Instruction: 我正在写关于发展简史中的国外心理学的发展的词条，想了解一下背景知识，你能详细介绍一下吗？

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## 发展简史中的国外心理学的发展

在西方，从文艺复兴到19世纪中叶，人的心理特性一直是哲学家研究的对象，心理学成为哲学的一部分。这段时期，英国的F.培根、T.霍布斯、J.洛克等人，以及18世纪末法国的百科全书派思想家都试图纠正中古时代被神学歪曲了的心理学思想，并给予科学的解释。培根的科学归纳法对整个近代自然科学的发展起了很大作用，霍布斯提出人的认识来源于外在世界，洛克最早提出联想的概念，这些都推动了心理学的发展。法国唯物主义的开创者J.O.de拉美特里在《人是机器》一书中干脆把人说成是一台机器。这些虽然不免有机械唯物论的观点，但都有进步意义。19世纪中叶，由于生产力的进一步发展，自然科学取得了长足的进步，科学的威信在人们的头脑中逐步生根。这时，作为心理学孪生科学的生理学也接近成熟，心理学开始摆脱哲学的一般讨论而转向具体问题的研究。这种时代背景为心理学成为一门独立的科学奠定了基础。虽然此前已经有了一些科学心理学的研究和成果，特别是在人的感受与外界刺激的关系方面，其中德国心理学家E.H.韦伯、G.T.费希纳的研究奠定了心理物理学和实验心理学的基础。国际心理学界公认现代心理学是在1879年建立的。这一年，W.冯特在莱比锡大学建立了世界上第一个心理学实验室，心理学从此宣告脱离哲学而成为独立的科学。冯特的心理学实验室主要研究感知觉心理过程，所用的主要是生理学的实验技术，所以他称自己的这种研究为生理心理学，又称实验心理学。从此，现代心理学经历了约140年的历史。在这期间，关于心理学研究对象的讨论有过几次大的反复。最初，冯特认为心理学是研究人的直接经验或意识的科学，复杂的心理活动是由简单的单元构成的。心理学的任务就是把心理活动分解为一些心理元素。例如，对一本书的知觉是由长方的形状、一定的大小、绿色的书皮等感觉成分相加而成的。这种看法无疑受到当时化学发展的影响。化学采取了分析的方法，化学元素才不断被发现。正因如此，后人才把冯特的心理学体系称作元素心理学或构造心理学。冯特晚年还开展了民族心理学的研究，这是现代社会心理学的先导。冯特在莱比锡大学除了培养研究生，还招收了世界各国大批进修生，其中包括中国学者蔡元培。他们学成归国后，分别在自己的国家建立心理学系和心理学实验室，使这门新兴的科学得到迅速推广。冯特的心理学实验室冯特所创立的心理学只兴盛了三四十年就遇到困难。问题出现在“心理学是研究意识的科学”这个定义上。因为要承认这个定义，首先就要求承认意识的存在。但是，这不是心理学界所有的人都能同意的。1913年美国心理学家J.B.华生首先向冯特的心理学提出挑战。华生指出，心理学如果要成为一门科学，能与自然科学的其他学科处于平等地位，就必须来一场彻底的革命，就要放弃意识作为心理学的研究对象。华生说意识是主观的东西，谁也看不见、摸不到，更不能放到试管里去化验，这样虚渺的东西决不能成为科学的研究对象。他认为科学的心理学要建立在可以客观观察的东西上面。人和动物的行为是可以客观观察的，因而行为才是心理学研究的对象。心理学是研究行为的科学，它要探讨一个刺激使机体发生了什么反应、在什么环境下产生了什么行为。至于头脑内部发生的过程，由于只能推测、不能肯定，所以不必理会。华生在心理学界掀起了一场影响深远的行为主义运动。行为主义心理学对在美国的中国早期留学生也产生了影响。例如，中国心理学家郭任远回国后便推行了行为主义，甚至索性要把心理学改名为行为学。20世纪40年代前后出现了新行为主义，强调在实验操作的基础上研究人和动物的行为。新行为主义者B.F.斯金纳最大胆的尝试是把行为主义原理用于改造社会。他写过一本小说《沃尔登第二》，是以日记的形式描写一个乌托邦式的理想社会。这是一个集体农庄，它有极完善的社会组织，用工分计劳动报酬，完全用行为主义原理来培养训练儿童。在这个社会里没有竞争和剥削，人与人之间都能和睦相处、互相友爱，人们根本不知道什么是自私和欺诈。这样一个事先设计好的社会体制避免了现代资本主义各种弊病。斯金纳把这种社会设计称作“行为工程”，并把这样一个社会的实现寄托于中国。20世纪60年代，美国卷入越南战争，社会危机四起，人们开始怀疑美国的社会制度，向往一个理想社会，于是这本书便不胫而走。行为主义在美国影响很大，从20年代到50年代，行为主义一直统治着美国心理学。后来发现，行为主义的理论太简单化和绝对化，不能因为头脑中的活动看不见就否认人的思维和意识的存在。如同在物理学中，原子、分子、电子也不能被肉眼见到，但仍可以用仪器或其他工具进行研究，人的思维等心理活动同样可以通过技术手段进行客观研究。心理学毕竟要研究人的心理的内部过程。再者，人的社会活动极为复杂，不是简单的行为工程所能阐明的。在行为主义兴起的同时，欧洲又出现了两大心理学派别，一个是格式塔学派，另一个是精神分析学派。格式塔学派诞生于德国，它反对冯特的构造心理学的元素主义，其代表人物是M.韦特海默、K.科夫卡和W.克勒。格式塔是德语Gestalt的音译，意思是整体、完形。这个学派主张心理学研究人脑的内部过程，认为人在观察外界事物的时候，所看到的事物并不完全决定于外界，而是在人的头脑中有某种“场”的力量把刺激组织成一定的完形，从而决定人看到的外界事物是什么样的。当时，物理学中正流行着“场”的理论，格式塔学派则认为人的大脑是物质世界的一部分，所以物理规律可以同样适用于人脑的活动。格式塔心理学还对猿猴的智力进行了研究。克勒观察猿猴如何把几只木箱叠起来，爬到木箱顶上拿到悬挂在屋顶上的香蕉。猿猴还能把棍棒连起来，以取得被栏杆挡住的食物。格式塔心理学家认为人和动物解决问题是靠突然发生的顿悟。格式塔学派反对冯特学派只强调分析的做法，而认为心理现象是一个整体，整体决定其内在的部分。这种强调整体和综合的观点对以后心理学的发展是有益的。科学研究不应只从分析的观点看问题，整体中的相互关系是更重要的一面。精神分析学派来源于精神病学。它给予心理学以巨大的冲击，以致在讨论心理学研究对象时不能不提到它。奥地利精神病医生S.弗洛伊德利用催眠术和自由联想法让精神病患者回忆往事，以找出致病的原因。他发现患者的幼年经验，特别是儿童与父母的情感关系非常重要。他还发现做梦往往反映出一个人的内在心理矛盾，所以分析患者的梦也是一种治疗方法。弗洛伊德认为，一方面人的内在生物性的情欲是最基本的冲动；另一方面人的社会习俗、礼教和道德又约束着这种原始冲动的宣泄，将其压抑到无意识中去。意识的内容是理智的、自觉的，无意识的内容多是与理智、道德相违背的。当理智与无意识的矛盾激化，就造成神经症。为了治病就需要对患者的无意识进行心理分析。这就是精神分析。精神分析学派认为，心理学研究“无意识”的作用，其主要目的是探讨人在生活中基本的心理动机，认为人的根本心理动机都是无意识的冲动。正是这种强有力的无意识的心理活动在人的生活中起着决定性的根本作用。至于有意识的心理过程则只是显露在表面的一些孤立的片段。后来的新精神分析已不再那么强调生物冲动的作用，而更为重视人际间的社会关系。在西方社会中精神病发病率很高，许多病因都与道德堕落有关，所以精神分析理论很容易被接受。20世纪50年代，随着信息科学和计算机科学的发展，认知心理学作为一种新的流派和研究方法在西方国家逐步兴起。认知心理学用计算机的功能类比和模拟人的心理活动，认为人的心理活动就是在进行各种信息的加工，从接受外界的刺激到人脑对这些刺激的整合，特别是注意、知觉、表象、记忆、思维、语言等，直到人的行为表现，都可以用信息加工的原则来说明。认知心理学一度获得很大成功，它的兴起与人工智能相辅相成，取得很多成果，是心理学的主流学派和研究方法之一。20世纪八九十年代以来，心理学与认知神经科学和认知行为遗传学发生了很多交叉。由于它们和心理学的共同目标都是研究人意识的本质和意识的起源这一基本重大理论问题，这就将心理学研究推向了一个新的发展水平，并对很多心理学理论产生了重大影响。《科学》杂志在出刊125周年之际，列出了125个重大科学前沿问题，其中将意识的生物学基础列为第二个问题，就是这种趋势的反映。同时，在前25个问题中还包括人的记忆的存储和提取问题，以及人类协作是如何产生与发展的问题。可见，心理学已经成为全世界科学界关注的焦点。在心理学的发展上，苏联心理学同以美国为代表的西方心理学存在不少区别。沙皇时代的俄国心理学最初也是从西欧国家引进的，但是俄国的一些生理学研究为后来的苏联心理学奠定了坚实的基础。I.M.谢切诺夫以大脑的反射为心理学的基本概念，稍后的V.M.别赫捷列夫写了《反射学》一书。接着，I.P.巴甫洛夫专门研究了条件反射。他的条件反射学说促进了美国行为主义的兴起。巴甫洛夫学说对苏联心理学产生了巨大的影响，成为其理论基础之一。在十月革命胜利后不久，苏联心理学者就主张要把心理学建立在辩证唯物论的基础之上，试图从反映论的角度来说明心理现象。这种理论认为心理是脑的功能，是对客观现实的反映，心理的反映功能是有主动性的，表现为心理活动的选择性。在人的心理发展中，劳动和社会交往起着决定性的作用。这些看法也直接影响了中华人民共和国成立以后的中国心理学以及一些东欧国家的心理学。然而，对巴甫洛夫学说的学习在苏联曾一度出现过绝对化的倾向，排除了对其他先进科学思想的吸收。苏联早期心理学家L.S.维戈茨基（一译维果茨基）的心理学理论强调文化、社会对儿童认知发展的影响，受到苏联官方的打压，直到20世纪60年代才为国际心理学界所了解，80年代开始对国际心理学产生很大影响。维戈茨基提出的“语言是人类发展的主导性中介但不是唯一中介”的基本观点和高级心理机能社会起源学说，即他认为高级心理机能是在人的活动和与人的交往过程中形成和发展起来的，都对后来发展起来的认知心理学和文化心理学有巨大的影响。2016年中国出版了龚浩然主编的9卷本《维果茨基全集》。巴甫洛夫的条件反射研究


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## 发展简史中的中国心理学的发展

心理学在中国的发展也经历了一个相当长久的过程。19世纪末西学东渐成为潮流，1875年日本学者西周受日本文部省的委托，将美国学者J.海文的心理学著作《心灵学》（Mental Philosophy）翻译成日文，并将书名定为日文汉字的《心理学》，在日本被学界普遍认同和传播。1872年，晚清学者朱逢甲（笔名执权居士）在《申报》上使用过“心理（学）”这一学科名称。1897～1898年，康有为将心理学一词引入中国，经过康有为、梁启超开展的心理学的专业性讨论，心理学作为正式的学科名称被中国学界所接受。现代心理学在中国的传播开始于清代末年改革教育制度、创办新式学校的时候。当时的师范学校首先开设了心理学课程，用的教材多是从日本和西方翻译过来的。1907年王国维从英文版重译丹麦H.霍夫丁所著的《心理学概论》。1918年陈大齐著的《心理学大纲》出版，这是中国最早以心理学命名的书籍。1917年北京大学创建中国第一个心理学实验室。1920年南京高等师范学校成立中国第一个心理学系。1921年成立了中华心理学会，张耀翔任会长，1927年学会停止活动。1929年中央研究院设立心理研究所，唐钺任所长。这时，构造心理学、行为主义心理学、格式塔心理学、精神分析等都被介绍到中国来，中国也开始有了自己的心理学研究。20世纪30年代前后，郭任远的鸟类胚胎行为研究，黄翼的儿童绘画研究，孙国华的新生儿行为研究，艾伟、沈有乾等人的汉字研究，陆志韦、萧孝嵘等人的心理测验研究，卢于道、汪敬熙等人的生理心理学研究，陈立、周先庚等人的工业心理学研究等都作出了成绩。1936年11月，心理学界认为有重新组织心理学会的必要，于1937年1月在南京举行中国心理学会成立大会。全民族抗日战争爆发后，北方和沿海地区的多数大学迁到西南，心理学的教学虽然继续进行，但是研究工作几乎停顿。1945年抗日战争胜利后，各大学迁回原址复校，心理学研究才得以恢复。此时，全国有10余所大学设有心理学系，其教学与研究主要受美国心理学的影响。中华人民共和国成立后，1951年成立中国科学院心理研究所，曹日昌为第一任所长，因为资源受限，很快降格为心理研究室，直属于中国科学院。同时在几所大学和各师范院校设立了心理学专业和教研室。当时中国心理学的主要任务是建立辩证唯物主义的心理学，同时学习苏联心理学和巴甫洛夫学说，开展条件反射和高级神经活动的心理学研究。中国心理学家认为心理是脑的功能，是对客观现实的反映，实践活动是人的心理发生发展的源泉。此时，还展开了对心理学的研究对象、任务和方法的讨论，以及对西方心理学派别的评述。1956年中国科学院恢复组建心理研究所，潘菽担任所长，曹日昌、丁瓒任副所长。潘菽提出建立具有中国特色的心理学。60年代初期，中国心理学的重点转向联系社会主义建设实践，结合中国的情况，在发展心理学、教育心理学、工程心理学、航空心理学、劳动心理学方面都进行了探讨。然而，中国心理学的发展不是一帆风顺的，曾一度因所谓“生物学化”而受到错误的批判，在“文化大革命”期间又被作为伪科学而取消，直到70年代初才恢复其科学地位，重新受到重视。1976年以后，中国心理学界同人以改革开放的精神投身到快速发展的中国心理学事业之中。1978年开始，中国先后在北京大学、北京师范大学、华南师范大学、浙江大学、华东师范大学、西南大学、清华大学等多所院校设立了心理学系。截至21世纪初，全国已经有300多个心理学系（所）。中国心理学会由潘菽、荆其诚、王甦、林仲贤、陈永明等先后任理事长。1980年中国心理学会在中国科学技术学会的支持下，成为国际心理科学联合会的国家会员，荆其诚、张厚粲等先后担任了国际心理科学联合会的副主席。2004年中国心理学会在北京承办了第28届国际心理学大会，参会代表6500多人，其中境外代表3500多人。这次会议的成功有力地推动了心理学在中国的发展与国际间的交流。中国心理学会还赢得了2022年在北京承办国际应用心理学大会的主办权。截至2020年年底，中国心理学会按心理学各分支学科设立了33个专业委员会、12个工作委员会及2个期刊编辑委员会。1982年成立了中国社会心理学研究会，陈元晖任会长。中国心理学在生物心理学、认知心理学、发展心理学、理论心理学、教育心理学、医学心理学、运动心理学、军事心理学、社会心理学、工程心理学、工业心理学、法律心理学等领域取得了丰硕的研究成果，共创办十几种刊物，出版上千种书籍。其中《心理学报》和《心理科学进展》连续多年被评为国际引用率最高、全国最有影响力的中国期刊。2012年又出版了中国第一份全英文的国际心理学期刊《心理学刊》（PsyCh Journal），2018年该刊成为国际核心刊物。21世纪以来，中国心理学者在注意、认知控制、知觉学习、记忆、情绪、决策、创造性思维等诸多领域都取得了国际一流的研究成果。同时在国家重大项目的支持下，开展了国民重要心理特征的调查和中国儿童青少年发展特征的研究，建立了一些大型心理学数据库和中国儿童青少年心理发展特征常模，为基础研究和应用提供了数据平台。国家级和省部级心理学研究的重点实验室建设也得到很大发展。随着世界科学界对心理学问题的重视，多项大数据研究证明，心理学已经成为一门枢纽学科（hub science），连接了跨越自然科学和社会科学的多门学科，为探索人的心理的基础与规律而开展工作。世界各国对心理学的投入不断增加。中国国家现代化建设也不断为心理学提出新的任务，制定有利于心理学发展的政策。可以预见，中国的心理学拥有极为美好的前景。


Instruction: 为当代心理学写一篇详细的介绍

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## 当代心理学

经过探索，心理科学获得了迅速的发展。从这一领域的科学家和从业者的人数、基础研究和应用课题的数目日益增长，以及心理学研究获得诺贝尔奖次数的增加便可以明显看到。这种发展的一个值得注意的特点是心理学各派之间的争论已经不再激烈，而是趋向求同存异，各家的合理思想被保留下来，它们之间的区别缩小了。这种在心理学研究对象、方法问题上争论的减弱表明心理学逐渐走上成熟的道路，心理学家把更多的精力致力于专门问题的研究，在具体问题上展开学术争鸣。心理学问题被划分得更为精细，以便更深入地加以探讨。当代心理学的另一个特点是它的跨学科和多学科性质。心理学和一些邻近学科的交叉渗透，已使它们的某些部分难以区别。心理学已经发展成为一门分支众多、边界模糊的科学，兼有自然科学和社会科学两种属性。一方面，心理学与自然科学结合，如它与生物科学结合，探讨心理活动的生理基础；它延伸到技术科学领域，与计算机科学相联系，促进了认知科学的发展；它还研究人类个体的发生发展，提供了关于人的认知能力和个性社会化的发展观。另一方面，心理学与社会科学结合，研究社会、政治、经济、文化的影响及人际交往中的社会心理现象。时至今日，心理学发展得更加宽广庞杂，这就要求从哲学的高度对它进行理论概括。理论心理学就是从宏观上探讨心理学的思想体系。20世纪90年代以来，以各种脑成像技术（结构成像和功能成像）为代表的认知神经科学研究方法被引入心理学研究，使得心理学研究发生了巨大变化。对很多心理现象、人的心理特征、发展的过程、脑功能的定位和不同脑区之间的协同都有众多新的发现。脑诱发电位的应用使得心理学对人的心理活动的时间进程有了更加精细的分析；生物遗传技术的应用使得人们对人的心理的先天与后天的关系有了很多新的认识；生物化学技术的采用使得人们对人的应激反应及其对心理过程的影响，以及嗅觉心理有了新的认识。由于心理学的研究范围相当广阔，不同复杂程度的心理活动可能需要不同的理论模式和研究手段，因而当代心理学把人和动物的复杂心理活动分成不同的层次，在不同的水平上加以研究。心理学研究的方法和技术已经形成了分子-细胞-全脑-个体-群体各个水平。每项研究可能需要使用多个专业设备，针对所涉及的问题综合展开工作。心理学研究概略地分为以下几个分支：

### 生物心理学

从生理学的水平研究各种心理现象。又称生理心理学。在早期，巴甫洛夫用条件反射方法研究动物的学习活动，提出人的心理活动的高级神经活动类型学说。现代的生物心理学用神经生理学、生物物理学和生物化学的手段来研究感知、学习、记忆、思维、情绪等过程，目的是阐明各种心理活动的生理机制。由于生物医学技术的进步，这方面的研究取得了很大成绩。其中，D.H.休伯尔和T.N.维厄瑟的感受野研究、K.W.斯佩里的割裂脑研究最为著名。休伯尔和维厄瑟在动物的大脑视觉皮质细胞上插入微电极，当视网膜的某一部位接受光刺激时，便引起与之相联系的大脑皮质细胞的兴奋，产生微弱的电活动，经过放大被记录在仪器上。他们的研究发现，大脑皮质细胞对视觉刺激有精细的分工，某些细胞感受明暗刺激，另一些细胞感受圆形、尖角、边界等刺激，还有些细胞感受有一定方向的线条刺激等。与这些皮质细胞相联系的不同视网膜部位称为感受野。斯佩里通过割裂两侧大脑半球的方法治疗癫痫病并对大脑心理功能进行研究，发现左半球主要负责言语和思维活动，右半球主要负责图形、音乐知觉和身体的运动。以上两项研究于1981年获得诺贝尔生理学或医学奖。在记忆方面，人们相信既然经验可以在头脑中长久地保存下来，那么大脑的生理结构必定发生了某种物质变化或遗留下某种痕迹。人们还设想，在识记时大脑的某些神经通路会不断地传导神经冲动，因而在这条通路上的神经元与神经元的接触处──突触膜上，必然发生生理的和结构的变化，从而降低了神经冲动的传导阻力。研究发现，在记忆时随着突触电传导的次数增多，细胞内的核糖核酸也增多，由于突触膜受体的蛋白质合成与核糖核酸的变化有关，于是认为核糖核酸就是要寻找的记忆物质。研究还发现，能促进蛋白质合成的药物可以加速学习过程，抑制蛋白质合成的药物则阻止长时记忆的发展。这些关于记忆的脑化学研究增进了对心理过程的了解。20世纪80年代以后，中国心理学家还研究了记忆的大脑机制及应激状态下的脑化学变化。2014年，美国神经科学家J.奥基夫和挪威心理学家E.I.莫泽、M.-B.莫泽由于发现构成大脑定位系统的细胞，而获得诺贝尔生理学或医学奖。这是诺贝尔奖又一次授予生物心理学研究的成果。这是一项典型的空间认知心理的生物基础的研究。该研究解决了困扰科学家几个世纪的问题，即大脑是如何构造出一幅描述人们所处环境的地图，人们又是如何在复杂的环境中找到需要的路线的。生物心理学主要用动物做实验，有时也结合医疗实践进行临床研究。它采用生物科学的通用研究方法，主要是在控制条件下实施手术或使用药物的实验法。从事这一领域研究的不仅有心理学家，还有神经生理学家、生物物理和生物化学家等，生物心理学有时也被列为神经科学的一个分支。

### 认知心理学

20世纪60年代兴起的心理学研究方向。认知心理学是从反对行为主义发端的，同时继承了格式塔心理学的观点。行为主义心理学认为只能研究可观察的行为，不能研究人脑的内部过程。这种观点长期阻碍了人们对人的心理过程的了解，使心理学几乎陷于停滞状态。认知心理学突破了这一限制，以研究高级心理活动，特别是记忆、思维和问题解决为主要目标。这一点正是格式塔心理学的主张。认知心理学是心理学以外的其他科学对心理学发生影响的典型例子。第二次世界大战期间迅速发展起来的通信技术，特别是信息论和控制论的出现，使心理学家看到人类的认知过程与通信系统有一定的相似性，于是借用通信工程师描述信息通道的概念来描述人的认知过程。人的认知过程被看作信息通道的输入、编码、译码、存储、提取、输出等处理信息的过程。另外，行为主义关于语言是条件反射学习的看法经受不住后来兴起的心理语言学的冲击，以致一败涂地。心理语言学的代表人物N.乔姆斯基认为语言有某种先天的内在规律，是由遗传决定的。儿童所表现出学习语言的惊人能力就足以证明这一点。认知心理学在心理语言学的基础上研究言语理解和智力操作，无疑扩大了传统心理学的研究范围。认知心理学利用一切可能利用的方法来研究人的认知过程。除了应用反应时测量、记忆测验等一般实验心理方法外，还对口语记录进行分析，以了解心理活动的内部过程。认知心理学根据研究结果，建立了关于心理活动的认知模型。认知模型只是关于内部过程的一种假设，并不一定代表脑中的真实生理机制。1967年，美国心理学家U.奈塞尔写出第一本以《认知心理学》为名的书籍，心理学界以此作为这一新方向的开始。认知心理学的主要理论是信息加工理论，所以又称信息加工心理学。20世纪50～60年代，美国心理学家A.纽厄尔和H.A.西蒙把人类所具有的概念、观念、表征等脑的内部过程看作物理符号过程。人脑是一个物理系统，脑内的活动是对这些符号的操作。计算机也是一个物理系统，其工作原理是对磁场的模式或符号的操作。任何物理事件只要能用符号形式表示，就能用计算机模拟出来。因此，人类思维中的概念和符号操作可以比拟为一个计算机物理系统对符号的加工处理。这就是当代认知心理学中极为重要的物理符号系统假设。这一假设在人脑的思维活动和计算机的信息操作之间架起一座桥梁，从而在信息加工心理学的研究基础上，可以设计计算机程序来模拟人的心理过程，特别是思维、问题解决等高级心理活动。认知心理学和计算机科学相结合，产生了人工智能这一新学科。80年代初期以来，中国心理学家开展认知心理学的研究，对汉字的学习记忆过程有了一定的认识。李家治等在机器理解汉语的人工智能研究方面取得了成果。80年代后期，认知心理学与神经科学相结合，提出认知的平行分布加工模型，为人工智能研究带来突破。这一学科的发展前景是振奋人心的。当然，这不是说对认知心理学的方法论就没有争议了。

### 发展心理学

研究人从出生到老年不同时期的心理特点和规律。人的身体和心理在时间进程中表现出量和质两方面的变化。人的发展在量的方面的变化是明显的。随着年龄的增长，儿童的身高体重会增加，词汇量不断扩大，知识范围越加广阔，这些都是可以计量的。人的发展在质的方面的变化则更为复杂，也难以定量测量。人的思维、言语、情绪等心理过程都有发展的阶段性。发展心理学研究各种心理活动的年龄特征，并试图找出学习能力的关键期。例如儿童的言语和技能都有最佳的学习时期，一旦过了一定的年龄阶段，再学习就会更加困难。青春期的青少年会表现出明显的心理和行为的改变。人的心理发展，不论是在量的方面还是在质的方面的变化，总是受内在生理因素和外在环境因素的影响。人的发展既有连续性又有阶段性，它是一个前进而不可逆转的过程。人的心理发展是一个复杂的过程，从心理学研究角度可以把人的发展分为身体发展、智力发展和人格发展3个方面。这种划分是人为的，因为每一方面的发展都会影响其他方面的发展，而且人的发展又有个体差异。总的来看，人的心理发展是有规律性的。瑞士心理学家J.皮亚杰提出的认知发展阶段理论是一种有代表性的理论。每一发展阶段都有其特有的智力行为特点。人格的发展主要是社会化的过程，这方面的发展更为复杂，主要受社会环境和人际交往的影响。发展心理学是当代心理学比较活跃的一个分支。由于采用了新的研究方法和仪器设备，特别是录音和录像记录的使用，使得这个领域的研究获得了许多新的发现。研究认为，儿童在婴幼儿期已经具备了一定水平的认知能力，如1岁幼儿已有很高的知觉辨认能力，3岁幼儿已具有很强的语言表达能力等。人们还发现婴幼儿会进行许多过去认为是不能完成的活动。在长久以来进行的遗传和环境相对重要性的争论上，这些发现无形中引起了对先天遗传因素的重视。中国的儿童发展研究具有悠久的传统，从20世纪上半叶开始便开展了比较深入的研究。朱智贤、刘范等结合中国的特点，进行了儿童智力和思维的研究，取得了一些成果。在国际上，儿童心理发展的理论研究也有很大进展，形成了儿童心理发展的几个重要理论体系。这些理论体系不仅支配着研究工作的方向，而且在更广阔范围上影响着人们对心理发展的看法。自从19世纪人们把儿童发展作为一门科学探讨以来，虽然都知道发展是指从胚胎一直到死亡的历程，但是以往的人类发展研究却只局限于研究某一发展阶段，很少着眼于整个生命过程。后来许多心理学家认识到，发展贯穿于人的一生之中，生命的每一阶段都受前一时期的影响，同时又影响到以后的发展，因此毕生发展心理学的研究方向逐渐形成和发展。它从人的生命的全程发展着眼，研究从产前到死亡的全部心理和行为变化。由于许多国家的人口都趋向老年化，老年心理问题日益突出，因而这方面的研究受到重视。发展认知神经科学技术的采用，在很大程度上改变了过去几十年心理学对人类心理、认知和行为的毕生发展已经具备了很多富有成效的积累，却对其物质基础，主要是脑的毕生发展变化知之甚少的局面。特别是对人脑在毕生发展的不同阶段特征的阐明，为帮助人们认识从胎儿期到老年期的发展规律提供了更好的说明和必要的指导。

### 社会心理学

研究个体和群体在社会相互作用中的社会心理和社会行为的发生和变化规律。社会心理学在两个水平上对人际关系进行分析，即个体和社会群体的水平。就个体来说，人从一出生就处于一定的自然和社会环境之中，环境对儿童产生各种影响，儿童也对环境作出反应，儿童在与周围环境的相互作用中发展成为社会的人。社会心理学研究人的心理发展的社会化过程，包括儿童的交往，言语的发展，伙伴、家庭、居住环境及学校对人的影响，这些影响起作用的规律，以及在成人个体的交往中起作用的社会心理规律。社会心理学中的归因理论就是说明在人际交往中，人是如何为某种行为找出原因的。归因问题是社会心理学研究的中心课题之一。人属于一定的团体、阶层、民族、国家。在各种各样的群体中，人们相互交往和影响，使其心理活动带有某一群体所特有的倾向性。人在群体生活中所产生的社会心理现象，如群体内部的交往结构、无形的群体规范、态度、种族偏见、侵犯行为等，都是社会心理学所要研究的问题。例如，社会心理学中所谓的集体就是成员比较多的一种大群体，它们具有一些共同特征，如在这种群体中成员间不一定有直接的接触和交往，而是通过某种共同的活动联合在一起。在大群体中，风俗、习惯、传统观念对行为发挥着特殊的调节作用。大群体又分为无组织的群体和稳定的群体两种。前者是偶然地自发产生的，存在的时间相当短。在一定场合集聚起来的大规模群众动乱、足球比赛场上观众的骚动等，都是这一类大群体行为的典型例子。在相当长的时期中存在的稳定的群体有职业、社会阶层、民族、种族的群体。它是由具体的社会关系体系决定的，或是在社会历史发展进程中形成的。这两类大群体中的社会行为规律，都是社会心理学研究的问题。心理学一直朝着科学化的方向发展，它以物理学、生物科学以致技术科学为榜样来建立自己的理论体系。这就不可避免地带来一定程度的还原论和机械决定论的倾向。20世纪下半叶，西方文化中流行的人道主义社会思潮渗入心理学，出现了社会心理学中的人本主义心理学。人本主义心理学的代表人物A.H.马斯洛和C.R.罗杰斯等人反对心理学中的机械决定论，认为传统的走自然科学道路的心理学不足以解决更复杂的人类心理学问题，特别是涉及价值观和信仰的问题。人本主义心理学以研究意识经验为出发点，探讨人格发展与社会生活的关系。他们认为人在自然进化过程中已获得一些高于一般动物的潜能，包括友爱、自尊、创造性以及对价值的追求等。这些潜能表现为高级需要，它们在人的生理需要和安全需要得到满足以后可能成为支配人的动机和行为的力量。自我实现能使人的这些潜能得到充分的发挥，精神病态是社会环境不良影响使人脱离自我实现的一种异化表现。心理学的任务就是促进人的健康成长和潜在美德的实现。人本主义心理学强调人的动机的作用，它把人的特殊性和人的价值加以拔高，强调发挥人的本性，促成自我实现；事实上它所强调的仍然是人性的自然因素的一面，相对忽视了社会因素的作用。人本主义心理学把心理学引上了一条完全人文科学的道路。社会心理学与社会学有非常密切的关系，它们所研究的是同一社会现象的不同方面。社会学从比较宏观、概括的水平上研究社会问题，社会心理学则是从比较具体的、微观的水平上研究人际交往活动。由于人的社会生活的极端复杂性，虽然社会心理学的研究工作存在着许多困难，但是从人的心理的社会制约性出发，必定能总结出人的社会心理学规律。经济活动是人类最基本和最重要的社会活动。心理学在人类决策方面取得了很多成果，已经有多位科学家因为心理学研究获得诺贝尔奖。美国经济学家、心理学家H.A.西蒙因为对经济组织内的决策过程进行的开创性研究，于1978年获得诺贝尔经济学奖。卡尼曼因为将来自心理学研究领域的综合洞察力应用于经济学中，尤其是在不确定情况下人们如何作出判断和决策方面的研究，于2002年获得诺贝尔经济学奖。美国经济学家R.塞勒因为对有限理性、社会偏好和决策的研究，于2017年获得诺贝尔经济学奖。社会认知神经科学的引入，使得心理学对人的社会性特征，包括对不同文化人群的社会心理特征的脑基础有了更深入的认识。21世纪以来，中国的社会心理学发展非常迅猛，已经在中国人的价值观、自尊、幸福感、自我、共情、社会认知等方面取得很多成果。

