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又到了高考报志愿的时候，此时多少少年才俊正在物理的大门外徘徊？将来该如何成为物理学家呢？中科院物理研究所曹则贤研究员 2017 年在物理所研究生开学典礼上的这番致辞，想必对有志从事物理学的你会有所启发。 演讲人 | 曹则贤编辑 | Aprilis各位年轻的朋友，大家好，欢迎大家从今天起正式加入物理所。往年在这里给同学们做入学教育的都是物理所的著名科学家，甚至是院士，今年安排我这种普通研究员来做这样重要的报告，也许是想给大家一个 “反面教材”，从反面鼓励大家。希望大家珍惜这个机会。我们物理所出反面教材和正面教材是有传统的。各位在国科大读书的时候可能听说过 “中关村村长” 吴宝俊博士，那是我们所著名的 “反面教材” 先生，他的博客非常有名。为了不让反面教材给人一种 “物理所人怎么谈的不全是深刻物理” 的错误印象，他的同门师兄弟、物理研究做得非常漂亮的张江敏博士针锋相对地开了个博客，叫“正面教材”，给你细细地讲那物理之最微妙处。咱们物理所的正面教材对大家有借鉴作用，反面教材嘛，也不是哪儿都有的。 各位作为佼佼者，经过了四年的大学本科和一年的研究生教育，信心满满地到这里来做研究。但是非常抱歉的是，我觉得到目前为止，在国内受过大学教育和研究生教育后就掌握了像样的数学和物理知识的学生几乎没有。甚至客观地说，当前中国的数学和物理教育连欧洲 100 年前的难度都达不到，而且是远远达不到。于你，于我，皆如此。我举一个简单的例子。本科的时候我们学牛顿力学，知道在力的作用下粒子会加速运动，加速度由牛顿第二定律给出，那么请问关于粒子三维运动轨迹的数学描述，在大一的时候你学会了多少？对粒子运动轨迹的数学描述是由哪些人引入的呢？一个法国人叫克莱罗 (Alexis Clairaut)，他 13 岁时第一次向法国科学院 (Académie franҫaise, Institut de France 下面五个 Académies 之一) 递交关于几何曲线研究的论文，16 岁时提出曲线的描述需要 “曲率” 的概念，18 岁当选法国科学院院士。克莱罗提出，在三维空间的运动轨迹，一条曲线，除了需要法线、切线的概念，还需要引入 binormal 的概念，曲率是双重曲率 (double courbure)。克莱罗是凭借关于曲线的研究 18 岁当选的法兰西科学院院士的。这个法国科学院的院士有多大的含金量呢，我告诉大家，居里夫人获得两次诺贝尔奖也没有资格当选，因为她学问不够 (法国科学院 1962 年有了第一位女院士)。路易 · 德布罗意 1924 年在博士论文里提出物质波的概念，1929 年拿到诺贝尔物理奖，但是直到 1944 年在他亲哥的运作下，德布罗意才当上了法国科学院的院士。我们可以想象一下克莱罗和居里夫人或者德布罗意这个级别的著名科学家之间的距离。所以大家一定要对我们的将来要投入的这项事业——数学和物理——里面学问的深浅要有一点感觉，这种感觉在很早的时候就应该被培养起来。打个比方，大家在上大学的时候可能读过量子力学，知道里面有一个重要的概念叫泡利矩阵。这位泡利先生不光是量子力学干得漂亮，而是他 “高考” 完了等录取通知书的那个假期，写了两篇论文奠定了他作为相对论专家的基础。因此，当他大一开学到慕尼黑大学去报到的时候，慕尼黑大学的著名教授索末菲（Arnold Sommerfeld）跟他说你已经够博士学位的水平了，但是按照德国的规定，一个人入大学以后最起码要经过六个学期才可以申请博士学位，你总不能在我这就晃悠 (德语用词是 aufsitzen) 六个学期呀，我给你找点活吧。正好我接受委托要为德国数理百科全书写相对论这一个专题，而你这位同志今年也该有 18 岁了，你应该是相对论这方面的专家，所以这个事你来做吧。于是刚上大一的这位泡利先生就开始撰写相对论的 review article，大三的时候正式发表，到今天为止这个 237 页的相对论的文本还是这个领域的经典。请大家记住，这是出自人家大学一位大一的学生之手。哪位会广义相对论的请举手？顺便说一句，千万别以为学凝聚态实验物理不需要懂一点儿相对论。各位如果觉得自己很了不起的话可以跟上面这两位——一个数学还行，一个物理还行的——比较一下，今天活动结束后有空找出泡利矩阵，试试你能否看出泡利矩阵的代数结构是什么。泡利矩阵加上单位 2×2 矩阵恰恰就是相对论里面的距离公式，看你能看出来吗？我们想一想，那些都是欧洲高中和大一学生应该学会的东西，而今天在我们国家多少人象我这样，可能教授当了十几年以后才突然看明白一丁丁点儿的。 所以我想大家既然来到了物理所，投身于物理这样的一个基础学科，希望大家抽空把自己的面拓宽一点，有时候多往深里去理解一点、去试一试水到底有多深，这样可能会让你能静下心来安心地去做一点事情。回到刚才的话题，为什么说我是一个 “反面教材” 呢，因为我的经历可能跟你们这些学霸都不一样。学霸是四年本科，四年得博士的那种，有的用时更短。我从本科开始到拿到博士学位，中间一天未断，一共花了 15 年，中间经历的专业包括激光专业、凝聚态物理、理论物理、表面物理，从推公式、编软件到自己画图纸、加工机械都干过。为什么我遭遇了这么多的折腾呢，我想可能是与个人本身的读书动机不纯有关系。我是 80 年代初的大学生，那个时候生活跟现在不一样，我们大学里除了少数家境特别好的外，很多同学有挨饿的经历。你不能指望一个挨饿的学生有多崇高的理想。所以我们本科的时候就想出国，因为出国能吃饱饭。为了出国也就不在乎专业的挑选了，所以读硕士时我从激光专业改到凝聚态物理。当时整个中国科技大学我就知道有那么一台 X 光机，还是人家地球与空间科学系的仪器，可以说做凝聚态物理的条件是很差的。各位今天在这里读研，大家要珍惜现在这么好条件的地方，别光看着自己实验室的那几台仪器，有空可以到物理所各个实验室去转一转，感受一下世界领先水平的仪器设备。话说我当年做凝聚态物理条件那样差肯定是不行的，所以我就转读理论物理博士。理论物理博士没拿到手的时候，又有了到德国去读实验物理博士学位的机会，我就又去考实验物理，结果不得不转到实验物理，这个时候我的背景就很凌乱了。这样，我在德国选择论文方向的时候就遭遇了一个非常尴尬的情况。那是 1992 年，当时我导师的实验室就有四台 STM（扫描隧道显微镜），那个时候非常粗糙，基本上一星期也扫不出两张图，其实已经很了不起很幸运了，但当时我不知道啊。我导师当时给了我四个方向，让我考虑一下挑一个。可是那四个实验方向我都不懂，以前在国内的实验条件很差我哪个都没做过，我只能找我的德国师兄问。德国师兄说其中有一台非常古老的表面分析仪器，是光电子能谱加上一些等离子体加上质谱，前面一位师兄已经在上面捣腾了六、七年还没毕业，你只要不选它，别的都挺好。于是第二天我就特别傻地跑去跟我导师说其他三个都行，只要不选那个旧的表面分析仪器就行。然后我导师说好吧，那就选这个旧的吧。唉，你可以想象一下我当时有多郁闷，后来这套仪器对我的冲击有多大。那时候我们几乎没玩过仪器，所以我还是用学理论物理的那套方式，先去找相关教科书，搬了套九卷本的德语《电工电子学》回宿舍看，结果那本书的序言里面的有一句话对我影响非常大，我读完以后就把这套书还给图书馆了。今天我也教给在座的，“所有的电工电子学仪器（就是各位将来在实验室会遇到的各种仪器），不过就是以某种方式输出电流和电压” 你别管它叫什么名字，不论叫 STM、AFM、光电子能谱什么的，你别信它这些乱七八糟的名字，它不过就是以某种方式输出电流和电压而已。也就是说，各位在实验室里拿到的图谱不过就是某个仪器输出的电流和电压。你拿到的是用计算机软件画成的图，它和具体的物理之间的关系是需要你好好去琢磨的。我们可千万别把仪器输出来的东西当成物理，各位要是这么做实验物理的话将来就麻烦了。我想各位可能还没习惯于真正物理地思考。比方说我们聊聊大学物理的知识。各位可能不知道，大概这个世界上什么都有，就是没有温度计。所有温度计的测量原理都是通过测量一个别的物理量，然后依据一个可能是扎实的、也可能是不扎实的理论公式或者假设换算成一个数值，那个数值你管它叫温度。相当多的人在做实验的时候，只看自己的仪器给出的 “温度” 那一栏的数值，而不去理解温度是什么，最后吃了相当大的亏。与温度有关的许多烂物理成果就是这样产生的。我听说过一件有趣的事。我们知道在物理所，晶体生长是一个非常重要的方向，因为我们研究凝聚态物理首先要获得具有某种特定物理性质的物质，这种物质可能不再是天然存在的物质，而是需要通过我们的努力才能获得的。晶体生长是一个非常艰难又非常综合的学科，其中有个关键的因素就是温度控制。我们从哪里获取温度、那台仪器测量的数据凭什么叫温度、以及这台仪器可能会造成哪些假的信号都会给我们的研究造成影响。那时我刚到物理所没多久，这一片还是小小的平房，里面有生长晶体的仪器。据说有一段时间某种晶体怎么都生长不好，但是各种条件都控制得很好呀，大家很努力折腾了半年去找原因，最后发现是因为院子里的野猫把那个测量温度的热偶给扒拉得移动了位置。我想当事人可能很崩溃，做梦也没想到会是这个原因。所以在这里我提醒大家一点，在实验室干活的时候，千万不要认为那些仪器都是一个黑匣子，它输出说这是原子图像你就觉得那是原子图像，它说这是温度你就认为是温度，那不是一个物理学家应该具有的认识。做实验的正确态度是，你一定要努力做到你用的那个仪器对你来说是透明的。一套仪器在你面前，从它的物理原理到它的电子学结构到它工作的整个物理过程，到它的理论解释对你来说应该是透明的，那个才叫做实验。我想起来还有一件最重要的事情，是我自己特别尴尬的事情。我从 1982 年入大学读物理，到 2001 年在物理所拿到研究员的位置，也就是所谓的物理教授，但我大概是 2007 年才突然有一天想起来问自己一个问题，什么是物理？我很惶恐。当时为什么会想到问这个问题呢？因为我碰巧遇读了一本书叫《什么是数学》，读完这本书才启发我去问什么是物理。这本《什么是数学》的作者柯朗 (Richard Courant) 大家可能听说过，年轻时在德国的哥廷恩大学工作。大家知道哥廷恩大学里面牛人有多少吗？比方说那个最著名的爱米 · 诺德（A．E．Noether）女士，她 1918 年 5 月 18 号发表了一篇文章《论变换的不变性》，从此世界上才算正式有了理论物理这个学科，这位优秀的女士是哥廷恩大学的第一位女讲师。其他的有大数学家希尔伯特 (David Hilbert)、克莱因 (Felix Klein) 等。柯朗在哥廷恩大学也就是个讲师，德国纳粹上台以后他逃到了美国，就是这样一个德国普通大学里的讲师奠立起了美国的当代数学，建立了柯朗数学研究所。他为了在美国推广数学，努力咬牙写了一本书，叫《什么是数学》，希望能给所有人关于数学的一个全景介绍。这本书的一个非常重要的特点，就是它用最浅显的语言讲最深刻的东西，但是它并不试图去回答什么是数学，作者就是努力勾引你去把这本书看完。因为如果你能把这本书看完，你就对什么是数学有一个自己的回答。所以我觉得这本书光从组织方式来说，都是特了不起的一本书。这本书就勾起了我细想什么是物理。法国人写过《什么是电影》，托尔斯泰写过《什么是艺术》，我们中国的百度网站上也有人说什么是医学，那位作者说 “医学是一门什么都不确定的科学和什么都可能的艺术”。这话有理，如果你生病了去医院，很少会有医生能说清楚你到底得的什么病，这个病的病理到底是什么——什么都不确定。参考这句话，我觉得可以给物理学一个定义：物理学是一种什么都想理解的渴望，或者是一种野心——在理解的基础上，人类还凭借物理学创造。今天我们生活在一个用技术支撑起来的高度发达的社会，而支撑我们这个社会的高度发达的技术，如果仔细检查一下，会发现它们的基础差不多都是物理学。比方说，今天地球表面有 70 多亿人口，还能吃饱饭，那是因为有化肥。发明合成化肥的方法当然是化学家的事情。可是你知道产生化肥最关键的是催化反应，那里是物理发挥作用的地方。还有我们使用的手机，里面处处都用到物理学的基本知识。那么物理到底来自于哪儿？《生活大爆炸》里 Sheldon 博士说大约开始于公元前 600 年前的某个仲夏夜。我想他可能指的是这位古希腊的米洛斯岛上的先知泰勒斯。泰勒斯有一天突然明白了，这个世界并不仅仅是由神控制的，而且是人可以理解的。我想这应该不仅是看做物理学，也可以说是人类主动性认知的起源。从那时起，物理学就一直在往前艰难的前行着。物理学经历了差不多 2600 年，到今天才大约有一点点科学的味道。如果你用物理学的标准去看某些别的学科，鲜少有能达到 “科学” 的高度。那么物理到底是个什么样的事业？唐朝的杜甫老师给了一个非常简单的定义 “物理固自然”——物理就是关于大自然的事情。 在西方语言里“physics” 这个词源于希腊语φύσις，也是“自然” 的意思。这些都注定了物理学所关切的现象就是这个大宇宙里面发生的任何事情。所以大家千万别把自己的眼界就是限制在所谓的“凝聚态物理”，不要以为你学凝聚态物理，气体理论、等离子体物理就可以不懂。物理所的等离子体方向死了是一件非常可惜的事情，物理所有很多人在从事各种气相法生长薄膜，炉子里面在点燃着等离子体，可相当多的人一辈子也不懂啥是等离子体，就在那儿瞎忙活，这其实很可惜的。物理学的性质是用思想去理解世界，认识世界、创造生活，它的研究对象是 everything，所以说不管对自己将来的研究、还是对自己的认知，都不要首先去加一个莫名其妙的限制，你一定要记住一个物理学家，它的研究对象是这个宇宙里所有的存在。如果从空间尺度上来说，也能注意到物理学的野心。它研究的内容大到整个宇宙，小到世界上最小的存在——中子和质子里面的夸克结构，甚至更小。到目前为止，物理学家触手去碰到的尺度，小到这一次的所谓的 “引力波探测”——把手伸到了 10^-21 米的分辨率；大到目前我们号称能够观测的范围大约是 65 亿光年，大家可以想象这有多大的范围，这是物理学家伸手触碰的空间尺度。在时间尺度上，物理学既研究宇宙的整个历史，也研究发生在很短时间内的事件。从整个宇宙诞生到现在一共约 137 亿年，一直到目前为止物理学家能够拍电影做视频的时间尺度是 10-15 秒。现在我们的脉冲光学在光学实验室能够实现的脉冲是 10-18 秒的量级。当然，理论物理学家会走得更远，他们把时间最小的尺度又延伸到 10-21 秒。我们研究最微观的世界，可能需要的是最宏观的关于整个宇宙的知识。所以西方物理学界给物理学一个形象——贪吃蛇。贪吃蛇的蛇头，就是宇宙层面上的物理问题；蛇尾，是基本粒子层面上的物理。最宏观的头，衔着它最微观的尾巴。在这样一个彼此关联又相互独立的领域中，我们对自己所做的事要有认知。比如说导师给你个样品，你扫了一个莫名其妙的谱然后不管结果对不对，交给导师就完事了，这是最低层面的基本认知过程—啥都没获得。 高层面的认知有一个很重要的能耐，就是能够预测。狄拉克曾思考怎么把 X2+Y2 分解成 (αX+βY)2 的形式，这在我们的数学老师看来是不可能的事情，但狄拉克就愣是把它分解成了完全平方项，从而构造出了相对论量子力学，知道相对论波函数应该是四分量的，然后就预测到这个世界上存在反粒子。再举一个例子，研究中子分裂成质子加电子的过程中，人们发现动量和能量有点不守恒，许多人要因此放弃动量守恒和能量守恒，又是刚才那位年轻的天才泡利说 （大意）“我坚信物理学遵守能量和动量守恒。如果能量、动量不守恒的话，那一定有一个调皮捣蛋的家伙给带走了一部分，而你不知道，你看不着它而已。” 于是，泡利预言了中微子的存在。像这样通过理论进行预测的物理学家，才是了不起的大家。但还有人比这水平更高，用简单的一个原理就构造了一整门科学。现在网上有一些很流行的话，比如 “任何不以结婚为目的谈恋爱都是耍流氓”，但是这种表达方式恰恰就是我们热力学奠立的最根本的基础。如果大家有能力去读 1824 年卡诺建立热力学的第一篇法文文章，你会发现卡诺原理就是最基本的一句话 “任何不以做功为目的的热传导都是浪费”，这句话是热力学最根本的原理。