原子结构十篇

原子结构篇1

A. 继承了卢瑟福的原子模型，但对原子能量和电子轨道引入了量子化假设

B. 对经典电磁理论中关于“做加速运动的电荷要辐射电磁波”的观点表示赞同

C. 用能量转化与守恒建立了原子发光频率与原子能量变化之间的定量关系

D. 玻尔的两个公式是在他的理论基础上利用经典电磁理论和牛顿力学计算出来的

2. 下面关于玻尔理论的解释，不正确的说法是（ ）

A. 原子只能处于一系列不连续的状态中，每个状态都对应一定的能量

B. 原子中，虽然核外电子不断做加速运动，但只要能量状态不改变，就不会向外辐射能量

C. 原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一定要辐射一定频率的光子

D. 原子的每一个能量状态都对应一个电子轨道，并且这些轨道是不连续的

3. 卢瑟福通过对[α]粒子散射实验结果的分析，提出（ ）

A. 原子的核式结构模型

B. 原子核内有中子存在

C. 电子是原子的组成部分

D. 原子核是由质子和中子组成的

4. 下列说法正确的是（ ）

A. 天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的

B. 卢瑟福的[α]粒子散射实验揭示了原子核有复杂结构

C. 玻尔的原子结构理论是在卢瑟福的核实结构学说基础上引进了量子理论

D. [α]射线，[β]射线，[γ]射线本质上都电磁波，且[γ]射线的波长最短，电离能力很强

5. 下列说法正确的是（ ）

A. [α]粒子散射实验说明原子核有复杂结构

B. [α]粒子散射实验中，不考虑电子和[α]粒子的碰撞影响，这是因为电子体积极小，[α]粒子碰撞不到电子

C. 原子核中任一个核子只与相邻核子间有很强的核力作用

D. 由[α]粒子散射实验可以估测原子核的大小

6. 若原子的某内层电子被电离形成空位，其它层的电子跃迁到该空位上时，会将多余的能量以电磁辐射的形式释放出来，此电磁辐射就是原子的特征X射线. 内层空位的产生有多种机制，其中一种称为内转换，即原子中处于激发态的核跃迁回基态时，将跃迁时释放的能量交给某一内层电子，使此内层电子电离而开成空位（被电离的电子称为内转换电子）.

214Po的原子核从某一激 [图1]发态回到基态时，可将能量[E0=]1.416MeV交给内层电子（如图1[K、L、][M]层电子，[K、L、M]标记原子中最靠近核的三个电子层）使其电离，实验测得从214Po原子的[K、L、M]层电离出的电子动能分为[EK=]1.323MeV、[EL=]1.399MeV、[EM=]1.412MeV. 则可能发射的特征[X]射线的能量为（ ）

A. 0.013 MeV B. 0.017 MeV

C. 0.076 MeV D. 0.093 MeV

7. 氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论，下述说法正确的是（ ）

A. 电子绕核旋转的半径增大

B. 氢原子的能量增大

C. 氢原子的电势能增大

D. 氢原子核外电子的速率增大

8. 氢原子在某三个相邻能级之间跃迁时，可发生三种不同波长的辐射光. 已知其中的两个波长分别为[λ1]和[λ2]，且[λ1>λ2]，则另一个波长可能是（ ）

A. [λ1+λ2] B. [λ1-λ2]

C. [λ1λ2λ1+λ2] D. [λ1λ2λ1-λ2]

9. 现有一粒子甲与静止的处于基态的氢原子乙发生碰撞，已知甲的质量是乙的质量的[k]倍. 图2是氢原子的能级图. 问粒子甲的初动能最少多大，才可能与粒子乙发生非弹性碰撞而使乙从基态跃迁到激发态？

[图2]

10. 氢原子第[n]能级的能量为[En=E1n2]，其中[E1]是基态能量，而[n=]1，2，…. 若一氢原子发射能量为[-316E1]的光子后处于比基态能量高出[-34E1]的激发态，则氢原子发射光子前后分别处于第几能级？

11. 有两个质量为[m]的均处于基态的氢原子[A、B]，[A]静止，[B]以速度[v0]与之发生碰撞. 若碰撞前后二者的速度均在一条直线上，碰撞过程中部分动能有可能被某一氢原子吸收，从而该原子由基态跃迁到激发态，然后，此原子向低能级态跃迁，并发出光子. 若氢原子碰撞后发出一个光子，则速度[v0]至少需要多大？已知氢原子的基态能量为[E1（E1

12. 带电粒子的荷质比[qm]是一个重要的物理量. 某中学物理兴趣小组设计了一个实验，探究电场和磁场对电子运动轨迹的影响，以求得电子的荷质比，实验装置如图3.

[电极板][荧屏][+][-][-][+][电子束][图3]

（1）他们的主要实验步骤如下：

A. 首先在两极板[M1M2]之间不加任何电场、磁场，开启阴极射线管电源，发射的电子从两极板中央通过，在荧幕的正中心处观察到一个亮点；

B. 在[M1M2]两极板间加合适的电场：加极性如图3所示的电压，并逐步调节增大，使荧幕上的亮点逐渐向荧幕下方偏移，直到荧幕上恰好看不见亮点为止，记下此时外加电压为[U]. 请问本步骤目的是什么？

原子结构篇2

教学目标：

1．通过学习碱金属单质和卤素单质的性质变化规律，体会元素性质变化的规律。

2．进一步学习与巩固原子结构决定元素性质的思想方法。

3．初步体验从具体到抽象、从归纳到演绎的化学理论知识学习的一般方法。

教学重点和难点：

1．碱金属单质和卤素单质的性质变化规律

2．原子结构决定元素性质的思想方法的确立

教学过程：

引入：

投影元素周期表：

这是一张元素周期表，上节课我们刚学习了它的结构。请大家帮助我找一找，在这张周期表中我们已经学习过哪些元素的单质。

（钠、镁、铝、铁、铜；氯、硫、氮、硅等）

其中有些是金属元素的单质，有些是非金属元素的单质。请大家能否总结一下，金属元素的单质有哪些通性？非金属元素的单质又有哪些常见的性质？

投影：

金属单质：

都可作还原剂：M-neMn+。

具体表现为：

(1)与非金属单质反应，如与氧气反应生成金属氧化物；2Cu+O22CuO

(2)与水反应，产生氢气；如钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，铁在高温时与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气等；2Na+2H2O2NaOH+H2

3Fe+4H2O(气)Fe3O4+4H2

(3)与盐酸、稀硫酸等酸反应，生成氢气；如铝和稀硫酸反应，生成硫酸铝和氢气，但是金属遇到某些酸（如浓硫酸、硝酸等）不产生氢气。

2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2

(4)与某些可溶性盐发生置换反应；如铁与硫酸铜溶液反应可生成硫酸亚铁溶液和铜单质；

Fe+CuSO4FeSO4+Cu

非金属单质：都可作氧化剂，也可作还原剂

(1)与氢气反应生成氢化物；Cl2+H22HCl

(2)与金属反应：2Na+Cl2 2NaCl

(3)与氧气反应生成非金属氧化物: S+O2

SO2

(4)与水反应：Cl2+H2OHCl+HClO

(5)与强碱溶液反应： Cl2 + 2NaOH NaCl+ NaClO+H2O

讲解：教材编写专家为什么要在前面让我们学习那么多具体物质的性质呢？在这张周期表中，它们的位置有何特点？

它们分处在不同的族中，是各个族的典型代表物。周期表中已经有一百十几种元素，我们无法在短短的高中阶段学完，我们可以根据原子结构相似的特点，进行归类学习。今天我们将在典型单质和元素周期表的引领下，进一步学习如何采用一定的推理方法，把它们演绎到其他元素单质的学习中，从而达到事半功倍的效果。

下面我们借助最为典型的金属元素――碱金属和最为典型的非金属元素――卤素，通过研究它们单质的化学性质的递变规律，来学习一种化学推理方法。

第一环节：碱金属部分

我们曾经学习过金属钠的相关性质，同主族钾的性质是否与钠的完全相同？（不完全相同）， 我们可以从哪些角度进行比较研究？（与氧气、水、盐溶液等反应），如何进行比较研究？（控制变量法）。

请大家回忆钠与水反应的现象。（交流）

投影演示：

（1）钠与水反应的实验

钠熔化成闪亮的银白色小球；浮在水面上；快速地四处游动；发出吱吱的声响；滴有酚酞的溶液变红色。

（2）钾与水反应的实验

钾熔化成闪亮的银白色小球；浮在水面上；快速地四处游动；发出吱吱的声响；能燃烧并伴有轻微的爆鸣声和紫色的火焰；滴入酚酞溶液显红色。

从上述的实验现象我们可以推知怎样的结论？

钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈，说明钾比钠更活泼。

排在周期表下方的铷和铯又如何？

播放录像：铷、铯分别与水反应的实验。

从上述的录像，结合刚才的实验，我们又可以推知怎样的结论？

在钠上方的锂呢？

播放录像：锂与水反应的实验。

钠、钾、铷、铯，它们单质与水反应愈趋活泼，说明它们的单质活动性越来越大。

为什么呢？

阅读并填写：第5页上的表格。

思考：为什么锂、钠、钾、铷、铯，它们的单质活动性会越来越大？

提示：

1. 原子结构有何相同和不同点；变化规律如何？

2. 元素的性质包括元素的原子半径、元素的主要化合价和元素的金属性和非金属性等，你认为这些元素的性质与它们的原子结构有关系吗？

原子的最外层电子都是1个；容易失去最外层的电子而呈现+1价。

原子核外的电子层数不同；随着核电荷数的增加，他们的电子层数逐渐递增，所以原子半径也逐渐增大；使核对最外层电子的吸引逐渐减弱，导致它们的失电子能力依次增强，元素的金属性也随之逐渐增大。

其中，最外层电子数和电子层数是原子结构的组成部分。

元素的主要化合价主要取决于原子的最外层电子数；

元素的原子半径，在最外层电子数相同时，主要取决于原子的电子层数；

元素的金属性强弱是原子的失电子能力决定，而失电子能力和原子的半径有关，同族元素的原子半径又取决于原子的电子层数。

所以元素的原子结构决定了元素的性质。

3. 你认为元素单质的性质与元素的原子结构有关系吗？

由于元素的性质无法用直观的现象进行表达，所以我们只能通过它们的单质及其化合物的性质来反映。

金属元素的单质是由金属原子通过相似的作用力―金属键结合起来（金属键知识将在后面学习到），所以锂、钠、钾、铷、铯单质的结构递变主要取决于它们的原子结构的递变性，碱金属元素的原子结构递变性，也可以通过碱金属单质部分化学性质的递变来反映。实验中碱金属单质与水反应越来越剧烈，是因为从上到下随着核电荷数的增加，电子层数逐渐递增，原子半径逐渐增大，元素的金属性逐渐增大引起的。

由于碱金属元素的原子结构的递变性决定了元素性质的递变性，同时在很大程度上决定了它们单质的部分化学性质递变的规律，所以我们可以根据碱金属元素原子结构的相似性和递变性，通过对典型元素钠及其单质的部分性质研究，来推测其他碱金属元素及其单质的性质。

第二环节：卤素与氢气的反应

刚才我们通过碱金属单质与水反应，初步感知了物质结构决定物质性质，那么卤素的情况是否也能佐证呢？

观察：第7页下面卤素的原子结构，请你试着推测一下氟、氯、溴、碘元素性质的相似性和递变性。

根据碱金属学习，得出“元素的原子结构决定了元素的性质”的结论。

卤素原子的最外层电子都是7个；可以推测它们都容易得到1个电子而呈现-1价。

卤素原子核外的电子层数不同；随着核电荷数的增加，他们的电子层数逐渐递增，可以推测原子半径也逐渐增大，核对最外层电子的吸引逐渐减弱，导致它们的得电子能力依次减弱，元素的非金属性也随之逐渐减弱。

推测：卤素的单质是由卤素原子通过相似的原子间的强烈相互作用形成的（原子间的强烈相互作用将在后续的学习中学习），所以同主族卤素单质的结构递变也主要取决于它们原子结构的递变性。所以我们可以通过他们结构的相似性和递变规律，来推测卤素部分化学性质的递变规律。

下面请你根据刚才所学的知识，以氯气与氢气反应为例来推测卤素单质氟、氯、溴、碘与氢气反应的可能情况。

卤素原子的最外层电子都是7个，它们都容易得到1个电子，可以推测氟、氯、溴、碘都能与氢气反应，并生成氢化物，其中卤素的化合价都应该为-1价。

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随着核电荷数的增加，氟、氯、溴、碘原子中的电子层数逐渐递增，原子半径逐渐增大，非金属性随之逐渐减弱，所以可以推测它们的单质与氢气反应的活动性逐渐递减，表现为反应的条件越来越高，反应的程度越来越小。

查找资料验证：是否如此？请阅读并填写第8页上的相关内容。

根据表中的信息可以得到：氟、氯、溴、碘与氢气反应的剧烈程度越来越小，生成的氢化物的稳定性越来越差。证明氟、氯、溴、碘的非金属活动性依次递减。

需补充说明的是，除了从元素的主要化合价、原子半径和元素的金属性和非金属性角度比较外，我们还可以从单质的活动性、相应氢化物的热稳定性和最高价氧化物对应水化物的酸性强弱来比较。（以卤素为例进行说明）