### 人格心理学

注重从整体的视角研究人性本质。它以人性及其差异作为核心，研究作为整体的人。19世纪末20世纪初，冯特、詹姆斯、弗洛伊德等就开始了人格的研究。美国心理学家奥尔波特发表的《人格：心理学的解释》（1937）和H.A.默里发表的《人格探究》（1938）被认为是现代人格心理学的开端。主要研究围绕人格结构、人格动力、人格发展展开，后来又发展到运用人格进行人员选拔和岗位派置、人格与犯罪、人格与疾病及和谐社会的健全人格建构等方面的研究。中国的人格心理学以中国文化和中国人为背景，在这些方面都开展了研究工作，取得了国际公认的进展。

### 理论心理学和心理学体系的研究

理论心理学从哲学的高度来探讨心理学的方法论问题。它可以采取两种途径进行研究：一方面是心理学的宏观理论，即心理学的理论体系、心理学的研究对象和方法以及关键性的综合问题的探讨。这些课题一般涉及哲学理论问题，如意识的起源和发展、身与心的关系、环境与遗传等问题。宏观理论问题的研究者要具备较深的心理学根底，对心理学的基本理论问题有比较深入的了解。中国心理学家坚持发展辩证唯物主义的心理学，特别重视理论心理学的研究。他们试图从宏观上观察心理学的发展与现状，引导心理学沿着正确的方向前进，在这方面潘菽对于发展中国的理论心理学作出了贡献。另一方面是心理学某一领域的理论研究，如知觉理论、精神疾病理论等。研究者要对某一领域的研究历史和现状有所了解，并根据自己的研究提出新的理论。一个领域的理论研究者一般是在这一领域有一定研究经验的学者。心理学体系的研究与心理学史的研究密切相关。心理学史研究是对心理学历史上和当前的不同心理学派的研究，探讨其哲学基础、产生的历史背景等。心理学史研究者试图从心理学的历史发展中总结经验教训，以使人们了解心理学的过去和未来的发展趋势。中国古代哲学思想中蕴涵着丰富的心理学思想，对其加以整理和总结，增进对中国心理学思想的了解，将对心理学的发展有很大益处。高觉敷等人出版的中国和西方心理学史的著作，对介绍西方心理学和总结中国心理学思想起了积极的作用。


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## 当代心理学中的生物心理学

从生理学的水平研究各种心理现象。又称生理心理学。在早期，巴甫洛夫用条件反射方法研究动物的学习活动，提出人的心理活动的高级神经活动类型学说。现代的生物心理学用神经生理学、生物物理学和生物化学的手段来研究感知、学习、记忆、思维、情绪等过程，目的是阐明各种心理活动的生理机制。由于生物医学技术的进步，这方面的研究取得了很大成绩。其中，D.H.休伯尔和T.N.维厄瑟的感受野研究、K.W.斯佩里的割裂脑研究最为著名。休伯尔和维厄瑟在动物的大脑视觉皮质细胞上插入微电极，当视网膜的某一部位接受光刺激时，便引起与之相联系的大脑皮质细胞的兴奋，产生微弱的电活动，经过放大被记录在仪器上。他们的研究发现，大脑皮质细胞对视觉刺激有精细的分工，某些细胞感受明暗刺激，另一些细胞感受圆形、尖角、边界等刺激，还有些细胞感受有一定方向的线条刺激等。与这些皮质细胞相联系的不同视网膜部位称为感受野。斯佩里通过割裂两侧大脑半球的方法治疗癫痫病并对大脑心理功能进行研究，发现左半球主要负责言语和思维活动，右半球主要负责图形、音乐知觉和身体的运动。以上两项研究于1981年获得诺贝尔生理学或医学奖。在记忆方面，人们相信既然经验可以在头脑中长久地保存下来，那么大脑的生理结构必定发生了某种物质变化或遗留下某种痕迹。人们还设想，在识记时大脑的某些神经通路会不断地传导神经冲动，因而在这条通路上的神经元与神经元的接触处──突触膜上，必然发生生理的和结构的变化，从而降低了神经冲动的传导阻力。研究发现，在记忆时随着突触电传导的次数增多，细胞内的核糖核酸也增多，由于突触膜受体的蛋白质合成与核糖核酸的变化有关，于是认为核糖核酸就是要寻找的记忆物质。研究还发现，能促进蛋白质合成的药物可以加速学习过程，抑制蛋白质合成的药物则阻止长时记忆的发展。这些关于记忆的脑化学研究增进了对心理过程的了解。20世纪80年代以后，中国心理学家还研究了记忆的大脑机制及应激状态下的脑化学变化。2014年，美国神经科学家J.奥基夫和挪威心理学家E.I.莫泽、M.-B.莫泽由于发现构成大脑定位系统的细胞，而获得诺贝尔生理学或医学奖。这是诺贝尔奖又一次授予生物心理学研究的成果。这是一项典型的空间认知心理的生物基础的研究。该研究解决了困扰科学家几个世纪的问题，即大脑是如何构造出一幅描述人们所处环境的地图，人们又是如何在复杂的环境中找到需要的路线的。生物心理学主要用动物做实验，有时也结合医疗实践进行临床研究。它采用生物科学的通用研究方法，主要是在控制条件下实施手术或使用药物的实验法。从事这一领域研究的不仅有心理学家，还有神经生理学家、生物物理和生物化学家等，生物心理学有时也被列为神经科学的一个分支。


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## 当代心理学中的认知心理学

20世纪60年代兴起的心理学研究方向。认知心理学是从反对行为主义发端的，同时继承了格式塔心理学的观点。行为主义心理学认为只能研究可观察的行为，不能研究人脑的内部过程。这种观点长期阻碍了人们对人的心理过程的了解，使心理学几乎陷于停滞状态。认知心理学突破了这一限制，以研究高级心理活动，特别是记忆、思维和问题解决为主要目标。这一点正是格式塔心理学的主张。认知心理学是心理学以外的其他科学对心理学发生影响的典型例子。第二次世界大战期间迅速发展起来的通信技术，特别是信息论和控制论的出现，使心理学家看到人类的认知过程与通信系统有一定的相似性，于是借用通信工程师描述信息通道的概念来描述人的认知过程。人的认知过程被看作信息通道的输入、编码、译码、存储、提取、输出等处理信息的过程。另外，行为主义关于语言是条件反射学习的看法经受不住后来兴起的心理语言学的冲击，以致一败涂地。心理语言学的代表人物N.乔姆斯基认为语言有某种先天的内在规律，是由遗传决定的。儿童所表现出学习语言的惊人能力就足以证明这一点。认知心理学在心理语言学的基础上研究言语理解和智力操作，无疑扩大了传统心理学的研究范围。认知心理学利用一切可能利用的方法来研究人的认知过程。除了应用反应时测量、记忆测验等一般实验心理方法外，还对口语记录进行分析，以了解心理活动的内部过程。认知心理学根据研究结果，建立了关于心理活动的认知模型。认知模型只是关于内部过程的一种假设，并不一定代表脑中的真实生理机制。1967年，美国心理学家U.奈塞尔写出第一本以《认知心理学》为名的书籍，心理学界以此作为这一新方向的开始。认知心理学的主要理论是信息加工理论，所以又称信息加工心理学。20世纪50～60年代，美国心理学家A.纽厄尔和H.A.西蒙把人类所具有的概念、观念、表征等脑的内部过程看作物理符号过程。人脑是一个物理系统，脑内的活动是对这些符号的操作。计算机也是一个物理系统，其工作原理是对磁场的模式或符号的操作。任何物理事件只要能用符号形式表示，就能用计算机模拟出来。因此，人类思维中的概念和符号操作可以比拟为一个计算机物理系统对符号的加工处理。这就是当代认知心理学中极为重要的物理符号系统假设。这一假设在人脑的思维活动和计算机的信息操作之间架起一座桥梁，从而在信息加工心理学的研究基础上，可以设计计算机程序来模拟人的心理过程，特别是思维、问题解决等高级心理活动。认知心理学和计算机科学相结合，产生了人工智能这一新学科。80年代初期以来，中国心理学家开展认知心理学的研究，对汉字的学习记忆过程有了一定的认识。李家治等在机器理解汉语的人工智能研究方面取得了成果。80年代后期，认知心理学与神经科学相结合，提出认知的平行分布加工模型，为人工智能研究带来突破。这一学科的发展前景是振奋人心的。当然，这不是说对认知心理学的方法论就没有争议了。


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## 当代心理学中的发展心理学

研究人从出生到老年不同时期的心理特点和规律。人的身体和心理在时间进程中表现出量和质两方面的变化。人的发展在量的方面的变化是明显的。随着年龄的增长，儿童的身高体重会增加，词汇量不断扩大，知识范围越加广阔，这些都是可以计量的。人的发展在质的方面的变化则更为复杂，也难以定量测量。人的思维、言语、情绪等心理过程都有发展的阶段性。发展心理学研究各种心理活动的年龄特征，并试图找出学习能力的关键期。例如儿童的言语和技能都有最佳的学习时期，一旦过了一定的年龄阶段，再学习就会更加困难。青春期的青少年会表现出明显的心理和行为的改变。人的心理发展，不论是在量的方面还是在质的方面的变化，总是受内在生理因素和外在环境因素的影响。人的发展既有连续性又有阶段性，它是一个前进而不可逆转的过程。人的心理发展是一个复杂的过程，从心理学研究角度可以把人的发展分为身体发展、智力发展和人格发展3个方面。这种划分是人为的，因为每一方面的发展都会影响其他方面的发展，而且人的发展又有个体差异。总的来看，人的心理发展是有规律性的。瑞士心理学家J.皮亚杰提出的认知发展阶段理论是一种有代表性的理论。每一发展阶段都有其特有的智力行为特点。人格的发展主要是社会化的过程，这方面的发展更为复杂，主要受社会环境和人际交往的影响。发展心理学是当代心理学比较活跃的一个分支。由于采用了新的研究方法和仪器设备，特别是录音和录像记录的使用，使得这个领域的研究获得了许多新的发现。研究认为，儿童在婴幼儿期已经具备了一定水平的认知能力，如1岁幼儿已有很高的知觉辨认能力，3岁幼儿已具有很强的语言表达能力等。人们还发现婴幼儿会进行许多过去认为是不能完成的活动。在长久以来进行的遗传和环境相对重要性的争论上，这些发现无形中引起了对先天遗传因素的重视。中国的儿童发展研究具有悠久的传统，从20世纪上半叶开始便开展了比较深入的研究。朱智贤、刘范等结合中国的特点，进行了儿童智力和思维的研究，取得了一些成果。在国际上，儿童心理发展的理论研究也有很大进展，形成了儿童心理发展的几个重要理论体系。这些理论体系不仅支配着研究工作的方向，而且在更广阔范围上影响着人们对心理发展的看法。自从19世纪人们把儿童发展作为一门科学探讨以来，虽然都知道发展是指从胚胎一直到死亡的历程，但是以往的人类发展研究却只局限于研究某一发展阶段，很少着眼于整个生命过程。后来许多心理学家认识到，发展贯穿于人的一生之中，生命的每一阶段都受前一时期的影响，同时又影响到以后的发展，因此毕生发展心理学的研究方向逐渐形成和发展。它从人的生命的全程发展着眼，研究从产前到死亡的全部心理和行为变化。由于许多国家的人口都趋向老年化，老年心理问题日益突出，因而这方面的研究受到重视。发展认知神经科学技术的采用，在很大程度上改变了过去几十年心理学对人类心理、认知和行为的毕生发展已经具备了很多富有成效的积累，却对其物质基础，主要是脑的毕生发展变化知之甚少的局面。特别是对人脑在毕生发展的不同阶段特征的阐明，为帮助人们认识从胎儿期到老年期的发展规律提供了更好的说明和必要的指导。


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## 当代心理学中的社会心理学

研究个体和群体在社会相互作用中的社会心理和社会行为的发生和变化规律。社会心理学在两个水平上对人际关系进行分析，即个体和社会群体的水平。就个体来说，人从一出生就处于一定的自然和社会环境之中，环境对儿童产生各种影响，儿童也对环境作出反应，儿童在与周围环境的相互作用中发展成为社会的人。社会心理学研究人的心理发展的社会化过程，包括儿童的交往，言语的发展，伙伴、家庭、居住环境及学校对人的影响，这些影响起作用的规律，以及在成人个体的交往中起作用的社会心理规律。社会心理学中的归因理论就是说明在人际交往中，人是如何为某种行为找出原因的。归因问题是社会心理学研究的中心课题之一。人属于一定的团体、阶层、民族、国家。在各种各样的群体中，人们相互交往和影响，使其心理活动带有某一群体所特有的倾向性。人在群体生活中所产生的社会心理现象，如群体内部的交往结构、无形的群体规范、态度、种族偏见、侵犯行为等，都是社会心理学所要研究的问题。例如，社会心理学中所谓的集体就是成员比较多的一种大群体，它们具有一些共同特征，如在这种群体中成员间不一定有直接的接触和交往，而是通过某种共同的活动联合在一起。在大群体中，风俗、习惯、传统观念对行为发挥着特殊的调节作用。大群体又分为无组织的群体和稳定的群体两种。前者是偶然地自发产生的，存在的时间相当短。在一定场合集聚起来的大规模群众动乱、足球比赛场上观众的骚动等，都是这一类大群体行为的典型例子。在相当长的时期中存在的稳定的群体有职业、社会阶层、民族、种族的群体。它是由具体的社会关系体系决定的，或是在社会历史发展进程中形成的。这两类大群体中的社会行为规律，都是社会心理学研究的问题。心理学一直朝着科学化的方向发展，它以物理学、生物科学以致技术科学为榜样来建立自己的理论体系。这就不可避免地带来一定程度的还原论和机械决定论的倾向。20世纪下半叶，西方文化中流行的人道主义社会思潮渗入心理学，出现了社会心理学中的人本主义心理学。人本主义心理学的代表人物A.H.马斯洛和C.R.罗杰斯等人反对心理学中的机械决定论，认为传统的走自然科学道路的心理学不足以解决更复杂的人类心理学问题，特别是涉及价值观和信仰的问题。人本主义心理学以研究意识经验为出发点，探讨人格发展与社会生活的关系。他们认为人在自然进化过程中已获得一些高于一般动物的潜能，包括友爱、自尊、创造性以及对价值的追求等。这些潜能表现为高级需要，它们在人的生理需要和安全需要得到满足以后可能成为支配人的动机和行为的力量。自我实现能使人的这些潜能得到充分的发挥，精神病态是社会环境不良影响使人脱离自我实现的一种异化表现。心理学的任务就是促进人的健康成长和潜在美德的实现。人本主义心理学强调人的动机的作用，它把人的特殊性和人的价值加以拔高，强调发挥人的本性，促成自我实现；事实上它所强调的仍然是人性的自然因素的一面，相对忽视了社会因素的作用。人本主义心理学把心理学引上了一条完全人文科学的道路。社会心理学与社会学有非常密切的关系，它们所研究的是同一社会现象的不同方面。社会学从比较宏观、概括的水平上研究社会问题，社会心理学则是从比较具体的、微观的水平上研究人际交往活动。由于人的社会生活的极端复杂性，虽然社会心理学的研究工作存在着许多困难，但是从人的心理的社会制约性出发，必定能总结出人的社会心理学规律。经济活动是人类最基本和最重要的社会活动。心理学在人类决策方面取得了很多成果，已经有多位科学家因为心理学研究获得诺贝尔奖。美国经济学家、心理学家H.A.西蒙因为对经济组织内的决策过程进行的开创性研究，于1978年获得诺贝尔经济学奖。卡尼曼因为将来自心理学研究领域的综合洞察力应用于经济学中，尤其是在不确定情况下人们如何作出判断和决策方面的研究，于2002年获得诺贝尔经济学奖。美国经济学家R.塞勒因为对有限理性、社会偏好和决策的研究，于2017年获得诺贝尔经济学奖。社会认知神经科学的引入，使得心理学对人的社会性特征，包括对不同文化人群的社会心理特征的脑基础有了更深入的认识。21世纪以来，中国的社会心理学发展非常迅猛，已经在中国人的价值观、自尊、幸福感、自我、共情、社会认知等方面取得很多成果。


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## 当代心理学中的理论心理学和心理学体系的研究

理论心理学从哲学的高度来探讨心理学的方法论问题。它可以采取两种途径进行研究：一方面是心理学的宏观理论，即心理学的理论体系、心理学的研究对象和方法以及关键性的综合问题的探讨。这些课题一般涉及哲学理论问题，如意识的起源和发展、身与心的关系、环境与遗传等问题。宏观理论问题的研究者要具备较深的心理学根底，对心理学的基本理论问题有比较深入的了解。中国心理学家坚持发展辩证唯物主义的心理学，特别重视理论心理学的研究。他们试图从宏观上观察心理学的发展与现状，引导心理学沿着正确的方向前进，在这方面潘菽对于发展中国的理论心理学作出了贡献。另一方面是心理学某一领域的理论研究，如知觉理论、精神疾病理论等。研究者要对某一领域的研究历史和现状有所了解，并根据自己的研究提出新的理论。一个领域的理论研究者一般是在这一领域有一定研究经验的学者。心理学体系的研究与心理学史的研究密切相关。心理学史研究是对心理学历史上和当前的不同心理学派的研究，探讨其哲学基础、产生的历史背景等。心理学史研究者试图从心理学的历史发展中总结经验教训，以使人们了解心理学的过去和未来的发展趋势。中国古代哲学思想中蕴涵着丰富的心理学思想，对其加以整理和总结，增进对中国心理学思想的了解，将对心理学的发展有很大益处。高觉敷等人出版的中国和西方心理学史的著作，对介绍西方心理学和总结中国心理学思想起了积极的作用。


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## 心理学的应用

心理学与人类生活关系密切，它对人类生活起着越来越大的作用，其应用范围也在不断地扩大。心理学家能参与解决教育、医疗、工业、商业、军事及各种社会问题。心理学在一些应用领域中所形成的分支主要有：

### 教育心理学

研究教育过程中的心理活动规律，揭示教育过程和心理发展的关系，把发展心理学的研究成果应用到教育实践中。主要研究内容包括受教育者知识和技能的掌握，心理的个体差异，道德品质的形成，教育者应有的心理品质等。教师根据儿童心理发展的年龄特点和学习规律，合理安排教学内容，改进教学方法。学科教学心理学研究语文、算术等课程的内容和教法，也属于教育心理学的范围。德育心理学研究儿童道德动机、道德判断的形成过程，探讨培养优秀道德品质、正确信念和理想的有效途径。教育心理学的研究直接关系到教育改革和人才培养的重大任务。中国心理学工作者进行的一些教学改革实验，如语文和数学的自学辅导教学法等，对于教学实践具有积极的作用。

### 医学心理学

是关于疾病和健康的心理学研究，探讨心理因素在维护健康和致病方面的作用，并研究在医疗中医护人员与患者的行为特点。医学心理学家在综合医院、专科医院，特别是在精神病医院中发挥作用，他们用心理测验诊断患者，找出心理障碍的原因。医学心理学还研究精神药物的作用，探讨心理治疗的方法。患者的康复过程也是医学心理学的研究内容，目的是调动患者的心理因素，使其尽快恢复健康。医学心理学家也从事心理咨询和心理卫生工作，为促进人的身心健康提供指导与帮助。医学心理学在中国发展较快，心理测验已在临床诊断中应用。全国的精神病医院和部分综合医院都开设了心理咨询门诊。在药物成瘾和网络成瘾方面，也完成了很多研究工作。

### 工业心理学

主要研究工作中人的行为规律及其心理学基础，并将所发现的有关规律运用于工业生产领域，以保证工业生产活动的安全、高效、舒适。包括管理心理学、工程心理学、劳动心理学、人事心理学、消费者心理学等。中国的工业心理学有比较久的历史，在管理心理学方面开展了大量工作并取得了一些成果，同时管理心理学的理论与方法也在非企业的组织中得到应用。管理心理学主要研究员工的选拔、培训、评价、使用等人事组织问题，还包括工作动机、鼓励手段、意见沟通、组织结构、领导行为等心理学问题。这些研究的目的是调动人的积极性，充分发挥人的潜在能力，形成和谐的工作气氛及提高工作效率。

### 工程心理学

以人机系统中人的信息加工特征和局限性为研究对象，服务于人-机-环境系统的设计，以达到整个系统安全、高效、舒适的目标。工厂的温度、照明和工作条件，航空工业中飞机座舱的仪表显示，车船驾驶系统的合理性都是工程心理学研究的课题。工程心理学经历了要人适应机器、注重人机互相配合、以人为本设计3个发展阶段。其研究的发展趋势主要有两个：一方面，由于计算机更加广泛地应用于所有的人机系统，系统的自动化水平快速提高，人在系统中从操作者转变为监控者的进程大大加快，随着体力负荷的降低，脑力负荷与心理负荷增大，更多的认知、注意、情绪和社会心理学问题纳入研究的视野；另一方面，随着整个社会的发展，个人生活和工作中大量引入智能化机器，改变了普通人的生存状态，民用设备的可用性已经成为产品获得市场的关键要素，大企业纷纷开展工程心理学研究，大量研究人员进入企业。中国的工程心理学研究还在国防建设和民用产品设计中取得了很多成果。

### 商业心理学

研究商业活动中人的心理活动及其规律，运用心理学知识和方法解决商品流通过程中有关的行为问题。包括市场心理学、消费心理学和广告心理学。市场心理学研究市场供求关系中心理因素的作用。消费心理学研究商品生产、商品流通，以及服务行业中消费者的心理规律，包括购买动机的分析、购买行为的特点等。广告心理学研究商标、包装、广告的设计，其心理效果的评价等。商业心理学的研究在以市场经济为主的国家很受重视，成为商业竞争的重要手段。随着中国市场经济的发展，商业心理学也得到越来越多的重视。

### 法律心理学

研究在司法活动中人的心理活动及其规律。法律心理学根据不同的方面，可分为犯罪心理学、侦察心理学、司法心理学、审判心理学、罪犯心理矫治等。犯罪心理学研究犯罪的动机及对罪犯的教育改造等问题。侦察心理学研究在侦破案件过程中所应依循的心理规律。司法心理学研究司法过程中各种法律行为所产生的心理现象及其相互关系的发生、发展及变化规律。审判心理学研究的一项重要内容是分析犯人供词及证人证词的可靠程度。罪犯心理矫治是矫正机构运用心理学的原理、方法和技术，帮助罪犯消除犯罪心理及其他心理、行为问题，预防重新犯罪的措施或活动。法律心理学的另一重要分支是司法鉴定心理学，指运用临床精神病学专业知识，对被怀疑有精神障碍的被告或其他诉讼当事人进行心理鉴定，为确定其法律责任提供科学依据。中国的法律心理学工作者结合中国实际，对个体犯罪的心理特点及应采取的对策进行了研究，在对罪犯危险评估与矫治、司法社工心理学技能培养、犯罪心理测试技术、职务犯罪的审讯与预防、恐怖主义犯罪的心理学应用等方面进行了深入研究，取得了很多成果。

### 军事心理学

研究人在军事活动条件下的心理学问题。这些问题包括军事人员的选拔和分类，掌握军事技术和武器的学习过程，军事活动所要求的个性心理特征、心理战术、宣传与反宣传等。军事心理学在军人心理选拔、军事人因学与文化工效学、特殊军事环境与心理、军队领导与组织、心理军医与军队临床心理、军事应激和心理战等领域展开工作。军事心理学把军事组织看成是一个小的社会整体，研究其中的社会过程，如指挥员和士兵的关系、战争条件下群体内部情绪的相互影响、军队士气的作用等。根据兵种的特点，军事心理学又可分为航空心理学、航天心理学和航海心理学。航空与航天心理学除研究一般军事活动的心理规律外，还研究宇航员的意志和品德的培训，在失重、超重条件下的心理变化及适应能力等。宇航员长期驻留在空间站，是一种长期的失重状态，会出现很多与在地面不同的心理状态。为了中国未来空间站的有效运行，中国心理学界对长期失重造成的心理影响，特别是各个感觉通道的信息加工（视觉、嗅觉等）以及对人的记忆、决策能力的影响都进行了研究，取得的成果将服务于中国载人空间站的建设。航海心理学则要研究在长期离开陆地情况下的心理变化、海上战斗和舰艇操纵中特有的心理学问题。中国军事心理学发展很快，在部队基层心理学普及、心理学骨干人才培养、适合部队使用的心理学工具研制、特殊环境下军事人员的行为特征研究、心理健康训练和人机工效研究方面都有很多进展。世界各国的军事心理学研究都属于保密的范围，只有在解密之后才能够公开发表。

### 运动心理学

研究体育运动中人的心理特征及规律。核心领域是竞技心理和锻炼心理的研究。其中竞技心理的研究目的是追求卓越，即帮助运动员在高水平竞赛中通过心理调节获得优异的运动成绩，并谋求长期、更好的自我发展；锻炼心理的研究目的是保持健康，即帮助人们参与锻炼活动，养成运动习惯，感受运动乐趣，以促进身心健康。运动心理学不断得到世界体育大国的高度重视。中国的运动心理学也有快速发展，长期服务于中国运动员备战世界大赛特别是奥运会的心理训练和心理咨询，为中国竞技体育获得优异成绩作出了重要贡献。同时，中国的运动心理学工作者与国际运动心理学组织展开积极合作，于2013年在北京承办了第13届世界运动心理学大会。中国学者姒刚彦曾于2013～2017年担任国际运动心理学会主席，张力为曾于2014～2018年担任亚洲及南太平洋地区运动心理学会主席。

### 临床心理学

研究、评估、诊断、预防和治疗情绪与行为的异常。从就业人数来看，临床心理学是全世界就业人数最多的一个应用心理学分支，广泛采用各种心理学理论学派提供的诊断与治疗方法，治疗有严重心理困难和疾患的求治人员，是很多国家健康服务体系中必不可少的组成部分。临床心理学除了服务于社会上普通的求治对象以外，也在有关政府部门，特别是医疗部门、法律部门和社区服务中发挥积极的作用。中国的临床心理学发展较晚，统合了临床与咨询心理学工作的很多专业人员，努力促进临床与咨询心理学在中国的发展。

### 咨询心理学

研究心理咨询的过程、原则、技巧和方法。咨询心理学涵盖的内容范围很广，发展出来的技术也很多，通过个人评估、个人与组织交互咨询、组织发展技术、教育和训练、员工选拔和评测对个体和群体（家庭、团队等）提供心理的指导意见，帮助他们摆脱心理上的困惑，提高工作效率，改善生活状态。中国咨询心理学开展得较晚，但是发展很快，特别是在中国政府提出的建设社会心理服务体系的指导下，正在各个领域和地区广泛地开展服务和研究。

### 健康心理学

致力于理解和揭示心理因素在健康保持，疾病发生、发展和康复过程中的作用，并设计干预来帮助个体保持健康或从疾病中康复。健康心理学整合心理学和生物学的研究发现，用于设计有实证基础的预防和治疗疾病的方法，并在医学和心理治疗之前、之中、之后对患者的状态作身体的和心理的评估。健康心理学是21世纪以来发展非常快的心理学分支。中国在身心医学的领域早已开展很多研究。在精神分裂症早期识别、心理疾患识别相关的生物-心理指标，环境作用因素，肠道微生物与心理健康等方面都有很好的成果。还特别注重开展对特殊人群的心理健康的研究和干预，涉及留守儿童、流动儿童、残疾人、老年人，同时对普通人群、科研人员、教师、大学生的心理健康都进行了专题研究。2009年，中国学者陈祉妍、吴振云、方格等研制的中国心理健康量表，由针对不同年龄阶段（青少年、成人、老年）的3个分量表构成，得到了比较广泛的应用。

### 护理心理学

研究健康护理过程中的各种心理学问题。中国的护理心理学致力于在400万护士（师）中开展工作，服务于广大护士的心理健康，更通过他们的工作将心理学服务于患者，使得患者在得到医学治疗的同时，获得心理学的帮助。

### 灾害心理学

综合运用各种心理咨询、心理治疗、心理疏解、心理放松和心理训练的理论、方法、技术帮助受灾者战胜困难、顺利康复。在中国，心理学界根据国情特征，提出了灾后心理援助的概念。2008年汶川地震后，灾后心理援助得到中国心理学界和政府的重视，已经组成全国性的灾后心理援助联盟，形成了在当地快速响应需要和调动全国心理力量的机制。同时在基础研究方面，围绕创伤后应激障碍（PTSD）的脑机制、神经生物学改变和分型也完成了一些国际前沿水平的研究。现代心理学的发展已经有100多年的历史，它不仅是一门理论性强的基础科学，而且发展成为一门应用范围广泛的应用科学，与许多实践部门有着广泛的横向联系。当前，中国的社会主义建设为心理学提出许多研究课题，如工业企业的管理、人口问题、家庭结构、医疗保健、体育竞赛、灾后心理援助、军队建设、反腐防腐、法治建设、国民健康、社会和谐、非常规突发事件的防范、犯罪改造等都有待心理学参与研究解决。现代心理学可以广泛地为社会实践服务。


