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導語：在量子計算論文的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優秀范文，愿這些內容能夠啟發您的創作靈感，引領您探索更多的創作可能。
人物篇――興趣使然躬耕物理
1994年7月畢業于南京大學物理系；1999年在中科院物理所獲博士學位；1999年9月至2001年7月在清華大學高等研究中心完成博士后研究工作；2001年起在北京師范大學任教。
這就是寇謖鵬的求學、治學之路：水到渠成、充實而不平庸。早在青少年時期，寇謖鵬就對物理產生了濃厚的興趣，對科研發自心底的熱愛。當時，物理學在國內很有影響力，全國到處都在宣傳像李政道、楊振寧這些獲得諾貝爾獎的華裔物理學家，國內很多優秀學生在大學階段都選擇了攻讀物理，寇謖鵬也是其中之一。但是，他的選擇卻并非跟風的盲目之舉，而是基于發自心底的對物理學科的熱愛，他說， “只有真正的興趣使然，才會深入的、耐得住寂寞的鉆研學問”。
也正是由于興趣使然，寇謖鵬學習刻苦、成績優異，在中國科學院物理研究所攻讀博士學位期間，他被評為中國科學院研究生院優秀研究生，曾獲得中國科學院院長獎學金優秀獎。
1999年，寇謖鵬進入清華大學高等研究中心做博士后研究工作，那里有世界一流大學的研究模式和條件，有寬松自由的學術環境，在那里，寇謖鵬結識了當今華人物理界的眾多精英，采訪中他就反復提及翁征宇、文小剛等人的名字，稱贊他們在物理研究中的杰出成就。和眾多大師級的人物近距離的接觸，也增加了他們之間合作的機會。2004年，寇謖鵬作為北京師范大學物理學科學術帶頭人的培養對象，在“杰出青年學者數學物理研修項目”資助下被派往美國麻省理工學院研修，合作導師就是文小剛教授。
刻苦求索，玉汝于成。多年來，寇謖鵬始終瞄準理論物理的前沿尖端方向做研究，他的研究領域涉及強關聯電子系統、高溫超導理論、介觀物理、量子場論、拓撲序和拓撲量子計算等。至今，他已在強關聯電子系統、高溫超導體機制、拓撲量子態等研究領域中取得了若干創造性的成果，在國際國內重要期刊60余篇，其中美國物理評論快報（PRL）3篇、美國物理評論（PR）27篇、歐洲物理快報（EPL）3篇。目前主持國家自然科學基金一項，科技部973項目量子調控子項目兩項，主持博士點基金（博導類）一項，國內、國際學術會議邀請報告近二十余次。并擔任美國物理評論快報、美國物理評論、中國科學、中國物理、理論物理通訊、物理學報、物理學前沿等國際、國內雜志審稿人。
科研篇――瞄準前沿發展尖端
一心做學問、專注自己有興趣的領域，也使寇謖鵬得到了同行的認可，入選教育部“新世紀優秀人才支持計劃”并獲得第十三屆茅以升北京青年科技獎。以下是他的代表性成果：
在拓撲序的分類及拓撲量子相變研究中，發現了一類二維Z2拓撲數，可以利用這種新的拓撲數對拓撲序、拓撲超導進行分類，另外，還發現Z2拓撲序可以由MutuaI-Chern-Simons場論描述，包括拓撲簡并、手征邊緣態等。獲得完整的有效理論可以使得我們很方便的描述拓撲序的低能物理行為。還利用分數量子霍爾態中的hierarchy theory提出了Mutual Chern-Simons Landau-Ginzburg方法，得到了一類拓撲序量子相變的普適性原理。還運用對偶方法得到了基于自旋模型的Z2拓撲序的量子相變的一些嚴格結果，通過引入了閉弦算符描述該相變，發現這類量子相變開弦和閉弦的對偶關系。
在拓撲量子計算中，提出了一種新的拓撲量子計算方案，通過控制拓撲序基態的量子隧道效應進行拓撲量子計算，解決了如何控制拓撲序基態的難題。為此系統化的研究了拓撲序的量子隧道效應，在此基礎上進一步提出更適合進行拓撲量子計算的表面碼的拓撲量子計算方案，該工作被多個虛擬網絡雜志多次選錄。
在相互作用電子系統中的新奇量子態領域，系統化的研究了一類關聯費米系統：Nodal絕緣體。這是在六角格子或丌-磁通格子中的相互作用電子系統。發現在金屬絕緣體轉變附近可能存在一種新的物態：nodal自旋液體，一種具有自旋旋轉對稱性、又有空間平移對稱性的非磁絕緣體。發現其中的拓撲元激發是無質量的費米激發，存在電荷自旋分離現象。相關工作作為“Review article”被邀請寫入Nova science Publishers的新書“Insulators：Types，Properties and Uses”。另外，基于關聯拓撲絕緣體，從理論上預言了可能存在的三種新奇量子態：手征自旋液體、拓撲自旋密度波、復合自旋液體。其中，復合自旋液體態不同于已知的所有自旋液體，其元激發為電子和skyrmion拓撲激發的復合體，沒有自旋電荷分離。
在高溫超導體的拓撲理論領域，從高溫超導體的微觀模型出發，得到了一個有效場論模型。利用隨機重整化群技術研究了高溫超導體絕緣體一超導轉變的物理機制，發現該轉變的物理本質是一個量子臨界點，在該量子臨界點發生對偶禁閉退禁閉轉變。并在此基礎上解釋了高溫超導體中條紋相不穩定性的起源。另外，從低能有效場論出發，預言在贗能隙區，在外加電磁場的情況下，高溫超導體存在守恒的無耗散自旋流。
樹人篇――用心育人凝練隊伍
人才培養方面，寇謖鵬每年講授本科生基礎課“電磁學”將前沿知識融入教學中，取得了很好的教學效果，同時指導了十多個本科畢業論文和兩個本科生校級科研基金項目。另外參與教學改革：主持校級精品課“電磁學”，還參與北京市精品課“固體物理”和北師大“電磁學網絡課程”的建設。因此，他于2006年獲得北京師范大學勵耘獎優秀青年教師獎二等獎，2007年獲得北京市教育創新標兵。
大學教育是高層次的教育，寇謖鵬講課不僅重視系統性、清晰性和層次性，更重要的是在教學中獨具匠心，采用“滲透現代物理前沿”的教學模式，創新人才培養模式。滲透現代前沿的教學模式關鍵在于采取理論學習和科研相結合的方式，使學生進行“有目的”的學習。面對一年級的本科生他大膽介紹物理專業國內外發展的最新動態，讓學生不僅了解物理的過去、現在而且可以暢想未來。通過生動的多媒體課件直觀地介紹，充分發揮老師的主導作用和學生的主動性。他認為物理教學應開闊而非僵化學生的思維。現代物理的思想與方法滲透于日常教學中，讓學生盡可能多地接觸學科前沿，開闊學生視野，激發學生興趣，并啟發他們學會如何“發現”物理問題，分析問題，討論解決問題，有利于激發創造性。
關鍵詞：非經典計算；算法設計與分析；智能科學與技術
1背景
智能科學與技術是人工智能方向的重點交叉學科，是一個包含了認知科學、腦科學、計算機科學的新興學科。按照教育部學科專業目錄，智能科學與技術是一級學科計算機科學與技術下的二級學科。如何在4年的本科教學過程中，既立足于計算機學科內容，又突出智能專業的特點，體現該專業區別于計算機科學專業的特色，培養一流的智能人才，是眾多智能專業積極探索的問題。
本著幫助學生建立寬廣厚實的知識基礎，使學生將來能向本專業任何一個分支方向發展，并能掌握本學科發展的最新動態和發展趨勢，深刻領會本學科與其他相關學科區別的目標，廈門大學智能科學與技術系于2012年合理調整了專業培養方案，制定了一套突出專業特色和個性的教學大綱，課程體系分為學科通修課程、專業必修課程、專業選修課程。其中，專業必修課程細分為智能基礎類課程、軟件理論類課程及硬件基礎類課程3個不同類別。在智能基礎類課程中，開設非經典計算課程。該課程是廈門大學智能科學與設計系最具特色的課程。
該課程以軟件理論類課程算法設計與分析為先導課程，在本科三年級的第一學期先講授算法知識，在同一學年度第三學期講授非經典計算的內容。教師首先介紹經典算法設計與分析中的各種傳統算法，借由經典算法發展過程中遇到的困境問題引出非經典計算的內容，前后呼應，有助于學生在智能計算上獲得完整的系統學習。
2非經典計算在智能科學與技術專業本科教學算法體系中的地位
算法設計是智能科學與技術專業中的核心內容。本科專業4年的專業教學計劃由4門核心課程構成算法體系的主線，包括高級語言程序設計（本科一年級學科通修課程）、數據結構（本科二年級方向必修課程）、算法設計與分析（本科三年級方向必修課程）、非經典計算（本科三年級方向限選課程）。這4門課程的教學內容和組織結構完整地構成了算法體系結構。以圖靈獎獲得者、pascal之父Niklaus Wirth提出的著名公式為參照，即Algorithm+Data Structures=Programs，算法體系以培訓計算機方向學生掌握編程能力，獨立完成分析問題、設計方案、解決問題的綜合能力為主要目標；在這個體系中，程序語言是基礎，數據結構是內涵，算法是框架。
在算法體系中，這4門課程以循序漸進的方式展開，注重對學生算法思維的培訓。
（1）高級語言程序設計講授的是c語言程序設計，通過對C語言的詳細介紹，讓學生掌握程序設計方法和編程技巧。作為初始啟蒙課程，選擇C語言作為程序教學語言，是因為C語言的使用廣泛，擁有嚴格完整的語法結構，適合教學。
（2）數據結構重點講授各種常用的數據表示邏輯結構、存儲結構及其基本的運算操作，并介紹相關算法及效率分析。教師通過在一年級對包括C語言在內的其他程序設計過程的訓練，加人對數據結構中各種數據的邏輯、存儲結構的表示和運算操作，從數據結構的角度闡述典型算法，并簡單介紹算法的效率分析，這是對程序設計訓練的進階內容。