这个原理出世十年以后，才有克拉珀珑在 1834 年读懂了，画出了卡诺的理想热机的循环。他在这篇文章的最后还随手甩了一句话，说 “如果对于任何一部热机，不以做功为目的的热传导都是在浪费的话，那么灶上面那个正烧开水的壶，它最大的浪费的地方不在壶里面，而在炉子和水壶的交界处。” 而这样一句话等了约 50 年以后才终于被一位工程师狄赛尔 (Rudolf Diesel) 读懂，如果最大的浪费是在炉子和灶的界面上，那么好的热机就不应该把炉子架在灶上，而应该是把灶建到炉子里面，从此我们的世界上有了内燃机。这些人才是真正的有大学问的人，这些学问才是物理学里面最该学到的东西。现在社会上有人提到了学物理也要学人文，好像物理不是人文似的，好像他们知道学物理的该怎样也学人文似的。其实物理学家天生就应该是哲学家，看起来不像哲学家的人也不好意思说自己是物理学家。为什么呢？因为从一开始，按照安得洛尼柯把亚里士多德关于这个世界的一些思考分成了两部分编成了书，前面一部分都是关于自然的就叫 Physics，后边一部分，大概有一点胡说八道的就放到 Physics 后面，叫 Metaphysics (字面上就是物理后)，被中国人翻译成了形而上学。Metaphysics 到了 19 世纪，经过康德把里面的神学内容抽取了以后才有了哲学。现在欧洲相当多的大学里面，当你获得一个物理博士的时候，拿到的还是自然哲学博士学位 (By the way，鄙人很荣幸地拿到一个自然哲学博士学位)。所以如果大家觉得自己的热力学许多内容不知从哪里来，尤其什么绝对零度不能达到的等等，你去读读康德的《纯粹理性批判》，我负责任地说康德比你们的物理老师清楚。这里我还想提醒大家一句，我在复旦的哲学大讲堂上跟学员们解释，不要把哲学家康德理解成某些地方哲学系里的教授，哲学家康德首先是个数 - 学 - 物 - 理 - 教 - 授，professor of mathematical physics。物理学的一个很重要的功能是描述，描述就需要用语言，而物理学最基本的语言是数学。其实数学和物理之间的 interplay 过去在相当多的人身上是分不清楚的。比方说这位了不起的法国人庞加莱 (Henri Poincaré) ，他是法兰西学院下面五个 académie 的院士，是数学院士、矿物学院士、语言学院士、法学院士和 académie franҫaise 的院士 (休息十分钟，膜拜下！)。爱米 · 诺德女士只是一个讲师，她爸爸是著名的数学教授，她在哥廷恩大学跟着希尔伯特。我前面说过她 1918 年 5 月 18 日发表的那篇论文《论变换的不变性》奠立了整个近代理论物理的基础。各位如果想把物理学明白，尤其是理论室的同学，有空的话好好去琢磨那些群论啊、规范场到底都在说什么，其实就只有一件事情：物理学研究的是变化里面的不变性。人家这篇数学论文简单的一个题目，就把物理学的关键思想给说清楚了。但是要求物理学家跟数学家一样去学会那么多数学，确实不是一件容易的事情。据说希尔伯特说过一句有名的话 “物理对于物理学家来说实在是太难了！” 他为啥这么说呢，因为他知道物理需要用到很多数学，而那是物理学家难以掌握的。但是大家也不要因此就觉得自惭形秽。反过来我们也可以说，关于方程—或者关于数学—的美还真不是数学家能看出来的。真正美的数学一定是反映了我们这个真实的物理世界，那还真得要用物理学的眼光才能看出来它美在哪儿。我们本科时候基本上学过的方程就是这些，从简单的牛顿力学经过理论力学的哈密顿雅可比方程，就可以凑出一个量子力学的薛定谔方程。此外还有简单的微分 1 - 形式的热力学主方程，电动力学的麦克斯韦方程组，由其而来的狭义相对论；量子力学除了薛定谔方程，处理电子的问题有泡利的两分量形式和狄拉克的四分量形式，另外还有一个独立的广义相对论。但是我相信我们的大学本科好像没能够提供这么多的课，至少我上大学时没学到这些。同学们如果觉得自己还欠缺一点的话，平常工作的时候手边随手带本书慢慢补一补。除了数学基础不够外，我们的教育欠缺的，还有一些思维方式的不同。比方说了不起的天才麦克斯韦（James Clerk Maxwell），据说十二三岁的时候也被父亲撵去从画鸡蛋开始学画画，但蛋实在是太难画了。达芬奇因为擅长画所以坚持画了下去，许多人不会画呢就干脆不画了。可是，恰恰麦克斯韦想的是，如果先把这个鸡蛋的方程写出来会不会就好画一点了？这是一种思维方式的不同，换个角度去思考。那么怎么画鸡蛋的方程呢？先从一个近似的形状椭圆出发，椭圆方程是 L1+L2=C，可是如果只把椭圆的方程看成这个数学方程 L1+L2=C 的时候, 你就把它物理的内涵给丢掉了。这个方程正确的写法应该是 1L1+1L2=C，这个 “1” 是不可省掉的，因为这两个 “1” 告诉了我们椭圆关于两个焦点的对称性，决定了椭圆的两侧一样大，所以只要把其中一个 “1” 给赋予不是 1 的数值，画出的图像就一头大一头小了，那就是鸡蛋的方程。麦克斯韦在 13 岁的时候很轻松地写出这个方程 L1+a*L2=C, a 只要不等于 1 鸡蛋就一头大一头小。所以他爸特兴奋，求一个数学教授把这个结论写成论文提交给了苏格兰皇家科学院。皇家科学院乐疯了，有数学家能写出卵形线方程来了，我们一定要请他来作报告。第二年春天科学院门口，一辆小马车送来了一个穿花格子呢裙子的小男孩。今天各位是我们拿大轿车给请到物理所来的，期待各位什么时候也可以给我们作个关于某个重大发现的科学报告。我等大家，耐心地。我拿自己的工资请你，请你不要嫌少。麦克斯韦这样一个了不起的人，当他成年进入物理学研究的时候做出了更多的贡献。我们都知道的电磁感应定律，四个定律都是左边一项右边一项，但是当麦克斯韦把这四个方程写在一起的时候，他就知道这个方程从数学本质上来说哪里不自洽了。于是他在第四个方程的右边，加上了一项，就是所谓的位移电流。位移电流的加入让杨振宁先生都觉得特别痴迷，所以前年杨振宁先生在 93 岁的高龄还专门写了篇文章探讨麦克斯韦加上位移电流这一项的时候到底是怎么想的，大家可以去好好读读。当然麦克斯韦不仅仅会推推公式，他还做实验，不光给出了三原色理论，并且在物理上验证。人类的第一张彩色照片就是他拍出来的。物理学家是天生的语言学家。了不起的英国人托马斯 · 杨 (Thomas Young) 给出了双缝干涉的解释，但他的职业是医生，业余当个物理学家。以后你们学固体物理、弹性力学的时候会遇到更多关于托马斯 · 杨的发现。当欧洲的强盗们在埃及挖出一块黑乎乎的石头（罗塞塔石碑）上面有三段古文字的时候，那是古希腊古埃及文字，谁也不认识，他们没有去找语言学家，而是来请教这位物理学家。我们熟悉的哈密顿量对应的那位 Rowan Hamilton 先生，大约在 13 岁到 14 岁的时候就学会了从英伦三岛各种方言、经欧洲大陆的语言、小亚细亚的语言、阿拉伯语、波斯语、一直到印度语。后来，他突然明白了欧洲的语言是从印度北面来的，于是提出一个重要的语言学概念，叫印欧语系。这些奇迹，都是人家的物理学家在十几岁时做下的事情。物理学家一定要养成思考的习惯。说起薛定谔，我们学物理人想到的是薛定谔方程，很多社会上的人科普看多了，提起薛定谔就想起了薛定谔的猫。但是薛定谔的猫是他 1935 年那篇论文里讲述如何建立起微观状态的宏观对应物或者标签的，根本不是那些科普作家写的东西，各位同学如果想谈论薛定谔的猫，一定要花时间去读人家 1935 年那篇论文的原文。我们始终错误地以为薛定谔是一位物理学家，其实薛定谔首先是一个文化学者，他为了把古希腊文化带到德语文化里面花了大量功夫，并且因为保护法国南部普罗旺斯（Provence）的诗歌，还获得过联合国教科文组织的大奖，做物理对他来说有点业余的意思。当他 1944 年在苏格兰住着的时候给了六个讲座，攒到一起写了本小书叫《what’s life》，他想到的是生命和无生命物体到底区别在哪儿。作为物理学家他做了两个简单的预言：一、生命一定存在能够存储信息、传递信息的一个东西，后来证实了生命的确有 DNA，别人因此获得了 1957 年的诺贝尔生理或医学奖。二、如果存在传递生命信息的东西，首先它不能是晶体，因为晶体能编码的容量很小，同理它也不能是气体和液体，所以说它一定是个准周期的 (aperiodic) 结构。1984 年 Schechtman 在铝锰合金里面发现了准晶结构，因此获得了 2011 年的诺贝尔化学奖。这才是一个物理学家对世界的影响, 对其它学科的影响。物理学家作为一个思想者，若以 “华山论剑” 来评价物理学家，如果到最高层次上我还在跟你拼力气的话，那就丢人现眼了。高手只要比划两下、放下几句话就足够了。最高层面的物理学家不应该是解决问题的，而是发现问题甚至是去制造问题的。诺贝尔奖得主莱德曼（Leon Max Lederman）有一句很有名的话，“如果宇宙是答案，那么关于这个宇宙的问题是什么”，如果不是把物理学做到相当深刻的层面，是想不出来问 “关于宇宙的问题是什么” 的。我们化学所有一位年轻的院士，做亲疏水、亲疏油的工作，在发了一堆 natur_e、_nature materials 后，有一天他才提出了一个问题 “鱼为什么在多么脏的水里都是干净的？”，这个问题你会错误地觉得很浅显，但是如果不是把学问做到那个份上，你永远想不起来这个问题。大科学家的最高境界是发现问题甚至是制造问题，因为如果要提出一个有真正科学价值的问题的话，需要你一定要把科学做到一定的境界。大家可以慢慢培养这种能力。但是光说不练是假把式，真正的物理学家还应该是实践者。我们知道电磁学存在屏蔽现象，可是你敢不敢穿着金属丝编的 T 恤，外面加一个大金属壳，中间加 50 万伏高压坐在这儿思考？物理学可能是来自生活的一个简单的问题，但这其中要灌入我们的思考才可能产生真正的物理学。物理是一门积累的学科，所以各位一定要耐心，我们不能像人家做生物的，进实验室两个月学会基本技能过两年发几篇 nature，或者说学编程的，学的东西三年不用基本上就废了。物理学是一门积累的学科，此前发展的物理学包括那些错误的东西都有用，所以说我们学物理的人不能急切指望成才，而且物理学本身的进展也要求不能急功近利。我讲一个简单的问题。爱迪生发明了电灯，灯泡灯丝只能用碳丝和钨丝，因为碳丝和钨丝最黑，那么为什么我为了寻求光亮反而去找最黑的物质，这里面就不仅有哲学问题，还有物理问题。物理学家就去研究黑体辐射 (黑体辐射曲线当然该是炼钢炉的产物)，根据实验曲线，有个叫普朗克的热力学老师就瞎凑了熵和内能关系得出这样一个公式，从这个公式出发得出一个函数解就能和实验曲线匹配好。匹配完之后他又试图去给这个东西找道理，他要用统计物理去得出同样的公式。大家知道统计物理玩的就是把 N 个球放到 P 个盒子里，这些值永远都应该是整数，所以说他就要求 U/hυ=N 是个整数。结果，用统计物理他竟然神奇地也得到了这样的一个曲线，就是说从两个完全不同的假设出发竟然能得到了同样的一个很复杂的、但是完美地拟合了实验结果的函数，所以就必须去严肃对待 U/hυ=N。如果一个量除以另一个量等于整数的话，那除的那个量，除数，就应该是前者的单位，这最后竟然导出了能量有基本单元这个结论。这就是能量的量子化问题。接下来导出了量子力学，但量子力学也没解决灯泡的发光发热问题。1950 年前后科学家把量子力学用到晶体上，让我们知道了什么叫导体、绝缘体。知道了什么叫导体、绝缘体，就提出了半导体的概念。于是在 60 年代至 90 年代一直到现在我们都玩命去发展半导体科学和半导体技术。最简单的半导体技术就是我们小时候抱着的那个收音机，收音机干脆名字就叫半导体。在 2000 年前后，我们终于做出了一个半导体结构，把大量的能量都用来发光，发光了以后还挺凉的这样一个冷光源，解决了 1850 年前后遭遇的这个 “发热还是发光” 的问题。这是一个技术层面上提出的问题，灌入了物理学的思考后产生了量子力学这样一门彻底改变了世界的学问，用了 150 年左右的时间才终于解决了这个问题。所以说大家一定要记住，物理学不是急功近利的学问。不管是物理学的进展，还是对自己的培养，都得沉住气。就算我们没有多大的野心，也要对社会有所贡献。那么学会一点物理，哪怕是一个简单的实验，对于社会都有很大影响。比方说，第一届诺贝尔物理学奖给的就是关于 X 线的发现，当年居里夫人也开着救护车，在战场上用 X 线给伤兵检查，居里夫人伟大的人格我们应当铭记。还有后来的核磁共振、CT 扫描都是从物理实验室搬出去的，学会一门实验将来哪怕到一个大医院工作其实也很好。物理学改变了我们的生活方式。 在信息领域， 我们从简单地把声音信号转换成电信号再转化成声音信号 (电话) ，到我们有电感、电容原件去玩无线电信号，再到光纤通讯，一直到今天有互联网。大家可能都听说过互联网的技术是起源于要给理论物理学家提供便利，因为粒子碰撞实验产生大量的数据，每天用 9 针或者 24 针的打印机那要打印成卡车的数据运到理论物理学家门口，让他们计算。这逼得实验室的工程师们不得不想办法把实验数据用电信号的形式传递到理论物理学家的办公桌上，这才有了 EMAIL。其实 EMAIL 好像在 70 年代初就有了，但是这个利用价值太大所以立马被封锁了，直到 80 年代末 90 年代初才重新回到民间。中国的第一个 EMAIL 是 1986 年从高能物理所发出去的. 这些都是物理改变世界的地方。物理学也会改变我们的认知。如果大家的物理理论水平不是特别高的时候，请大家一定要踏踏实实地替导师做一些简单的事情。 比方说这位夫琅和费，他是个孤儿，在一个玻璃厂工作。他也没有什么多少学问。可是人家这地方有最好的玻璃，听说牛顿爵士说拿一个棱镜对着窗户就能发现光谱，夫琅和费拿最好的玻璃棱镜对着太阳光一照，发现根本就不是什么红橙黄绿蓝靛紫的连续波带，而是上面有密密麻麻的各种暗线。作为一个对物理不是很懂的一个人他能干什么？踏踏实实做事情！他把这 576 条暗线的位置仔仔细细地都标清楚了，从此以后才有了光谱分析的技术，人类发现新元素和分离新元素的速度才迅速提高起来，然后有了新元素，我们才认识到远方的星星到底是什么。比方说，我们太阳主要是由氢和氦组成，这才有了人类能够所谓认知远方的能力，而这些都来自于一个对物理几乎不太懂的一个小学徒的努力。大家不要妄自菲薄，就踏踏实实在这个地方、在接下来的四年里面努力做好一件事情，可能就能够奠定你这一辈子的成就。当然了，物理学让人觉得很非常 powerful，可是作为物理学家首先应该是个人文学家，要懂得物理学既是造福人类的东西，也是一个作恶的工具。作为一个物理学家，可能也在魔鬼与天使之间辗转。大家可能听说过，物理所和德国的弗里茨 - 哈伯研究所（Fritz Haber Institute）关系很好。哈伯是一个了不起的帅哥，他率先合成氨，使得人类有了化肥才有了今天的繁荣。但是也是这位老兄首先开启了化学战。1917 年第一次世界大战快结束的时候，他在法军的上风头泄露了 17 瓶氯气，造成了几万人被氯气烧灼的残忍场面。他的做法让他的妻子伊美娃 (Clara Immerwahr) 非常难以忍受，最后选择了自杀。 这就是一位在魔鬼与天使之间的科学家。大家学物理的过程中一旦掌握了某些理论或技术的时候，永远记住物理学家首先做的是人，如果你没有能力成为天使，也千万不要堕落成魔鬼。接下来我想说，学物理的过程中一定要想办法把自己的知识整合得系统一点。其实物理学的组织原则就是共轭。想象两头牛的力量要往一个方向使，那么它们俩之间就因为这个共轭就有了一套关系，这种关系就是我们物理学里面最需要理解的关系。你会发现热力学是用这种共轭关系组成的。 每一对变量比如熵和温度、体积和压强、表面能和面积等等都是关于能量共轭的，而经典力学、量子力学等其他地方的一对对变量都是关于作用量共轭的，因此我们也就明白了为什么热力学和其他力学完全不一样的道理在于它的组织方式完全不一样。当然物理学本身有一些最基本的原理，比方对称性原理。这些原理不仅贯穿于物理，它首先贯穿于存在。不管是对于蜻蜓，还是这张脸，对称性才是它美的地方。对于这张脸来说，对称与否不过是漂亮不漂亮的问题。可是对于蜻蜓来说，两侧翅膀对称不对称性是性命攸关的问题。