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自然科学的基本原理范文1
关键词：体系音乐学 自然科学 研究方法 逻辑推理 实证
一、体系音乐学的产生、概念
体系音乐学由德国音乐家阿德勒在1885年的《音乐学的范围、方法和目的》一文中首次提出。阿德勒体系是以历时性研究和共时性研究为依据的分类标准，分为历史音乐学和体系音乐学。此后的维奥拉体系将音乐学的各学科分为三大类：音乐史学、体系音乐学、音乐民族学和民俗学。由此，体系音乐学开始以它丰富而个性的内在特征处于音乐学领域。
一般说来，表示研究手段的词放在前面为修饰语，表示研究目的之词则放在后面为中心词。如“民族音乐学”这个词组中，“民族”是修饰语，“音乐学”是中心词，它是采用民族学的方法，对音乐进行研究的一个学科。[1]相对于体系音乐学来说，“体系”为修饰语，“音乐学”为中心词。体系音乐学就是研究音乐学体系方面的文化知识。那体系（system）从词义上讲是一个科学术语，泛指一定范围内或同类的事物按照一定的秩序和内部联系组合而成的整体。如工业体系、思想体系等。体系音乐学是和自然科学相联系，以自然科学的研究方法来研究音乐学各学科之间的内在关系。
（一）自然科学的定义
科学主要指精确科学（如化学、物理等），自然科学的相关科目可以进行定量定性分析，针对所观察的事物，凭借逻辑推理便可得出可验证性的结论的推理方式和方法。社会科学和人文科学的多数相关科目是不能用这种逻辑推理的方式和可验证性的结果进行研究和评价的①。
（二）自然科学的认识对象
自然科学的认识对象主要是物质自然世界，基本目标是发现自然界的真理，揭示自然界的奥妙。自然科学家通过对个别的、具体的、大量的自然现象进行分析研究，运用实验观察、逻辑归纳和推理分析的方法来构建起具有普遍性和一般性的科学体系，再用得出的一些抽象的概念、原理去解释分析具体的自然现象。
（三）自然科学的研究方法
一种理论与结论要被科学界普遍接受，要成为一种科学真理，一方面在思维理性上必须符合逻辑法规，具有逻辑上的严密性和统一性，经得起逻辑的分析与推导；另一方面，在实践上可以被确证，可以被反复检验。[2]
自然科学的研究方法可归结为两大类：以逻辑推理为特点的思辨方法；以实践验证为标准的实证方法。
二、体系音乐学的研究范围
体系音乐学是音乐学中的一个大的分支，包括两方面的内容：第一：有关音乐的自然科学基础和原理的一些学科；第二：有关音乐的精神科学层面的几门学科。[3]
在笔者所参阅的文献资料中，前者包括音乐音响学、律学、乐器学音乐地理学等学科。后者包括音乐心理学、音乐美学、音乐社会学等学科。
三、体系音乐学的研究方法
体系音乐学的研究方法是在自然科学的研究方法基础上加以变化。归结起来为两大类：思辨性和实证性。笔者认为，对有关音乐的自然科学基础和原理的一些学科而言，大体可采用实证性原理；辅以思辨性研究方法；对有关音乐的精神科学层面的几门学科来讲，可采用思辨性原理进行研究，辅以实证研究方法。
（一）有关音乐自然科学基础和原理方面学科的研究方法
以音乐律学为例。律学是用数理方法来探讨音程关系以及音高、音准的规定性学科，此方面的研究定要运用物理学和数学的方法，研究者要通过实践计算的方法计量各种音程的大小。我国古代的五度相生律、纯律、三分损益法，直到平均律，律学家们都为了黄钟还原而潜心研究着。
（二）有关音乐精神科学层面的几门学科的研究方法
以音乐美学为例，音乐美学是从美学角度揭示在音乐艺术的创作和欣赏中人类审美活动的最根本的规律，感性、主观的因素多一些。音乐美学的研究方法有三种。一：哲学的方法，探讨音乐美和审美的基本规律就需要采用哲学的方法；二，社会学的方法，将音乐作为社会的一部分，探讨音乐与社会的关系，比如音乐的社会功能，音乐与现实生活的关系等；三，心理学的方法，借助心理学的研究成果，对音乐美学诸种问题进行生理、心理层面的研究。
俞立森在《教育科学研究的方法》中，提出了“构建教育科学研究方法体系的设想”[4]，并将教育科学的研究方法分为三大类：一是求“理”的方法，是指追求用来指导教育科学研究的基本原理的方法；二是求“问”的方法，即要借助研究客体来作用于研究问题；三是求“学”的方法，即渴求学问的获得。文中提到的研究方法虽没有直接说明是针对体系音乐学的研究方法，但是秉着兼容并蓄的原则，有效地利用这些方法，对研究者来说也会得到颇多的收获。
四、结语
由于历史和现实的原因，国内音乐学研究工作并没有象史学或文学一样受到广而大的关注，此方面的一些研究文献多数还是从西方国家引入，没有形成我国独有的观点，在这方面需要各界的关注和众多学者的努力。针对学科的理论构架和研究方法，有必要且必须努力地从其他人文科学学科得到借鉴，但借鉴不等于是原样照搬，要针对音乐本身的学科特点、分支学科的研究对象及目的，对已有的方法加以改造和创新，使之成为益于音乐学研究的新方法。
参考文献：
[1]杜亚雄.音乐学论文写作教程 11页
