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量子計算的含義范文1
【關(guān)鍵詞】超弦/M理論/圈量子引力/哲學(xué)反思
【正文】
本文分四部分。首先明確什么是量子引力？其次給出當(dāng)代量子引力發(fā)展簡史，更次概述當(dāng)代量子引力研究主要成果，最后探討量子引力的一些哲學(xué)反思。
一、什么是量子引力？
當(dāng)代基礎(chǔ)物理學(xué)中最大的挑戰(zhàn)性課題，就是把廣義相對論與量子力學(xué)協(xié)調(diào)起來[1]。這個問題的研究，將會引起我們關(guān)于空間、時間、相互作用（運動）和物質(zhì)結(jié)構(gòu)諸觀念的深刻變革，從而實現(xiàn)20世紀(jì)基礎(chǔ)物理學(xué)所提出的空間時間觀念的量子革命。
廣義相對論是經(jīng)典的相對論性引力場理論，量子力學(xué)是量子物理學(xué)的核心。凡是研究廣義相對論和量子力學(xué)相互結(jié)合的理論，就稱為量子引力理論，簡稱量子引力。探討量子引力卓有成效的理論，主要有兩種形式。第一，是把廣義相對論進行量子化，正則量子引力屬于此種。第二，是對一個不同于廣義相對論的經(jīng)典理論進行量子化，而廣義相對論則作為它的低能極限，超弦／M理論則屬于這種。
圈(Loop)量子引力[2]是當(dāng)前正則量子引力的流行形式。正則量子引力是只有引力作用時的量子引力，和超弦／M理論相比，它不包括其它不同作用。它的基本概念是應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)量子化手續(xù)于廣義相對論，而廣義相對論則寫成正則的即Hamiltonian形式。正則量子引力根據(jù)歷史發(fā)展大體上可分為樸素量子引力和圈量子引力。粗略來說，前者發(fā)生于1986年前，后者發(fā)生于1986年后。樸素量子引力由于存在著紫外發(fā)散的重正化困難，從而圈量子引力發(fā)展成為當(dāng)前正則量子引力的代表。
超弦／M理論的目的，在于提供己知四種作用即引力和強、弱、電作用統(tǒng)一的量子理論。理論的基本實體不是點粒子，而是1維弦、2維簡單膜和多維brane（廣義膜）的延展性物質(zhì)客體。超弦是具有超對稱性的弦，它不意味著表示單個粒子或單種作用，而是通過弦的不同振動模式表示整個粒子譜系列。
圈量子引力和超弦／M理論之外，當(dāng)代量子引力還有其它不同方案。例如，Euclidean量子引力、拓?fù)鋱稣摗⑴ち坷碚摗⒎菍σ讕缀蔚取?/p>
二、當(dāng)代量子引力研究進展
我們主要給出超弦／M理論和圈量子引力研究的重大進展。
1.超弦／M理論方面[3]
弦理論簡稱弦論，雖然在20紀(jì)70年代中期，已經(jīng)知道其中自動包含引力現(xiàn)象，但因存在一些困難，只是到80年代中期才取得突破性進展。
1)80年代超弦理論
弦論發(fā)展可粗略分為早期弦理論（70年代）、超弦理論（80年代）和M理論（90年代）三個時期。我們從80年代超弦理論開始，簡述其研究進展。
1981年，M·Green和J.Schwarz提出一種嶄新的超對稱弦理論，簡稱超弦理論，認(rèn)為弦具有超對稱性質(zhì)，弦的特征長度已不再是強子的尺度（～10[-13]厘米），而是Planck尺度（～10[-33]厘米）。
1984年，Green和Schwarz證明[4]，當(dāng)規(guī)范群取為SO(32)時，超弦I型的楊－Mills反常消失，4粒子開弦圈圖是有限的。
1985年，D.Gross，J.Harvey[5]等4人提出10維雜化弦概念，這種弦是由D=26的玻色弦和D=10超弦混合而成。雜化弦有E[，8]×E[，8]和SO(32)兩種。
同年，P.Candlas，G.Horowitz，A.Strominger和E.Witten[6]對10維雜化弦E[，8]×E[，8]的額外空間6維進行緊致化，最重要的一類為Calabi－丘流形。但是這類流形總數(shù)多到數(shù)百萬個，應(yīng)該根據(jù)什么原則來選取作為我們世界的C－丘流形，至今還不清楚，雖然近10多年來，這方面的努力從來未中斷過。
1986年，提出建立超弦協(xié)變場論問題，促進了對非微擾超弦理論的探討。在諸種探討方案中，以E.Witten的非對易幾何最為突出[7]。
同年，人們詳細(xì)地研究了超弦唯象學(xué)，例如E[，6]以下如何破缺及相應(yīng)的物理學(xué)，對緊致空間已不限于C－丘流形，還包括軌形(Orbifold)、倍集空間等。
人們常把1984-86年期間對超弦研究的突破，稱為第一次超弦革命。在此期間建立了超弦的五種相互獨立的10維理論，而且是微擾的。它們是I型、IIA型、IIB型、雜化E[，8]×E[，8]型和SO(32)型。
2)90年代M理論
經(jīng)過80年代末期和90年代初期，對超弦理論的對偶性、鏡對稱及拓?fù)涓淖兊鹊难芯浚?995年五種超弦微擾理論的統(tǒng)一性問題獲得重大突破，從此第二次超弦革命開始出現(xiàn)。
1995年，Witten在南加州大學(xué)舉行的95年度弦會議上發(fā)表演講，點燃起第二次超弦革命。Witten根據(jù)諸種超弦間的對偶性及其在不同弦真空中的關(guān)聯(lián)，猜測存在某一個根本理論能夠把它們統(tǒng)一起來，這個根本理論Witten取名為M理論。這一年內(nèi)Witten、P.Horava、A.Dabhulkar等人，給出ⅡA型弦和M理論間的關(guān)系[8]、I型弦和雜化SO(32)型弦間的關(guān)系、雜化弦E[，8]×E[，8]型和M理論間的關(guān)系等。
1996年，J.Polchinski、P.Townscend、C.Baches等人認(rèn)識到D-branes的重要性。積極進行D-branes動力學(xué)研究[9]，取得一定成果。同年，A.Strominger、C.Vafe應(yīng)用D-brane思想，計算了黑洞這種極端情形的熵和面積關(guān)系[10]，得到了和Bekenstein-Hawking的熵－面積的相同表示式。G.Callon、J.Maldacena對具有不同角動量與電荷的黑洞所計算的結(jié)果指出，黑洞遵從量子力學(xué)的一般原理。G.Collins探討了量子黑洞信息損失問題。
1997年，T.Banks、J.Susskind等人提出矩陣弦理論，研究了M理論和矩陣模型間的聯(lián)系和區(qū)別。
同年，Maldacena提出AdS/CFT對偶性[11]，即一種Anti-de Sitter空間中的IIB型超弦及其邊界上的共形場論之間的對偶性假設(shè)，人們稱為Maldacena猜測。這個猜測對于我們世界的Randall-Sundrum膜模型的提出及Hawking確立果殼中宇宙的思想，都有不少的啟示。
2.圈量子引力方面[12]
1)二十世紀(jì)80年代
1982年，印度物理學(xué)家A.Sen在Phys.Rev.和Phys.Lett.上相繼發(fā)表兩篇文章，把廣義相對論引力場方程表述成簡單而精致的形式。
1986年，A.Ashtekar研究了Sen提出的方程，認(rèn)為該方程已經(jīng)表述了廣義相對論的核心內(nèi)容。一年后，他給出了廣義相對論新的流行形式，從而對于在Planck標(biāo)度的空間時間幾何量，可以進行具體計算，并作出精確的數(shù)量性預(yù)言。這種表述是此后正則量子引力進一步發(fā)展的關(guān)鍵。
同年，T.Jacobson和L.Smolin求出Wilson圈解。在引進經(jīng)典Ashtekar變量后，他們在圈為光滑且非自相交情形下，求出了正則量子引力的WDW方程解。此后，他們又找到了即使在圈相交情況下的更多解。
1987年，由于Hamiltonian約束的Wilson圈解的發(fā)現(xiàn)，C.Revolli和Smolin引進觀測量的經(jīng)典Possion代數(shù)的圈表示，并使微分同胚約束用紐結(jié)(knot)態(tài)完全解出。
1988年，V.Husain等人用紐結(jié)理論(knot theory)，研究了量子約束方程的精確解及諸解間的關(guān)系，從而認(rèn)為紐結(jié)理論支配引力場的物理量子態(tài)。同年，Witten引進拓樸量子場論(TQFT)的概念。
2)二十世紀(jì)90年代
1990年，Rovelli和Smolin指出，對于在大尺度幾何近似變?yōu)槠街睍r態(tài)的研究，可以預(yù)言Planck尺度空間具有幾何斷續(xù)性。對于編織的這些態(tài)，在微觀很小尺度上具有“聚合物”的類似結(jié)構(gòu)，可以看作為J.Wheeler時空泡沫的形式化。
1993年，J.Iwasaki和Rovelli探討了量子引力中引力子的表示，引力子顯示為時空編織纖維的拓樸修正。
