Ⅰ 经典力学和量子力学有什么区别
经典力学和量子力学在研究对象、研究方法、结果和精度等方面存在一些区别。
研究对象:经典力学主要适用于宏观物体,如行星、卫星等,而量子力学则更适用于微观粒子,如电子、原子等。
研究方法:经典力学采用牛顿的方法,并发展出一套完备的力学理论体系,主要通过外力、内力、物体自身性质等相互关系来描述物体的运动和位置。而量子力学则采用波函数来描述物理体系,涉及到较为复杂的数学方法和物理关系。
结果:经典力学认为只要物理机理明确,在已知的外载作用下,其导致的结果是唯一的、可预见的。而量子力学由于测不准原理,认为只要有测量,其结果就坍塌为一种了。
精度:经典力学是一种近似理论,适用于低速大质量的物体。而量子力学则可以预测一些精细的现象,如量子隧穿和纠缠等。
不确定性原理:量子力学具有不确定性原理,即无法同时精确测量粒子的位置和动量,这与经典力学不同。
可观测量:在经典力学中,物体的可观测量是确定的,而在量子力学中,可观测量是操作符,需要用量子态来描述。
运动轨迹:在经典力学中,物体的运动轨迹是连续的,而在量子力学中,粒子的运动轨迹是不连续的,由波函数描述。
总之,经典力学和量子力学在多个方面存在显着的区别,但它们都是物理学中不可或缺的理论体系,为人类对自然界的理解和探索做出了巨大的贡献。
Ⅱ 物理学的研究方法有哪些
一、控制变量法:通过固定某几个因素转化为多个单因素影响某一量大小的问题.
二、等效法:将一个物理量,一种物理装置或一个物理状态(过程),用另一个相应量来替代,得到同样的结论的方法.
三、模型法:以理想化的办法再现原型的本质联系和内在特性的一种简化模型.
四、转换法(间接推断法)把不能观察到的效应(现象)通过自身的积累成为可观测的宏观物或宏观效应.
五、类比法:根据两个对象之间在某些方面的相似或相同,把其中某一对象的有关知识、结论推移到另一个对象中去的一种逻辑方法.
六、比较法:找出研究对象之间的相同点或相异点的一种逻辑方法.
七、归纳法:从一系列个别现象的判断概括出一般性判断的逻辑的方法.
(2)经典研究方法是偏重于扩展阅读:
物理学的本质:物理学并不研究自然界现象的机制(或者根本不能研究),我们只能在某些现象中感受自然界的规则,并试图以这些规则来解释自然界所发生任何的事情。我们有限的智力总试图在理解自然,并试图改变自然,这是物理学,甚至是所有自然科学共同追求的目标。
六大性质
1.真理性:物理学的理论和实验揭示了自然界的奥秘,反映出物质运动的客观规律。
2.和谐统一性:神秘的太空中天体的运动,在开普勒三定律的描绘下,显出多么的和谐有序。物理学上的几次大统一,也显示出美的感觉。
牛顿用三大定律和万有引力定律把天上和地上所有宏观物体统一了。麦克斯韦电磁理论的建立,又使电和磁实现了统一。爱因斯坦质能方程又把质量和能量建立了统一。光的波粒二象性理论把粒子性、波动性实现了统一。爱因斯坦的相对论又把时间、空间统一了。
3.简洁性:物理规律的数学语言,体现了物理的简洁明快性。如:牛顿第二定律,爱因斯坦的质能方程,法拉第电磁感应定律。
4.对称性:对称一般指物体形状的对称性,深层次的对称表现为事物发展变化或客观规律的对称性。如:物理学中各种晶体的空间点阵结构具有高度的对称性。竖直上抛运动、简谐运动、波动镜像对称、磁电对称、作用力与反作用力对称、正粒子和反粒子、正物质和反物质、正电和负电等。
5.预测性:正确的物理理论,不仅能解释当时已发现的物理现象,更能预测当时无法探测到的物理现象。例如麦克斯韦电磁理论预测电磁波存在,卢瑟福预言中子的存在,菲涅尔的衍射理论预言圆盘衍射中央有泊松亮斑,狄拉克预言电子的存在。
6.精巧性:物理实验具有精巧性,设计方法的巧妙,使得物理现象更加明显。
