C60等巴基球和碳纳米管等衍生出来的合成化学产业,以及用各种方法把化学物质制成纳米尺度的合成产业。 所以20世纪和21世纪上半叶理应称为信息和化学合成时代,要到21世纪下半叶才能称为生物技术时代,因为目前生物技术的实际应用和产业规模还很小,远远不及信息产业和合成化工产业。 三、化学是一门中心科学 化学是一门中心科学,化学与生命、材料等八大朝阳科学有非常密切的联系,产生了许多重要的交叉学科,但化学作为中心学科的形象反而被其交叉学科的巨大成就所埋没。 化学是一门承上启下的中心科学。科学可按照它的研究对象由简单到复杂的程度分为上游、中游和下游。数学、物理学是上游,化学是中游,生命、材料、环境等朝阳科学是下游。上游科学研究的对象比较简单,但研究的深度很深。下游科学的研究对象比较复杂,除了用本门科学的方法以外,如果借用上游科学的理论和方法,往往可收事半功倍之效。化学是中心科学,是从上游到下游的必经之地,永远不会像有些人估计的那样将要在物理学与生物学的夹缝中逐渐消亡。 化学又是一门社会迫切需要的中心科学,与我们的衣、食、住(建材、家具)、行(汽车、道路)都有非常紧密的联系。我国高分子化学家胡亚东教授最近发表文章指出:高分子化学的发展使我们的生活基本被高分子产品所包围。化学又为前述六大技术提供了必需的物质基础。 化学是与信息、生命、材料、环境、能源、地球、空间和核科学等八大朝阳科学(sun-rise sciences)都有紧密的联系、交叉和渗透的中心科学。 化学与八大朝阳科学之间产生了许多重要的交叉学科,但化学家非常谦虚,在交叉学科中放弃冠名权。例如“生物化学”被称为“分子生物学”,“生物大分子的结构化学”被称为“结构生物学”,“生物大分子的物理化学”被称为“生物物理学”,“固体化学”被称为“凝聚态物理学”,溶液理论、胶体化学被称为“软物质物理学”,量子化学被称为“原子分子物理学”等。 又如人类基因计划的主要内容之一实际上是基因测序的分析化学和凝胶色层等分离化学,但社会上只知道基因学,看不到化学家在其中有什么作用。再如分子晶体管、分子芯片、分子马达、分子导线、分子计算机等都是化学家开始研究的,但开创这方面研究的化学家却不提出“化学器件学”这一新名词,而微电子学专家马上看出这些研究的发展远景,并称之为“分子电子学”。 又如化学家合成了巴基球C60,于1996年被授予诺贝尔化学奖,后来化学家又做了大量研究工作,合成了碳纳米管。但是许多由这一发明所带来的研究被人们当作应用物理学或纳米科学的贡献。 内行人知道分子生物学正是生物化学的发展。在这个交叉领域里化学家与生物学家共同奋斗,把科学推向前进。但在中学生或外行看来,“分子生物学”中“化学”一词消失了,觉得化学的领域越来越小,几乎要在生物学与物理学的夹缝中消亡。 这样,化学这门重要的中心科学(central science)反而被社会看作是伴娘科学(bridesmaid science)而不受重视。世界著名的Nature杂志也为化学家鸣不平,在2001年 发表了社论说:“化学的形象被其交叉学科的成功所埋没”。但化学家仍然很谦虚,居然不喊不叫也不抱怨。化学家的谦虚本是美德,但因此而在社会上造成化学是落日科学(sunset science)的印象,吸引不到优秀的年轻学生,这个问题就大了。 四、化学有没有理论 有人说:“化学没有理论,只是一堆白菜,21世纪的化学没有什么可搞的了”。这也是化学不被认同的理由之一。对于这个问题,我国著名化学家唐敖庆院士有很好的回答,他指出19世纪的化学有三大理论成就: 经典原子分子论,包括建筑在定比、倍比和当量定律基础上的道尔顿原子论,以及包括碳4价及开库勒提出的苯分子结构等工作为中心内容的分子结构和原子价理论。 门捷列夫的化学元素周期律。 CM古尔德贝格和P瓦格提出的质量作用定律是宏观化学反应动力学的基础。 道尔顿的原子论和门捷列夫的化学元素周期律对于20世纪玻尔建立原子的壳层结构模型具有十分重要的借鉴作用。所以化学和物理学这两个姐妹学科是互相促进的。 20世纪的化学也有三大理论成就: 化学热力学,可以判断化学反应的方向,提出化学平衡和相平衡理论。 