至此，我们进一步学习和明确了物质结构决定物质性质这样一个基本的思想方法。

第三环节：卤素单质间的置换反应

探究：我们能否设计一个实验，进一步“证明氯、溴、碘的非金属活动性逐渐减小”这样一个推测？

实验研究的特点，就是通过实验用明显的现象或数据，把看不见、摸不着的课题本质展现出来。

我们可以通过选取卤素的某个相关性质，通过观察它们的实验现象，从反应的条件、反应的剧烈程度等角度来比较它们的活泼性。

讨论、设计方案（可能的方案有）：

方案1：氯、溴、碘与金属的反应。观察反应的条件、剧烈程度来推测它们的活动性大小。

实验录像：氯、溴、碘与金属锑的反应。氯与锑常温下就能反应；溴与锑加热后才能反应；碘与锑长时间加热也无明显现象。证明氯、溴、碘的活泼性依次减弱。

方案2：氯、溴、碘与水的反应。

无法观察反应的程度，不可取。

方案3：氯、溴、碘相互间的置换反应。如何利用最少的实验加以证明？

溴化钠溶液中滴加氯水，然后加少量四氯化碳萃取，如果下层的溶液由无色变为橙色，证明氯可以置换溴。

碘化钾溶液中滴加溴水，然后加少量四氯化碳萃取，如果下层的溶液由无色变为紫红色，证明溴可以置换碘。

由上述两个实验可知，氯、溴、碘的活泼性依次减弱。

方案4：测氢化物的热稳定性。（测受热分解的温度，较复杂）

方案5：测最高价氧化物对应水化物的酸性强弱。（如何比较？与水溶液酸性强弱有区别，应观察高价氧化物对应水化物中O-H键，受该元素吸引后容易断裂的程度。这很难用现象来表达，所以作为实验研究的方案不合适。）

在学习阶段形成多种方案并不是最终目的，首先我们期望通过各种方案的设计，能够充分调动自己原有的学习经验并把它纳入到自己新的知识结构中，形成并完善更为丰富、复杂的知识网络。问题解决的第一层次是想办法解决问题；第二层次是想更多的办法解决问题；第三层次是优选方案想更好的办法解决问题。优选方案的原则是方案可靠、现象明显、操作简便、安全绿色，并用实验进行验证。实际上科学家在科学研究中，也经常会优先考虑简单易行的方案进行研究。

讨论、评价设计方案：

学生实验验证：

溴化钠溶液中滴加氯水，然后加少量四氯化碳振荡，下层的溶液由无色变为橙色。证明氯可以置换出溴。

碘化钾溶液中滴加溴水，然后加少量四氯化碳振荡，下层的溶液由无色变为紫红色。证明溴可以置换出碘。

补充资料

利用Br2和I2在有机溶剂中溶解度大于在水中的溶解度的特点，我们可以利用四氯化碳等溶剂，把少量的溴和碘从它们的水溶液中聚集起来，从而便于实验现象的观察。用这种方法我们可以检验水中少量的溴和碘的单质。

讲解：由上述实验探究，我们进一步认识了元素（物质）性质与原子（物质）结构的关系。今后我们将在碱金属和卤素的基础上，应用上述的原理，对周期表中的其他主族元素进行演绎与推理，从而更好、更有效地完成高中化学的学习任务。

预测：氧族元素及其单质的性质递变规律。可能的角度有：

元素的性质：主要化合价为-2价；从上到下原子半径逐渐增大，非金属性逐渐减弱。

单质的活动性：从上到下逐渐减小。如2H2S+O22H2O+S

（氢化物热稳定性从上到下越来越差，水分子受热时3000℃才分解，而硫化氢分子受热300℃左右就已经分解。

最高价氧化物对应水化物的酸性从上到下越来越弱）

作业：

1.其实，同主族元素的单质除了化学性质有递变规律外，它们在物理性质上也表现出一定的相似性和规律性。

如：碱金属单质的物理性质，见第7页表格中的信息。

还如：卤素单质的物理性质，见第8页表格中的信息。

请找出它们的相似性和规律性。

2. 利用上述的原理我们不仅可以根据主族元素中典型的元素及其单质、化合物的性质来推测其他元素及其单质、化合物的相关性质，我们还可以利用同周期元素的原子结构递变规律来推测它们性质的递变性。

小结：

1. 今天我们通过实验和信息处理的方式，学习了碱金属和卤素单质的性质递变规律，并体会了碱金属和卤族元素的结构与性质的关系，进一步明确了原子结构决定元素性质的思想方法。

2.利用周期表，通过体验感知―推理验证―归纳整理―演绎推理（应用规律解决问题）的一般科学研究的思维方法，我们也初步体验了从具体到抽象、从归纳到演绎的化学理论知识学习的一般方法。

原子结构篇3

AtomicNucleusLookingDirectlyStructureZhangGuo-hui

（nnnEngineer，No.8TiexiRd.Liaoyang,LiaoningCHINA111004）

KeyWords

Nuclearkey,nuclearring

Secondneutron

原子核的直观结构(I)

论文摘要

从根本上解决核力问题,进而得到一个自然界的普遍规律,即原子核是由质子与中子较均匀地相间排列,然后首尾相连而构成的核子环,围绕其自身的轴线高速转动而形成的壳层结构的带电液滴球核。核子环的成环张力是由核环上所有质子相互推斥提供的，这样就得到了原子核这个微观量子多体系的直观结构图象----核子环。

关键词：核键核子环次中子

AtomicNucleusLookingDirectlyStructure

ABSTRACT

Toattacktheproblemsofnuclearforceattheroot，thusobtainauniversallawofnature.Thatis,atomicnucleusisanuclearringformedbyprotonsandneutronsalternatelyarrangeaskeysinamoreevenorder,thentheheadandthetailconnect,andtheformingnuclearringcanself-rotateatahigh-speedaboutself-axis,sothatformingashellstructurechargedliquidsphericalnucleus.Theformingringtensionofnuclearringisprovidedbyprotonsrepeloneanother.SoWehave

obtainedatomicnucleus,thearchitectureofmicroscopicquantummany-body,Lookingdirectlystructureimage-nuclearring.

原子核的直观结构(I)

原子核是物质结构的一个层次，它介于原子与粒子之间，是由质子与中子（统称核子）组成的非相对论量子多体体系。此量子多体体系的结构图象是由核内的质子与中子依靠一种短程的强相互作用力来维系的。这种核子间的强相互作用，称为核力或者强力。

目前，对原子核的结构及其运动规律的了解是“多侧面”的：它既具有“独立”核子在由其它核子构成的平均场中运动的性质，而又突出地具有核子间有强耦合的集体运动性质；它既是一个由核子构成的非相对论量子多体体系，而又反映介子、重子乃至夸克自由度的复杂介质；它既是一个有一定量子数的有序物质状态，而又表现出明显的统计性及在一定条件下具有量子混沌的行为，由于核力问题并没有根本解决，各式各样的核结构型虽在一定程度上从某些侧面成功描写了原子核结构所表现出的丰富多彩的多样性，但也都有各自的问题、困难和局限性。〔1〕

因此，我们如何才能用简单、单一的描述来说明原子核这个体系的性质及其运动规律呢？如何使各种核模型统一起来呢？也就是说，各种核子究竟是按一种什么样的规律组合在一起的，原子核的真实直观结构是怎样的，这是从根本上解决核力问题的关键。以下论述是本文作者的一种大胆尝试！

一、核子间核力作用的饱和性

由于核子是有内部结构的粒子，我们把它们想象成象原子或离子那样，能够相互成键。我们把各种核子间形成的核力（近似地说是静态的，与核子速度无关，但存在与速度相关的力），统称为核键，即核子间通过传递、交换兀介子而相互成键（兀介子的静止能量比核内核子的动能大得多），从而出现了兀介子云的叠，就像电子云的重叠那样。这是一种短程吸引力，作用范围小于是10-15米，既使在这么小的范围内，键长也是变化的，一般中子与质子之间形成的核键的键长较短，中子与中子、质子与质子之间形成的键长较长。在原子核内，具有最短键长的核键的单个键能即为核子平均结合能。（8-8.5Mev）。一般成键后的不同核子不能互相转化。

核子间的成键与原子成键相似，很具有饱和性。就是说，一个核子同直接与之接触的不同类核子有核力作用后，同其它核子无核力作用。一个质子最多只能同两个直接与之接触的中子成键，而质子成键达完全饱和键态，即

H，空间平面直观结构可能为“”（-中子，-质子）。而一个中子最多也只能同两个直接与之接触的质子成键达完全饱和键态，即He，空间平面直观结构为“”。中子（质子）之间成键不具饱和性，一个中子同直接与之接触的中子都能成键，但结合得不紧密，是一种弱的束缚，易因中子的激发而被自动破坏。

二、原子核的直观结构

既然核子成键具有饱和性，那么它们是怎样组成稳定的原子核的呢？原来，原子核并不是那种单纯的“核”，而是由质子和中子较均匀地相间排列成键，然后首尾相连而构成的核子环，围绕其自身的轴线高速转动而形成的壳层结构的带电液滴球核。由于核子都集中在核子环上，因此核内是空心的，即原子核具有空虚的质心。核环转动形成的球形核就象乒乓球一样，形成的椭圆形核就象蛋壳一样。核环的成环张力是由核子环上所有质子相互推斥提供的。这样，原子核外观表现为质子间的较大库仑斥力，使核环伸张，内观则表现为核子间的核力，这种强力使核子一个拉着一个，使核收缩，从而产生核的表面张力，但核的表面张力远大于质子间的斥力，之所以能维持平衡，是因为核力具有饱和性的缘故。另外，因核的转动使核子产生离心力。原子核内的斥张力及离心力同核的表面张力的相互抗衡，维持着原子核空间结构的相对稳定存在。

在核子环上，每个核子只与它两侧的核子有核力作用，形成两个核键达饱和，而与其它的核子一般不再有核力作用。这就是核力在原子核内的饱和性，正由于这种饱和性，使原子核这个多体体系的性质从复杂归于简单、单一，核子环成为环上任一核子运动的平均场。

三、原子核的运动形式

原子核的核环上质子均匀排列的空间有序性，与核外电子的规则排布相联系。核子环的自转是环上所有核子独立运动有矢量和，即单粒子运动必须服从或服务于统一的整体转动，这是综合模所描述的——核子在核内单粒子运动与集体运动相耦合。原子核作为一个微观量子体系，核子环的集体转动并非像流体那样作非旋转动，它的集体转动是指原子核势场空间取向的变化。〔2〕

由于核子环整体向一定方向自转（顺时针或逆时针），质子也都相应做环系运动，从而产生环系电流，这样就使原子核中显示出质子的正电移动性——质子流。因此，它们的统一运动产生了相同的磁场，这样核环就有了较固定的旋轴线——核轴线（沿磁极方向，就象地磁线一样）。中子也同样产生中子流，中子流与质子流，它们占据着各自的量子轨道（能级），虽然通过核子——核子相互作用，不断地交换着能量、动量和角动量，但它们大体上保持着相对的独立性，即从总体上看，它们近似地保持着原来的运动状态，这正是独立粒子模型，即壳模型所描述的。核子的高能级轨道是与轴线垂直的核的腰部，核子的低能级轨道是轴线附近的核的端部。这样，核内核子表现出两重性——粒子空穴性，核内核子的填充状态是一种轨道运动的几率分布，不再以费米面作为占据或空缺的自然分界线，这是引入准粒子时所描述的。而核子环转动所形成的相对薄的表面及核子环的变形使核物质有低的可压缩性，正是液滴模型的两个基本假设。〔3〕

核子环上的核子大体上可看成是在同一个平面上，圆面的转动形成了旋转球体的原子核。核环上的核子时时刻刻都在平衡形状附近做或强或弱的形状振动，这种振动从外观上看是原子核体积不怎么变化的表面振动。如果因个别核子的动能（破坏核环形状的）太大，迫使核环发生形变，离开原来的平衡形状，成为椭圆环，它们在转动时就成为椭球体，这样就形成了某些原子核电荷分布的非球对称，而是具有旋转椭圆球的对称性。正是由于核子绕轴线转动形成的对称性，使核子在轨道上运动具有如下特点：在同一能级的轨道上，可能运动着核子环上对应着的一对质子或一对中子。也就是说，在同一量子轨道上运动着一对核子。

四、原子核的稳定性

在原子核中，质子与中子的有机组合构成了原子核真实的直观结构。在核环上有多少个核子，就应有多少个核键，如12C核环上有12个核键，13C则有13个核键。这些核键是一个统一的整体，破坏一个原子核，必须给予其核子环上应有的若干个核键的总能量——总结合能E总。

一些稳定的原子核（包括基态核）的平面直观结构（可能的轴线）如下图所示：

HeLiLiBe

同它们结构相似的又如12C、13C、14N、15N、16O、17O、20Ne、23Na、32S、40Ca等等。

一般情况下，原子核最稳定的结构是中子与质子均匀相间排列的核子环，且N=Z。它们是“具有高度的中子-质子对称性的球形自轭核”，它们的核环上任一核子都达到了完全饱和键态，中子与质子结合得很紧密，电荷分布为球对称，如奇奇核14N和偶偶核16O等。在这样的核环上加入（或去掉）一个或几个中子成键，在核环一处或几处出现了剩余相互作用，即相同核子间出现了不饱和核力，核圆环可能因此变形为椭圆环，从而形成了近球形核。以上正是平均场理论所描述的。〔4〕

对于中子数多于质子数较多的中等核及重核，它们的核环上可每相隔两个中子再排列一个质子，形成的核也是稳定的，即Z≤N≤2Z。但核环上最多一处可排列三个相连的中子，如果中间的那个中子不稳定，具有很大的动能（使核环发生形变的，而非转动的动能）。核环为阻止自身的形变，在核的表面张力作用下，会迫使其发生β-衰变，使其衰变成质子，然后与两侧的中子恰形成饱和核键而达到稳定。或者，此中子虽无大的形变动能，但受到核环上强大的表面张力的压迫、冲击，达到弱作用范围，也会发生β-衰变，这就是重核的β-衰变。

在饱和的核环一处去掉一个中子（可加入一个质子），会使两个质子直接作用，达到了弱作用范围，其中的一个质子会发生β+衰变，衰变成一个质量仅次于质子的中性新粒子——次中子，然后重新形成核键。但次中子是不稳定的，它能吸收光子（γe+e），而转变成中子，如发生β+衰变后的重核伴随着正负电子对的吸收现象，就反映了次中子的这一特性。如果质子不发生β+衰变，也可通过俘获K电子使其中的一个质子转变成中子而重新形成稳定的核键。可见，中子与质了在原子核内互相限制、彼此制约，并且中子在原子核内的作用就是起到连接质子的作用。当中子数少于质子数时，原子核就会不稳定，会发生β+衰变或K俘获。虽然核自由中子会发生β-衰变，但在原子核内与质子成键后的束缚中子不会发生ββ-衰变，这是饱和核力作用的结果。