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## 心理学的应用中的教育心理学

研究教育过程中的心理活动规律，揭示教育过程和心理发展的关系，把发展心理学的研究成果应用到教育实践中。主要研究内容包括受教育者知识和技能的掌握，心理的个体差异，道德品质的形成，教育者应有的心理品质等。教师根据儿童心理发展的年龄特点和学习规律，合理安排教学内容，改进教学方法。学科教学心理学研究语文、算术等课程的内容和教法，也属于教育心理学的范围。德育心理学研究儿童道德动机、道德判断的形成过程，探讨培养优秀道德品质、正确信念和理想的有效途径。教育心理学的研究直接关系到教育改革和人才培养的重大任务。中国心理学工作者进行的一些教学改革实验，如语文和数学的自学辅导教学法等，对于教学实践具有积极的作用。


Instruction: 请详细论述心理学的应用中的医学心理学

Output:
## 心理学的应用中的医学心理学

是关于疾病和健康的心理学研究，探讨心理因素在维护健康和致病方面的作用，并研究在医疗中医护人员与患者的行为特点。医学心理学家在综合医院、专科医院，特别是在精神病医院中发挥作用，他们用心理测验诊断患者，找出心理障碍的原因。医学心理学还研究精神药物的作用，探讨心理治疗的方法。患者的康复过程也是医学心理学的研究内容，目的是调动患者的心理因素，使其尽快恢复健康。医学心理学家也从事心理咨询和心理卫生工作，为促进人的身心健康提供指导与帮助。医学心理学在中国发展较快，心理测验已在临床诊断中应用。全国的精神病医院和部分综合医院都开设了心理咨询门诊。在药物成瘾和网络成瘾方面，也完成了很多研究工作。


Instruction:
请详细解释以下名词：
心理学的应用中的工程心理学

Output:
## 心理学的应用中的工程心理学

以人机系统中人的信息加工特征和局限性为研究对象，服务于人-机-环境系统的设计，以达到整个系统安全、高效、舒适的目标。工厂的温度、照明和工作条件，航空工业中飞机座舱的仪表显示，车船驾驶系统的合理性都是工程心理学研究的课题。工程心理学经历了要人适应机器、注重人机互相配合、以人为本设计3个发展阶段。其研究的发展趋势主要有两个：一方面，由于计算机更加广泛地应用于所有的人机系统，系统的自动化水平快速提高，人在系统中从操作者转变为监控者的进程大大加快，随着体力负荷的降低，脑力负荷与心理负荷增大，更多的认知、注意、情绪和社会心理学问题纳入研究的视野；另一方面，随着整个社会的发展，个人生活和工作中大量引入智能化机器，改变了普通人的生存状态，民用设备的可用性已经成为产品获得市场的关键要素，大企业纷纷开展工程心理学研究，大量研究人员进入企业。中国的工程心理学研究还在国防建设和民用产品设计中取得了很多成果。


Instruction: 你是一名百科词条撰写员，请详细解释一下心理学的应用中的法律心理学，要求表达严谨，内容详实

Output:
## 心理学的应用中的法律心理学

研究在司法活动中人的心理活动及其规律。法律心理学根据不同的方面，可分为犯罪心理学、侦察心理学、司法心理学、审判心理学、罪犯心理矫治等。犯罪心理学研究犯罪的动机及对罪犯的教育改造等问题。侦察心理学研究在侦破案件过程中所应依循的心理规律。司法心理学研究司法过程中各种法律行为所产生的心理现象及其相互关系的发生、发展及变化规律。审判心理学研究的一项重要内容是分析犯人供词及证人证词的可靠程度。罪犯心理矫治是矫正机构运用心理学的原理、方法和技术，帮助罪犯消除犯罪心理及其他心理、行为问题，预防重新犯罪的措施或活动。法律心理学的另一重要分支是司法鉴定心理学，指运用临床精神病学专业知识，对被怀疑有精神障碍的被告或其他诉讼当事人进行心理鉴定，为确定其法律责任提供科学依据。中国的法律心理学工作者结合中国实际，对个体犯罪的心理特点及应采取的对策进行了研究，在对罪犯危险评估与矫治、司法社工心理学技能培养、犯罪心理测试技术、职务犯罪的审讯与预防、恐怖主义犯罪的心理学应用等方面进行了深入研究，取得了很多成果。


Instruction: 请详细论述心理学的应用中的军事心理学

Output:
## 心理学的应用中的军事心理学

研究人在军事活动条件下的心理学问题。这些问题包括军事人员的选拔和分类，掌握军事技术和武器的学习过程，军事活动所要求的个性心理特征、心理战术、宣传与反宣传等。军事心理学在军人心理选拔、军事人因学与文化工效学、特殊军事环境与心理、军队领导与组织、心理军医与军队临床心理、军事应激和心理战等领域展开工作。军事心理学把军事组织看成是一个小的社会整体，研究其中的社会过程，如指挥员和士兵的关系、战争条件下群体内部情绪的相互影响、军队士气的作用等。根据兵种的特点，军事心理学又可分为航空心理学、航天心理学和航海心理学。航空与航天心理学除研究一般军事活动的心理规律外，还研究宇航员的意志和品德的培训，在失重、超重条件下的心理变化及适应能力等。宇航员长期驻留在空间站，是一种长期的失重状态，会出现很多与在地面不同的心理状态。为了中国未来空间站的有效运行，中国心理学界对长期失重造成的心理影响，特别是各个感觉通道的信息加工（视觉、嗅觉等）以及对人的记忆、决策能力的影响都进行了研究，取得的成果将服务于中国载人空间站的建设。航海心理学则要研究在长期离开陆地情况下的心理变化、海上战斗和舰艇操纵中特有的心理学问题。中国军事心理学发展很快，在部队基层心理学普及、心理学骨干人才培养、适合部队使用的心理学工具研制、特殊环境下军事人员的行为特征研究、心理健康训练和人机工效研究方面都有很多进展。世界各国的军事心理学研究都属于保密的范围，只有在解密之后才能够公开发表。


Instruction: 我正在写关于心理学的应用中的运动心理学的词条，想了解一下背景知识，你能详细介绍一下吗？

Output:
## 心理学的应用中的运动心理学

研究体育运动中人的心理特征及规律。核心领域是竞技心理和锻炼心理的研究。其中竞技心理的研究目的是追求卓越，即帮助运动员在高水平竞赛中通过心理调节获得优异的运动成绩，并谋求长期、更好的自我发展；锻炼心理的研究目的是保持健康，即帮助人们参与锻炼活动，养成运动习惯，感受运动乐趣，以促进身心健康。运动心理学不断得到世界体育大国的高度重视。中国的运动心理学也有快速发展，长期服务于中国运动员备战世界大赛特别是奥运会的心理训练和心理咨询，为中国竞技体育获得优异成绩作出了重要贡献。同时，中国的运动心理学工作者与国际运动心理学组织展开积极合作，于2013年在北京承办了第13届世界运动心理学大会。中国学者姒刚彦曾于2013～2017年担任国际运动心理学会主席，张力为曾于2014～2018年担任亚洲及南太平洋地区运动心理学会主席。


Instruction: 你能详细解释一下心理学的应用中的健康心理学吗？

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## 心理学的应用中的健康心理学

致力于理解和揭示心理因素在健康保持，疾病发生、发展和康复过程中的作用，并设计干预来帮助个体保持健康或从疾病中康复。健康心理学整合心理学和生物学的研究发现，用于设计有实证基础的预防和治疗疾病的方法，并在医学和心理治疗之前、之中、之后对患者的状态作身体的和心理的评估。健康心理学是21世纪以来发展非常快的心理学分支。中国在身心医学的领域早已开展很多研究。在精神分裂症早期识别、心理疾患识别相关的生物-心理指标，环境作用因素，肠道微生物与心理健康等方面都有很好的成果。还特别注重开展对特殊人群的心理健康的研究和干预，涉及留守儿童、流动儿童、残疾人、老年人，同时对普通人群、科研人员、教师、大学生的心理健康都进行了专题研究。2009年，中国学者陈祉妍、吴振云、方格等研制的中国心理健康量表，由针对不同年龄阶段（青少年、成人、老年）的3个分量表构成，得到了比较广泛的应用。


Instruction: 我正在写关于心理学的应用中的灾害心理学的词条，想了解一下背景知识，你能详细介绍一下吗？

Output:
## 心理学的应用中的灾害心理学

综合运用各种心理咨询、心理治疗、心理疏解、心理放松和心理训练的理论、方法、技术帮助受灾者战胜困难、顺利康复。在中国，心理学界根据国情特征，提出了灾后心理援助的概念。2008年汶川地震后，灾后心理援助得到中国心理学界和政府的重视，已经组成全国性的灾后心理援助联盟，形成了在当地快速响应需要和调动全国心理力量的机制。同时在基础研究方面，围绕创伤后应激障碍（PTSD）的脑机制、神经生物学改变和分型也完成了一些国际前沿水平的研究。现代心理学的发展已经有100多年的历史，它不仅是一门理论性强的基础科学，而且发展成为一门应用范围广泛的应用科学，与许多实践部门有着广泛的横向联系。当前，中国的社会主义建设为心理学提出许多研究课题，如工业企业的管理、人口问题、家庭结构、医疗保健、体育竞赛、灾后心理援助、军队建设、反腐防腐、法治建设、国民健康、社会和谐、非常规突发事件的防范、犯罪改造等都有待心理学参与研究解决。现代心理学可以广泛地为社会实践服务。


Instruction: 我想了解关于人事心理学中的简史的知识，请写一篇详细的介绍

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## 人事心理学中的简史

人事心理学的目的在于充分利用人力资源，促进组织目标的实现，维持组织的生存和发展。人事心理学这一名称是德国心理学家W.斯特思于1903年提出的。最早从事这方面研究并作出重要贡献的是H.闵斯特伯格。他首先把心理测验的方法运用于职业选拔和培训，并于1913年出版了《心理学与工业效率》一书。另一个是卡内基理工学院的心理学教授W.D.斯科特。他最早从事人事选拔的心理学研究，并于1919年创立了专门从事工业心理学咨询的斯科特公司。第一次世界大战中，美国首先对新兵进行心理测验，以鉴定、选拔和培训士兵、下级军官和飞行员。第二次世界大战期间，为了鉴别合格的兵员，选拔特种兵和下级军官，美国国防部征集了大批心理学家进行陆军普通分类测验，以测量各种能力倾向。在军队还设立了“人事心理分类委员会”，承担工作分析、标准职务鉴定分类和人员性向测验，建立各种能力与特殊技能的士兵和军官资料库。此项工作对美国军队人事管理的科学化具有重要作用。这些工作大大地促进了人事心理学的发展，为战后人事心理学广泛运用于企业、行政等各种组织打下了坚实的基础。

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Instruction: 为人事心理学中的研究内容写一篇详细的介绍

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## 人事心理学中的研究内容

概括历史的和现实的研究，人事心理学包含的内容有：①工作分析。即研究和分析一种工作包含哪些内容，不同工作的内容有何差异，从事某种工作的人应具备哪些必要的知识、熟练技巧、能力和责任等。工作分析的步骤包括3大类：一是事前准备，即明确工作分析的目的和利用结果的方法，制定分析计划。二是用观察、访谈、问卷等方法对所研究的职位进行调查，以了解这项工作做些什么，工作方法是什么；承担者为完成这项工作必须具备哪些身体和心理条件；对所涉及的领域和使用的设备应具有哪些知识；在工作执行中应有哪些责任等。三是对上述分析结果进行整理，制成工作描述单和工作明细单。②人员选拔。即根据某种工作的必要条件，从应征者中选出一定数量的合适人选加以录用。人员选拔有不同的目的，一种是为了使组织的效率得到最大发挥，而选拔各种职位的最佳人选，称为性向配置；另一种是使个人的能力倾向获得最大的发挥，称为职业指导。此外，在人员选拔时，不仅要考虑工作能力和效率，也要重视录用人员是否忠诚组织，热爱本职工作，善与同事相处。这些对组织的维系相当重要。③职业训练。即对在职人员进行知识性和技能性的训练。人事心理学可以根据心理学的原理，为这种训练提供科学的方法。训练可以直接增进个人的工作技能，提高工作效率，还可以改善组织的维系功能。例如，管理技巧训练、敏感训练、人际关系训练等都有助于增进上下级的合作和协调人际关系，从而促进组织效率。④考核与评价。即对职工的工作绩效进行考核评价。考核与评价的方法有多种，人事心理学采用较多的是各种评定量表的技术。对不同层次的管理人员和工人，考核与评价的内容和方法也不同，但其目的都是为了更好地安置人员，确定薪金等级和职务晋升，以及是否需要接受更进一步的培训。⑤报酬与奖惩。即组织的报酬制度和薪金结构是否合理，是否能激励职工为实现组织目标而全力以赴。为解决这一问题，心理学要研究报酬与动机、奖惩与行为的关系。通过对职工的考核与评价，采用恰当的酬赏与奖惩，达到激励职工努力工作的目的。奖励和报酬除了金钱外，还有非金钱式的报酬。在某些情况下，非金钱式的奖励和报酬更能激发人的积极性。⑥福利与安全。福利与安全措施是保证正常工作、生活和身心健康的必要条件。心理学家对安全的研究着重于分析造成事故的心理因素，制定防止事故发生的措施，以及排除影响心理健康的因素。关于福利的研究，也是侧重于福利的心理效应。科学的福利和安全措施能消除职工的不满，也能增进职工对组织的归属感、自豪感和安全感，从而使职工将自己的命运与组织的命运结合起来，起到维持组织的生存和正常运转的作用。⑦沟通。职工之间人际关系的改善，干群关系的密切，组织目标的传达，职工对组织管理的意见、态度以及士气的了解等，都是维系组织生存和发展所不可缺少的。组织的意图要让下级了解、下级的意见和态度要让上级掌握并进行反馈，互通情报，沟通各阶层对组织内各种问题的看法和意见，对于增进每个成员的主人翁感和对本单位的凝聚力，协调上下级关系等，都起着重要作用。这些可以利用会议、通报、意见箱、广播、信访、座谈等形式，通过态度或士气调查等方法来实现。人事心理学的研究，除了以上内容外，还探讨群体心理、人际关系、领导的选拔、训练与任用、组织变革和组织开发等与人事功能有关的内容。这些问题也是组织心理学或管理心理学共同感兴趣的问题。

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Instruction: 你是一名领域专家，对音乐心理学中的发展概况非常了解，请给出详细的解释

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## 音乐心理学中的发展概况

开拓这方面研究的是德国物理学家H.von赫尔姆霍茨。1863年，他发表了一部具有里程碑意义的著作《作为音乐理论的生理学基础的声觉学说》。这部著作是以“欧姆定律”音响学理论和J.P.缪勒的神经特殊能量学说理论为基础的。1883年，C.施通普夫发表了《音乐心理学》，把心理学的观点渗透进赫尔姆霍茨的物理学和生理学的研究中，成为第一个把音乐心理这门学科系统化的人。他着重研究人对协和音与不协和音的感觉。在他之后，G.雷维斯由研究听觉病理障碍而进入音乐心理，尤其重视音乐天才方面的研究，并且提出了“音高的双重成分理论”。20世纪初，C.E.西肖尔与他的学生发展了许多测验视、听和运动知觉的仪器，可以把演唱和演奏中的音高、音色以及颤音等的波谱印录下来，对其中的任何特定因素抽出来进行单独分析。他特别注重颤音的分析，提出了音高辨认中存在的“正常错觉”现象。苏联心理学家B.M.捷普洛夫对音乐心理学的研究也颇有贡献。他认为，在音乐才能中，调性感、节奏感、音乐听觉的观念等为音乐才能的核心。第二次世界大战之后，心理学上的新概念给音乐心理学很大的影响。精神分析论者把情绪与认识和记忆联系起来，随后又发展起来“音乐治疗”。“自控”的观点把人看成一个自我调节的生理系统，通过知觉同活动循环的反馈作用使机体得到平衡。　　当代音乐心理学的实验成果多在音乐知觉方面。趋向是试图将人对声音的知觉与音乐学习的心理过程联系起来，以探索从原始到复杂的音乐行为的发展过程；研究从幼儿甚至从婴儿的音乐行为到高度专业技艺的发展，以求更全面更深入地研究人的音乐心理状态的种种问题。

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Instruction: 你能详细解释一下音乐心理学中的主要内容　吗？

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## 音乐心理学中的主要内容

音乐心理学的研究较多地侧重于人对声音的知觉、音乐记忆和音乐想象以及音乐感等。

### 人对声音的知觉

包括4个要素：音高、响度、音色和时值。这些要素是根据人对声音的频率、振幅、波形和时程等物理特征的感受而形成的。但声音的物理特性之间又是相互联系的，如声音的响度不仅取决于声音的振幅，它还和声音的频率有关，在听阈范围内人们对500～5000赫的声音最敏感，对声谱两端的声音的感受性就比较低。即同样强度但频率不同的声音听起来是不一样响的。　　听觉器官接受音波所得的听觉印象是一个整体，人的音乐经验和行为并不是音波的各个物理特征的机械组合。人对声音4个要素的感知能力并不平衡，这些能力的发展也互不相依。有些人某种能力发展较强便成为某种类型。例如，音调型对音高的辨别力强，对旋律与和声感觉敏锐；力度型对强弱及重音敏感；时值型对速度、节奏、时程敏感；音色型对音质、音调泛音的构成感觉敏锐。不同类型的人在他们欣赏、表演、创作中都会表现出不同的特长。

### 音乐记忆和音乐想象

音乐记忆既包括一般记忆，如知觉的、认识的、情绪的和运动的各种经验，也包括音乐中特有的问题，如单音记忆、旋律记忆、和声记忆、乐汇掌握及理论知识与记忆的关系、几个无联系的单音先后出现的记忆，以及记忆的音域与语言的关系等问题。音乐记忆是音乐想象的基础，丰富的音乐想象能力是音乐家的重要心理特征。阿格纽在《大音乐家的听觉影像》中收集了R.舒曼、W.A.莫扎特、H.柏辽兹、R.瓦格纳等大音乐家听觉影像的记载。音乐家想象中的音乐世界，比现实世界里的音乐丰富得多。可见，音乐记忆和音乐想象是音乐心理学研究的重要内容。

### 音乐感

表现音乐才能的主要因素。心理学家对音乐感的看法不同。雷维斯认为它是统一不变的素质，西肖尔认为它是一系列单个能力的组合；施通普夫认为它表现在对和弦的分辨；捷普洛夫、科瓦列夫以及米亚西谢夫把音乐感看成是特殊的能力、爱好和个性的一种独特性质的结合。音乐感在个体中的表现有早有迟，表现出来的深度和广度基于个体的音乐经验及经验对他的影响。对于音乐感是天生的还是从学习中获得的，各家主张不一。雷维斯、西肖尔倾向于来自先天，但训练可以揭示出这种先天的潜在能力。　　音乐感与音乐技能是两个不同的范畴，音乐理解及表现的深度不受乐曲所需技术程度的限制。一首很浅易的乐曲可以被音乐家表现得非常深刻。但是一位音乐家，尤其是音乐表演艺术家，必须具备发挥某种音乐技能的优越生理条件并经过严格刻苦的正规锻炼。

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Instruction: 你是一名百科词条撰写员，请详细解释一下主要内容　中的人对声音的知觉，要求表达严谨，内容详实

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## 主要内容　中的人对声音的知觉

包括4个要素：音高、响度、音色和时值。这些要素是根据人对声音的频率、振幅、波形和时程等物理特征的感受而形成的。但声音的物理特性之间又是相互联系的，如声音的响度不仅取决于声音的振幅，它还和声音的频率有关，在听阈范围内人们对500～5000赫的声音最敏感，对声谱两端的声音的感受性就比较低。即同样强度但频率不同的声音听起来是不一样响的。　　听觉器官接受音波所得的听觉印象是一个整体，人的音乐经验和行为并不是音波的各个物理特征的机械组合。人对声音4个要素的感知能力并不平衡，这些能力的发展也互不相依。有些人某种能力发展较强便成为某种类型。例如，音调型对音高的辨别力强，对旋律与和声感觉敏锐；力度型对强弱及重音敏感；时值型对速度、节奏、时程敏感；音色型对音质、音调泛音的构成感觉敏锐。不同类型的人在他们欣赏、表演、创作中都会表现出不同的特长。

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Instruction: 请详细论述主要内容　中的音乐感

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## 主要内容　中的音乐感

表现音乐才能的主要因素。心理学家对音乐感的看法不同。雷维斯认为它是统一不变的素质，西肖尔认为它是一系列单个能力的组合；施通普夫认为它表现在对和弦的分辨；捷普洛夫、科瓦列夫以及米亚西谢夫把音乐感看成是特殊的能力、爱好和个性的一种独特性质的结合。音乐感在个体中的表现有早有迟，表现出来的深度和广度基于个体的音乐经验及经验对他的影响。对于音乐感是天生的还是从学习中获得的，各家主张不一。雷维斯、西肖尔倾向于来自先天，但训练可以揭示出这种先天的潜在能力。　　音乐感与音乐技能是两个不同的范畴，音乐理解及表现的深度不受乐曲所需技术程度的限制。一首很浅易的乐曲可以被音乐家表现得非常深刻。但是一位音乐家，尤其是音乐表演艺术家，必须具备发挥某种音乐技能的优越生理条件并经过严格刻苦的正规锻炼。

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Instruction: 你是一名百科词条撰写员，请详细解释一下审美心理学中的审美心理过程，要求表达严谨，内容详实

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## 审美心理学中的审美心理过程

阐述审美心理过程的理论观点有：①意大利美学家B.克罗齐以及德国心理学家H.闵斯特伯格和A.叔本华等认为，审美经验就是形象的直觉。所谓直觉是指直接的感受，不是间接的、抽象的和概念的思维。所谓形象是指审美对象在审美主体大脑中所呈现出来的形象，它既是审美对象本身的形状和现象，也要受到审美主体的性格和情趣的影响而发生变化。②瑞士心理学家E.布洛提出，审美者与审美对象之间要保持一定的心理距离才能产生美感体验。所谓心理距离是指审美者不要去注意和思考与审美对象的美学价值无关的事情，例如对象的科学性质或经济价值等，也不要抱有功利的和实用的打算。亦即把主客体之间的种种其他现实的关系在心理上拉开距离。要防止或削弱这些方面的活动进入审美意识。③德国美学家F.T.von菲舍尔和T.李普斯认为，审美的心理过程是移情或外射。在审美或欣赏时，人们是把自己的主观感情转移或外射到了审美对象的身上，然后再对之进行欣赏和体验。当审美者把自己的情趣外射到欣赏对象，又把对象的形象情趣吸收到自身时，就出现了审美中的“物我同一”境界。此时，主客体之间的心理距离便被取消了。这是一个与“距离说”相反的过程。前者缩短或消除了审美关系的心理距离，或者拉开了非审美关系的心理距离。④德国心理学家K.T.格罗斯认为，审美的生理基础和过程对于审美对象的内模仿。例如审美者以自己的身体内肌肉的紧张收缩来模拟审美对象的动作或姿态──奔跑、飞翔或拔地而起。模仿常常是一种比较轻微地对局部细节的模仿，因而主要是一种象征性的模仿。⑤S.弗洛伊德认为，美感产生于性欲的替代性满足，艺术活动是人类性欲的升华行为。性欲常常是被压抑在个人的无意识之中的一种本能。由于涉及个人的深层的无意识心理，因而审美者本人并不知道自己的美感与性欲之间的关系。这点常常是引人注目和引起争论的一个原因。⑥瑞士心理学家C.G.荣格提出，审美经验和艺术创造取决于人类的集体无意识，美感来源于艺术幻想，幻想来源于集体无意识中的神话原型和意象，来自人类心灵深处的某些陌生的东西，它们像是来自人类史前时代和原始经验，通过遗传存在于个人的无意识的最深层。当审美对象能够唤醒、触发或符合审美主体深藏的集体无意识的原始经验或意象时，社会即可得到强大持久的美感和美学效果。

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Instruction: 我正在写关于审美心理学中的审美心理类型的词条，想了解一下背景知识，你能详细介绍一下吗？

Output:
## 审美心理学中的审美心理类型

布洛通过对颜色的审美心理特征和个性倾向的实验把人分为4类：①客观类。对颜色的审美态度是只进行客观、理智的分析和评论。②生理类。注重颜色所引起的感觉，如冷、暖或轻重。③联想类。在对颜色的审美过程中常常产生丰富的联想。如从蓝色联想到天空或海洋。④性格类。认为颜色像人一样是有性格的。如认为红色本身具有热情的性格。布洛认为属于性格类的人在对颜色的审美体验中水平最高，因为性格类的人赋予每种颜色以拟人的性格，对颜色能产生感情上的共鸣。性格类者对颜色的审美感受有很强的客观性，因为他们之间的具体看法常是一致的。而联想者多凭个人的主观经验而定，缺乏客观的一致性。英国美学家C.S.迈尔斯与布洛一样，通过实验把人类对音乐的审美体验也分为4个类型：主观类（注重音乐对感觉、情绪和意志的影响）、联想类（注意音乐所引起的联想）、客观类（专用一种客观的标准来评价音乐本身的技巧）、性格类（把音乐拟人化，乐调各有各的性格和情感）。迈尔斯与布洛一样认为4个类型中，以性格类对音乐的审美感受水平最高。还有人按照在艺术欣赏过程中知觉侧重的不同，把审美心理分成感觉型、想象型和思考型3类。此外，还有人按在欣赏时感情活动的不同，把审美心理分为陶醉型、共演型和旁观型3类；按对新奇感的态度分为保守型和进步型两类；荣格把人的性格分为8个类型。他认为，审美水平较高的艺术家大多属于内倾感觉型或内倾直觉型，并且认为作家在创作过程中可以显示出他们所属的性格类型或显示出与其性格相反的类型。荣格划分的性格类型人格倾向心理机能外倾外倾直觉、外倾感觉、外倾感情、外倾思维内倾内倾直觉、内倾感觉、内倾感情、内倾思维

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Instruction:
请详细解释以下名词：
心理学派对审美心理学的影响

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## 心理学派对审美心理学的影响

心理学中对美学影响较大的学派是精神分析学派、格式塔学派、行为主义学派、信息论学派和人本主义学派。它们分别从不同的方面对审美心理学的形成和发展做出了重要的贡献。①精神分析学派。提出了有关审美过程动力的观点，认为审美经验的源泉存在于无意识之中，揭示出审美心理的深层结构。弗洛伊德用艺术和神话中的生动故事来说明他的心理学理论，如恋母情结。又用这种理论去解释文学艺术中的奥秘，如W.莎士比亚、达·芬奇的作品和创造心理。弗洛伊德和荣格关于文学艺术方面的论述是审美心理学中较为深刻的部分。②格式塔学派。运用格式塔心理学的原理和“力”与“场”的概念去解释审美过程中的知觉活动，代表人物是R.阿恩海姆，其论述主要在视觉艺术中的审美方面。③行为主义学派。对于审美经验的研究集中在观赏者对艺术品及其要素的喜好的实验，主要是观赏者对艺术品刺激所作出的生理性反应。艺术品的典型特征是唤起欣赏者的兴奋并出现先强后弱的变化。这种兴奋的变化就是产生愉快、兴趣和审美经验的原因和机制。④信息论心理学。通过对审美知觉的研究认为，知觉者欣赏艺术品时会唤起一种期望模式，当期望得到肯定时就会产生愉快和美感。⑤人本主义心理学。认为美感是一种高峰经验，是对自我的观照，自我不停地追求在创造中实现自己的潜能。在达到了自我实现时就会出现高峰经验和美感。

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Instruction: 我想了解一下审美心理学中的研究方法　，你能非常详细地介绍一下吗，这样我就不需要再搜索了

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## 审美心理学中的研究方法

审美心理学的研究方法有两大类：①用主观内省的方法，去观察、体会和研究自己的审美心理体验。②用科学的主要是自然科学的实验方法，客观地观察、分析实验的结果，创始人是德国心理学家G.T.费希纳，他所提倡的这种研究已经形成了一门学科——实验美学。实验的方法在理论上的主要问题是在研究时要把审美的完整经验打破，去研究部分，这就破坏了美，并且各部分之和并不能等于全体，因此结果不十分可靠。另一个困难问题是，作为实验对象的一般被试，不能把美感和快感清楚地区别开来，常把二者混淆。随着实验技术和仪器的发展和完善，上述困难问题已经得到部分解决。当代审美心理学的研究方法趋向于两类方法的结合并用。

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Instruction: 你是一名百科词条撰写员，请详细解释一下计算机体系结构中的存储程序结构基本原理，要求表达严谨，内容详实

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## 计算机体系结构中的存储程序结构基本原理

现代计算机都采用存储程序结构，又称为冯诺伊曼结构，是1945年J.冯·诺伊曼受宾夕法尼亚大学研制的ENIAC计算机结构的启发提出的（学术界对此结构是否称为冯诺依曼结构存在争议）。此结构的主要特点是：①计算机由存储器、运算器、控制器、输入设备、输出设备5部分组成，其中运算器和控制器合称为中央处理器（central processing unit，简称CPU）或处理器。②存储器是按地址访问的线性编址的一维结构，每个单元的位数固定。指令和数据不加区别混合存储在同一个存储器中。③采用指令驱动执行方式，即控制器从存储器中取出指令并根据指令要求发出控制信号控制计算机的操作。控制器中的程序计数器指明要执行的指令所在的存储单元地址。程序计数器一般按顺序递增，但可按指令要求而改变。④以运算器为中心，输入输出（input/output，简称I/O）设备与存储器之间的数据传送都经过运算器。随着技术的进步，冯诺依曼结构得到了持续改进，主要包括：①以运算器为中心改进为以存储器为中心，数据流向更加合理，从而使运算器、存储器和I/O设备能够并行工作。②由单一的集中控制改进为分散控制。早期的计算机工作速度低，运算器、存储器、控制器和I/O设备可以在同一个时钟信号的控制下同步工作。现在运算器、存储器与I/O设备的速度差异很大，需要异步分散控制。③从基于串行算法改进为适应并行算法，出现了流水线处理器、超标量处理器、向量处理器、多核处理器、对称多处理机（symmetric multiprocessor，SMP）、大规模并行处理机（massively parallel processing，MPP）和机群系统等。④出现了为适应特殊需要的专用计算机，如图形处理器（graphic processing unit，GPU）、数字信号处理器（digital signal processor，DSP）等。虽然经过了长期的发展，以存储程序和指令驱动执行为主要特点的冯诺依曼结构仍是现代计算机的主流结构。非冯诺依曼计算机的研究成果包括依靠数据驱动的数据流计算机、图规约计算机等。