[2]王耀华,乔建中.音乐学概论19页
自然科学的基本原理范文2
[摘要]以学生为主体的角度出发,根据问卷调查结果和多年教学经验提出了基础光学课程改革的几点见解,第一、基础光学教学内容改革的必要性及具体措施,第二、注重教学步骤的完整性,第三、注重教学方法的改革。
引 言
光学是高等院校物理专业必修的一门专业基础课,是物理学中最古老的一门学科之一,同时也是一门年轻的学科,具有强大的生命力和不可估量的发展前途。光学对原子物理学的学习有极其重要的作用,而且光学是近代物理的生长点,量子论、狭义相对论都起源于光学。所以,学好光学无疑对相关课程的学习起着十分积极的作用。近年来有关光学课程的教学改革呼声日益高涨,人们分别从不同的角度对光学的教学改革进行着积极而有益的探索[1-6]。本文借助于罗洋城对北师大和韶关学院学生的问卷调查[6],结合自己多年的教学经验和他人的先进成果,广泛征集学生见解,对光学课程的改革进行积极了的探索,提出了基础光学课程教学改革的几点见解,供大家鉴借和分享。
教学内容的选取
现流行的光学教材,对几何光学和波动光学的基本理论的讲解是详细的,完善的,但也存在不少问题,主要表现在:第一,几何光学的内容占的篇幅过大,以华东师大姚启钧编的《光学教程》为例[7],仅几何光学的基本原理这一章,公式大大小小就有45个,有些问题中学已经讲过,没有必要重复讲授。适当精简几何光学内容,使内容在满足系统化、条理化的基础上做出合理的取舍。第二,光的量子性部分的历史,如“紫外灾难”和“两朵乌云”等故事完全可以放到物理学史中去讲授。第三,现代光学部分涉及面较广,学科的内容非常丰富,学科体系十分庞大,而光学课程的学时有限,所以现代光学部分则应该单独罗列出去,建议在大三再开设现代光学基础,满足学生的求知欲和飞速发展的光学科技。基础光学部分在讲授时应该适当融入前沿科技内容,避免单纯概念的枯燥,使教学别具一格,既深化了概念,同时将光学基本原理与其在科技前沿中的应用结合起来,大大深化了基本原理教学,开阔了视野,充分调动了学生的积极性,激发求知欲和探索物理奥妙的精神,同时也增加了课程的魅力。但是,在讲授前沿科技与古老光学原理的结合时一定要注意突出光学基本原理的描述,达到用科技前沿实例讲授并深化课程基本概念和基本原理的教学目的。同时,基础光学部分在讲授时还要注重课程内容的条理化,虽然波动光学和几何光学看似联系不十分紧密,但是至始至终都离不开两个概念就是光程和相位差,所以在整个基础光学部分的教学中要始终贯穿这两个基本概念使教学内容浑然一体。
注重教学步骤的完整性
注重教学步骤的完整性有力的保证了教学质量。课堂教学是学生获得知识的重要途径,由于教学体制特点,很多学生依赖于课堂,所以确保课堂教学效果是教学中的非常重要的一个环节。除了借助于现代化教学手段提高教学效果外,从内容的选取和语言描述上需下足功夫,充分地把教师的个人魅力展现出来,并且把这种魅力融入到教学中,以提高课堂教学效率。作业批改是课堂教学的延伸,它是发现问题,解决问题的重要途径,通过对作业细致批改几乎可以了解每一个学生的学习状况和学习状态。课后答疑是课堂教学的重要辅助形式,也是教学过程中的有机组成部分。此外,光学和其它物理学学科一样是一门以观察和实验为基础的学科,许多物理知识都是通过观察实验,经过认真的思索总结出来的。实验教学不仅仅是学生动手的过程,更是动脑思维的过程。注重实验教学能更好地激发学生的学习兴趣,并且能培养学生严肃、认真、端正的实验态度,获得一些感性认识,经过进一步引导使感性认识上升为理性认识,为光学课程的学习起到积极的作用。值得一提的是验证性实验所占比重过大[8],大学阶段的实验教学应该不只是“验证”,通过增加一些设计性实验以激发学生的创新能力。
注重教学方法的现代化
现代教学技术手段的发展和应用提高了单位学时的信息量,多媒体技术中实例分析和动画演示激发了学生的学习兴趣。然而我们在运用现代技术手段教学过程中,还是遇到了许多新问题,如过多依赖于PPT教学,以至于学生感觉象放电影一样,条理性、逻辑性和系统性体现不到位。所以,我们还要不断探索新的教学方法和技巧,从而使现代化教学内容和教学手段得以更充分地发挥作用。此外,加强与国内兄弟院校的了解和交流,使我们能够开阔眼界,增加知识,有效提高我们的教学质量。最好能够让教师走出去,同时也能把相关教学经验丰富的人事请进来,借鉴和学习兄弟院校光学教学改革和发展的成功经验。总之,在科学技术飞速发展的今天,大学阶段的学习是很多人接受系统学习的最后一站,基础光学课程的学习对今后的学习起着非常重要的作用。所以在教学中要从教学内容、教学步骤、教学方法等方面完善教学过程,强化基础教育,紧跟现代科技发展步伐,积极大胆地尝试现代科技教学手段,探索新的教学方法,使学生的学习由被动转为主动,为今后的学习奠定基础。
参考文献:
[1]高艳霞.面向21世纪光学课程改革的探索[J].中山大学学报论丛,2001,21(1):112-115.