1994年，Rovelli和Smolin第一次計算了面積算子和體積算子的本征值[13]，得出它們的本征譜為斷續(xù)的重大結(jié)論。此后不久，物理學(xué)者曾用多種不同方法證明和推廣這個結(jié)論，指出在Planck標(biāo)度，空間面積和體積的本征譜，確實具有分立性。
1995年，Rovelli和Smolin利用自旋網(wǎng)絡(luò)基[14]，解決了關(guān)于用圈基所長期存在的不完備性困難。此后不久，自旋網(wǎng)絡(luò)形式體系，便由J.Baez徹底闡明。
1996年，Rovelli應(yīng)用K.Krasnov觀念，從圈量子引力基本上導(dǎo)出了黑洞熵的Bekenstein-Hawking公式[15]。
1998年，Smolin研究圈和弦間的相似性，開始探討圈量子引力和弦論的統(tǒng)一問題。
三、當(dāng)代量子引力理論主要成就
1.超弦／M理論方面
1)弦及brane概念的提出
廣義相對論中的奇性困難、量子場論中的紫外發(fā)散本質(zhì)、樸素量子引力中的重正化問題，看來都起源于理論的純粹幾何的點模型。超弦理論提出輕子、夸克、規(guī)范粒子等微觀粒子都是延伸在空間的一個區(qū)域中，它們都是1維的廣延性物質(zhì)，類似于弦狀，其特征長度為Planck長度。M理論更推廣了弦的概念，認(rèn)為粒子類似于多維的brane，其線度大小為Planck長度。為簡單起見，我們把brane也稱作膜。超弦／M理論中，用有限大小的微觀粒子替代粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型中純粹幾何的點粒子，這是極為重要且富有成效的革命性觀念。
2)五種微擾超弦理論
這五種超弦的不同在于未破缺的超對稱荷的數(shù)目和所具有的規(guī)范群。I型有N=1超對稱性，含有開弦和閉弦，開弦零模描述楊－Mills場，閉弦零模描述超引力。ⅡA型有N=2超對稱性，旋量為Majorana-Weyl旋量，不具有手征性，自動無反常，只含有閉弦，零模描述N=2超引力。IIB型同樣有N=2超對稱性，具有手征性。雜化弦是由左旋D=10超弦和左旋D=26玻色弦雜化而成，只包含可定向閉弦，有手征性和N=1超對稱性，可以描述引力及楊－Mills作用。
3)超弦唯象學(xué)
從唯象學(xué)角度來看，雜化弦型是重要的，E[，8]×E[，8]是由緊致16維右旋坐標(biāo)場(26-10=16)而產(chǎn)生的，即由16維內(nèi)部空間緊致化而得到，也就是說在緊致化后得到D=10，N=1，E[，8]×E[，8]的超弦理論。
但是迄今為止，物理學(xué)根據(jù)實驗認(rèn)定我們的現(xiàn)實空間是三維的，時間是一維的，把四維時空(D=4)作為我們的現(xiàn)實時空。因此我們必須把10維時空緊致化得到低能有效四維理論，為此人們認(rèn)為從D=10維理論出發(fā)，通過緊致化有
M[10]M[4]×K
此中K為C－丘流形，此內(nèi)部緊致空間維數(shù)為10-4=6，M[4]為Minkowski空間，從而得到4維Minkowski空間低能有效理論。其重要結(jié)論有：
(1)由D=10，E[，8]×E[，8]超弦理論（M[10]中規(guī)范群為E[，8]×E[，8]）緊致化為D=4，E[，6]×E[，8]、N=1超對稱理論。
(2)夸克和輕子的代數(shù)Ng完全由K流形的拓樸性質(zhì)決定：為Euler示性數(shù)χ，系拓樸不變量。
(3)對稱破缺問題。已知超弦四維有效理論為N=1，規(guī)范群為E[，6]×E[，8]的超對稱楊—Mills理論，現(xiàn)實模型要求破缺。首先由第二個E[，8]進行超對稱破缺，然后對大統(tǒng)一群E[，6]已進行破缺，從而引力作用在E[，8]中，弱、電、強作用在E[，6]中，實現(xiàn)了四種作用的統(tǒng)一。
4)T和S′對偶性
盡管五種超弦理論在廣義相對論和量子力學(xué)統(tǒng)合上，取得了不少進展，但是五種超弦理論則是相互獨立的，理論卻是微擾的。盡管在超弦唯象學(xué)中，原則上－丘流形K一旦固定下來，在D=4時空中所有零質(zhì)量費米子和玻色子（包括Higgs粒子）就會被確定下來，但是－丘真空態(tài)總數(shù)則可多到數(shù)百萬個，應(yīng)該根據(jù)什么原則來選取－丘真空態(tài)，目前還不清楚。T對偶性和S對偶性的提出，正是五種超弦理論融通的主要橋梁。
在M理論的孕育過程中，對偶性起了重要作用。弦論中存在著一種在大小緊致空間之間的對偶性。例如ⅡA型弦在某一半徑為R[，A]的圓周上緊致化和ⅡB型在另一半徑為R[，8]的圓周上緊致化，兩者是等效的，則有關(guān)系R[，B]=(m[2，s]R[，A])[-1]。于是當(dāng)R[，A]從無窮大變到零時，R[，B]從零變到無窮大。這給出了ⅡA弦和ⅡB弦之間的聯(lián)系。兩種雜化弦E[，8]×E[，8]和SO(32)也存在類似聯(lián)系，盡管在技術(shù)性細(xì)節(jié)上有些差別，但本質(zhì)上卻是同樣的。
A.Sen證明，在超對稱理論中，必然存在著既帶電荷又帶磁荷的粒子。當(dāng)這一猜測推廣到弦論后，它被稱作為S對偶性。S對偶性是強耦合與弱耦合間的對稱性，由于耦合強度對應(yīng)于膨脹子場，雜化弦SO(32)和I型弦可通過各自的膨脹子連系起來。
5)M理論和五種超弦、11維超引力間的聯(lián)系
M理論作為10維超弦理論的11維擴展，包含了各種各樣維數(shù)的brane，弦和二維膜只是它的兩種特殊情況。M理論的最終目標(biāo)，是用一個單一理論來描述已知的四種作用。M理論成功的標(biāo)志，在于把量子力學(xué)和廣義相對論的新理論框架中相容起來。
附圖
上面給出五種超弦理論、11維超引力和M理論相容的一個框架示意圖[16]，即M理論網(wǎng)絡(luò)。此網(wǎng)絡(luò)揭示了五種超弦理論、11維超引力都是單一M理論的特殊情形。當(dāng)然至今M理論的具體形式仍未給出，它還處于初級階段。
6)推導(dǎo)量子黑洞的熵－面積公式。
在某些情形下，D-branes可以解釋成黑洞，或者說是黑branes，其經(jīng)典意義是任何物質(zhì)（包括光在內(nèi)）都不能從中逃逸出的客體。于是開弦可以看成是具有一部分隱藏在黑branes之內(nèi)的閉弦。Hawking認(rèn)為黑洞并不完全是黑的，它可以輻射出能量。黑洞有熵，熵是用量子態(tài)來衡量一個系統(tǒng)的無序程度。在M理論之前，如何計算黑洞量子態(tài)數(shù)目是沒有能力的。Strominger和Vafa利用D-brane方法，計算了黑－branes中的量子態(tài)數(shù)目，發(fā)現(xiàn)計算所得的的熵－面積公式，和Hawking預(yù)言的精確一致，即Bekenstein-Hawking公式，這無疑是M理論的一個卓越成就。
對于具有不同角動量和電荷的黑洞所計算結(jié)果指出，黑洞遵從量子力學(xué)的一般原理，這說明黑洞和量子力學(xué)是十分融洽的。
2.圈量子引力方面
1)Hamiltonian約束的精確解。
圈量子引力驚人結(jié)果之一，是可以求出Hamiltonian約束的精確解。其關(guān)鍵在于Hamiltonian約束的作用量，只是在s－紐結(jié)的結(jié)點處不等于零。所以不具有結(jié)點的s－紐結(jié)，才是量子Einstein動力學(xué)求出的物理態(tài)。但是這些解的物理詮釋，至今還是模糊不清的。
其它的多種解也已求得，特別是聯(lián)系連絡(luò)表示的陳－Simons項和圈表示中的Jones多項式解，J.Pullin已經(jīng)詳細(xì)研究過。Witten用圈變換把這兩種解聯(lián)系起來。
2)時間演化問題
人們試圖通過求解Hamiltonian約束，獲得在概念上是很好定義的、并排除凍結(jié)時間形式來描述量子引力場的時間演化。一種選擇是研究和某些物質(zhì)變量相耦合的引力自由度隨時間演化，這種探討會導(dǎo)致物理Hamiltonian的試探性定義的建立，并在強耦合微擾展開中，對S紐結(jié)態(tài)間的躍遷振幅逐級進行考查。
3)楊－Mills理論的重正化問題
T.Thiemann把含有費米子圈的量子引力，探索性地推廣到楊－Mills理論進行研究。他指出在量子Hamiltonian約束中，楊－Mills項可以嚴(yán)格形式給出定義。在這個探索中，紫外發(fā)散看來不再出現(xiàn)，從而強烈支持在量子引力中引進自然切割，即可擺脫傳統(tǒng)量子場論的紫外發(fā)散困難。
4)面積和體積量度的斷續(xù)性
圈量子引力最著名的物理成果，是給出了在Planck標(biāo)度的空間幾何量具有分立性的論斷。例如面積
此中l(wèi)p是Planck長度，j[，i]是第i個半整數(shù)。體積也有類似的量子化公式。