（3）算法設計和分析主要介紹算法設計與分析的基本方法以及算法復雜性理論基礎。我們在本科三年級引入算法設計與分析課程，從算法的抽象角度總結和歸納各種算法思想，包括遞歸與分治法、貪心法、動態規劃法、回溯法、分支定界法、高級圖論算法、線性規劃算法等，最后闡述算法復雜性的分析方法、NP完全性理論基礎等計算復雜性的基本知識及完備性證明概要，重點闡述算法思想，從復雜性角度比較和分析不同的算法。上述（1）、（2）和（3）的內容構成了計算機學科通用算法體系的教學過程。
（4）非經典計算主要討論何為計算的本質以及經典計算在計算能力上遇到的困境，以此為契機討論自然計算――生物計算、集群計算、量子計算等內容。算法設計和分析的最后一個章節是對算法復雜性的分析方法及NP完全性理論基礎的介紹，不可避免地會討論到現代電子數字計算機體系在計算能力上的瓶頸以及由NP完全問題（Non-deterministic Polynomial），號稱世界七大數學難題之一的經典問題，引出對經典計算機體系的深層思考，進一步引導學生思考如何解決計算能力的瓶頸問題。這是教師設計非經典計算課程的出發點，也是對算法體系更完整的補充和更深層次的探討。
此外，我們還需要對授課學期選擇進行考慮。廈門大學實行三學期制度，在第三學期內開設的課程大多是實踐類課程及前沿技術介紹課程。在本科三年級的小學期階段，學生基本完成了智能專業大部分必修課程的學習，擁有了一定的計算機基礎和學科素養。這時，依賴學生已經具有的數據結構與算法的基本知識，可以將學生的學習引向如何理解計算的本質；再從計算本質出發，由易到難，介紹采用非計算機的不同計算媒介和方法，例如DNA計算、元胞自動機、集群計算等知識，結合計算機模擬程序加深認識。在逐步加深學生對非經典方法計算的理解之后，再引入量子信息與量子計算。至此，智能專業關于算法體系的整體構建已基本完成。
3非經典計算課程內容大綱
非經典計算課程的主體課程內容以專題形式展開，分為5個部分。
第一部分：計算本質。從什么是計算人手，列舉各種計算的形式，由數字的計算到命題的證明，由數值計算到符號推導，引出計算本質的廣義定義，“計算是從一個符號串f變換成另一個符號串g”，即從已知符號（串）開始，一步一步地改變符號（串），經過有限步驟，最后得到一個滿足預先規定的符號（串）的變換過程；進一步展開對什么是計算、什么是可計算性的討論，展開介紹計算理論上4個著名的計算模型――般遞歸函數、λ可計算函數、圖靈機和波斯特系統；最后歸結到丘奇?圖靈論點。以上是第一條主線，第二條主線從計算復雜性角度人手，討論在經典算法中難解決的NP完全問題，提出在經典計算體系中隨著輸入數據規模增大而難以計算的瓶頸，從而引發學生對于經典計算的思考。
第二部分：智能計算機的發展。這個部分主要討論計算機硬件的發展歷史，即從原始時期的計算工具，到現代計算機的4個發展階段：史前期、機械式計算機、機電式計算機、電子計算機。教師從模擬型計算機到數字型計算機，闡述馮?諾依曼關于計算機五大基本組成對現代計算機體系結構的影響及其帶來的限制；從硬件角度提出非經典計算機的討論，鼓勵學生對現代智能計算機硬件進行調查。
第三部分：DNA計算。主要闡述DNA計算的基本原理，并以旅行商問題為引子，展開經典計算難解決問題的討論，重點介紹第一個由DNA計算模型解決的問題――L.Adleman構建的7個節點的DHP，并著重指出DNA計算潛在的巨大并行性和待研究的問題；然后介紹R.Lipton用DNA實驗解決的另一個NP問題――可滿足性問題（SAT）；最后將DNA計算與軟計算結合，闡述粘貼模型以及DNA的軟計算模擬與遺傳算法的對比。對于DNA計算強大的并行性，以具體的算法實例加以詳細闡述和說明，教師應指出分子計算的優缺點以及在計算能力上的巨大潛力。
第四部分：細胞自動機和集群計算。這個部分主要討論群體計算，一方面，從細胞自動機的形式化闡述及其所帶來的哲學意義出發，描述細胞自動機在計算機交叉學科上的運用；另一方面，介紹集群計算，以歐盟“藍腦計劃”為出發點，闡述如何從硬件體系和軟件體系上用計算機架構類神經元的協同合作方式。
第五部分：量子計算。從基本的量子力學知識開始，完整闡述量子計算的基本概念、量子信息、量子計算機和量子通信。量子計算機的構建除了要包含最基本的操作外，還需要介紹基本的量子計算機體系結構、計算載體等知識，加深對量子計算的理解，最后介紹的量子通信。這種已經應用在實際生活中的量子計算，更貼合實際。
以上5個專題，結構清晰，分工明確。第一部分討論經典計算的困境，第二部分討論經典計算機的發展瓶頸，從第三部分開始，引入非經典計算模型，分別從生物學和計算機科學的交叉學科DNA計算、細胞自動機和集群計算、量子計算3個方面進行學習。5個專題，完成了對非經典計算中前沿熱門計算模式的闡述，引導了學生對于前沿學科的認識和思考。
4非經典計算課程授課方式
本課程屬于本科三年級第三學期的課程，授課除了上文提到的內容之外，另一個更重要的方面是引導學生對學科前沿以及熱點內容的跟蹤和思考。因此在教學方式上，我們采取了教師授課及學生調查報告相結合的形式。教師上課對應課程的基本內容，學生調查報告對應學科前沿跟蹤與思考。
5個專題內容的授課經過了如下設計。在每個專題的授課結束后，布置相關專題內的一些熱點、難點問題供學生課后查閱、討論和思考。每個專題由學生自主報名，學生需要對相關內容進行跟蹤，查閱近5年的科技文獻，總結出論文綜述，并準備10分鐘左右的課堂報告，教師針對課堂報告指出相關的問題，由學生課后進行進一步的思考和再次的文獻查閱，形成最終報告后提交課程論文。
這樣的課程設計安排，可以很好地實現教學相長。在學生方面，促使學生除了上課聽課，必須主動參與文獻的查詢過程，主動對授課內容或延展部分的概念進行思考。由于提供給學生選擇專題的自由，所以也可以大大提高學生的積極性，讓學生可以從感興趣的角度對本門課程涵蓋的內容進行調查，從而獲得更加深刻的上課體驗。最后，由于每個學生選擇的題目必須提前匯總，不能與別人重復，所以在其聽取其他學生的報告過程中，學生可以更廣地拓展自己的知識面。對于授課教師而言，能夠保持對該門課程研究現狀的實時性跟蹤，更加全面地更新課程內容，還可以將學生查閱的重要理論和知識補充到課程基本內容中，同時促進教師與學生之間的互動，活躍課堂氣氛，提高教學質量。
5關于非經典計算課程的幾點思考
課程從廈門大學智能科學與技術系建系之初開始構思和授課，在授課過程中不斷調整教學內容和課程設計，緊緊圍繞學生的反饋完善課程建設。關于非經典計算課程的幾點教學經驗可以總結如下。
1）增加課時，優化對課程設計的安排。
2015年開始，由于學科教學計劃的調整，非經典計算課程由最初的20課時拓展為30課時，集中在本科三年級第三學期進行講授，一共5周，每周6課時。課時安排上，除了增加教學內容，更加強了對學生的文獻查閱和報告部分的考查。在論文報告環節，爭取做到有目標、有指導、有結論、有總結。學生所做的報告除了在初始選題階段要有區別之外，還要求有一定的文獻查閱難度。從選題確定，到針對報告指出具體的問題，要求學生根據教師指出的問題進行進一步的思考和資料查閱，最后形成論文。這樣的安排貫穿整個課程的全過程，學生的參與度獲得了極大的提高。對于教師而言，在學期末總結學生所做的報告內容，并增加本門課的知識點覆蓋程度，對教學也有比較大的促進作用。
2）課程考核方式上的設計。
非經典課程屬于必修課程，在考核方式上除了提交論文外，也必須要有必要的考試環節。在考試環節中，主要考查學生對教師上課內容的理解。在具體授課中，教師從經典計算到非經典計算進行講解，也從算法角度給出了非經典計算強大計算力帶來的改變，既延續了經典算法課程中對算法的介紹和討論方式，又對比了典型問題在經典算法和非經典算法中的不同解決方式。這樣的授課內容作為對算法體系基本知識點的考查，以閉卷考試內容來設計，是十分合適的。課程延展部分的開放知識點由學生的論文及報告內容進行評分衡量。最后，我們將兩個部分的成績作為本門課程的最終成績。
3）課程教材的選定。
由于本門課程是廈門大學智能系的特色課程，所以國內并沒有合適的教材作為授課使用。在積累了幾年的教學經驗后，我們準備著手進行教材的編寫。如何選定更加合理的專題、更為廣泛而前沿的知識，這關系到智能專業對這門課和教材的全局考量。
2012這個末日論漫天飛舞的年份里，歐洲核子研究中心傳出一個很實在的消息；大型強子對撞機（lhc）捕獲了非常類似希格斯玻色子的信號。希格斯場是物質質量的來源，希格斯玻色子如果被確證，那楊振寧一米爾斯規范場理論的標準模型將畫下·個完美的句號。預言這個粒子的希格斯老爺爺已經80多歲了，很多人都期待著他成為今年諾貝爾物理學獎的最終贏家。
結果有些出入意料，希格斯老爺爺遺憾落選，獎項授予美國的大衛·維蘭德（david j.wineland）和法國的塞爾日·阿羅什（serge haroche）。這兩名實驗物理學家在過去20多年的研究中開創了測量與操縱單個量子系統的實驗方法。阿羅什的實驗方法是用原子測量單個光子，而維蘭德的實驗是用激光控制單個離子。他本文由收集整理們都反復進行了一系列實驗，并發表了大量論文。
科學背景
高中物理講過，原子中間是一個極小的原子核，外圍是電子，不過原子層次的物理現象沒法用牛頓的經典力學解釋，為了說清楚原子的事兒，物理學家們創立了量子理論。這個理論認為物質粒子也具有波的性質；粒子也不像皮球那樣缺乏個性地沿著確定的路徑運動，而是可以同時處于多種狀態，循著無窮多的任意路徑達到最終狀態。物理過程必須考慮所有可能路徑的總匯。
量子理論雖然如天書，卻是微觀世界真實的客觀規律。它不但用于原子能級、光譜、半導體、超導等現象，也被用于化學、生物等領域，還用來計算分子結構以及解釋生物化學過程。沒有量子理論，孰不會有晶體管、集成電路、激光，也就不會有計算機與計算機通訊。可以說，量子的宏觀應用已經使人類從電氣時代進入了微電子時代。