[2]冯学斌,刘兴波.光学投影媒体教学体系及内容和方法改革[J].山东师范大学学报(自然科学版),2005,20(4):102-103.
[3]王形华等.高师院校光学教材内容改革的几点设想[J].中国西部科技,2006,10:67-68.
[4]李玉红.“光学”课程教学改革实践与成果[J].高等理科教育,2006,2:97-99.
[5]于国萍,游璞.改革光学教材适应社会需要[J].光电子技术与信息,2005,18(2):101-102.
[6]罗洋城.光学学习困难的调查与分析[J].韶关学院学报(自然科学版),2002,23(6):30-36.
自然科学的基本原理范文3
我们曾多次引用杨振宁先生的观点：中美传统教育方法的区别之一是中国教育按部就班、严谨认真，而美国的教育是渗透式的，允许跳跃。物理学是一门严谨的科学，基本概念、基本原理和基本技能等基本功的训练，永远是物理课程的核心，也是我国物理教学的优良传统。在我国传统的物理教学中适当地引进渗透式的教学方法，作一定程度的跳跃，可使学生不过分地依赖教师，有利于激发他们的独立思考和创新精神。我们赞同杨先生的看法：中美双方教育传统的长短是互补的，若能将二者和谐地统一起来，在教育上将是一个有意义的突破。然而，对我国物理教育传统施行伤筋动骨的手术，必须慎重。
二、内容现代化不能只是新闻报道
20世纪科学突飞猛进，新技术层出不穷，令人目不暇接，眼花缭乱。物理教学要富有时代感，但不能流于新闻式的报道，而应讲出其中的物理内涵。近代物理的理论基础是相对论和量子力学，物理课中介绍现代科技成果时，应突出它们的近代物理原理。
三、科学教育不能“软化”
自然科学都是严谨的“硬科学”，物理学尤其如此。对青少年进行硬科学教育，对他们科学素质的培养，是必不可少的。对于一个社会来说，普通国民受到扎实的硬科学教育，且不说对提高生产率和发展经济有利，对各种迷信和的抵御能力也会大大增强。今年8月在桂林召开的“‘99国际物理教师学术交流会”上日本代表汇报了日本文部省（即教育部）的决定，将中学的物理、化学、生物、地学等科目合并为一门“综合理科”课，总课时大幅度地压缩，因而课程内容也大幅度地删减。例如，物理课程大纲中只保留了“能量”的概念，将“功”和“功率”砍掉。会上各国代表听了为之一震。欧洲物理学会的代表说，这种将科学教育“软化”的趋势在世界上有一定的普遍性，其实质是使国民教育廉价化。
四、如何看“综合”
据说“综合”有利于培养学生的创新能力。不错，现代的自然科学（物理学、化学、生物学、天文学、地质学、地理学）是从古希腊的自然哲学中分化出来的，当前又呈现综合起来的趋势。当初的分化标志着认识的深化，现在的综合标志着进一步的深化，即所谓认识的螺旋式上升。目前许多综合性的学科，如材料科学、环境科学、分子生物学等，培养人才的一般模式，是本科仍按传统学科分科培养，在研究生阶段进行综合。
五、“还原论”还是“层次论”
自然科学的基本原理范文4
关键词：教学内容；教学手段；改革
中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1671-0568（2012）11-0086-02
一、引言
物理学是研究物质基本运动形式及其相互转化规律的学科，它的基本理论渗透于自然科学的各个领域之中，成为自然科学的基本学科。该学科从经典物理到近代物理，构筑起物理科学知识的基础平台，通过这个平台可以培养学生的逻辑思维能力和抽象思维能力，提高学生的分析问题和解决问题的能力，以及掌握物理实验的基本技能、技巧，为学生深入学习理、工、农、医等学科的专业知识打下良好的基础。在实际教学过程中，随着教学改革的不断深入，大学物理课程的改革与建设取得了丰硕的成果，积累了一定的经验。但是，相对于信息科学技术的突飞猛进，大学物理的教学改革则显得比较缓慢。在此影响下，大学物理课程的教学也遇到了很多挑战性的问题。
二、传统大学物理教学遇到的问题
1.教学内容存在不足
大学物理课程就其基本内容来说，大部分属经典物理学的范畴，即大学物理现有知识体系内大部分的内容是物理学的经典知识，包括力学、热学、电磁学、光学等以及相对论和量子物理部分，对于近现代物理思想、方法和成就的介绍则涉及较少。这种内容设置与培养信息化人才的要求不相适应，知识陈旧直接导致部分学生缺乏学习物理的兴趣，处于被动接受的状态，学习效果较差。