這個結(jié)論表明對應(yīng)于測量的幾何量算子，特別是面積算子和體積算子具有分立的本征值譜。根據(jù)量子力學(xué)，這意味著理論所預(yù)言的面積和體積的物理測量必定產(chǎn)生量子化的結(jié)果。由于最小的本征值數(shù)量級是Planck標(biāo)度，這說明沒有任何途徑可以觀測到比Planck標(biāo)度更小的面積（～10[-66]厘米[2]）和體積（～10[-99]厘米[3]）。從此可見，空間由類似于諧振子振動能量的量子所構(gòu)成，其幾何量本征譜具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)。
5)推導(dǎo)量子黑洞的熵－面積公式
已知Schwarzchild黑洞熵S和面積A的關(guān)系，是Bekenstein和Hawking所給出，其公式為：
附圖
這里k是Boltzman常量，是Planck常量，G[，N]為牛頓引力常量，c為光速。對這個關(guān)系式的深層理解和由物理本質(zhì)上加以推導(dǎo)，M理論已經(jīng)作過，現(xiàn)在我們看下圈量子引力的結(jié)果。
應(yīng)用圈量子引力，通過統(tǒng)計力學(xué)加以計算，Krasnov和Rovelli導(dǎo)出
附圖
此處γ為任意常數(shù)，β是實數(shù)(～1/4π)，顯然如果取γ＝β，則由式(3)即可得到式(2)。這就是說，從圈量子引力所得出的黑洞熵－面積關(guān)系式，在相差一個常數(shù)值因子上和Bekenstein-Hawking熵－面積公式是相容的。
Bekenstein-Hawking熵公式的推導(dǎo)，對圈量子引力理論是一個重大成功，盡管這個事實的精確含義目前還在議論，而且γ的意義也還不夠清楚。
四、量子引力理論的哲學(xué)反思
我們從空間和時間的斷續(xù)性、運動（相互作用）基本規(guī)律的統(tǒng)一性、物質(zhì)結(jié)構(gòu)基本單元的存在性三個方面進行哲學(xué)探討。
1.空間和時間的斷續(xù)性
當(dāng)代基礎(chǔ)物理學(xué)的核心問題，是在Planck標(biāo)度破除空間時間連續(xù)性的經(jīng)典觀念，而代之以斷續(xù)性的量子繪景。量子引力理論對空間分立性的揭示和論證，看來是最為成功的。
超弦／M理論認(rèn)為，我們世界是由弦和brane構(gòu)成的。根據(jù)弦論中給出的新的不確定性關(guān)系，弦必然有位置的模糊性，其線度存在一有限小值，弦、膜、或brane的線度是Planck長度，從而一維空間是量子化的。由此推知，面積和體積也應(yīng)該是量子化的。二維面積量子的數(shù)量級為10[-66]厘米[2]，三維體積量子的數(shù)量級為10[-99]厘米[3]等。
對于圈量子引力，其最突出的物理成果是具體導(dǎo)出了計算面積和體積的量子化公式。粗略說來，面積的數(shù)量級是Planck長度lp的二次方，體積的數(shù)量級是lp的三次方。這就令人信服地論證了在Planck標(biāo)度，面積和體積具有斷續(xù)性或分立性，從而根本上否定了空間在微觀上為連續(xù)性的經(jīng)典觀念。
依據(jù)空間和時間量度的量子性，芝諾悖論就是不成立的，阿基里斯在理論上也完全可以追上在他前面的烏龜。類似的，《莊子·天下》篇中的“一尺之捶，日取其半，萬世不竭”這個論斷在很小尺度上顯然也是不成立的。古代哲學(xué)中這兩個難題的困人之處，從空間時間斷續(xù)性來看，是由于預(yù)先設(shè)定了空間和時間的度量，始終是連續(xù)變化的經(jīng)典性質(zhì)。實際上在微觀領(lǐng)域，空間和時間存在著不可分的基本單元。
2.運動（相互作用）基本規(guī)律的統(tǒng)一性
20世紀(jì)基礎(chǔ)物理學(xué)巨大成功之一，就是建立了粒子物理學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)模型，理論上它是筑基于量子規(guī)范場論的。這個模型給出了夸克、輕子層次強、弱、電作用的SU(3)×SU(2)×U(1)規(guī)范群結(jié)構(gòu)，在一定程度上統(tǒng)一了強、弱、電三種相互作用的規(guī)律。但是它不含有引力作用。
超弦／M理論的探討，在于構(gòu)建包含引力在內(nèi)的四種作用統(tǒng)一的物理理論。傳遞不同相互作用的粒子如光子（電磁作用）、弱玻色子（弱作用）、膠子（強作用）和引力子（引力作用），對應(yīng)于弦的各種不同振動模式，夸克、輕子層次粒子間的作用，就是弦間的相互作用。在Planck標(biāo)度，超弦／M理論是四種基本作用統(tǒng)一理論的最佳侯選者，也就是所說的萬物理論(Theory of everything)的最佳侯選者。
在Planck時期，物質(zhì)運動或四種作用基本規(guī)律的統(tǒng)一性，正是反映了我們宇宙在眾多復(fù)雜性中所顯現(xiàn)的一種基本簡單性。
3.物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的基本單元的存在性[17]
世界是由物質(zhì)構(gòu)成的，物質(zhì)通常是有結(jié)構(gòu)的，但是物質(zhì)結(jié)構(gòu)在層次上是否具有基本單元，即德謨克利特式的“原子”是否存在？這是一個長期反復(fù)爭論而又常新的課題。當(dāng)代幾種不同的量子引力，盡管對某些問題存在著不同的見解，但是關(guān)于這個問題從實質(zhì)上來看，卻給出了一致肯定的回答。
超弦／M理論認(rèn)為，構(gòu)成我們世界的物質(zhì)微觀基本單元是具有廣延性的弦和brane，并非所謂的只有位置沒有大小的數(shù)學(xué)抽象點粒子。粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型中的粒子，都是弦或brane的激發(fā)。弦和brane的線度是有限短的Planck長度，它們正是構(gòu)成我們世界的物質(zhì)基本單元，即德謨克利特式的“原子”，這是超弦／M理論為現(xiàn)今所有粒子提供的本體性統(tǒng)一。
圈量子引力給出了在Planck標(biāo)度面積和體積的量子化性質(zhì)，即斷續(xù)的本征值譜，面積和體積分別存在著最小值。由于在圈量子引力中，脫離引力場的背景空間是不存在的，而引子場是物質(zhì)的一種形態(tài)，因此脫離物質(zhì)的純粹空間也就是不存在的。空間體積和面積的不連續(xù)性和基本單元的存在，正是物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的斷續(xù)性和基本單元的存在性的最有力論據(jù)。
總之，超弦／M理論和圈量子引力從不同的側(cè)面，對量子引力的本質(zhì)和規(guī)律作出了一定的揭示，它們在Planck標(biāo)度領(lǐng)域一致地得出了空間量子化和物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)基本單元存在的結(jié)論。這無疑是人們在20世紀(jì)末期對我們世界空間時間經(jīng)典觀念的重大突破，也是廣義相對論和量子力學(xué)統(tǒng)合的成果；同時更是哲學(xué)上關(guān)于空間和時間是物質(zhì)存在的客觀形式，沒有無物質(zhì)的空間和時間，也沒有無空間和時間的物質(zhì)學(xué)說的一曲凱歌！
【參考文獻】
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量子計算的含義范文2
科學(xué)技術(shù)發(fā)展的總體目標(biāo)（到2020年）：
? 自主創(chuàng)新能力顯著增強，科技促進經(jīng)濟社會發(fā)展和保障國家安全的能力顯著增強，為全面建設(shè)小康社會提供強有力的支撐。
? 基礎(chǔ)科學(xué)和前沿技術(shù)研究綜合實力顯著增強，取得一批在世界具有重大影響的科學(xué)技術(shù)成果，進入創(chuàng)新型國家行列，為在本世紀(jì)中葉成為世界科技強國奠定基礎(chǔ)。
科技工作的指導(dǎo)方針：
? 自主創(chuàng)新，重點跨越，支撐發(fā)展，引領(lǐng)未來。
關(guān)鍵數(shù)字（到2020年）：
? 全社會研究開發(fā)投入占GDP比重提高到 2.5%以上
? 科技進步貢獻率達到 60%以上
? 對外技術(shù)依存度降低到 30%以下
? 本國人發(fā)明專利年度授權(quán)量 進入世界前5位
? 國際科學(xué)論文被引用數(shù) 進入世界前5位
關(guān)鍵數(shù)字：15
綱要涉及的時間段，從2006年到2020年
解讀：科技部研究中心創(chuàng)業(yè)投資研究所所長 房漢廷