这些也都体现在物理学的构造上。我个人认为，“物理学是一条思想的河流”。说这句话我是受了马赫的影响。有些不靠谱的科学史家总宣称量子力学是一种革命，还有什么相对论的革命，但马赫说得非常清楚，“物理学里面不存在革命。如果你看到了革命，那是因为你知道的少。” 每一种思想都会在之前有人提及或者有它的前驱物。西方物理学家从欧洲的最简单的神学思想，认为世界是上帝创造的，上帝创造用最少的动作，这就是 least action principle，不是我们汉语学的什么最小作用量原理，它就是最少动作原理。懂得这个道理时，然后就写出作用量，有这样一个欧拉 - 拉格朗日方程，方程再往前推一步和量子力学结合时候才有所谓的量子力学第三种表述，即路径积分的表述，等等。知道这些思想最起码能帮助我们咬着牙也要把那些特别难啃的物理书读完。郭德纲有个相声说得好。他说他很悠闲地说泡上一杯咖啡，撒上点香菜，拿起一本英文报纸看。搭档于谦说英文报纸你看得懂吗？郭德纲的回答是，我当然看不懂，我要看懂我还看它干嘛！这听起来是个玩笑，其实对于我们在座各位学习的人来说有非常重要的启发。我建议大家一定要好好去多看那些看不懂的书。一本书你看得懂，你看它干吗？你们现在在读研究生，时间那么紧，你们应该整天忙着去看看不懂的书。我想可能会有相当多的同学最后会走入非常压抑的状态，我本人就曾经一直感到非常压抑，就是发现物理实在太难了，真学不懂啊。不过，直到 1993 年的某一天我读了一句话就放宽心了。1990 年左右两个化学家发现了室温核聚变。室温核聚变啊，如果是真的我们士兵扔的手榴弹就都是氢弹，大家想想这个局面有多吓人！室温核聚变这篇文章发出来以后，全世界的物理学家就跟苍蝇似的乌泱泱地扑上来做室温核聚变，做了两三年也没有进展 (最后就是个大乌龙)。大家知道室温下化学反应，每一个事件对应的典型能量是电子伏特，核聚变每一个事件的典型能量是 107 电子伏特量级，那是十倍百倍的兆电子伏特，这中间光能量上都差六七个数量级。从温度的角度上来看，1 电子伏对应 11600 度，你想想这和室温差多少量级怎么可能有室温核聚变。可是多数物理学家不懂啊。最后有一位德国马普所的物理学家就做了一个非常重要的总结性评论，说 “大家也不要觉得很奇怪嘛，其实这个世界上 80% 的物理学家根本不懂物理”。其实在座的将来如果能有 20% 能成为懂物理的物理学家，那都是奇迹了。所以说对于物理学这个行当，大家一定要放宽心，千万不要因为过两天学不会物理，然后你就郁闷地跟自己的导师着急、跟研究生处的老师着急、甚至想练练跳楼—不值得！请大家一定要记住，物理学是一门 80% 的物理学家都根本不懂的学科，不是说你们这些刚踏进门槛的物理博士生，人家说的是那些有头有脸的外国名校大教授可能也许大概根本就不懂，所以请大家千万不要为此太伤心。不懂就不懂吧，好好地踏踏实实做点事情，毕业了就行。相当多的人认为学物理很难，比方说有人老跟我抱怨说量子力学难。可是大家如果真的懂了量子力学以后，好好看看量子力学内容的导入，不管是薛定谔方程、自旋的描述、对光谱的理解，等等，所有的东西每一项都来自于经典力学。大家想想一个最基本的事实，创造量子力学的人手里只有经典物理，所以量子力学骨子里头全是经典物理学，没有别的。如果你觉得量子力学难，那就难在你没学会经典力学，你经典力学根本就不会量子力学当然看着难了。为什么欧洲那些创造经典力学的人不觉得量子力学难，像泡利似的高考完了就是世界顶级物理学家了。泡利看相对论也不难，因为他中学就学了协变形式的经典电磁学，你别告诉我你没听说过协变形式。对于 21 世纪的人，尤其是我们在座的将来要拿物理学博士的人来说，物理学知识真的应该是我们的标配，所以希望大家在物理所有这么好的条件，在接下来这几年的时间里好好做论文，该恋爱恋爱该结婚结婚，但是别忘了一件最重要的事情，多少花点时间学一点点儿物理！谢谢大家！本文转载自微信公众号 “中科院物理所”。
显示器的使用注意事项1、水分是液晶的 "天敌" 如果在开机前发现只是屏幕表面有雾气，用软布轻轻擦掉就可以了，然后再开机。如果水分已经进入 LCD，那就 "烤烤干"。当然不是在火上烤，只要把 LCD 方在较温暖的地方，比如台灯下，将里面的水分逐渐蒸发掉就可以了。另外在擦拭屏幕表面时一定要拧干软布，绝对不能让水流到液晶屏内部去。2、没事就关掉液晶屏 合理使用、有效保养对 LCD 的使用寿命至关重要。一般来说，不要连续使用 LCD 超过 72 小时。如果暂时离开或者不使用电脑，请关掉 LCD。 LCD 面板是由液晶矩阵构成的，过长时间的连续使用，会使晶体失去特性，也就是说如果长时间的显示一种固定的内容，即使关掉了 LCD，但屏幕还在显示这个图像而造成损坏。 当然，避免它的发生很容易，设置屏保或者直接关掉 LCD 都可以防止该问题出现。3、尊重 LCD 的脆弱性 越 "高贵" 的东西就越 "脆弱"，LCD 也不例外。若您用手指轻触 LCD，屏幕画面便会产生一圈圈的水波纹，这正是 LCD 所共有的现像，若您直接碰触或直接用力的撞击 LCD，则很容易造成 LCD 上细小线路与装置的损伤，最常发生的情形就是产生所谓的 "坏点"。而拿块破抹布擦显示屏的做法对於 LCD 而言简直就是 "重伤害"。在使用清洁剂的时候也要注意，不要把清洁剂直接喷到屏幕上，它有可能流到屏幕里造成短路。正确的做法是用软布粘上清洁剂轻轻的擦拭屏幕。记住，LCD 抗撞击的能力很小，许多晶体和灵敏的电器元件在遭受撞击时会损坏，这种损害，无论是损害到很小的电子元件，还是损害整个屏幕，都只能进行屏幕更换。正确清洁显示器的方式1、在您清洁显示器之前，请从电源插座拔出插头。2、我们知道水是液晶屏的天敌，所以擦拭时绝对不能有流动的水在屏幕上滚动。请使用稍微以水湿润的干净软布并拧干，向同一个方向进行擦拭。如果可能的话，请使用专业的液晶屏清洁液，并按其说明方式来擦拭。 4、如果要清洁黝灰色的显示器外壳，请避免使用任何种类的清洁剂。 5、清洁剂会在塑料上遗留乳白状的残留物，如果是深色的塑料更是明显。 6、能使用以温水稍微浸湿的布来清洁外壳最佳。 7、塑料或接近外壳边缘之处可能会有装运时产生的白色粉末。 如果您发现白色粉末，请擦掉即可。 8、暗色塑料可能会比淡色塑料呈现更多刮痕与白色的磨损痕迹， 请小心搬运您的灰色显示器。 9、请勿使用苯、稀释剂、硫酸铵、摩擦清洗剂或压缩空气来清洁。
LaTeX 排版过程中有不少（约定俗成的）规则，它们是区别「熟练掌握 LaTeX」与「会使用 LaTeX」的关键因素。LaTeX 排版过程中有不少（约定俗成的）规则，它们是区别「熟练掌握 LaTeX」与「会使用 LaTeX」的关键因素。这些规则或习惯，有一些不是必须的，做好以后排版会更加美观，有些则是必须的，做不好就是错误的。记录在此，以作备忘！文字间距与分段正文部分用空格分开单词。一个换行符等同于ー个空格，多个空格的效果与一个相同。自然段分段是空一行，空多行相当于一行，少用 \par 与 \\。对于期刊模板，段落之间留不留空间，是期刊格式决定的，不要自己去改。改变字体属性\bf、\it、\rm、\sc、\sf 不要用了，没有叠加效果、已过时。可以用 \textbf{}、\textit{}、\textrm{}、\textsc{}、、\textsl{}。\textit 和 \emph 不一样，有些语系排版「强调」不是用意大利体表现的。 「斜体」\textsl 和「意大利手写体」\textit 也不一样。中文字体与排版没有所谓的「斜体」，甚至有些字体没有粗体。中文有时可以用黑体来代替粗体，用楷体代替斜体。times 和 txfonts 宏包已经过时了，很多 bug，尽量用 mathptm 或 newtxtext，newtxmath 宏包。区分公式与文字数学公式包含在 等数学环境中，排版后一般是斜体，字符加粗应该用 \mathbf{}、斜体变正体应该用 \mathrm{}，避免出现 \textbf{} 与 \textrm{}。\bf A $\rightarrow$ $\bf A$ 就是错误的数学字符输入方式，\mathbf{A} $\rightarrow$ $\mathbf{A}$。如果使用了 amsmath 宏包，公式中输入文本可以用 \text{}。本文数学字符命令省略了数学环境 。特殊数学字体可参考 lshort-zh-cn 或 symbols-a4 文档，也可以在命令行输入 texdoc symbols 即可打开 symbols-a4，前提是安装了 texlive。\mathcal $\rightarrow$ $\mathcal{A}$ 是欧拉书写体字符；\mathbb $\rightarrow$ $\mathbb{R}$ 是空心数学字符；\mathscr $\rightarrow$ $\mathscr{A}$ 是花体手写字符，需要 mathrsfs 宏包。正确输入数学算符错误写法：sin s $\rightarrow$ $sin~x$，正确写法：\sin x $\rightarrow$ $\sin x$.错误写法：ln s $\rightarrow$ $ln~x$，正确写法：\ln x $\rightarrow$ $\ln x$.错误写法：exp s $\rightarrow$ $exp~x$，正确写法：\exp x $\rightarrow$ $\exp x$.单位直接在数学模式中书写% \usepackage{siunitx} \SI{10}{kg}$\rightarrow$ 10 kg.行间公式输入不用 $$ $$，而用 \[ \] 来排版行间公式。$$ $$ 为 TeX 的原始定义，amsmath 重定义了 \[ \] 来表示未编号的行间公式。在公式的段落间距处理等方面 \[ \] 要优于 $$ $$，参考链接。不用 eqnarray 来排多行公式，多用 align，因为看似 eqnarray 提供一些方便，却造成了严重的间隔混乱。align 是 amsmath 提供的环境，在对齐与间距等方面处理的更好。公用编号的多行公式多个公式组在一起公用一个编号，编号位于公式的居中位置，amsmath 宏包提供了诸如 aligned、gathered 等环境，与 equation 环境套用。\begin{equation} \begin{aligned} a &= b + c \\ d &= e + f + g \\ h + i &= j + k \\ l + m &= n \end{aligned} \end{equation}如果两列都要左对齐，然后整体居中\begin{equation} \begin{aligned} &a = b + 1 && e = c + f + g + 3 \\ &c = d + e + 2 && c = d + e + 2 \\ &e = c + f + g + 3 && a = b + 1 \\ \end{aligned} \end{equation}aligned 与 equation 环境套用，公式间距是自动调节的，如果有分式，分式也是 displaystyle.如果用 array 与 equation 环境套用，有时候需要手动调整公式行间距和 displaystyle.[](#微分符号-mathrm-d-x "微分符号 $\mathrm{d}x$")微分符号 $\mathrm{d}x$十分繁琐的输入微分符号 $\mathrm{d}x$\int f(x) dx $\rightarrow$ $\int f(x) dx$\int f(x) \,dx $\rightarrow$ $\int f(x) \,dx$\int f(x) \,\mathrm{d}x $\rightarrow$ $\int f(x) \,\mathrm{d}x$推荐写法：% \usepackage{physics} $\int f(x) \dd{x}$$\rightarrow$ $\int f(x) \,\mathrm{d}x$或者% \newcommand*{\dif}{\mathop{}\!\mathrm{d}} $\int f(x) \dif{x}$$\rightarrow$ $\int f(x) \,\mathrm{d}x$几种连接符连字符（hyphen） - 通常用来连接复合词，比如 daughter-in-law.连接号（en dash） -- 通常用来表示范围，比如 see pages 5--7 $\rightarrow$ see pages 5-7。如果真的希望连续输入两个连字符，使用 {-}{-}。破折号（em dash） --- 是一个正规的标点符号，用来表示转折或者承上启下。要注意的是，破折号与其前后的单词之间不应该存在空格，例如A specter is haunting Europe --- the specter of Communism.A specter is haunting Europe—the specter of Communism.排版中的减号应该比连字符要长，因此用来表示减号或者负号时，请严格使用数学模式 -5 $\rightarrow$ $-5$ 而不要使用文字模式 -5。为了避免和减号混淆，有的地方最好不要用 en dash。with temperature of −5 to 25°C 【正确】with temperature of −5–25°C 【错误】几种转置字符转置符号好像并没有严格的规定，好几种都在普遍被使用。但是有一点是明确的，转置符号不能是斜体。常见的转置符号大概有四种$\mathbf{A}^\mathrm{T}$ $\mathbf{A}^\top$ $\mathbf{A}^\mathsf{T}$ $\mathbf{A}^\intercal$单双引号的使用单双引号的使用。正确的单引号使用方式：左引号为 (全键盘上数字 1 左侧键位)，右引号为 ‘ (分号右侧键位)。双引号则重复输入两次即可(即 ` “)。切记不是平常引号的输入方式。英文简写的用法一些英文简写的用法。that is 写作 i.e.,，for example 写为 e.g.,，而「参看 / 参考」简写为 cf.。注意，前两者有两个 . 且末尾要有 ,，而「参考」的简写只有一个 .。引用参考文献文中在引用参考文献时要用 ~（而不是直接空格）来产生空格。例如，「state-of-the-art MIL algorithms, e.g., miFV~\cite{bibmiFV} and miGraph~\cite{bibmiGraph}, and …」用 ~ 来产生空格的好处是使得 miFV [5] 作为一个整体，在换行时不会发生 [5] 与前文分开而单独处于行首的错误情况。~\ref{} 命令同理。公式间距与标点文中，特别是在 equation 环境下，如果要插入公式，则公式后一定要有标点「逗号」或「句号」。也有人推荐在公式后加入 \,,（逗号）或 \,.（句号），总感觉太过麻烦。正确使用的情况下，一般不要去调数学字符的间距，如果确实需要，可以参考\quad、1em、em、m 代表当前字体下接近字符‘M’的宽度。参考资料低水平 LaTeX 作品的特点强迫症的 LaTeX 学习笔记漫谈 LaTeX 排版常见概念误区本文转载自：https://andy123t.github.io/2020/06/10/LaTeX-Notes/