理学 计算机体系结构 计算机科学技术


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请详细解释以下名词：
计算机体系结构中的指令系统结构

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## 计算机体系结构中的指令系统结构

计算机系统为软件编程提供不同层次的功能和逻辑抽象，主要包括应用程序编程接口（application programming interface，API）、应用程序二进制接口（application binary interface，ABI）以及指令系统结构（instruction set architecture，ISA）三个层次。API是应用程序的高级语言编程接口，在编写程序的源代码时使用。常见的API包括C语言、Fortran语言、Java语言、Javascript语言、OpenGL图形编程接口等。使用一种API编写的应用程序经重新编译后可以在支持此API的不同计算机上运行。ABI是应用程序访问计算机硬件及操作系统服务的接口，由计算机的用户态指令和操作系统的系统调用组成。为了实现多进程访问共享资源的安全性，处理器设有“用户态”与“核心态”。用户程序在用户态下执行，操作系统向用户程序提供具有预定功能的系统调用函数来访问只有核心态才能访问的硬件资源。当用户程序调用系统调用函数时，处理器进入核心态执行诸如访问I/O设备、修改处理器状态等只有核心态才能执行的指令。处理完系统调用后，处理器返回用户态执行用户代码。相同的应用程序二进制代码可以在相同ABI的不同计算机上运行。ISA是计算机硬件的语言系统，也叫机器语言，是计算机软件和硬件的界面，反映了计算机所拥有的基本功能。计算机硬件设计人员采用各种手段实现指令系统，软件设计人员使用指令系统编制各种软件，用这些软件来填补指令系统与人们习惯的计算机使用方式之间的语义差距。设计指令系统就是要选择应用程序和操作系统中一些基本操作应由硬件实现还是由软件通过一串指令实现，然后具体确定指令系统的指令格式、类型、操作以及对操作数的访问方式。相同的应用程序及操作系统二进制代码可以在相同ISA的不同计算机上运行。ISA通常由指令集合、处理器状态和例外三部分组成。指令包含操作编码和操作数编码，操作编码指明操作类型，操作数编码指明操作对象。常见的指令编码方式包括复杂指令系统（complex instruction set computer，CISC），精简指令系统（reduced instruction set computer，RISC）和超长指令字（very long instruction word，VLIW）等。指令的操作主要包括：运算指令，如加减乘除、逻辑运算、移位等；数据传送指令，如取数和存数；程序控制指令，如条件和非条件转移、函数调用和返回等；处理器状态控制指令，如系统调用指令、调试指令、同步指令等。指令的操作数包括立即数、寄存器、存储器、I/O设备寄存器等。立即数是指令中直接给出的数据。寄存器用于保存处理器最常用的数据，包括通用寄存器、浮点寄存器、控制寄存器等，处理器访问寄存器时直接在指令中指明要访问的寄存器号。存储器是计算机中保存指令和数据的场所，计算机取指令和存取数据都要先计算指令和数据所处的存储单元地址并根据地址来读写存储器。I/O设备都有专门的设备控制器，设备控制器向处理器提供一组I/O设备寄存器，处理器通过读写I/O设备寄存器来获知I/O设备状态并控制I/O设备，处理器写入I/O设备寄存器的数据，会被设备控制器解释成控制I/O设备的命令。指令需要明确操作数的数据表示、编址方式、寻址方式和定位方式等。数据表示给出指令系统可直接调用的数据类型，包括整数、实数、布尔值、字符等。编址方式给出编址单位、编址方法和地址空间等；编址单位有字编址、字节编址和位编址，普遍使用的是字节编址；常见的编址方法有大尾端（big endian）和小尾端（little endian）两种；地址空间包括寄存器空间、存储器空间和I/O设备空间，有些ISA把存储器和I/O设备统一编址，有些ISA把寄存器、存储器和I/O设备统一编址。主要寻址方式有：立即数寻址、寄存器寻址、直接寻址、间接寻址、变址寻址（包括相对寻址和基址寻址）和堆栈寻址等。定位方式确定指令和数据的物理地址；直接定位方式在程序装入主存储器之前确定指令和数据的物理地址；静态定位方式在程序装入主存储器的过程中进行地址变换，确定指令和数据的物理地址；动态定位方式在程序执行过程中，当访问到相应的指令或数据时才进行地址变换，确定指令和数据的物理地址；现代计算机多采用动态定位方式。通用计算机至少要有两种工作状态：核心态和用户态。两个状态下所能使用的指令和存储空间等硬件资源有差别。一般来说，只有操作系统才能工作在核心态，用户程序只能工作在用户态并可以通过例外和系统调用进入核心态。有些处理器有更多工作状态，如核心态（kernel）、监督态（hypervisor）、管理态（supervisor）、用户态（user）等。例外（exception）系统是现代计算机的重要组成部分，除了管理外部设备之外，还承担了包括故障处理、实时处理、分时操作系统、程序的跟踪调试、程序的监测、用户程序与操作系统的联系等任务。发生例外时，处理器需要保存包括例外原因、例外指令的程序计数器内容等信息，把处理器状态切换为核心态并跳转到事先指定的操作系统例外处理入口地址；执行完例外处理程序后，处理器状态切换回发生例外前的状态并跳转回发生例外的指令继续执行。指令系统要指明例外源的分类组织、例外系统的软硬件功能分配、例外现场的保存和恢复、例外优先级、例外响应方式和屏蔽方式等。

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Instruction: 我想了解关于计算机体系结构中的计算机组织结构的知识，请写一篇详细的介绍

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## 计算机体系结构中的计算机组织结构

计算机组织结构指计算机的组成部分及各部分之间的互连实现。典型计算机的基本组成包括CPU、存储器、I/O设备，其中CPU包括运算器和控制器，I/O设备包括输入设备和输出设备。计算机从输入设备接收程序和数据，存放在存储器中；CPU运行程序处理数据；最后将结果数据通过输出设备输出。运算器包括算术和逻辑运算部件、移位部件、寄存器等。复杂运算如乘除法、开方及浮点运算可用程序实现或由运算器实现。寄存器既可用于保存数据，也可用于保存地址。运算器还可设置条件码寄存器等专用寄存器，条件码寄存器保存当前运算结果的状态，如运算结果是正数、负数或零，是否溢出等。控制器控制指令流和每条指令的执行，内含程序计数器和指令寄存器等。程序计数器存放当前执行指令的地址，指令寄存器存放当前正在执行的指令。指令通过译码产生控制信号，用于控制运算器、存储器、I/O设备的工作。这些控制信号可以用硬连线逻辑产生，也可以用微程序产生，也可以两者结合产生。为了获得高指令吞吐率，可以采用指令重叠执行的流水线技术，以及同时执行多条指令的超标量技术。当遇到执行时间较长或条件不具备的指令时，把条件具备的后续指令提前执行（称为乱序执行）可以提高流水线效率。控制器还产生一定频率的时钟脉冲，用于计算机各组成部分的同步。存储器存储程序和数据，又称主存储器或内存，一般用动态随机存储器（dynamic random access memory，DRAM）实现。CPU可以直接访问它，I/O设备也频繁地和它交换数据。存储器的存取速度往往满足不了CPU的快速要求，容量也满足不了应用的需要，为此将存储系统分为高速缓存（cache)、主存储器和辅助存储器三个层次。高速缓存存放当前CPU最频繁访问的部分主存储器内容，可以采用比DRAM速度快但容量小的静态随机存储器（static random access memory，SRAM）实现。数据和指令在高速缓存和主存储器之间的调动由硬件自动完成。为扩大存储器容量，使用磁盘、磁带、光盘等能存储大量数据的存储器作为辅助存储器。计算机运行时所需的应用程序、系统软件和数据等都先存放在辅助存储器中，在运行过程中分批调入主存储器。数据和指令在主存储器和辅助存储器之间的调动由操作系统完成。CPU访问存储器时，面对的是一个高速（接近于高速缓存的速度）、大容量（接近于辅助存储器的容量）的存储器。现代计算机中还有少量只读存储器（read only memory，ROM）用来存放引导程序和基本输入输出系统（basic input output system，BIOS）等。现代计算机访问内存时采用虚拟地址，操作系统负责维护虚地址和物理地址转换的页表，集成在CPU中的存储管理部件（memory management unit，MMU）负责把虚拟地址转换为物理地址。I/O设备实现计算机和外部世界的信息交换。传统的I/O设备有键盘、鼠标、打印机和显示器等；新型的I/O设备能进行语音、图像、影视的输入输出和手写体文字输入，并支持计算机之间通过网络进行通信；磁盘等辅助存储器在计算机中也当作I/O设备来管理。处理器通过读写I/O设备控制器中的寄存器来访问及控制I/O设备。高速I/O设备可以在处理器安排下直接与主存储器成批交换数据，称为直接存储器访问（directly memory access，DMA）。处理器可以通过查询设备控制器状态与I/O设备进行同步，也可以通过中断与I/O设备进行同步。由若干个CPU、存储器和I/O设备可以构成比单机性能更高的并行处理系统。现代计算机各部件之间采用总线互连。为了便于不同厂家生产的设备能在一起工作以及设备的扩充，总线的标准化非常重要。常见的总线包括片上总线如AXI总线，系统总线如QPI和HT总线，内存总线如SDRAM总线，I/O总线如PCIE、SATA、USB总线等。

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Instruction: 你是一名领域专家，对计算机体系结构中的微体系结构非常了解，请给出详细的解释

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## 计算机体系结构中的微体系结构

半导体工艺的发展允许在单个芯片内部集成CPU，称为微处理器（microprocessor）。微体系结构（简称微结构）是微处理器的组织结构，描述处理器的组成部分及其互连关系，以及这些组成部分及其互连如何实现指令系统的功能。对于同一个指令系统，复杂的微结构性能高，功耗和成本也高；简单的微结构性能低，功耗和成本也低。随着半导体工艺的不断发展，实现相同指令系统的处理器微结构不断升级并不断提高性能。计算机执行指令一般包含以下过程：从存储器取指令并对取回的指令进行译码，从存储器或寄存器读取指令执行需要的操作数，执行指令，把执行结果写回存储器或寄存器。上述过程称为一个指令周期。计算机不断重复指令周期直到完成程序的执行。体系结构研究的一个永恒主题就是不断加速上述指令执行周期，从而提高计算机运行程序的效率。人们提出了很多提高指令执行效率的技术，包括RISC技术、指令流水线技术、高速缓存技术、转移预测技术、乱序执行技术、超标量（又称多发射）技术等。

### RISC技术

自从20世纪40年代发明电子计算机以来，处理器结构和指令系统经历了一个由简单到复杂，由复杂到简单，又由简单到复杂的否定之否定过程。早期的处理器结构及其指令系统由于工艺技术的限制，不可能做得很复杂。随着工艺技术的发展，20世纪60年代后流水线技术、动态调度技术、向量机技术被广泛使用，处理器结构和指令系统变得复杂。20世纪80年代提出的RISC技术通过减少指令数目、定长编码、降低编码密度等以简化指令的取指、译码、执行的逻辑以提高频率，通过增加寄存器数目及load-store结构以提高效率。后来随着深度流水、超标量、乱序执行的实现，RISC结构变得越来越复杂。RISC指令采用load-store结构，运算指令从寄存器读取操作数并把结果写回寄存器，访存指令则负责在寄存器和存储器间交换数据，运算指令和访存指令分别在不同的功能部件执行。在load-store结构中，运算器只需比较指令的寄存器号来判断指令间的数据相关，访存部件只需比较访存指令的地址来判断指令间的数据相关，从而支持高效的流水线、多发射及乱序执行技术。X86系列从Pentium III开始，把CISC指令翻译成若干RISC微操作以提高指令流水线效率，如Haswell微结构最多允许192个内部微操作乱序执行。

### 指令流水线技术

指令流水线把一条指令的执行划分为若干阶段（如分为取指、译码、执行、访存、写回阶段）来减少每个时钟周期的工作量，从而提高主频；并允许多条指令的不同阶段重叠执行实现并行处理（如一条指令处于执行阶段时，另一条指令处于译码阶段）。虽然同一条指令的执行时间没有变短，但处理器在单位时间内执行的指令数增加了。指令流水线的执行单元包括算术和逻辑运算部件（arithmetic logic units，ALU）、浮点运算部件（floating point units，FPU）、向量运算部件、访存部件、转移部件等。这些部件在流水线的调度下具体执行指令规定的操作。运算部件的个数和延迟，访存部件的存储层次、容量和带宽，以及转移部件的转移猜测算法是决定微结构性能的重要因素。

### 高速缓存技术

随着工艺技术的发展，处理器的运算速度和内存容量按摩尔定律的预测指数增加，但内存速度提高非常缓慢，与处理器速度的提高形成了“剪刀差”。工艺技术的上述特点使得访存延迟成为以存储器为中心的冯诺依曼结构的主要瓶颈。高速缓存技术利用程序访问内存的时间局部性（一个单元如果当前被访问，则近期很有可能被访问）和空间局部性（一个单元被访问后，与之相邻的单元也很有可能被访问），使用速度较快、容量较小的高速缓存临时保存处理器常用的数据，使得处理器的多数访存操作可以在高速缓存上快速进行，只有少量访问高速缓存不命中的访存操作才访问内存。高速缓存是内存的映像，其内容是内存内容的子集，处理器访问高速缓存和访问内存使用相同的地址。从20世纪80年代开始，RISC处理器就开始在处理器芯片内集成KB级的小容量高速缓存。现代处理器则普遍在片内集成多级高速缓存，典型的多核处理器每个处理器核一级指令和数据高速缓存各几十KB，二级高速缓存为几百KB，而多核共享的三级高速缓存为几MB到几十MB。高速缓存技术和指令流水线技术相得益彰。访问处理器片外内存的长延迟使流水线很难发挥作用，使用片内高速缓存可以有效降低流水线的访存时间，提高流水线效率。高速缓存容量越大，则流水线效率越高，处理器性能越高。

### 转移预测技术

冯诺依曼结构指令驱动执行的特点使转移指令成为提高流水线效率的瓶颈。典型应用程序平均每5～10条指令中就有一条转移指令，而转移指令的后续指令需要等待转移指令执行结果确定后才能取指，导致转移指令和后续指令之间不能重叠执行，降低了流水线效率。随着主频的提高，现代处理器流水线普遍在10～20级之间，由于转移指令引起的流水线阻塞成为提高指令流水线效率的重要瓶颈。转移预测技术可以消除转移指令引起的指令流水线阻塞。转移预测器根据当前转移指令或其他转移指令的历史行为，在转移指令的取指或译码阶段预测该转移指令的跳转方向和目标地址并进行后续指令的取指。转移指令执行后，根据已经确定的跳转方向和目标地址对预测结果进行修正。如果发生转移预测错误，还需要取消指令流水线中的后续指令。为了提高预测精度并降低预测错误时的流水线开销，现代高性能处理器采用了复杂的转移预测器。

### 乱序执行技术

如果指令i是条长延迟指令，如除法指令或高速缓存不命中的访存指令，那么在顺序指令流水线中指令i后面的指令需要在流水线中等待很长时间。乱序执行技术通过指令动态调度允许指令i后面的源操作数准备好的指令越过指令i执行（需要使用指令i的运算结果的指令由于源操作数没有准备好，不会越过指令i执行），以提高指令流水线效率。为此，在指令译码之后的读寄存器阶段，判断指令需要的操作数是否准备好。如果操作数已经准备好，就进入执行阶段；如果操作数没有准备好，就进入称为保留站或者发射队列的队列中等待，直到操作数准备好后再进入执行阶段。为了保证执行结果符合程序规定的要求，乱序执行的指令需要有序结束。为此，执行完的指令均进入一个称为重排序缓存（reorder buffer，ROB）的队列，并把执行结果临时写入重命名寄存器。ROB根据指令进入流水线的次序有序提交指令的执行结果到目标寄存器或存储器。CDC6600和IBM 360/91分别使用记分板和保留站最早实现了指令的动态调度。重命名寄存器与指令访问的结构寄存器相对应。为了避免多条指令访问同一个结构寄存器而使该寄存器成为串行化瓶颈，指令流水线可以把对该结构寄存器的访问定向到重命名寄存器。乱序执行流水线把指令执行结果写入重命名寄存器而不是结构寄存器，以避免破坏结构寄存器的内容，到顺序提交阶段再把重命名寄存器内容写入结构寄存器。两组执行不同运算但使用同一结构寄存器的指令可以使用不同的重命名寄存器，从而实现并行执行。

### 超标量

工艺技术的发展使得在20世纪80年代后期出现了超标量处理器。超标量结构允许指令流水线的每一阶段同时处理多条指令。例如Alpha 21264处理器每拍可以取四条指令，发射6条指令，写回6条指令，提交11条指令。如果把单发射结构比作单车道马路，多发射结构就是多车道马路。由于超标量结构的指令和数据通路都变宽了，使得寄存器端口、保留站端口、ROB端口、功能部件数都需要增加，例如Alpha 21264的寄存器堆有8个读端口和6个写端口，数据Cache的RAM通过倍频支持一拍两次访问。现代超标量处理器一般包含两个以上访存部件，两个以上定点运算部件以及两个以上浮点运算部件。超标量结构在指令译码或寄存器重命名时不仅要判断前后拍指令的数据相关，还需要判断同一拍中多条指令间的数据相关。

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Instruction: 我正在写关于微体系结构中的RISC技术的词条，想了解一下背景知识，你能详细介绍一下吗？

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## 微体系结构中的RISC技术

自从20世纪40年代发明电子计算机以来，处理器结构和指令系统经历了一个由简单到复杂，由复杂到简单，又由简单到复杂的否定之否定过程。早期的处理器结构及其指令系统由于工艺技术的限制，不可能做得很复杂。随着工艺技术的发展，20世纪60年代后流水线技术、动态调度技术、向量机技术被广泛使用，处理器结构和指令系统变得复杂。20世纪80年代提出的RISC技术通过减少指令数目、定长编码、降低编码密度等以简化指令的取指、译码、执行的逻辑以提高频率，通过增加寄存器数目及load-store结构以提高效率。后来随着深度流水、超标量、乱序执行的实现，RISC结构变得越来越复杂。RISC指令采用load-store结构，运算指令从寄存器读取操作数并把结果写回寄存器，访存指令则负责在寄存器和存储器间交换数据，运算指令和访存指令分别在不同的功能部件执行。在load-store结构中，运算器只需比较指令的寄存器号来判断指令间的数据相关，访存部件只需比较访存指令的地址来判断指令间的数据相关，从而支持高效的流水线、多发射及乱序执行技术。X86系列从Pentium III开始，把CISC指令翻译成若干RISC微操作以提高指令流水线效率，如Haswell微结构最多允许192个内部微操作乱序执行。

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Instruction: 你是一名百科词条撰写员，请详细解释一下微体系结构中的指令流水线技术，要求表达严谨，内容详实

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## 微体系结构中的指令流水线技术

指令流水线把一条指令的执行划分为若干阶段（如分为取指、译码、执行、访存、写回阶段）来减少每个时钟周期的工作量，从而提高主频；并允许多条指令的不同阶段重叠执行实现并行处理（如一条指令处于执行阶段时，另一条指令处于译码阶段）。虽然同一条指令的执行时间没有变短，但处理器在单位时间内执行的指令数增加了。指令流水线的执行单元包括算术和逻辑运算部件（arithmetic logic units，ALU）、浮点运算部件（floating point units，FPU）、向量运算部件、访存部件、转移部件等。这些部件在流水线的调度下具体执行指令规定的操作。运算部件的个数和延迟，访存部件的存储层次、容量和带宽，以及转移部件的转移猜测算法是决定微结构性能的重要因素。

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Instruction: 为微体系结构中的高速缓存技术写一篇详细的介绍

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## 微体系结构中的高速缓存技术

随着工艺技术的发展，处理器的运算速度和内存容量按摩尔定律的预测指数增加，但内存速度提高非常缓慢，与处理器速度的提高形成了“剪刀差”。工艺技术的上述特点使得访存延迟成为以存储器为中心的冯诺依曼结构的主要瓶颈。高速缓存技术利用程序访问内存的时间局部性（一个单元如果当前被访问，则近期很有可能被访问）和空间局部性（一个单元被访问后，与之相邻的单元也很有可能被访问），使用速度较快、容量较小的高速缓存临时保存处理器常用的数据，使得处理器的多数访存操作可以在高速缓存上快速进行，只有少量访问高速缓存不命中的访存操作才访问内存。高速缓存是内存的映像，其内容是内存内容的子集，处理器访问高速缓存和访问内存使用相同的地址。从20世纪80年代开始，RISC处理器就开始在处理器芯片内集成KB级的小容量高速缓存。现代处理器则普遍在片内集成多级高速缓存，典型的多核处理器每个处理器核一级指令和数据高速缓存各几十KB，二级高速缓存为几百KB，而多核共享的三级高速缓存为几MB到几十MB。高速缓存技术和指令流水线技术相得益彰。访问处理器片外内存的长延迟使流水线很难发挥作用，使用片内高速缓存可以有效降低流水线的访存时间，提高流水线效率。高速缓存容量越大，则流水线效率越高，处理器性能越高。

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Instruction: 我想了解关于微体系结构中的转移预测技术的知识，请写一篇详细的介绍

Output:
## 微体系结构中的转移预测技术

冯诺依曼结构指令驱动执行的特点使转移指令成为提高流水线效率的瓶颈。典型应用程序平均每5～10条指令中就有一条转移指令，而转移指令的后续指令需要等待转移指令执行结果确定后才能取指，导致转移指令和后续指令之间不能重叠执行，降低了流水线效率。随着主频的提高，现代处理器流水线普遍在10～20级之间，由于转移指令引起的流水线阻塞成为提高指令流水线效率的重要瓶颈。转移预测技术可以消除转移指令引起的指令流水线阻塞。转移预测器根据当前转移指令或其他转移指令的历史行为，在转移指令的取指或译码阶段预测该转移指令的跳转方向和目标地址并进行后续指令的取指。转移指令执行后，根据已经确定的跳转方向和目标地址对预测结果进行修正。如果发生转移预测错误，还需要取消指令流水线中的后续指令。为了提高预测精度并降低预测错误时的流水线开销，现代高性能处理器采用了复杂的转移预测器。

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Instruction:
请详细解释以下名词：
微体系结构中的乱序执行技术

Output:
## 微体系结构中的乱序执行技术

如果指令i是条长延迟指令，如除法指令或高速缓存不命中的访存指令，那么在顺序指令流水线中指令i后面的指令需要在流水线中等待很长时间。乱序执行技术通过指令动态调度允许指令i后面的源操作数准备好的指令越过指令i执行（需要使用指令i的运算结果的指令由于源操作数没有准备好，不会越过指令i执行），以提高指令流水线效率。为此，在指令译码之后的读寄存器阶段，判断指令需要的操作数是否准备好。如果操作数已经准备好，就进入执行阶段；如果操作数没有准备好，就进入称为保留站或者发射队列的队列中等待，直到操作数准备好后再进入执行阶段。为了保证执行结果符合程序规定的要求，乱序执行的指令需要有序结束。为此，执行完的指令均进入一个称为重排序缓存（reorder buffer，ROB）的队列，并把执行结果临时写入重命名寄存器。ROB根据指令进入流水线的次序有序提交指令的执行结果到目标寄存器或存储器。CDC6600和IBM 360/91分别使用记分板和保留站最早实现了指令的动态调度。重命名寄存器与指令访问的结构寄存器相对应。为了避免多条指令访问同一个结构寄存器而使该寄存器成为串行化瓶颈，指令流水线可以把对该结构寄存器的访问定向到重命名寄存器。乱序执行流水线把指令执行结果写入重命名寄存器而不是结构寄存器，以避免破坏结构寄存器的内容，到顺序提交阶段再把重命名寄存器内容写入结构寄存器。两组执行不同运算但使用同一结构寄存器的指令可以使用不同的重命名寄存器，从而实现并行执行。

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Instruction: 我想了解一下微体系结构中的超标量，你能非常详细地介绍一下吗，这样我就不需要再搜索了

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## 微体系结构中的超标量

工艺技术的发展使得在20世纪80年代后期出现了超标量处理器。超标量结构允许指令流水线的每一阶段同时处理多条指令。例如Alpha 21264处理器每拍可以取四条指令，发射6条指令，写回6条指令，提交11条指令。如果把单发射结构比作单车道马路，多发射结构就是多车道马路。由于超标量结构的指令和数据通路都变宽了，使得寄存器端口、保留站端口、ROB端口、功能部件数都需要增加，例如Alpha 21264的寄存器堆有8个读端口和6个写端口，数据Cache的RAM通过倍频支持一拍两次访问。现代超标量处理器一般包含两个以上访存部件，两个以上定点运算部件以及两个以上浮点运算部件。超标量结构在指令译码或寄存器重命名时不仅要判断前后拍指令的数据相关，还需要判断同一拍中多条指令间的数据相关。

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Instruction: 我正在写关于计算机体系结构中的并行体系结构的词条，想了解一下背景知识，你能详细介绍一下吗？

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## 计算机体系结构中的并行体系结构

并行体系结构是并行计算机系统的组织结构，通过把任务划分为多个进程或线程，让不同的处理器并行运行不同的进程或线程来提高性能。此外，随着处理器访存延迟的增加，高速缓存失效导致流水线长时间堵塞，处理器可以在一个线程等待长时间访存时快速切换到另一个线程执行以提高流水线效率。多进程并行存在于多个操作系统之间或一个操作系统之内。用于高性能计算的MPI并行程序以及机群数据库是存在于多个操作系统之间的多进程并行的典型应用；由操作系统调度的多道程序则是操作系统之内多进程并行的典型应用。多线程并行只存在于一个操作系统之内。线程的粒度比进程小，线程的上下文也比进程简单。传统的多线程切换由操作系统调度并保留上下文，现代处理器通过硬件实现多份线程上下文来支持单周期的多线程切换。同时多线程（simultaneous multi-threading，SMT）技术甚至允许超标量指令流水线的同一流水级同时运行来自不同线程的指令。现代处理器还通过硬件实现多份操作系统上下文来支持多个操作系统的快速切换，以提高云计算虚拟机的效率。并行处理结构普遍存在于传统的大型机、服务器和高端工作站中。包含2～8个CPU芯片的小规模并行服务器和工作站一直是事务处理市场的主流产品。包含16～1024个CPU芯片的大型计算机在大型企业的信息系统中比较普遍。用于科学和工程计算的高性能计算机则往往包含上万个CPU芯片。随着集成电路集成度的不断提高，把多个CPU集成在单个芯片内部的多核CPU逐渐成为主流的CPU芯片产品。多核CPU芯片最早出现在嵌入式领域，把多个比较简单的CPU集成在一个芯片上。2005年个人计算机CPU芯片开始集成两个CPU核。现在的市场主流个人计算机CPU芯片一般集成2～4个CPU核，服务器CPU芯片则集成8～32个CPU核，专用处理器如GPU则集成几百到上千个处理核心。并行处理系统通过互联网络把多个处理器连接成一个整体。常见的互联网络包括总线、交叉开关、环状网络、树形网络、二维或更多维网格等。并行系统的多个处理器之间需要同步机制来协同多处理器工作。常见的同步机制包括锁（lock）、栅栏（barrier）以及事务内存（transaction memory）等，计算机指令系统通常要设置专用的同步指令。在共享存储的并行处理系统中，同一个内存单元（一般以Cache行为单位）在不同的处理器中有多个备份，需要通过存储一致性模型（memory consistency model）规定多个处理器访问共享内存的一致性标准。典型的存储一致性模型包括顺序一致性（sequential consistency）、处理器一致性（processor consistency）、弱一致性（weak consistency）和释放一致性（release consistency）等。高速缓存一致性协议（cache coherence protocol）把一个处理器新写的值传播给其他处理器，以达到存储一致性的目的。在侦听协议（snoopy protocol）中，写共享单元的处理器把写信息通过广播告知其他处理器；在基于目录的协议（directory-based protocol）中，每个存储单元对应一个目录项记录拥有该存储单元的副本的那些处理器号，写共享单元的处理器根据目录项的记录把写信息告知其他处理器。

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Instruction: 请详细介绍计算机体系结构中的体系结构的设计目标和方法

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## 计算机体系结构中的体系结构的设计目标和方法

体系结构设计的主要指标包括性能、价格和功耗，其他指标包括安全性、可靠性、使用寿命等。体系结构设计的主要目标经历了大型机时代一味追求性能（performance per second），到个人计算机时代追求性能价格比（performance per cost），再到移动互联时代追求性能功耗比（performance per watt）的转变。性能是计算机体系结构的首要设计目标。性能的最本质定义是“完成一个或多个任务所需要的时间”。完成一个任务所需要的时间由完成该任务需要的指令数、完成每条指令需要的拍数以及每拍需要的时间三个量相乘得到。完成任务需要的指令数与算法、编译器和指令的功能有关；每条指令执行拍数（cycles per instruction，CPI）或每拍执行指令数（instructions per cycle，IPC）与编译、指令功能、微结构设计相关；每拍需要的时间，也就是时钟周期，与微结构、电路设计、工艺等因素有关。为了满足应用需求并不断提高性能，计算机体系结构在发展过程中遵循一些基本原则和方法，包括平衡性、局部性、并行性和虚拟化。结构设计的第一个方法就是平衡设计。计算机是个复杂系统，影响性能的因素很多。结构设计要统筹兼顾，使各种影响性能的因素达到均衡。通用CPU设计有一个关于计算性能和访存带宽平衡的经验法则，即峰值浮点运算速度（MFLOPS）和峰值访存带宽（MB/s）为1:1左右。计算机体系结构中有一个著名的阿姆达尔（Amdahl）定律。此定律指出通过使用某种较快的执行方式所获得的性能的提高，受限于不可使用这种方式提高性能的执行时间所占总执行时间的百分比，例如一个程序的并行加速比，最终受限于不能被并行化的串行部分。结构设计的第二个方法是利用局部性。当结构设计基本平衡以后，性能优化要抓主要矛盾，重点改进最频繁发生事件的执行效率。结构设计经常利用局部性加快经常性事件的速度。RISC指令系统利用指令的事件局部性对频繁发生的指令进行重点优化。硬件转移预测利用转移指令跳转方向的局部性，即同一条转移指令在执行时经常往同一个方向跳转。高速缓存和预取利用访存的时间和空间局部性优化性能。结构设计的第三个方法是开发并行性。计算机中可以开发三种层次的并行性。第一个层次的并行性是指令级并行，包括时间并行即指令流水线，以及空间并行即超标量技术。20世纪80年代，RISC出现后，指令级并行开发达到了一个顶峰，2010年后进一步挖掘指令级并行的空间已经不大。第二个层次的并行性是数据级并行，主要指单指令流多数据流（single instruction multiple data，SIMD）的向量结构。20世纪70～80年代以Cray为代表的向量机十分流行；现代通用CPU普遍支持短向量运算，如X86的AVX指令支持256位短向量运算。第三个层次的并行性是任务级并行，包括进程级和线程级并行。上述三种并行性在现代计算机中都存在，多核CPU运行线程级或进程级并行的程序，每个核采用超标量流水线结构，并支持SIMD向量指令。结构设计的第四个方法是虚拟化。所谓虚拟化，就是“用起来是这样的，实际上是那样的”，或者“逻辑上是这样的，物理上是那样的”。结构设计者宁愿自己多费事，也要尽量为用户提供一个友好的使用界面。如虚拟存储为每个进程提供独立的存储空间，虚实地址转换和物理内存分配都由CPU和操作系统自动完成，大大解放了程序员的生产力。多线程和虚拟机技术通过硬件支持多个线程上下文或操作系统上下文的快速切换，在一个CPU上“同时”运行多个线程或操作系统，把单个CPU虚拟成多个CPU。此外，流水线和多发射技术在维持串行编程模型的情况下提高了速度；高速缓存技术使程序员看到一个像高速缓存那么快，像内存那么大的存储空间；高速缓存一致性协议在分布式存储的情况下给程序员提供一个统一的存储空间；这些都是虚拟化方法的体现。