這個時間段是從“十一五”規(guī)劃的開始到“十三五”規(guī)劃的結(jié)束。其一，未來15年，人均GDP處于1000~3000美元區(qū)間，是社會各種矛盾的多發(fā)期、凸顯期，同時也是機遇期。如果順利通過這個時期，我國就能順利成為中等發(fā)達國家；如果不順利，就可能呈現(xiàn)出拉丁美洲國家的形態(tài)。其二，十六大報告中提到，到2020年實現(xiàn)人均GDP翻兩番，實現(xiàn)小康社會。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，能為全面建設(shè)小康社會提供強有力的支撐。其三，中國有望在2020年實現(xiàn)和平崛起。我國傳統(tǒng)的經(jīng)濟增長方式已經(jīng)走到盡頭，環(huán)境、資源等方面的壓力，人民對幸福生活的追求，這些都要求我們轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式。要解決未來的可持續(xù)性發(fā)展問題，中國的經(jīng)濟增長方式必須實現(xiàn)從要素驅(qū)動到技術(shù)/創(chuàng)新驅(qū)動的轉(zhuǎn)變。
關(guān)鍵數(shù)字：2.5％
綱要提到，“到2020年，全社會研究開發(fā)投入占國內(nèi)生產(chǎn)總值的比重提高到2．5％以上。”
解讀：科技部研究中心創(chuàng)業(yè)投資研究所所長 房漢廷
研究開發(fā)投入是一個國家的戰(zhàn)略投資，具有超前性。從國際上來看，按照統(tǒng)計規(guī)律，一個創(chuàng)新型國家的研究開發(fā)投入增長速度高于國民生產(chǎn)總值的增長速度。另外，當(dāng)一個國家的全社會研究開發(fā)投入占國民生產(chǎn)總值的比重達到2%時，這個國家才具備基本的創(chuàng)新能力。2%是個臨界點。芬蘭的這個比重是3.5%，韓國是3%。低于2%，則這個國家基本處于老系統(tǒng)的維持狀態(tài)，基本不具備創(chuàng)新能力。
在我國，這個比重目前是1.23%，有望在2006年實現(xiàn)一個跳躍式增長，然后進入穩(wěn)定增長的狀態(tài)。2020年時，中國的資源將更緊張，對創(chuàng)新的要求也會更高。如果預(yù)期目標(biāo)實現(xiàn)，中國將在2020年年基本成為創(chuàng)新型國家。2.5%是一個并不難實現(xiàn)的目標(biāo)。我們看到，南方的很多民營企業(yè)已經(jīng)在主動地加大企業(yè)的研發(fā)投入。
關(guān)鍵數(shù)字：60％
綱要提到，到2020年，“力爭科技進步貢獻率達到60％以上”。
解讀：科學(xué)技術(shù)部部長 徐冠華
我們現(xiàn)在要建設(shè)創(chuàng)新型國家，要自主創(chuàng)新，是由我們?nèi)娼ㄔO(shè)小康社會的目標(biāo)所決定的。我們現(xiàn)在提出來到2020年要全面建設(shè)成小康社會，意味著從改革開放開始到2020年的40年里，中國的GDP平均增長率都要超過7%。經(jīng)濟增長率有兩個很重要的決定性因素，一個是科技進步的貢獻率，還有一個是投資率。我們現(xiàn)在如果要達到全面建設(shè)小康社會的目標(biāo)，就意味著從現(xiàn)在起，如果保持目前的科技進步貢獻率，也就是39%左右的水平，我們的投資率必須有大幅度的增加，至少要達到52%的高水平，而這幾乎是完全不可能做到的。即使我們的投資率保持在目前40%的水平，都已經(jīng)算是很高的了。那么，我們只有把科技進步貢獻率從目前的40%左右提高到60%，才能夠達到2020年的發(fā)展目標(biāo)。
關(guān)鍵數(shù)字：30％
綱要提到，到2020年，“對外技術(shù)依存度降低到30％以下”。
解讀：科學(xué)技術(shù)部高新技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化司司長 廖小罕
科技競爭力排在我國前面的國家，他們的一個特點就是科技上的對外依存度都在30%以下，而我們國家目前的對外依存度是60%左右。
60%數(shù)字背后顯現(xiàn)出的是我國科技自主創(chuàng)新的不足，這樣的后果便是我國在經(jīng)濟上、國家安全上、國際貿(mào)易上都要受制于那些科技實力高于我們的國家。所以，我國首先要自主創(chuàng)新戰(zhàn)略，力爭在國際競爭中掌握自動權(quán)。自主創(chuàng)新也分為原始性創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和引進消化吸收后創(chuàng)新三種不同的方式，而不是一定要完全從頭開始研究。我們應(yīng)該在全球范圍內(nèi)主動利用科技資源，形成國際化研發(fā)體系，提升國際科技合作的層次和規(guī)模。只有對外依存度數(shù)值降低，我們才可以掌握核心技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈上重要環(huán)節(jié)的制控權(quán)，并最終落實到推動我國的經(jīng)濟發(fā)展和提高我國的國際競爭力上。
關(guān)鍵數(shù)字： 5
綱要指出，到2020年，本國人發(fā)明專利年度授權(quán)量進入世界前5位。
解讀：
創(chuàng)新產(chǎn)出高是創(chuàng)新型國家的基本特征之一。世界公認(rèn)的20個創(chuàng)新型國家擁有的發(fā)明專利總數(shù)占到全世界的99%。和一些具有較強創(chuàng)新能力的國家相比，中國雖然已具備一些基本條件，但離創(chuàng)新型國家還有一定距離。據(jù)了解，2005年國家知識產(chǎn)權(quán)局一共受理了17.3萬項專利申請，其中本國人的申請達到53%左右。單就信息產(chǎn)業(yè)而言，本國人的專利授權(quán)量占總量的22%～30%。過去的三、四年是信息產(chǎn)業(yè)專利申請數(shù)猛增的一個階段。
國務(wù)委員陳至立曾經(jīng)在中國科協(xié)2005年學(xué)術(shù)年會上指出，我們要抓住信息技術(shù)更新?lián)Q代和新材料技術(shù)迅猛發(fā)展的難得機遇，掌握裝備制造業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)的自主知識產(chǎn)權(quán)。充分表達了對自主知識產(chǎn)權(quán)的關(guān)注。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，隨著時間發(fā)展，達到本國人專利授權(quán)量世界第五的目標(biāo)是很有希望的，情況理想的話還可能達到第三或第四。到2020年，我國將成為創(chuàng)新型國家，成為世界最重要的知識和技術(shù)產(chǎn)出國之一。
關(guān)鍵數(shù)字：5
綱要指出，到2020年，國際科學(xué)論文被引用數(shù)進入世界前5位
解讀：中國科學(xué)技術(shù)信息研究所副所長 趙新力
目前，我國國際科技論文數(shù)量連續(xù)3年保持世界第5位，但論文的被引用數(shù)在世界排名剛剛從第18位上升到第14位。論文是展示科研成果的最快捷方式，也是國際上了解同行進展的主要渠道。“被引用數(shù)”則是最直接、最簡潔地體現(xiàn)國際學(xué)術(shù)界認(rèn)可程度的指標(biāo)。
十五期間，我國在國際上能夠被檢索收錄的論文總篇數(shù)（包括EI、SCI、STP、ISTP等）在整體上不斷向前推移。目前在科技論文發(fā)展的道路上，主要的問題是受語言的限制。學(xué)術(shù)界應(yīng)該共同創(chuàng)造更好的英文發(fā)展環(huán)境，培養(yǎng)國際上認(rèn)可的精品期刊，在國內(nèi)更多地舉辦國際性學(xué)術(shù)會議，提高科研人員用英文發(fā)表文章的能力和驅(qū)動力。
說這個目標(biāo)沒有挑戰(zhàn)是不對的，但是按照目前我國科技人員的努力程度、國家對科學(xué)技術(shù)的支持程度和目前工作的加速度，我們對實現(xiàn)這個目標(biāo)還是充滿信心的。
信息產(chǎn)業(yè)作為國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)、先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè)，其在中國未來15年的科技發(fā)展中將扮演怎樣的重要角色？透過綱要的總體部署中的關(guān)鍵數(shù)字，我們看到信息產(chǎn)業(yè)的重要作用和位置凸顯出來：
重要性1：
11個重點領(lǐng)域中，信息產(chǎn)業(yè)及現(xiàn)代服務(wù)業(yè)為其中之一
重點領(lǐng)域的含義：是指在國民經(jīng)濟、社會發(fā)展和國防安全中重點發(fā)展、亟待科技提供支撐的產(chǎn)業(yè)和行業(yè)。