量子化学和化学键理论,量子化学家鲍林提出的氢键理论和蛋白质分子的螺旋结构模型,为1953年沃生和克里克提出DNA分子的双螺旋模型奠定了基础,后者又为破解遗传密码奠定基础。所以化学与生物学也是互相促进的。 20世纪60年代发展起来的分子反应动态学。 没有这三大理论,要取得合成2 285万种化合物的辉煌成就是不可能的。因此,“化学没有理论,只是一堆白菜”的说法,是不公正的。 到了21世纪,世界数学家协会提出七大数学难题,筹集了700万美元,悬赏100万美元给每一个难题的解决者。 物理学提出了五大理论难题: 4种作用力场的统一问题,相对论和量子力学的统一问题。 对称性破缺问题。 占宇宙总质量90%的暗物质是什么的问题。 黑洞和类星体问题。 夸克禁闭问题等。 21世纪的生物学也有重大难题和奋斗目标: 后基因组学和人类疾病的消除。 蛋白质组学。 脑科学。 生物如何进化?生命如何起源等。 但化学家又比较谦虚,好像没有人明确提出哪些是化学要解决的世纪难题。这样与物理学和生物学相比,就会显得化学没有什么伟大的目标了。其实化学家心目中是有自己的奋斗目标的,只是不愿多说。但这又造成“化学无理论”的错误印象。这是近年来在世界范围内出现的淡化化学的思潮的主观原因之一。那么化学果真提不出重大难题吗?作者曾经初步提出21世纪化学有四大难题。 五、21世纪化学的四大难题 化学的第一根本规律(第一个世纪难题):建立精确有效而又普遍适用的化学反应的含时多体量子理论和统计理论。 化学是研究化学变化的科学,所以化学反应理论和定律是化学的第一根本规律。19世纪CM古尔德贝格和P瓦格提出的质量作用定律,是最重要的化学定律之一,但它是经验的、宏观的定律。 H艾林的绝对反应速度理论是建筑在过渡态、活化能和统计力学基础上的半经验理论。过渡态、活化能和势能面等都是根据不含时间的薛定谔第一方程来计算的。所谓反应途径是按照势能面的最低点来描绘的。这一理论和提出的新概念虽然非常有用,但却是不彻底的半经验理论。 近年来发展了含时Hartree-Fock方法,含时密度泛函理论方法,以酉群相干态为基础的电子-原子核运动方程理论,波包动力学理论等。但目前这些理论方法对描述复杂化学体系还有困难。 所以建立严格彻底的微观化学反应理论,既要从初始原理出发,又要巧妙地采取近似方法,使之能解决实际问题,包括决定某两个或几个分子之间能否发生化学反应?能否生成预期的分子?需要什么催化剂才能在温和条件下进行反应?如何在理论指导下控制化学反应?如何计算化学反应的速率?如何确定化学反应的途径?等等,是21世纪化学应该解决的第一个难题。 化学的第二个世纪难题:分子结构及其和性能的定量关系。 这里“结构”和“性能”是广义的,前者包含构型、构象、手性、粒度、形状和形貌等,后者包含物理、化学和功能性质以及生物和生理活性等。虽然WKohn从理论上证明一个分子的电子云密度可以决定它的所有性质,但实际计算困难很多,现在对结构和性能的定量关系的了解,还远远不够。要大力发展密度泛函理论和其他计算方法。这是21世纪化学的第二个重大难题。例如: ① 如何设计合成具有人们期望的某种性能的材料? ② 如何使宏观材料达到微观化学键的强度?例如“金属胡须”的抗拉强度比通常的金属丝大一个数量级,但还远未达到金属-金属键的强度,所以增加金属材料强度的潜力是很大的。又如目前高分子纤维达到的强度要比高分子中的共价键的强度小两个数量级。这就向人们提出如何挑战材料强度极限的大难题。 ③ 溶液结构和溶剂效应对于性能的影响。 ④ 具有单分子和多分子层的膜结构和性能的关系。以上各方面是化学的第二个根本问题,其迫切性可能比第一个问题更大,因为它是解决分子设计和实用问题的关键。 化学的第三个世纪难题:生命现象中的化学机理问题。 充分认识和彻底了解人类和生物体内分子的运动规律,无疑是21世纪化学亟待解决的重大难题之一。例如: ① 研究配体小分子和受体生物大分子相互作用的机理,这是药物设计的基础。 ② 化学遗传学为哈佛大学化学教授Schreiber所创建。