2.教学方法落后，手段单一
传统的讲授式授课方式将学生置于被动地位，仅靠教师不停地讲，留给学生思考、讨论、总结的时间较少。讨论式、问题式、启发式等新型教学方法采用不多，长此以往会挫伤学生的学习主动性，教师的教学积极性也会受到打击。尽管多媒体技术早已迅速推广，但如果在教学中使用不当，教师就会变成幻灯片放映员和讲解员，学生不但无法记笔记，连思维都难以跟上，教学效果不佳，达不到提高教学质量的目的。
三、相应的对策
1.优化教学内容，激发学生学习兴趣
兴趣是学习最好的老师。如何使教学内容本身就能引起学生浓厚兴趣，是教学内容选取的关键。可从以下方面着手：第一、教学内容要背景化、过程化，即教学内容的选取要与学生所学专业有联系，能结合学习的专业知识来讲解教学内容。虽然大学物理是整个理工科的自然科学基础课，但不同的专业由于其自身特点和研究对象的差异，对大学物理课的教学有着不同的要求。因此，在为各个专业制订物理学教学计划时，应充分考虑到各专业后续专业课程，考虑到学生就业后在实际工作和研究过程中对大学物理知识的需求，为各专业订制不同的教学内容体系。例如，对计算机专业的学生，可以结合电磁学、光学的知识，分析光盘、磁盘的读写原理及鼠标定位的工作原理；对电器专业，可以运用电磁感应、涡电流等知识，分析电磁灶等电器工作原理。[1]第二、教学内容要新颖化、实用化。教学中要结合现代和前沿的物理知识、技术在实际中的应用，来介绍物理学基本原理，使这些理论表现出时代的特征。要在课堂教学中介绍科学思想方法，以此来激发学生学习兴趣。[2]第三、物理课堂教学中增加一定量的物理学史知识，可以通过活跃课堂气氛达到激发并保持学生的兴趣的目标，从而将学生的被动学习变为主动学习。同时，教师在准备物理学史资料时，更能深刻体会物理学史中概念以及定律的深刻涵义。这样，既能丰富教学的内容，保证教学过程的条理清晰，又能使学生更容易理解物理学中的抽象理论和概念，从而提高物理教学的趣味性。[3]
2.利用多种教学手段，提高教学质量
传统的大学物理教学手段是教师讲述、板书、挂图及实验演示，但这种教学模式使学生对所讲的内容缺乏一种感性的认识，学生不能从直观感知信息中获得知识。通过适当使用多媒体辅助教学，科学合理地使用动画、影像等多媒体手段，将复杂的以及物体内部的演变过程展示出来，使之简单化、明朗化。[4]此外，多媒体教学以大量的视听信息，利用不同色彩的组合、三维动画的使用等独特优势，可以更加直观地表述物理规律，更加形象地再现物理过程，逼真地展现很多平时难以看到的物理过程和物理现象，可以使大学物理教学内容表现得丰富多彩，形象生动，激发学生学习的积极性和主动性，增进对所学知识的理解和记忆，有利于想象力和思维能力的培养。[5]此外，可以利用多媒体向学生展示一些科普短片、前沿知识、科学成果，拓宽学生的知识面，提高他们的学习积极性。
要在紧密结合物理教学的基础上不断完善演示实验，不但使课堂教学生动有趣，激发学生的学习热情，还可以加深他们对书本知识的理解。例如，光学部分的“肥皂液膜的干涉条纹”、共振部分的演示实验等。所以，演示实验是大学物理课教学中不可替代的重要环节，它对教学起着相辅相成的作用，必须大力加强课堂中的演示实验。[5]如果能让学生亲手做一做演示实验，不但能从设计思想上，而且在原理、结构等方面为学生创新活动提供了借鉴。演示实验室的建立，可以很好地解决课堂上演示实验的不足之处，学生在教师指导下亲手进行演示实验，能够让他们在科学研究方面获得实践经验。
利用现代网络技术提高教学质量。可以将各种教学资源于校园网上，利用网上资源为教师和学生营造一个开放的学习环境，架起与外界沟通的桥梁。还可以通过网络让学生充分了解物理发展的相关情况。
总之，大学物理作为理工科专业重要的基础课，对学生学习专业知识有很大帮助。因此，大学物理要加大教学改革力度，努力优化教学过程，提高教学质量，为学生终身发展、全面发展服务。
参考文献：
[1]王刚.对工科大学物理教学的几点思考[J].长春师范学院(自然科学版),2006,(04).
