Ⅰ 經典力學和量子力學有什麼區別
經典力學和量子力學在研究對象、研究方法、結果和精度等方面存在一些區別。
研究對象:經典力學主要適用於宏觀物體,如行星、衛星等,而量子力學則更適用於微觀粒子,如電子、原子等。
研究方法:經典力學採用牛頓的方法,並發展出一套完備的力學理論體系,主要通過外力、內力、物體自身性質等相互關系來描述物體的運動和位置。而量子力學則採用波函數來描述物理體系,涉及到較為復雜的數學方法和物理關系。
結果:經典力學認為只要物理機理明確,在已知的外載作用下,其導致的結果是唯一的、可預見的。而量子力學由於測不準原理,認為只要有測量,其結果就坍塌為一種了。
精度:經典力學是一種近似理論,適用於低速大質量的物體。而量子力學則可以預測一些精細的現象,如量子隧穿和糾纏等。
不確定性原理:量子力學具有不確定性原理,即無法同時精確測量粒子的位置和動量,這與經典力學不同。
可觀測量:在經典力學中,物體的可觀測量是確定的,而在量子力學中,可觀測量是操作符,需要用量子態來描述。
運動軌跡:在經典力學中,物體的運動軌跡是連續的,而在量子力學中,粒子的運動軌跡是不連續的,由波函數描述。
總之,經典力學和量子力學在多個方面存在顯著的區別,但它們都是物理學中不可或缺的理論體系,為人類對自然界的理解和探索做出了巨大的貢獻。
Ⅱ 物理學的研究方法有哪些
一、控制變數法:通過固定某幾個因素轉化為多個單因素影響某一量大小的問題.
二、等效法:將一個物理量,一種物理裝置或一個物理狀態(過程),用另一個相應量來替代,得到同樣的結論的方法.
三、模型法:以理想化的辦法再現原型的本質聯系和內在特性的一種簡化模型.
四、轉換法(間接推斷法)把不能觀察到的效應(現象)通過自身的積累成為可觀測的宏觀物或宏觀效應.
五、類比法:根據兩個對象之間在某些方面的相似或相同,把其中某一對象的有關知識、結論推移到另一個對象中去的一種邏輯方法.
六、比較法:找出研究對象之間的相同點或相異點的一種邏輯方法.
七、歸納法:從一系列個別現象的判斷概括出一般性判斷的邏輯的方法.
(2)經典研究方法是偏重於擴展閱讀:
物理學的本質:物理學並不研究自然界現象的機制(或者根本不能研究),我們只能在某些現象中感受自然界的規則,並試圖以這些規則來解釋自然界所發生任何的事情。我們有限的智力總試圖在理解自然,並試圖改變自然,這是物理學,甚至是所有自然科學共同追求的目標。
六大性質
1.真理性:物理學的理論和實驗揭示了自然界的奧秘,反映出物質運動的客觀規律。
2.和諧統一性:神秘的太空中天體的運動,在開普勒三定律的描繪下,顯出多麼的和諧有序。物理學上的幾次大統一,也顯示出美的感覺。
牛頓用三大定律和萬有引力定律把天上和地上所有宏觀物體統一了。麥克斯韋電磁理論的建立,又使電和磁實現了統一。愛因斯坦質能方程又把質量和能量建立了統一。光的波粒二象性理論把粒子性、波動性實現了統一。愛因斯坦的相對論又把時間、空間統一了。
3.簡潔性:物理規律的數學語言,體現了物理的簡潔明快性。如:牛頓第二定律,愛因斯坦的質能方程,法拉第電磁感應定律。
4.對稱性:對稱一般指物體形狀的對稱性,深層次的對稱表現為事物發展變化或客觀規律的對稱性。如:物理學中各種晶體的空間點陣結構具有高度的對稱性。豎直上拋運動、簡諧運動、波動鏡像對稱、磁電對稱、作用力與反作用力對稱、正粒子和反粒子、正物質和反物質、正電和負電等。
5.預測性:正確的物理理論,不僅能解釋當時已發現的物理現象,更能預測當時無法探測到的物理現象。例如麥克斯韋電磁理論預測電磁波存在,盧瑟福預言中子的存在,菲涅爾的衍射理論預言圓盤衍射中央有泊松亮斑,狄拉克預言電子的存在。
6.精巧性:物理實驗具有精巧性,設計方法的巧妙,使得物理現象更加明顯。