暈死人的量子世界
維蘭德來自于美國加州，中學時并不是最優秀學生，在高中最后一年才對物理產生了興趣。大學原本讀的數學專業，后來才改學物理，拿到物理博士學位后在美國國家標準技術研究所當研究員。他在那里干了37年，主要研究用離子束縛（iontrap）探索量子世界。
維蘭德與阿羅什的研究是直接操控并測試單個粒子的量子系統。對于維蘭德的實驗，他的方法是用電場把單個離子（如汞離子）限制在一個勢阱（可以把它想象成一個無
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形牢籠）內，就像用磁場把磁懸浮列車懸在空中一樣。這個離子在勢阱里只能來回運動，無法逃逸出去。
被束縛在勢阱里的離子整體只能來回振動（你可以理解為折返跑），而離子內部的電子也有不同的能級。這個振動的能量是量子化的，也就是一級一個臺階，只能在不同的能級之間跳躍。離子內部的能量也是量子化的，也是一級一個臺階。
維蘭德的秘訣是調節激光的頻率，迫使離子內部能級跳上一個臺階的同時讓它的振動能級跳下一階，這樣離子就會從內部高能級回落到低能級，不斷重復下去達到降低振動能級的效果，使離子處于運動能量最低的狀態。離子從高能級向低能級躍遷的時候釋放的能量轉換為一個光子，而光子的頻率正比于它的能量。在固體與氣體中，原子能級躍遷時的發光受到其他原子以及自身運動的影響，導致頻率的擾動。而單個孤立的離子則不受這些因素的干擾，因而可以實現很高的頻率精度。在另一個實驗中，通過不同的激光對離子照射，使它同時處于兩個量子狀態——這就是量子力學里“薛定諤的貓”，而且進行了相應的測量。在更為復雜的實驗中，三個離子形成量子纏繞狀態，構成三個可以用于量子計算的量子位元（qubit）……過去對量子力學的檢驗大多是基于統計結果，而通過對單個離子的精準控制，維蘭德等人的各種實驗與測量直接從微觀層次驗證了量子力學。
阿羅什與維蘭德殊途同歸。他的實驗是通過兩面鏡子來回反射把光子關進一個空腔，通過測量這些光子對高能級原子的影響得出光子的量子信息。
應用與展望
本次會議的宗旨是探討信息哲學的基礎理論及其時代意義和價值。會議主題報告的內容主要集中在以下幾個方面。
一、關于信息本質和信息本體論
北京郵電大學的鐘義信教授以《再探“信息”》為題做了本次研討會的首場主題報告，他認為信息概念是一類與物質和能量都很不相同的復雜對象，只能采取主客互動的研究視角加以研究。在信息的本體論定義和認識論定義中，前者是后者的源頭，后者是前者被認識主體所感知的結果，人類能夠獲得、處理和利用的只能是認識論信息。 基于此，他探討了信息運動的基本規律，即“信息轉換定律”，并強調了其超過能量轉換定律的重要性。
中國人民大學的苗東升教授首先對當前學術界關于“信息”概念的多維理解進行了評述，贊賞了由此而產生的世界信息科學和哲學的多元協同發展現狀。其中，他尤其強調了當前中國信息科學和哲學研究仍然存在著唯西學馬首是瞻的諸多弊端，而事實上，中國學術界已經取得了一些優秀的、很有價值的研究成果，例如鄔教授在信息哲學研究中，歷經30多年的辛苦而創立的思想體系，已然形成了能與西方分庭抗禮的“中國學派”。苗教授還意味深長地呼吁廣大學者立足自身，心無旁騖搞研究，力爭信息科學與哲學的“中國學派”的長足發展，相信在不久的將來，中國的信息科學和哲學研究必然有所成就，為西方所不可及。
北京大學的羅先漢教授以《物信論及其應用》為題做了主題報告。他首先指出廣義信息可由物質的實在狀態及其相關規律來表示，由此，他所提出的物信論認為在存在上，信息要依賴于物質；而在運動變化上，物質則要依賴于信息，物質與信息既彼此不同又相輔相成的對立統一規律，才是宇宙的根本規律。
萊頓大學的詹姆斯?W?麥卡利斯特對經驗數據的信息內容：方法論和形而上學意義進行了詳述，他認為經驗數據是科學觀察和測量的結果，包含著關于世界的信息，表達著世界的結構。科學定律的功能并不在于精簡經驗數據集，而是表征其中的意義模式，且正是這些模式對應著現象。那么，多少模式能夠真正地表征現象呢？這里并沒有一個確定的標準，科學實踐表明具有所有可信屬性的模式都對應著現象，所以世界也就具有所有可能的結構。
俄羅斯科學院的康斯坦丁?科林（由約瑟夫? E?布倫納代講）提交了題為《信息的現實結構、科學世界觀和哲學根本問題》的論文。他提出了一種關于科學化世界和哲學基本問題內容的新理解，基于對現實結構的多元組分中的具體信息現象的分析，他認為除了物質客體、過程和事件之外，在現實世界中，還存在著不可見客體、過程和條件等信息內容。所以，哲學的基本問題研究應將關系看作一種關于現實的可見與不可見的構成要素。
武漢大學的李宗榮等人認為，在計算機芯片植入人體體內以后，能夠與人的神經系統聯合工作，這個事實告訴我們，處于信息進化論過程的這兩個極端被連通起來了。這樣，宇宙間的“信息統一性”被無可懷疑地以理論與實踐相結合的方式證明了。宇宙萬物都具有“物質―信息二重性”，對它們既可以進行物質與信息的一分為二，又可以進行物質與信息的合二為一。信息具有非物質的特征，但它又必須具有物質的載體，因而信息也是物質的。
二、 關于哲學發展和信息哲學研究方法論
西安交通大學的鄔教授做了題為《哲學的發展與哲學的根本轉向》的主題報告，他首先指出現代主流哲學數次轉向的傾向性實質，乃是沿著向認識主體內部日益狹隘的因素的追求來限定哲學研究的主題內容，如此，哲學必將喪失其應有的功能。人類哲學的發展還有另外一條路徑，這就是在一般科學發展的過程中所孕育和展現出來的哲學自身的發展。按照信息本體論的理論，世界（存在）是由物質和信息兩大領域構成的，物質和意識之間通過自在信息的中介相互過渡和轉化。由此，信息本體論學說的建立為變革哲學的所有其他領域提供了一個統一的基礎。由于信息哲學首先在存在領域的分割方式這一哲學最高范式的層面上把傳統哲學的“存在=物質+精神”的一般信條改變成了“存在=物質+信息”，并在信息活動高級形態的意義上重新解讀了精神活動的本質，所以，當代信息哲學的誕生導致了人類哲學的第一次根本性轉向。
華中科技大學的歐陽康教授以《前提性反思與合理性評價――信息哲學研究的方法論問題》為題做了主題報告。他首先提出哲學思考的最大特點是致極性與超越性，尋找信息問題的極限與邊界，進而從發生學、社群學、存在論、認識論、價值論等角度，闡釋了事物與信息的同時同步關系、信息作為環境或存在領域的本質構成、信息作為認識過程的介質及其與價值世界的相關性等論題。最后，他還指出信息的哲學思考具有非常廣闊的領域，包含非常豐富的內容，面臨非常復雜的挑戰，需要非常多維的視角，尤其是綜合化和整體性的研究。
西班牙薩拉格薩大學的佩德羅?C?馬里胡安作為外方主席，做了本次研討會的第二場主題報告。他認為，隨著越來越多的研究實踐轉向信息科學中的諸多論題，一門嚴格的信息科學能否最終產生，不僅僅依賴于信息哲學的積極討論，最重要的是要在信息科學自身中構造一種新的思維方法。它建基于主體/客體、元觀察者、自創生、傳播和信息流等方面進行思考，其要點在于關注通向信息實體的經驗性進路；將信息的“不可見的手”作為包括不同信息領域中所有復雜性的巨大成形器；考察信息在其所激發的轉換和不同主體或行動者領域之中的符號化流動，以及在適應性地調整物質結構與自創生過程中的自身呈現。
三、關于信息哲學與其他哲學的關系
漢密爾頓學院的肯?赫羅爾德針對時間和計算的哲學問題，追溯至笛卡爾，強調其時間概念建基于一種行動的同步觀念，因而減少了對于記憶的依賴。而圖靈，還有維納，都探討了經驗的縱向維度。由此出發，他采用格魯普的時間替論，解釋了數據和信息之間的一種經由直覺和計算的不同步的邏輯界面。這種時間的界域哲學導向了一種對在吉爾伯特的共同知識的信息結構中的狀態和共同回憶的闡釋。
哥本哈根商學院的索倫?布赫爾考量的問題在于能否通過將基于現象學的符號學與基于系統和控制論的信息概念結合起來獲得一個關于認知和通訊的跨學科理論。生物符號學就是這么一種試圖整合生物學和符號學的發現，以構造一個關于生命和意義作為自然世界的內在特征的新觀點。生物符號學家強調編碼是三元符號化過程的一部分，在這個過程中，解釋項在對象和符號（表征項）之間建立動機化的連接。
山西大學的魏屹東教授從信息哲學的視角出發，揭示了信息與認知或者心靈、表征與語言和知識的相關性，認為信息是認知與表征的內容，認知是一種信息處理過程，而表征則是信息的再描述。在本體論上，信息是構成物理世界的一種存在形式（form），“inform”就是“在形式中”，因此，“形式”就是信息的根隱喻，柏拉圖的形式理論是信息哲學的基礎。由此，信息是心靈對自然現象的認知與表征，它似乎是無處不在的、半透明的、非絕對的、離散的、無維的和難以言明的，但可以肯定，信息哲學將與認知哲學聯手探討信息問題。
法國跨學科研究中心的約瑟夫?布倫納就“人格同一性的信息過程”進行了詳細的報告。他認為，人格同一性作為一種復雜現象，對它的思考不能離開對同一性和多元性，以及作為動態過程的二者關系的理解。而他所倡導的現實邏輯恰恰提供了一種對同一性和多元性之間的本體論關系的新理解。同時，鄔先生所創立的信息哲學和元哲學則首先從本體論上對此給予了支持。基于二者的綜合，他指出人格同一性現象的穩定與變化的復雜性乃是一種本體論過程。鄔所提供的人類信息活動的等級結構圖景，有助于人格同一性的建構，而這正是他所建議的一種人格同一性的本體―認識論之路。