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Instruction: 你能详细解释一下欧洲中世纪科学技术中的欧洲中世纪科学吗？

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## 欧洲中世纪科学技术中的欧洲中世纪科学

“中世纪”这一概念本身是文艺复兴之后出现的，是指欧洲历史三大传统划分的中间时期，一般可以分为早期（early middle ages）、中期（high middle ages）和晚期（late middle age）。中世纪欧洲的科学主要包括对自然的研究、数学和自然哲学，但由于基督教神学占据统治地位，因此“科学只是教会的恭顺的婢女，它不得超越宗教所规定的界限。”从科技发展的角度，一般可以把中世纪分为两个阶段：第一个阶段是从5世纪至10世纪，这个时期是欧洲历史上科学的衰落期，是科学史上的“黑暗时期”。这个时期教会推行的信条和准则是“启示高于理性”“知识服从信仰”“哲学（包括科学）服从神学”。教皇格里高利一世宣称：“不学无术是信仰虔诚之母。”不仅如此，在技术史上也乏善可陈，甚至是技术的倒退时期。这段时期欧洲手工业衰败，除了农业技术略有进步外，从整体上看，中世纪前期欧洲的技术和罗马帝国兴盛时期相比是大大倒退的。第二个阶段是从1000年往后，是欧洲科学技术的复苏期，这个阶段现代科学的轮廓开始逐步出现，科学活动也重新开展起来。通过对阿拉伯文献的翻译、学习古希腊科学文化、开办大学，对数学、物理学、天文学、医学等的研究都对科学革命产生了不小的影响；同时在技术方面也有了长足的进步，特别是农业有了较大发展；水利机械、风力机械、各种铁制机具普遍应用于冶金、采矿、纺织各行业，推动了手工业的发展，为近代早期的科学革命奠定了基础。

### 查理曼大帝——科学与文化复兴的倡导者

在公元9世纪，统治者和教会领袖意识到教育是维护团结与和平的关键。查理曼大帝（Charlemagne，742～814）在英国僧侣阿尔昆（Alcuin or Albinus，约736～804）的协助下进行了加洛林文艺复兴（Carolingian Renaissance），即文化复兴和教育改革计划，试图重建知识作为中世纪社会的基石。他利用天主教会传播知识和教育、艺术、文化。他下令翻译了许多拉丁文本并推广天文学，在整个政治和社会动荡期间，这种坚持学术追求的理念，使欧洲中世纪出现了些许文艺复兴的征象。

### 翻译运动与大学的诞生——科学与经院哲学的重生

从1050年左右开始，基督教学者们最重要的活动就是将阿拉伯文的论文译成拉丁文，到12世纪末，拉丁语的读者们已经可以得到希腊-阿拉伯知识的主体了。到下一个世纪的末叶，甚至是下一个世纪的中叶，阿拉伯文的科学文献中真正重要的内容他们几乎都知道了。在阿拉伯著作的刺激下，一些翻译者努力去再发现希腊文的原作，他们直接翻译原本译自阿拉伯文的希腊文译本，一个突出的例子就是《天文学大成》。受益于大量文本的翻译，这一时期见证了中世纪大学的诞生。如巴黎大学，牛津大学和博洛尼亚大学成立于大约1200年，在大部分翻译完成后就开始创立。翻译为新兴大学提供了可直接使用的课程课本，由精确的课程组成了科学、逻辑学和自然哲学。大学崛起的直接结果是重新获得和了解了古代科学和科学知识并直接促进了经院哲学的发展和繁荣。例如，亚里士多德的著作在1200年左右被翻译成拉丁语，围绕亚里士多德作品的讨论极大地激发了科学研究。

### R.培根——中世纪实验科学的光芒

修士、英国人R.培根（Roger Bacon，1220～1292）是第一个提出、使用“实验科学”概念的人，他认为只有实验科学才能发现现象背后的真理，是科学方法形成背后的伟大思想家之一。他的思想具有鲜明的唯物主义倾向，主张“靠实验来弄懂自然科学、医药、炼金术和天上地下的一切事物”，反对经院式、教义式的盲目信仰，对宇宙理论和科学的发展起了推动作用。他认为：“自然的经验是不完善的经验，运用它的只是工匠，而不是科学家。善于进行实验的本领则高于它，高于一切思辨知识和艺术，这种科学就是科学之王。”培根从事过许多物理学、化学与光学等实验，论证了实验科学的优越性，提出了一些有价值、给人以启发的科学设想。他是近代实验科学的先驱，比同时代人更早地认识实验与数学的重要性，以及科学应用的实用价值等。

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Instruction: 你是一名领域专家，对欧洲中世纪科学中的翻译运动与大学的诞生——科学与经院哲学的重生非常了解，请给出详细的解释

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## 欧洲中世纪科学中的翻译运动与大学的诞生——科学与经院哲学的重生

从1050年左右开始，基督教学者们最重要的活动就是将阿拉伯文的论文译成拉丁文，到12世纪末，拉丁语的读者们已经可以得到希腊-阿拉伯知识的主体了。到下一个世纪的末叶，甚至是下一个世纪的中叶，阿拉伯文的科学文献中真正重要的内容他们几乎都知道了。在阿拉伯著作的刺激下，一些翻译者努力去再发现希腊文的原作，他们直接翻译原本译自阿拉伯文的希腊文译本，一个突出的例子就是《天文学大成》。受益于大量文本的翻译，这一时期见证了中世纪大学的诞生。如巴黎大学，牛津大学和博洛尼亚大学成立于大约1200年，在大部分翻译完成后就开始创立。翻译为新兴大学提供了可直接使用的课程课本，由精确的课程组成了科学、逻辑学和自然哲学。大学崛起的直接结果是重新获得和了解了古代科学和科学知识并直接促进了经院哲学的发展和繁荣。例如，亚里士多德的著作在1200年左右被翻译成拉丁语，围绕亚里士多德作品的讨论极大地激发了科学研究。

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Instruction: 请详细论述欧洲中世纪科学中的R.培根——中世纪实验科学的光芒

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## 欧洲中世纪科学中的R.培根——中世纪实验科学的光芒

修士、英国人R.培根（Roger Bacon，1220～1292）是第一个提出、使用“实验科学”概念的人，他认为只有实验科学才能发现现象背后的真理，是科学方法形成背后的伟大思想家之一。他的思想具有鲜明的唯物主义倾向，主张“靠实验来弄懂自然科学、医药、炼金术和天上地下的一切事物”，反对经院式、教义式的盲目信仰，对宇宙理论和科学的发展起了推动作用。他认为：“自然的经验是不完善的经验，运用它的只是工匠，而不是科学家。善于进行实验的本领则高于它，高于一切思辨知识和艺术，这种科学就是科学之王。”培根从事过许多物理学、化学与光学等实验，论证了实验科学的优越性，提出了一些有价值、给人以启发的科学设想。他是近代实验科学的先驱，比同时代人更早地认识实验与数学的重要性，以及科学应用的实用价值等。

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Instruction: 请详细介绍欧洲中世纪科学技术中的欧洲中世纪的技术

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## 欧洲中世纪科学技术中的欧洲中世纪的技术

欧洲中世纪的技术发展情况相比科学要好一些，这一时期取得了许多重大的技术进步，包括采用火药，发明了垂直风车、眼镜、机械钟，并大大改进了水磨、建筑技术（哥特式建筑，中世纪城堡）和一般农业（三田轮作制）。这些方面的成就“为当时多数人的生活方式提供了一个优于古代希腊、罗马时期的物质基础”。

### 中世纪欧洲的农业技术

农业方面，在中世纪中后期逐渐形成了一套农业经营的新方式，这主要建立在三个重大的创造发明的基础上：替代摆杆步犁，重耕犁（Heavy Plow），使用马连同现代挽具及实现三田轮作制，使农产品产量大为提高。马的挽具经历了从6世纪到9世纪的多次演变。它允许更多的马拉动力，例如重犁。马蹄铁让马匹适应岩石地形、山脉并承受更重的负荷。

### 欧洲中世纪的军事技术

由于战争的需要，欧洲中世纪的军事技术发展得到足够重视，取得了极大发展。机械火炮、配重投石机等这些武器使中世纪攻城战和防御工事的建造彻底改变，使其能够长距离投掷巨石和火药。导弹武器（Missile weapons）、长弓、钢弩具有很高的射速和穿透力，促成了中世纪骑士阶层的最终消亡。随着武器的改进，城堡和防御性桥梁的建造技术也得到长足进步。

### 欧洲中世纪的航海技术

造船业的进步包括船体结构的改进，罗盘的应用等新的导航技术，使得探索时代的全球航行成为可能。

### 欧洲中世纪的机械技术

有代表性的发明包括：独轮车、自流井、铸铁高炉、垂直风车、眼镜、纺纱轮、机械钟，等等。

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Instruction:
请详细解释以下名词：
对欧洲中世纪科学技术的研究

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## 对欧洲中世纪科学技术的研究

在上个世纪，关于中世纪科学描述还是“停滞期”，其一直被描述为愚昧、迷信的时期。然而，到了20世纪初，这一观点开始被质疑，然后逐步被修正。在西方科学史界，中世纪在科学史上的重要意义早已达成共识。“欧洲中世纪所取得的科学成就的历史意义并没有立即体现在中世纪当时，而主要是为后来16和17世纪科学革命时期所出现的进一步发展在结构和智力等方面打下了良好基础”。丹皮尔（Dampier）说：“在科学历史学家眼中，中世纪是现代的摇篮。”P.迪昂（Pierre Duhem，1861～1916）是重新发现中世纪科学成就的重要学者，他是法国物理学家、科学哲学家和科学史家。他在中世纪科学史研究方面，挖掘出了大量史料证据，让学界认识到中世纪远非一片黑暗，相反，中世纪尤其是其晚期，有着非常丰富的科学成就，而且基督教对现代科学也并非一味地只起到阻碍作用。在迪昂看来，哥白尼、伽利略、开普勒乃至牛顿的许多所谓突破，其实“都无非是对14世纪经院哲学成果的整理和补充而已”。从迪昂开始，一部分科学史家持有连续论的科学史观点，认为从希腊科学、阿拉伯科学、中世纪科学到现代科学是有连续性的。也有人坚持，现代科学的兴起仍旧是一场颠覆性的革命。还有人提出“两次革命”论，也就是在16、17世纪的现代科学革命之前，中世纪经院学者也完成了一次同样意义重大的科学革命。布拉格天文钟

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Instruction: 请详细论述两河流域科学技术中的数学

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## 两河流域科学技术中的数学

公元前4千纪晚期，古代两河流域南部就出现了专门从事计量管理工作的人员，他们在计算商品价值和人力成本时开始使用代表1、10、60、3600等数字字符。公元前3千纪晚期，两河流域已经在日常生活中广泛使用60进位制，这是世界上最早用不同数位表示不同数值的计数法。例如，60进位制的1，33，52等于十进位制的5632（1×602+33×60+52）。直到今天，我们仍然能在时间计量和角度计量中看到60进位制产生的影响。从大约公元前27世纪开始，两河流域开始出现以非实用目的为导向的数学知识。但总体上看，两河流域的数学知识主要是为了解决日常生活中的实际问题等。到公元前16世纪，古巴比伦人已经掌握了大量代数学知识，能够进行四则运算、乘方开方、解二元二次方程等。求得的值（1.414213）与现代值十分接近。同时，古巴比伦人善于利用代数知识解决日常生活中的几何学实际问题，如计算土地面积等。他们了解毕达哥拉斯定理，并具备计算长方形、直角三角形、等腰三角形、梯形、立方体和圆柱体等各种形体面积、体积的能力。两河流域数学文献中没有几何证明的相关知识。古巴比伦时期以后保存下来的数学文献数量相对较少，这与公元前1千纪时天文学文献的大量出现和天文学知识的体系化形成了鲜明对比。晚巴比伦时期的算法文书等数理天文学文献体现了这一历史时期数学知识的进步。

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Instruction: 请详细介绍两河流域科学技术中的天文学

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## 两河流域科学技术中的天文学

在古代两河流域，天象代表的是神的意志和指令，因此天文学格外受到重视，天文学家们在历法、天文观测、数理天文学、星占学等多方面取得了显著成就。人们已通过考古发掘等途径发现了5000块以上记录了天文知识的泥板。这些文献主要出土于新亚述时期的卡尔胡、阿苏尔等地和尼尼微的亚述巴尼拔图书馆以及晚巴比伦时期的巴比伦尼亚南部地区。早期的苏美尔人将一年分为12个月，每月有29或30天，每年354天，这种历法属于太阴历。此后古代两河流域同时使用两种历法，分别供民用和行政管理用。民用历法是阴阳合历，一年分为12个月，每月有29或30天，以新月初见的夜晚作为一个月的起始。为了使历法与一年四季的变化大体一致，还引入了“闰月”的概念。从公元前480年左右开始固定采用每隔19年设置7个闰月的置闰周期。行政管理用历法也称作“理想历”(ideal calendar)，其历史可以追溯到公元前3千纪晚期，仅发现于巴比伦创世史诗《埃努玛·艾立什》和一些天文、经济文献中，其目的很可能是为了简化烦琐的计算。为了减少每月长度不同造成的实际影响，该历法规定每个月的长度都是30天，一年12个月，因此一年总天数是360天。《穆拉品》（MUL.APIN，又称“犁星”）是两河流域流传最为广泛的天文学著作，编纂于公元前8世纪晚期。其主要内容包括星表、历法知识、行星运行规律、月相变化规律、全年日夜时长、圭表影长变化以及一些占测知识。两河流域人对于天文观测和记录天象极为重视。《天文日志》（Astronomical Diaries）是晚巴比伦时期的天文学家们夜复一夜完成观测后编纂的天象记录集。现存最早的《天文日志》记录了沙玛什舒穆金（Šamaššumukin）16年（前652～前651）的观测。研究者认为这一观测传统可能开始于公元前750年，甚至更早。到公元1世纪为止，两河流域天文学家们连续进行了长约800年的系统天文观测。《天文日志》的内容包括对于日月食、行星位置、月亮位置的观测，还包括彗星和流星等相对罕见的天文现象，以及地震、气候状况、河流水位、商品价格等非天文要素。在晚巴比伦时期，巴比伦人已经具备了预测日月食时间、食分、行星运动方向、位置和月亮视运动等天文现象的能力。这些预测都是以周期关系为基础的。例如，公元前7世纪时，迦勒底人发现每隔约18年（223个朔望月，6585 1/3天）就会发生特征相似的日月食，因此他们将这一周期称为18年周期（18MU.MEŠ），后来又被希腊人称为沙罗周期。大约从公元前5世纪开始，巴比伦天文学家们进一步推进了对周期关系的认识，为计算行星和月亮运动提出了更复杂的数学方法，并保存在星历表（Ephemerides）和算法文书（Procedure Texts）中。星历表是运用算法文书中的方法计算得到的天象表。所有此类天象表都以周期关系为基本原则，同时利用阶梯函数（step function）和折线函数（linear zigzag function）处理天体不均匀运动。以这两种函数为基础的方法分别被称作A体系（System A）和B体系（System B）。公元前5世纪末，黄道十二宫的概念在两河流域出现。黄道指太阳的周年视运动在天空中的移动轨迹。巴比伦人将黄道分成12个相等的带状天区，并以邻近星座命名这些天区，每天区长度为30乌什或30°，共计360°。黄道十二宫的发明不仅对于巴比伦天文学和星占学的发展影响巨大，也被后来的希腊、罗马人所用，成为古代和中世纪西方天文学的基本概念。

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Instruction: 我正在写关于两河流域科学技术中的占测的词条，想了解一下背景知识，你能详细介绍一下吗？

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## 两河流域科学技术中的占测

在古代两河流域，人们相信人类生存的环境是神创造出来的，神也能够通过自然现象和人的生理现象给人类传递信息，这些信息被称为征兆。占测者能够通过观察征兆的特点，分析征兆并为他人解读征兆的意义，告知应该采取的措施。如果采取了适当的措施，就有可能改变神对于个体的惩罚措施。从公元前2千纪开始，两河流域占测的主要模式是“如果，那么”（If P then Q）。占测的对象通常与社会事件相关，如敌国入侵、自然灾害及商品价格等。由于国王的行为和命运与国家紧紧相连，因此通常以国王为代表的统治阶级成为占卜的主要对象。占测的主要形式包括天文占、生育占和脏卜等。天文占出现于古巴比伦时期。《埃努马·阿奴·恩利尔》（Enūma Anu Enlil，意为“当阿努和恩利尔神”）是公元前1000年左右编纂而成的一套权威的占测文献，其内容包括对太阳和月亮的形态、日月食、行星的形态、行星在恒星背景下的运动、天气及其他自然现象的占测。在天文占中，月食是最不吉祥的天象之一，通常预示着或大或小的战争、瘟疫、灾荒甚至国王的死亡。公元前5世纪时，两河流域出现了生辰星占学。与传统占测不同，生辰星占学通过分析一个人出生时刻太阳、月亮和行星在黄道带上所处的位置预测个人的命运。命宫图通常包括以下内容：婴儿出生时日月和可见行星的位置、黄道十二宫的度数、邻近日期行星的会合现象以及日月食、二分二至的日期和月相等信息。

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Instruction:
请详细解释以下名词：
古希腊罗马科学技术中的数学

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## 古希腊罗马科学技术中的数学

古希腊数学强调形式逻辑、演绎法、证明和公理化体系，那时形成的数学思想和方法对后世的科学发展产生了深远影响。早期形成伊奥尼亚学派和毕达哥拉斯学派。伊奥尼亚学派的代表人物泰勒斯开创命题的证明。毕达哥拉斯及其学派以发现毕达哥拉斯定理著称，并且认为万物皆“数”。雅典时期，柏拉图、亚里士多德及其学派将演绎化进一步发展。柏拉图在数学研究的分析法与归谬法等方面做出重要贡献，同时给出多种几何定义，将数学知识作演绎整理；埃利亚学派的芝诺提出二分说、追龟说、飞矢不动说和运动场问题著名悖论，促使哲学家和数学家深入思考无穷问题。智者学派提出用直尺和圆规解决几何作图的化圆为方、倍立方体和三等分任意角问题。后人在试图解决上述问题时发明了割圆曲线，将圆视为无穷多边正多边形，即穷竭法。美尼克谟在解决上述问题时发现了圆锥曲线：抛物线、椭圆和双曲线。这些曲线为17世纪前后的力学和天文学研究准备了数学工具。雅典时期的数学还针对无限性及连续性等概念展开深刻探讨。欧几里得、阿基米德和阿波罗尼奥斯的代表性工作，标志着古典希腊数学的巅峰。欧几里得的《几何原本》构建了几何学的严密逻辑系统，是数学史上的一座理论丰碑。《几何原本》确立了数学中演绎范式，要求每一个命题须基于已建立的命题的逻辑结论，而推理链的共同出发点是公设或公理。阿基米德撰写了关于面积和体积计算的数学著作。例如，他得到圆周率的近似值为22/7，在《论球和圆柱》中证明了与球的面积和体积相关的公式。阿波罗尼基于前人工作创立了完善的圆锥曲线理论，这是希腊演绎几何的最高成就。他还用纯几何手段得到现代解析几何的部分结论。罗马时期，数学虽然逐渐衰落，但代表人物仍有海伦、托勒密、丢番图、帕波斯和希帕蒂娅。其中丢番图因对代数学、特别是算术理论的深入研究被誉为西方代数学鼻祖；帕波斯总结前辈学者成果并加以补充；女数学家希帕蒂娅协助父亲塞翁校订欧几里得和托勒密的著作，还为丢番图和阿波罗尼的数学著作做注释。

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Instruction: 你是一名领域专家，对古希腊罗马科学技术中的天文学和地理学非常了解，请给出详细的解释

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## 古希腊罗马科学技术中的天文学和地理学

自泰勒斯开始至托勒密，希腊天文学在近800年间得到迅速发展，是天文学史上的一个重要时期。古希腊天文学寻求天象的理性和物理解释。在柏拉图以前，希腊天文学以思辨性的宇宙论占主导地位，得到了月光是日光的反照、日月食的成因、大地为球形和黄赤交角数值等发现。从柏拉图开始，希腊人用几何系统描述天体的运动。柏拉图学派创立了同心球宇宙体系，而亚历山大学派发展出本轮、均轮或偏心圆体系。他们的宇宙论属于地心体系，另外还有从赫拉克利德到阿利斯塔克的日心体系。希腊人以太阳或月亮的运行周期做为编制历法的基础，有些天文学家还创造出了基于日月食周期的历法。亚历山大城的托勒密继承喜帕克斯（依巴谷）等古希腊天文学家的工作，系统总结和论证了以偏心圆和小轮体系解释天体运动的地心说，其著作《天文学大成》就是当时天文学的百科全书。此后1500年，以托勒密冠名的地心体系一直是欧洲天文学的权威理论。到古罗马时期，儒略•恺撒大帝支持天文学家修订了古埃及的太阳历，编制了《儒略历》。埃拉托色尼（Eratosthenes）所著《地理学概论》总结了希腊地理学的成就：第一卷阐述地球的结构以及水的运动；第二卷主要探讨天空、大地和海洋的形状、区域和地带的划分等第三卷论述世界地图的改绘。托勒密研究了地球的形状、大小、经纬度测定和地图的投影方法等，绘制了地图集并编著《地理学指南》8卷，其中6卷是用经纬度标明的地点位置表。

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Instruction: 我想了解关于古希腊罗马科学技术中的对自然本质和规律的阐释的知识，请写一篇详细的介绍

Output:
## 古希腊罗马科学技术中的对自然本质和规律的阐释

古希腊人以自然的方式和原因去解释自然，并试图探讨其中规律，其中蕴含着理性精神。泰勒斯将地震解释为大地如一叶扁舟在海浪里颠簸。他试图以水解释万物的统一性，启发了后人提出其他的思想，如恩培多克勒的“四元素说”和留基伯、德谟克利特师徒的原子论。泰勒斯还提倡摒弃感官知觉而诉诸抽象的理性认知。其弟子毕达哥拉斯及其创立的毕达哥拉斯学派提出世界有秩序并符合数的简单和谐性，这种方法论可称为“简单性原则”或唯理主义。亚里士多德认为地球处于宇宙中心，一切物体都有向地中降落的“自然倾向”。此后，埃拉托色尼测定了地球的大小，还得出地球、月亮和太阳三者的相对距离。阿基米德通过经验和数学推理阐释了杠杆原理，提出“重心”概念。古代欧洲广泛使用的一种螺旋式水车也被归功于阿基米德。古罗马人继承了古希腊时期的知识，产生了卢克莱修、普林尼等名人。卢克莱修是思想家和诗人，也是古希腊原子论的继承者。普林尼是博物学家，撰写了37卷的《自然史》，内容涉及天文、地理、生物、医学、艺术和工艺，吸收了古代特别是古希腊的资料。他认为大地由空气托举在空中，潮汐涨落受到月亮影响，由人们先后看见远航归船的桅杆和船身而推理大地为球形。公元79年，普林尼在考察维苏威火山时因火山爆发而献身科学考察。

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Instruction: 为古希腊罗马科学技术中的生物学和医学写一篇详细的介绍

Output:
## 古希腊罗马科学技术中的生物学和医学

古希腊人提出了关于生命起源于自然界的假说。例如，泰勒斯认为万物源于水，而阿那克西曼德则认为人是由鱼演化而来，显示出一定的原始的进化思想。亚里士多德描述了动植物的形态，提出生物的层级思想，即最低等的为营养和繁殖植物，其次为动物，最高等的是拥有智力和精神的人类。古希腊医学主要汲取埃及、巴比伦、亚述和小亚细亚西部的米诺亚民族的医学。恩培多克勒认为火、气、水和土四种元素等分量的混合形成肌肉，神经是由火和土与双倍的水结合而成，骨骼由两份水、两份土和四份火混合形成等。阿尔克芒解剖过人体，认识到大脑而非心脏是感觉和思维的器官，开创了西方解剖生理学的传统。希波克拉底创立“四体液说”，并用其解释生病现象。流传后世的“希波克拉底誓言”强调医生对病人的道德义务和救护责任。古罗马重视实用医学，多数医生精通外科手术。塞尔苏斯在《论医学》中记载了大量外科手术方法。解剖学家盖伦专注于医疗实践和解剖，并且用“三灵气”学说解释人体生理现象。第奥斯可里德所著药物百科全书载有600种药物及其特性。罗马帝国的皇帝奥古斯都在罗马开办医学学校和医院，在军队中设立医官。

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Instruction: 我想了解关于古希腊罗马科学技术中的建筑和土木工程的知识，请写一篇详细的介绍

Output:
## 古希腊罗马科学技术中的建筑和土木工程

古希腊时期的建筑遗产丰富。位于克里特岛上的米诺斯王宫是古希腊最早的大型建筑，始建于公元前1900年，总面积约16000平方米，以木材和泥砖为主要材料。希腊人后来借鉴埃及人的方法，主要发展石材的柱廊建筑，并使建筑风格发生变化。现存最著名的建筑是位于雅典城市中心石砌的卫城，始建于公元前580年，面积约3万平方米。屹立于卫城最高处的帕特农神庙庄严雄伟、雄风犹存。现存的古希腊神庙、剧场和竞技场等建筑物遗址均表现出古希腊人的艺术特点，其建筑中的四种柱式是人类建筑史上的典范。那时的建筑语汇对欧洲的建筑模式和风格产生了深远影响，文艺复兴时期、巴洛克时期、洛可可时期和集体主义时期均可见希腊语汇的再现。古罗马继承了古希腊建筑的技术并做出多方面的创新，形成了独特风格。罗马角斗场、万神殿、第度凯旋门和君士坦丁凯旋门等建筑，都是世界建筑史上的杰作。自公元前4世纪起，罗马人为供应城市用水在罗马城内修筑9条总长90千米的水道工程，这种工程后来扩展到其他区域，并用于灌溉。引水渠通过洼地时以石块砌成高架拱槽，部分引水渡槽甚至高达60多米。此外，罗马人还修筑以罗马为中心的总长约8万千米的道路网，形成“条条道路通罗马”景象。古罗马著名工程师维特鲁维著有世界第一部建筑学专著《论建筑》。该书共分10个题目，涉及建筑的一般理论、设计、工程师培养、材料、设备和施工，以及建筑卫生和声学等问题，还论述了王宫、教堂、高架引水桥、（戏院、竞技场、公共浴池）和一般民房，以及民用机械和攻城梯、抛石机和破城槌等军事工具。水道工程监察官弗朗提努也写过工程著作，讨论供水建筑，认识到水的流速与管口大小和在水下的深度都有关系。

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Instruction: 为阿拉伯科学技术中的起源和发展写一篇详细的介绍

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## 阿拉伯科学技术中的起源和发展

通过继承和融合古代美索不达米亚、埃及以及古波斯、印度、中国、希腊、罗马等外来科学技术文明，至公元8世纪后半期，伊斯兰世界逐渐成为古代科学和技术发展的主要地区之一，经历成长期、鼎盛期和衰退期三个阶段。公元750年，阿拔斯王朝（750～1258）建立了横跨亚非欧三大洲的庞大帝国，这期间穆斯林对科学和哲学做出了巨大贡献，对古典时期著作掀起了声势浩大的百年翻译运动（Harakah al-Tarjamah，约830～930）是成长期的标志。公元9世纪中叶，西班牙科尔多瓦（Cordova）一度成为东西方科学传播的中转站，开始进入鼎盛期，翻译与独创性的发明等大量涌现，科尔多瓦成为当时世界上的三大文化中心之一。从1031年科尔多瓦倭马亚王朝灭亡到1258年蒙古人占领巴格达，科学技术随之向西欧转移，阿拉伯科学技术逐步进入衰退期。总体而言，公元8世纪中叶到13世纪初的近500年时间是其黄金时代。

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Instruction: 我正在写关于阿拉伯科学技术中的主要贡献的词条，想了解一下背景知识，你能详细介绍一下吗？

