Interpretation of Quantum Theory: The Quantum “Grue-Bleen” Problem

We present a critique of the many-world interpretation of quantum mechanics, based on different “pictures” that describe the time evolution of an isolated quantum system. Without an externally imposed frame to restrict these possible pictures, the theory cannot yield non-trivial interpretational statements. This is analogous to Goodman’s famous “grue-bleen” problem of language and induction. Using a general framework applicable to many kinds of dynamical theories, we try to identify the kind of additional structure (if any) required for the meaningful interpretation of a theory. We find that the “grue-bleen” problem is not restricted to quantum mechanics, but also affects other theories including classical Hamiltonian mechanics. For all such theories, absent external frame information, an isolated system has no interpretation.     

Machine Learning for Evaluating the Cytotoxicity of Mixtures of Nano-TiO2 and Heavy Metals: QSAR Model Apply Random Forest Algorithm after Clustering Analysis

With the development and application of nanomaterials, their impact on the environment and organisms has attracted attention. As a common nanomaterial, nano-titanium dioxide (nano-TiO₂) has adsorption properties to heavy metals in the environment. Quantitative structure-activity relationship (QSAR) is often used to predict the cytotoxicity of a single substance. However, there is little research on the toxicity of interaction between nanomaterials and other substances. In this study, we exposed human renal cortex proximal tubule epithelial (HK-2) cells to mixtures of eight heavy metals with nano-TiO₂, measured absorbance values by CCK-8, and calculated cell viability. PLS and two ensemble learning algorithms are used to build multiple QSAR models for data sets, and the test set R² is increased from 0.38 to 0.78 and 0.85, and RMSE is decreased from 0.18 to 0.12 and 0.10. After selecting the better random forest algorithm, the K-means clustering algorithm is used to continue to optimize the model, increasing the test set R² to 0.95 and decreasing the RMSE to 0.08 and 0.06. As a reliable machine algorithm, random forest can be used to predict the toxicity of the mixture of nano-metal oxides and heavy metals. The cluster analysis can effectively improve the stability and predictability of the model, and provide a new idea for the prediction of cytotoxicity model in the future.     

L1 β-Lactamase催化反应机理研究

用混合量子力学和分子力学(QM/MM)方法和密度泛函理论讨论了L1 β-Lactamase催化Nitrocefin水解的过程, 研究结果表明, 反应为多步反应: 第一步亲核进攻反应为反应的决速步骤, 并且伴随着酰胺键的断裂, 第二步反应为质子迁移反应. 同时讨论了金属锌在反应中的作用.     

磁电复合材料的力学实验与理论研究进展

磁电复合材料同时具备铁磁、铁电性,并且具有磁电耦合效应,在新型磁电器件、自旋电子器件、高性能信息存储等领域有着广泛的应用前景,已成为目前功能材料领域新的研究热点.论文对磁电复合材料在力电磁多场耦合下的力学行为研究的最新进展进行总结和回顾.着重介绍磁电复合材料的磁电耦合效应实验以及多场耦合微纳米力学实验仪器的研制和表征方法.同时,也阐述了磁电复合材料在多场耦合本构理论、失效断裂理论以及多尺度计算方面的研究进展.最后,总结已有研究存在的不足,就目前有待解决科学问题的进一步研究提出建议.     

结构力学几何体系的一组教学模型1)

基于目前土木工程本科生教学课程结构力学的教学现状,特别是几何体系讲解过于抽象的问题,本文借鉴国外相关经验,提出了基于实物的一种解决方案,即基于计算简图模拟几何体系的结构力学教学模型,并论述其必要性。通过介绍其组成构件、典型用途及使用示例,表明了其具有良好的教学辅助效果,体现了土木工程专业本科重要的专业基础课结构力学教学中,传统授课与创新探索相共存、简化图示和实物呈现相结合的重要作用。     

树枝上的小鸟——趣说刚体平衡1)

为了提高理论力学课堂的趣味性,本文以树枝上小鸟作为刚体平衡的例子,应用力的平行四边形法则、力的可传性、三力平衡汇交定理等基本原理分析了树枝上小鸟的双腿受力,以及啄木鸟尾巴在保持身体平衡中的作用,并讨论了小鸟不同姿态对其受力的影响,期望达到提高学习兴趣、寓教于乐、改善教学效果的目的。     

美国静力学教材分析

为对美国静力学教材有较为全面的理解,以便于在教学和教材建设中参考借鉴,本文研究这些教材的历史发展与现状。概述美国静力学教材的起源与演变。选择有代表性的7本仍在使用的教材,考察这些教材的主要内容及其教学处理,分析这些教材的教学理念和特点。     

数值仿真在岩石力学教学中的应用

岩石力学作为一个重要的力学分支,是土木工程、水利水电、采矿工程等应用型学科的重要基础。本文首先调研了岩石力学教学中存在的难点,分析了数值仿真技术在教学中的优势。随后,以岩石单轴压缩实验为例,采用图像采集与颗粒流模拟相结合的数值仿真技术,演示了岩石瞬态破坏过程,揭示了岩石在受到外力时的破坏方式和破坏机理。表明了数值仿真技术在岩石力学教学中具有“全尺度、全维度、全时程”等优点。展示了数值仿真技术在描述岩石破坏过程中形象、直观的教学效果。

     

力法去弹性支座多余约束的一种处理方式

针对带弹性支座多余约束结构力法计算问题,在分析弹性支座计算特点基础上,提出一种解除弹性支座固定支点约束、保留完整弹簧作为基本结构一部分的去弹性支座多余约束处理思路,一方面便于利用原结构弹簧固定支点处已知的零位移条件建立形式统一、意义明确的力法典型方程,方程系数和自由项均为基本结构中弹簧解除约束点处的绝对位移;另一方面弹簧变形对计算的影响限于主系数,将弹簧看作附着于基本结构的轴力单元,主系数可由杆件弯曲变形产生的主位移与弹性支座柔度系数叠加得到。解除支座固定支点的去多余约束方式对拉压弹性支座、转动弹性支座及刚性支座均适用,可规范力法求解过程和提高计算效率。

     

新媒体创作在工科基础课程教学中的应用——以理论力学课程为例

随着我国高等教育迈向深化改革的新发展阶段,传统工科教学也面临理论结合实践、基础结合创新、传统结合多元的改革新目标和新要求。本研究以理论力学课程教学为例,提出了一种以学生为主体的短视频创作在工科基础课程教学中的应用模式,有效提升了学生学习效率和知识掌握程度,对开拓学生学习能力和创新思维具有显著促进作用。该模式为工科多元教学提供了新的思路,对与时俱进优化工科教学改革具有重要参考价值。