四、關于信息社會、互聯網及其倫理問題
維也納技術大學的沃爾夫岡?霍夫基希納（由羅伯特?雅恩代講）提交了題為《“全球性可持續信息社會”――對未來的展望》的論文。他認為社會系統是一種另類的多元進化系統，其所具有的綜合效果便是所謂的共同性。社會系統表現著個體化和社會化的辯證關系，如果個體因素處于中心舞臺，那么共同性則是其附屬。今天，在全球化挑戰的時代，共同性附屬變得不再穩定，因此需要建構一種超系統，以關照所有演員之間的多元化的整體關系，而這正是一種全球穩定的信息社會視野的理論依據所在。
重慶郵電大學的徐仲偉教授在對大數據時代互聯網本質的思考中認為，“大數據”的本質就是對社會事物從量的角度，通過今天的互聯網等技術所產生的，讓我們認識到的，體量浩大、類型復雜、迅速生成、價值巨大的社會事物量的表現（或者說記載、信息）。大數據的出現，是人們對社會事物從量的角度對許許多多的社會事物認識和反映的結果，有自身內在的規律和外在的形式。互聯網在人們的當代生活和工作中從多個維度展現著其巨大魅力，如果從互聯網所表現內容的角度看，其本質實際上就是它的社會性，它所反映的完全就是我們的現實社會。從技術手段的角度看，互聯網的本質仍然是它的工具性。
重慶郵電大學的代金平教授從價值哲學層面對網絡化傳播境域下的信息文化進行了深入分析，他指出網絡時代滋生出諸多問題或矛盾，其中最為突出的當屬人類在網絡化傳播境域下信息化生存所面臨的全新的價值判斷、選擇和重構等問題。網絡文化作為信息文化在網絡化傳播境域下的具體表現形式，以自由為根本旨向，然而這種網絡自由必須是在一定的網絡規范約束下的自由，由此便構成了網絡化傳播境域下信息文化的基本價值沖突，進而影響著網絡時代信息文化的其他二元價值沖突。基于信息文化視角的深入分析，他總結認為網絡行為主體的自律才是解決網絡自由與網絡規范沖突的重要途徑，構建和諧的信息文化環境才是解決網絡自由與網絡規范沖突的必由之路。
印第安納大學的科林?艾倫認為，在互聯網時代，能夠獲得極大數量學術文本的數字途徑為人文學科研究者提供了機遇和挑戰。而應對這些挑戰，需要擁有適合機器和人們使用的高質量的數字資源的內容說明。對這些內容的不同歸類方式必然建基于不同目的，因此會導致不同歸類圖式之間更進一步的問題出現。他討論了哲學概念的歸類根據，并分析了一些主要的歸類途徑是如何處理不斷變化的資料的，進而描述了印第安納哲學本體論計劃的目標和方法，并提供了這類利用模型方法的分析案例。
維也納技術大學的羅伯特?雅恩就內在價值本體論進行了探討，他認為技術和社會經濟的快速變化引起了困惑，使得哲學尤其是倫理的復興成為必要。假定道德價值不是物質 （根據物質一元論），而是道德評價者的一種內在的偶發屬性，那么信息倫理必須建基于這些價值，因為對于人類來講，這些價值仍然與信息時代之前的道德普遍原則相契合。信息有其不同的定義，作為一個價值事物的潛在組成，它影響價值的具體性，也就是說信息和通信技術作為評價主題必須展現自己的價值，而道德行為者也必須證明他所認知的屬性是充分的。
五、關于量子信息、信息量子和計算問題
華南理工大學的吳國林教授以《量子信息與不確定性的哲學思考》為題做了主題報告。他首先將量子信息與經典信息區別開來，指出本體論量子信息是微觀事物的狀態與關聯方式的自我顯現，認識論量子信息是微觀事物的狀態與關聯方式對認識主體的顯現。進而，他從量子糾纏的關聯程度和量子信息的度量入手，闡述了量子信息和不確定性之間的關系，即前者是后者的消除。量子信息表達了量子系統的確定性，不確定性在量子信息（量子技術）作用下可以發生改變，而量子世界又是確定性與不確定性的統一，因此量子世界的不確定性可以受到量子信息的控制。由此，普遍而言，物質與信息是統一的。
四川社會科學院的有梁教授對“質量―信息關系式與信息量子”進行了深入的哲學思考。他首先從香農―維納公式推導出一般不確定原理，以及作為一般不確定原理的特殊情況的海森伯不確定原理。基于此，他又結合愛因斯坦的質能關系式得到質量與信息、能量與信息的關系式，闡明了質量、能量、信息三者之間的關系。此外，他還提出了“信息量子”、“信息壽命”、“信息長度”的新概念和新公式，進而分析了引力波的“信息量子”及探測引力波困難的原因。
希伯來大學的以色列?貝爾夫對“信息―計算的轉向：哈金式革命”進行了探討。他所提倡的哈金式革命的標準是跨學科的，能夠集中體現新的研究機構的建立和新的研究方向，而且與重大的社會實質性變革息息相關，所以也應是無邊界的。概括而言，此革命實質在于計算模型和模擬的革命，涉及混沌、復雜性和系統理論中的涌現和還原論中的諸多論題。基于此，他揭示了一個比特的新語義場，其中，信息化手段和計算復雜程度是新的語言，量子比特、黑洞熵和全息原理是新的對象，信息時代（空間/時間/虛擬）則是社會變遷的標志。
亞眠大學的柳渝基于對“信息”與“問題”的西文字源與漢字基因的分析，認為P versus NP問題認知的困惑來自概念認知的困惑：“基于驗證的定義”取代“基于求解的定義”，造成了NP欲捕捉的“不確定性”消失了。結合中國古代哲學家公孫龍提出的著名的邏輯問題“白馬非馬”，她指出P versus NP的關系只能從相對比較的角度來認知，在中國思想里，此認知表達為“陰陽互補原理”，這樣不僅從整體觀出發，能夠解讀P versus NP問題，而且能探討科學與人文相結合的意義以及中西文化的互補性。
六、關于信息、智能與邏輯的關系
西安交通大學的王小紅教授就人工智能問題，提出機器發現系統檢驗了以及正在檢驗著實在論者與反實在論者在觀察與理論陳述的爭辯中的立場。當數據和假設之間的嚴格邊界崩潰之后，機器發現系統重新發現了更多的經驗定律。她對舊的爭辯和機器發現應用語義信息理論的生產，與應用于厘清人工智能系統和自然智能系統之間差別的成果進行了解釋。
中國社會科學院的劉鋼教授主要探討了《易經》的成卦法中的大衍求一數問題，舉例說，即在萊布尼茨的普遍字符和通用圖靈機的理論基礎上來討論，使得一節較短的算法片段能夠描述某一卦產生的進路。他認為大衍求一數、普遍字符和通用圖靈機可以看作是等價的，而且因此便開啟了一個從對《易經》的數學研究到現代計算機和信息科學的新路徑。
做“品牌”的科學家
對于中國最聰明的孩子和世界頂尖的計算機研究院來說，姚期智和他的“姚班”，名頭如雷貫耳。
另外一位圖靈獎獲得者John Hopcroft曾對“姚班”有過這樣的評價：“姚班有世界最優秀的本科生和最優秀的本科教育。”對于這一評價，姚期智驕傲地認為：當之無愧。“我們本科的畢業生被國外頂級大學如MIT，史丹福，普林斯頓等競相爭取為研究生。我認為，‘姚班’的文化已經建設成功，一年級傳承一年級。”姚期智說，“我們有的本科生在本科階段所發表的論文，已完全可以作為博士生的畢業論文，這樣的水平在世界上任何一所大學都是罕見的。”
10年間，一批批創新人才從“姚班”邁向了世界的學術舞臺。“現在美國、亞洲優秀的計算機研究機構，有很多‘姚班’的校友，他們都還比較年輕，隨著時間推移，‘姚班’的品牌效應會越來越大。”
在2004年，姚期智辭去普林斯頓大學的終身教職來到清華任教的時候，“姚班”的培養模式與它最終能呈現的成果還都只是個構想。“我當時花了較多時間在教學上。很多本科生的課都是我先教一次甚至兩三次。后來我們漸漸引進了一群高水平科研人員，這些年輕教授成長起來，能接替許多教學與行政工作。所以我現在教學與行政上的責任已經輕了，80%的時間都返回到我自己專長的科學研究。”
“姚班”還不是姚期智打造出的唯一品牌：“我認為做事情要一樣一樣來，每做一件事一定要打造出一個品牌，有令人驚艷的成果。從這個角度看，我回國后做了兩件事。在教育上推出‘姚班’成為一個優秀的教育品牌。在科研上，過去六年里，我們建設完成的量子計算機實驗室，則是一個世界矚目的尖端科研品牌。”
姚期智說，“當初圖靈所發明的計算機模式，60年來隨著微電子技術的日益精密，已到達瓶頸，急需新的計算模式來引領未來發展。30多年前，物理學家首先提出用最現代的量子物理原理制造出全新的計算機。我過去二十幾年的專業之一，就是探討新的量子算法及密碼。2010年時，我感覺到量子計算已即將進入一個起飛階段，中國必須及時投入此重要鄰域的研究。清華大學領導協助我向國家申請經費，于2011年建立量子計算機實驗室。做出世界上第一臺量子計算機是每個科技大國都在“搶”的一場競賽。我們的對手是美國、歐洲、加拿大最前沿的實驗室。如今，經過6年努力，我們的量子計算機實驗室堪稱是世界最先進的量子計算機實驗室之一。
“走在前面”的人
姚期智認為，目前已經有不少優秀人才學成歸國。“雖然有些尖端的科研領域還沒有形成真正的回國潮，我們不用著急。一方面研究機構要有一些制度，使大家回來之后生活上能夠匹配，但更重要的是必創造出一個科研環境，讓科學家覺得回中國是他們最好的出路。我認為條件一樣的情況下，多數中國人還都是會選擇在自己的國家進行科研項目。以前不少精英人才出國去，是因為我們的科研實力跟國外差得很遠，回國來也沒什么用。所以我現在做的事情就是扎扎實實把中國科研在某幾個方面推向一個高峰，讓這些領域的科學家感覺的到回到中國來做是他們最好的選擇。”
“中國當前有一個很吸引人的地方：我們的經濟及各方面成長都很快，而且國家更把科研放在很重要的位置來強調。在美國、歐洲這些地方都沒有把科學、科學家在國家層面如此重視，這一點中國是很有超前視野的。”姚期智說。
姚期智認為，當國家的科研積累到了一個臨界點，就會發生很巨大浪潮。“這個浪潮一定會發生，以我對中國科研推動的感覺，我認為今后5年會是一個契機。因為‘十三五’規劃確立了不少大型的項目，選擇的都是最到位的方向，在很多重要的方向我們也有了非常好的領軍人物，他們必能善用這些資源，帶領優秀團隊，做出驕人的成果。”