重要性2：
68項優(yōu)先主題中有7項屬于信息產(chǎn)業(yè)及現(xiàn)代服務(wù)業(yè)
優(yōu)先主題含義：是指在重點領(lǐng)域中急需發(fā)展、任務(wù)明確、技術(shù)基礎(chǔ)較好、近期能夠突破的技術(shù)群。
確定優(yōu)先主題的原則：一是有利于突破瓶頸制約，提高經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展能力；二是有利于掌握關(guān)鍵技術(shù)和共性技術(shù)，提高產(chǎn)業(yè)的核心競爭力；三是有利于解決重大公益性科技問題，提高公共服務(wù)能力；四是有利于發(fā)展軍民兩用技術(shù)，提高國家安全保障能力。
信息產(chǎn)業(yè)及現(xiàn)代服務(wù)業(yè)領(lǐng)域的7個優(yōu)先主題：
1. 現(xiàn)代服務(wù)業(yè)信息支撐技術(shù)及大型應(yīng)用軟件；
2. 下一代網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)與服務(wù)；
3. 高效能可信計算機；
4. 傳感器網(wǎng)絡(luò)及智能信息處理；
5. 數(shù)字媒體內(nèi)容平臺；
6. 高清晰度大屏幕平板顯示；
7. 面向核心應(yīng)用的信息安全。
圖1 信息產(chǎn)業(yè)在優(yōu)先主題中的比重
重要性3：
16個重大專項中，4個與信息產(chǎn)業(yè)直接相關(guān)
重大專項含義：是為了實現(xiàn)國家目標(biāo)，通過核心技術(shù)突破和資源集成，在一定時限內(nèi)完成的重大戰(zhàn)略產(chǎn)品、關(guān)鍵共性技術(shù)和重大工程，是我國科技發(fā)展的重中之重。
與信息產(chǎn)業(yè)直接相關(guān)的4個重大專項：
1. 核心電子器件；
2. 高端通用芯片及基礎(chǔ)軟件；
3. 極大規(guī)模集成電路制造技術(shù)及成套工藝；
4. 新一代寬帶無線移動通信。
圖2 信息產(chǎn)業(yè)在重大專項中的比重
重要性4：
27項前沿技術(shù)中，有3項屬于信息技術(shù)
前沿技術(shù)的含義：是指高技術(shù)領(lǐng)域中具有前瞻性、先導(dǎo)性和探索性的重大技術(shù)，是未來高技術(shù)更新?lián)Q代和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，是國家高技術(shù)創(chuàng)新能力的綜合體現(xiàn)。
信息技術(shù)領(lǐng)域的前沿技術(shù)：
1． 智能感知技術(shù)
重點研究基于生物特征、以自然語言和動態(tài)圖像的理解為基礎(chǔ)的“以人為中心”的智能信息處理和控制技術(shù)，中文信息處理；研究生物特征識別、智能交通等相關(guān)領(lǐng)域的系統(tǒng)技術(shù)。
2． 自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
重點研究自組織移動網(wǎng)、自組織計算網(wǎng)、自組織存儲網(wǎng)、自組織傳感器網(wǎng)等技術(shù)，低成本的實時信息處理系統(tǒng)、多傳感信息融合技術(shù)、個性化人機交互界面技術(shù)，以及高柔性免受攻擊的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和先進的信息安全系統(tǒng)；研究自組織智能系統(tǒng)和個人智能系統(tǒng)。
3． 虛擬現(xiàn)實技術(shù)
重點研究電子學(xué)、心理學(xué)、控制學(xué)、計算機圖形學(xué)、數(shù)據(jù)庫設(shè)計、實時分布系統(tǒng)和多媒體技術(shù)等多學(xué)科融合的技術(shù)，研究醫(yī)學(xué)、娛樂、藝術(shù)與教育、軍事及工業(yè)制造管理等多個相關(guān)領(lǐng)域的虛擬現(xiàn)實技術(shù)和系統(tǒng)。
圖3 信息技術(shù)在前沿技術(shù)中的比重
重要性5：
4個重大科學(xué)研究計劃中，其中之一與信息產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)
重大科學(xué)研究計劃的含義：根據(jù)世界科學(xué)發(fā)展趨勢和我國重大戰(zhàn)略需求，選擇能引領(lǐng)未來發(fā)展，對科學(xué)和技術(shù)發(fā)展有很強帶動作用，可促進我國持續(xù)創(chuàng)新能力迅速提高，同時具有優(yōu)秀創(chuàng)新團隊的研究方向，這些方向的突破，可顯著提升我國的國際競爭力，大力促進可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)重點跨越。
4個重大科學(xué)研究計劃：其中的量子調(diào)控研究與信息產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)
1． 蛋白質(zhì)研究
2． 量子調(diào)控研究：以微電子為基礎(chǔ)的信息技術(shù)將達到物理極限，對信息科技發(fā)展提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，人類必須尋求新出路，而以量子效應(yīng)為基礎(chǔ)的新的信息手段初露端倪，并正在成為發(fā)達國家激烈競爭的焦點。量子調(diào)控就是探索新的量子現(xiàn)象，發(fā)展量子信息學(xué)、關(guān)聯(lián)電子學(xué)、量子通信、受限小量子體系及人工帶隙系統(tǒng)，構(gòu)建未來信息技術(shù)理論基礎(chǔ)，具有明顯的前瞻性，有可能在20～30年后對人類社會經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生難以估量的影響。
3． 納米研究
4． 發(fā)育與生殖研究
圖4 信息產(chǎn)業(yè)在重大科學(xué)研究機會中的比重
網(wǎng)友評論
網(wǎng)友一：首先我要說，我本人也是干機械的，看了這個帖我快要流淚了，看著工廠中一個個外國名牌我心痛啊。每當(dāng)我看到外國車時，我的心里是愧疚，對不起大家的感覺，因為我是搞制造的，可我知道咱們祖國連汽車外殼的曲面精加工都困難，更甭提發(fā)動機了。快點懂事吧，醒醒吧，別再沉迷于GDP又增長了，你看看咱們制造的產(chǎn)品的質(zhì)量，心痛啊！
網(wǎng)友二：愿望是好的，實現(xiàn)目標(biāo)靠的是人才和管理技術(shù)，的方式已經(jīng)不現(xiàn)實了。
網(wǎng)友三：請創(chuàng)造一個以創(chuàng)新為榮、抄襲盜版為恥的文化，一個獎勵創(chuàng)新、保護創(chuàng)新者權(quán)益的制度，一個公平透明的核查機制。
網(wǎng)友四：這是提高全民素質(zhì)和綜合國力的最佳手段！擴大基礎(chǔ)設(shè)施投資拉動經(jīng)濟的時代已過去，要為15年后勞動力資源下降提前做準(zhǔn)備。
網(wǎng)友五：好！不過要有稅收政策的支持，要讓創(chuàng)新的企業(yè)有錢賺。
網(wǎng)友六：切不可花拳秀腿哦，要以實際為主，現(xiàn)在的大學(xué)生工程師數(shù)量那么多，可真正能派上用場的卻寥寥無幾，先思考一下這個問題再說吧，中國人什么時候能打破靠關(guān)系成功，就有希望了。
網(wǎng)友七：觀念很好，但應(yīng)當(dāng)出臺好的政策避免高級人才的外流，科技創(chuàng)新需要更多的人才。
網(wǎng)友八：方向是不錯，但怎么執(zhí)行是問題，而且如何加強保密，保證成果不被他人竊取更成問題，國人的保密意識和措施一直都不怎么樣。
網(wǎng)友九：良好的制度比大力倡導(dǎo)更起作用，現(xiàn)在內(nèi)外資不公平的待遇是一個方面，我想肯定還有其它對國民創(chuàng)造力的限制，我們當(dāng)前要做的是去掉那些不公平的制度，否則無論如何倡導(dǎo)也白搭！
網(wǎng)友十：目標(biāo)誠可貴，實干價更高；若要得實現(xiàn)，兩者須配合！
量子計算的含義范文3
“挑戰(zhàn)者”號事故調(diào)查