当核环上的中子与中子直接相连时，两个中子成键均未饱和，出现剩余相互作用，可仍与外来的低能量的中子形成弱的核力，但不在弱作用范围内，不会发生β-衰变。这个中子没有能力加到核子环上去，而是在核环形成很长的核键，因量子运动而形成核的中子晕或核的中子皮，如11Li、11Be、14Be的中子晕及6He、8He的中子皮，这些具有中子晕的或中子皮的原子核是一种弱束缚态的密度不均匀的体系。﹝5﹞

对于重核，中子与中子直接连接处较多，剩余相互作用较大，在核内起主导作用，当核环变形为梭形时，在核的两端尖部会引起α衰变，使核环向圆环状恢复，这样就会发射α粒子。核子环能够变形，与转动频率有关。在较低角动量时，原子核形成一个中等形变的扁椭圆形状，随着角动量的增加，原子核具有长椭球形变或三轴形变。当角动量继续增加时，核环将在剩余相互作用下发生裂变，此时剩余相互作用能克服质子间的斥力及转动引起的离心力，使核子重新组合成两个或多个子核环。以上是由原子核的转动液滴模型所描述的。﹝6﹞

千变万化的核反应，就是使核环上局部的核子间原来的核键被破坏，并重新形成更强的新核键的过程，同时通过发射粒子（或γ射线）进行退激发，使新结合的核环向圆环状恢复（斥力作用），这样就产生了新的稳定的核。在低能时，核反应为熔合蒸发、转移和电荷交换反应；高能时，核反应为散裂、多重碎裂和裂变反应。

五、结束语

真理往往就是那样朴素，重要的是人们要善于发现它。我希望能有更多的人接受本文思想精华，再付诸于实践，我相信对核物理的发展将带为质的飞跃！

附参考文献

1～6丁大钊、陈永寿、张焕乔原子核物理进展

上海：科学技术出版社1997，559

原子核的直观结构（续篇Ⅱ）

五、核反应过程图示浅析

我们知道核反应是遵守质量数和电荷数守恒的，而且核反应不能凭空任意发生，这是由轰击粒子的能量及结构和靶核的结构性质所决定的。由于核子环上的核子都在一个平面上（核子间的表面张力与质子间斥力相抗衡的结果），并且保持圆环状，这样靶核成为一个理想的核子环。由于它的轴线处的核子（端部）在旋转动能最小的低能级轨道上，易与外来粒子结合，成为发生核反应的主要反应道；而与轴线垂直的核环的腰部核子转动动能很大，不易同外来粒子结合成键，如果能够结合，轰击粒子需要更高的能量。由此可以看出，核反应的随机性很大，从而使核反应复杂多变。轰击粒子与靶核的碰撞形式有非弹性的正碰和切碰两种，并且碰撞是随机的。对于能量很高的粒子（速度远大于核环自旋速度），原子核往往表现出通透性，即粒子当时并未碰到核子环面上的核子，只是快速地通过了核子环空虚的中心。

原子核的结构无法从实验中直接看到，但可以从实验结果中反馈出来。以下核反应均为实验所得的结果（大多数反应为熔合蒸发反应，打出准粒子）。由于核反应在瞬间即能完成，可视为核子环的自旋暂时停止（定像），轰击粒子与核子环共面，这样就可以把核反应过程显示在平面上了。一些低能核反应的类型如下：

（一）α粒子所引起的核反应

⑴N+HeO+H，产生的新核是稳定的。正碰过程如下图（注意核子间的相对位置关系，核子间应以饱和成键为原则，使其行为遵守能量最低原理）：

图114N（α，P）17O

在氮-14核轴线上有两种核子——一个质子和一个中子。在此反应道上，α粒了是与其中的质子发生了正碰。氦核的中子首先与轴线处的质子成键，氦核的两个质子也立即与轴线处质子两侧的中子分别同时成键，而原氦核的另一个中子与它本身的两个质子并未解脱核键。这样使新核环16O的核子达到全饱和键态。迅速解脱核键的氘核（接受到α粒子传给的较大动能）与核子环对面轴线处的核子发生第二次碰撞，氘核的质子把轴线处的中子旁边的一个质子撞出核外，而取代了它的位置，并首先与轴线附近的那个中子（非轴线上的中子，高能级优先成键）成键而使质子达饱和（H型），这样就完成了核子环上相同核子的替换过程，我们把这一过程称为核子替换。原氘核的中子随后挤入核子断环，在核表面张力作用下，接合成新的核子环。从而形成了稳定的氧-17核。飞出核外的质子与轰击粒相比，已损失了绝大部分的动能。这个核反应现象可以从布拉凯特的充氮云室照片中看到，分析径迹情况可知，分叉的径迹即为质子的径迹。这已由上图中显示出来。类似此反应的又如B+HeC+H，若这类反应发生的是切碰，则会直接释放氘粒子，无二次碰撞反应，如He+CN+H，产生的14N核是稳定的。

⑵B+HeN+n，在此反应道上，α粒子进攻的是10B核轴线上的中子（正碰），第二次碰撞发生核子替换打出一个中子。但新核13N不稳定，因为有两个质子直接相连成键，原氘核的质子有较大的远离核心的动能，在核的表面张力和斥力的直接作用下，易达到弱作用范围，会发生β+衰变或K俘获。新核衰变方程为NC+e+γe或N+eC+γe。产生的碳-13核是稳定的。整个过程如下图：

图210B（α，n）13N及13N的β+衰变或K俘获

⑶Be+HeC+n，在此反应道上，α粒子必须正碰铍-9核轴线上的中子，产生稳定的碳-12核，如图：

图39Be（α，n）12C

⑷Al+HeP+n，PSi+e+γe或P+eSi+γe。在此反应道上，α粒子必须正碰铝-27核轴线附近两个相连的中子之一。如图4

图427Al（α，n）30P及30P的β+衰变或K俘获

⑸Na+HeMg+H,此反应与⑷并不矛盾，在此反应道上，α粒子正碰的是钠-23核环上的质子，产生的镁-26核（核环上三个中子不一定直接相连）是稳定的。如图5

图523Na（α，P）26Mg

⑹Li+HeB+γ,这是个α粒子的全融合反应。在此反应道上，第二次碰撞时，氘核的质子有能力把对面核子环上中子与中子形成的较弱核键击破并与其中的一个中子成键，而没有发生核子替换打出质子。断环接合成新的稳定的硼核，同时释放成键键能γ光子。如图6

图67Li（α，γ）11B

（二）中子所引起的核反应

⑴N+nB+He，在此反应道上，入射中子把氮核环上的中子击入核内，同时与两个质子成键达饱和。进入核内的自由中子动能减小，已没有能力发生核子替换，而是挤压对面的核子环，使其变形，从而被两个质子（仍与另一个中子成键）捕获重新成键达饱和，这样就产生了一个系统能量很低的全饱和键态的α轻粒子飞出核外，余下的核子恰能接合成稳定的硼-11核。如图7

图714N（n，α）11B

⑵N+nC+H，CN+e+e。正碰过程如下图

图814N（n，P）14C及14C的β-的衰变

从上图可以看出，在此反应道上，入射中子碰撞的是氮核环上的质子，它代替了击入质子的位置，而自由质子与对面核环上的质子有较大斥力作用，使其有能力发生核子替换（也可能切碰发生反应，直接撞出质子，无二次碰撞），而决不能产生α粒子。这样，一个质子从新核中被蒸发出来。但是，由于轰击中子破坏了原来较强的饱和核键，而形成的是三个中子直接相连的较弱不饱和核键，并仍具有入射方向上的较大动能而不稳定，受到核表面张力的压迫而达到弱作用范围，易发生β-衰变，转变成的质子恰能与其两侧的中子重新形成稳固的饱和核键（符合能量最低原理，是原子核要求体系稳定的具体体现），从而产生了新的稳定的氮-14核。

⑶Al+nNa+He,NaMg+e+e。正碰如下图

图927Al（n，α）24Na及24Na的β-衰变

这样，此过程中就有三种射线释放（α、β、γ射线）。若此反应是切碰发生的，则直接蒸发出两个中子，即Al+nAl+2n。又如Be+nBe+2n,BeHe+He,虽然8Be为全饱和键态的核环，但由于它的核环太小，核子在振动时就有可能碰到一起重新组合成键，恰能形成两个饱和的α轻粒子，这种裂变为8Be核所特有。

（三）质子所引起的核反应

⑴F+HO+He，产生的新核是稳定的，正碰过程如下图：

图1019F（P，α）16O

⑵Ni+HCo+He，产生的新核是稳定的，正碰过程如下图：

图1158Ni(P,a)55Co

⑶Si+HP+n，在此反应道上，是切碰发生的（若正碰则打出α粒子），蒸发出的中子是硅-30核环上三个直接相连的中子中间的那个。产生的磷-30核环为全饱和键态，是稳定的。这种切碰也可能发生掇拾反应，如Li+HLi+H等反应。

（四）氘核所引起的核反应

⑴Al+HMg+He,产生的新核是稳定的，正碰如下图：

图1227Al（d，α）25Mg

⑵C+HB+He，产生的新核是稳定的，正碰如下图：

图1312C（d，α）10B

⑴与⑵也可能是切碰打出α粒子，可根据蒸发出的粒子方向来判断它们是如何碰撞反应的。

⑶Cl+HAr+2n,此反应是切碰的削裂反应，氘核的质子打出37Cl核环上三个直接相连的中子中间的那个，并与两侧的中子成键达饱和。氘核的中子解脱核键后沿原方向继续前进。产生的新核是稳定的。这样就有两个中子被蒸发出来。

⑷Mg+HAl+n，此反应是切碰的削裂反应，氘核的质子被核环上直接相连的两个中子捕获成键达饱和，它的中子解脱核键后继续沿入射方向飞出。与此类的反应又如Be+HBe+n,C+HC+H。但有的削裂反应后的新核会发生β衰变，如C+HN+n，NC+e+γe；P+HP+H，PS+e+e。

（五）光致反应

高能γ光子也能破坏核键而击出各种粒子，如切碰击出中子的反应：

O+γO+n；Mg+γMg+n产生的新核都是不稳定的，会发生β+衰变。如果蒸发出α粒子，则是光子正碰核环上的中子，此中子与对面核子不发生二次碰撞反应而产生的。光致反应还能切碰击出P、d、t等轻粒子，实质就是光子切割下核子环的一小片断产生的。

（六）中等离子间的高能反应

中等离子可被加速器加速而轰击核靶，会产生用轻粒子无法获得的不稳定同位素，如Ca+SKr+3n，在此反应道上，由于正碰截面小，轰击离子动能太大，核环上的一个中子把动能直接给同一直线上的靶核的两个对称中子，从而打出三个中子。正碰如下图：

图1440Ca（32S，3n）69Kr

由于新核环上有三处为质子与质子直接相连，会发生三次β+衰变，由于有两处在核的腰部，因转动动能较大，高能量的质子与质子在核表面张力作用下，不会立即达到弱作用范围内，会延缓衰变的现象。又如Si+NiY+3H，正碰如下图，产生的新核是稳定的。

图1528Si（58Ni，3P）83Y

如果反应碰撞截面增大，并且为切撞则会打出两个质子与两个中子，如Ca+GeSn+2H+2n，在此反应道上，因能量太高，碰撞后中子与质子之间的核键被破坏，蒸发出来的核子全部为激发态（不易成键），即单个的质子与单个的中子，而不是d、α粒子。产生的新核环为全饱和键态，是稳定的。切碰过程如下图：

图1640Ca（64Ge，2P2n）100Sn

（七）重核的衰变

如UTh+He，由于铀-238的核子环不稳定，因高速转动而产生较大的形变，在核环一处变形为扁椭状，使不饱和核子间有机会重新组合成一个α粒子释放（在剩余核力的作用下），从而使核环向圆环状恢复，但新核环在接合时，恰有三个中子直接相连碰撞，在强大的核表面张力压迫下迅速达到弱作用范围内，使中间的那个中子发生β-衰变转变成质子，重新与两侧的中子成键达饱和。这也有利于新核环向圆环状恢复，新产生的镤-234核是较稳定的，衰变方程为ThPa+e+e，与此过程相似的又如重核钍-232发生的复杂衰变：ThPb+6He+4e+4e，不同的是其中有两次α衰变后，在接合时只有两个中子直接相连，不具备产生β-衰变的条件。

（八）结束语

原子结构篇4

【关键词】 稀土金属Ce化合物 磁结构 费米面 电子结构

1 引言

稀土金属Ce化合物由于具有重费米子行为，不同类型的磁有序等独特的物理性质而引起了科学研究的极大兴趣。其中晶体结构为BaAl4的CeCuxGa4-x化合物最为代表。最早报道CeCuGa3在3.5K温度下，其基态为铁磁态[1]。另外Mentink 等人报道直到温度低到0.4K，CeCuGa3基态为顺磁态[2]。而Martin等人通过对多晶CeCuGa3样品的研究，发现材料显示近藤晶格行为并且基态为反铁磁态[3]。最近，Joshi等人再次通过实验对单晶CeCuGa3样品进行了晶体结构和磁学性质的研究，发现材料为4K以下的铁磁态[4]。面对以上对于样品CeCuGa3相互矛盾的磁基态的报道，本文就采用基于密度泛函理论的vasp软件包对该材料的电子结构和磁学性质进行了计算并讨论了其磁基态性质。

