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理查德??费曼科学
原创性的生成机制摘要理查德??费曼以一系列
原创性成果帮助建成了二十世纪新物理学大厦的第一层并对物理学家思考、解释自然和宇宙的方式产生了深刻而持久的影响。
深究其因笔者发现美国的教育、经济、政治、宗教等尤其是美国特殊的文化基因构成了费曼科学
原创性生成的大环境与宏观机制使
原创精神内化为费曼的价值选择与科研目标美国物理学共同体特别是其中大学共同体鉴赏
原创的精英选择制度、传承
原创的学术传统、蕴积
原创的学术积累、力助
原创的学术交流与激励
原创的高效竞争等机制则构成了费曼科学
原创性赖以生长的专业始基从中观与境上精心呵护并充分开发了费曼的科学
原创性而作为微观机制的费曼个体所构建的动力、知识能力结构与个性化思维技巧等则最大限度地释放了他的
原创潜力并使其
原创思想和方法得以独特表达。
费曼科学
原创性的生成机制是我们可以且应当借鉴的宝贵资源。
它对于解弊我国科学
原创性发展现状、培养科学
原创型人才都具有极其重要的指导作用。
’’关键词科学
原创性生成机制社会机制物理学共同体机制个体机制袁同学’订饥印曲俺吼—劬追’吼七’’—’’肌‘’袁同学广西大学学位
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论文理查德●费曼科掌
原创性的生成机制—————————————————————————————————————————————————一第一章导论问题的提出不容否定科学
原创性作为人类第一智慧已成为知识经济的灵魂。
在此基础上经过开发研究所得的知识产权与核心技术的拥有量则是衡量各国科技与经济实力的重要标志并已成为各国综合国力角逐的制高点。
我国加入以后在原始创新方面所凸现出来的不足已经并将继续严重地制约我国经济与社会的发展。
据统计我国科技的对外依存度已高达①离附庸经济只有一步之遥。
深究其因主要是基础科学研究上的薄弱所致。
显然聚焦科学
原创性的探讨已是我国一个亟待深入的世纪命题。
而理查德??费曼作为现代科学史上一个最具吸引力科学
原创性大师之一其科学
原创成就之多、科学
原创之轻松一直为世界科坛所称颂。
虽然他无缘参与上个世纪的物理学革命使得他在成就的影响上仅次于爱因斯坦但他那最具个性的
原创科学风格却独到而迷人对后来美国人乃至世人的影响极为深远。
纽约时报就曾评价他是“自二战以来理论物理学中最有天才、最有影响和言行最不平凡的一个人’’美国人们则昵称他为“科学顽童”、“科学怪才”不少世人则认定他为“天才中的魔术师”等。
目前国内对费曼的研究仅有几篇停留在介绍层面上的小文章还没有人专门从
原创性这一维度对其研究与成就进行系统的分析与探讨。
因此本文试图以费曼为个案对科学
原创性的生成机制作一深入的分析研究与理论探讨。
费曼其人其成就与相关研究现状费曼其人其成就理查德??费曼黜衄年诺贝尔物理学奖获得者之一于年月日出生于曼哈顿的一个犹太人移民家庭。
母亲虽然对科学丝毫不懂但以其富有幽默、温和与同情的多彩性格影响着费曼。
身为服装商的父亲十分重视小费曼科学兴趣与科学思维的培养并一心一意希望儿子能成为一名职业科学家。
在父亲的影响下费曼从小就对科学有着异乎寻常的“感觉”能够用直接洞察事物本质的方式来理解物理世界。
费曼的科学
原创性贡献开始于学院生时代。
年费曼考入麻省理工学院。
不久①黄胜平、姜国钧‘中国自主创新探路》北京人民大学出版社②‘纽约时报》年月日袁同学广西大学硕士掌位
论文理查德●费曼科学
原创性的生成机制就和导师巴利亚塔一起联名在《物理学评论》上发表了宇宙线方面的
论文。
他通过模型证明整个宇宙的宇宙线确实各向同性地进入我们的银河系并到达地球。
①接着在导师斯莱特的鼓励下费曼着手研究晶体中原子间力的作用方式并以《分子中的力》为题撰文发表于年的《物理学评论》上。
这一研究
原创了计算分子和晶体中原子行为的简化方法同时这一方法也被另一研究者赫尔曼独立发现现被称为费曼一赫尔曼定理沿用至今。
圆年费曼进入普林斯顿大学选择了年仅岁的科学家惠勒啪做导师。
师生俩一起致力于解决量子力学中所出现的发散困难提出了带有半超前势与半滞后势的惠勒一费曼辐射吸引理论。
费曼还尝试用超距直接作用来避免自有场并仅用此想法写成了他的博士
论文。
年月日该
论文以“罕见的
原创性通过校方答辩。