[2]容青艳,邓永和.对工科基础物理教学的几点思考[J].湖南工程学院学报,2006,(02).
[3]刘扭参.大学物理教学方法的探索与研究[J].河南教育学院学报(自然科学版),2009,(04).
自然科学的基本原理范文5
关键词：不确定性原理 变量 哲学
1、引言
海森堡提出的不确定性原理以其特殊的性质给科学和哲学解释提出了挑战。不确定性原理，告诉我们微观客体的任何一对互为共轭的不确定变量都不可能同时确定出确定值，使人们放弃了经典的轨道概念。这表明，几率性、随机性、偶然性，并非是由于人类认识能力不足所导致的，而是自然界客观事物的本性。科学的发展要求从哲学层次来认识不确定性原理在科学理论中的作用和地位，分析它的本体论及认识论内涵，总结其基本特征，进而为不确定性原理的科学研究提供富有启示意义的哲学观念和方法论原则。
2、不确定性原理
不确定性原理（Uncertainty principle），是量子力学的一个基本原理，由德国物理学家海森堡于1927年提出，它反映了微观粒子运动的基本规律。
在云室（一种观察微观粒子运动径迹仪器）中观察到的电子径迹的解释上，海森堡的想法是如何用已知的数学形式去描述云室中的电子径迹。云室中的径迹并不是能反映粒子明确位置和速度的一条无限细的线，在云室中看到的电子径迹的宽度要比电子本身的线度大得多，这可能代表了电子的位置具有某种不确定性。通过推算，得到了一种不确定性原理，它表明： 同时严格确定两个共轭变量（ 如位置和速度，时间和能量等） 的数值是不可能的，它们的数值准确度有个下限。这是一条自然定律， 它说明，在微观粒子层次上，同时得到一个粒子运动的位置和速度的严格准确的测量值在原则上是不可能的。用这个理论去解释试验中所观察到的电子轨迹，经过重新的分析整理，最终确定： 云室中电子径迹并不是一条连续的线，实质上它是一系列离散而模糊的斑点，它们近似排列成线，并非真正的电子“径迹”，也就是说电子的位置是不确定的。
海森堡进一步验证此不确定性满足新的量子力学，得到了标准的量子条件：
Pq-qP=h/2π
（P为动量，q为与动量对应的位置，h为普朗克常量s）。
由上式出发，海森堡导出了位置和与速度相关的p的不确定关系式：ΔpΔq≥h。
3、不确定性原理的哲学思考
不确定性原理告诉人们：经典的轨道概念已不再适用，像经典物理学精确把握宏观物体那样将微观粒子的信息精确测出也是不可能的。更重要的是，波函数的统计诠释与不确定性原理两者可共存于一个理论体系，不确定性原理可以由量子力学基本公设推导，而且推导结果也没有超出量子力学的几率诠释。我们需要将二者结合起来，看看它们究竟告诉了我们什么。
有一些社会科学工作者，由于望文生义或不太理解量子力学理论，认为不确定性原理之不确定，几率诠释之几率。深入的思考者则认为，几率诠释告诉我们微观粒子之状态我们不能百分百把握，而不确定性原理则干脆将“不确定”确定下来，告诉我们不确定不是我们的仪器有什么问题，而是客观世界正是如此，不仅认为客观世界的本性在于不确定性，更认为人类的认识能力无法战胜客观的不确定性。
不确定性与确定织在一起密不可分，彼此之间相互否定，各自分别从相反的维度揭示着客观世界的根本性质和特征。确定性是人类认识和追求的目标，但“确定性寻求”的结果使得人们深入到世界的深层并发现不确定性比确定性更为基本和普遍，在确定性岛屿的周围存在着广阔无垠的不确定性海洋。我对不确定性原理的认识主要集中在对不确定性概念的进一步分析之中。
通过对自然科学、数学研究中的典型随机事件掷硬币或掷骰子的具体分析，我认为不确定性就是与事物运动状态或结果具有多种可能性相联系的一种性质，是对确定性的否定。与不确定性相对立，确定性是关于事物的状态、过程、结构、功能、规律等在一定条件下的唯一性。唯一性是确定性的本质特征。有时在放宽的情形下也可以把稳定性、规则性看作是确定性。不确定性具有认识论和本体论意义上的区别。
其一，从认识论角度看，不确定性是指人无法对事物状态或事件运行结果做出唯一确定的描述和预言。事件过程及其结果本身是确定的，但是由于人的认识能力不足或信息不完全而造成认识反映的不确定性。这是和人类天然具有有限的类特征相关联而造成的情形，郝柏林教授提出“有限性原则”也主要是期望概括这一情形中的基本特点。我将这种不确定性称之为主观不确定性或主观随机性。