2 模型构建和计算方法

CeCuGa3晶体属于四方晶系结构，实验报道空间群为I4/mmm，No.139，如图1所示。

晶格常数a=b=4.273，c=10.44，α=β=γ=90°。本文计算采用基于密度泛函理论（density functional theory，DFT）的VASP（Vienna ab-initio simulation package）软件包进行计算。计算步骤可以概括为三步：（1）对晶胞模型内部原子位置进行结构优化；（2）对材料进行磁构型计算，确定材料磁性基态。（3）用广义梯度近似法（generalized gradient approximation，GGA）对优化后的理论模型进行单电子能量计算，对单电子能量计算结果进行总态密度（total density of states，TDOS）和分波态密度（partial density of states，PDOS）分析。计算中平面波截断能取250eV，布里渊区积分采用5×5×5的Monkorst-Pack方案，内部原子作用力弛豫到低于0.01eV/，体系总能量收敛于1×10-4eV/atom。

3 结果与讨论

3.1 体系优化

在理论模型计算中，我们采用了文献[4]中的晶格常数即a=b= 4.273，c=10.44，α=β=γ=90°，然后进行原子内部坐标的弛豫。在表1中我们列出了不等价原子坐标的弛豫结果。

表1 CeCuGa3原子位置坐标

3.2磁构型计算

由于不同的实验报道中对CeCuGa3的磁基态有不同的结果，所以我们计算了材料分别为顺磁，铁磁和反铁磁构型下基态总能量。我们计算出的不同磁构型的总能量分别为：顺磁-34.578eV，铁磁 -39.289eV，反铁磁-39.278eV。根据能量最低原理，CeCuGa3基态为铁磁态，这与文献[4]的实验报道一致。

3.3 态密度分析

在图2中我们画出了CeCuGa3的总态密度和Ce 5d，Cu 4s，Ge 4p态的分波态密度。从态密度图中可以知道该材料基态为金属，费米面主要由Ga 4p和Ce 5d电子态组成。从图中可以看出Ce 5d电子态是退局域的，构成了巡游电子。Ga 4p电子与Ce 5d电子在费米面附近的强烈杂化是形成材料铁磁态的原因。

4 致谢

感谢沈吉梅老师，朱庆利老师的有益讨论，该研究课题得到了南京师范大学泰州学院校级重点项目支持，项目编号Z201208。

参考文献：

[1]Y N Grin，K Hiebl，P Rogl & H Noel[J].J.Less Comm.Metals，1990，（162）：371.

[2]S A M Mentink，N M Bos，B J van Rossum，G J Neuwenhuys，J A Mydosh & K H J Buschow[J].J.Appl.Phys，1993，（73）：6625.

原子结构篇5

关键词：插入；替换；推衍；分子结构

文章编号：1005C6629（2016）11C0085C05 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

化学物质种类繁多、零散，学生仅仅靠物质名称和化学式记住不同的物质是较困难的。分子中插入或替换原子、原子团从结构上使不同的物质发生了一定的关联，从某分子结构出发通过插入或替换原子、原子团就能将许多不同类物质串在一条线上或制成一张网，有利于学生理解分子结构和记忆不同类别的物质，有助于学生对物质的结构和性质有新的认识，也有助于预测、发现新物质。

1 烃分子中插入或替换原子、原子团

1.1 烃分子中插入氧族原子、原子团

在烃分子中的碳碳单键和碳氢单键中插入氧原子[1]、硫原子、硒原子、碲原子、-O-O-、-S-S-、-Se-Se-、-Te-Te-等，得到新的化合物。需要说明的是，得到的某些过氧化合物、过硫化合物、过碲化合物以及通过替换原子得到的硫醛、硫酮、硒醛、硒酮等，有的亚稳定、不稳定，甚至很活泼，有的可能还未被合成出来，目前只是理论上的推测，是否真实存在还需实验的有力证明。

以乙烷分子为例（见图1），在其分子中的C-H、C-C处分别插入O、-CO-、-COO-变为乙醇、甲醚、丙醛、丙酮、丙酸、乙酸甲酯，将含氧衍生物中的氧原子换成硫原子、硒原子、碲原子，又衍生出一系列有机化合物。

在苯分子中的C-H处插入X（O、S、Se）变为苯酚、硫酚、硒酚（见图2）。

在环丁二烯的C-C处插入O、S或将环戊二烯分子中的“CH2”换成O、S，可得到呋喃、噻吩（见图3）。

1.2 烃分子中插入或替换成氮原子、含氮原子团

以乙烷分子为例，其分子中的一个氢原子被-NO2取代得到CH3CH2NO2（硝基乙烷）、被-NH2取代得到CH3CH2NH2（乙胺）、被-CN取代得到CH3CH2CN（丙腈）。

以乙烷分子为例，在分子中的C-C处插入-NH-形成二甲胺、插入-HN-NH-形成1，2-二甲基肼、插入-N=N-形成偶氮类化合物。

在环丁二烯的C-C处插入-NH-形成吡咯，将苯分子中的“CH”替换成N得到吡啶（见图5）。

将正四面体烷顶角的碳原子换成氮原子，可衍变出氮4（分子式为N4），若把氮原子换成磷原子得到白磷（P4）的分子结构（见图6）。C、N、P原子都是sp3杂化，每个C原子周围4个σ键，每个N或P原子周围3个σ键，1个孤电子对。NH3分子中键角107°，N4分子中的键角应为60°，氮原子半径小，键长短，键张力必然很大，所以N4分子根本不稳定，很难合成得到。四面体烷也是由于键角小与键张力太大，根本不稳定，现在能合成的也仅仅是几个取代衍生物而已，如四叔丁基正四面体烷、四（三甲基硅基）正四面体烷、四硝基正四面体烷等。

若立方烷顶角的碳原子换成氮原子，衍变出八氮立方烷（分子式为N8）。把氮原子换成磷原子又衍变出八磷立方烷（暂时这样命名，分子式为P8）（见图7）。C、N、P原子都是sp3杂化，每个C原子周围4个σ键，每个N或P原子周围3个σ键，1个孤电子对。值得注意的是，目前N8只是理论推测、可能存在的假想单质，还未被合成。即便以后合成出N8，其物质也极不稳定，有强的活性。从结构看，分子内键角小、键长短、键张力太大，易断键，分子易破裂。或许未来因分子极不稳定有特殊作用。

2 由碳酸分子衍生出一系列有机化合物

以碳酸分子的结构式为母体，氨基替代羟基得到尿素；硫原子替代尿素分子中的氧原子得到硫脲；卤素原子替代羟基得到碳酰卤[2]；硫原子替代碳酰卤分子中的氧原子可得到新物质（预测）；烃基替代碳酸分子中的氢原子便得到碳酸酯（见图8）。

以碳酸的结构式为母体，将分子中的一个羟基替换成烃基就衍变成羧酸，羧酸中的羟基换成氢原子就衍变成醛，醛基中的氢原子换成烃基衍变成酮，酮中的一个烃基换成氨基衍变成酰胺，氨基再换成氯原子衍变成了酰氯（见图9）。

以碳酸结构式为母体，将碳原子换成硫原子得到亚硫酸的结构式，再以亚硫酸的结构式为模板，根据H2SO4比H2SO3多一个氧原子、H2SO4中S的化合价+6、电子对的偏移，可推出硫酸分子的结构式。亚硫酸结构式中的一个羟基换成烃基变为亚磺酸，两个羟基都换成烃基变为亚砜。硫酸结构式中的一个羟基换成烃基变为磺酸，两个羟基都换成烃基变为砜（见图10）。

3 由碳酸分子衍变出其他无机含氧酸

以碳酸结构式为母体，将碳原子换成氮原子得到虚拟态结构式，以虚拟态结构式为基础，根据HNO3比虚拟态少一个H、氮的化合价是+5、电子对的偏移，推出硝酸分子的结构式；根据HNO2比虚拟态少一个H和一个O、氮的化合价是+3、电子对的偏移，推出亚硝酸分子的结构式（见图11）。

以碳酸结构式为母体，将碳原子换成磷原子得到虚拟态结构式，再以虚拟态结构式为基础，H3PO4比虚拟态多一个H和一个O，根据磷的化合价是+5、电子对的偏移以及磷原子最外层5个电子，可推出磷酸分子的结构式；根据H3PO3比虚拟态多一个H、分子中磷的化合价是+3、电子对的偏移，推出亚磷酸分子有两种互变异构体[3，4]，以（B）为主；根据次磷酸比虚拟态少一个O、多一个H、次磷酸中磷的化合价为+1以及电子对的偏移，推出次磷酸分子也有两种互变异构体[5]，以（D）为主（见图12）。

碳酸是无机化合物和有机化合物的连接节点。

4 无机分子中插入或替换原子

甲烷分子中插入4个氧原子得到原碳酸，脱去一个水分子得到碳酸；甲硅烷分子中插入4个氧原子得到原硅酸，脱去一个水分子得到硅酸。

氨分子中插入3个氧原子，再脱去一个水分子得到亚硝酸。磷化氢分子中插入3个氧原子得到亚磷酸分子结构式[6]，如图13所示。

硫化氢分子中插入2个氧原子得到次硫酸[7]（H2SO2）。

卤化氢分子中插入氧原子得到次卤酸（HXO）。

氰化氢分子中插入氧原子得到正氰酸（HOCN）。

氰化氢分子中插入硫原子得到硫氰酸（HSCN）。

在氯分子中插入1个氧原子得到次氯酸的酸酐一氧化二氯（Cl2O）[8]。

在氟分子中插入1个氧原子得到二氟化氧（OF2）[9]。

硫酸钠中的一个氧原子替换成硫原子得到硫代硫酸钠（Na2S2O3）。

把石墨烯中的碳原子部分换成（或都换成）氮原子，可得到新物质掺氮石墨烯[10]。石墨烯中的碳原子是sp2杂化，新物质中的氮原子也是sp2杂化（见图14）。

石墨烯掺氮，改变了石墨烯的电子结构且提高了自由载流子密度。此外，掺氮作用能在石墨烯的碳网格中引入含氮官能团，这些官能团能成为吸附金属粒子的活性位，从而增强金属与石墨烯的相互作用。这些使得掺氮石墨烯性能在石墨烯的基础上得到极大的提高，从而得到广泛的应用，特别是作为锂离子电池、锂空电池和超级电容器电极材料以及燃料电池氧还原催化剂等新能源材料的使用[11]。

将C60中的碳原子换成氮原子，衍生出N60，C60中的碳原子是sp2杂化，N60中的氮原子也是sp2杂化，但每个氮原子未杂化的p轨道上是孤电子对，所以N60中全部是σ键，无π键（见图15）。科学家用计算机模拟后确认，60个N原子可结合成N60分子。一定条件下N60中积累的巨大能量会在一瞬间释放出来，是未来的火箭燃料。“6个N10分子在超高压条件下有可能合成足球形状的N60分子”[12]。

5 结语

以烃分子为母体插入或替换氧族原子、氮族原子得到主要的两大类有机化合物，即含氮族原子有机化合物和含氧族原子有机化合物，可对有机化合物进行新的分类、理解、复习和整理。由碳酸分子为母体通过替换原子或原子团衍生出许多有机化合物和衍变出部分无机含氧酸，形成了结构上的线索和网络关系，使学生对物质结构感知深刻，便于理解和记忆。同时碳酸分子从结构上为有机化合物和无机化合物架起了桥梁。另外在简单的部分无机分子中插入氧族原子也可得到较复杂、较陌生的无机化合物，使学生对它们的结构也有了新的认识。总之，从插入和替换原子、原子团的视角推衍物质分子结构，使不同的物质结构产生一定的联系，便于对物质结构的理解、记忆和迁移，为学习物质性质奠定了基础，是学习和研究物质结构的一种方法，也是发现新物质的一种思路。

参考文献：

[1]张嵋羽.用插氧原子的方法书写同分异构体的研究[J].化学教学，2015，（8）：83～85.

[2]纳幕尔杜邦公司.中国. CN1212029A. 1999.

[3][5]贡长生主编.现代磷化工技术和应用（下册）[M].北京：化学工业出版社，2013：2，11.

[4]曾昭琼主编.有机化学（下册）（第3版）[M].北京：高等教育出版社，1993：494.

[6]陈经涛，田安祥，张静等.关于亚磷酸结构的讨论[J].化学世界，2008，（12）：763～765.

[7]北京师范大学，华中师范大学，南京师范大学无机化学教研室.无机化学（上册）（第3版）[M].北京：高等教育出版社，1992：461.

[8][9][英]格林伍德，厄恩肖.李学同等译.元素化学（中册）[M].北京：高等教育出版社，1996：677～679，365.