【前言】因为写作语言是一个具有比较多注意事项的方面，因此，我从很多网站和书上引用了相关内容，这里作为一个总结，我会不断更新这部分内容，给大家作为参考。内容来源：https://writing.wisc.edu/Handbook/ClearConciseSentences.html【正文】如何写出简洁的语句注意：这部分内容不是对全文都适用的，而是对那些需要简洁语句的部分。在不需要简洁的部分，下面的内容可能还是使文章不会用词过于单调的办法，注意区别使用使用主动语态在写学术论文时，尽可能使用主动语态。被动语态通常需要更多的词，而且可能导致逻辑混乱。主动被动语态举例：主动: The candidate believes that Congress must place a ceiling on the budget.被动: It is believed by the candidate that a ceiling must be placed on the budget by Congress.注意：如果句子的主语是匿名的，尝试选一个一般的术语，比如 “researchers,”“the study,”“experts in this field.”什么时候使用被动语态：强调某一个行为而不是执行者After long debate, the proposal was endorsed by the long-range planning committee.为了使文章的主语和焦点保持一致The data processing department recently presented what proved to be a controversial proposal to expand its staff. After long debate, the proposal was endorsed by. . . .不想指出作者姓名The procedures were somehow misinterpreted.描述一个场景，实施者未知或不重要Every year, thousands of people are diagnosed as having cancer.建立权威的语气Visitors are not allowed after 9:00 p.m.把行动放在动词中好的：The committee has to approach it differently.坏的：The establishment of a different approach on the part of the committee has become a necessity.谨慎名词化：名词化：An evaluation of the procedures needs to be done.修改：We need to evaluate the procedures.名词化：The procedures need to be evaluated.修改：We need to evaluate the procedures.名词化：The stability and quality of our financial performance will be developed through the profitable execution of our existing business, as well as the acquisition or development of new businesses.修改：We will improve our financial performance not only by executing our existing business more profitably but by acquiring or developing new businesses.减少冗余短语（在需要简洁表达的地方使用）冗余：In a situation in which a class is overenrolled, you may request that the instructor force-add you.简洁：When a class is overenrolled, you may ask the instructor to force-add you.冗余：I will now make a few observations concerning the matter of contingency funds.简洁：I will now make a few observations about contingency funds.冗余：There is a need for more careful inspection of all welds.简洁：You must inspect all welds more carefully. / Inspect all welds more carefully.可以使用下面的词语来减少冗余：because, since, why 来替代 the reason for for the reason that due to the fact that owing to the fact thatin light of the fact thatconsidering the fact thaton the grounds thatthis is whyalthough, even, though 来替代despite the fact thatregardless of the fact that notwithstanding the fact thatif 来替代in the event thatif it should transpire/happen thatunder circumstances in whichwhen 来替代on the occasion ofin a situation in whichunder circumstances in whichabout 来替代as regardsin reference towith regard toconcerning the matter ofwhere . . . is concernedmust, should 来替代it is crucial thatit is necessary thatthere is a need/necessity forit is important thatit is incumbent uponcannot be avoidedcan 来替代is able tohas the opportunity tois in a position tohas the capacity forhas the ability tomay, might, can, could 来替代 it is possible thatthere is a chance thatit could happen thatthe possibility exists forbefore, after, as 来替代prior toIn anticipation ofsubsequent tofollowing onat the same time assimultaneously with减少冗余的动词使用简洁，直接的动词knows 来替代 is aware, has knowledge oftakes 来替代 is takingsuggests 来替代 are suggestiveindicate 来替代 are indications减少不必要的介词短语有时候，介词短语不是必要的。避免在一句话中使用过多的介词短语不必要的介词短语：The opinion of the manager修改：The manager's opinion不必要的介词短语：The obvious effect of such a range of reference is to assure the audience of the author's range of learning and intellect.修改：The wide-ranging references in this talk assure the audience that the author is intelligent and well-read.不必要的介词短语：It is a matter of the gravest possible importance to the health of anyone with a history of a problem with disease of the heart that he or she should avoid the sort of foods with a high percentage of saturated fats.修改：Anyone with a history of heart disease should avoid saturated fats.减少虚字结构常见的虚字结构比如 it is，there is，there are尽量少用这种结构，因为它会使句子的主语和行为模糊虚字结构：It was her last argument that finally persuaded me.修改：Her last argument finally persuaded me.虚字结构：There are likely to be many researchers raising questions about this methodological approach.修改：Many researchers are likely to raise questions about this methodological approach.虚字结构：It is inevitable that oil prices will rise.修改：Oil prices will inevitably rise.避免使用模糊的名词尽量避免使用下面的模糊的，所有都能表示的名词（1）Factor （2）aspect （3）area （4）situation （5）consideration （6）degree （7）case模糊名词：Consumer demand is rising in the area of services.精确：Consumers are demanding more services.模糊名词：Strong reading skills are an important factor in students' success in college.精确：Students' success in college depends on their reading skills.模糊名词：Photography took on new aspects during the Civil War.精确：The Civil War saw the advent of graphic battlefield photography.避免使用生僻的词如果一个简单的短语可以和生僻的词取得同样的效果，要尽量避免使用生僻的词生僻：cognizant of 简单：aware of, knows生僻：facilitate 简单：help生僻：impact on 简单：affect生僻：implement 简单：start, create, carry out, begin生僻：subsequent to 简单：after生僻：utilize 简单：use避免使用名词串除非读者对你的术语熟悉，否则避免使用连续的名词名词串：MHS has a hospital employee relations improvement program.修改：MHS has a program to improve relations among employees.名词串：NASA continues to work on the International Space Station astronaut living-quarters module development project.修改：NASA is still developing the module that will provide living quarters for the astronauts aboard the International Space Station.内容来源：《How to write and submit an academic paper in 18 weeks》 Steve Wallac主动语态和被动语态什么是主动语态？主动语态强调行为的实施者，主动语态是清晰的，直接的，简洁的，没有歧义的举例：Smith et al. investigated the relationship什么是被动语态？被动语态强调行为的接收者，被动语态是不直接的，冗余的。通过使用一定的被动语态，可以改变句式举例：The relationship was investigated by Smith et al.被动语态还经常容易犯错误，比如垂悬修饰语（修饰语在句中找不到逻辑上被修饰的对象）垂悬修饰语：To investigate the source of nutrients, eggshell membranes were compared修改：To investigate the source of nutrients, the study compared eggshell membranes垂悬修饰语：After analyzing the samples, the plants were measured daily修改：After analyzing the samples, the research measured the plants daily主动和被动语态的比较主动语态是大部分学术论文杂志中建议尽可能多使用的，因为它通常更简短，易于理解。虽然杂志建议尽可能多的使用主动语态，但是，没有建议所有语句都用主动语态，所以问题的关键是平衡这两种语态使用被动语态的理由：1）行为的实施者未知，不相关或者显而易见举例：Up to 90% of the energy in light bulbs is wasted in the form of heat作者无法将实施者的名字表示出来The first edition of Tom's earliest writings on dreams was published in 1899作者假设读者对出版商不感兴趣Drosophila melanogaster has been one of the most extensively studied species in genetics research实施者显而易见（研究者）2）行为比实施者更重要当在方法部分讨论实验步骤时，通常使用被动语态，因为读者会假设作者就是该实验的实施者，而这通常也是事实，用主动语态并不会使得句子更加明白，而且会转移焦点，同时使用主动语态意味着要使用大量的 “we”，会使得句子不连贯。3）接收者是主要话题接收者是主要话题时，有必要把重要的关键信息放在句子的开头或者结尾进行强调。同时，在连接前面的句子时，用被动语态才能使得这个主题的叙述连贯举例：We wish to suggest a structure for the salt and deoxyribose nucleic acid. This structure has novel features which are of considerable biological interest. A structure for nucleic acid has already been proposed by Paling and Corey.下面两个句子在中文中很常见，但是在英文中要避免使用（1）因为... 所以 ...（2）虽然... 但是 ...下面两个语句就是错误的：（1）Because I am curious about the Golden Age of Mexican cinema, so I listen to Pedro Infante's music.