“可能有些人覺得，盡管這幾年國家在科研方面的投入力度很大，‘回國潮’發生得仍不夠快。但是我認為，我們不用著急，依照規律推進，一個事情一旦發生的時候，就像排山倒海一樣。”
“這是個多元的社會”
“依照規律推進”，這似乎是姚期智的思路。因此，當姚期智談及“陳凱先之問”，他沒有直接去想“怎么答”，而是把問題引入了一個更深的層次：我們為什么要追問“陳凱先之問”？在姚期智看來，“陳凱先之問”與其說是在拷問社會對科學與科學家的態度，不如說是在思索作為一個經濟飛速發展的大國，如何建設和營造科學的繁榮，科學的繁榮又該如何助力中國的全面復興。
“我覺得我們并不需要眾多科學家，也不是人人都能當科學家。從這個意義上說，就更不用強求每個人都想當科學家。”姚期智說。真是驚人之語。“其實如果你去美國，美國的小孩也是崇拜籃球明星或者歌星、演員的。一個諾貝爾獎獲得者走在街上其實也沒多少人認識他的。”姚期智說，“我認為這是很正常的。”
材料的計算模擬方法介紹
材料的計算模擬研究是近年來飛速發展的一門新興學科和交叉學科．它綜合凝聚態物理學、理論化學、材料物理學和計算機算法等多個相關學科．它的目的是利用現代高速計算機，模擬材料的各種物理化學性質，深入理解材料從微觀到宏觀多個尺度的各類現象與性能，并對材料的結構和物性進行理論預言，從而達到設計和開發新材料的目的．材料的多尺度計算模擬方法主要有以下幾種:
(1)第一性原理計算方法(First－principlesMethods)基于密度泛函理論的第一性原理計算方法是目前研究微觀電子結構最主要的理論方法．第一性原理計算方法只用到普朗克常數(h)，玻爾茲曼常數(kB)，光速(c)，電子靜態質量(m0)和電子電荷電量(e)這5個基本物理變量和研究體系的基本結構．從量子力學出發，通過數值求解薛定諤方程，計算材料的物理性質．在密度泛函理論，局域密度近似(LDA)和廣義梯度近似(GGA)框架下的計算已廣泛應用于第一性原理的電子結構研究中，并已經取得很大的成功．結合一些能帶結構計算的方法，對于半導體和一些金屬基態性質，如晶格常數，晶體結合能，晶體力學性質都能夠給出與實驗符合得很好的結果，同時能夠比較精確地描述很多體系的電子結構(如能帶結構、電子態密度、電荷密度、差分電荷密度和鍵布局等)、光學性質(介電函數、復折射率、光吸收系數、反射光譜及光電導等)和磁性質，從微觀理論角度分析和揭示材料物理性質的起源，使實驗者主動對材料進行結構和功能的控制，以便按照需求制備新材料．
(2)分子動力學方法(MolecularDynamicsMethods)分子動力學是一種確定性方法，是按照該體系內部的內稟動力學規律來確定位形的轉變，跟蹤系統中每個粒子的個體運動，然后根據統計物理規律，給出微觀量(分子的坐標、速度)與宏觀可觀測量(壓力、溫度、比熱容、彈性模量等)的關系來研究材料性能的一種方法[5]．分子動力學方法首先需要建立系統內一組分子的運動方程，通過求解所有分子的運動方程，來研究該體系與微觀量相關的基本過程．對于這種多體問題的嚴格求解，需要建立并求解體系的薛定諤方程．根據波恩－奧本海默近似，將電子的運動與原子核的運動分開來處理，電子的運動利用量子力學的方法處理，而原子核的運動則使用經典動力學方法處理．此時原子核的運動滿足經典力學規律，用牛頓定律來描述，這對于大多數材料來說是一個很好的近似．只有處理一些較輕的原子和分子的平動、轉動或振動頻率γ滿足hγ＞kBT時，才需要考慮量子效應．
(3)蒙特卡洛方法(MonteCarloMethods)蒙特卡洛方法是在簡單的理論準則基礎上(如簡單的物質與物質或者物質與環境相互作用)，采用反復隨機抽樣的手段，解決復雜系統的問題．該方法采用隨機抽樣的手法，可以模擬對象的概率與統計的問題．通過設計適當的概率模型，該方法還可以解決確定性問題，如定積分等．隨著計算機的迅速發展，蒙特卡洛方法已在材料、固體物理、應用物理、化學等領域得到廣泛的應用[6]．蒙特卡洛方法可以通過隨機抽樣的方法模擬材料構成基本粒子原子和分子的狀態，省去量子力學和分子動力學的復雜計算，可以模擬很大的體系．結合統計物理的方法，蒙特卡洛方法能夠建立基本粒子的狀態與材料宏觀性能的關系，是研究材料性能及其影響因素的本質的重要手段．
材料專業引入計算模擬教學的探索
材料計算的目的在于理解和發現新的材料性能及其物理本質．計算已經與實驗和形式理論一樣成為材料研究的3大支柱之一．為學生將來能夠有更高的起點研究材料科學，適應新形勢下材料研究方法，培養具有寬廣材料科學基礎，掌握材料現代研究手段的“寬口徑、厚基礎、強能力、高素質”的材料科學專業人才．我們在本科教學階段就應該有計劃的引入和加強計算模擬方法的教學．采用的教學形式可以結合實際情況，靈活的應用．近年來我們采取的教學方式主要有以下3種方式:(1)開設計算材料學類課程在2006年物理與電子信息學院材料物理與化學專業培養方案中已經確定《計算機在材料科學中的應用》和《計算物理》課程為專業選修課程，學時分別為36學時和54學時．《計算機在材料科學中的應用》課程偏重實踐教學，通過上機操作學習計算軟件的基本原理和使用方法．主要教學內容包括:材料學的發展現狀及計算機在材料科學與工程中的應用;材料科學研究中的數學模型;材料科學研究中常用的數值分析方法;材料科學研究中主要物理場的數值模擬;材料科學與行為工藝的計算機模擬;材料數據庫和新材料、新合金的設計;材料加工過程的計算機控制;計算機在材料檢測中的應用;材料研究科學中的數據和圖像處理;互聯網在材料科學研究中的應用等9部分內容，基本涵蓋當今計算機技術在材料科學研究中應用的各個方面．《計算物理》課程則以理論教學為主，偏重物理基本原理的介紹．主要教學內容包括:計算物理學發展的最新狀況;蒙特卡洛方法及其若干應用;有限差分方法;分子動力學方法;密度泛函理論;計算機代數;高性能計算和并行算法等8部分內容．計算材料類課程的開設注重理論和實踐并重的原則，在講解基本原理的同時加強學生動手上機實踐能力的培養，因此，經過課程的學習，學生已經初步具備利用計算機進行材料模擬的能力．部分選修計算材料類課程的同學在學習中對計算模擬產生了極大的興趣，在大四時選擇材料計算相關課題作為本科畢業論文選題．例如，08屆學生的畢業論文《ZnS摻雜Cu光學性質的第一性原理研究》和《布朗運動的蒙特卡洛模擬》，09屆學生的畢業論文《ZnO電子結構和光學性質的研究》，11屆學生的畢業論文《晶格熱容的理論計算》和《簡立方晶體結構能量分布的理論模擬》等均為材料計算和模擬相關課題，并且有多人的畢業論文被評為優秀畢業論文．個別優秀的學生讀研后繼續從事材料的計算模擬相關研究．通過幾年的教學實踐，計算材料相關課程的開設對于擴大學生的知識面，提高學生的理論分析能力有極大地幫助．(2)在材料相關的理論課程中加入計算模擬方法介紹雖然已經在材料專業開設《計算機在材料科學中的應用》和《計算物理》等材料計算相關的課程，但這兩門課均為專業選修課，只有選修相關課程的學生才能得到相應的計算模擬培訓，受眾面還比較窄．因此，為使更多的學生了解到材料模擬計算的相關理論和知識，在材料專業主干課的教學中也適時地加入相關的計算模擬方法的介紹，從而擴大計算模擬知識的普及面．例如，在《固體物理》課程中，當講解到能帶理論一章時，我們會在本章結束時，加入一次課，著重介紹基于第一性原理的平面波贗勢計算方法計算材料的能帶結構、電子態密度等以及第一性原理計算的常用軟件(CASTEP、VASP等)．一方面，對學生學習的理論知識加以直觀化和適度的擴展，另一方面也進一步普及第一性原理計算的相關知識．在《材料科學基礎》教學中講解到相平衡與相圖一章時，我們會在本章內容結束后介紹相圖計算近年來的發展現狀，包括CALPHAD(CalculationofPhaseDiagram)計算方法、熱力學與動力學的結合、第一性原理與相圖計算方法的結合，并簡要介紹今后相圖計算可能的發展方向[7]．在晶體缺陷內容的教學中，穿插介紹利用分子動力學計算面心立方金屬空位和間隙原子點缺陷的形成能的方法．通過在課程教學中穿插入計算模擬方法的介紹，一方面也加深了學生對所學內容的理解，另一方面開闊了學生的眼界．(3)舉辦計算模擬相關的學術講座．自從2009年以來，物理與電子信息學院從事計算模擬研究的教師每學期都結合自身的科研情況舉辦面向全院學生的學術講座．例如在2011至2012學年第二學期，我們舉辦兩場學術講座，分別是《氧化鋅晶體及其摻雜的第一性原理研究》以及《可見光響應半導體光催化材料的結構和能帶設計》，教師在講座中介紹自己的科研情況，同時也使學生了解到如何把學到的計算模擬知識應用到科研實踐中去，讓學生體會到如何利用計算模擬預測材料的物理性質以及指導材料設計的研究方式，提高學生自覺學習計算模擬方法的積極性．
結束語
關鍵詞：物流 車輛路徑 MATLAB
中圖分類號：TP14 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）11-0111-02