原子结构篇6

【摘要】通过了解慢班学生前科学概念、学生知识基础、学生认知风格等因素，结合《原子的结构》教材分析，设计了三维目标要求和课堂活动内容、教学效果评价。

【关键词】慢班；教学设计；原子的结构

前言

笔者实习的学校实施分层教学管理，将初三学生划分为快班、普通班和慢班。笔者担任慢班初三（二）班化学教师，在“原子的结构”第一课时教学中笔者设计了适合慢班学习的教学设计。

1.前端分析

1.1 学生情况

学生的学习起点状态是决定课堂教学一切活动的出发点，学习起点是学生从事新内容学习时所必须借助的知识准备、个体特点以及群体特征[1]。一般而言，可从学生的前科学概念、知识基础、认知风格、兴趣和需要方面来考察学生的学习起点。“原子的结构”属于化学理论知识，应重点了解学生的前科学概念和知识基础才有利于教师预设出最合适学生的理论知识构建方案。

1.1.1 学生前科学概念

建构主义者认为，学生是带着一定的知识结构和概念系统开始学习的。学生前科学概念系统的层次与结构对后续概念的学习有着直接的影响。笔者围绕“你想象中的原子是什么样的？”这个问题，通过以往作业情况和与学生直接交流的方式诊断学生对原子的结构的初始认识。对课题1作业答题中，大部分学生能答对“在化学变化中，原子不能再分，原子是化学变化中的最小微粒”、“化学变化中分子可以分为原子，原子又可以结合成新的分子”的相关问题。对“你认为原子是什么样的？”这个问题，学生的回答有“原子是一个小球”、“原子像一个很小的乒乓球，里面是空的”、“原子像很小的玻璃珠，实心透明”等等。诊断得知，学生已经知道了原子是一种微粒，并凭着对教材上的形象图画的印象把原子的外形和结构描述出来，认为原子是实心小球、空心小球。他们思维并未完全走进微观的世界。因此刻考虑设计问题情境，让学生对自己的前科学概念产生认知冲突，通过启发引导形成新概念。

1.1.2 学生的知识基础

学生已有的化学知识基础是学生化学学习起点的最重要组成部分，从《分子和原子》课题作业的完成情况来看，大部分学生了解了分子可以分为原子，原子是化学变化中的最小粒子等知识，这为进入第二课题《原子的结构》做好铺垫，但是原子的构成远离学生的生活经验，他们较难想象出原子构成。在能力方面，通过前两章的学习，学生已经初步具备了观察能力、思维能力。设计时还应该考虑学生的“最近发展区”，内容呈现不能太深奥。

1.1.3 学生的认知风格和非智力因素

若以经典的场独立型和场依存型认知方式划分，大部分学生认知风格属于场依存型，少部分学生属于场独立型。在兴趣上，学生一开始就表现出对化学的探究兴趣，平时课堂气氛活跃，喜欢和老师沟通交流。有研究表明，在学习化学基本概念和基本理论时，场独立型学生的成绩明显优于场依存型学生[2]。此节课为理论知识，对于课堂氛围活跃的二班，既要给出能吸引学生注意力的有趣的PPT画面，同时在呈现问题时要求学生独立思考，给予学生思考空间，让他们少受周围暗示和影响，更好发展个体认知能力。

1.2 教材分析

使用的教材是教育部审定的2012年人教版义务教育化学教科书。《原子的结构》课题包括原子的构成、原子的核外电子排布、离子、相对原子质量内容。第一个课时包括原子的构成和相对原子质量的两部分内容，有原子的构成、原子不显电性的原因、原子的大小、以及原子中各部分的大小关系和运动情况、相对原子质量的定义等知识点。这些内容是学习电子核外排布知识的前提也是学生学习元素知识、化合价、化学式等知识的基础，因此此部分是九年级化学重点内容。

2.教学目标设计

【知识与技能】

[1]知道原子是由原子核和核外电子构成的，原子核是由质子、中子构成的。

[2]认识核电荷数、质子数和核外电子数的关系。

[3]了解相对原子质量的定义和计算方法，了解相对原子质量与质子数、中子数的关系。

【过程与方法】

[1]借助多媒体等教学手段展示有关探索原子结构的科学史实，在认知冲突和设疑解答中逐渐认识原子的真正构成。

[2]借助教材图片表格、PPT素材引发思考，认识和应用观察、归纳、比较等信息加工方法。

【情感.态度.价值观】

[1]产生对微观世界的探究欲和学习化学的兴趣。

[2]体验科学家严谨求实的科学态度。

3.教学内容与活动设计

教学内容是课程目标的主要载体。根据学生的起点诊断、充分考虑“最近发展区”原则和新课标要求，利用多媒体教学技术手段，以“卢瑟福α粒子散射实验”等认识原子结构的化学史为主线设计如表1。内容的呈现方式有多媒体图文并茂、视听结合、黑板板书等，在呈现顺序上也尽量做到教学内容的内在组织逻辑与学生的认知结构规律相适应，以便学生得到有效的建构，学生活动有感受情境、随堂发言等。

表1教学内容和活动设计

教学环节 教师活动 学生活动 设计意图

复习导课 问：1.分子是的最小粒子。2.原子是最小的粒子。3.分子与原子的区别是什么？

讲：要弄清楚这些问题，就要理解原子的结构，这就是这节课要学习的主题。 学生集体回答

学生听 引课，承上启下

引导学生走入本节课的主题。

演示卢瑟福α粒子散射实验图片 图片讲解：卢瑟福α粒子散射实验目的和现象 学生被吸引，注意力集中

化学史引出原子的构成，学生了解科学家严谨求实的科学态度。

情境设疑、认知冲突 怎么解释上述的现象？

回答：α粒子被撞飞等。 吸引注意力、激发思考，引起认知冲突。

教师解答 讲授推理：原子不是实心的，原子里有带正电的微粒……此为卢瑟福核式结构的由来。 认真听，带着求解心沿教师思路走。 学生对原子的构成的错误前概念产生冲突并获得新认识。

卢瑟福发现质子和查威克发现中子图片 讲述质子、中子发现过程。 原子的构成模型逐渐形成。 引出原子的构成。进一步使学生了解科学家严谨求实的科学态度。

演示完整的原子构成的图片 要求学生观察并且回答原子由哪些粒子构成。

板书：原子是由原子核和核外电子构成；原子核由质子和中子构成。 边听边跟着回答原子的构成 承上，引导学生深入学习原子的结构，对原子完整的结构有了认识。

演示原子核、原子的直径数据图片 要求：观察数字，比较两者的大小

教师类比讲解大小关系。 听跟着回答 直径对比比较原子核与整个原子大小关系

演示氦原子的原子简易模型图片

要求学生观察图片，思考：原子不显电性的原因？教师讲解得出核电荷数的概念、质子中子、电子带电情况 边看边思考 引出质子、中子、电子的电性和电量，原子不显电性的原因

归纳总结环节：PPT总结原子的构成和原子中粒子之间的数量关系 跟着PPT演示要求学生填空

教师板书：核电荷数=质子数=核外电电子数

学生踊跃回答。跟着PPT指示填空。记笔记。 归纳总结原子的构成。

总结和巩固。

课本表3-1 要求学生：分析从表中得到什么信息？

总结：不同种类的原子，其核电荷数、质子数是不同的；一个原子其核内质子数与中子数不一定相同；同种原子其核电荷数=质子数=核外电子数 独立思考，举手回答 激发思考，培养对比，观察、归纳等能力。总结不同原子中不同粒子之间的关系。

演示原子中各种微粒质量数据 教师问题：原子的质量主要集中在哪里？ 思考举手回答 比较数据，得出得出原子质量主要集中在原子核上的结论

课堂练习环节 PPT演示题目（详见4.1） 集体回答 检验知识的掌握情况

演示碳原子的质量数据 教师引导：0.00000000000000000000000001993kg

用这样小的数量来表示原子的质量方便吗？能不能用一种好写、好记、好用的方法来表示原子的质量呢？ 回答：不方便 举例引导原子真实质量不方便计算等

相对原子质量的定义 讲解符号的表示，分子分母的含义等 集体朗读定义 重视定义

演示氢和氧原子的相对原子质量计算方法 以氧原子和氢原子举例说明相对原子质量的计算方法 听，跟着步骤回答 举例指导相对原子质量的计算方法

演示原子中质子、中子和电子的质量数据 要求观察并提问：原子的质量只要集中在哪里？板书推导出相对原子质量约等于质子数+中子数，集体验证 思考和计算 推导公式，培养推理能力

课堂练习 演示题目（详见4.1） 计算 学了就用

布置作业 54页，2、4、5、6题 课后作业 巩固知识

4.教学效果评价设计

4.1 学生知识考查

通过课堂练习和课后作业方式了解学生的知识掌握情况。设计题目的考查目标与学习目标相一致，达到总结巩固，学以致用的目的，难度不高的题目让初学者有学习信心，能维持正常的学习动机。

（1）原子结构中，下列等式成立的是

①中子数=质子数②核电荷数=电子数③质子数=电子数④核电荷数=中子数

A①②④B①③C②③D①②③

（2）原子结构中一定含有的微粒是

A、质子、中子、电子B、质子、电子C、质子、中子D、中子、电子

（3）填空题

原子种类 核电荷数 质子数 中子数 电子数

H 1

Mg 12

Fe 26

（4）一个铁原子共有82个粒子，其中30个不带电，则铁的相对原子质量为多少？

（5）一个铝原子：4.482×10-26kg、一个氟原子：3.156×10-26kg，计算铝、氟的相对原子质量。

4.2 学生学习过程和情感评价

通过教师课堂的观察和分析学生各项学习活动中的表现进行评价。如在认知冲突环节和一系列设疑中，对学生观察、思考、归纳能力的体现情况教师及时给予恰当激励和肯定。

通过课堂观察可知学生是否已经对微观世界和化学学习产生了兴趣，和学生交流“你是否敬佩科学家的探索精神和严谨的科学态度？”的问题了解学生的情感变化，根据学生的实际回答给予回复和肯定。

参考文献

原子结构篇7

关于能量最低原理，很多教师和学生都简单的理解成了电子首先填充到能量最低的轨道中去（很多资料上都这样表述）。这样去理解能量最低原理是错误的。因为某原子核外电子所处的“轨道能”不仅与核电荷数、能层、能级等有关，还动态地与电子的数目以及与其他电子各处在什么轨道上有关。即原子轨道的能量大小并非一成不变，而是动态变化的。

所以，能量最低原理不是指原子轨道能量高低，也不是指原子轨道能量之和最低，而是指原子体系的总能量处于最低状态。

还有一点，就是在人教版教材中有这样一句话：“基态原子的核外电子排布遵循能量最低原理、泡利原理和洪特规则。”

泡利原理的表述为：“在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，而且它们的自旋状态相反”。洪特规则表述为：“当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，而且自旋状态相同。”

量子力学证明：两个电子占据同一轨道时，自旋方向相反，有利于原子体系的能量降低。洪特规则及其特例（全满、半满、全空）是对泡利原理的补充，这样也可使原子的整体能量最低。由此可以看出，泡利原理和洪特规则及其特例均是从能量最低的角度来阐述核外电子是怎样排布的，泡利原理和洪特规则及其特例实际上就是能量最低原理的具体体现。所以，能量最低原理、泡利原理和洪特规则及其特例不是并列关系，而是从属关系。笔者认为，“基态原子的核外电子排布遵循能量最低原理、泡利原理和洪特规则”的说法值得商榷。

二、对构造原理的误解

构造原理是电子随核电荷数递增填充电子在次序上的顺序，但并不意味着先填能级的能量一定比后填能级的能量低。例如3d能级的能量并不一定比4s能级的能量高。举例说明，对于K、Ca等原子，3d与4s电子间相互屏蔽的现象不存在或不很重要，这时4s电子仅比3d电子稍微弥散一些，使其核吸引能稍微大一些，同时它所受到内实电子的排斥作用却稍小，其平均动能也稍小，总的结果是E4sE3d。

还需要说明的是，构造原理所表述的电子随核电荷数递增电子填入轨道，是一种形象的说法，是一种思维模式，事实上单独地考察一个多电子原子的电子在原子核外排布时并没有先后填入的次序。

三、对核外电子排布的误解

很多教师认为，电子总数相等的不同微粒，其核外电子排布也是一样的。其实不一定。

影响能量的因素主要有两个：原子核对电子的吸引力和电子之间的排斥力，这是两个相反的因素，经常是其中一个居主导地位，另一个居次要地位。当原子核对电子的吸引力居主导地位时，电子填入能层数较小的轨道会使整个原子的能量较低；当电子的排斥力居主导时，情况相反。如Ca和Ti2+，电子总数都等于20，但Ca的核外电子排布为1s22s22p63s23p64s2，而Ti2+的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d2，可理解为：Ti2+核电荷数（+22）比Ca原子核电荷（+20）大，核对电子的引力占主导地位，电子填入能层数较小的3d轨道整个原子的能量较低。Ni和Cu+都有28个电子，但Cu+比Ni的核电荷大，所以Cu+的价电子全部填入3d轨道，核外电子排布为1s22s22p63s23p63d10,而Ni却有两个电子填入4s轨道，核外电子排布为1s22s22p63s23p63d84s2。即当核电荷对电子的吸引力居主导地位时，电子填入比较弥散的3d轨道可以使内层电子受原子核更大的吸引，从而引起整个原子的能量下降。反之，填入4s轨道可引起整个原子的能量下降。

四、对电子层数与原子半径大小关系的误解

原子半径不仅和原子核外电子层数有关，而且与核内质子数、核外电子数有关。我们通常比较的是同一周期内随原子序数的增加半径减小，或同一主族元素的原子半径随层数增加而增大。但层数少且核电荷数小的原子，核外电子受的力较弱，半径可能比较大；而层数比较多的，核电荷数较大的原子，核外电子受的力比较大，有可能半径比较小。例如，Li的原子半径为152pm ，而层数更多的Al为143pm；Na的原子半径为186pm，而层数更多的Fe为124pm。

五、对“半满规则”的误解

原子结构篇8

在《〈呐喊〉自序》中，鲁迅借助与金心异（实为钱玄同）的对话，表达了一种极为矛盾的心态：

“假如有一间铁屋子，是绝无窗户而万难破毁的，里面有许多熟睡的人们，不久都要闷死了，然而是从昏睡入死灭，并不感到就死的悲哀。现在你大嚷起来，惊起了较为清醒的几个人，使这不幸的少数者来受无可挽救的临终的苦楚，你倒以为对得起他们吗？”

这段心声流露出鲁迅对自己所从事的新文化启蒙工作之实际成效的不自信和怀疑的心态。虽然鲁迅在写作《呐喊》时是“听将令”的，试图“呐喊几声，聊以慰藉那在寂寞里奔驰的猛士，使他不惮于前驱”，故而小说的总体风格还是积极而向上的。因此金心异的回答也是抱有希望的：

“然而几个人既然起来，你不能说绝没有毁坏这铁屋的希望”。

但实际上，鲁迅的这种乐观却非常短暂——他很快就从“听将令”的“呐喊”（《呐喊》，1923）陷入“两间余一卒，荷戟独彷徨”的“彷徨”（《彷徨》，1926）。

我们从小说集《彷徨》中的几部小说可窥豹一斑。

《在酒楼上》中，吕纬甫总结自己从“出走”到“回来”的人生经历时沉痛而自嘲地说自己，“我一回来，就想到我可笑”，“我在少年时，看见蜂子或蝇子停在一个地方，给什么来一吓，即刻飞去了，但是飞了一个小圈子，便又回来停在原地点，便以为这实在很可笑，也可怜。可不料现在我自己也飞回来了，不过绕了一点小圈子”。