（2）Although I listen to Bollywood music, but I do not understand Hindi.上面两句话可以改为（1.1）Because I am curious about the Golden Age of Mexican cinema, I listen to Pedro Infante's music.（2.1）Although I listen to Bollywood music, I do not understand Hindi.或者（1.2）I am curious about the Golden Age of Mexican cinema, so I listen to Pedro Infante's music.（2.2）I listen to Bollywood music, but I do not understand Hindi.要避免使用不完整的比较作者经常会认为读者知道被比较的东西是哪两个因而没有明确地指出。当比较两个东西的时候，要在同一句话中提到它们。名词和名词比，动词和动词比，不要拿名词和动词比，否则可能带来歧义。所有完整的比较语句都包含主语，动词，比较修饰语，连接词 “than”（或其他表明比较的短语）和从句（可选）错误：The finance department focuses on profits more than the X department.修改：The finance department focuses on profits more than the X department does.错误：Country A funds high-tech innovation more than country B修改：Country A funds high-tech innovation more than country B does错误：The device formulated in this experiment exhibits higher luminance.修改：The device formulated in this experiment exhibits higher luminance than conventional models do.错误：Girls scores were higher than boys修改：Girls scores were higher than those of boys把动词变为名词学术作者喜欢动词，因为名词笨重，并且不表达行为，而动词可以展示发生了什么。当把动词转化为名词的时候，必须加入一些无意义的动词来使得句子完整，如 undertaken, occurred, achieved, made, done 等原始：Enumeration of three reasons why the English language has become so important was made by Thompson.修改：Thompson enumerated three reasons why the English language has become so important.原始：Discussion of the challenges and strategies for facilitation and promotion of ERP was performed by Smith.修改：Smith discussed the challenges and strategies for facilitating and promoting ERP.原始：Criticism of the new policies has also been made by non-government agencies.修改：Non-government agencies have also been critical of the new policies.在学术写作中使用 “大词”许多作者使用 “大词” 在他们的文章中，因为他们认为这可以使得他们的写作看起来更学术化，然而，通常会发现这样的句子冗长，紊乱，不易理解。因为这些 “大词” 通常是对动词和形容词的名词化原始：Anobligation is placed by the law on the citizens of the country for the correct performance of the administration of their income records.修改：The law obliges the citizens of the country to administer their income records correctly.原始：The avoidance of the introduction or the removal of toxins from rivers by industry leads to the improvement of the integrity of the environment and is beneficial to human health.修改：Industries that avoid introducing or that remove toxins from rivers improve the integrity of the environment and benefit human health.如果你的文章已经完成了，可以通过下面几个步骤进行寻找并修改（1）寻找名词化前面的词，比如 “the”（2）寻找弱的动词，比如 “to be”原始：The participants who are giving assistance with the formulation of policy ideas are in agreement with the researcher to offer their view.修改：Those who assist with formulation policy ideas agree with the researcher to offer their views.（3）寻找以 “-ization” 或者 “-tion” 结尾的名词建立强的动词技术文章作者通常更喜欢强动词，强动词就是用一个单词来表示行动，如 compare, consider, indicate。弱动词需要更多的词来表示一个行动，如 make a comparison, give consideration to, give indication of 原始：Smith asks the questions as to whether conventional methods offer the best environment for execution.修改：Smith questions whether conventional methods offer the best environment for execution.原始：Smith makes use of examples of these various techniques to prove that innovation continues.修改：Smith uses examples of these various techniques to prove that innovation continues.“Argue”“Indicate”“Demonstrate” 的区分很多作者在写论文的时候，把 indicate 和 demonstrate 作为 argue 的同义词替换，这是有问题的，他们不是完全等价的。当涉及到之前的研究中的观点，使用 argue而 indicate 和 demonstrate 通常用来描述事实或者已经被证明无可争议argue 还可以用来避免听起来对结果犹豫不定。比如 “may indicate”“may suggest”“may demonstrate” 都可以被 argue 加强原始：The results may indicate that climatic change caused the extinction of the dinosaurs.修改：We argue that climatic change caused the extinction of the dinosaurs.避免以 “It” 和“There”开始句子不要在每句话开头都用 “It” 和“There”。在科技论文的写作中，最好是把主语放在开头的位置，而不是放在 “it” 形成的从句中间，这样能使得文章更易读。避免使用这种以 “It” 和“There”开始的句子，比如（1）It is known that ... （2）It is considered that ... （3）It demonstrates that ... （4）It could be said that ... （5）It follows that ...原始：It is possible that participants between the ages of 18 and 19 responded differently than those between the ages of 20 and 21.修改：Participants between the ages of 18 and 19 may have responded differently than participants between the ages of 20 and 21.原始：There is a need for implementation of the policy on a large scale by the president of the association.修改：The association president must implement the policy on a larger scale.原始：It could happen that a decision to modify the model is made by the researcher.修改：The research may decide to modify the model.原始：There is a necessity for a semi-structured approach to be chosen.修改：A semi-structured approach must be chosen.原始：It was vital that quantitative measures would usefully supplement and extend the qualitative analysis.修改：Quantitative measures must usefully supplement and extend the qualitative analysis.原始：It is necessary that the best method to adopt for this investigation is determined by the committee.修改：The committee must decide the best method to adopt for this investigation.主动动词在写作的时候，我们经常用类似 “show”“deal with” 这种万能词，但是在一篇文章中，这样的词使用的越多，就越没有意义。如果你能选择一个意义更明确的词表示，也就是主动动词，就不要用这种万能动词。比如将 “Chen dealt with” 和“Figure 1 shows”表达成 “Chen hypothesized” 和“Figure 1 represents”意义变得更加明确在下列情况中应该选择主动动词当你准备文献综述的时候，需要用简要，明确的术语来描述其他人的研究时Phillip Chang proposes a mechanism explaining increased silica solubility in the presence of two small organic acids.当你解释你自己的实验研究，需要解释观察到的趋势时The results of this study challenge findings from studies about analytic concentration varying with sample location.当你进行客观陈述，需要预测信息的时候This study characterizes wetlands by their water chemistry and postulates that water chemistry varies with water source and wetland type.当你涉及到某幅图，表或公式，需要定义该图，表或公式的目的Figure 4 depicts grain growth that occurred after the ceramic was sintered for three hours.下面的单词列表在写论文的时候，随时查看描述研究或者分析思维的主动动词yield illustrate illuminate reveal employ mean suggest clarity indicate represent prove insist propose imply assert postulate consider infer state extrapolate estimate define classify invoke analyze compare hypothesize synthesize summarize disagree generalize narrate evaluate simplify measure note predict introduce report construe challenge delineate depict interpret provide acknowledge distinguish inform specify restrict determine detail sum up designate point out set forth deduce derive characterize guide maintain believe speculate present organize investigate assess determine calculate support devise construct evaluate attribute obtain assume argue reiterate discover decide描述现象的主动动词discharge overlie emanate radiate scatter exchange separate surround combine eliminate emit transmit carry bombard exert exude interact behave exchange absorb converge extend constrain force elongate contract trend plunge occur fracture continue mix slow quicken produce bond interlock fuse deteriorate migrate encompass access traverse join dominate deposit underline overlap originate isolate invade permeate evolve divide sinter reclaim restore abandon contain accrue precede influence saturate circulate forecast orient distribute allow lag terminate activate cease record form transect condense enrich invert convert alter link superimpose rotate rupture streamline appear require ascend descend collapse superpose crystallize bisect cede coalesce disperse disseminate disintegrate propel repel accelerate transfer penetrate halt curb本文转载自：http://www.jianshu.com/p/5b99c0b2efe8