車輛路徑問題（VRP）在1959年被Dantzig和Ramser提出， 車輛路徑問題通常被描述為：在顧客的貨物需求、物理位置、車輛的最大運載量等已知的情況下，確定車輛在各個顧客間的行駛路線，達到如運輸路線最短、運輸成本最低、使用車輛盡量少等預定目標[1]。在很多專家學者對VRP問題的持續不斷深入研究的過程中，VRP問題擁有了很多不同的分類，如有能力約束車輛路徑問題、開放式車輛路徑問題、動態網絡車輛路徑問題、動態需求車輛路徑問題等。伴隨著國內電子商務業務的蓬勃發展，尤其是在區域電子商務環境中，顧客需求多樣化、配送量多批次且量小、物品需求復雜化等等特點使得一般的車輛路徑問題VRP數學模型很難準確、細致地描述出區域電子商務物流配送的特點。所以，區域電子商務企業物流中心需要有合適的智能化系統來進行確定合適的車輛配送路徑。上述這些現象也引起了國內外物流科技、調度、組合數學、運籌應用數學、計算機應用科學專家與運輸規劃制定者等的高度重視[2]。
1 問題描述及數學規劃模型
有能力約束車輛路徑問題（CVRP）是車輛路徑問題中最基本的一個問題。其被描述如下：設物品配送中心最多可以使用H輛車對K個顧客來進行運輸配送，每輛車的可載重量是已知的，每個顧客的需求量也是已知的，顧客a到顧客b的距離是一定的，其優化的目標是使車輛行駛距離最短。
假設配送中心自身配備的一個物流配送中心向周圍很多的區域進行物品配送的任務。假設該中心擁有足夠多數量的配送車輛H（h=1，2...H），對K（k=1，2...K）個顧客進行運輸配送，每輛車輛的載重量為Bh，顧客a到顧客b的距離為，車輛每次都由物流配送中心點出發，將物品配送至各需求點后，馬上返回配送中心。現各配送需求點的地理位置，需求量信息均視為已知，每個顧客k的需求Qk 由唯一車輛一次配送完成：一輛車可配送多個顧客，一個顧客只能由其中的一輛車服務。其優化的目標是低成本或者最短路徑。根據這些描述，建立模型如下：
首先定義兩個決策變量，決策變量值取1時表示顧客k的運輸任務由車輛h完成，否則其值取0。值取1時表示車輛h從顧客點a訪問b，取值為0時代表其它情況。顧客a到顧客b的距離為，顧客a到顧客b在時間段N內的運行成本為，車輛的數量為H，其中一輛車的基本成本為M。
其中，（1-1）（1-2）表示目標函數，分別為低成本和最短路徑；（1-3）表示每輛車的能力約束，即h為任一配送車輛，該約束條件指車輛載重量不得超重，（1-4）則為約束條件，a代表任一顧客點，該約束條件指每輛車都由中心點出發，（1-5）保證對于任一個顧客k，都要被服務到。（1-6）（1-7）表示顧客僅被1輛車所訪問。
2 實驗結果及分析
以某經營團購網公司為例，該公司自己擁有一個貨物配送中心，其中假設有一輛運輸車，還有八個顧客，每個顧客的具置轉化為坐標圖，如（圖1）所示。要求在滿足文中上述的約束條件下，如每輛車輛的載重量為6噸，合理安排車輛路徑，使得距離最短及成本最低。
區域團購網在送貨時，因為目標主要是同城顧客，相對而言，各個顧客點的距離相聚較近。采取距離最近分配法進行商品貨物的配送，將（圖1）中的距離還原為實際距離，數據如（表1）所示。
另外，根據公司對于顧客的送貨要求，如時間窗的約束，某個顧客送貨的需求量、每個顧客的具置，建立具體的數據表格。文章通過使用Matalab編程實驗，采用相應的算法對實例數據的分析對比，從而得到解決區域團購網物流配送路徑的優化方法和較優解，使用一個好的優化算法是物流配送路徑優化的關鍵，從物流配送路徑優化問題的提出至今，很多的精確算法和啟發式算法都運用到路徑優化上。車輛路徑問題涉及的問題很多，其中主要要素如：配送中心點、運輸物品、運輸車輛、運輸網絡、顧客、目標函數、約束條件、優化算法等。如今依然有很多的業界專家學者在這些優化算法上進行更好地改進研究，以求更好的解決物流配送的車輛路徑優化問題[3]。
量子遺傳算法通常可以描述為[4]：（1）先進行種群初始化，然后對種群實施一次測量，最后得到二進制編碼。（2）根據解碼算法開始進行解碼，計算適應量，保存最優個體，如果這個時候已經是最優的，則輸出結果，否則使用量子旋轉門更新等操作對個體進行調整，得到新的種群，再重復循環將其轉為整數編碼、解碼、優化計算、保存最優個體等操作，指導最優結果輸出。（3）算法函數中需要設置的主要參數有：如最大遺傳代數max、種群大小sizep、每個變量的二進制長度lenQEM；定義最佳個體Best，并記錄器適應度值、十進制、二進制編碼、量子比特編碼；種群初始化函數，其返回值為得到初始種群的量子比特編碼矩陣、根據量子比特種群得到二進制種群；使用目標函數計算個體適應度，并查找當期最優個體；實現演化操作的量子旋轉門函數；顯示優化結果的進化曲線函數。
3 結語
本文以區域電子商務的車輛路徑優化為研究對象，建立有能力約束車輛路徑問題的數學模型，使用相應的算法進行了仿真求解的過程，得到了物流配送的路徑，從而達到經濟合理的安排車輛的配送路徑的目的。當然，要進行合理高效的物流配送，還需要解決很多問題，下一步將進一步研究動態需求車輛路徑問題以及智能化系統。
參考文獻
[1]Dantzig G，Ramser J.The truck dispatching problem[J].Management Science，1959，6：80
[2]魏巍.區域電子商務的物流配送路徑優化問題研究[D].武漢科技大學碩士學位論文，2010.
在重點院校中，學生素質相對較高，數學、物理學習能力普遍較強，對結構化學的作用與地位認識也相對較好，可能較少存在結構化學“無用”的觀念;而在地方高校的化學專業學生中，有相當一部分學生存在認識誤區，特別是有一些不考結構化學的考研學生和畢業后將從事中學教學的學生具有“結構化學無用”的思想。作為教師，應該認識到這一問題的嚴重性。通過這幾年的實踐證明提高學生認識，堅定學習信心，對消除學生學習結構化學“無用”的觀念以及畏難的心理是很必要和有效的。因此，在開課之前必須詳細介紹該課程在整個化學中所處的地位和作用，闡明學習結構化學的重要意義。
注重對量子化學發展史和研究結構
化學的科學方法的介紹任何一門學科都有其發生和發展的過程，學習知識時若不從歷史中尋找借鑒，就易把知識當成是“終極真理”而死記硬背，不求甚解。因此，在傳授知識的同時，應該介紹量子化學發展史，學習科學家勇于探索的精神，由師生共同創造一種嶄新的價值理念。例如普朗克(M．Planck)的“離經叛道”的假設;德布羅意(deBroglie)波的提出是類比法的成功典范，戴維遜(C．Davisson)-革末(L．H．Germer)的因禍得福;狄拉克(Dirac)、薛定諤(E．Schrdinger)的異曲同工———薛定諤用數學形式開辟出量子力學的新體系;另外，還有一個德國物理學家海森堡提出一個矩陣力學體系，薛定諤用的是微積分形式，海森堡用的是代數形式;湯姆遜(Thomson)父子的珠聯壁合———父親發現了電子，兒子又證實了電子是波，父子二人在物理學方面進行接力研究，在科學史上傳為美談。還有徐光憲的巧妙規則，唐敖慶的獨辟蹊徑等［2］。科學的先驅是勇敢的探索者，他們常常在黑暗中摸索前進，他們的精神值得我們敬佩。學生聽到和看到這些史實，無不浮想聯翩，對優化思維結構，激發科學壯志都有潛移默化的作用。在傳授理論知識的同時，指導學生學會抽象思維和用數學工具處理問題，并運用類比、模擬的科學方法［3］，寓科學方法于教學內容中。類比方法是提出和建立科學假說的重要方法。例如德布羅意假設是在光的波粒二象性思想啟發下，提出電子等實物微粒也具有波動性，他當時推導固然復雜些，從科學方法論的角度講，由光的波粒二象性到實物微粒的波粒二象性是一種類比推理。類比是利用兩個或兩類對象之間在某些方面的相似或相同，推出它們在其他方面也可能相似或相同的思維方法，是一種由特殊到特殊、由此及彼的過程。類比可以提供重要線索，啟迪思想，是發展科學知識的一種有效的試探方法。還有薛定諤受物質波假說的啟發，引出了電子運動的波函數方程，他走的也是依賴類比的“近路”。許多化學問題的解決有賴于類比方法的使用，而類比方法的使用有可能形成簡捷的思維路徑。使學生在學習科學知識的同時，得到方法論的啟迪。在教學中應引導學生追蹤量子化學發展的足跡，不失時機地揭示其中的科學方法，更清楚地了解各種知識理論的相對合理性及有待完善的地方。這樣使學生在學習過程中不僅可以獲得化學知識，而且能學習科學家嚴謹求實的治學態度、高度的敬業精神和大膽創新的進取精神。
通過改進課程教學方法培養學生創新能力