其二，客观世界还存在着与人类认识能力无关的客观的不确定性，我将其称之为客观不确定性或客观随机性。客观不确定性是指客观事物状态或运行结果的多种可能性在实现上的等概性、平权性或对称性。最简单、最典型的事例就是掷硬币或掷骰子。任何一种可能性的实现相对于其它可能性并不具有优先地位，在实际实现过程中彼此地位平等，概率相同，因而是无法事前准确预言的。这种情形的存在是由客观实体自身结构的特点所决定，与人的认识能力无关。
对于现实与未来的关系，我们之所以说“未来是不确定的”，那皆是因为未来的状态相对于我们目前的状态都是非唯一的，其可能性空间大于现实的状态空间。更由于我们的认识能力有限，基于此，我们只能在今天与未来的交界之处不断锻造更加符合复杂事物系统变化规律的方法之梯，从而将我们的研究视野尽可能地伸向未来的区域。
4、结语
由以上论述我们可以看出，对于许多现实生活中的事情，我们没必要、也没可能完全了解它的所有方面，也不可能完全把握它的发展动向，因为在许多事情的发展中总有一些不确定的因素。将物理中的不确定性原理应用于现实生活中，有一定的现实指导意义，它将为我们的决策带来更加合乎实际的参考方案。
参考文献
[1]陈鄂生.量子力学基础教程[M].山东：山东大学出版社，2003.09
[2]杨桂林，江兴方，柯善哲.近代物理[M].北京：科学出版社，2008.
自然科学的基本原理范文6
[关键词]情报学 基本原理 大众标注
[分类号]G350
1 引言
基本原理是指某一领域或某一学科中具有普遍意义的基本规律。开展情报学基本原理研究，有助于丰富情报学的理论体系，有助于加强情报学的学科地位；掌握情报学的基本原理，有助于提高情报学研究和实践的科学性，避免盲目性。
在传统信息环境下，专家学者曾对情报学的基本原理进行了研究。杨超提出了情报学的6个基本原理：整体性、环境适应性、用户友好性、系统安全性、兼容性、信息资源的共享性等原理；该基本原理主要侧重于信息系统方面，而对用户行为方面的概括较少。马费成教授提出了情报学的6个基本原理：离散分布、相关性、有序性、易用性、小世界及对数透视等原理，并认为离散分布原理和相关性原理虽然目前研究较多，但尚有很多不足，其它原理的情报学研究成果显得很零星。梁战平教授提出了情报学的10方面基本原理：隐藏、相关性、离散分布、有序性、重组、转化、对数透视、小世界、可视化、最小努力等原理。梁战平教授的基本原理中包含有马费成教授的6方面基本原理，并又提出重组、转化、可视化和隐藏等四方面原理。
情报系统是“人－中介－资源”系统，其基本目的和任务是将知识和信息组织有序化，以用户认为方便的形式提供有效利用。对情报学基本原理的概括和总结，除了应该关注信息中介载体的获取和加工过程规律外，还应关注信息资源本身的形成和存在规律，信息用户组织和获取相关信息资源的行为规律以及信息用户、信息资源以及信息中介三要素之间的相互影响的规律。
受传统情报信息技术及环境的限制，信息用户只能被动地接受情报信息的提供，并且信息用户相互之间缺乏有效的交互共享的环境条件，因此，传统的情报学研究多关注于文献等信息载体方面，虽然有的学者也认识到用户认知和效用在情报学中的重要性，但多采用问卷调查和网络日志分析等方法，尚不能客观有效地揭示情报用户的认知和效用。
新一代网络环境下，情报学的研究和实践面临着新的环境和应用，特别是大众标注技术的出现，使得用户能够主动参与对信息资源的标注，相互之间能够交互共享相应的情报信息资源，并且社会化的大众参与标注能够形成一定涌现的有序性特征，因此，对于情报学相关原理的体现和升华，大众标注具有传统理论研究环境不可比拟的优势。
2 大众标注的含义及特征
2.1 大众标注的含义
大众标注是指在公开分享的环境中，由信息使用者共同为各类信息资源进行标记或分类，也即由使用者个人对于各类信息资源进行索引或分类，进而形成众人共同索引和分类的机制，如图1所示：
大众标注的概念最早出现于社会性书签网站的应用。Smith Gene总结了大众标注的发展简史：2004年初，Joshua Schachter开发了del.icio.us系统(网站)，开始采用非层次的关键词分类系统并允许用户在线标引网页；2004年底，Thomas Vander Wal通过一个邮件讨论列表，首次提出“folksonomy”概念；2005年初，支持标签的网站开始大量出现。
大众标注的发展如此迅速，主要由于实践应用和理论研究两方面的推动作用。在实践应用方面，有“flickr”、“Del.icio.us”、“Technorati”等著名网站的带动；理论研究方面，有ASIST、SIG／CR、DC、WWW、ACMCHI、ACM SIGIR、IA Summit等组织和会议的推动。