1986年1月28日上午11時39分，在美國佛羅里達州肯尼迪航天中心騰空而起的“挑戰(zhàn)者”號航天飛機升空73秒后，突然發(fā)生爆炸，機上7名宇航員全部遇難。事發(fā)之后，美國航空航天局（NASA）成立了一個事故調(diào)查委員會，當(dāng)時在加州理工學(xué)院任教的費曼被邀成為調(diào)查委員會的一員。在調(diào)查過程中，費曼發(fā)現(xiàn)助推火箭上的一個O形環(huán)有燒焦痕跡，因此懷疑火箭燃料燃燒時從那里發(fā)生了燃料泄漏，從而引發(fā)了整個事故。同時，費曼了解到，航天飛機發(fā)射當(dāng)天，地面溫度是-3℃～-4℃，遠低于通常的12℃。費曼認(rèn)為事故的罪魁禍?zhǔn)拙褪沁@個O形環(huán)。
隨后，在一次面向公眾的電視直播會議上，費曼以他一貫簡潔、清晰展示科學(xué)原理的風(fēng)格說明了O形環(huán)的問題所在。他在現(xiàn)場只用了3件簡單的道具：同樣的O形橡膠密封環(huán)，一把尖嘴鉗，一杯冰水。他用尖嘴鉗把O形環(huán)夾變形了一些，之后置于冰水杯中，一會兒他又取出來向公眾展示，O形環(huán)沒有恢復(fù)變形。科學(xué)家都崇尚簡單，厭惡繁文縟節(jié)，但是像費曼這樣身體力行，一生致力于簡潔化的科學(xué)思想、方法，并傾注大量心血于科學(xué)教育的，絕無僅有。他卓越的科學(xué)成就，獨特的科學(xué)教育方式以及迷人的個性使得他成為家喻戶曉的明星科學(xué)家。
愛唱反調(diào)的青年科學(xué)家
費曼1918年出生于美國紐約市皇后區(qū)的小鎮(zhèn)法洛克衛(wèi)，1939年畢業(yè)于麻省理工學(xué)院，進入普林斯頓大學(xué)念研究生，成為著名物理學(xué)家約翰?惠勒的學(xué)生。
1943年，在洛斯阿拉莫斯，剛剛研究生畢業(yè)的費曼獲得了一個難得的機會，同一批最偉大的物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家一起工作，他們包括：奧本海默、漢斯?貝特、恩里科?費米、愛德華?泰勒，還有約翰?馮?諾伊曼，而這個機會就是制造出世界上第一顆原子彈的“曼哈頓計劃”，這也是費曼研究生涯的起點。在這個團體中，年輕的費曼得到了眾多科學(xué)前輩的認(rèn)同。他能運用邏輯來分析一切復(fù)雜問題，找出主要因素，并簡單明了地說明需要解答的關(guān)鍵問題。令前輩們同樣滿意的是這位年輕的科學(xué)家對物理學(xué)全身心投入的熱情。當(dāng)時，年輕的費曼常常與已經(jīng)小有名氣物理學(xué)家貝特唱反調(diào)，但貝特一點也不生氣，相反，費曼深入的思考給他留下了很好的印象，因此他對費曼產(chǎn)生了一種尊敬。貝特還將費曼收入麾下，讓他做了計算組的組長。貝特后來還自豪地宣稱：“費曼能做任何事情，所有的事情。”“曼哈頓計劃”的領(lǐng)導(dǎo)者奧本海默也稱他為“這里最才華橫溢的年輕物理學(xué)家”。
最善于抓住本質(zhì)的大腦
要善于抓住事物的本質(zhì)，這是費曼小時候從父親那里得到的教誨。一次，在林中散步，父子一起觀察鳥雀，父親告訴他，如果你知道了這種鳥雀的名字，哪怕是許多種語言的名字，都無助于加深對鳥的理解，只有通過觀察鳥的行為才能去認(rèn)識它。這些話影響了費曼一生，他對哲學(xué)家在概念上的糾纏很不屑，認(rèn)為自然界不會滿足哲學(xué)家那些先入為主的見解。有人問他，如何用一句話概括出現(xiàn)代科學(xué)最基本的觀點，費曼回答說：“一切物質(zhì)都是由原子構(gòu)成的。”
費曼由于在量子電動力學(xué)上的貢獻和施溫格、朝永振一郎分享了1965年諾貝爾物理學(xué)獎。他們?nèi)似鋵嵤怯貌煌姆椒▌?chuàng)建了量子電動力學(xué)。這種現(xiàn)象在科學(xué)史上倒不罕見，17世紀(jì)時牛頓和萊布尼茨就各自獨立發(fā)明了微積分;20世紀(jì)20年代海森堡和薛定諤也各自創(chuàng)建了量子力學(xué)。但是在他們?nèi)酥校M曼的方法最直觀、最形象，這也是他一貫簡潔風(fēng)格的體現(xiàn)。
其中用到的費曼圖，就是一種符號化的物理語言，比如反映物理學(xué)中康普頓效應(yīng)（光子和電子相互作用）的費曼圖。
費曼圖中的實線代表電子，波紋線代表光子，費曼圖不僅有鮮明的物理含義，而且具有嚴(yán)格的數(shù)學(xué)含義，可以說每一幅費曼圖就是一個數(shù)學(xué)表達式。上述費曼圖表示的物理含義是，光子與原子中的電子發(fā)生彈性碰撞，碰撞后光子損失能量，改變其運動方向，而電子獲得能量從原子中飛出。
費曼的好友、物理學(xué)家戴森回憶說：“當(dāng)費曼看不懂正統(tǒng)教科書中的量子力學(xué)時，他只好從頭開始發(fā)明了一套自己能看得懂的量子力學(xué)……我用正統(tǒng)方法所做的計算，花了我?guī)讉€月的時間，寫了幾百張紙;費曼卻可以在黑板上，花半個小時就得到幾乎相同的答案。”這從側(cè)面也反映了費曼創(chuàng)造簡潔科學(xué)理論的天賦。
送給教育界的寶貴禮物
費曼對科學(xué)教育界產(chǎn)生了難以估量的影響，其中最寶貴的禮物應(yīng)當(dāng)是著名的三卷本《費曼物理學(xué)講義》，有人認(rèn)為它是迄今為止最好的大學(xué)物理學(xué)教材。費曼早年參加了制造原子彈的“曼哈頓計劃”，第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，他前往康奈爾大學(xué)任教。1949年到1951年，他應(yīng)邀到巴西給大學(xué)生講授了10個月（非連續(xù)的）的物理課。費曼發(fā)現(xiàn)，那里的學(xué)生都喜歡背誦，卻不知道自己在背什么。返回美國后，費曼開始在加州理工學(xué)院任教，但他一直沒有給低年級的大學(xué)生講過物理課。直到1961年秋季，學(xué)校有一項物理教育改革項目，他在同事的推薦下答應(yīng)給低年級大學(xué)生講授兩年物理課。《費曼物理學(xué)講義》就是根據(jù)那些授課筆記整理的。在這本講義中，費曼還結(jié)合了他對巴西教學(xué)生涯的反思，認(rèn)為大學(xué)物理課講授的目的不應(yīng)該是為考試做準(zhǔn)備，甚至不是為學(xué)生服務(wù)于工業(yè)或者軍事做準(zhǔn)備。他說：“我最想做的是與你們分享我對于這個奇妙世界的一些欣賞，以及物理學(xué)家們看待這個世界的方式，我相信，這是現(xiàn)今時代里真正文化的主要部分（或許有其他學(xué)科的許多教授會反對這一點，但我相信他們是完全錯誤的）。”半個世紀(jì)前費曼的教育思想，現(xiàn)在聽來依然振聾發(fā)聵。
除了他的講義之外，以他的演講或訪談為基礎(chǔ)整理出版的《物理定律的本性》《發(fā)現(xiàn)的樂趣》《費曼講演錄：一個平民科學(xué)家的思想》等都是絕好的科學(xué)文化讀物，從中能體會到作為一名物理學(xué)家的費曼是如何闡釋科學(xué)定律、如何看待科學(xué)與社會之間的關(guān)系，等等。
真性情的魅力人生
當(dāng)然，費曼之所以成為費曼，很大程度上歸于他獨特的個人魅力。不錯，他是20世紀(jì)一流的物理學(xué)家，但若論物理學(xué)成就，他要遜色于英國的狄拉克，不過他又是邦戈鼓手、繪畫愛好者、開保險柜專家、科學(xué)教育專家……而狄拉克僅是一個“標(biāo)準(zhǔn)”、正統(tǒng)的科學(xué)家，因此就知名度而言，狄拉克顯然遜色費曼。
費曼是卓爾不群的“反叛者”，他曾直接致信美國科學(xué)院請辭院士的稱號，而且他不止一次請辭，結(jié)果每一次都驚擾到科學(xué)院院長親自過問。請看一封1969年6月費曼給當(dāng)時科學(xué)院院長塞茲的回信，你就能清楚了解費曼的個性。
親愛的塞茲院長：
……我想離開國家科學(xué)院這個團體，完全是私人原因，與國家科學(xué)院或政府的作為無關(guān)，也不是你個人行政風(fēng)格的問題。多年以來，我就一直很想安安靜靜地、不驚動任何人而退出這個團體，也不要引發(fā)任何的政治聯(lián)想。這純粹是我個人的因素，有點孩子氣，就是喜歡什么、不喜歡什么而已。請接收我的辭職。
誠摯的祝福
費曼
量子計算的含義范文4
1.前言
文體包含文學(xué)文體和科技文體兩種，其中的差別于，文學(xué)文體具有美學(xué)的特點，辭藻華麗、語言多變，容易引起讀者的共鳴。而科技文體的使用的目的是以傳遞信息，文學(xué)風(fēng)格不明顯，語言平淡，容易使人感到枯燥。所以許多翻譯家的作品比較傾向于文學(xué)，在翻譯時檢查加入美學(xué)語言。隨著國際交流的不斷深入，其美學(xué)的范圍也在不斷擴展。進而延伸出將美學(xué)和翻譯結(jié)合體[1]。在對科技英語進行翻譯時，以美學(xué)原理為輔助，不僅可以保存原文的精髓，也可以語言更加優(yōu)美，更加打動人心，具有一定的審美情趣和價值。
2.翻譯的嚴(yán)謹(jǐn)美