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## 阿拉伯科学技术中的主要贡献

伊斯兰世界对人类科学发展和技术进步所做的贡献主要体现在三个方面：一是建立兼具科学院和公共图书馆功能的智慧馆（Bayt al-Hikmah）等穆斯林教育机构，将希腊语、波斯语、梵语和叙利亚语文献翻译成阿拉伯语，对保存和继承古典知识传统起到承上启下的作用；二是由于独特的地理位置，阿拉伯人在几个世纪里对古典知识进行消化吸收和再创造后，又通过叙利亚、意大利和西班牙再传向欧洲，其资料、实验、理论和方法成为西方近代科学的养料，在空间上发挥了东西方之间科学技术传播、转移的桥梁和纽带作用，中国的古代发明也由此传入欧洲；三是穆斯林科学家和工程师们不满足于继承者的角色，意识到了自身发明的重要性，从而做出了许多独创性的贡献，在数学、物理、化学、天文学、医学等诸多科学和技术领域取得了一系列辉煌成就，把古典文明推向了新的高峰。在数学领域，伊斯兰最重要的贡献是采用了以0为起点到9的阿拉伯数字，引入了印度式的计算法。穆萨·阿尔·花拉子密（Mūsā al-Khwārizmi，780～850）是阿拉伯数学史上最伟大的科学家之一，首创代数学（Algebra）一词，印度-阿拉伯数字系统借助其著作《积分和方程计算法》（Hisāb al-Jabr w-al-Muqābalah）传至西方，逐步取代了烦琐的罗马数字，欧洲各大学以此为教科书一直使用到16世纪，Algorism（阿拉伯数字）这一术语也因此而来。在物理与机械技术领域，哈桑·伊本·海赛木〔al-Hasan Ibn al-Haytham，拉丁名海桑（Alhazen），965～1040〕在《光学书》（Kitāb al-Manāzir）一书中提出了光反射定律，说明光在同一物质中是沿直线传播的，其所著的《智慧秤》（Kitab Mizan al-Hikma）是中世纪关于机械学、流体静力学和物理学最优秀的著作之一。班努·穆萨（Banū Mūsā，9世纪）三兄弟在《机械之书》（Kitāb al-Hiyal）中所描述的100种机械中，约有75种是自己设计的，其中许多为自动机械。穆斯林的化学、炼金术与化学技术没有实质性区别。查比尔·伊本·哈彦[Jābir ibn Hayyān，拉丁名盖博（Geber），约721～815，]是阿拉伯炼金术和化学的鼻祖，他叙述了化学上的两种主要操作：煅烧和还原，改良了蒸馏、升华、熔化、结晶等实验方法，制成硫酸、王水、碱和氯化铵等新物质，为溶解贵金属提供了溶剂。阿拉伯人发明了曲颈瓶式蒸馏器，与蒸馏技术密切相关的香水也起源于伊斯兰世界。他们还最早开始生产和提炼原油（naft）。一些化学术语是从阿拉伯语著作中通过拉丁语然后再传入欧洲的各种语言的，如alcohol（al-kuhl，酒精）、alembic（al-inbīq，蒸馏器）、alkali（al-qāli，碱）、aludel（Al-uthāl，梨状坛）等等。大马士革剑代表了伊斯兰世界冶炼技术的最高成就。在天文学与占星术方面，托勒密的《天文学大成》（Almagest）被译成阿拉伯文后，促进了地球中心说在阿拉伯和欧洲的传播，许多星宿名称和天文学术语来源于阿拉伯语；同时，阿拉伯天文学深受古巴比伦占星术影响，进行了系统的天文观测，发现了一些新的天象。公元772年，易卜拉欣·法萨理（ibn-Ibrāhīm al-Fazārī，约卒于796～806）翻译了印度天文学论文《西德罕塔》（Sindhind），标志着阿拉伯天文学的开始。公元829年，在巴格达建造了天文台，阿尔巴塔尼（al-Battāni，拉丁名Albatenius，858～929）在此制成恒星表，确定太阳年的长度为365日46分24秒，与现代值非常接近。比鲁尼（Al-Bīrūnī，973～1050）对经纬度做了精确计算，发明了便携观星仪，并早于伽利略600年计算出地球的半径。古希腊人发明的星盘，由穆斯林加以改良并在10世纪时传入欧洲，星盘既可以确定穆斯林礼拜的时间和麦加的地理朝向，也可以用于海上观测。穆斯林天文学家还先后建立了马腊格（Marāghah）、兀鲁伯（Ulugh Beg）和伊斯坦布尔天文台，成为早期欧洲天文台的范本。伊斯兰天文学的主要成就是观测、仪器使用以及为解决天文学、数学问题的球面三角法的发展；阿拉伯人制造和使用过方位仪、斜纬仪、平纬仪、天球仪和观象仪等天文仪器。阿拉伯科学的医学主要发源于希腊医学，一部分来源于波斯医学。拉齐〔al-Rāzī，拉丁名雷泽斯（Rhazes），865～925〕根据希腊和印度典籍编撰了《医学集成》（al-Hāwi）等多种医学著作，还出版过炼金术著作《秘典》（Kitāb al-Asrār）。I.西那〔Ibn Sina，拉丁名阿维森纳（Avicenna），980～1037〕编撰了包括《医典》（al-Qānūn fi al-Tibb）在内的16部医学著作，12世纪《医典》被译成拉丁文，成为欧洲各大学的教科书，其中的药物学研究了760多种药的性能。A.伊本·伊萨（Ali ibn-īsa，拉丁名Jesu Haly，940～1010）所著的《眼科医生手册》（Tadhkirat al-Kahhālin）一书流传至今，提出了眼的结构，并给角膜、视网膜和玻璃体命名，叙述了130种眼科症状，成为眼科学规范。I.贝塔尔（ibn-al-Baytār，？～1248）著有《药物学集成》（al-Mughni fi al-Adwiyah al-Mufradah）和《医方汇编》（al-Jāmi‘fi al-Adwiyah al-Mufradah）两种药学著作，所列药物包括动物、植物和矿物三界，在融合古希腊和阿拉伯资料的基础上，又将临床经验和科学研究作了补充，成为中世纪同类作品中的杰作。在船舶与航海术方面，造船是伊斯兰的主要技术行业，公元673年伊斯兰第一个造船厂在尼罗河上的罗德洲（al-Rawdah）建立；穆斯林帆船曾经航行到世界的许多未知角落，三角帆最晚于公元9世纪在地中海地区出现；穆斯林通过测量北极星的经度来确定航线的纬度。在土木工程领域，耶路撒冷阿克萨、大马士革伍麦叶以及埃及伊本图伦清真寺都是伊斯兰建筑史上的杰作。中世纪阿拉伯各国在水车、风车、水钟、抽水机、灌溉设施、道路桥梁、纺织、食品加工、制糖、榨油、肥皂、燃料、陶瓷、造纸、皮革、农具等方面的技术也都取得了骄人的成就。

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Instruction: 我想了解一下古埃及科学技术中的数学，你能非常详细地介绍一下吗，这样我就不需要再搜索了

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## 古埃及科学技术中的数学

古埃及使用数字的证据可以追溯到公元前3000年在阿拜多斯墓葬中发现的象牙标签，这些标签可能被用于记录陪葬品，有些标有数字。那尔迈权杖头（公元前31世纪）上则显示出人们使用以10为基础的进位制，该器物底部记录了战利品的数量：40万头牛，142.2万只山羊和12万名战俘。美杜姆的一座石室墓壁铭上刻画了作为测量单位的1腕尺（约46.38厘米）的长度。第12王朝（约公元前1990～1800年）的卡洪纸草卷和柏林纸草卷等文献，留下了最早的数学文献。其中莫斯科数学纸草书和源于该时代的莱茵德数学纸草书都是带有解题方法的数学问题集，它们可能是由专门解决典型数学问题的教师或学生撰写的。莫斯科纸草书中给出了计算半球表面积的方法，其取用的圆周率值为256/81≈3.16049。莱因德纸草书则对算术、一次线性方程和体积与面积计算给出了更加详细的解题步骤。古埃及数学的一个有趣特征是使用单位分数，即除了2/3、3/4等少数例外，其他分数均表达为形如1/n这样的单位分数的总和，在数学纸草书中常可见到便于计算的单位分数算表。

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Instruction: 请详细论述古埃及科学技术中的医学

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## 古埃及科学技术中的医学

古埃及医学在无创手术、骨科、牙科以及药典编纂方面取得很高成就，并对包括古希腊在内的较晚的医学传统影响显著。在19世纪之前，人们主要通过希罗多德、希波克拉底、老普林尼（Gaius Plinius Secundus，公元23～79）等古典时代作者的引述间接得知古埃及医学的信息。19世纪后，随着古埃及象形文字的破译，包括埃伯斯纸草书、埃德温史密斯纸草书、赫斯特纸草书、伦敦医学纸草书等古代医学文献得到发现和研究，这些文献最早可以追溯到公元前2900年。这些文献以及将其中的知识以现代医学技术加以运用，帮助学者们了解到医学知识的许多细节，以及古埃及人的健康状况。古埃及人强调饮食均衡，他们懂得通过烘焙和发酵来把小麦和大麦加工成面包，这增添了食物的营养价值。古埃及法老食谱中囊括蔬菜和水果、亚麻籽油、肉类等众多膳食选择，但希波克拉底记载古埃及人认为猪肉是不洁净的，因此受到排斥。古埃及人认识到很多植物的药用价值，埃德温史密斯纸草书记录了几种妇科疾病、改善肤色以及处理结肠病的药方。埃伯斯纸草书记录了包括敷用药膏、包扎、口服药物等超过800种治疗方法。一些动物粪便和金属也被引为药材。古埃及人以药物的体积而不是重量记录药方，这使得他们的制药工艺近似于烹饪。古埃及人对人体解剖学有一定了解。例如在制作木乃伊的过程中，人们知道如何通过鼻孔插入长钩工具，打破脑膜的薄骨并移除大脑，还知道通过左腹股沟的小切口取出体腔内的器官。古埃及医家意识到脉搏的存在及其与心脏的关系，埃德温史密斯纸草书甚至对心脏系统提出了模糊的概念。在外科手术前，医生会建议清洗身体并剃毛，以起到防止感染的作用。第六王朝医生卡尔（Qar）墓葬出土了世界最古老的金属手术工具。

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Instruction: 我想了解关于古埃及科学技术中的天文学的知识，请写一篇详细的介绍

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## 古埃及科学技术中的天文学

即便在史前时期，天文学对古埃及宗教和社会生活就具有重要意义。公元前5千纪（5千年）的纳布塔普拉雅石阵可能指示了某些恒星上升并带有夏至日太阳升起的近似方向。与尼罗河洪水相伴的恒星——天狼星在黎明时分首次随太阳升起，古埃及人观察到其中蕴含的规律性，很早就认识到一年约为365天。金字塔的精确定位展示了公元前3千纪人们观测天空的高度技能，它们的建造方向指向当时的北极星天龙座α。而卡纳克的阿蒙神庙方向则对齐于当时冬至日太阳升起的方向。从第9王朝到第12王朝，木制棺材盖子内表面常绘有“对角线星表”。拉美西斯六世和拉美西斯九世墓葬顶部星表显示，为确定夜晚时间，在观测者对面会坐一人，观测者观测极星的方向需正穿过那人的额头中央。在一年不同时间，每个小时都由到达或几乎到达天顶的恒星位置来决定，表格中给出了这些恒星相对于坐者正中、左眼、右肩等身体部位的相对位置。这可能是当时常用的天文观测手段。

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Instruction: 我想了解关于科学技术编史学中的编史学的知识，请写一篇详细的介绍

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## 科学技术编史学中的编史学

英语中，historiography一词通常有两种含义，其一是指被人们所写出的历史，其二是指人们对于历史这门学问发展的研究，包括作为学术一般分支历史的历史，或对特殊时期和问题历史解释的研究。除了编史学之外，国内尚有不同的译法，如“史学”或“历史编纂学”等。讲英语的历史学家在两种意义上使用编史学这一术语。在宽泛的意义上，它指一般的被人们写出的历史，或是撰写历史的活动。在某些场合，编史学家（historiographer）甚至可以是历史学家（historian）的同义词，但这种用法现已较为少见。现在它已被另一个更简短但又多义的词——“历史”（history）所取代。狭义地讲，编史学这一术语在英语中指对于历史的撰写、历史研究的方法、解释和争论的研究。其中，史学史的研究直到大约18世纪末和19世纪初才趋向于成熟。英语编史学一词与史学史研究密切相关的这种用法的起源较晚，大约在20世纪初才出现，而且这与十九世纪末德国史学史家们频繁地使用德语的Histoiographie一词有间接的联系。20世纪，在英语世界人们越来越意识到史学史的价值所在，尤其是认识到像其他的文化形式一样，历史著作实际上也是一种历史的产物，必须将其放在产生它们的文明背景中作为人类思想史的一个方面来考察。同时随着史学职业化，对历史解释的争论也逐渐增多，人们愈发感到需要一个专门的术语来表示对史学争论的研究。这样，编史学一词便更多地在第二种意义上为人们所使用。随后的发展中，编史学与史学史相关的这种用法的含义又有了进一步的扩展。编史学的研究范围延伸到当代，包括分析和研究历史学中的各种思潮，力图帮助史学家们发现他们的研究兴趣、方法等与范围更广的思潮的联系。某种程度上，编史学也成了一种“批判的工具”，并与历史哲学（philosophy of history）的研究范围有了很多的重叠。在中国，学术界常用“史学理论”一词，来指那些非原初意义上的历史研究而又与一些史学基础性问题（包括历史哲学）有关的研究。这种“元”史学的研究，与编史学所指是相近的。

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Instruction: 你是一名百科词条撰写员，请详细解释一下科学技术编史学中的科学编史学，要求表达严谨，内容详实

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## 科学技术编史学中的科学编史学

科学史可以理解为以科学为特殊研究对象的历史学分支，而“科学编史学”，即是对“科学史”（history of science）进行的“编史学”（historiographical）研究。关于科学编史学是否可成为一个独立的学科，也还存在一些争议。与一般历史学相比（如从作为独立的学科确立的时间和研究者的人数等方面来相比），科学史的确可以说是历史学中一个晚生的小的分支学科。而与科学史的发展相比，科学编史学研究的发展就更加滞后。但即使如此，科学编史学仍是一个范围相当广阔的领域，其理论来源和研究方法涉及多门相关学科或领域，除一般编史学之外，还包括像科学哲学、科学社会学、科技政策、科学文化、科学及科技研究（science and technology studies，STS）等，有众多重要的课题需要进行认真的研究。从研究对象来说，可以将科学、科学史以及科学编史学的不同以下表给出说明。科学、科学史以及科学编史学的不同类别研究者研究对象科学科学家自然科学史科学史家科学和科学家科学编史学科学编史学家科学史和科学史家按照上表可以看出，如果把科学家对自然界的研究作为一阶研究的话，科学史就已经是二阶的研究，它也有些类似于对科学和科学家进行哲学研究的科学哲学。相应地，科学编史学则是三阶的研究。因而，从分类上来说，科学编史学与科学史又有所不同，具有一定的独立性。

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Instruction: 你是一名百科词条撰写员，请详细解释一下科学技术编史学中的科学编史学研究的原创性与独立性，要求表达严谨，内容详实

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## 科学技术编史学中的科学编史学研究的原创性与独立性

由于科学编史学发展起步较晚，研究者人数偏少，其交流和评价往往是在科学史或科学哲学等学科共同体中进行的，一些科学史家还会对之带有某些偏见。例如，认为科学编史学不是在“一手材料”的基础上进行的，不是“原创”的，或者认为科学编史学的研究者因其不做具体直接的科学史研究，因而没有“资格”对科学史和科学史家“品头论足”等等。但在一个系统中，不同阶数的研究，都有着不同的直接对象，也因而可以有相应的“一手材料”。只是因为研究的“阶数”不同，对象不同，这些“一手材料”的类型也不同。如果说科学家的著作、论文、书信、笔记、档案、谈话等可以作为科学史研究的“一手材料”，那么科学史家的著作、论文、书信、笔记、档案、谈话等同样也是科学编史学的“一手材料”。相应地，针对这些不同的一手材料的研究也都可以是“原创性”的研究。任何学科，在发展到一定程度后，都可以有其独立性和自主性。研究者都可以专业化，而不必按其上一阶的标准来要求。就像并不要求文学评论家一定要直接创作文学作品一样，科学史家并不一定要从事科学研究，而科学编史学家也同样可以凭其自身特殊的训练和资格从事对科学史和科学史家的研究，也可以具有其独立于其研究对象本身的价值判断。这也是学科发展专业化的需要。

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请详细解释以下名词：
无机非金属材料中的简史及发展

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## 无机非金属材料中的简史及发展

公元前6000～前5000年，中国发明了原始陶器。中国商代（约前17世纪初至前11世纪）有了原始瓷器，并出现了上釉陶器。公元200年（东汉时期）的青瓷是已知发现最早的瓷器。陶器的出现促进了人类进入金属时代。中国夏代炼铜用的陶质炼埚是已知最早的耐火材料。铁的熔炼温度远高于铜，故铁器时代的耐火材料相应地也有很大发展。18世纪以后，钢铁工业的兴起，促进耐火材料向多品种、耐高温、耐腐蚀方向发展。玻璃制品亦有非常悠久的历史。距今5000～6000年前的古埃及文物中即发现有绿色玻璃珠饰品，中国白色玻璃珠亦有近3000年的历史。公元初期罗马已能生产多种形状的玻璃制品。1000～1200年间，玻璃制造技术趋于成熟，意大利的威尼斯成为玻璃工业中心。17世纪以来，由于用工业纯碱代替天然草木灰与硅石、石灰石等矿物原料生产钠钙硅酸盐玻璃，各种日用玻璃和技术玻璃迅速进入普通家庭、建筑物和工业领域。在距今5000～6000年的古代建筑中已使用石灰和石膏等气硬性胶凝材料。公元初期有了水硬性石灰和火山灰胶凝材料。1700年以后制成水硬性石灰和罗马水泥。但是用人工方法合成硅酸盐水泥制品还只有100多年的历史。1824年，英国人J.阿斯普丁（Aspdin）发明用硅酸盐矿物和石灰原料经高温煅烧制成波特兰水泥（又称硅酸盐水泥），从而开始了高强度水硬性胶凝材料的新纪元。上述陶瓷、耐火材料、玻璃、水泥等的主要成分均为硅酸盐，因而长期以来，在学术界和工业界将其称为硅酸盐材料。18世纪工业革命以后，随着建筑、机械、钢铁等近代工业的兴起，无机非金属材料发展迅猛，出现了电瓷、化工陶瓷、金属陶瓷、平板玻璃、化学仪器玻璃、光学玻璃、平炉和转炉用的耐火材料和快硬早强等性能优异的水泥。发展了研磨材料、碳素及石墨制品、铸石等。20世纪中期以后，随着微电子、航天、能源、计算机、激光、通信、光电子、传感、红外、生物医学和环境保护等新技术的兴起，促进了先进无机非金属材料的发展。其在化学组成上远远超出了硅酸盐材料范围，扩展到了其他氧化物、氮化物、硼化物、碳化物、硫系化合物和钛酸盐、铝酸盐、磷酸盐等无机化合物。已有相当一些在其组成中已完全不含氧化硅，如刚玉瓷、镁质耐火材料、磷酸盐和硼酸盐光学玻璃等。而且在一些制品（如氧化锆陶瓷）的组成中，氧化硅反倒成为有害的杂质而必须严格控制。在国际上因陶瓷历史悠久，且应用广泛，内部显微结构涵盖了各种无机非金属材料结构，因此常用广义的陶瓷表示无机非金属材料。21世纪，航天、航空、能源、信息、生物医学和环境保护等技术的发展，又对无机非金属材料的性能和功能提出了新的要求，同时，无机非金属材料的技术水平对这些技术的发展也具有决定性的影响。与有机高分子材料和金属材料相比，无机非金属材料在耐高温、耐磨损、高硬度、抗氧化、光学与电学性能、高温稳定性等方面具有优势，是高性能发动机、高速飞行器、大功率集成电路、高功率微波器件、大功率激光器、储能电池、核反应堆、新型光源、高温净化器、轻量化透明防弹、红外窗口等材料的发展基础和制约瓶颈。材料科学的发展已经从宏观走进微观，从定性描述走进定量描述。随着超级计算机、人工智能的普及，大数据技术的发展，无机非金属材料的研究和制备方式也将发生革命性的变化。数字化技术将贯穿于材料的分子结构、微观结构的设计，实验、工程放大和生产的全部过程，材料的研制速度显著加快，复杂部件制造、个性化制造、材料制备的可控性水平大幅提升。材料基因组工程、自动化实验、三维打印技术等正是围绕这一技术发展趋势而开展的研究和探索。随着石墨烯、纳米碳管、介孔材料、超材料等新结构、新材料不断涌现，材料性能也将发生革命性的提升。

材料科学与工程 无机非金属材料 工学


Instruction: 为无机非金属材料中的特点和学科内涵写一篇详细的介绍

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## 无机非金属材料中的特点和学科内涵

在晶体结构上，无机非金属材料的元素间结合主要通过离子键、共价键或离子-共价混合键相连接。这些化学键的特点是高的键能、键强，它们赋予这一大类材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性，以及透光性、铁电性、铁磁性和压电性。水泥在胶凝性能上，玻璃在光学性能上，结构陶瓷在耐磨损耐蚀性能上，功能材料在电学性能上，耐火材料在防热隔热性能上都有其优异的特性，为金属材料和高分子材料所不及。但与金属材料相比，断裂韧性低、缺少延展性，属于脆性材料。与高分子材料相比，密度较大，制造工艺较复杂。无机非金属材料科学与工程学科主要研究无机非金属材料的合成与制备、组成与结构、性能和使用效能之间的关系与规律。材料的使用效能是材料科学与工程所追求的最终目标，而且在很大程度上代表这一学科的发展水平。

材料科学与工程 无机非金属材料 工学


Instruction: 请详细介绍无机非金属材料中的分类

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## 无机非金属材料中的分类

无机非金属材料品种繁多，用途各异，因此还没有一个统一而完善的分类方法。通常可分为传统无机非金属材料和先进无机非金属材料。

### 传统无机非金属材料

主要以天然的硅酸盐矿物（如黏土、石英、长石等）为主要原料，经高温烧制而成的一大类材料。又称硅酸盐材料。主要包括：①传统陶瓷，是工业和基本建设基础材料，包括日用陶瓷、卫生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷等。②玻璃，包括平板玻璃、仪器玻璃和光学玻璃等。③耐火材料，包括硅质、硅酸铝质、高铝质、镁质耐火材料等。④水泥，包括硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、石灰、石膏等。⑤其他产品，包括搪瓷、磨料（碳化硅、氧化铝）、铸石（辉绿岩、玄武岩等）、碳素材料（金刚石、石墨、焦炭和各种碳素制品等）、非金属矿（石棉、云母、大理石、水晶等）等。

### 先进无机非金属材料

主要指20世纪以来发展起来的、具有特殊性质和用途的材料，如压电、铁电、导体、半导体、磁性、超硬、高强度、超高温、生物工程材料和无机复合材料等。是现代新技术、新兴产业和传统工业技术改造的物质基础，也是发展现代国防和生物医学所不可缺少的材料。主要包括：①人工晶体，人工合成的具有特殊光、机、电等特性和功能的一类晶体材料，包括光学晶体、闪烁晶体、半导体晶体、压电晶体、人造金刚石等。②结构陶瓷，具有在高温下强度和硬度高、蠕变小、抗氧化、耐磨损、耐烧蚀等特性，包括氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷、硼化物陶瓷等。③功能陶瓷，指具有机、电、声、光、热、磁等能量转换效应的一类陶瓷，包括铁电和压电陶瓷、热释电陶瓷、介电陶瓷、半导体陶瓷等。④透明陶瓷，在可见光和特定的波段具有高的透射性能的陶瓷，它是在普通陶瓷基础上通过工艺手段排除杂质和气孔而获得，包括氧化钇透明陶瓷、氧化铝透明陶瓷、氮氧化铝透明陶瓷、硫化锌陶瓷、锆钛酸铅镧透明陶瓷等。⑤陶瓷基复合材料，以陶瓷为基体与各种纤维复合的一类复合材料，包括碳石英复合材料、碳/碳复合材料、碳/碳化硅复合材料等。⑥非晶态材料，又称无定形或玻璃态材料，其原子、分子的空间排列是近程有序、远程无序，包括石英玻璃、非晶硅、α-砷化镓等非晶态半导体等。⑦无机涂层，用陶瓷或玻璃态物质以及部分金属涂覆在基材表面达到改善性能或形成特殊功能的一种膜层，包括抗氧化涂层、耐磨涂层、光学功能涂层、无机热控涂层等。⑧无机纤维，化学组成为无机非金属材料的纤维，包括玻璃纤维、石英玻璃纤维、硼纤维、碳纤维、碳化硅陶瓷纤维、氧化铝陶瓷纤维、氧化锆陶瓷纤维等。⑨无机生物活性材料，能促进或影响生物组织和材料之间的连接、诱发细胞活性或新组织再生的无机材料，包括磷酸钙材料、羟基磷灰石、生物活性玻璃陶瓷等。

材料科学与工程 无机非金属材料 工学


Instruction: 为分类中的先进无机非金属材料写一篇详细的介绍

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## 分类中的先进无机非金属材料

主要指20世纪以来发展起来的、具有特殊性质和用途的材料，如压电、铁电、导体、半导体、磁性、超硬、高强度、超高温、生物工程材料和无机复合材料等。是现代新技术、新兴产业和传统工业技术改造的物质基础，也是发展现代国防和生物医学所不可缺少的材料。主要包括：①人工晶体，人工合成的具有特殊光、机、电等特性和功能的一类晶体材料，包括光学晶体、闪烁晶体、半导体晶体、压电晶体、人造金刚石等。②结构陶瓷，具有在高温下强度和硬度高、蠕变小、抗氧化、耐磨损、耐烧蚀等特性，包括氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷、硼化物陶瓷等。③功能陶瓷，指具有机、电、声、光、热、磁等能量转换效应的一类陶瓷，包括铁电和压电陶瓷、热释电陶瓷、介电陶瓷、半导体陶瓷等。④透明陶瓷，在可见光和特定的波段具有高的透射性能的陶瓷，它是在普通陶瓷基础上通过工艺手段排除杂质和气孔而获得，包括氧化钇透明陶瓷、氧化铝透明陶瓷、氮氧化铝透明陶瓷、硫化锌陶瓷、锆钛酸铅镧透明陶瓷等。⑤陶瓷基复合材料，以陶瓷为基体与各种纤维复合的一类复合材料，包括碳石英复合材料、碳/碳复合材料、碳/碳化硅复合材料等。⑥非晶态材料，又称无定形或玻璃态材料，其原子、分子的空间排列是近程有序、远程无序，包括石英玻璃、非晶硅、α-砷化镓等非晶态半导体等。⑦无机涂层，用陶瓷或玻璃态物质以及部分金属涂覆在基材表面达到改善性能或形成特殊功能的一种膜层，包括抗氧化涂层、耐磨涂层、光学功能涂层、无机热控涂层等。⑧无机纤维，化学组成为无机非金属材料的纤维，包括玻璃纤维、石英玻璃纤维、硼纤维、碳纤维、碳化硅陶瓷纤维、氧化铝陶瓷纤维、氧化锆陶瓷纤维等。⑨无机生物活性材料，能促进或影响生物组织和材料之间的连接、诱发细胞活性或新组织再生的无机材料，包括磷酸钙材料、羟基磷灰石、生物活性玻璃陶瓷等。

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Instruction: 请详细论述无机非金属材料中的制备工艺

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## 无机非金属材料中的制备工艺

传统无机非金属材料采用天然矿石为原料，不同材料对应的具体工艺又有不同，但都需经高温烧成或熔制。①传统陶瓷制备工艺。包括原料粉碎或粉体制备、配料、混合、成型、干燥、烧结（900～1300℃）、上釉等工序。②玻璃制备工艺，包括原料粉碎、配料、混合、熔制（1400～1600℃）、成型、退火等工序。③水泥制备工艺，包括生料配料、研磨粉碎、煅烧、加入熟料、研磨等工序。先进无机非金属材料的原料多采用高纯、微细的人工粉料。粉体制备是先进无机非金属材料制备的关键工序，包括物理方法和化学方法。物理方法包括真空冷凝法、物理粉碎法、机械球磨法等。化学方法包括气相沉积法、液相沉淀法、水热合成法、溶胶-凝胶法、微乳液法。先进无机非金属材料制备工艺种类繁多，新原理、新工艺层出不穷。①先进陶瓷（结构陶瓷、功能陶瓷、透明陶瓷）制备工艺，包括：原料制备（造粒、表面处理）、配料混合、成型（热压成型、注凝成型、轧膜成型、等静压成型、流延成型等）、烧结（常压烧结、反应烧结、热压烧结、高温等静压烧结、气氛烧结、放电等离子烧结）等工序。②人工晶体制备方法，包括水热法、提拉法、坩埚下降法、区熔法、泡生法等。③无机涂层制备方法，包括物理气相沉积（真空蒸镀、离子溅射、离子镀）、化学气相沉积（热激发、等离子增强、激光辅助化学气相沉积）、热喷涂（火焰喷涂、等离子喷涂、爆炸喷涂）、电化学涂层（电镀、阳极氧化、化学转换等）、熔结涂层（低真空熔结、激光熔敷涂层）等。④无机纤维制备方法，包括熔融制备工艺和化学合成制备工艺。熔融制备工艺一般采用电炉作为熔化设备，包括电阻炉和电弧炉。纤维的成形方法分为纺丝法、喷吹法、甩丝法和甩丝-喷吹法等，主要用于制备玻璃纤维、硅酸铝纤维等。化学合成制备工艺中，一般先制成有机纤维，然后经过热处理等过程以及发生化学反应成为无机纤维。主要用于制备碳化硅陶瓷纤维、碳纤维、氧化铝纤维等。

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Instruction: 你是一名领域专家，对硅酸盐材料中的发展非常了解，请给出详细的解释

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## 硅酸盐材料中的发展

由于早期陶瓷、耐火材料、玻璃、水泥等无机非金属材料的主要成分均为硅酸盐，因而长期以来，这些材料被统称为硅酸盐材料。20世纪中叶以后，随着微电子、航天、能源等技术的兴起，出现了氧化物、氮化物、硼化物、碳化物、硫系化合物和钛酸盐、铝酸盐、磷酸盐等一系列新型无机非金属材料，各种性能更为优良和具有特殊功能的新型陶瓷、玻璃、耐火材料、水泥、涂层、磨料等制品快速发展，这些新材料在化学组成上远超出了硅酸盐化合物的范围，有很大部分材料在其组成中已完全不含氧化硅，如刚玉瓷、镁质耐火材料、磷酸盐和硼酸盐光学玻璃等。因此，再用硅酸盐材料来概括这些材料已经不准确，故无机非金属材料这一名称在学术界逐渐形成并获得广泛使用。在中国，全国性无机非金属材料学会仍沿用中国硅酸盐学会的名称，相关学报仍叫硅酸盐学报，有关的研究所仍叫硅酸盐研究所。

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Instruction: 你能详细解释一下硅酸盐材料中的组成元素吗？

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## 硅酸盐材料中的组成元素

硅酸盐材料的基本化学成分为硅酸盐。硅酸盐是硅、氧与其他化学元素（主要是铝、铁、钙、镁、钾、钠等）结合而成的化合物的总称。通常硅酸盐材料包含一种或多种金属和非金属元素，自然界组成硅酸盐矿物的元素多达40余种。其中，除了构成硅酸根所必不可少的硅和氧以外，作为金属阳离子存在的主要是惰性气体型离子（如Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Ba2+、Al3+等）和部分过渡型离子（如Fe2+、Fe3+、Mn2+、Mn3+、Cr3+、Ti3+等）的元素，铜型离子（如Cu+、Zn2+、Pb2+、Sn4+等）的元素相对较少见。此外，还有 (OH)-、O2-、F-、C1-、[CO3]2-、[SO4]2-等以附加阴离子的形式存在。常见的硅酸盐化合物有硅酸钠（Na2O·SiO2）、石棉（CaO·3MgO·4SiO2）、长石（K2O·Al2O3·6SiO2）、硅酸盐玻璃（Na2O·CaO·6SiO2）、硅酸盐水泥（3CaO·SiO2，2CaO·SiO2，3CaO·Al2O3）、黏土（Al2O3·2SiO2·2H2O）等。