之后费曼独立地用经典力学中的拉格朗日量去解决涉及复合时空中事件的路径问题找到了基于作用量的量子力学的第三种表达式并以此进一步实现了量子力学的“历史累加”。
自此至二战结束他去洛斯阿拉莫斯参加了研制原子弹的“曼哈顿计划”担任理论部一个计算小组的组长是从事这一研制项目最年轻的科学家也是整个理论部的“万能博士”先生。
二战结束后的四十年代中期至六十年代是费曼科学
原创性的鼎盛时期。
年月间费曼来到了康奈尔大学成为这里的首席实验物理学家。
年他提出量子电动力学新理论的计算方法和重正化方法从而避免了量子电动力学中的发散困难。
由于这一贡献他和施温格、朝永振一郎共同分享了年的诺贝尔物理学奖。
同时量子场论中的“费曼图”、“费曼振幅”、“费曼传播子”“费曼规则”等均以他的姓氏命名。
年他来到了加州理工学院开始研究液核的特殊性质。
在年的五年间费曼用了一系列篇
论文来解释液氦的超流行为建立了一个关于液态氦的超流态时模型。
五十年代中期费曼和一个名叫弗农的研究生合作发展了一种用于微波激射器和激光器问题的简便算法这项工作属于费曼对物理学的诸多贡献中被引用得最多的设计唱机中激光器的人就在其中使用了这项技术。
年他以典型的闪电方式建立了费曼形式的放射性衰变弱相互作用理论其中的衰变方程找到了一种全新的方法来①【—②约翰??格罩宾、玛丽??格里宾著江向东译‘迷人的科学风采…费曼传》上海上海科技教育出版社③约翰??格里宾、玛丽??格里宾著江向东译‘迷人的科学风采…费曼传》上海上海科技教育出版社、④同上袁同学二查兰查竺竺望查————一苎至璺苎兰竺兰墨型竺竺兰苎竺竺————————————————————一一兰吗甄二‘’争州屯。
王日王凰机制系统阐述量子理论和经典理论是费曼自认为最为动心的一项发现。
年月目的《纽约时报》评论他这一理论“可以再得一次诺贝尔奖的”。
年他与盖尔曼合作提出了弱相互作用的矢量一赝矢量型理论即—理论他们合写的文章发表于年的《物理学评论》不久成为被广为引用的唯象理论。
五十年代后半叶他对生物学中病毒的一种叫做的突变作用的研究也几乎可以带来现代遗传学上的下一个突破。
年月底费曼在美国物理学年会上所做特邀报告《实际上空间大得很》至今仍被看作为对纳米技术可行性的第一次清楚的陈述。
回六十年代前后的四五年间为了自娱费曼对引力的量子理论进行了透彻的研究是最早有力地论证“引力子必定存在的少数几个人之一。
六十年代末费曼建立了他的部分子锄理论模型。
对夸克模型的发展作出了意义重大的贡献。
进入七十年代费曼因身体原因对理论物理学的
原创性贡献虽然不如前期多但仍和从前一样沿着非传统的足迹继续保持着对科学
原创活动的迷恋。
七十年代初费曼积极参与了量子色动力学的建立并和菲尔德一起根据量子色动力学所包含的现象对“朴素的”部分子模型进行了修正完成了他对物理学所做的最后一项伟大的
原创性贡献。
年他被诊断出患有癌症但仍然渴望着新的冒险计划着唐努图瓦的探索。
年他接受总统调查团的邀请参与调查“挑战者号航天飞机的爆炸事件并戏剧性地用一个简单的“冰水实验”淋漓尽致地揭示了航天飞机的失事之谜成功地完成了一生中的最后挑战。
年月日费曼永远离开了他热爱的世界。
他的一生除了获得诺贝尔奖外曾于一九五四年荣获爱因斯坦奖同年被选入国家科学院。
此后他多次拒绝来自世界各地各种衔头的授奖与荣誉称谓。
除了科学上的
原创贡献之外费曼还是一名杰出的演讲家、伟大的导师。
他的《物理学讲义》引领着现代物理学的教学改革鼓励着好几代大学生从全新的角度去重新思考物理学至今仍是一本出色的物理学入门必读教材。
费曼的主要学术著作有《量子电动力学》】锄《基本过程理论》锄《费曼物理学讲义》《量子力学与路径积分》鲫《物理定律的特性》《光强子相互作用》《统计力学》《光和物质①美詹姆斯。
格雷克著黄小玲译‘费曼传年才出一个的科学鬼才》北京高等教育如版社。
。
袁同学查兰主兰竺兰奎理查德??费曼科掌
原创性的生成机制———————————————————————————————二一的奇异性》等。
此外他的各种演讲和发表在《物理学评论》等刊物上的
论文都受到了很高的评价。
相关的研究综述国外关于费曼的研究大多集中在他的理论物理学的思想、方法与科学风格上。
费曼的好友戴森将研究费曼的理论与方法作为自己的主要工作与最大贡献认为“费曼的理论根植于物理实在它是爱因斯坦早年而非晚年精神的体现。