电化学势【Electrochemical Potential】定义以及推导在电场中，带电微粒从一种环境变化到另外一种环境的过程中不仅受到化学势的驱使，同时也受到电势的驱使。那么电势如何作用于带电微粒呢？还得从无电场的热力学状态出发，推导出电势对于带电微粒的作用。 在热力学的简单系统中，内能 (Internal energy, U) 被描述为广度量（extensive variable） 熵 (Entropy, S), 体积(Volume,V), 和物质的量(N) 的函数 $U=U(S,V,N)$ 。微分形式为 $$dU=Tds-PdV+\sum_{j=1}^{t}\mu_jdN_j \tag{1}$$现在把电场电势 $\psi$与微粒的电荷量 $q=q_1, q_2,q_3...,q_M$考虑进去，则带电微粒的电势能为 $q\psi$，内能可被写作 $U=U(S,V,N,q)$，则其微分表达式为$$dU=TdS-PdV+\sum_{j=1}^{t}\mu_jdN_j++\sum_{i=1}^{M}\psi dq_i \tag {2}$$其中$i$代表带电微粒，$\psi=\psi(x,y,z)$由空间位置决定。因为吉布斯自由能可表示为$G=U+pV-TS$，对其微分$$\begin{eqnarray*} dG &=& dU + d(pV)- d(TS) \\ &=&dU + pdV + Vdp - TdS - SdT \\ &=&(TdS-PdV+\sum_{j=1}^{t}\mu_jdN_j++\sum_{i=1}^{M}\psi dq_i)+ pdV + Vdp - TdS - SdT \\ &=&-SdT+Vdp+\sum_{j=1}^{t}\mu_jdN_j+\sum_{i=1}^{M}\psi dq_i \\ \tag{3} \end{eqnarray*}$$若带电微粒 $i$ 带有 $z_i$个电荷 $e$，则其带电量为 $q_i=z_i eN_i$，如果体系里都是带电微粒，则$$\begin{eqnarray*} dG &=&-SdT+Vdp+\sum_{j=1}^{t}\mu_jdN_j+\sum_{i=1}^{M}\psi dq_i\\ &=&-SdT+Vdp+\sum_{j=1}^{t}\mu_jdN_j+\sum_{i=1}^{M}z_i e\psi dN_i \\ &=&-SdT+Vdp+\sum_{i=1}^{M}(\mu_i+z_i e\psi )dN_i \\ \tag {4} \end{eqnarray*}$$其中$$\mu_i^\prime=\mu_i+z_i e\psi \tag{5}$$被定义为电化学势 (electrochemical potential)。由上式可以看出，对于没有不带电荷的微粒，其电化学势等于其化学势；而对于带电微粒，当电化学势相等时，达到化学平衡状态。因此，带电微粒的各化学过程不仅仅受到化学势的作用，还受到电势的作用。能斯特方程【Nerst Equation】推导如果假设带电微粒在一维系统中，那么电势是位置的函数$\psi=\psi(x)$。如果系统处在平衡状态，则带电微粒在 $x_1与$$x_2$位置处的电化学势应该相等，即$$\mu^\prime(x_1)=\mu^\prime(x_2) \tag {6}$$把化学势$\mu(x)=\mu^o+kT \ln c(x)$带入$(5)$式得到电化学势关于位置$x$的表达式：$$\mu^\prime(x)=\mu^o+kT \ln c(x)+ze\psi(x) \tag{7}$$$(7)$式代入$(6)$式得：$$\mu^o+kT \ln c(x_1)+ze\psi(x_1) =\mu^o+kT \ln c(x_2)+ze\psi(x_2) \tag{8}$$整理化简得：$$\ln \dfrac {c(x_2)}{c(x_1)}=-ze\dfrac{\psi(x_2)-\psi(x_1)}{kT} \tag {9}$$或写成$$c(x_2)=c(x_1) \exp \left [\dfrac{-ze[\psi(x_2)-\psi(x_1)]}{kT} \right] \tag {10}$$当$\Delta\psi=\psi(x_2)-\psi(x_1)$,$c_2=c(x_2)$,$c_1=c(x_1)$,$(8)$式亦或写成$$\Delta \psi=-\dfrac {kT}{ze} \ln \left (\dfrac {c_2}{c_1}\right)\tag {11}$$已知气体常量$R=N_Ak$，法拉第常量$F=eN_A$，定义$E=\Delta \psi$因此$(11)$式变换为常用的能斯特方程形式$$E=-\dfrac {RT}{zF} \ln \left (\dfrac {c_2}{c_1}\right)\tag {12}$$对于电极反应$$Oxidant + e \rightleftharpoons Reductant$$能斯特方程为：$$E=-\dfrac {RT}{zF} \ln \dfrac {[Reductant]}{[Oxidant]} \tag {12}$$
sci论文中什么时候需要用the，什么时候不需要？
很多人在写作文的时候都会遇到一个相同的问题：冠词究竟应该怎么用？实际上，冠词的使用是一个很复杂的问题，很多时候仅凭语感来确定冠词的用法并不靠谱，比如下面这几个句子：Who was the first American in the space? The books fill leisure time for many people.The history shows that the usual response to violent protest is repression.Homelessness is a serious problem for the society.上面这四个句子的冠词使用不少是错误的（原因在下面有分析），这些错误有时候很难凭语感来判断。因此，我们需要系统地学习关于冠词使用的语法知识。从语法上讲，冠词是虚词的一种，它只能搭配名词使用，说明该名词的意义。英语中的冠词可以分为：定冠词（the），不定冠词（a 或者 an）和零冠词。对于冠词使用，最核心的地方有两点：1. 判断和冠词搭配使用的名词是可数名词还是不可数名词2. 判断冠词在语境中是特指还是泛指先说第一点，关于可数名词和不可数名词的判断。汉语中并没有可数名词和不可数名词的概念，这给我们判断单词是否可数带来了很大困难。比如 “家具”（furniture），这个概念在汉语中是可数的，但在英语中它不可数。又比如 “发展”（development），按照汉语思维习惯，它应该是不可数名词，但它实际上可以作为可数名词使用（例如：There have been significant computer developments during the last decade.）要判断一个单词是否可数不能靠直觉，只能多查词典，参考词典的解释和例句。词典查多了我们对常用词的单复数判断会越来越准确。第二点是区分冠词的特指和泛指。泛指是指一类事物，或某类事物的总称。特指是指某类事物中的具体的某一个或某一些。举个例子：Pumas are large, cat-like animals which are found in America. When reports came into London Zoo that a wild puma had been spotted forty-five miles south of London, they were not taken seriously. However, as the evidence began to accumulate, experts from the Zoo felt obliged to investigate, for the descriptions given by people who claimed to have seen the puma were extraordinarily similar.句子开头的 Pumas 泛指美洲狮这种动物，最后一句中 the puma 是特指，指代那只从动物园逃遁的美洲狮。对于冠词的泛指，有四种表达形式：不可数名词不加冠词表示泛指复数名词不加冠词表示泛指单数名词加定冠词 the 可以表示泛指不定冠词 a/an 加单数名词可以表示泛指下面解释一下这几点：1. 不可数名词不加冠词表示泛指不可数名词在表示泛指时，前面不加定冠词 the，如果加 the，则表示特指。比如：Salt is a strong-tasting substance, in the form of white powder or crystals.此时 salt 是泛指，指代 “盐” 这一类物品。Can you pass the salt please?上面这句话的意思是 “请把盐递过来好吗？”，这里 salt 是特指，指说话人和听话人都知道的那一袋 “盐”。文章开头的几个句子：Who was the first American in the space? The history shows that the usual response to violent protest is repression.Homelessness is a serious problem for the society.第一个句子错误的原因在于，space 表示 “太空” 时是不可数名词，不可数名词加定冠词 the 就变成了特指，这与句子要表达的意思不相符。原句要强调的是一个泛指的“太空”，因此 space 不能加 the，即要写成：Who was the first American in space? 第二个句子中 history 是一个不可数名词，而原句要表达的 “历史” 是一个泛指概念，因此 the 也要去掉，即：History shows that the usual response to violent protest is repression.第三个句子也是同样的道理，当表示广义上的 “社会” 时，society 是不可数名词，单词前面的 the 要去掉（如果 the 不去掉就变成了特指，这与句子的语境不符）：Homelessness is a serious problem for society.2. 复数名词不加冠词表示泛指复数名词在表示泛指时前面不能加定冠词 the，如果加了 the，就表示特指，比如：（1）Pumas are large, cat-like animals which are found in America.（2）The pumas escaped from the zoo.第一个句子中的 pumas 是泛指，指美洲狮这种动物，第二个句子中 pumas 是特指，指一群逃离动物园的美洲狮。对于上面提到的句子：The books fill leisure time for many people.句子要表达的意思是 “图书能够帮很多人打发空闲时间”，此时“图书” 应该是泛指概念，但句子中 the books 只能表示特指，因此与语境不符。句子应该改成：Books fill leisure time for many people.3. 单数名词加定冠词 the 可以表示泛指定冠词 the 与单数名词连用时，可以表示泛指，表示一个由典型的样品所代表的那个类别。举个例子，要泛指 “政府”，应该怎么说？ 下面两个外刊标题给出了答案：Why governments should introduce gender budgeting Should the government guarantee work for everybody这两个标题中 government 都是可数名词，可以通过 governments 或 the government 来泛指 “政府”。不少人在写作文时经常出现这样的句子：To solve this problem, the governments should ... 这种写法是错误的，因为 the governments 是特指用法，不能用来泛指政府，应该说：To solve this problem, governments / the government should ... 4. 不定冠词 a/an 加单数名词可以表示泛指不定冠词 a/an 加单数名词可以泛指某一类事物中任何一个具有代表性的成员。举个例子，柯林斯词典对 puma 一词的定义是这样的：A puma is a wild animal that is a member of the cat family. Pumas have brownish-grey fur and live in mountain regions of North and South America.第一个句子 a puma 泛指美洲狮这种动物，第二个句子 pumas 同样也泛指美洲狮这种动物。不过需要注意的一点是，a/an 加单数名词泛指主要是限于用在主语的情况，在其他位置上不表示泛指。冠词的特指主要有下面几种情况：the + 不可数名词the + 可数名词复数the + 可数名词单数（需要根据语境判断）关于第一点和第二点，我们在前面已经有解释过，第三点 the + 可数名词单数表示特指要考虑语境因素，比如前面的选段：When reports came into London Zoo that a wild puma had been spotted forty-five miles south of London, they were not taken seriously. However, as the evidence began to accumulate, experts from the Zoo felt obliged to investigate, for the descriptions given by people who claimed to have seen the puma were extraordinarily similar.段落中出现了两个 puma，第一个 puma 是不定指，第二个 puma 指代前面提到的那只 “美洲狮”，因此是特指。其他情况除了上面提到的泛指和特指之外，冠词还有一些特殊用法，比如 “the + 形容词” 表示一类人，此时是泛指。举个例子：There is an increasing gap between the rich and the poor.the rich，the poor 都是 “the + 形容词” 的泛指形式。关于冠词的其他特殊用法可以参考语法书中对冠词的讲解部分。