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Instruction: 你能详细解释一下硅酸盐材料中的晶体结构吗？

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## 硅酸盐材料中的晶体结构

硅酸盐矿物的晶体结构中，最基本的结构单元是Si-O络阴离子。除硅灰石膏结构中Si4+具有6次配位，Si-O键长为0.178纳米，形成Si-O6配位八面体而属于六氧硅酸盐外，其他所有硅酸盐矿物都属于四氧硅酸盐。其Si4+具有4次配位，平均Si-O键长为0.162纳米，形成Si-O4配位四面体结构。在四面体内，硅原子占据中心，四个氧原子占据四角。这样的硅氧四面体在结构中可以孤立地存在，彼此间由其他金属阳离子来连接。但是，硅氧四面体间经常还可通过共用角顶上的O2-（称为桥氧）而相互连接，从而形成链状、双链状、片状、三维架构等连接方式。按正四面体的集合度，硅酸盐矿物又可细分为岛状硅酸盐、环状硅酸盐等类型。硅酸盐矿物按其分子结构可分为橄榄石（单正四面体）-岛状硅酸盐类、绿帘石-对状硅酸盐类、电气石-环状硅酸盐类、辉石-单链状硅酸盐类、角闪石-双链状硅酸盐类、云母和白土-片状硅酸盐类、长石-架构状硅酸盐类和石英-架构状硅酸盐类（表1）。表1 典型硅酸盐矿物晶体的化学式和结构式矿物名称化学式结构式外加阳离子硅氧骨干附加阴离子和H2O镁橄榄石2MgO·SiO2Mg2[SiO4](OH)2(OH)4(OH)5·42O绿柱石3BeO·Al2O3·6SiO2Be3Al2[Si6O18]顽火辉石2MgO·2SiO2Mg2[Si2O6]硅线石Al2O3·SiO2Al[AlSiO5]透闪石2CaO·5MgO·8SiO2·H2OCa2Mg5[Si4O11]2高岭石Al2O3·2SiO2·2H2OAl2[Si2O5]多水高岭石Al2O3·2SiO2·4H2OAl4[Si4O10]钾长石K2O·Al2O3·6SiO2K[AlSi3O8]石英SiO2-[SiO4/2]

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Instruction: 你是一名领域专家，对硅酸盐材料中的性质非常了解，请给出详细的解释

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## 硅酸盐材料中的性质

硅氧四面体是硅酸盐的基本构造单位，与外部的阳离子以离子键相维系，因而硅酸盐材料一般为透明，色浅或无色（当成分中含铁、锰、钛、铬等色素粒子时则可呈现较深的颜色，但条痕色一般都很浅），呈玻璃光泽，折射率不高。它们大多数熔点高，溶解度低，化学性质稳定，一般能与酸反应生成硅酸固体，在碱性条件下，会出现[H2SiO4]2-。不同类型硅氧骨干的硅酸盐矿物，它们的性质也各不相同。不同类型硅氧骨架的硅酸盐矿物的基本晶体特性见表2。它们是硅酸盐工业的主要原料。表2 不同硅氧骨干类型硅酸盐矿物晶体性质硅氧骨干类型矿物实例结构式密度硬度解理形态孤岛[SiO4]4-橄榄石(Mg,Fe)2[SiO4]3.22～4.396～7{010}{100}不完全空间等长或扁平集合体粒状环状[Si6O18]12-绿柱石Be3Al2[Si6O18]2.66～2.837.5～8{0001}{1010}不完全多呈长柱状单链[Si2O6]n4n-透辉石CaMg[Si2O6]3.22～3.386.5～6{110}中等至完全短柱状，集合体呈致密块状或粒状双链[Si4O11]n6n-透闪石Ca2Mg5[Si4O11]2(OH)23.02～3.445～6{110}中等长柱状，针状，集合体呈放射状或纤维状单层[Si4O10]n4n-高岭石Al4[Si4O10](OH)82.61～2.681～3{001}完全电镜下片状晶体，呈六方形，三角形或切角三角形双层[Si4O10]n4n-叶蜡石Al2[Si4O10](OH)22.65～2.901～2{001}完全通常呈片状、放射状或致密块状集合体架状[(Sin-xAl)O3n]2-正长石K[AlSi3O8]2.54～2.576{001}{010}完全{110}不完全常呈柱状架状[SiO2]n0石英SiO22.657无常呈六方柱和菱面体等单形所成之聚形

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Instruction:
请详细解释以下名词：
碳纤维增强碳化硅复合材料中的制备方法

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## 碳纤维增强碳化硅复合材料中的制备方法

根据制备原理的不同，碳纤维增强碳化硅复合材料的制备方法可分为有机前驱体浸渍与裂解法、化学气相渗透法、反应熔渗法以及料浆浸渍-热压烧结法。①有机前驱体浸渍与裂解法，将碳化硅有机聚合物前驱体（如聚碳硅烷）浸渍填充到碳纤维预制体中，经交联固化和在惰性气体保护下的高温热解，制备碳纤维增强碳化硅复合材料的方法。该方法具有材料制备温度低，纤维损伤小，适合制备大型复杂形状构件，且可实现构件近尺寸制备。但由于聚合物热解陶瓷产率低，必须经多次浸渍-热解循环才可实现材料的较高致密度，材料制备周期长。另外，有机前驱体热解生成的残余碳对碳化硅晶化有抑制作用，材料基体的晶化程度通常比较低，在高温条件下长期使用，由于碳化硅基体的再结晶会导致复合材料的强度下降。②化学气相浸渍法，根据化学气相沉积原理，利用高温反应气体在碳纤维预制体中的渗透和气相沉积反应原位生成碳化硅基体实现复合材料的致密化，最终制备碳纤维增强碳化硅复合材料的方法。化学气相浸渍法的优点有：材料制备温度低，纤维损伤小，基体结晶度高，材料力学性能优异；通过改变前驱体气源组元，可设计和调控沉积基体的化学成分和多尺度的显微结构；易于实现形状复杂和纤维体积分数高的复相陶瓷部件的净尺寸制备。其主要缺点为：碳化硅基体的制备效率低、生产周期长（l00小时以上）、制造成本高；复合材料孔隙率较高（10%～15%），影响材料的抗氧化性；碳化硅在材料表面和内部沉积速率不同，导致材料产生密度梯度；制备过程中产生腐蚀性强烈的副产物。③反应熔渗法，借鉴反应结合碳化硅技术，利用硅熔体在碳纤维增强碳基预制体中的毛细渗透并与碳反应生成碳化硅基体，实现碳纤维增强碳化硅复合材料的制备。主要包括3个基本过程：首先采用高压冲型或树脂转移模塑等工艺方式在碳纤维预制体内部填充有机树脂，然后通过高温裂解获得低密度的碳基复合材料，最后在真空条件下进行渗硅反应实现碳纤维增强碳化硅复合材料的制备。反应熔渗工艺具有制备周期短、成本低、密度高和净尺寸成型等优点，是一种具有市场竞争力的工业化生产技术。但是由于制备温度高，硅熔体不可避免地与纤维反应，导致纤维受损，性能下降；另外，复合材料内部存在一定量的残余硅，将影响复合材料高温力学性能。④料浆浸渍-热压烧结法，通过浆料浸渍工艺将碳化硅粉体与烧结助剂引入碳纤维预制体中，利用热压烧结制备出碳纤维增强碳化硅复合材料的方法。该方法具有制备周期短、设备简单、成本较低、所制备复合材料的致密度高和性能优异等特点。热压烧结过程中，温度、压力以及烧结助剂的种类和含量对于材料的烧结过程和性能有很大的影响。例如，烧结温度和压力过高将使得纤维损伤增大，影响材料性能。通过引入烧结助剂和使用纳米碳化硅粉体可以有效降低热压烧结温度和压力，减少纤维损伤。与其他制备方法相比，该方法通常只适合形状比较简单的一维和二维纤维增强陶瓷基复合材料，且难以实现大尺寸构件的制备。另外，热压烧结工艺对纤维的高温性能要求较高，制约了该工艺的发展。

工学 材料科学与工程 非氧化物陶瓷基复合材料 无机非金属材料 陶瓷基复合材料


Instruction: 为碳纤维增强碳化硅复合材料中的应用写一篇详细的介绍

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## 碳纤维增强碳化硅复合材料中的应用

碳纤维增强碳化硅复合材料基于其优异的性能已成为研究最多、应用最广的陶瓷基复合材料之一，并成功地应用于航空、航天、汽车和核反应堆等领域，如航空发动机热端部件、航天飞机热保护系统、高速刹车材料、空间光学反射镜和核聚变堆第一壁材料等。美国已经将碳纤维增强碳化硅复合材料喷管应用于F100航空发动机，法国将该材料生产的调节片和密封片成功应用于“幻影”2000 战斗机的M53发动机和“阵风”战斗机的M88发动机。碳纤维增强碳化硅复合材料用于高比冲液体火箭发动机的推力室和喷管，可减轻重量，提高推力室压力和寿命，并减少再生冷却剂用量，实现轨道动能拦截系统的小型化和轻量化。另外，因其具有可进行轻量化加工、环境适应性优异等特性，可应用于空间轻质反射镜和刹车片系统中。

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Instruction: 请详细论述锻造材料

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## 锻造材料

锻造用料主要是各种成分的碳素钢和合金钢，其次是铝、镁、铜、钛等及其合金。材料的原始状态有棒料、铸锭、金属粉末和液态金属。①棒料，中小型锻件都用圆形或方形棒料作为坯料。棒料的晶粒组织和机械性能均匀、良好，形状和尺寸准确，表面质量好，便于组织批量生产。只要合理控制加热温度和变形条件，不需要大的锻造变形就能锻出性能优良的锻件。②铸锭，仅用于大型锻件。铸锭是铸态组织，有较大的柱状晶和疏松的中心。因此必须通过大的塑性变形将柱状晶破碎为细晶粒，将疏松压实，才能获得优良的金属组织和机械性能。③金属粉末，经压制和烧结制成粉末冶金预制坯，预制坯在热态下经无飞边模锻可制成粉末锻件。粉末锻件接近于一般模锻件的密度，具有良好的机械性能，并且精度高，可减少后续的切削加工。粉末锻件内部组织均匀，没有偏析，可用于制造小型齿轮等工件。但粉末的价格远高于一般棒材的价格，在生产中的应用受到一定限制。④液态金属，对浇注在模膛的液态金属施加静压力，使其在压力作用下凝固、结晶、流动、塑性变形和成形，可获得所需形状和性能的模锻件。液态金属模锻是介于压铸和模锻间的成形方法，特别适用于一般模锻难于成形的复杂薄壁件。

工学 〔机械制造工艺与装备〕 〔热加工工艺与装备〕 〔塑性加工工艺与装备〕 机械工程


Instruction: 你能详细解释一下辊锻中的工作原理吗？

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## 辊锻中的工作原理

辊锻适用于减小坯料截面尺寸的锻造，如杆件的拔长、板坯的辗片以及沿杆件纵向进行体积分配的变形过程。当截面变化较大时，需要由不同模具进行多道次成形。辊锻工艺设计主要是合理决定各道次辊锻的压下量、展宽量和延伸量；其取决于辊径的大小、孔型的形状尺寸、成形温度和冷却、润滑等变形条件。三道成形辊锻的原理见图。坯料的一端用夹钳夹紧，在扇形模的第一道孔型的辊压下变形（初成形）并退出；然后在下道孔型的无模空间处送进，再次辊压变形（预成形）并退出；根据变形的需要，经多道辊压而逐渐成形，得到所需的成形工件（终成形）。这是最常用的反向辊锻方式。当送料方向沿辊轮旋转方向送进时则称为正向辊锻，工件咬入后夹钳立即松开。三道成形辊锻原理图

工学 〔机械制造工艺与装备〕 体积成形 〔热加工工艺与装备〕 〔塑性加工工艺与装备〕 机械工程


Instruction: 我想了解一下辊锻中的应用，你能非常详细地介绍一下吗，这样我就不需要再搜索了

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## 辊锻中的应用

采用制坯辊锻工艺生产的汽车模锻件主要有连杆、车门铰链、左右弯臂、上下调节臂等。内燃机连杆是形状复杂、质量要求高、需求量大的典型锻件，过去曾因生产能力不足而严重制约了整机生产。连杆成形辊锻工艺的研制成功，解决了一系列关键技术，辊锻出十几种符合要求的连杆。前轴成形辊锻由于设备投资少，生产成本低，适用于多品种、中等批量生产；精密辊锻-螺旋压力机模锻复合工艺与整体模锻相比，设备吨位降低75%，投资降低85%，适于多品种、大中批量生产。汽车变截面钢板弹簧长而薄，很难用其他方法加工，采用精密辊锻工艺获得了良好的效果。在农机具行业，机引犁铧成形辊锻解决了横向不对称件的侧弯、板片类件的展宽与延伸变形协调等技术难题，中国建成了多条犁铧辊锻生产线。垦锄的锄板部分采用4道次展宽和拔长，产品质量优良，远销多个国家和地区。园艺锹、镐头、钢叉及犁刀的部分形状也可采用辊锻成形。联合收割机护刀器采用辊锻制坯-摩擦压力机模锻复合工艺进行大批量生产，产品出口多个国家。以辊锻代替模锻生产拖拉机履带节及履带板，解决了大吨位锻压设备不足、设备投资和模具费用高等问题，取得良好效果。在工具行业，板钳工具中的扳手柄、钳柄可用辊锻工艺拔长；大中型麻花钻可以辊锻出直槽和刃部；医用镊子采用冷辊锻成形，相比热锻提高效率20倍；宝剑、餐具中的刀、叉、勺普遍采用冷辊锻或热辊锻；各类剪子的剪刀股全部采用辊锻工艺进行拔长。汽轮机叶片采用精密辊锻加模锻的复合工艺，加工余量可控制到0.3～0.5毫米，比纯模锻工艺降低设备吨位70%；汽轮机和透平压缩机的叶片也可以采用无余量辊锻，显著提高生产效率和材料利用率。长度达数米、重量达数百公斤的铁路道岔尖轨、叉车货叉等，用其他方法很难加工或生产率极低，都可以采用辊锻工艺批量生产。

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Instruction: 我想了解关于斜轧中的特点的知识，请写一篇详细的介绍

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## 斜轧中的特点

斜轧工艺与传统锻造或切削工艺相比的优点是：①生产率高。轧辊每转一圈生产一个产品（单头）或多个产品（多头）。轧辊转速一般为40～300转/分，即每分钟生产40～1200个产品。与锻造相比生产率提高5～20倍。②材料利用率高。斜轧的材料利用率一般为90%以上，精密斜轧可达97%以上，节约材料显著。③产品质量高。斜轧产品金属流线沿产品外轮廓保持连续（无切削断头）和轧后晶粒细化，因而产品的静载强度与疲劳强度比切削产品提高10%以上。④设备投资少。由于是局部连续成形，工作载荷只有模锻的几十分之一。⑤劳动条件改善。斜轧无冲击、低噪声，轧件的成形、精整、切断等工序均在孔型中连续自动完成，进出料容易实现自动化，因而改善了操作工人的劳动条件。⑥模具寿命长。模具的寿命一般在30万～60万件以上，是模锻的20多倍。⑦生产成本低。由于效率高、节材、设备投资低等，生产成本平均下降30%左右。缺点是：①通用性差，一般只能成形回转体零件。②模具特殊并且复杂，模具为变高度、变导程的螺旋形状，所以只在少数产品上得到应用。③工艺调整要求高，工艺调整因素多，掌握不好将影响产品的质量。④零件长度受限制，一般只能轧制长度小于200毫米的零件。

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Instruction: 请详细论述楔横轧中的特点

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## 楔横轧中的特点

楔横轧工艺与传统锻造或切削工艺相比的优点是：①生产效率高，一般可提高几倍到十几倍。楔横轧机转速一般为3～10转/分，单件轧制每分钟可生产3～10件/分，若双件轧制或多件轧制，生产率则可成倍增加。②材料利用率高，一般可达80%，材料利用率可提高20%～35%，有显著节材效果。③产品质量好,轧制后晶粒细化，轧件金属纤维流线保持连续，提高了零件的机械性能。④产品尺寸精度高，可达到少切屑的目的。⑤模具寿命高，一般寿命可达到10～20万件。⑥工作载荷小，设备吨位小。由于是连续局部成形，工作载荷小，只有模锻的几分之一到十几分之一。⑦工作无冲击、噪声低，工作环境显著改善。⑧易于实现机械化、自动化。⑨产品成本低。由于该工艺具有以上优点，其产品成本可降低20%～30%。缺点是：其通用性比较差，需要专门的模具和设备，模具的设计、制造和生产工艺调整复杂。楔横轧主要用于批量大的零件生产。

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Instruction: 请详细介绍锻坯加热中的加热方法

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## 锻坯加热中的加热方法

为了达到锻坯加热的目的，加热温度的测量和控制很重要。有经验的锻工可以根据加热坯料的颜色来判断钢质坯料温度。常用的测温方法有接触式的热电偶和非接触式的光学亮度法、热辐射法以及比色法等。古代锻造是用明火直接加热锻坯。现代锻坯加热使用各种燃煤、燃油、燃气和电热式的工业炉，包括间歇式的室式炉、台车式炉、电阻炉、感应炉和连续式炉等。感应炉具有加热速度快、温度均匀、占地小、便于自动控制等优点，已广泛应用于中、小模锻件生产线中。中频感应加热，由于模锻用感应加热的频率一般在中频（300～20000赫兹）范围内，所以通常称为中频感应加热。工件放到感应器内，感应器一般是输入中频或高频交流电的空心铜管，产生的交变磁场在工件中产生出同频率的感应电流，可使工件迅速加热，这种感应电流在工件的分布是不均匀的，在表面强，在内部很弱，到心部接近于0。

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Instruction: 你是一名领域专家，对计量学中的发展简史 非常了解，请给出详细的解释

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## 计量学中的发展简史

计量学的发展具有悠久的历史，大体分为三个阶段。

### 原始阶段

以经验和权力为主，大多利用人、动物或自然物作为计量标准。如中国古代的布手知尺、掬手为升、十发为程、黄钟律管等。相传在大禹治水时，就使用准绳、规和矩等计量器具；公元前221年，秦始皇统一中国后颁布诏书，建立全国统一的度量衡制度，其中度制和量制的大部分采用了十进制，并实行定期计量器具的法制管理。古埃及的尺度是以人的胳膊肘到指尖的距离为依据的，称为腕尺（约46厘米）。英国的码是亨利一世将其手臂向前平伸，从鼻尖到指尖的距离（1码=0.9144米）；英尺长度是查理曼大帝的脚长（1英尺=0.3038米）；英寸是英王埃德加的手拇指关节的长度（1英寸=25.4毫米）；英亩是两牛同轭，一日翻耕土地的面积（1英亩=4.05×103平方米）。

### 经典阶段

以宏观现象与人工实物为科学基础的阶段。标志是1875年签订的《米制公约》。它打破了皇权和王权对单位定义的垄断，在科学原理的基础上确立了国际计量局和各国国家计量院在单位量值建立上的权威。通过普适的符合科学原理的定义建立被世界认可的统一的计量单位制。如据地球子午线1/4长度的10000000分之一建立了铂铱合金制的米原器，根据1立方分米水在规定温度下的质量建立了铂铱合金制的千克原器，根据地球绕太阳公转周期确定了时间（历书时）单位秒等，它们构成基于自然的米制，并成为国际单位制的基础。但是这类宏观实物基准随着时间的推移或地点的变动，其量值不可避免地受物理或化学性能缓慢变化的影响而发生漂移，从而影响复现、保存，并限制了准确度的提高。如国际千克原器在1889～1989年的100年间与其他千克原器比较，在质量一致性上发生了约0.05毫克的变化。

### 现代阶段

以量子理论为基础，由宏观实物基准过渡到微观量子基准。从经典理论来看，物质世界在做连续、渐进的宏观运动；而在微观量子体系中，事物的发展是不连续的、跳跃的，也是量子化的。如原子的能级非常稳定，跃迁时辐射信号的周期自然也非常稳定，跃迁所对应的量值也是固定不变的。国际正式确立的量子基准有长度单位米基准、时间单位秒基准、电压单位伏特基准和电阻单位欧姆基准。1960年，第11届国际计量大会正式批准废除铂铱米原器，将米定义到86Kr原子特定能级跃迁所对应的辐射的波长上。1967年，第13届国际计量大会通过了基于铯原子跃迁的秒定义。1983年，第17届国际计量大会将米定义为光在真空中299792458分之一秒的时间间隔内所经路径的长度。该定义隐含了真空光速值c=299792458米/秒，这是一个没有误差的定义值，长度事实上变成了时间（频率）的导出量。1990年1月1日，国际上统一启用了基于国际推荐的约瑟夫森效应常数（KJ-90）和冯克里青常数（RK-90）的量子电压基准和量子电阻基准代表的欧姆和伏特。时间、长度及电学量单位计量量子化的成功，催生了其他计量单位的重新定义。国际计量委员会于2005年提议，将其余几个基本单位全部定义在常数上，从而改变基本单位自有定义以来，依赖于实物的历史。2018年11月16日，第26届国际计量大会通过了关于修订国际单位制的决议。国际单位制七个基本单位中的四个，开尔文、千克、摩尔和安培分别由普朗克常数、基本电荷、玻尔兹曼常数和阿伏伽德罗常量来定义；自此，七个基本单位全部实现了基于定义常数（包括基本物理常数和自然界其他常数）的定义，并于2019年5月20日起正式实施。从计量发展史看，计量是在古代各国独立地产生，并作为民族文化和社会制度的一部分而继承和发展的，因而直到19世纪，各国使用的计量单位及其进位制度、计量器具和管理措施等差异甚大。相应地计量学长期停留在记述各种计量单位及其换算关系的阶段上；计量管理工作则停留在各国、各地区各自为政的状态。随着工业和国际贸易，特别是物理学等实验科学的迅速发展，需要测量的量已从传统的度量衡增至上百个。18～19世纪，欧美科学家开始创建以科学实验为基础、可在国际上通用的计量单位制。1875年《米制公约》的签订，标志着各国计量制度开始趋向统一，1955年签订《国际法制计量组织公约》和1960年第11届国际计量大会（CGPM）通过国际单位制，标志着各国计量制度基本统一和计量学的基本成熟。2018年11月，通过国际单位制基本单位量子化定义，标志着量子化计量时代的开启。

计量学 仪器科学与技术 工学


Instruction: 我正在写关于发展简史 中的原始阶段 的词条，想了解一下背景知识，你能详细介绍一下吗？

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## 发展简史 中的原始阶段

以经验和权力为主，大多利用人、动物或自然物作为计量标准。如中国古代的布手知尺、掬手为升、十发为程、黄钟律管等。相传在大禹治水时，就使用准绳、规和矩等计量器具；公元前221年，秦始皇统一中国后颁布诏书，建立全国统一的度量衡制度，其中度制和量制的大部分采用了十进制，并实行定期计量器具的法制管理。古埃及的尺度是以人的胳膊肘到指尖的距离为依据的，称为腕尺（约46厘米）。英国的码是亨利一世将其手臂向前平伸，从鼻尖到指尖的距离（1码=0.9144米）；英尺长度是查理曼大帝的脚长（1英尺=0.3038米）；英寸是英王埃德加的手拇指关节的长度（1英寸=25.4毫米）；英亩是两牛同轭，一日翻耕土地的面积（1英亩=4.05×103平方米）。

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Instruction: 我想了解一下发展简史 中的经典阶段 ，你能非常详细地介绍一下吗，这样我就不需要再搜索了

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## 发展简史 中的经典阶段

以宏观现象与人工实物为科学基础的阶段。标志是1875年签订的《米制公约》。它打破了皇权和王权对单位定义的垄断，在科学原理的基础上确立了国际计量局和各国国家计量院在单位量值建立上的权威。通过普适的符合科学原理的定义建立被世界认可的统一的计量单位制。如据地球子午线1/4长度的10000000分之一建立了铂铱合金制的米原器，根据1立方分米水在规定温度下的质量建立了铂铱合金制的千克原器，根据地球绕太阳公转周期确定了时间（历书时）单位秒等，它们构成基于自然的米制，并成为国际单位制的基础。但是这类宏观实物基准随着时间的推移或地点的变动，其量值不可避免地受物理或化学性能缓慢变化的影响而发生漂移，从而影响复现、保存，并限制了准确度的提高。如国际千克原器在1889～1989年的100年间与其他千克原器比较，在质量一致性上发生了约0.05毫克的变化。

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Instruction: 请详细介绍发展简史 中的现代阶段

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## 发展简史 中的现代阶段

以量子理论为基础，由宏观实物基准过渡到微观量子基准。从经典理论来看，物质世界在做连续、渐进的宏观运动；而在微观量子体系中，事物的发展是不连续的、跳跃的，也是量子化的。如原子的能级非常稳定，跃迁时辐射信号的周期自然也非常稳定，跃迁所对应的量值也是固定不变的。国际正式确立的量子基准有长度单位米基准、时间单位秒基准、电压单位伏特基准和电阻单位欧姆基准。1960年，第11届国际计量大会正式批准废除铂铱米原器，将米定义到86Kr原子特定能级跃迁所对应的辐射的波长上。1967年，第13届国际计量大会通过了基于铯原子跃迁的秒定义。1983年，第17届国际计量大会将米定义为光在真空中299792458分之一秒的时间间隔内所经路径的长度。该定义隐含了真空光速值c=299792458米/秒，这是一个没有误差的定义值，长度事实上变成了时间（频率）的导出量。1990年1月1日，国际上统一启用了基于国际推荐的约瑟夫森效应常数（KJ-90）和冯克里青常数（RK-90）的量子电压基准和量子电阻基准代表的欧姆和伏特。时间、长度及电学量单位计量量子化的成功，催生了其他计量单位的重新定义。国际计量委员会于2005年提议，将其余几个基本单位全部定义在常数上，从而改变基本单位自有定义以来，依赖于实物的历史。2018年11月16日，第26届国际计量大会通过了关于修订国际单位制的决议。国际单位制七个基本单位中的四个，开尔文、千克、摩尔和安培分别由普朗克常数、基本电荷、玻尔兹曼常数和阿伏伽德罗常量来定义；自此，七个基本单位全部实现了基于定义常数（包括基本物理常数和自然界其他常数）的定义，并于2019年5月20日起正式实施。从计量发展史看，计量是在古代各国独立地产生，并作为民族文化和社会制度的一部分而继承和发展的，因而直到19世纪，各国使用的计量单位及其进位制度、计量器具和管理措施等差异甚大。相应地计量学长期停留在记述各种计量单位及其换算关系的阶段上；计量管理工作则停留在各国、各地区各自为政的状态。随着工业和国际贸易，特别是物理学等实验科学的迅速发展，需要测量的量已从传统的度量衡增至上百个。18～19世纪，欧美科学家开始创建以科学实验为基础、可在国际上通用的计量单位制。1875年《米制公约》的签订，标志着各国计量制度开始趋向统一，1955年签订《国际法制计量组织公约》和1960年第11届国际计量大会（CGPM）通过国际单位制，标志着各国计量制度基本统一和计量学的基本成熟。2018年11月，通过国际单位制基本单位量子化定义，标志着量子化计量时代的开启。

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Instruction: 我正在写关于计量学中的分类 的词条，想了解一下背景知识，你能详细介绍一下吗？

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## 计量学中的分类

从不同的角度，对计量学有不同的分类。从专业领域划分，计量学分支包括几何量计量、温度计量、力学计量、电磁计量、无线电计量、时间频率计量、声学计量、光学计量、电离辐射计量、化学计量、生物计量等。几何量计量主要研究对象为米相关计量单位的复现、物体表面尺寸、形状误差、位置误差及表面结构误差的测量方法、测量仪器和测量结果的溯源方法。温度计量主要研究内容为温度的概念和测量理论；热力学温度确定，精确实用可实现的公认温标；温度量值传递体系；各种测温方法及测温仪器的测量性能；温度测量的应用。力学计量研究对象为力学量的计量和测试。凡是与力、质量和加速度相关的量都属于力学计量的范围，如力值计量、质量计量、硬度计量、压力计量、真空计量、容量密度计量、流量计量、黏度计量、转速计量、振动冲击计量和重力计量等。电磁计量主要是复现电磁学单位量值，建立实物基准，保存单位量值，以及进行电磁学单位量值传递的全部工作。电磁计量所涉及的专业范围包括直流和1兆赫（MHz）以下交流的阻抗和电量。无线电计量又称射频和微波计量。无线电计量覆盖极宽的频谱，其频率低端与电磁学计量交叉；高端则可达亚毫米波段，与光学计量交叉。时间频率计量的主要研究内容包括时间频率计量基标准装置、时间频率传递与比对技术、时间频率测量技术与溯源方法，以及时间频率标准与法规体系等。声学计量的基本任务是研究复现、保存和传递声压、声强、声功率等声学基本参量。按照声波的传播媒质、频率和应用领域的不同，分为空气声（电声）计量、超声计量、水声计量和听力计量等。光学计量涉及波长从1纳米到1毫米范围内以电磁波的形式发射、传输和接收的相关量值的基标准建立、单位复现、量值传递、测量理论和测量技术的研究等内容，涵盖光度学、色度学、辐射度学、光谱光度学、照相光学、几何光学、光纤通信、光电子学等分支。电离辐射计量主要是研究、复现、保存和传递贝可勒尔、戈瑞、希沃特等导出单位，涉及X射线、γ射线、β射线、电子、质子、中子等各类电离辐射，主要包括辐射计量、活度计量、中子计量等分支。化学计量涉及原子量与同位素、物质纯度、基体化学成分量、物理化学特性、材料化学特性等方面的技术研究。按照应用领域，又涉及食品、环境、地质、材料、临床、药物等不同的行业。化学计量的基本任务是发展化学测量的理论、标准与技术，建立可溯源至摩尔等国际单位制（SI）基本单位或公认参考测量标准的化学计量量值溯源体系。　　生物计量以生物测量理论、测量标准、计量标准与生物测量技术为主体，实现生物物质的特性量值在国家和国际范围内的准确一致，保证测量结果最终可溯源到国际单位（SI）或国际公认单位。

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Instruction: 你能详细解释一下计量学中的特点 吗？