《孤独者》中，魏连殳的经历也与吕纬甫或者说一只苍蝇的经历极为相似，他从一开始的反抗世俗、特行独立到最后清醒地自甘堕落，自认人生的失败者，甚至与狼共舞（“躬行我先前所憎恶，所反对的一切，拒斥我先前所崇仰，所主张的一切”），最后自暴自弃，短命夭折。

关于“铁屋子”，诚如著名美籍华人学者李欧梵所言，“‘铁屋子’当然可以看做中国文化和中国社会的象征，但必然还会有更普遍的哲学意义”①。当年鲁迅先生一而再再而三表达的这种先知式寓言——这甚至已经成为深刻体现其悲剧精神和宿命思想的创作无意识——其沉痛之深是让人震撼的。李欧梵从中发现了鲁迅的一种悲剧宿命思想：“少数清醒者开始想唤醒熟睡者，但是那努力所导致的只是疏远和失败。清醒者于是变成无力唤醒熟睡者的孤独者，所能做的只是激起自己的痛苦，更加深深地意识到死亡的即将来临。他们中的任何人都没有得到完满的胜利，庸众是最后的胜利者。‘铁屋子’毫无毁灭的迹象”②。

鲁迅关于“铁屋子”的论述以及在小说中反复出现的叙事模式似乎关涉一个圆形叙述结构。这种周而复始的圆形叙述结构的反复出现，是偶然还是必然？其中有什么内在奥秘？

我们不妨引入“原型”这一术语。主张源于种族记忆的集体无意识学说的心理学家荣格认为，“原始意象即原型——无论是神怪，是人，还是一个过程——都总是在历史进程中反复出现的一个形象，在创造性幻想得到自由表现的地方，也会见到这种形象。我们再仔细审视，就会发现这类意象赋予我们祖先的无数典型经验以形式。因此我们可以说，它们是许许多多同类经验在心理上留下的痕迹。”无疑，积淀在文艺作品表层结构背后，凝聚了祖先的某些典型经验的集体无意识正是许多文艺作品引起观众读者共鸣的原因。

神话原型批评学者弗莱把历史进程中反复出现的神话原型，扩展到文学艺术作品中，指出“原型就是典型的反复出现的意象”③，这种原型所讲述的，正如弗莱所赞同的格雷夫斯的两句诗所表述的，“有一个故事且只有一个故事／真正值得你细细讲述”。借用这种结构主义神话原型批评方法，不妨把鲁迅在其小说中反复出现的这种循环性的圆形叙述结构，理解为一种20世纪中国文艺乃至中国传统文化的原型心理结构。

这种以“家”或“铁屋子”为核心的原型性的圆形叙述结构甚至可以扩展到20世纪的许多文学艺术作品：巴金的《家》、《春》、《秋》三部曲，曹禺的戏剧《雷雨》、《原野》、《北京人》，老舍的《四世同堂》，路翎的《财主与他的儿女们》，张爱玲的《金锁记》、《创世纪》，丁玲的《母亲》以及其他大量的家族题材小说；以及若干颇有影响的影片。

这种原型性的圆形叙事结构极为深刻地写出了中国传统文化对人的禁锢之深，以及处身于这个原型结构中的个体从传统、文化、家庭中彻底背叛、出走之艰难。

二、不同时代的主旋律变奏：《小城之春》、《早春二月》、《黄土地》

现在我们主要来看看中国电影史上不同时代的几部极有代表性的经典性影片。

(1)《小城之春》（费穆，1948）

本片表现了处于大动荡、大转折时期中国特定社会文化语境中的知识分子的彷徨落寞心态。自19世纪末以来，中国知识分子一直处于痛苦的传统／现代的文化冲突之中。影片所呈现的这个破落萧条之“家”的环境是相当封闭的，到处是断壁残垣，徒有昔日大家族的荣华记忆。影片人物很少，总共只有五个人，可谓惜墨如金，抽象性极强，相应的也更具典型性意义。在这不多的几个人物中，影片探入知识分子的心灵深处，塑造了必然要作为旧的封建社会的陪葬品的旧人戴礼言（与《家》中的大哥觉新很像），处于新旧交困之中、在新思想与旧伦理的斗争中充满矛盾和痛苦的“历史的中间物”——新旧交替的知识分子如周玉纹和章志忱，无忧无虑没有负累而有着较为光明的前途的一代新人形象小妹戴秀 （影片通过台词暗示了戴秀第二年将离开这里去到外面的大千世界）几类知识分子的典型形象。章志忱是一个突然闯入的外来者，代表了外面的新世界新思想。但无论是章志忱还是周玉纹都无力冲破传统、伦理和道德规范的围城，都打不破这个“铁屋子”。由此，《小城之春》折射了20世纪前半世纪的时代文化氛围，表达了一种文化忧虑和文化反思的沉重主题，透露了对现实中国及其文化历史命运的深切关注以及挥之难去的困惑与迷茫。

此外，从剧本结构看，影片是一种首尾相连的环型结构或曰圆形结构。影片从周玉纹、戴礼言目送章志忱远去开始，以同样的目送远去的镜头而结束。影片约十余天所发生的事情是一段大的插叙或闪回。另外，周玉纹挎着提篮买菜的镜头反复出现，强化了循环性和稳定感。相对封闭的环境中死气沉沉的生活因为章志忱的到来而掀起阵阵波动，但最后，却没能打破这种坚实的壁垒，在情与理冲突的矛盾和痛苦中，章志忱走了，一切又都恢复了原样，就像鲁迅小说《在酒楼上》中的一个人物自嘲的那样，像一个苍蝇，飞出去走了一圈又回到原来的起点。

(2)《早春二月》（谢铁骊，1964④）

与《小城之春》相似，此片也有一个关于“家”的寓言以及“铁屋子”传说的圆形叙事结构：一个相对封闭的空间——芙蓉镇——突然来了一个外来者，给里面的人们带来了种种情感和思想的波动，但最后外来者又走了，一切又恢复了原样。

对于影片中的芙蓉镇来说，萧涧秋显然是一个外来的“闯入者”，他是想回避时代社会的洪流而来到芙蓉镇的，他厌倦于喧闹变动的外边世界，像一个思家的游子一样，希望在芙蓉镇找到“家”一样安全的世外桃源。但他却无法在这里实现他寻找“世外桃源”的梦想，也不能完成他的人道主义理想。他被小镇上的人用异样的眼光打量，他与环境显得并不相容，小镇上的人们都用异样的眼神打量他。像《小城之春》中的章志忱一样，对于陶岚对他的示爱与热情，他也同样采取回避甚至懦弱与无所适从的态度。当然，他还是唤起了陶岚的热情，影片埋下了陶岚将追随萧涧秋投入外面的时代洪流和大千世界的伏笔。《早春二月》比之于《小城之春》（也比之于小说原著）更具亮色的是，他是丢掉逃避现实的不切实际的幻想，重新投入社会的洪流之中。“重要的是讲述话语的年代”。这样的情节设置（对原小说有不少改动）无疑符合60年代中国文化语境的必然要求，但即使是这样，这部影片还是在当时被批评为小资情调过浓，不够革命和积极。

萧涧秋这一知识分子人物形象的塑造是影片的一大成功。应该说，这是对“十七年”中国电影单薄划一的人物形象画廊的一大丰富。萧涧秋这一形象具有相当的概括性，可以说代表了一代知识分子的心路历程。

从某种角度看，萧涧秋称得上是一个中国的“多余人”或“孤独者”。至少是一个鲁迅所概括的“历史的中间物”。他无疑是个受过良好教育的清醒者，但却是一个孤独的清醒者。他懦弱无力，而且仿佛与整个社会、与社会下层平民格格不入，身心都处于隔绝和孤独的状态中。他似乎怯于与人交往，只有在他与小学生们打篮球时才真正完全地轻松愉快。他与仰慕他的陶岚的沟通，竟然主要不是通过语言交流，而是通过音乐语言。不知是导演的有意为之还是无意识流露，导演也试图借助电影语言（近景、特写镜头的连续的正反打）来拉近他们之间的距离。但实际效果却可能是“欲盖弥彰”，反而暴露了他们之间不易沟通的“阿喀琉斯脚踵”。

在萧涧秋与陶岚、文嫂的三角关系中，萧涧秋之所为似乎非常之不可思议，他回避年轻漂亮的陶岚的大胆追求，而主动靠拢拖儿带女的寡妇文嫂，并下决心要与文嫂结婚，试图通过无爱的婚姻来挽救文嫂。实际上，这除了他作为一个个人人道主义者的善良无奈之举外，也是他拒绝拯救、拒绝振作的人生选择。萧涧秋作为一个现实社会的逃避者和失落者，虽退避到了芙蓉镇，但还不是完全死心，对文嫂的“拯救”可以满足他的并未完全死灭的人道和社会理想，可以体现他的某种主体性。而在他与陶岚的关系中，如果他接受充满生命活力的陶岚的示爱，他就反倒成了一个“被拯救者”，这显然是他不愿意的。这正是萧涧秋的矛盾心理之所在。

(3)《黄土地》（陈凯歌，1984）

从文化象征的意蕴来看，导演在黄土地这一艺术意象上寄寓了非常丰厚而复杂矛盾的象征意蕴：既表现黄土地作为中华民族发祥地之如母亲般的宽厚仁慈，又对黄土地之冥顽、封闭、自足僵化等劣根性进行了深刻的反思。这样的文化寻根和反思的意向是与中国80年代中期的文化“寻根”和反思的思潮相一致的。

而这种复杂性特点正是黄土地这个“铁屋子”的根本特点。

为表现这个让人感情极为复杂的“铁屋子”，导演不惜浓墨重彩渲染铺陈。影片中大部分黄土地的外景都在早晨或黄昏拍摄。这使得土地的色调显得更为浓重，从而确定了土黄色的色彩基调，使得黄土地既洋溢着浑厚宽容如母爱般的暖色调，又给人以压抑得喘不过气来的沉重感。在画面造型上，影片充分发挥了电影造型手段的表现功能。起伏绵延的黄土常常占据整个画面，地平线常常处于画面的上方，往往只是在画面的左上方才留出一丝蔚蓝色的天空，提示着观众希望的艰难、可贵和挣扎的努力。除了此类仰拍镜头，还有大量的俯拍镜头，构图饱满而富有力度，大远景镜头中的人在苍凉博大的黄土地上劳作、休憩，把人与黄土地、与民族文化的那种血脉依存的关系形象生动地表现了出来。与之相应，摄影机则几乎一动也不动，这种近乎静态摄影的摄影机运动方式无疑也与黄土地的生命风格相一致。

影片在光的运用上也独具匠心。拍窑洞时，为了塑造翠巧爹这一形象，张艺谋有意强化了室内外光线的对比效果，从而有效地增强了人物造型的立体感。有时窑洞内的翠巧爹在火光或油灯的照耀下，深深的皱纹仿佛沟壑纵横的黄土地，凸现了这一凝聚了中华民族的所有苦难和沧桑的、思想内涵极为复杂的“父亲”形象。再如在拍母亲河——黄河时，影片无意于表现黄河波浪滚滚的气势，而是特意选择在阴天和傍晚去拍摄，着意把黄河拍得十分安详、厚重而温暖。把黄土地／黄河这对一阴一阳的中华民族之“根”表现得非常到位。

无疑，黄土地就是一个导演精心设置安排的“家”，是一个封闭性的、充满“温情的愚昧”的自足的“铁屋子”。

相形之下，顾青作为一个现代性的代码，正是一个启蒙者的形象。他试图融入这个“家”，但似乎与这个“家”格格不入。正如陈晓明指出，“它是一个外来的和被强加进去的意指符号”。⑤顾青的到来，对老爹基本上影响不大，但却“唤醒”了翠巧和憨憨这样的“沉沉入睡”得并非很深的人。翠巧试图抗争，离开这个“铁屋子”，但终于未能成功，确如鲁迅所言，“徒增了无可挽救的临终的苦楚”。顾青的启蒙理想与努力在翠巧这儿陷于失效。

顾青在与老爹一家接触过程中及翠巧表达了要跟他去解放区的意愿之后的犹豫、矛盾、彷徨等，实际上还涉及鲁迅作品中另一个极具深意的原型——“无物之阵”：

“一切都颓然倒地；——然而只有一件外套，其中无物。无物之物已经脱走，得了胜利——他终于在无物之阵中衰老，寿终。他终于不是战士，但无物之阵则是胜者。”（《这样的战士》）

“中国各处是壁，然而无形，像‘鬼打墙’一般”。（《“碰壁”之后》）

从某种角度看，顾青等启蒙者或战士的悲哀正在于他们找不到真正的敌人或对手，或者说敌人或对手是隐形的，看不见摸不着的。而且对手还往往被披上了一层家庭伦理亲情的含情脉脉的面纱，很多时候，害人者是不自觉无意识或者干脆就是从良好善良的愿望出发的，而且他本身就是无辜的受害者。无疑，面对如此庞大、隐藏得极深的对手，启蒙者的孤独、寂寞、迷茫、无可奈何几乎是命中注定的。

不妨再把《黄土地》与也有相近的启蒙主题的《红色娘子军》（谢晋，1960）比较一下。在《红色娘子军》中，敌人在明处，对立是公开的、势不两立的。于是洪常青终于通过自己的牺牲而完成了启蒙的使命，把吴琼花救出了“铁屋子”。《黄土地》则显然绝非那么简单。可见不同时代的话语表述，其背后所隐藏着的意识形态内涵是不同的。

从叙事结构看，顾青从进入这个家（黄土地）到“启蒙”的失效和离开，基本上构成了一个封闭的或循环性的圆形叙事结构。为了强化这种圆形性，影片中有几次重复出现的镜头，例如顾青的“来”与“去”镜头的渲染和反复出现，时间也仿佛被有意拉长了。再如两次出嫁镜头中某些场面“惊人的相似”的重复（一次是顾青与翠巧均目睹的某无名姑娘的出嫁，一次是翠巧的出嫁。无疑，这两次出嫁均是千百年来在这片黄土地上所发生的无数女子的无数婚礼仪式之一）。