对于物理学理论和实验来说,物理量的定义和测量的假设选择,理论的数学展开,理论与实验的比较是与实验定律一致,是物理学理论的唯一目标。
人们能通过这样的结合解决问题,就是预言指导科学实践这不是大唯物主义思想,其实是物理学理论的目的和结构。
在不断反思形而上学而产生的非经验主义的客观原理的基础上,物理学理论可以用它自身的科学术语来判断。而不用依赖于它们可能从属于哲学学派的主张。在着手描述的物理性质中选择简单的性质,其它性质则是群聚的想象和组合。
通过恰当的测量方法和数学技巧从而进一步认知事物的本来性质。实验选择后的数量存在某种对应关系。一种关系可以有多数实验与其对应,但一个实验不能对应多种关系。也就是说,一个规律可以体现在多个实验中,但多个实验不一定只反映一个规律。
Ⅲ 认知心理学的传统研究方法和认知神经科学研究方法之间有何共同性与差异性
认知神经科学,是心理学研究者无不关注两个蓬勃发展的边沿交叉学科的研究,即认知神经科学和认知行为遗传学。这两个学科吸收了认知科学和行为发展科学的理论与神经科学和遗传学的新技术,共同向智能的本质和意识的起源这一基本的重大理论问题发起冲击,将心理学的研究推向了一个新的发展水平,已经并且势必继续对心理学的研究产生重大影响。
认知神经科学的研究旨在阐明认知活动的脑机制,即人类大脑如何调用其各层次上的组件,包括分子、细胞、脑组织区和全脑去实现各种认知活动。传统神经科学的某些分支,例如神经心理学、心理生理学、生理心理学、神经生物学和行为药理学等,吸收了认知科学的理论和神经科学的新技术,逐渐形成了认知神经心理学、认知心理生理学、认知生理心理学、认知神经生物学和计算神经科学等认知神经科学的各个分支。自八十年代后期发端以来,认知神经科学的研究在短短时间内取得了令人注目的进展,对传统认知心理学和发展心理学的理论建构和各内容领域的研究有着巨大影响。认知发展研究自然也不例外,由于认知发展心理学和发展神经科学科学对许多共同问题感兴趣,由此衍生出来的发展认知神经科学正得到越来越多人的关注,成为当前最热门的交叉研究领域之一。
虽然认知科学和神经科学的兴起只有20多年的短暂历史,由于其高度跨学科性与高新技术发展的密切相关,两者又结合在一起,形成了新的交叉领域———认知神经科学。在世纪之交,可以预见这一领域的发展将会带动整个科学的发展,并能顺应发展教育事业的理论需求。下列研究已经形成或正在形成国际前沿。
在认知神经科学的基本理论和方法学上,都取得了不少进展,同时也存在不少问题。在理论方面,智能的本质和意识的起源是认知神经科学的基本重大理论问题。认知科学理论发展的历程,经历了三个不同的阶段,出现了四种大的理论体系:物理符号论、联结理论、模块理论和生态现实理论。这四个理论分别与认知神经科学中的检测器与功能柱理论、群编码理论、多功能系统理论和基于环境的脑认知功能理论相对应。认知神经科学的这些理论,有些可以分别用于分析不同层次机制中,它们之间并无根本对立或排他性;但有些理论观点则很难相容,例如,神经元理论中特化细胞与群编码观点就各自有自己的实验事实依据。
在方法学上,认知神经科学包括两大类互补的研究方法:一类是无创性脑功能(认知)成像技术,另一类清醒动物认知生理心理学研究方法。前一类方法中又分为脑代谢功能成像和生理功能成像两种;后一类方法中包括单细胞记录、多细胞记录、多维(阵列)电极记录法和其他生理心理学方法(手术法、冷却法、药物法等)。尽管这些方法为人类科学增添了许多光彩,但远未满足认知神经科学研究的要求。例如,脑认知成像技术可以为我们对认知过程的脑功能形成直观的图像,然而这种图像仅可提供结构或区域性功能关系,对于细胞水平的机制显得过分粗糙。由上述可见,作为当代心理学研究热点的认知神经科学,是否能够继续闪现光辉,有待于进一步的历史验证。