在udf中使用比如C_UDSI_G的梯度宏遇到的问题和解决办法
首先描述下遇到的问题：在一个cas中用到了C_UDSI_G表示电势梯度，用来计算电流密度，计算过程完全正常，后处理也能看到电流密度分布，保存cas和dat文件，退出，然后读入cas，接着读入dat的瞬间就报错：在DEFINE_ADJUST宏中用到了C_UDSI_G宏，初始化计算后也是直接报如上的错。经过一番查找已经发现问题：当我读入dat的时候，因为用到了DEFINE_PROFILE宏，而根据调用顺序(如下图)，它是会在初始化之前调用一次的（虽然不知道为啥单纯导入数据也会调用DEFINE_PROFILE宏），这时因为没有dat数据，C_UDSI_G没法取到它的值，所以会报错；同理，在初始化的时候，执行DEFINE_ADJUST宏过程中，一样因为没有获取到C_UDSI_G的值而报错。之前想的解决是，先不导入dat，将hook上的DEFINE_PROFILE宏全换成常数，并且需要计算一步获取到数据值（推荐将松弛因子尽可能改小，防止结果数据有较大改动），然后才能正常导入dat。同理，初始化错误可以通过先不加载DEFINE_ADJUST宏，计算一步，再加载DEFINE_ADJUST宏即可正常计算。然后一次不经意间看到了一个关于uds的判断语句，瞬间解决：if (NULL != THREAD_STORAGE(t0, SV_UDS_I(0)) && NULL != T_STORAGE_R_NV(t0,SV_UDSI_G(0))) { NV_V(J0,=,C_UDSI_G(c0,t0,0)); jc0=diff*NV_MAG(J0); F_PROFILE(f,f_thread,position)=jc0; } else { F_PROFILE(f,f_thread,position)=6000; }这条判断语句的作用是检测当前有没有存储UDS和UDS梯度的值，同理如果是其他梯度宏替换即可。（不知道其他梯度宏会不会有我上面说的报错）在用到C_UDSI_G的地方加上即可，else后面加上语句：赋予你要输出的变量一个常数值即可，比如上面举例。（尽量接近最终解，符合实际物理场，避免第一步迭代获取常数值后切换到梯度宏得到的值相差太大造成计算不稳定）实际测试通过DEFINE_ADJUST宏输出Message也支持了我的猜想，确实初始化时没有获取到C_UDSI_G的值。
SCI 写作过程中，句子时态是一个不太容易把握的事情，反正小编有时候写着写着就混乱了，今天，通过读了一些 SCI 写作方面的书籍，感觉说的挺有道理的，顺便记录分享一下！大家有则改之，无则加勉！概要描述已发表文献，用现在时态 [因为已发表的成果已经被公认，是一个既定的事实]描述未发表的实验成果，用过去时态 [因为还没有发表，没有得到承认，并且是之前做的事情]写作Abstract 部分：由于是在讲述自己的实验结果结论，因此使用过去时态比较合适Introduction 部分：总结的是前人的工作、实验成果，使用一般现在时态；也可以使用一些过去时态Methods and Results：由于该部分是自己的实验，还未发表，因此使用过去时态Discussion 部分：已发表的文献使用一般现在时，自己的实验描述使用过去时态
为篮球迷们推荐一本小说：《我真的只是想打铁》文笔轻松诙谐，剧情合理
环境准备宝塔面板最新版本Nginx 或 ApacheSupervisor 管理器1、官方支持的网站和文档官网：https://cloudreve.org/ github：https://github.com/cloudreve/Cloudreve 下载：https://github.com/cloudreve/Cloudreve/releases 安装文档：https://docs.cloudreve.org/getting-started/install 演示：https://demo.cloudreve.org2、宝塔命令行输入代码查询内核参数arch 输出结果 x86_64 代表 amd64；aarch64 代表 arm64也可查看宝塔首页系统那显示3、下载链接处找到对应的版本, 复制链接地址Releases · cloudreve/Cloudreve · GitHub宝塔可用文件那远程下载4、宝塔安全添加 5212 端口（若是国内主机一定要再单独放行服务器端口）5、宝塔命令行逐行执行以下命令，对应链接处改为自己复制的：（当然你也可以把下边的改成自己的然后全部复制黏贴就完事了 - 如果报错请翻译下你就懂了 - 重新进入该文件夹执行启动命令即可）也可直接下载好压缩包上传到宝塔或是远程下载直接解压，再用用命令行启动即可，务必保存启动后命令行显示的初始账户和登录密码mkdir /www/wwwroot/cloudreve # 新建一个文件夹存放程序 cd /www/wwwroot/cloudreve # 进入该文件夹 wget https://github.com/cloudreve/Cloudreve/releases/download/3.5.3/cloudreve_3.5.3_linux_amd64.tar.gz # 下载你复制的链接 tar -zxvf cloudreve_3.5.3_linux_amd64.tar.gz # 解压获取到的主程序 chmod +x ./cloudreve # 赋予执行权限 ./cloudreve # 启动 Cloudreve6、测试登录（再未进行第 7 步时请不要关闭终端方能正常测试）登录地址为服务器 ip:5212，比如 http://192.168.0.125:5212/7、想要无忧使用，最好是加个进程守护，这样就不需要每次都到后台启动进程命令行端口 ctrl+c，停止进程后关闭即可配置这样填（一定要关闭进程后再去添加不然会出现端口占用）运行目录选你装的目录，启动命令你装的目录＋/cloudreve实列：/www/wwwroot/fuck/cloudreve添加成功后，看下进程状态是否为开启的绿三角，假如不是就重启服务器，再回来看下，还不是就检查配置是否正确。搞到这里基本就能正常使用网盘了，下边的配置不是必选，可根据自己需要选择可选配置 1、绑定域名访问添加一个网站，设置反向代理目标 url http://127.0.0.1:5212发送域名 $host 可选配置 2、默认数据库是自带的 SQLite，可改为 mysql新建一个 mysql 数据库，将相关信息添加在目录下的 conf.ini 文件里，命令行重启进程，获得新账号密码 [Database]; 数据库类型，目前支持 sqlite | mysqlType = mysql; 用户名User = cloudreve; 密码Password = cloudreve; 数据库地址Host = 127.0.0.1; 数据库名称Name = cloudreve; 数据表前缀TablePrefix = cd
这是这一系列文章，也是计划中的最后一篇。此篇介绍复杂一些的话题：如何在浮动体中摆放多个元素，以及如何处理它们的题注（caption）。 思想一旦被禁锢，心灵就会孱弱。这是这一系列文章，也是计划中的最后一篇。此篇介绍复杂一些的话题：如何在浮动体中摆放多个元素，以及如何处理它们的题注（caption）。思想一旦被禁锢，心灵就会孱弱。浮动体是会移动的文本框解放思想，然后解放生产力。浮动体这个概念，对于大多数 LaTeX 用户来说，应该都有隔着一层纱的感觉。考虑到大多数 LaTeX 用户是从 M$ Word 开始接触电子文档，也没有机会接触专业排版的机会，这种现象并不奇怪：因为大多数用户没有养成关于排版规则和成因的思考习惯。在系列文章第一篇中，我们介绍了「为什么需要浮动体」。简单来说，诸如图片表格这种占据篇幅较大的内容，强行插入在「当前位置」是不合适的，通常会造成大片的空白，因此需要浮动。为此，LaTeX 的浮动机制允许用户将图表置于浮动体中，按照一定算法在文中浮动。对于有过 M$ Word 使用经验的用户来说，理解 LaTeX 中的浮动体，最简便的方式是将其理解为「**一个支持 \caption 会按照算法浮动位置的文本框**」。在 M$ Word 当中，文本框中可以放置任意内容；在 LaTeX 浮动体中也是一样。在 M$ Word 当中，文本框可以没有 \caption，在 LaTeX 浮动体中也是一样。\documentclass{article} \usepackage{mwe} \begin{document} Foo \begin{figure}[htb] \blindtext \end{figure} bar \end{document}可以看到，LaTeX 中的浮动体中，字体、分词、折行等行为，与正文中一般无二；只不过，由于 figure 环境整体浮动，让 Foo 和 bar 排在了同一行，而 \blindtext 的输出则浮动到了 Foo bar 的下方。多个元素上例中，我们在浮动体（figure 环境）中插入了一段文本（由 \blindtext 生成），以此来演示浮动体内的排版逻辑。事实上，由于 TeX 的排版过程实际是一个盒子套盒子的搭积木的过程（TeX 在排版时不关心具体内容，只关心描述每个元素尺寸的 bounding box），上例中我们已经可以认为是在浮动体中插入了多个元素了。接下来的任务，只需要将图片或者表格想像为「特别大的字符」，套用排版的基本逻辑，就能在浮动体内排版多个图表元素了。\documentclass{article} \usepackage{mwe} \usepackage[showframe]{geometry} \begin{document} Foo \begin{figure}[htb] \rule{4cm}{3cm}\quad\rule{4cm}{3cm}\quad\rule{4cm}{3cm}\quad\rule{4cm}{3cm} \end{figure} bar \end{document}在 geometry 宏包的辅助下，可以看到，浮动体中摆放了 4 个黑色的标尺（\rule{<width>}{<height>}）。这 4 个标尺是对图表的模拟——若是将 \rule 命令换成 \includegraphics，则得到 4 张图片；若是将 \rule 命令换成 tabular 等环境，则得到 4 个表格。前文说，TeX 排版时不关心内容，只关心尺寸，因此可以把图表都想像为特别大的字符，而后套用正常的排版逻辑即可。此处，在浮动体内，同一行有 4 个「字符」；由于宽度不够摆放 4 个字符，所以 TeX 在第三个字符之后折行，在下一行排版第四个字符。因此得到这样的排版结果。题注是有一定格式的编号文本因为不了解，所以不敢轻易尝试。对于浮动体的处理，另外一个重要的部分是对题注的处理。基于同样的原因，很多 LaTeX 初学者对题注知之甚少。特别地，由于使用「交叉引用」的意识淡薄，大多数 M$ Word 基础用户完全不知道有「题注」这个东西。于是，当他们转而使用 LaTeX 的时候，一方面感叹于 \caption 的易用性，另一方面恐怕会对之心存敬畏。在 LaTeX 输出的一个典型题注的代码如下：\documentclass{article} \usepackage{mwe} \usepackage[showframe]{geometry} \begin{document} Foo \begin{figure}[htb] \rule{4cm}{3cm}\quad\rule{4cm}{3cm}\quad\rule{4cm}{3cm}\quad\rule{4cm}{3cm} \caption{Foo bar.} \end{figure} bar \end{document}其中，Figure 1 是题注的「标签（label）」，其中由包含题注类型和编号；Foo bar. 是题注的「文本（text）」；标签和文本之间则是「分隔符（label sep）」，此处是 :。不难发现，题注的默认格式大致是：居中：\centering；罗马字族：\rmfamily；直立字形：\upshape;标准字体大小：\normalsize；标准字重：\mdseries。若想修改题注的格式，可以用 caption 宏包（而不是 caption2）。在此基础上，我们可以尝试做各种奇怪的事情。插入一个手工题注由于浮动体其实只是一个文本框，所以我们可以向其中添加任何内容。对于题注来说，作为实验用途，我们完全可以按照格式，手工创建一个题注。\documentclass{article} \usepackage{mwe} \usepackage[showframe]{geometry} \begin{document} Foo \begin{figure}[htb] \rule{4cm}{3cm}\quad\rule{4cm}{3cm}\quad\rule{4cm}{3cm}\quad\rule{4cm}{3cm} \centering {\rmfamily\upshape\normalsize\mdseries Figure 1: Foo bar.} \end{figure} bar \end{document}从效果上说，除了没有自动编号，与 \caption 生成的题注一般无二。使用多个 \caption同样，由于 \caption 只是一个格式化输出的宏，LaTeX 也不会禁止我们在同一个浮动体中多次使用 \caption。\documentclass{article} \usepackage{mwe} \usepackage[showframe]{geometry} \begin{document} Foo \begin{figure}[htb] \rule{4cm}{3cm}\quad\rule{4cm}{3cm}\quad\rule{4cm}{3cm}\quad\rule{4cm}{3cm} \caption{Foo.} \caption{Bar.} \end{figure} bar \end{document}可以看到，两个题注格式相同，分别编号，先后排版在居中位置。关于图表题注位置的区别本段插入一些扩展内容。一般来说，在学术论文中，表格的题注置于表格之前，而图片的题注置于图片之后。