2.2 大众标注的特征
2.2.1 信息用户的主动参与 在大众标注过程中，大量信息用户分别根据自己的偏好和对网络信息资源的认知能力，选择相应的标签进行标注，并将相应的资源和标签保存到网络收藏夹中，以便供标注者自身或者他人检索相应的信息资源。
大众标注是面向用户的，完全依赖于用户个体的参与和贡献。大众标注的产生，是用户基于个人信息管理的目的，使用自己的词汇对信息进行标注，以便再次查找和使用。所形成的标签集是由关注该信息资源的用户群生成的，这些用户在检索该标签集合时，能够显示一定的兴趣。大众标注是以用户主动参与为特征，体现了用户的个性化认知和价值效用。
2.2.2 信息资源的交互共享 大众标注有两个独特的特点：①参与的广泛性；②标注的随意性(不受限制)。无限多用户的参与使得被标注对象每个角落的内容得到较全面的揭示和反映。从长尾理论的角度看，资源的每一部分都是有价值的，区别仅仅在于价值的大小及受众群体的不同。用户参与标注可以实现对不同部位、不同细节的注意与发掘，有利于长尾价值的揭示和利用。以往的网页内容是分散的孤岛，标签将它们相联系并实现信息共享，因此具备更强的用户吸引力和粘合力。
标注的典型功能是共享。通过标签中介，用户与资源之间以及具有相似标注的用户之问，建立了交互共享的联系。除了准确定位个人信息，相同的标签能够聚合整个信息空间中的所有相似内容，实现资源的共享，基于标签的浏览更能使用户获得意外的发现。
2.2.3 社会化标签的社会化协同
用户在资源的共享过程中能够找到与自身有相同兴趣的人群，得到关于标签使用的反馈，从而影响其未来的行为，因而大众标注的形成和发展具有明显的社会化性质。在大众标注过程中，大量的信息用户运用大量的社会化标签对大量的信息资源进行标注，不同用户之间能够彼此相互浏览对方的资源及相应的标签，可通过相互学习和借鉴而纠正自身随后的相关标注行为，从而随着标注的增加，用户标注行为存在着协同效应。
通过大量用户对资源的大众化、持续的标注，所形成的标签集既能形成对资源客观属性特征的较全面的揭示，又能较充分地反映用户的认知及效用特征。用户随手对自己的内容增加一些个性化的标签，就对这些内容产生了重新的认识，更容易将过去、现在的所有思维串联起来。标签可以快速地在一个公共信息空间创建一个信息剖面，智能聚合各种相关信息，这种能力可以产生很多应用价值。
3 大众标注中情报学基本原理的体现
基本原理的精髓在于具有一定的概括性，能够统摄具体的原理，并且相互之间应具有一定的逻辑性关系。情报学基本原理应基于情报学以用户需求为中心的宗旨和目的，具有一定的抽象性和普适性，并应避免现象和操作的一般性总结。鉴于此，本文在大众标注的新型情报信息环境下，基于马费成、梁战平等教授所
提出的基本原理，尝试提出如下情报学的基本原理：最小努力性、适度相关性、混沌有序性。
3.1 基于主动参与的最小努力性原理
大众标注中信息用户能够根据自身的偏好选择资源，并根据自身对该资源的认知能力选择相应的标签对其标注，因而能够较充分地体现信息用户的主动参与和能动选择特征，可较好体现最小努力性原理。
最小努力性原理体现的是用户的能动性选择的特征，即用户在组织、获取和利用信息、知识、情报时，总是趋向于简捷、方便、易用和省力的原则，在付出的成本和获得的效用之间权衡，从而选择最省力且满意的方式米进行。其衡量标准是成本最小、效用最大，因而达到效益最大化。
对数透视现象表现了情报信息在客观的物理领域和主观的认知领域间具有数量上的对数性差异。这种对数性差异不可避免需要考虑到用户的能动性选择因素，因此对数透视现象是最小努力性原理的体现。
3.2 基于交互共享的适度相关性原理
大众标注为资源和用户、作者和用户之间提供了中介，使得用户主动参与资源的组织和获取，且相互之间能够通过标注而进行交互和共享，从而用户之间依托于万维网而形成用户网络，且用户集和资源集之间形成多对多的关联对应关系。
情报的相关性具有需求相关性、社会认知相关性、中介(情景、主题和算法等)相关性等类型。情报学的相关性除了体现情报信息与信息用户的相关性之外，还体现情报信息要素相互之间、以及信息用户相互之间的相关性。
离散分布和小世界现象正是上述两种相关性的体现。离散分布现象主要体现关联要素的分散和集中的规律，也即社会领域中常见的幂率分布特征。小世界现象揭示的是人类信息联系和信息对象之间的相关性，也即无论用户和资源的范围多大，都可以通过相关的信息达到最短的路径联系。