科技文章進行翻譯時用詞必須要精確、嚴(yán)謹(jǐn)。所以要在提高翻譯的準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)性上，保留原文的內(nèi)容和精華，并且保存翻譯的嚴(yán)謹(jǐn)美。翻譯美學(xué)指出翻譯者在翻譯時不但要表現(xiàn)出原文的內(nèi)容，也要表現(xiàn)譯文的嚴(yán)謹(jǐn)性，同時也將科技英語的內(nèi)部結(jié)構(gòu)展現(xiàn)出來，盡量不要改變作者的寫作風(fēng)格[2]。在組織語言時，不能模棱兩可，特別要注意一詞多義的使用方法。比如 profile在英語中的本意是"彎曲的"，而"曲線"不是用" profile line"表示，" profile line"的實際意義是"半面線"。因此在進行翻譯時要對英文單詞的各種意思進行了解要充分，確定最合適的語言，保證文章表述的簡潔、精確以及嚴(yán)謹(jǐn)。科技英語表述的語言要進行謹(jǐn)慎使用，使用在對科學(xué)英語表達時，穿插一些科技術(shù)語，提高科技文章的嚴(yán)謹(jǐn)性，同時使表達形式更加簡潔。
3.翻譯的邏輯美
邏輯美是使科技英語為人們所理解的重要因素，科學(xué)英語的關(guān)鍵點在于清楚地表達出客觀事物的起因與發(fā)展規(guī)律。這對邏輯思維來說是一個挑戰(zhàn)，明顯具有邏輯美。因此要分清在原理概念上的差別，以簡潔的語言和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿媮肀磉_產(chǎn)生事物的原因、發(fā)展以及結(jié)果。雖然科學(xué)英語的語言不優(yōu)美，但具體前因后果連接地比較清晰的特性。使用翻譯者在對科學(xué)英語進行翻譯時要把握文章的基本邏輯，并了解文章的側(cè)重點，就可以文章中因果關(guān)系、發(fā)展聯(lián)系、程度大小等邏輯特點，對原文的內(nèi)容進行準(zhǔn)確翻譯，表達出作者的思想。
原文：The Key Of Optimizing Quantum Reversible Logic Lies In Automatically Constructing Quantum Reversible Logic Circuits With The Minimal Quantum Cost。
意思為：最優(yōu)化量子可逆邏輯的關(guān)鍵在于用最小的量子代價自動構(gòu)造量子可逆邏輯。這個句子包括多層次的邏輯關(guān)系，所以在進行翻譯不僅要把原文準(zhǔn)確的表述出來，也要將其中的規(guī)律清楚地展現(xiàn)在人們面前[3]。翻譯者只有將多層次的邏輯關(guān)系與文學(xué)語言結(jié)合起來，才能使人們明白其中的具體，充分表現(xiàn)翻譯作品的的邏輯美。
4.翻譯的簡潔美
語言精練才能達到科技英語符合表達簡潔的目的，而科技英語為了使人們對文章更明了，就表現(xiàn)以比較少的語言表現(xiàn)最多的內(nèi)容。這種簡潔美不僅應(yīng)用于詞匯層，也應(yīng)用于句法層。現(xiàn)在科技英語中經(jīng)常使用名詞化結(jié)構(gòu)，將過長句子翻譯為一個詞語或者短語。其優(yōu)點在于可以降低人稱主語先入為主的幾率，增加客觀的科技概念的使用效果，同時也可以使得文章內(nèi)容更加明了，句子結(jié)構(gòu)更加簡潔。比如：因為格力空調(diào)與其他同類型產(chǎn)品相比，更方便實用，耗能少，更智能，更易操作。其翻譯為： Gree air conditioning compared with other products of the same type， more convenient and practical， low energy consumption， more intelligent， more easy to operate.
這段語言由四個表達因果關(guān)系的短語組成一個復(fù)句，但是在進行科技英語的翻譯的過程中，為了保證句子的內(nèi)容更明了，使用名詞化形式來表述文章的內(nèi)容，使得科技英語的譯文不僅簡單明了而且更具有美感，同時表現(xiàn)了翻譯者文化素養(yǎng)。
另外，為了使得文章內(nèi)容更具簡潔美，使用各類其他名詞作主語在科技英語文章也比較常見，人稱名詞和物質(zhì)名詞是名詞的構(gòu)成部分。所以一般使用人稱名詞表明主觀意愿，優(yōu)先選擇使用物質(zhì)名詞進行表述。使用以非人稱做主語的優(yōu)勢在于：首先是簡化句子的結(jié)構(gòu)，可以清楚地表達出因果關(guān)系；其次就是使語言更加優(yōu)美，具有感染力。所以在進行科技英語翻譯時可以適當(dāng)運用人稱代詞，保持翻譯的簡潔美。
5.翻譯的轉(zhuǎn)義美
轉(zhuǎn)義是指原有意義轉(zhuǎn)化借代出新的含義。在科技術(shù)語在不斷出現(xiàn)，特別是計算機和其他機械類領(lǐng)域科技專業(yè)術(shù)語不斷爆發(fā)的情況下，對轉(zhuǎn)義也越來越受到人們的關(guān)注。現(xiàn)在科技領(lǐng)域的發(fā)展與日常生活處于相輔相成的關(guān)系，因此科技術(shù)語的也更加生活化，更加優(yōu)美。當(dāng)人們的常用語與科技術(shù)語進行融合促進科技翻譯的發(fā)展，使得語言更多元化，變化更加豐富，同時也表現(xiàn)著隱語的形象。比如英文中的"表兄妹"用"cousin這一詞表示，但而"cousin"這個詞，在日常生活中常常用作"同類型作物"的表達[4]。從另一方面來說，轉(zhuǎn)義詞的使用量的增加等一系列的變化表現(xiàn)出日常用語轉(zhuǎn)化為科技名詞的現(xiàn)象，不僅提高科技名詞的適用范圍，也增加了轉(zhuǎn)義的美感。
6.翻譯的修辭美
在翻譯時使用修辭手法可以讓語言更生動優(yōu)美，隨著科技名詞的適用范圍的擴大，修辭手法在科技英語領(lǐng)域的使用量也越來越多。其中比喻在科技英語翻譯中比較常見，其通過不同事物的發(fā)展與結(jié)果來表述某種道理或者表現(xiàn)另一種事物。使用比喻手法可以使得邏輯與形象思維可以進行更好的融合，表達更加準(zhǔn)確。而另一種比較常見的修辭手法是擬人，將無思想的事物進行人格化，給予事物人的心理活動，可以讓科技文章親近人們的感情，更具有打動人心的力量，同時也可以使人們更容易了解其含義和掌握其文章的關(guān)鍵點[5]。但是在進行對科技英語翻譯時，要充分發(fā)揮想象力，不要過于生硬。
例如：In the spring on the occasion， the North Chinese swallows begin decided to enter the counter trend， came to life in the south.翻譯為"在春暖花開之際，中國北方的燕子開始決定進入反潮流，來到南方生活。"在這個句子中使用了擬人的手法，給予燕子人的思維，不僅清楚地表達了燕子的遷徙活動，也表現(xiàn)了翻譯的修辭美。
量子計算的含義范文5
政策驅(qū)動也是重要動力，科技巨頭搶先布局引發(fā)示范效應(yīng)。智能化時代，各國從國家戰(zhàn)略層面加緊人工智能布局，美國的大腦研究計劃(BRAIN)、歐盟的人腦工程項目(HBP)、日本大腦研究計劃(Brain/MINDS)，而我國也在“十三五”規(guī)劃中把腦科學(xué)和類腦研究列入國家重大科技項目。企業(yè)布局方面，谷歌、Facebook、微軟、IBM等均投入巨資，其示范效應(yīng)是產(chǎn)業(yè)進步的先兆；國內(nèi)百度、阿里、訊飛、360、華為、滴滴等也加緊布局。15年行業(yè)投資金額增長76%，投資機構(gòu)數(shù)量增長71%，計算機視覺和自然語言處理占比居前。
產(chǎn)業(yè)鏈格局已現(xiàn)，上游技術(shù)成型、下游需求倒逼，計算機視覺產(chǎn)業(yè)應(yīng)用最成熟。產(chǎn)業(yè)鏈初步格局已現(xiàn)，從基礎(chǔ)層和底層技術(shù)，再到應(yīng)用技術(shù)，最后再到行業(yè)應(yīng)用，除了近年來底層核心技術(shù)的突破，下游行業(yè)需求倒逼也是人工智能應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的重要動力，諸如人機互動多元化倒逼自然語義處理、人口老齡化倒逼智能服務(wù)機器人、大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)營銷倒逼推薦引擎及協(xié)同過濾，等等。其中計算機視覺應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展可能是最先發(fā)力的，國內(nèi)不乏世界一流水平公司。