同为第五代导演代表性作品的《孩子王》(1987)也有一个类似于《黄土地》的“铁屋子”原型结构。

《孩子王》中，知识青年老杆也是一个“来而复去”的外来者，一个“不见容于传统秩序的‘他者’”。由于偶然的原因，他被任命为小学老师，教初三的学生。到了任上，他发现，教室是茅草竹棚，四面透风，学生上课没有课本，每天照着黑板抄课本，教学方法也是多年一成不变的那一套，学生抄写课本，然后是段落大意、主题思想之类。老杆抱着“救救孩子”的启蒙理想，试图改革，但却以被革职而告终，启蒙的努力终归于失效。正如戴锦华所说，“他们的到来，与其说动摇甚至颠覆了特定的秩序，不如说只是进一步印证了这秩序的岿然不可撼动”⑥。因而他除了在最后把一种怀疑传统文化的意向留给学生，在一个树墩上写下“王福，以后什么都不要抄了，字典也不用抄”之后，只能怀抱无可奈何的失落而离去。此刻，作为人文知识分子的陈凯歌，无疑对传统文化和传统的教育方式对下一代的危害有一种切肤之痛，在一定程度上，通过这部电影，陈凯歌是像鲁迅那样发出了“救救孩子”的沉痛呼声。尽管这部影片与他拍摄于三年前的《黄土地》相比，已缺少了《黄土地》式的苍凉凝重，相反显得有些莫名怪异。谢园扮演的知青老杆，是一个自我意识很强（强得以至于有些怪气）的知识分子形象，他与周边环境极不协调，甚至与知青战友都显得有些隔膜。这一形象折射了陈凯歌的自我意识，他曾说过，《孩子王》“就是面对我自己的，相当于文化的作品，集合了我对文化、人的尊严和人的价值的思考”。

三、“形式的意识形态”：一个圆形叙事结构的叙事分析与文化意味

茨维坦·托多洛夫运用叙事学方法研究小说，他认为，“如果我们明白人物就是一个专有名词，行为就是一个动词，我们就能更好地理解叙事文学”⑦，因而他完全按语法分析的模式，把人物都看成名词，其属性都是形容词，所有行为都是动词。这种分析方法虽有一定的机械性，但也不妨试用来分析这几部影片中所共同表现出来的叙事结构。这实际上是对结构主义、叙述学和神话原型批评等方法的一种综合性使用。

不难发现，如果按托多洛夫的方法为影片中的几个主要人物命名，且分析归纳他们的行为方式时，这种叙事结构基本上可以表述为：

在一个相对封闭自足的稳态环境中——可以是一个家庭或大家族式家庭，也可以扩而广之推到这个家庭所在的外部环境：如《小城之春》中是一个家庭；《早春二月》既可以指一个家庭，也可指称芙蓉镇那个世外桃源般的小镇；《黄土地》既可指老爹、翠巧、憨憨组成的家庭，也可指那一片浑厚凝重而封闭的黄土地以及黄土地上年复一年生活着的人们—— A、B、C、D生活在一起，相安无事。

然而，E出现了，远道而来，进入这个由A、B、 C、D组成的封闭自足世界。于是这个世界的平衡被打破了，仿佛是一潭死水掀起了阵阵涟漪。在A、 B、C、D这个大家庭中，A很顽固，不为任何外界所动甚至可能阻碍、反对E；B心有所动，几乎难以自抑，于是向E表白，但E却犹豫畏缩不前，于是，B又只得重新回到原来的生活和心态；其中C属于这个家庭或环境中更为年轻新鲜者，他也受到了E的感染，他最终将跟随E而去。E到这个封闭的结构中，与A、B、C、D均发生过一定关系之后，又悄然离去，于是这个结构又重新恢复平静，就像鲁迅笔下那个寓言性的“铁屋子”一样，照常在睡眠中“死去”。当然，个别人已经被唤醒，如C，他最终将离开这个“铁屋子”，将追随E而去。

从上面的粗略分析看，这几个不同时代的叙述结构表现出某些“惊人的相似”，我们不妨再对这几类人物作些深入的探讨。

(1)A类人物：旧家庭的维护者

这一类人物包括有形的，诸如《黄土地》中的老爹、《早春二月》中，让萧涧秋感到异己力量的，不仅来自于那几个同行，也来自小镇中各种各样异样的眼光、窃窃私语，那种可以意会，难以言传的氛围。就此而言，萧涧秋仿佛来到了一个“无何有之乡”，找不到对手的“无物之阵”。

《黄土地》对这种无形的对手的揭示更具有震撼性。在影片中，沉默寡言、木讷的老爹不仅仅是无辜的，而且本身也是受害者，他只是如“日出而作，日落而息”般循环往复地做着祖祖辈辈大家都在做的事情，因而顾青所面临的对手，绝对不仅仅是这个满脸沧桑的老爹，甚至可能也是他背后那个既博大深沉又冥顽不化的黄土地。黄土地，成为了一个人格化了的中华民族传统的形象。

《小城之春》也没有出现过一个阻抗周玉纹、戴秀他们走出家庭，追求新生活的作为异己力量的形象，但这种无形的力量却自始至终发挥着它冥顽的力量（诸如道德、责任、义务）。这种无形的力量，不仅周玉纹、章志忱们能强烈地感受得到，就是我们观众，也能通过影片所传达的那种萧条、没落、衰腐的气息和氛围而隐约感觉到。

(2)B类人物：新旧交替，旧家庭的无辜殉葬者

这是一些具有“历史的中间物”性质的人物形象。像《家》里的大哥觉新、《北京人》里的愫芳、《雷雨》中的周萍等等，他们由于历史的安排和宿命，也由于自身性格的弱点，注定要成为鲁迅所说的“历史的中间物”，即在封建传统势力与反叛势力之间游移不决，甚至两头不讨好。在“新”与“旧”之间都找不到自己的位置——既找不到按照旧秩序给他设定的固有位置，也找不到按照新思想的逻辑应该有的位置。他们最后的宿命只能是为这个走不出去的家庭，为这个摆脱不了的传统殉葬。诚如论者指出，当年那种“高觉新式”的性格和悲剧的产生，考其深层社会历史原因，“是在彻底反封建的要求既然——已经提出，而旧的生产方式与生活方式还远未最后退出生活，民主革命在推进中，但传统的思想文化、道德规范依然禁锢着人们的精神。”⑧

这些人的悲剧性命运的一个重要特点往往是被一种来自亲人的温情，对家庭的义务责任感所束缚住了。正如有论者在论述高觉新的悲剧人格与悲剧结局时指出：“主宰了高觉新的，主要不是观念，而是人物在实际生活中的位置，和在这种位置上形成的思想习惯。不能忽略一种陈旧的生活方式对于个人的限制。在这一方面高觉新的悲剧正在于，《新青年》、《新朝》、《每周评论》已经闯进了他的生活，而未经变革的旧的经济关系还把他牢牢地束缚在原先的位置上。”因而迫使他们付出一辈子的生命的代价的，“是东方式的家庭格局和沉重的家庭义务”⑨。

如《黄土地》中的翠巧，一方面，她的自我意识和女性意识已经开始觉醒，因而在外来力量的感召之下，成为新生活的向往者和追求者。但她同时又是类似于《家》中的觉新那样的“长子”角色，上要为父亲尽孝，照顾早年丧妻，含辛茹苦把她和憨憨抚养大的父亲，下要尽姐姐之责，甚至要为弟弟娶媳妇作出牺牲。所以传统、家庭对她的赋予和要求使得她无法轻轻松松去追求新生活，最终她只能成为旧时代的殉葬者。正如陈凯歌在《我怎样拍〈黄土地〉》中谈道：“翠巧作为一个敢于与命运抗争的觉悟者，她所选择的道路是很艰难的。难就难在，她面对的不是狭义的社会恶势力，而是养育她的人民的那种平静的，甚至是温暖的愚昧。较之对抗恶势力，这种挑战需要更大的勇气。”⑩

(3)C类人物：旧家庭有希望的冲破者

如《小城之春》中的妹妹戴秀，《早春二月》中的陶岚，《黄土地》中的憨憨，《孩子王》中的来福，《家》中的觉慧、觉民等。这些人无一例外，都是大家庭中的最年幼者，传统的附累最轻，代表着希望与将来。这样的人物设置和理想寄托无疑又是在整个20世纪中国文化界占有重要地位，被视作现代性思想之表现的进化论思想的一种体现。

(4)E类人物：外界光明的象征与闯入者

这一类人物大多是现代知识分子，是现代文明的先觉者和播火者，但他们常常带有一定的多余人的性格特点。他们掌握了知识的权力话语和真理，但先进现代（主要来自西方）的思想在遭遇现实时却常常发生了尖锐的矛盾冲突。于是他们犹豫、懦弱，不自信，他们虽然力图融入生活，但却仿佛与现实生活格格不入。尤其是被他们点燃内心的希望和热情之火，因他的感召而清醒过来的人——往往是异性要求他有更多的付出时，常常陷于矛盾甚至莫名的恐慌。这种恐慌有时让我们联想到鲁迅小说《祝福》中的“我”在面对祥林嫂的诘问时所陷入的恐慌。

从这些人物分析看，这些人物是具有相当广泛的代表性的。毫无疑问，这一反复出现的原型性的圆形叙事结构的文化蕴含无疑是相当深刻的。这一原型表征了20世纪中国知识分子的典型心态，聚焦了20世纪中国思想文化领域的众多关键问题：

其一，蕴涵了现代知识分子对家族文化的批判、思考以及复杂感情。

钱穆先生曾说过，“‘家族’是中国文化的一个最主要的柱石，我们几乎可以说，中国文化，全部都从家族观念上筑起，先有家族观念乃有人道观念，先有人道观念乃有其他的一切。”(11)

的确，家庭在中国人的观念中具有相当重要的意义。家不仅仅是生存之地，更是情感和精神的皈依之所，游子无论走多远，思乡念家之情总是像风筝一样牵着他。与欧美国家相比，家在中国人心目中所占的比重是无与伦比的。孙中山曾说过，“中国人最崇拜的是家族主义和宗族主义，所以中国只有家族主义和宗族主义，没有国族主义，外国旁观的人说中国是一盘散沙，这个原因在什么地方呢？就是因为一般人民只有家族主义和宗族主义，没有国族主义。中国人对于家族和宗族的团结力非常大，往往因为保护宗族起见，宁肯牺牲身家性命”。(12)

如此看来，家族主义与近代以来仁人志士谋求国家富强的民族主义或国家主义是有矛盾的，因而是有违中国的现代性进程的。

此外，家族观念和家族伦理文化以家族为本位，而不以个人为本位，而这又势必戕害了个体精神和个体意识，就此而言，家族文化甚至成为封建专制主义和封建伦理道德的基础，因而有悖于现代社会的发展。五四批孔的急先锋陈独秀曾指出家族、伦理与孔孟之道的天人同体关系：“孔子之道，以伦理政治忠孝一贯，为其大本，其他则枝叶也，故国必尊君，如家之有父”(13)。

鉴于家族观念和家族本位文化对个性意识和国家民族观念的双重阻抗，“五四”新文化运动以来，启蒙知识分子屡屡把批判传统的矛头对准家族制度与伦理。“在中国，家庭成了整个社会，因此，我们可以说中国的社会，就是中国的家庭制度。”(14)但因为知识分子本身就出自这个家，因而这种批判又常常显得极为矛盾犹豫。理想上的彻底决绝的批判和反叛与感情上千丝万缕的联系和依恋形成激烈的冲突——理智与情感的冲突。这种冲突不仅表现在文学艺术作品中——如大量的“历史的中间物形象”、“长子形象”、中国式的多余人现象等，甚至也表现在一代知识分子艰难的现实选择中，如鲁迅、胡适、郭沫若、徐志摩等。

其二，折射了现代知识分子启蒙理想与现实、现代性理想与本土传统伦理观念的冲突。

电影作为一个现代新兴艺术样式，就像新小说曾在梁启超等人那儿被寄寓了“新民”的文化启蒙功效一样，电影也在作为知识分子的编导演艺术家手中承载相应的意识形态内涵。而启蒙与救亡作为20世纪中国最为重要的主题，也必然会相应表现于电影的叙事之中。这正如杰姆逊所说的，“所有第三世界的本文均带有寓言性和特殊性：我们应该把这些本文当做民族寓言来阅读，特别是当对它的形式是从占主导地位的西方表达形式的机制——例如小说 （电影作为一种‘舶来’的西方新兴艺术当然更是如此——引者注）——上发展起来的。”因此，杰姆逊断言，“第三世界的本文，甚至那些看起来好像是关于个人和力比多趋力的本文，总是以民族寓言的形式来投射一种政治：关于个人命运的故事包含着第三世界的大众文化和社会受到冲击的寓言。”(15)想一想当年鲁迅、郭沫若的弃医从文和“听将令”，想一想郁达夫《沉沦》中主人公跳海自尽前对祖国的埋怨，这样的不无文化强权意味的第一世界对第三世界的判断还是不无道理的。

与此相似，上述论及的几部影片，一定程度上表现了现代知识分子对以家族文化为核心的传统文化的态度、认知、批判——既决绝，又依恋，既致力于打破“铁屋子”，又对打破的有效性和个体力量的有限性发生怀疑和不自信，那种追求现代性理想的义无反顾与传统道德的沉重附累，尤其是这种道德与理想的冲突涉及个体情爱时的矛盾困惑乃至懦弱与逃避——种种中国现代知识分子的思想痛苦和理性深度均可以在这一原型模式中找到清晰的指证。就此而言，这一圆形的原型叙事结构极为生动地折射了现代知识分子的心理矛盾和心路历程，折射了中国现代化的艰难进程。