情报信息系统中，在分析信息用户、信息资源以及信息中介相互之间的相互影响和制约关系时，应该相对于特定的时间阶段、空间范围、对象社区，运用具有相对性的适度相关的观点来分析。
3.3 基于社会化协同的混沌有序性原理
情报的上游是具有物理结构的数据、具有认知结构的知识，下游是具有价值效用的用户，因此，情报应该具有物理结构的载体、认知结构的内容、效用结构的目的。大众标注为用户和载体之间提供了有效的中介，较好地体现了上述三种结构，并且随着标注用户和资源的增加，用户参与对资源属性的揭示会越来越接近于客观，并且在此过程中，信息用户能够将自身的认知偏好集中体现于标签集合中。
情报结构的有序性，即情报系统要素所形成的相对稳定的结构体系，既来源于科学体系的有序性，又来源于人的创造过程的有序性。
重组操作是通过连接、分割和结合的方法，使对象获得改进的机会，是知识创新的基础，转化操作是信息链的各要素之间相互转化，主要体现为隐性知识和显性知识相互之间的转化。无论是重组还是转化，都是情报知识有序化的途径。
有序性原理主要体现情报资源存在结构和发展过程的相对有序化。这种有序化由于涉及社会性因素，因而更显其复杂性。绝对的有序和绝对的无序是不存在的，客观的有序是一种相对的有序――混序，即介于绝对无序和绝对有序之间。
4 大众标注中情报学基本原理的升华
情报信息组织和获取的有效性评价，取决于其用户效用价值的大小，此外，从情报信息技术的发展历程来看，总是沿着用户主动参与性越来越强、用户个性化需求的体现越来越便捷的方向发展，从而以用户价值为中心的情报学研究和实践的基本原理的总结符合情报学的宗旨和目的。
情报学的基本原理的核心在于以用户的认知和效用为中心，关注用户和资源之间的关联性分布及有序性演化(见图2)。
4.1 最小努力性所体现的能动选择规律
情报信息用户在选择性认知和获取相应的情报信息时，具有能动性的特征，即根据自身的效用需求及认知能力来有目的性的选择合适的情报信息属性进行认知，因而，其获得的情报信息带有一定的主观“修正”痕迹，不是传统的客观量化结果。
最小努力性原理取决于用户所付出的成本和所获得的效用之间的权衡，权衡的标准取决于信息用户在获取情报资源时的能动性选择。在大众标注中，情报信息用户通过大众标注的手段和中介，能够主动参与情报信息资源的组织和获取，因而能够较充分地体现自身的认知水平和效用需求，从而较好地体现了信息用户的能动选择规律。
4.2 适度相关性所体现的关联分布规律
情报信息系统的要素主要有用户、情报信息、中介(如社会化标签等)，这些要素在情报信息的组织和获取中，相互之间具有某种关联性对应和作用关系，从而能够形成多样化的分布特征。
适度相关性原理主要体现情报资源与事物的属性特征以及用户的效用目标的相关性。这种相关性主要体现在情报信息载体能否真实反映事物的客观属性特征，以及能否恰当满足用户的效用目标。大众标注条件下，用户不但能主动参与对情报信息资源的标注，使得用户和资源之间联系更紧密，而且用户与用户之间能够相互浏览和借鉴彼此的标注结果，能够交互共享相应的情报信息资源，从而能够构建起更加紧密的关联关系，较好体现了情报信息要素间的关联分布规律。
4.3 混沌有序性所体现的混序演化规律
情报系统要素间相互作用，所形成的要素结构具有相对稳定性，并随着情报环境、用户效用偏好及信息技术条件的改变而不断演化。
混沌有序原理主要体现情报系统要素结构的相对稳定性特征。社会化标注使得信息用户能够自下而上持续地参与信息的组织和获取，所形成的社会性涌现特征不仅能够较真实地反映最终用户的认知需求，而且也体现出了情报结构的混沌有序的演化规律。
5 总结与讨论
情报学是一门交叉性、综合性的学科，既有自然科学的技术性特征，又有社会科学的人文性特征，因而，情报学的基本原理不能仅局限于客观自然规律的描述，还应该包含有主观社会规律的阐释。
大众标注技术弥补了传统信息技术的不足：大众标注所体现的信息用户主动参与，不同于传统信息环境下的信息用户被动浏览，能够较充分体现信息用户的认知和效用特征，是对最小努力性原理的较好体现；大众标注所体现的信息资源的交互共享，不同于传统信息环境下的信息用户之间相互隔离，能够较充分体现不同信息用户之间、不同信息资源之间以及信息用户与信息资源之间的关联性特征，是对适度相关性原理的较好阐释；大众标注所体现出的社会化标签的社会化协同，不同于传统的自上而下的专家分类，能够较充分体现信息用户自下而上参与的，较全面和持续的协作性分类特征，是对混沌有序性原理的较好阐释。