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## 计量学中的特点

概括为科学性、法制性和实用性3个方面。科学性是基础性、探素性、先行性的计量科学研究。通常用最新的科技成果来精确地定义与实现计量单位，并为最新的科技发展提供可靠的测量基础。科学计量本身属于精确科学，通常是国家计量研究机构的主要任务，包括测量原理、测量理论研究、计量单位与单位制的研究、计量基准和标准的研制、物理常量与精密测量技术的研究、量值溯源与量值传递系统的研究、量值比对或能力验证方法与测量不确定度的研究及测量科学的应用等。法制性来自计量的社会性，因为量值的准确可靠不仅依赖于科学技术手段还依赖于相应的法律、法规和行政管理。特别是对国计民生有明显影响，涉及公众利益和可持续发展或需要特殊信任的领域，必须由政府起主导作用建立起法制保障；否则，量值的准确性、一致性及溯源性就不可能实现，计量的作用也难以发挥。计量学作为一门科学，同国家法律、法规和行政管理紧密结合的程度，在其他学科中是少有的。计量不仅是技术层面上的事情，其本身也是重要的社会制度之一，是治理国家的手段。实用性。计量的科学研究、量值传递等工作都是以提高科技创新水平、推动经济发展、促进社会进步、维护国家安全、增强贸易竞争力、提高国家综合实力和实现精密测量技术产业化和成果转化为出发点，具有很强的实用性。计量工作关系社会领域的方方面面，涉及国防建设、科学技术、工农业生产、医疗卫生、商贸、安全防护、环境保护、社会管理和人民生活。

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Instruction: 为计量学中的发展趋势 写一篇详细的介绍

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## 计量学中的发展趋势

随着计量学的进步和发展，尤其是国际单位制基本单位的量子化，实物基准逐步退出历史舞台，量子基准确立的同时也确立了先进国家计量院的主角地位。国际计量局的地位和重心由过去量值溯源唯一源头向协调人角色的转变。国家计量院将逐渐成为承担国际计量科学研究的主体，通过国际比对实现各国量值的等效，区域内具有较高技术水平的先进国家计量院将逐渐发展为区域中心实验室，在为其他国家提供量值溯源、主导国际比对中发挥重要作用。计量学不断拓展新领域，随着国民经济对计量需求的牵引，在原有专业计量的基础上，形成了新的分支及以跨学科、多参量为特点的领域计量。如关系大众健康的医学计量，关注环境检测、温室气体排放和碳交易的环境计量，关注节能减排的能源计量等。生命科学的发展促进了生物计量分支的形成与壮大，生物计量以生物测量理论、测量标准、计量标准与生物测量技术为主体，实现生物物质的特性量值在国家和国际范围内的准确一致及溯源到国际单位（SI）或国际公认单位，服务于医疗卫生、司法、农业、食品、医药、海洋等领域。计量溯源方式革新。一是计量溯源的扁平化，量子计量基准与信息技术相结合，使量值溯源链条更短、速度更快、测量结果更准更稳，将改变过去依靠实物基准逐级传递的计量模式，实现最佳的测量，提升产品质量及工业竞争力。二是从传统的实验室条件溯源转向在线实时校准，从过去终端产品的单点校准或测试转向研发设计、采购、生产、交付及应用全生命周期的计量技术服务。

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Instruction: 你是一名领域专家，对声学计量中的声学中的基本量非常了解，请给出详细的解释

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## 声学计量中的声学中的基本量

声波传播的弹性介质可以是气体、液体和固体，人们日常遇到的声学现象及其应用，基本都发生在上述三种介质中。从描述流体中声波最基本的波动方程来看，声学量有声压p、质点速度u和声速c；从能量的观点来看，有声强I、声功率W等。表中给出的是声学中的基本量及其相互关系。声学中的基本量及其相互关系声学量单位量间的关系名称符号名称符号一般情况自由场平面行波声压帕[斯卡]Pa——质点速度米每秒m/s声强瓦每平方米W/m2声功率瓦W声速米每秒m/s——*表中ρ为介质密度，S为声源或测量表面的面积由于声压最容易准确测定，故在空气声和水声中，都确定声压为基本量。复现和保存声压单位，即建立国家声压基准是声学计量的主要任务之一。此外，有些声学现象和效应，特别是超声，与声能量有直接的关系，此时直接测量声强或声功率更有意义，故声功率也常作为超声的基本量，即要求建立超声功率国家基准。声速也是声学中一个很重要的量，但与声压、声功率等不同，它只与介质的物理性能有关。另外，还有一些声学量对描述某些声学现象和材料非常有用，例如，材料的声衰减系数、反射系数、透射系数、散射系数等都是描述材料声学性能的重要参数。

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Instruction: 你能详细解释一下声学计量基准吗？

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## 声学计量基准

中国的声学计量起步于20世纪60年代中期，为解决环境噪声的计量问题，建立了耦合腔互易法声压基准；70～80年代，为保证听力损失测量和噪声测量的准确性、医用超声诊断设备的安全性，相继建立了气导听力零级基准、骨导听力零级基准、自由场互易声压基准、毫瓦级和瓦级超声功率基准等。80年代中后期，根据国防领域水声测量需求，先后建立了低频、中频和高频水声声压基准。到21世纪初期，中国的声学计量已由起始阶段的电声计量，发展到涵盖超声计量、水声计量和听力计量等诸多学科方向，为声学测量建立了较完善的计量溯源体系。截至2017年，中国已建立了国家声学计量基准装置12项，通过定期参加由国际计量委员会声学、超声和振动咨询委员会（CCAUV）组织的国际关键比对，确保中国声学量值同国际上保持一致。

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Instruction: 你能详细解释一下声学计量中的应用及发展趋势吗？

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## 声学计量中的应用及发展趋势

声学计量具有极强的交叉性和延伸性，在环境监测、大众健康、国防安全等领域的应用越来越广泛。环境噪声监测、医用超声诊疗、工业超声无损检测、国防安全中的水声探测等，都需向国家声学计量基标准溯源，以实现国际接轨和国际互认。声学计量服务领域不断扩大，噪声计量、听力计量、工业和医用超声计量、水声计量所涉及声学参量的频段、量程、声场指标都有较大幅度的提高，声学计量正面临新的技术变革和挑战：①声压量值复现新方法的研究。新的声压量值复现方法利用激光干涉测量技术，通过非接触测量声场中质点的振动速度复现声压，将替代互易校准技术中将量值复现在实物换能器上的间接量值复现方法，更加符合国际计量领域量子基准替代实物基准的发展趋势，可以实现对气、液、固体介质中各种规格声学传感器的高水平原级校准。②宽频段、大量程等声学测量问题的挑战。随着现代工业、医学等领域的发展，声学测量领域的需求更具挑战性。空气声计量的频率范围覆盖到次声和超声频段、动态范围上限从140分贝拓展至179分贝甚至更高；超声声压的频率范围扩展到上百兆赫兹，超声功率范围延伸至数百瓦，超声声场从传统的平面波、线性声场发展到高强度聚焦、非线性声场；水声计量由常温常压下的校准发展至变温变压、校准对象由容易满足互易的压电传感器发展到光纤传感器、换能器形式由单阵元换能器发展到各种阵列换能器。上述声学测量问题的提出与解决，将会进一步推动工业与医学相关领域的发展。

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Instruction: 我想了解一下超声计量中的发展简况，你能非常详细地介绍一下吗，这样我就不需要再搜索了

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## 超声计量中的发展简况

为解决超声领域的计量问题，自20世纪60年代开始，中国相继开展了基于辐射力天平法的声功率测量、基于互易法和激光干涉法的水听器校准以及材料基本声学参数测量研究，并建立了相应的量值溯源能力。经历半个多世纪的发展，超声计量已逐步覆盖超声功率计、超声探伤仪、超声测厚仪、超声换能器、高频水听器等多种声学计量仪器和材料基本声学参数如声速、声衰减等参数的测量能力。而其中尤其以超声功率和超声场特性的测量，即高频水听器校准尤为重要。截至2017年，国际计量委员会声学、超声与振动咨询委员会（CCAUV）组织了两次超声功率国际关键比对、两次高频水听器国际关键比对，中国均参加并取得了等效一致的结果。

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Instruction: 请详细论述超声计量中的分类和组成

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## 超声计量中的分类和组成

针对超声诊断设备的应用，其辐射声功率的测量对保证安全性和有效性尤为重要。国际电工委员会推荐的超声功率测量方法是辐射力天平法。通过测力装置（通常为天平）测量超声波辐射到理想反射靶/吸收靶上的力值，经过一定的数值换算与修正，得到超声换能器表面辐射出的超声功率。在0.5～25兆赫频率范围内，辐射力天平法可测量声功率至1瓦；在0.75～5兆赫频率范围内，可测量至20瓦。辐射力天平法可用于线性的平面波声场与聚焦声场，但不可用于测量非线性声场声功率。21世纪以来，随着高强度聚焦超声日益广泛应用于临床超声治疗，非线性条件下的超声功率测量成为关注的热点。针对非线性条件下的超声大功率测量，推荐采用量热法进行测量，利用比热容、膨胀系数已知的液体介质，通过测量超声波辐射到液体介质后的内部温升或者体积变化来得到吸收的能量，进一步计算得到超声功率。量热法适用于百瓦级别甚至更高的超声功率测量。针对超声诊断设备的广泛使用，为保障人身安全，除了诊断设备辐射总声功率，还需测定其超声声场的空间、时间特性，以获得表征超声场特性的各种参量，确保满足安全阈值。高频水听器是国际标准（IEC 62127）推荐采用的声场测量仪器，常用高频水听器的有效敏感元件直径可覆盖40微米～1毫米，并在0.5～60兆赫频率范围内将所接收到的声信号转变为电信号，即声压灵敏度校准，然后计算得到各声场参量。此外，工业超声无损检测是工业检测的重要组成部分，管道测厚、部件或材料内部的缺陷检测与定量评估、材料声速精准测量、裂缝的长度、超声探头辐射声场参数等，都是超声检测的重要定量输出，也是超声计量的重要内容。

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Instruction: 你能详细解释一下消声室中的基本原理吗？

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## 消声室中的基本原理

消声室所采用的吸声材料多为多孔性材料，其吸声机理是材料内部有大量气流连通的空气隙，形成细管甚至毛细管，当声波传入时，声波在细管中的振动因内摩擦而转化为热能被吸收。吸声能力与材料的空隙率（如玻璃棉的空隙率达96%左右）、流阻及材料的纤维结构有关，再利用渐变式吸声结构逐渐降低声音的反射。消声室吸声的频率特性与材料厚度有关，即消声室的下限频率大约是吸声材料厚度相对应的1/4波长的频率。增加多孔性吸声材料的厚度可以提升低频吸声效果。然而，由于材料的流阻，不能任意增大厚度来延伸低频吸收，各种多孔性材料都有其有效厚度。平板共振式吸声是利用平板的共振原理，耗散掉入射声能。消声室的校准方法原先只在国家标准《声学 声压法测定噪声源声功率级和声能量级 消声室和半消声室精密法》（GB 6882）和《声学—噪声源声功率级的测定—消声室和半消声室精密法》（ISO 3745）的附录A中做了规定。2006年发布的《消声室和半消声室声学特性校准规范》（JJF 1147—2006）详细规定了消声室和半消声室声学特性的评定方法，其与GB 6882和ISO 3745的要求是一致的。消声室主要技术指标有两项：背景噪声和自由声场的频率范围及对应的空间范围。背景噪声的测量相对比较简单，一般是在消声室或半消声室内选择3～5个测点，依次测量各测点处的A计权声压级和1/1倍频带声压级，取相应的算术平均值作为该实验室的背景噪声级。自由声场的频率范围及对应的空间范围的测量过程是将传声器按选定的路径向吸声壁面方向移动至下一个测点，测点之间的距离相等并不大于0.1米（在某些情况下，可能要求更小的测点距离），最终的测点与吸声壁面的距离应不大于1/4波长，每条测量路径上的测点数不少于10个，依次测量各选定路径所有测点上的声压级，通过判断测点上声压级的衰减规律是否满足点声源在自由场中辐射时的衰减特性，确定自由声场的频率范围及对应的空间范围。

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Instruction: 你是一名领域专家，对声级计校准中的发展简况非常了解，请给出详细的解释

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## 声级计校准中的发展简况

声级计是声学测量领域广泛使用的声压级测量仪器，也是主要的强制计量器具之一，国际电工委员会于1961年发表《声级计》（IEC 123）国际标准，1965年发表《精密声级计》（IEC 179），1973年发表IEC 179A（增加脉冲声级计部分内容），1979年合并修订为《声级计》（IEC 651）。1985年又发表了《积分平均声级计》（IEC 804）。与此相对应，中国先后发布了国家标准《声级计的电、声性能及测试方法》（GB 3785—1983）和《积分平均声级计》（GB/T 17181—1997）。国际法制计量组织依据IEC 651、IEC 804标准于1998年分别制定了《声级计》（OIML R58）和《积分平均声级计》（OIML R88）国际建议。随着科学技术的发展，特别是数字信号处理技术的发展，声级计的设计原理、功能、性能也发生了很大变化，世界各国出现了许多高性能的声级计，人们对声学测量准确性的要求也在提高。为此，国际电工委员会与国际法制计量组织协作，共同起草了《电声学 声级计 第1部分：规范》（IEC 61671-1：2002），并同时替代IEC 651和IEC 804国际标准。IEC 61672共分3个部分，第1部分是规范，第2部分是型式评价试验（于2003年发布），第3部分是周期试验（于2006年发布）。中国对应的国家标准在2010年颁布了GB/T 3785系列标准，其分为规范、型式评价试验和周期检定三个部分，2013年IEC 61672系列标准更新为第二版。同样相应的计量检定规程从最早的JJG 188和JJG 669，到2002年依据IEC 61672系列的技术要求合并为JJG 188，同时紧跟IEC 61672标准的变化，2017年更新了各项计量特性和测量方法。2017版《声级计检定规程》（JJG 188）相比2002版，计量特性未发生大的变化，最大的变化是对检定合格与否的判据由“允差限”更新为“接受限”。

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Instruction: 我想了解关于声级计校准中的分类的知识，请写一篇详细的介绍

Output:
## 声级计校准中的分类

由于声级计是强制检定的计量器具，因此针对声级计的法制管理分为声级计型式评价试验和声级计周期检定两部分，分别制定了《声级计型式评价大纲》和《声级计检定规程》作为对声级计法制管理的技术文件。声级计型式评价试验是对声级计计量特性的验证性试验，确保声级计在规定的环境、静电和射频场中能够正常使用，并且其向外辐射的射频发射信号和对公共电源的干扰满足相应的要求。声级计周期检定主要是对声级计进行必要的电声性能的检查确定试验，以确保其电声性能满足相应的技术要求。声级计校准主要参照《声级计检定规程》（JJG 188），对应的校准项目包括：指示声级调整、频率计权、1千赫处的频率计权、级线性、自生噪声、时间计权F和S、猝发音响应、重复猝发音响应、过载指示、C计权峰值声级（如适用），其中过载指示和C计权峰值声级一般只在首次检定时进行。声级计作为基本的声学计量器具，广泛用于工业噪声测量和环境噪声测量。随着社会的发展，声级计的校准和检定的需求也越来越多，对于保证声学量值的准确发挥着越来越重要的作用。声级计校准

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Instruction: 为传声器校准技术中的基本原理写一篇详细的介绍

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## 传声器校准技术中的基本原理

传声器可采用不同的换能原理或元件，如炭粒、电容、压电、电动等。但作为电声计量用的传声器，其灵敏度、动态范围、频率响应特性等需要符合特定的要求，并具有较好的稳定性，即其声压灵敏度基本上不随时间、温度、气压、湿度变化，通常只有电容传声器符合这些要求。电容传声器为电子器件，性能虽然稳定，但不可能长期不变，故需定期校准才能确保声压量值的准确性。传声器校准的主要参数是声压灵敏度，即传声器输出端的开路电压与其接收声压的比值。当接收声压为作用于传声器接收面上的平均声压时，称为声压灵敏度；当接收声压为传声器置于声场中的位置处，传声器不存在时的自由场声压时，则为自由场灵敏度；若上述声场为扩散场时，则为扩散场灵敏度。

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Instruction: 为传声器校准技术中的校准方法写一篇详细的介绍

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## 传声器校准技术中的校准方法

在互易法诞生以前，驻波管中的瑞利盘法是传声器校准的常用方法，20世纪初期提出的活塞发生器法是低频段传声器校准的有效方法，60年代提出的耦合腔互易校准法成为传声器校准的原级方法，之后陆续提出了互易法、耦合腔比较法、自由场比较法、气腔压力法、静电激励器法和质点速度法等。

### 互易法

互易法根据电容传声器的互易性，利用接收器电压（或电流）灵敏度与发射器发送电流（或电压）之比与换能器结构无关的互易原理，将三只传声器两两组合，一只用作发射器，另一只作为接收器，根据传声器灵敏度乘积等于声耦合系统的电转移阻抗与声转移阻抗的比值，如公式所示，不同的传声器组合可以得到三个不同的方程，最终可求解得到每只传声器的灵敏度。式中和分别为两只传声器的灵敏度；为两只传声器组成的声耦合系统的声转移阻抗，可以根据介质的物理属性和传声器之间的距离计算得到；为接收器的开路电压；为发射器的激励电流；和可以通过电学仪表测量获得。经过60多年的发展，电声换能器的互易理论已经相对成熟，互易法校准传声器的不确定度可以达到0.05分贝（）甚至更小，中国也建有耦合腔互易法声压基准和自由场互易法声压基准。但互易校准过程中并未测量声压值，而是通过计算传声器的声压灵敏度后间接复现声压。互易法校准仅适用于固定规格、标准尺寸的3只传声器，且需要考虑低频段校准中声泄露、高频段校准中自由场声反射波的影响。

### 耦合腔比较法和自由场比较法

耦合腔比较法和自由场比较法属于传声器校准的二级方法，在IEC 61094系列标准中给出了详细的说明。比较法，即在一定声压级的声场中，通过与参考传声器的比较获得待测传声器的灵敏度和频率响应。耦合腔比较法需要注意腔体尺寸和波长的关系，频率较高时，作用在参考传声器和待测传声器膜片上的声压可能并不相同。在自由场比较法中，参考传声器和待测传声器的声中心位置要尽可能接近。

### 气腔压力法

根据理想气体状态方程，通过腔体内气体体积的变化实现气体压强的变化，获得可精确控制和测量的声源，进而实现传声器灵敏度的校准。早在1976年，英国国家物理实验室提出激光活塞发声器的方法，采用激光干涉仪测量活塞的运动位移，计算气体腔体内的体积变化量，得到声压量值。2011年中国计量科学研究院采用空气轴承和位移反馈控制超低频振动台驱动的活塞-腔体组合，采用气浮自对中技术的小间隙缸塞，配合大体积的腔体设计，获得低泄漏、低失真的激光活塞发声器。气腔压力法是声压量值的直接复现，利用激光活塞发声器的技术可以获得很高的准确度，其局限性在于它的频率范围，通常气腔压力法的频率范围不超过250赫兹。

### 静电激励器法

静电激励器法是在传声器膜片和静电激励器间施加一个静电场，通常为直流电压800伏，同时施加不同频率的交变电场产生静电力，以模拟声压的作用，进而得到传声器在不同频率下的频率响应。静电激励器由一个导电刚性平板组成，位于传声器膜片上方，其产生的基频声压由静电激励器与传声器膜片之间的间距、介质介电常数以及静电场电压、交变电场激励电压决定。由于静电激励器与传声器膜片之间的距离不易精确测量，因此静电激励器法是获得传声器相对频率响应的快捷方法，辅以声校准器等方法获取参考频率点的灵敏度，便可获得整个频段的频率响应。静电激励器放置在膜片上方，存在一定的声辐射阻抗，因此静电激励场的频率响应与压力场、自由场频率响应存在一定差异，对于固定型号的传声器，在测得其静电激励场频率响应后，可通过修正值的方式获得其压力场和自由场频率响应。

### 质点速度法

随着激光技术的发展，利用激光干涉技术测量声场中质点的振动速度成为可能。两相干光束相交后，产生明暗相间的干涉条纹，声场中的粒子在条纹中进行往复运动，通过激光多普勒信号的解调或光子相关处理技术，可获得粒子的振动速度，即声场中的质点速度，结合介质的特征阻抗，可以复现当前位置的声压，进而实现传声器的校准。质点速度法校准传声器不受传声器规格的限制，但需明确质点振动速度与声压之间的函数关系，同时在声场中添加示踪粒子，以便获取较高信噪比的散射光信号。

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Instruction: 为校准方法中的互易法写一篇详细的介绍

Output:
## 校准方法中的互易法

互易法根据电容传声器的互易性，利用接收器电压（或电流）灵敏度与发射器发送电流（或电压）之比与换能器结构无关的互易原理，将三只传声器两两组合，一只用作发射器，另一只作为接收器，根据传声器灵敏度乘积等于声耦合系统的电转移阻抗与声转移阻抗的比值，如公式所示，不同的传声器组合可以得到三个不同的方程，最终可求解得到每只传声器的灵敏度。式中和分别为两只传声器的灵敏度；为两只传声器组成的声耦合系统的声转移阻抗，可以根据介质的物理属性和传声器之间的距离计算得到；为接收器的开路电压；为发射器的激励电流；和可以通过电学仪表测量获得。经过60多年的发展，电声换能器的互易理论已经相对成熟，互易法校准传声器的不确定度可以达到0.05分贝（）甚至更小，中国也建有耦合腔互易法声压基准和自由场互易法声压基准。但互易校准过程中并未测量声压值，而是通过计算传声器的声压灵敏度后间接复现声压。互易法校准仅适用于固定规格、标准尺寸的3只传声器，且需要考虑低频段校准中声泄露、高频段校准中自由场声反射波的影响。

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Instruction: 你是一名领域专家，对校准方法中的气腔压力法非常了解，请给出详细的解释

Output:
## 校准方法中的气腔压力法

根据理想气体状态方程，通过腔体内气体体积的变化实现气体压强的变化，获得可精确控制和测量的声源，进而实现传声器灵敏度的校准。早在1976年，英国国家物理实验室提出激光活塞发声器的方法，采用激光干涉仪测量活塞的运动位移，计算气体腔体内的体积变化量，得到声压量值。2011年中国计量科学研究院采用空气轴承和位移反馈控制超低频振动台驱动的活塞-腔体组合，采用气浮自对中技术的小间隙缸塞，配合大体积的腔体设计，获得低泄漏、低失真的激光活塞发声器。气腔压力法是声压量值的直接复现，利用激光活塞发声器的技术可以获得很高的准确度，其局限性在于它的频率范围，通常气腔压力法的频率范围不超过250赫兹。

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Instruction: 我想了解关于校准方法中的静电激励器法的知识，请写一篇详细的介绍

Output:
## 校准方法中的静电激励器法

静电激励器法是在传声器膜片和静电激励器间施加一个静电场，通常为直流电压800伏，同时施加不同频率的交变电场产生静电力，以模拟声压的作用，进而得到传声器在不同频率下的频率响应。静电激励器由一个导电刚性平板组成，位于传声器膜片上方，其产生的基频声压由静电激励器与传声器膜片之间的间距、介质介电常数以及静电场电压、交变电场激励电压决定。由于静电激励器与传声器膜片之间的距离不易精确测量，因此静电激励器法是获得传声器相对频率响应的快捷方法，辅以声校准器等方法获取参考频率点的灵敏度，便可获得整个频段的频率响应。静电激励器放置在膜片上方，存在一定的声辐射阻抗，因此静电激励场的频率响应与压力场、自由场频率响应存在一定差异，对于固定型号的传声器，在测得其静电激励场频率响应后，可通过修正值的方式获得其压力场和自由场频率响应。

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Instruction:
请详细解释以下名词：
电声计量中的分类和组成

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## 电声计量中的分类和组成

中国已建立耦合腔互易法声压基准、耦合腔互易法声压副基准和自由场互易法声压基准，作为统一全国空气声声压量值的国家最高标准，可用于实验室标准传声器参数的测量，包括声压灵敏度、自由场灵敏度和频率响应等。声压量值通过实验室标准传声器传递给各计量标准。实验室标准传声器由计量基准（副基准）直接对其互易校准测量进行声压量值传递。对实验室标准传声器的声压灵敏度，用耦合腔互易法声压基准装置进行测量；对实验室标准传声器的自由场灵敏度，用自由场声压基准装置进行测量。在实验室标准传声器的自由场灵敏度和声压灵敏度之差准确已知的情况下，也可以在耦合腔互易法声压基准装置的测量结果上迭叠加相应差值，得到实验室标准传声器的自由场灵敏度。电声计量标准将空气声压量值从国家计量基准向工作计量器具传递。电声计量标准包括工作标准传声器检定装置、声校准器检定装置、声级计检定装置、标准声源检定装置、次声传感器校准装置等若干计量标准装置。部分检定装置可以组合为电声标准装置，通常由实验室标准传声器、电子测量仪器、自由场装置以及相关配套设备组成。

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Instruction: 请详细介绍无线激光通信中的研究内容

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## 无线激光通信中的研究内容

无线激光通信的研究内容主要集中在以下5个方面：①无线激光通信信道的研究。主要是针对不同的传播介质对激光信号（如衰减、散射等）影响以及进行相应的补偿。②精密可靠的光学天线的设计。主要是为了使发射端和接收端口径更大、色差更小、波段更宽同时稳定性更好。③抗干扰高灵敏度的微弱光信号接收技术。光信号接收技术是要尽可能地接收并检测到微弱的光信号，从而适应复杂多变的实际通信场景。④大功率光放大发射技术。主要是为了使携带信息的激光信号在具有衰减效果的无线信道当中传播得更远。⑤快速精确地捕获、跟踪和瞄准技术。主要是为了应对诸如卫星激光通信、移动激光通信等实际应用场景所提出的不同要求。

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Instruction: 请详细介绍冶金传输原理中的简史

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## 冶金传输原理中的简史

20世纪初期，冶金家就感知到高炉和平炉中炉气的流动、炉壁中的传热、熔池中金属液的流动等现象会显著影响冶炼操作的效率，但还难以做出定量描述。50年代末，美国学者R.B.伯德吸收了连续介质力学和热力学的研究成果，基于传热、传质、流动3种物理过程鲜明的类似性，创建了一个完整的、严密的理论体系。1960年《传递现象》出版。在机械工程、化工、动力等许多工程科学中，传输原理得到了广泛的应用。20世纪下半叶，由于要更精确控制冶金操作过程，如通过传热控制钢液的凝固，利用改进传质获得更低的有害元素含量，在冶金工程中应用传输原理呈现蓬勃发展之势。70年代以来，“冶金传输原理”成为冶金工程的重要理论基础，而且促进了冶金反应工程学的形成和发展。

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Instruction: 我正在写关于冶金传输原理中的原理的词条，想了解一下背景知识，你能详细介绍一下吗？

Output:
## 冶金传输原理中的原理

以物理学3个基本定律（质量守恒定律、牛顿第二定律和热力学第一定律）为依据，针对所分析研究的对象，在其中选择微元控制体积，通过对该微元的质量、动量和能量的收支平衡计算，建立描述流体运动状态下质量、动量和能量的微分方程。然后，结合所研究的工程问题，确定方程中的各个系数值和方程的边界条件，求解微分方程就可得到流速分布、温度分布、浓度分布，亦即所研究工程介质中的流场、温度场、浓度场。解方程的计算方法大都借助计算机进行数值法求解。冶金传输原理所涉及的大多数介质是高温的金属液、熔渣、熔锍等冶金熔体，微分方程中的系数决定于它们的物理性质，由于对高温下物理性质的长期研究，已经积累了相当丰富的数据。解方程所要的边界条件，随着高温仪表的发展以及预测能力的增强，也大多能够确定。然而，高温物性数据不足和确定边界条件困难，仍然是冶金传输原理所面临的课题。

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Instruction: 我想了解一下冶金传输原理中的应用举例，你能非常详细地介绍一下吗，这样我就不需要再搜索了

Output:
## 冶金传输原理中的应用举例

在连续铸钢的过程中，要求在一定时间内将钢液的显热和凝固潜热传递出去，以得到合适温度的钢坯。传热时间由钢坯连续运动的速度决定。钢的冷却依次经过结晶器、二次冷却区、空气冷却区三段，因每段传热方式不同而构成不同的边界条件。液态和固态钢的热导率、比热等性质决定方程中的系数。沿钢坯运动方向，热量主要被运动中的钢坯所带走，传热可以忽略。于是，用计算机求解其余两个方向的二维传热方程就可以得到钢坯内的温度分布。由此可以判断：离开结晶器时，钢坯外壳是否达到必要的厚度；在二次冷却区钢坯温度的变化是否对钢质量有影响；铸造完成的钢坯温度是否够高，以减少重新加热消耗能源等。由于求解速度很快，使操作者能及时改变某一部分传热条件以改变钢中温度分布。随着电磁搅拌、电磁制动、电磁铸造、电磁悬浮熔炼等电磁冶金技术的发展，在电磁场作用下的传输现象成为新兴的研究内容。

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Instruction: 我想了解关于冶金安全卫生中的事故隐患 的知识，请写一篇详细的介绍

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## 冶金安全卫生中的事故隐患

生产经营单位违反安全生产法律、法规、规章、标准、规程和安全生产管理制度的规定，或者因其他因素在生产经营活动中存在可能导致事故发生的危险状态、人的不安全行为和管理上的缺陷。事故隐患分为一般事故隐患和重大事故隐患。一般事故隐患是指危害和整改难度较小，发现后能够立即整改排除的隐患。重大事故隐患是指危害和整改难度较大，应当全部或者局部停产停业，并经过一定时间整改治理方能排除的隐患，或者因外部因素影响致使生产经营单位自身难以排除的隐患。排除事故隐患须做到隐患排查整改五落实。隐患排查整改五落实是指对排查出的事故隐患和问题，落实整改目标、落实整改措施、落实整改时限、落实整改责任、落实整改资金。

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Instruction: 我想了解一下冶金安全卫生中的煤气中毒 ，你能非常详细地介绍一下吗，这样我就不需要再搜索了

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## 冶金安全卫生中的煤气中毒

冶金企业常见的有高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气和发生炉煤气等。煤气中毒通常是指一氧化碳中毒。一氧化碳与血红蛋白的结合力比氧与血红蛋白的结合力大得多，一氧化碳吸入后会与血中的血红蛋白结合并挤走氧造成组织缺氧，严重者会出现中毒死亡。具体按中毒程度通常分轻度、中度、重度3级。轻度中毒包含头晕、眼花、头痛、耳鸣、心悸、胸闷、恶心、呕吐、全身乏力、两腿沉重软弱。中毒者离开中毒场所，经过治疗或不经过任何治疗，数小时后或次日即可好转。中度中毒除上述症状外，还表现为多汗、烦躁、步态不稳、皮肤（面颊/前胸/大腿内侧）出现樱桃红色、呼吸微弱、大小便失禁、意识障碍表现为浅至中度昏迷，经抢救可恢复。重度中毒除具有一部分和全部中度中毒症状外，还出现牙关紧闭、强直性全身痉挛、手脚冰凉、深度昏迷、很快丧失意识、心脏跳动沉闷而微弱直至停止呼吸。

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