2B應(yīng)用首先爆發(fā)，“人工智能+金融、安防”應(yīng)用前景廣闊。“人工智能+”將代替之前的“互聯(lián)網(wǎng)+”，在各行業(yè)深化應(yīng)用，安防、金融、大數(shù)據(jù)安全、無人駕駛等等。生物識別和大數(shù)據(jù)分析在安防和金融領(lǐng)域的應(yīng)用則是目前技術(shù)最為成熟、產(chǎn)業(yè)化進程較快，如智能視頻分析、反恐與情報分析、地鐵等大流量區(qū)域的監(jiān)控比對；金融領(lǐng)域的遠程開戶、刷臉支付、金融大數(shù)據(jù)采集、處理、人工智能自動交易、資產(chǎn)管理等。相關(guān)推薦標(biāo)的：東方網(wǎng)力、佳都科技、川大智勝，建議關(guān)注大智慧、遠方光電。
逐漸向2C端應(yīng)用擴展，看好“人工智能+無人駕駛、教育”。人工智能在無人駕駛領(lǐng)域的應(yīng)用體現(xiàn)在三方面：(1)環(huán)境感知環(huán)節(jié)的圖像識別；(2)基于高精度地圖和環(huán)境大數(shù)據(jù)的路徑規(guī)劃、復(fù)雜環(huán)境決策；(3)車車交互、車與環(huán)境交互下的車聯(lián)網(wǎng)，智能交通管理。教育領(lǐng)域應(yīng)用方面，人機交互重構(gòu)更互動性的教學(xué)；大數(shù)據(jù)和深度學(xué)習(xí)的結(jié)合使得個性化教學(xué)成為現(xiàn)實，這也是在線教育最重要的突破點；此外包括VR在內(nèi)的多載體應(yīng)用和多屏互動也是發(fā)展趨勢。相關(guān)推薦標(biāo)的：四維圖新、千方科技、東軟集團、科大訊飛、長高集團、新開普。
量子計算的含義范文6
關(guān)鍵詞：化工專業(yè)；無機化學(xué)；教學(xué)改革
無機化學(xué)是化工專業(yè)的一門主干專業(yè)基礎(chǔ)課[ 1]。我們的授課對象是剛剛進入大學(xué)的朝氣蓬勃的大學(xué)新生。本課程立足于學(xué)生有著深刻印象的中學(xué)化學(xué)知識基礎(chǔ)，教學(xué)時間涵蓋兩學(xué)期[ 2] ，64學(xué)時涉及廣泛的內(nèi)容，既有基礎(chǔ)理論部分，又有涵蓋重要化合物組成，結(jié)構(gòu)，代表性規(guī)律的元素部分[ 3] 。因此，課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果顯得尤為重要，它直接影響大學(xué)生對專業(yè)的看法及學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)方法和能力的培養(yǎng)，還為后續(xù)相關(guān)課程打下良好的基礎(chǔ)。
近年來，隨著高校教育改革的深化，我們結(jié)合學(xué)生的情況和化工專業(yè)的特點在教學(xué)理念和教學(xué)形式上進行了一系列探索和改進，有效提升了教學(xué)質(zhì)量，建立了和諧的師生關(guān)系。現(xiàn)從以下幾個方面來簡要闡述。
一、精選基本教學(xué)內(nèi)容
如上所述，無機化學(xué)的內(nèi)容包含基本原理和元素化學(xué)兩部分。本課程是新生接觸到的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課，要充分考慮到學(xué)生對新知識的渴求和已有的基礎(chǔ)知識，避免內(nèi)容龐雜。所以，我們對教材內(nèi)容進行了歸納和充實，對于中學(xué)化學(xué)里講述過的知識，例如化學(xué)平衡的特征、溶液的酸堿性的表征、氧化還原反應(yīng)等基本化學(xué)原理的定性部分只做大概回顧，在本課程里著重討論他們的定量計算；而對于配合物的分步解離平衡、化學(xué)熱力學(xué)和動力學(xué)等內(nèi)容在后續(xù)分析化學(xué)和物理化學(xué)課程中會詳述，在無機化學(xué)中則以定性講述為主。我們將教學(xué)基本內(nèi)容概括為以溶液（電解質(zhì)溶液，緩沖溶液）為基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)（原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)）為主線，平衡（酸堿平衡、化學(xué)平衡、沉淀―溶解平衡、氧化還原平衡）為重點，分區(qū)（s區(qū)，p區(qū)，d區(qū)，ds區(qū)）講述，重點分明，條理清楚。特別是元素?zé)o機化學(xué)部分，具有“內(nèi)容豐富、體系繁雜、歷史悠久”的特點[ 4] ，講好和學(xué)好元素化學(xué)對培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題和獨立創(chuàng)新的能力至關(guān)重要。
在備課的過程中，教師也在反復(fù)研究教材、查閱資料、精選內(nèi)容，這樣才能做到高屋建瓴，視野開闊。如果講課過程中始終局限于課本，只會把課上得枯燥乏味，不能激發(fā)學(xué)生的興趣，因此，在授課內(nèi)容中要注意引進補充內(nèi)容，增加例題，使教學(xué)內(nèi)容以課本為主又高于課本，體現(xiàn)教師的水平和特色。同時，某些知識點也應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的專業(yè)特點和學(xué)生實際適當(dāng)進行調(diào)整。例如，在講述碳族元素的時候可以給化工專業(yè)的學(xué)生增加煤化工的基本知識為他們的后續(xù)課程做鋪墊，主族元素的性質(zhì)遞變可以要求學(xué)生通過查閱資料自己總結(jié)。
二、有針對性地強化教學(xué)重難點 無機化學(xué)課程內(nèi)容多，學(xué)時少，不可能使學(xué)生牢記所有物質(zhì)的性質(zhì)和代表性反應(yīng)。因此，教學(xué)中我們盡量突出重點即基本原理的闡述，培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力。這樣即使到高年級，學(xué)生遺忘了本課程的具體內(nèi)容，解決問題的方法和能力也能受用終身。教學(xué)的難點包括抽象難懂的內(nèi)容和容易出錯的地方。
例如，核外電子的運動狀態(tài)是歷屆學(xué)生公認(rèn)的難點。我們在教學(xué)中從回顧電子的波粒二象性開始引進薛定諤方程，結(jié)合傳統(tǒng)的軌道含義和學(xué)生在高中了解的電子云引進量子力學(xué)中電子的運動狀態(tài)。對相關(guān)的4個量子數(shù)的取值和應(yīng)用增加大量示例，并形象地和學(xué)生所在寢室結(jié)合分析，層層深入，使學(xué)生建立核外電子運動狀態(tài)的正確概念。而配位化合物的計算這樣容易出錯的地方，我們會預(yù)先給出錯誤的實例，加深學(xué)生印象，有助于內(nèi)容的強化記憶。實踐證明：有針對性地攻破難點、突出重點取得了很好的教學(xué)效果。
三、因材施教，適當(dāng)引申，注重激發(fā)學(xué)生興趣 不可否認(rèn)，學(xué)生的基礎(chǔ)、能力和知識的掌握程度有著很大的差異。所以我們也注重了教學(xué)過程中的針對性特點。對優(yōu)生、學(xué)困生、中等生做到心中有數(shù)，充分考慮到他們在接受知識和技能時方式和速度的不同，在教學(xué)過程中因材施教，激發(fā)學(xué)生的興趣和自信心，達到理想的教學(xué)效果。
同時，在元素?zé)o機化學(xué)的教學(xué)過程中，要充分考慮到學(xué)生對知識的渴求，采取適當(dāng)變革的態(tài)度在教學(xué)內(nèi)容上創(chuàng)新，適當(dāng)?shù)丶尤氍F(xiàn)代化學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)或教師的科研項目，開闊學(xué)生的眼界，啟迪思維，避免死記硬背。通過改進教學(xué)方法，學(xué)生對自然界存在的元素及主要化合物的性質(zhì)及反應(yīng)規(guī)律有了一個總體了解，也了解了一些在當(dāng)今環(huán)境、能源、生命、材料等領(lǐng)域中采用的新技術(shù)，新方法和新材料。
例如，在講配合物的應(yīng)用時從人體血紅蛋白結(jié)構(gòu)入手，衍生出與配合物密切相關(guān)的生物無機化學(xué)的發(fā)展、人造血液、人體微量元素、抗癌藥物及機理；在碳族元素中加入溫室效應(yīng)、全球氣候變暖及鉆石的相關(guān)知識；在硼族元素中加入各種寶石的圖片及鉈元素的中毒示例等。從學(xué)生渴望求知的眼神中可以看出他們很接受這些新的“窗口”，通過這些知識與公式原理的相互滲透，使課堂教學(xué)變得生機勃勃、面目一新，并為學(xué)生在今后專業(yè)知識的學(xué)習(xí)和工作中的“臨窗遠眺”乃至“破窗而出”打了一個很好的基礎(chǔ)。