對於物理學理論和實驗來說,物理量的定義和測量的假設選擇,理論的數學展開,理論與實驗的比較是與實驗定律一致,是物理學理論的唯一目標。
人們能通過這樣的結合解決問題,就是預言指導科學實踐這不是大唯物主義思想,其實是物理學理論的目的和結構。
在不斷反思形而上學而產生的非經驗主義的客觀原理的基礎上,物理學理論可以用它自身的科學術語來判斷。而不用依賴於它們可能從屬於哲學學派的主張。在著手描述的物理性質中選擇簡單的性質,其它性質則是群聚的想像和組合。
通過恰當的測量方法和數學技巧從而進一步認知事物的本來性質。實驗選擇後的數量存在某種對應關系。一種關系可以有多數實驗與其對應,但一個實驗不能對應多種關系。也就是說,一個規律可以體現在多個實驗中,但多個實驗不一定只反映一個規律。
Ⅲ 認知心理學的傳統研究方法和認知神經科學研究方法之間有何共同性與差異性
認知神經科學,是心理學研究者無不關注兩個蓬勃發展的邊沿交叉學科的研究,即認知神經科學和認知行為遺傳學。這兩個學科吸收了認知科學和行為發展科學的理論與神經科學和遺傳學的新技術,共同向智能的本質和意識的起源這一基本的重大理論問題發起沖擊,將心理學的研究推向了一個新的發展水平,已經並且勢必繼續對心理學的研究產生重大影響。
認知神經科學的研究旨在闡明認知活動的腦機制,即人類大腦如何調用其各層次上的組件,包括分子、細胞、腦組織區和全腦去實現各種認知活動。傳統神經科學的某些分支,例如神經心理學、心理生理學、生理心理學、神經生物學和行為葯理學等,吸收了認知科學的理論和神經科學的新技術,逐漸形成了認知神經心理學、認知心理生理學、認知生理心理學、認知神經生物學和計算神經科學等認知神經科學的各個分支。自八十年代後期發端以來,認知神經科學的研究在短短時間內取得了令人注目的進展,對傳統認知心理學和發展心理學的理論建構和各內容領域的研究有著巨大影響。認知發展研究自然也不例外,由於認知發展心理學和發展神經科學科學對許多共同問題感興趣,由此衍生出來的發展認知神經科學正得到越來越多人的關注,成為當前最熱門的交叉研究領域之一。
雖然認知科學和神經科學的興起只有20多年的短暫歷史,由於其高度跨學科性與高新技術發展的密切相關,兩者又結合在一起,形成了新的交叉領域———認知神經科學。在世紀之交,可以預見這一領域的發展將會帶動整個科學的發展,並能順應發展教育事業的理論需求。下列研究已經形成或正在形成國際前沿。
在認知神經科學的基本理論和方法學上,都取得了不少進展,同時也存在不少問題。在理論方面,智能的本質和意識的起源是認知神經科學的基本重大理論問題。認知科學理論發展的歷程,經歷了三個不同的階段,出現了四種大的理論體系:物理符號論、聯結理論、模塊理論和生態現實理論。這四個理論分別與認知神經科學中的檢測器與功能柱理論、群編碼理論、多功能系統理論和基於環境的腦認知功能理論相對應。認知神經科學的這些理論,有些可以分別用於分析不同層次機制中,它們之間並無根本對立或排他性;但有些理論觀點則很難相容,例如,神經元理論中特化細胞與群編碼觀點就各自有自己的實驗事實依據。
在方法學上,認知神經科學包括兩大類互補的研究方法:一類是無創性腦功能(認知)成像技術,另一類清醒動物認知生理心理學研究方法。前一類方法中又分為腦代謝功能成像和生理功能成像兩種;後一類方法中包括單細胞記錄、多細胞記錄、多維(陣列)電極記錄法和其他生理心理學方法(手術法、冷卻法、葯物法等)。盡管這些方法為人類科學增添了許多光彩,但遠未滿足認知神經科學研究的要求。例如,腦認知成像技術可以為我們對認知過程的腦功能形成直觀的圖像,然而這種圖像僅可提供結構或區域性功能關系,對於細胞水平的機制顯得過分粗糙。由上述可見,作為當代心理學研究熱點的認知神經科學,是否能夠繼續閃現光輝,有待於進一步的歷史驗證。