他的小组合成某些小分子,使之与蛋白质结合,并改变蛋白质的功能,例如使某些蛋白酶的功能关闭。这些方法使得研究者们不通过改变产生某一蛋白质的基因密码就可以研究它们的功能,为开创化学蛋白质组学,化学基因组学(与生物学家以改变基因密码来研究的方法不同)奠定基础。因此小分子配体与生物大分子受体的相互作用的机理,是一个重大的理论化学问题,值得人们关注。 ③ 光合作用的机理——活分子催化剂叶绿素如何利用太阳能把很稳定的CO2和H2O分子的化学键打开,合成碳水化合物〔CH2O]n,并放出氧气,供人类和其他动物使用。 ④ 生物固氮作用的机理。 ⑤ 搞清楚牛、羊等食草动物胃内酶分子如何把植物纤维分解为小分子的反应机理,为充分利用自然界丰富的植物纤维资源打下基础。 ⑥ 人类的大脑是用“泛分子”组装成的最精巧的计算机。如何彻底了解大脑的结构和功能将是21世纪的脑科学、生物学、化学、物理学、信息和认知科学等交叉学科共同来解决的难题。 ⑦ 了解活体内信息分子的运动规律和生理调控的化学机理。 ⑧ 了解从化学进化到手性和生命起源的飞跃过程。 ⑨ 如何实现从生物分子(biomolecules)到分子生命(molecular life)的飞跃?如何制造活的分子(make life),跨越从化学进化到生物进化的鸿沟。 ⑩ 蛋白质和DNA的理论研究。 化学的第四个世纪难题:纳米尺度的基本规律。 当尺度在十分之几到10 nm的量级,正处于量子尺度和经典尺度的模糊边界(fuzzy boundary)中,有许多新的奇异特性和新的效应,新的规律和重要应用,值得理论化学家去探索研究。下面举例说明纳米效应: ① 如以银的熔点和银粒子的尺度作图,则当粒子尺度在150 nm以上时,熔点不变,为3 ℃,即通常的熔点。以后熔点随尺度变小而下降,到5 nm时为100 ℃。又如金的熔点为1 063 ℃,纳米金的熔化温度却降至330 ℃。在纳米尺度,热运动的涨落和布朗运动将起重要的作用。因此许多热力学性质,包括相变和“集体现象”(collective phenomena)如铁磁性、铁电性、超导性和熔点等都与粒子尺度有重要的关系。 ② 纳米粒子的比表面很大,由此引起性质的不同。例如纳米铂黑催化剂可使乙烯催化反应的温度从600 ℃降至室温。这一现象为新型常温催化剂的研制提供了基础,有非常重要的应用前景。纳米催化剂能否降低反应活化能?这是值得研究的一个理论问题。 ③ 当代信息技术的发展,推动了纳米尺度磁性(nanoscale magnetism)的研究。 ④ 电子或声子的特征散射长度,即平均自由程,在纳米量级。当纳米微粒的尺度小于此平均自由途径时,电流或热的传递方式就发生质的改变。 ⑤ 与微粒运动的动量p=mV相对应的de Broglie波长l=h/p,通常也在纳米量级,由此产生许多所谓“量子点”(quantum dots)的新现象。所以纳米分子和材料的结构与性能关系的基本规律是21世纪的化学和物理需要解决的重大难题之一。 六、化学家缺少品牌意识,没有在社会上树立化学的美好品牌 化学没有树立品牌,化学与化工被认为是污染源,这也是缺少生源的原因之一。其实,造成环境污染的不仅仅是化学,更重要的是森林破坏,水土流失,沙漠化和沙尘暴,汽车尾气排放,煤燃烧等。而分析、监测、治理环境污染的正是化学家。化学家已提出绿色化学的奋斗目标。化学家不但要认识世界、改造世界,还要保护世界。在于增强自身对化学污染的防护意识在于习得应对化学品伤害的急救措施更在于提高自身在极端恶劣环境下的存活能力……据上海某著名高校F化学系一位搞有机化学的老教授Y自称一次生病住医院,开刀,要全身麻醉医师们按常规量开出的麻醉处方竟然毫无效果double之后他还意识清醒,没有晕过去楞是加到三倍剂量才把他摆平教授Y最后总结道,“老子玩了一辈子乙醚,还怕那些个?”

从gview里把分子模型算出来,然后用高斯算,再在高斯里面选取你想要的论文的数据,具体数据的取舍最好是问你的指导老师。

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