其原因大致可说明如下：It has to do with the way people absorb printed information or, more accurately, how readers of Western texts are acculturated into this.Tables are textual devices and are, to some or other approximate degree, structured to be read in the same left->right, top->bottom order (*). To this degree, they therefore do not differ in important information processing ways from the body text. Normal text (not, e.g., poetry or other intentionally disruptive forms) is ordinarily structured in a "pyramidal" form: general and introductory concepts are best placed at the beginning, with increasingly fleshed-out details placed later on. The reading eye that saccades across text and the brain that controls it has learnt beginning at the age of two or whatever to most efficiently gather (Western) textual information in this way. By our age, we cannotnot process text this way.Graphics, on the other hand, are iconic. The eye does not scan pictures for information in remotely the same way (in fact entirely different cerebral systems are in charge of gathering and interpreting textual and graphical information - you can knock out one part of the brain and impair one system without noticeably affecting the performance of the other; see, e.g., almost any popular writing by Oliver Sachs). It would be almost impossible to prevent the normal human brain from scanning and interpreting, no matter how briefly, a picture on the page before forcing it to reading the caption (no matter where the caption is placed because by that time the attentional mechanisms in the part of the brain that is now switched on is directing the eye to saccade in non-linear sequences).So, to answer your question, good typesetting sets out to provide readers the most productive (rate of information processing for expended effort) reading experience that it can. For text: the caption summary is placed above the details to fit in with linear eye saccades and the pyramid principle of text interpretation; for graphics: the graphic is placed first to fit in with quite different attentional control mechanisms, non-linear eye saccading and non-linear information processing.(_) Factor in acculturation. Good typesetting for R->L or bottom->top reading orders will follow these general principles (for biologically human species (*_)) , leading however to different outcomes.(**) The point is that it's our brain biology that has ultimately led to the development of these rules. Here's something to think about: what are the optimal typesetting rules for non-human species, e.g., maybe sapient machines, or echo-locating information gatherers like bats or porpoises. Where would they like to "see" their captions? :))graphics - Why should a table caption be placed above the table?简单来说，这样的设计是为了方便人们更舒服地阅读文章。人类阅读表格和图片的方式是不一样的。表格也算是一种文字信息，人们阅读它和平时阅读整块文本的习惯相符合，大致是：从上到下、从左到右。因此，表格标题这种总结提示性的信息，应该放在表格开始之前。图片与表格不同，人类大脑处理图片的方式与表格大相径庭，甚至阅读图片时激活的大脑区域也与处理表格时不同。对于人类来说，在正常的阅读过程中，强迫先阅读图片标题而后阅读图片，要不然做不到，要不然做到了也很难受。因此，不如就把图片放前面，让大脑处理完之后再去阅读图片标题。当然，这本质上是一个约定行为。如果杂志社要求你按照固定的方式去摆放图标及其标题，你却非要按照你的习惯去做——这属于自己找事。不过，基于上述考虑，图片先于标题而表格后于标题，几乎已经是约定俗成的了。多个元素与题注文章行文至此，大多数用户应该已经能构建出一些在浮动体中排版多个元素的代码，并为他们附上题注了。不考虑子题注，在浮动体中插入两个元素，按照元素排布形状和题注规律，大致有以下一些组合。并排摆放，无题注并排摆放，共享题注并排摆放，各自题注纵向摆放，无题注纵向摆放，共享题注纵向摆放，各有题注（无用，因为可以分割成两个浮动体）由于元素排布形状和题注是相互独立控制的，因此，此处无须给出所有可能的结果，就足够读者举一反三了。并排摆放，无题注所有并排摆放的要点，都只有一个：让同一行内所有元素的总宽度不大于允可的宽度。因此，很容易构建出如下代码。\documentclass{article} \usepackage{graphicx} \usepackage[showframe]{geometry} \begin{document} Foo \begin{figure}[htb] \centering \includegraphics[width = .48\linewidth]{example-image-a}\hfill \includegraphics[width = .48\linewidth]{example-image-b} \end{figure} bar \end{document}此处以 \includegraphics 的参数控制，两幅图片的宽度和为 0.96\linewidth，小于允可的宽度（\linewidth）。因此，两副图片能够并排摆放。并排摆放，共享题注相比上一节的代码，只需加上题注即可。\documentclass{article} \usepackage{graphicx} \usepackage[showframe]{geometry} \begin{document} Foo \begin{figure}[htb] \centering \includegraphics[width = .48\linewidth]{example-image-a}\hfill \includegraphics[width = .48\linewidth]{example-image-b} \caption{Dummy Caption.} \end{figure} bar \end{document}并排摆放，各自题注由于题注是针对当前环境居中的；因此，若我们希望为并排摆放的两个图片分别添加题注，就需要让并排摆放的两个图片分别处于单独的盒子当中。\documentclass{article} \usepackage{graphicx} \usepackage[showframe]{geometry} \begin{document} Foo \begin{figure}[htb] \centering \begin{minipage}{0.48\linewidth} \centering \includegraphics[width = \linewidth]{example-image-a} \caption{Dummy Caption A.} \end{minipage}\hfill \begin{minipage}{0.48\linewidth} \centering \includegraphics[width = \linewidth]{example-image-b} \caption{Dummy Caption B.} \end{minipage} \end{figure} bar \end{document}代码中，我们用 minipage 环境将两个图片和他们分别的题注放在一起。这样，两张图片并排摆放，分别有题注。注意，由于图片放在小页环境中，所以 \includegraphics 环境的宽度参数应改为 \linewidth，表示小页环境当中的行宽。纵向摆放，无题注横向摆放的要点在于同一行的元素总宽度不大于允可的宽度，这是了解到浮动体文本框内排版逻辑之后的直接推论。有此了解之后，控制两个元素纵向摆放也就很简单了：只需要让两个元素的总宽度大于允可的宽度，或是手工换行即可。\documentclass{article} \usepackage{graphicx} \usepackage[showframe]{geometry} \begin{document} Foo \begin{figure}[htb] \centering \includegraphics[width = .6\linewidth]{example-image-a}\\[2ex] \includegraphics[width = .6\linewidth]{example-image-b} \end{figure} bar \end{document}多个元素与子题注有时，我们会希望给每个元素分别加上题注，但同时又共享一个题注。这时候，每个元素的题注就应该是共享的题注的子题注。为了使用子题注，应该使用 subfig 宏包（提供了 \subfloat 命令）或者 subcaption 宏包（适合与 caption 宏包联用，提供了 \subcaption 等命令）。使用 subfig 宏包subfig 宏包的核心即是 \subfloat 命令；\subfloat 命令为其中的内容（图片或表格）创建了一个盒子，并支持设置子题注。具体用法如下。\documentclass{article} \usepackage{graphicx} \usepackage{subfig} \usepackage[showframe]{geometry} \begin{document} Foo \begin{figure}[htb] \centering \subfloat[Subcaption A]{\includegraphics[width = .48\linewidth]{example-image-a}}\hfill \subfloat[Subcaption B]{\includegraphics[width = .48\linewidth]{example-image-b}} \caption{Two figures.} \end{figure} bar \end{document}使用 subcaption 宏包subcaption 宏包适合与 caption 宏包联用。因此，若文档中已经使用了 caption 调整题注的样式，首先应考虑 subcaption 宏包来实现子题注。subcaption 提供的 \subcaption 命令是实现子题注最简便的方式：只需要在上述「并排摆放，各有标题」的基础上，将 \caption 命令替换成 \subcaption 命令即可。\documentclass{article} \usepackage{graphicx} \usepackage{caption} \usepackage{subcaption} \usepackage[showframe]{geometry} \begin{document} Foo \begin{figure}[htb] \centering \begin{minipage}{0.48\linewidth} \centering \includegraphics[width = \linewidth]{example-image-a} \subcaption{Dummy Subcaption A.} \end{minipage}\hfill \begin{minipage}{0.48\linewidth} \centering \includegraphics[width = \linewidth]{example-image-b} \subcaption{Dummy Subcaption B.} \end{minipage} \caption{Dummy Caption.} \end{figure} bar \end{document}虽然 \subcaption 用起来方便，但是由于外面要套一层小页环境，所有代码加在一起就很繁琐了。为此，可以使用 subcaption 宏包提供的另一个命令：\subcaptionbox。\subcaptionbox 的用法类似 \subfloat。\documentclass{article} \usepackage{graphicx} \usepackage{caption} \usepackage{subcaption} \usepackage[showframe]{geometry} \begin{document} Foo \begin{figure}[htb] \centering \subcaptionbox{Dummy Subcaption A.}{\includegraphics[width = .48\linewidth]{example-image-a}}\hfill \subcaptionbox{Dummy Subcaption B.}{\includegraphics[width = .48\linewidth]{example-image-b}} \caption{Dummy Caption.} \end{figure} bar \end{document}扩展阅读至此，此篇文章需要介绍的内容就此完结，本系列也即将宣告结束。以下是一些扩展阅读。caption 宏包：提供了一系列控制题注格式的接口；subcaption 宏包：提供了控制子题注的接口，适合与 caption 宏包联用；subfig 宏包：提供了控制子题注的接口；floatrow 宏包：提供了更多的控制浮动体格式的接口。