使用多種教學方法培養學生的理論思維能力與創新能力，是結構化學課教學的重要目的。課堂教學是學生學習結構化學的主要和基本的學習形式。課堂教學質量的高低與課堂教學方法的運用有很大關系。以前我們采用的是“一言堂”的教學方式，這種教學方法壓抑了學生學習結構化學的積極性和主動性，因此，根據教學內容靈活地采用不同的教學方法是提高結構化學課教學質量的重要手段。結構化學雖是理論性較強的學科，但與其他學科一樣，來源于對實驗現象的分析、思考，且要通過實踐來檢驗其結論正確與否，內容博大精深，集科學性、思想性于一體，并具有前沿性。結構化學教師必須重視對結構化學教學方法的研究，針對不同教學內容采取不同的教學方法，更好地提高教學質量。我們采用的教學方法主要有:啟發式教學、互動式教學、討論式教學、對話式教學、模型教學和專題式教學，并布置小論文，開展學生的科技活動。如在課程討論時將學生分成幾個學習小組，針對不同主題進行討論，并在課堂上交流。把個體作業學習與大組討論交流結合起來，以培養學生的創新思維。如布置“超分子結構”為主題的小論文，許多學生通過期刊和網絡收集了大量與超分子結構化學有關的信息，從不同角度撰寫了心得體會和小論文，有的學生還發表了自己的設想和見解。課程教學討論不僅豐富了學生的知識，而且也培養了學生的創新能力。利用多媒體輔助教學在有限的教學時間內運用現代化教學手段，可以加大信息量。我們使用幻燈片和CAI課件，通過圖、文、聲、像等手段，把抽象的理論變成具體的形象，讓學生在直觀、生動的學習中加深對理論的理解。目前，我們研制的結構化學CAI課件已連續使用幾屆，受到學生的好評。例如講授等徑球密堆積時，無論用黑板繪圖或圓球模型展示表現得都不夠清楚，現在用多媒體課件，動態演示等徑球一層層的排列方式，效果很明顯。必修課與選修課相結合在上好必修課的同時，開設量子化學、波譜學、化學中的數學方法等選修課，理論與實踐相結合，以科學方法啟迪學生的創新思想。以科研促教學從專業基礎知識的結構上看，結構化學課程是基礎課和專業課的樞紐課程，是介于本科生學習和畢業論文之間承上啟下的課程。結構化學課程理論性強，但實踐性也很重要，有些知識一直影響到學生的碩士、博士學位論文［4］。因此，科研進教學、教學促科研的雙向互動就顯得很重要。結構化學教學內容基本是20世紀的科研成果。我們發揮科研背景優勢，在教學中不斷將當前的科研成果融入教學，以使課堂內容具有豐富性、代表性、創造性和啟發性，能跟上時代前進的步伐。在開展第二課堂活動中，通過設計專題科研實驗，使學生能有更多機會加入到自身科研之中，有時間和空間從事自己有興趣的課題研究;通過使用Origin，Chemistry3D等軟件制作分子結構及其軌道圖;利用Gaussian98以及GaussView等專業軟件開展分子設計與量子化學計算模擬實驗，幫助學生學習與理解自洽場運算原理、原子軌道、分子軌道及其能量電荷分布、熱化學性質、簡諧振動、對稱性等相關知識。在科研過程中，學生有了正確的科研方向和學習目的，能有針對性地查閱最新資料，及時了解學科前沿，從而改變了被動學習的局面。
同樣是研究物理，北京大學物理學院開設有理論物理、凝聚態物理與材料物理、光學、重離子物理、等離子體物理、天體物理、大氣物理等眾多研究方向；而中科院理論物理研究所則僅研究理論物理，不同的課題組側重不同的理論物理研究方向：粒子物理理論與相關量子場論、弦理論與量子場論非微擾效應、凝聚態理論和計算凝聚態物理、量子物理和量子信息以及量子混沌、核內夸克與極端條件下的原子核、引力與宇宙學研究、統計物理和理論生物物理等方面。
待遇：不差錢
一般而言，科研院所研究生的居住條件和居住環境要好于高校。科研院所的碩士生大多數是兩人間，甚至有的是一人間。如中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所，學生統一入住優越的學生公寓，每人一間，臨湖而居。不單如此，不少寢室的生活設施也很齊全，仍以蘇州納米技術與納米仿生研究所舉例，公寓內空調、熱水器、冰箱、廚房用具等家電家具一應俱全，這在高校是絕不可能出現的現象。
導師：傳幫帶
一般而言，科研院所的師生比要遠高于高校，據中國科學院大學的招生辦主任高隨祥教授統計，“中科院的碩士生導師和博士生導師有8000多人，大部分學生都可以得到導師很好的指導”。
培養：更靈活
回所之后的上課模式比較靈活，每個所各自不同。如自然科學史研究所回所之后基本上沒有課，學生四個人一個辦公室，任務就是讀書、科研；一些天文臺站的工作就是長年累月的測量、觀察。
科研院所是獨立于教育部和高校系統外的專門的科研機構，和普通高校不同，其教育是從碩士開始，沒有本科教育。和高校一樣，科研院所在招收、培養研究生方面也有推薦免試、考試選拔、上課、實驗、論文等環節，但是科研院所由于其特性，和高校的招生和培養模式有一些不同之處，這也是對科研院所不熟悉的考生所迫切需要的。
科研院所為什么會招生？
從字面上理解，科研院所應該專業做科研才對，怎么會和高校一樣招起生來？
事實上，科研院所招收研究生的歷史，和普通高校是一樣長的。中國科學院于1949年9月27日在北京成立， 其前身是“中華民國”政府建立的“中央研究院”以及北平研究院。1951年，我國的研究生招生啟動，當年共招收了276名研究生，中國科學院就招了95名。1982年，中科院培養出我國首批博士，高能所的馬中騏老師是博士0001號。
可見科研院所招生研究生的歷史和高校一樣長，但是以科學研究為本職工作的科研院所為什么要培養研究生呢？
第一，科研院所要做科研必須要有研究生。科研隊伍基本上是金字塔形，上面是科學領軍人物，主要負責申請和協調大項目，中間是普通科研職工，主要是直接執行項目并帶領研究生，底層是研究生隊伍，主要是在一線完成科研實驗。
科研是一個需要積累和經驗的活動，研究生在一線干粗活也是從基礎鍛煉開始，培養科研的基本技能。沒有廣大研究生作為后備力量，不可能培養出優秀的科學家，任何一個科學家都是從最基礎的科研開始。在國際上，研究生和博士后是科研一線的主力，在國內，博士后機制相對不成熟，更多科研一線人員（實際做科研人員）都是研究生。
第二，科研院所具有培養研究生的職能。科研院所擁有良好的資源，在科研之外，培養人才也是科研院所服務社會最大化的體現。
第三，教學與科研是相互促進的關系。做得好科研未必當得好老師，教學可以讓研究員本身的專業知識更加系統，研究員在與研究生的交流中也會碰撞出火花。
小空間里藏著大能量
2000年6月12日，由原吉林大學、吉林工業大學、白求恩醫科大學、長春科技大學、長春郵電學院合并組建而成的吉林大學成立，以其過萬畝的“地盤”，一度成為中國最大的大學，以至于有“長春市在美麗的吉大的懷抱中”的調侃。中山大學9000多畝，四川大學7000多畝，華中科技大學6000多畝，更不用說還有有17000多畝大的中國民航飛行學院。中國的大學占地著實不小，占地一千畝的校園只能叫“小學校”了。
相比于普通高校的面積廣闊，科研院所顯得小巧精致。科研院所的規模比大學要小得多，一般僅有一座或幾座樓。規模大的單位有比較全面的支撐體系，如食堂、宿舍、賓館、物業公司等服務部門或機構；規模小的新成立的研究所，則僅僅占用一座辦公樓或者寫字樓的一部分。中科院物理所、中國地質科學院和北京應用物理與計算數學研究所，算是科研院所里面比較大的研究所，也只是一個小院子里面蓋了幾座樓；中科院自然史科學研究所只是占據北京四環邊的一棟六層小樓；成立較晚的北京計算科學研究中心則只是占據了一座寫字樓的幾層空間。
當然，世界上沒有絕對的事情：由于科研需要，某些科研院所的“地盤”也著實不小。如中國科學院大學玉泉路校區占地460余畝，里面有教學樓、宿舍樓和北京正負電子對撞機；西雙版納植物園占地面積約1125公頃，而總部在北京百望山腳下的中國醫學科學院藥用植物研究所，面積有5000多畝，主要是為了植物研究的需要。
雖然科研院所占地面積小，但是科研硬件可是一點不差，應該說要好于大部分高校的硬件。
實驗室是衡量研究實力最為重要的一項指標。我國的實驗室有一個等級體系，從高到低按照國家實驗室、國家重點實驗室、省/部級重點實驗室、市級重點實驗室、校/所級重點實驗室分布。其中最高級別的國家實驗室，由國家直接投資數億資金按國際一流標準建立，在各方面都代表著該領域的最高水平，其學習、交流的層次都比較高。我國僅有20個國家實驗室，其中有14個由科研院所單獨建設或者由科研院所和高校聯合建設。
除了設備好，科研院所一般更加專注于一個領域，其特色非常明顯，實驗室的指向也更加明確。同樣研究物理，北京大學物理學院開設有理論物理、凝聚態物理與材料物理、光學、重離子物理、等離子體物理、天體物理、大氣物理等眾多研究方向；而中科院理論物理研究所則僅研究理論物理，不同的課題組側重不同的理論物理研究方向：粒子物理理論與相關量子場論、弦理論與量子場論非微擾效應、凝聚態理論和計算凝聚態物理、量子物理和量子信息以及量子混沌、核內夸克與極端條件下的原子核、引力與宇宙學研究、統計物理和理論生物物理等方面。由此看出，高校的專業覆蓋學科分支較為廣泛；而研究所專長于某一個或幾個學科分支，在分支下面的研究方向更為全面。
此外，圖書館也是展現研究實力的一個重要指標。科研院所的圖書館沒有高校動輒數百萬的藏書量，比較袖珍，幾十萬的藏書量就是比較巨大的了。雖然總量不大，但是針對性要強很多，都是本領域內的館藏，專業性方面是高校難以望其項背的。
同樣，和高校動輒幾千上萬的招生規模相比，科研院所的招生規模也小得多。一般多者不過上百人，少則幾人。同是中科院，物理研究所每年招生100人（含推免生），算是招生比較多的院所；自然科學史研究所一年招生20人，碩士10人，博士10人；長春人造衛星觀測站2014年僅招收碩士生2名。因此，相應的在讀學生自然也不會多，一個所能有幾百人就算得上是體量大的研究所了。
因為人數少，一般科研院所很難有高校時常舉辦的規模宏大、人數眾多的大型活動，雖然研究所也不定期開展活動，但是規模要小得多。活動的配套設施可能也沒有那么完善，如中國農業科學院研究生院的運動會不得不借隔壁北京理工大學的場地進行。
比在大學更充實
無論是高校還是科研院所，研究生培養的方式都差不多，即先上課、后科研。不過，科研院所的上課模式和高校有所不同。因為每個所的人數比較少，一些比較基礎的課程，一般在研一的時候統一授課，如中科院、中國農業科學院的研究生們第一年集中在總部的研究生院（中科院的研究生院已更名為中國科學院大學）上課，上完之后再回所學習。有些所雖然集中上課，但是并不集中住宿，可能會有一些不便，如藥用植物研究所的學生研一的時候不得不從北京的西五環跑到東邊去上課，免不了路上的奔波之苦。許多較小的研究所因為學生數量太少，沒有自己開課的必要，而與各高校或研究生院聯合，讓學生去他們那里上課。