”①阿??热则对费曼的路径积分方法进行了专门的研究强调其中作用量的表述在美学和数学上都优于微分方程并认为路径积分“自身并不完全成其为一个理论它只是为在量子王国建立相应的理论提供了一个方法。
把这一方法应用到牛顿力学可得到量子力学应用到麦克斯伟的电磁理论可得到量子电动力学应用到爱因斯坦的引力理论可得到量子引力学。
”也有心理学家对费曼的思维技巧进行了探究。
迈克尔米哈尔科就对费曼的创造性思维策略进行了概括通过非经验、非常规之路以自己的方式或发明新方法去解决问题。
但未见有人将其
原创性过程作为一系统模型进行研究。
国内对费曼的研究更是鲜有仅有的几篇期刊文章或是对其人其成就作一简介或是对其科学特色作一简述。
关洪、戈革、杨建邺以及台湾的黄小铃等是将费曼介绍至中国的先驱但是他们只是对费曼的科学成就、科学风格以及科学思想作些简述。
当然也有少数学者对费曼的科学思想、科学理论、科学观以及科学精神作过单一的剖析如复旦大学的许良研究了费曼的科学美学思想他分析了费曼对对称性、守恒定律、最小作用量以及量子力学路径积分等观念的独到领悟以及费曼在物理学
原创研究中表现出来的高超的审美能力。
科学院的郝刘祥则对费曼路径积分思想的发展作了深入的研究他分析了费曼如何在狄拉克文章的启发下从拉格朗日量出发找到了基于作用量的量子力学的第三种表达形式并从根本上改变了量子力学中计算几率的方法。
这些研究从不同的侧面展现了费曼迷人的
原创风格但都未涉及费曼科学
原创性生成的机制。
科学
原创性生成机制概述与国内外研究现状科学
原创性的内涵、特征与哲学意义科学
原创性的内涵所谓
原创性就是原始性创新也有人称之为原始创新能力就是向人类贡献出以①????②许良《论费曼的科学美学思想》‘自然辩证法通讯》孓袁同学厂日大掌硕士掌位
论文理查德●费曼科掌
原创性的生成机制前从未出现过、甚至连名称都没有的东西的能力。
根据发现和解决科学问题的首创性标准科学创新可分为原始性创新、集成创新以及引进消化吸收再创新三类也可分为原始性创新和跟踪性创新两类但其中的跟踪创新包括集成创新和引进消化吸收再创新。
可见两种分法实质上是一致的都是置
原创性于首类重在区分原始创新与一般创新的实质性差异。
跟踪创新的成果是指在某一点或某些方面与前人有所不同的、前人所未知的新理论认识而
原创性成果则是指在基础性、根本性问题上取得的较为系统与全面的全新理论或方法。
它小则可以影响一门学科的思想、改变某一领域的特定研究传统例如费曼图、费曼路径积分方法等大则可以影响甚至波及到其他学科的解释模式和思维模式例如相对论和量子力学所带来的革命性影响。
概言之科学
原创性的核心标志是首创性、源初性与革命性其实质就是创造行为在新的历史条件下的一种升华。
即主体通过外部的科学素材、各种有利的条件与自身产生新思想、新方法、获得新发现的能力相互作用促使主体内部的思维要素发生创造性的全新组合从而或首次得出全新的科学理论、或发现前人或他人未知的自然奥秘、或独创出他人从未有的新方法。
科学
原创性的基本特征、首创性、前瞻性是本质特征。
原创过程就是一个以超前的眼光进行创造的实践过程通过主体的创造性思维挖掘出具有开拓性、引领性的源初产品。
、革命性。
创造学家戴维??玻姆指出的在
原创性科学理论的形成中仅仅在相同的概念基础上进行反复操作是不够的有必要为根本新颖的知觉和表述而奋斗即可能令它们从根本上改变现存的范式。
整个科学史表明
原创性成果至少可以影响一门学科部分思想的革新与某一研究传统的改变有的甚至可以导致整个学科领域乃至整个世界的科学解释模式与标准的革命性转换。
行星运行模式从地心说到日心说宇宙观由静态到动态地球演化观由水成、火成到灾变、均变再到大陆漂移、板块构造……①都体现了科学
原创性的革命性特征。
、价值性。
这里的价值性主要是指
原创性成果所带来的丰厚社会回馈与经济收益。
美国的微电子与信息科学技术领域的
原创性成果所引发的知识经济浪潮就是一个最好的例子。
当然有许多科学
原创性成果并不能当下就显示其社会与经济效应但是它们都具有巨大的潜在价值。
、优选整合性。
原创过程是主体创新因素与社会、专业共同体等各种外在因素在主体思维中的一种碰撞与全新的内在整合过程。
从整合的视角看
原创性是一种以创新思维为核心‘以创新智力化能力为基础和手段以创新人格化能力为方向的能力整合体。
①陈广仁‘科学创新的涵义》‘西北师大学报社会科学版袁同学广西大学硕士掌位
论文理查德●费曼科掌
原创性的生成机制综上所述.