相比絕大多數高校，研究生院開課更為廣泛。無論哪個研究方向的學生，都有許多相關課程可以選修。選課之前，學生們一般是拿著課表請導師劃出要修的專業課，自己再到網上選定。因為課程太多，學生未必知道哪些課程和自己更為相關。只要時間允許，其他課程盡可以去旁聽。
一些研究生院還有極富特色的夏季學期，即俗稱的“小學期”。小學期的主要目的是為了開闊學生們的眼界，以講座和公選課類型為主，有許多當前著名的科學家前來授課。
經過一年的課程學習之后，學生們便可回到自己的培養單位（研究所），在導師的指導下開展研究工作了。一開始，導師會讓你閱讀大量文獻。與此同時，做實驗的要熟悉一下實驗儀器，做理論的要學習一下編程序。等熟悉得差不多了，就會開始做一些相對簡單的工作，逐步進入科研的一線陣地。不得不承認，科研院所的研究生確實比絕大多數高校的都要累。以筆者所在的中科院物理所為例，晚上九點放眼望去，樓上還一片亮燈的房間。學生辛苦只是一個方面，許多研究員的辦公室也經常亮燈到深夜。
當然，回所之后的上課模式比較靈活，每個所各有不同。如自然科學史研究所回所之后基本上沒有課，學生四個人一個辦公室，任務就是讀書、科研；一些天文臺站的工作就是長年累月的測量、觀察。
導師所帶學生少
常言道：師父之風，山高水長。那種隨于師、步入門的經歷，本科生較難感知，故研究生都習慣叫同門為師門。不少人認為，考研、讀研過程中，導師最為重要。師生關系在研究生生涯中，舉足輕重。
在高校，導師除了要承擔研究生的課程外，同時要承擔本科生的課程，而科研院所是沒有本科生教育的，導師不會因本科生的教育問題而分散精力。在高校，近幾年擴招嚴重，一個導師帶10個以上的學生比較常見，甚至是一個導師帶幾十個學生的情況也并不鮮見。雖然研究生的師生比是多少最為合適并沒有一個定論，但歐美和我國香港地區，研究生導師指導的學生一般不超過6個。
一般而言，科研院所的師生比要遠高于高校，雖然有些科研院所的師生比也不太高，但畢竟是少數。據中科院大學的招生辦主任高隨祥教授統計，“中科院的碩士生導師和博士生導師有8000多人，平均一個導師指導不到一個碩士生和博士生，大部分學生都可以得到導師很好的指導”。中國農業科學院在其碩士研究生招生咨詢問答中有如下解析：“我院現有碩士生導師1000余人，每名導師每一級一般只能帶1至2名碩士生，數量遠遠少于一些高校。因此，我院研究生在校期間能得到導師更悉心、更全面的指導和培養。”
確實，師生比高是件好事，研究生能得到導師更多的指導，但是這是考進之后的事情。在考研的過程中，師生比高在一定程度上加劇了競爭，尤其是在報名時就要確定導師的情況，在一級學科大類招生的情況下，這個問題并不明顯。師生比高自然意味著導師招生比較少，不少導師一年只招一個學生甚至是隔年招生，有的甚至是一個專業隔年招生，如中國社科院法學所的部分專業三年招生一次。
不受收費改革影響
讀研有成本嗎？
答案是肯定的。對于家境不錯的同學來說這可能不是需要考慮的問題，但是對于家境一般的同學，讀研期間的花費就不能不是個需要權衡的問題了。
在高校讀研，普通的理工科專業一年學費10000元，文科學費一年13000到15000元；按照現在的物價，每個月生活費支出600元到1000元，一年算下來，光是學費和生活費就要20000元左右。有碩士授予權的高校多集中于省會城市或者北上廣等大城市，這些地方物價水平更是只高不低。
之前，科研院所的“不差錢”是吸引廣大考生的一個極其重要的因素。此次改革前，絕大多數科研院所招生全部是國家計劃內公費，不收學費，且各研究所都有比較高的獎學金和助學金方面的待遇。
2013年2月6日召開的國務院常務會議決定，從明年秋季學期起，所有納入國家招生計劃的新入學研究生都要繳納學費，掀起了新一輪的研究生收費改革，使得這個情況產生了一些變數。
中科院系統：
此次收費改革政策，對中科院這種理工類為主的科研單位來說，影響并不大。中科院并沒有專項的研究生培養經費，培養研究生的費用一般由課題組、導師承擔。我們在其新的招生簡章中看到了讓考生大為高興的話：“中國科學院大學2014年度碩士和博士研究生招生將按照國家規定進行研究生教育投入機制改革，對新入學的研究生全面收取學費，同時將完善研究生獎助政策體系，提高優秀在學研究生的獎助力度。”新疆理化技術研究所碩士研究生的獎助學金研一是900元/月，研二、研三1400～1700元/月，博士研究生2600～3100元/月。
不難看出，中科院將進一步明確和規范研究生“三助制度”（助研、助教、助管），把研究所和導師給學生的補助由“暗補”變為“明補”，如導師給學生的津貼，將以簽訂合同的方式，把學生、導師、課題組、研究所、中科院等各方面的責任和義務明確下來。這樣一般情況下，無論是學術型還是專業學位研究生，學費方面通過各種獎助形式一定可以解決，而食宿等基本問題的生活津貼，也是可以保證的。
部委所屬科研院所：
政策的改革對學生獎助的影響也不會太大，尤其是理工農類院所，如中國醫學科學院系統、國家地震局等，這些科研院所直屬國家各部委，主要是為本部委和所屬行業提供科研成果，同時也利用自身成熟而豐富的科研優勢與硬軟件資源為本行業培養研究人才，所以科研經費非常充足，受研究生收費改革的影響不大。
以農業部直屬的中國農業科學院為例，現行標準是碩士研究生全部免學費：碩士研究生在一年級課程學習階段助學金標準為1000元/月，二、三年級回所后助學金與助研津貼合計在1300元/月以上。而即使是2014年改革后，其趨勢也是即使交學費，學生的實際支出也會在科研經費或生活補貼中得以補助，而不是純自費。
同樣，以中國水利水電科學研究院為例，該研究院招收的全日制非定向生培養費均由課題資助（本人免交），在學期間發放生活補貼，目前標準為每月不低于1000元。而即使是2014年收費體制改革后，在學期間的培養經費也會由課題經費等承擔，不需要學生自己負擔。
直屬于各省市相關單位的研究機構：
它們的級別相對低一些，規模小一些，但是研究方向更靈活、更有針對性，也很有地域特點，研究成果更實用，能適應當地的經濟發展和人才培養需要。它們在向所屬省市政府和相關單位提供科研成果的同時，也為各自領域培養后續的新生力量，所以地方政府投入多，科研經費就高，研究生不用為學費等問題發愁。如北京市首都兒科研究所、廣西民族醫藥研究所等。
社科院：
幾乎沒有變動。社科院2012年以前就是收學費的，碩士研究生每年學費8000元。同時設立研究生院獎學金、專項獎學金，對品學兼優的研究生進行獎勵，實行“三助”崗位津貼制度，為家庭經濟困難、學有余力的研究生提供一定的幫助。而在專碩方面，改革前后也沒有變化，法律碩士（法學）學制兩年，學費共1.6萬元，法律碩士（非法學）學制三年，學費共4.8萬元。而對于全日制MBA來說，學制兩年，學費9萬。
由于近幾年高校的擴招，使得各種資源都比較緊張，住宿條件自然受到影響。大多數高校的碩士宿舍是四人間，部分高校是三人間，如清華大學，北京大學的部分校區都是三人間，兩人間的則是鳳毛麟角，如中國海洋大學的部分、江南大學等。一般而言，科研院所研究生的居住條件和居住環境要好于高校。科研院所的碩士大多數是兩人間，甚至有的是一人間。如中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所，學生統一入住優越的學生公寓，每人一間，臨湖而居。不單如此，不少宿舍的生活設施也很齊全，仍以蘇州納米技術與納米仿生研究所舉例，公寓內空調。熱水器、冰箱、廚房用具等家電家具一應俱全，這在高校是絕不可能出現的現象。
科研院所之最
Number1：最大的植物園
中國科學院西雙版納熱帶植物園，是目前我國最大和保存物種最多的植物園。版納植物園占地面積約1125公頃，收集活植物12000多種，建立植物專類區38個，保存一片面積約250公頃的原始熱帶雨林，是我國面積最大、收集物種最豐富、植物專類園區最多的植物園，也是世界上戶外保存植物種數和向公眾展示的植物種類最多的植物園。版納植物園是集科學研究、物種保存、科普教育于一體的綜合性植物園。
Number2：SCI收錄論文被引用篇數及次數最多
中國科學技術信息研究所于2013年9月27日的中國科技論文統計結果顯示：中科院化學所2007―2011年發表的SCI收錄論文在2012年被引用2402篇，被引用13446次，居全國研究機構第1名；2003―2012年發表的SCI收錄論文累計被引用5565篇，被引用114856次，居全國研究機構第1名。
另外，中科院化學所有兩篇研究論文入選“中國百篇最具影響國際學術論文”。
Number3：亞洲第一的智庫
智庫的影響力不在于每年出版了多少本書，或是召開了多少場會議，而在于它們對媒體、公眾和政府決策者的影響。
2013年1月17日上午，美國賓夕法尼亞大學在華盛頓召開會，公布了2012年全球智庫最新排名。中國社會科學院蟬聯亞洲第一，在全球總榜單中排名第17位，較上次上升11位。
目前全世界共有6603家智庫，這一數字每年還在增長之中。自2007年以來，賓夕法尼亞大學“智庫和公民社會研究項目”小組每年對全球智庫的影響力進行一次排名，除了綜合影響力排名的總榜單之外，還包括按地區、研究方向劃分的榜單。此次排名是由全球120個國家的1900多名學者、記者、政府決策者進行打分得出的。
Number4：政界要員最多
中央黨校的學位研究生和普通高校的學位研究生教育完全一樣，都屬于國民教育序列，都是由國務院學位辦授權設立學位點，通過全國統一的學位研究生入學考試招生，從招生、就業到學籍管理、學位授予都按照教育部的規定進行。
在已畢業的學位研究生中，先后有29位校友成長為省部級領導干部，137位成長為司局級正職領導干部。