不妨说，《黄土地》中顾青的惶惑代表了知识分子对启蒙任务之艰巨的清醒了悟，比之于像《早春二月》那样横添一个光明的尾巴，要深刻得多。而这恰恰是时代的进步。当然，也可以说是历史的悲剧，因为，这么多年了，我们似乎还未走出这个“万难毁破的铁屋子”，启蒙的任务还远未完成。

这种“历史的惊人的相似和循环”实在是令人感叹不已。

其三，“焦灼”与“现代悲剧感”——20世纪中国艺术的总体美学风格

有论者概括20世纪中国文学的总体美学风格和美感特征是“一种根源于民族危机感的‘焦灼’”，“浸透了危机感和焦灼感”，“这一焦灼的核心部分是一种深刻的‘现代悲剧感’”(16)。我以为这一风格指征也可以扩展到20世纪中国艺术（当然包括电影）。

大体说来，上述几部影片都典型地代表了这一风格指征。《小城之春》的萧索、压抑、灰色调，无法这样生活又似乎一定要这样生活的危机感；《黄土地》的苍凉、凝重、沉闷、窒息，“要反反复复告诉观众再不能那样生活下去了”（陈凯歌语）的内在思想动机，缓慢凝重的时间流程背后压抑不住的对时间的焦虑；相对而言，《早春二月》是最为偏于暖色调的，最具有文人风格的，但也给人以春寒料峭之感，结尾的“光明的尾巴”多少有刻意拔高之嫌，与整部影片的叙事和整体风格似乎有一定的裂痕。无疑，正是编创人员对启蒙任务的艰巨性的认识，对家族文化和传统的既批判又不无留恋的矛盾心态形成了那种苍凉、压抑、悲凉、“焦灼”、“现代悲剧感”的总体美学风格。

但历史的发展常常令人哭笑不得。翻过作为新时期主潮和代表性的，既是开山之作也堪称顶峰之作的《黄土地》（也包括《孩子王》）之后，我们不期而然迎来了第五代导演面目全非的《红高粱》、《菊豆》式的“弑父”的狂欢以及《顽主》和在大量的不可同日而语的第六代导演的影片中看到的更为激进的“审父”、“弑父”行为，更年轻的导演们义无反顾地叛离家庭，对传统进行了更为决绝的背叛——有时是用嬉皮笑脸的颠覆解构方法。

也许，这三部影片中主题意向最为矛盾复杂的《黄土地》表征了一个时代——20世纪或新时期的终结！

四、奇观与反讽：“家”的寓言与“铁屋子”原型结构的变异

马克思曾指出，历史往往出现两次，第一次以悲剧的形式出现，第二次则以喜剧的形式出现。

进入20世纪90年代之后，我们发现，这个“家”或“铁屋子”的原型结构发生了让人哭笑不得的变异。在一定程度上，《孩子王》代表了这一结构的衰落，而《红高粱》则代表了这一“铁屋子”圆形结构的终结和转向。

《红高粱》中也有一个外来者的形象，但这个无拘无束，天不怕地不怕的“我爷爷”轻而易举就成功地“弑父”并得到了“我奶奶”，这似乎是一个无所不能的“拯救者”，他强壮、性感、充满野性的生命力。而那个始终未出场，但得了麻风病的“掌柜的”早已是病入膏肓、不可救药，也不堪一击。这就把一个极为沉重、艰难的启蒙话题演变为一个娱乐化的子虚乌有的传奇故事。从某种角度也许可以说，第五代导演至此已经放弃了启蒙理想，它不再试图让观众与他们一起沉重地思考，而是与大众一起轻松愉快地娱乐和消费了。而且不难发现，无论是导演自己抑或影片中的叙述人都对这段传奇的真实性不敢肯定，所以用以画外音出现的讲述一个传奇性故事的方式来表现。

诚如张艺谋自述，《红高粱》是一部什么都有一点的“杂种”电影，“我就想换一个路子，拍一种既有一定哲学思想又有比较强的观赏性的电影”。这实际上反映了张艺谋一种开放的艺术视野和迥异于拍摄《黄土地》时的理念和心态。的确，《红高粱》既有传奇性的故事和人物，也有色彩浓郁的画面造型和色彩写意，既有民族生命活力、凝聚力的凸现和大爆发、大喷发，民族与个体的生死存亡考验，中国人应该具有怎样的主体人格精神之类的“宏大”的主题，也有轰轰烈烈的浪漫爱情故事，更有如“癫轿”那样的充满视听冲击力的较为纯粹的“娱乐性”和观赏性。无疑，《红高粱》对中国新时期电影之“娱乐化”的转型和走向有着重要的先导性意义。《红高粱》不仅表征了“家”或“铁屋子”原型结构的终结，也表征了一个以第五代为主体的新时期电影时代的终结，并宣告了一个注重感官享受、娱乐化、游戏性、商业消费趋势、平民化的后新时期的到来。

此后的第五代导演的许多影片中，这一“铁屋子”的原型结构继续发生着变异。这些影片中都有一个似乎是专门展示给西方人看的“铁屋子”的传奇故事，如《菊豆》、《大红灯笼高高挂》、《风月》、《炮打双灯》、《家丑》等影片都在一个时间背景不甚清晰的封闭性的空间——通常是一个封建时代的大宅院中，讲述一个有关乱伦、私通的视觉奇观化和题材猎奇性的故事，常常是一个关于“一座散发着阴气的老宅子和老宅子的守寡的漂亮女人”的故事。这在很大程度上丧失了现实性、当下性和人文批判精神。这些电影并非无缘无故地被李奕明批评为“寓言化”即“反历史、反文化地把‘中国’作为一个影像的符码抽离于中国历史本身和世界历史进程之外”(17)，是“后殖民主义”的产物，是刻意地“将中国‘他者化’与奇观化”。的确，在一定程度上，这类电影的确有一种为奇观而奇观，为展示而展示之嫌疑。他们的影片，时间上是模糊的滞后的，空间上则是奇观化的、远离尘世的，其中缺乏锐利的反思批判意向和凝重厚实的人文理性思考，没有了那种精英知识分子的痛苦和迷茫，尽是作为空洞能指的“民俗”的无休止的迷恋和展示。这表明，“作为精英的第五代实际上通过他们的影片放弃了对于民族文化和道德危机的思考，远离了对现实民众生存境遇的人文关怀。”

从表面上看，《炮打双灯》也是一个作为画匠的外来者唤醒了女扮男装，身份颠倒，被“囚禁”在大宅院中的女东家的性别意识和爱情，从而发生性爱纠葛、个体与家族发生冲突的故事。虽也不无反封建、追求个性解放的意识，但影片偏于奇观展示，启蒙的内容几乎荡然无存。影片以“双灯”来隐喻男性生殖器。画匠牛宝吸引女东家春枝的也仅仅是性别。一个文化启蒙的命题简单化地还原成赤裸裸性的禁锢与解放。《黄土地》中顾青的踌躇不决与牛宝不太真实的敢作敢当形成了鲜明的对比。影片中那个幽深古老、闭锁古板的大宅院更给人与世隔绝之感。(18)

《大红灯笼高高挂》讲述了一个在封闭的大宅院里发生的妻妾争宠的故事。精美的画面，天才想象的“点灯”、“捶足”仪式，始终不正面露脸的一家之主。《菊豆》更是一个乱伦和“弑父”的故事。挡棺的仪式，染房里各种色彩的着意夸饰，虽然美轮美奂，大笔写意，但少了一份沉重。

电视连续剧《大宅门》讲述一个大家族的恩恩怨怨，更通过白景琦这个形象渲染了一种“泼皮式”的暴发户精神，空手套白狼式的生意冒险，三妻四妾的桃花运，对权术的玩弄。电视剧所褒扬的精神从根本上讲是当下市场经济和资本积累的时代语境中大众各类欲望的隐晦表达。

《橘子红了》讲述一个大家庭里兄弟之间、大家庭里大小老婆或情妇之间的情爱瓜葛或乱伦游戏，画面道服美轮美奂，类乎恐怖片效果的音响令人毛骨悚然，慢悠悠的节奏、娓娓的台词进一步抽空了理性思想深度，强化了李少红所追求的“唯美”效果。在很大的程度上，这部作品中画面、道服、音响等元素已经反客为主，脱离了内容而产生了独立的感性 （视或听）审美价值。

这种变化正是时代文化转型的一种表征，是时代文化转型在影像艺术世界中的表现，也是对当下中国文化语境的一种必然反应。

其一，全球化与后殖民语境的反应。

中国当下正处于一个全球化和后殖民的语境中，这很可能使中国电影在这一背景中表现出对第一世界国家的某种依附性和屈从性，注意到有一个“他者”在看着自己，自觉不自觉地意识到西方人的眼光。因而许多批评家认为张艺谋等人通过一个奇观化、民俗化的东方故事，为西方提供了一种“他性”的消费，创造了一个“西方视域中的东方镜像”。我们要一分为二看这个问题。张艺谋曾对“后殖民”和“迎合西方”的批评很不以为然，称自己是依凭真切的有所感有所思而创作的。我觉得无论是批评者还是张艺谋的委屈和辩解都可能是发自内心的。细究其真伪或恐实属不必。

即使退一万步说，“十七年”时期拍摄电影与80年代末90年代以来的心态无疑是非常不同的，“十七年”处于一个自足封闭的环境中，而80年代以来则置身于一个全球化进程日益加速的现实中。无疑，不同语境的导演面对的“隐含的观众”是不一样的，按接受美学的思想，导演在创作时必然要考虑到“隐含的观众”的需求，“隐含的观众”甚至在实际上也参与了影片的生产。因而编导者是有意还是无意，倒是一个次要的问题了。

其二，审美感官化趋向。

《黄土地》的美学意义一般公认为是开创了一种“银幕造型美学”。但实际上，这种视觉造型与好莱坞追求的视觉奇观化还是有着根本的不同。《黄土地》是一种偏于静态造型的视觉美学，而非动态性的视觉奇观展示。空间的大写意风格，缓慢的、几乎停滞不动的镜头运动方式，呆照式的镜头切换，某些意象的循环往复，对几十年来一贯的观众观影心理的挑战所带来的强烈的陌生化效果——都使得《黄土地》具有一种格外沉重的沉思的风格。它不仅仅是要观众用眼睛去看的，而且还必须用头脑来思考。无疑，影片对象征方式和象征性意象的情有独钟正是对影片深度思想空间极力挖掘的一种重要手段，而时间运动的缓慢正可以让观众有充分的时间去从容思考。

但《大红灯笼高高挂》、《菊豆》、《炮打双灯》、《橘子红了》等影视剧，却偏于一种奇观化的展示。它不再是深度思考空间、表意性的营造，而是物象奇观或事件传奇的平面化的展示。在一定程度上，这是对观众的迎合，也是对西方观众和国外电影节的迎合。

总之，在一个时间跨度长达半个世纪的历史行程中，几部电影（且不说数量、影响也更大的文学戏剧作品）反复讲述这样一个原型性故事，这里面蕴涵的深刻而沉重的思想内涵无疑是发人深省的。

正如福柯所说的，“重要的不是话语讲述的年代，而是讲述话语的年代”。这个原型无疑聚焦了诸如启蒙话语的内在矛盾和张力、实现的艰难性和效果的有限性、现代性理想与严峻滞后的当下现实、传统与现代、民族与世界、文化反思与价值重建等等20世纪思想文化史上最重要的话题，这表征了知识分子对传统的复杂态度，是对20世纪中国文化命运和力量斗争的消长以及世纪之交以来时代文化转型的一种寓言性、隐喻性表达。

注释：

①②李欧梵：《铁屋中的呐喊》，岳麓书社1999年版，第97页，第98页。

③弗莱(Nortnrop Frye)：《批评的解剖》，普林斯顿，1957年，第99页。

④柔石的小说原著《二月》，出版于1929年。

⑤陈晓明：《神奇的他者：意指代码在中国电影叙事中的美学功能》，《电影艺术》。

⑥戴锦华：《雾中风景》，北京大学出版社2000年版，第319页。

⑦托多洛夫语，转引自张隆溪《二十世纪西方文论述评》，三联书店1986年版，第143页。

⑧⑨赵园：《艰难的选择》，上海文艺出版社1986年版，第29页，第287页。

⑩《电影导演的探索》（第5辑），中国电影出版社1987年版。

(11)钱穆：《中国文化史导论》（修订本），商务印书馆1994年版，第51页。

(12)孙中山：《三民主义》，《孙中山选集》，人民出版社1981年版，第617页。

(13)陈独秀：《复辟与尊孔》，《新青年》1917年8月1日第3卷第6号。

(14)樊浩：《中国伦理的概念系统及其文化原理》，《复旦学报》1993年第3期。

(15)［美］弗·杰姆逊：《处于跨国资本主义时代中的第三世界文学》，见于张京媛主编《新历史主义与文学批评》，北京大学出版社1993年版，第235页。

(16)黄子平、陈平原、钱理群：《论“二十世纪中国文学”》，《文学评论》1985年第5期。

原子结构篇9

关键词：儒；道；孟子；庄子；良心；赤子之心；道德心理结构

弗兰克·梯利曾说过这么一句话：“对伦理学的形而上学的思辨必须在心理学之后进行（[美]弗兰克·梯利著：《伦理学概论》，何意译，北京：中国人民大学出版社，1987年，第51页）。两千五百多年前，孔子和老子等就开始从道德心理学的角度思考道德问题，他们开导了中国道德心理思想的先河。孔门儒家指出“良心”是道德心理的集合和道德功能主体。老庄一派则认为道德的心理本质是本真的赤子之心。儒道的道德理论与价值意识对抗意识十激烈，然而最终却被兼容并包于中国民族的道德心理结构之中━━王阳明自觉地道出了这个实质。

一

什么是儒家讲的良心？良心的发明源头可溯及孔子。根据《中庸》所引，孔子说过：“仁者，人也。”可见孔子给定的人的定义中，“仁”是人的内在结构之基本要素之一，换言之，仁性乃是人性的起码标准。“仁”是什么呢？从早期儒家有关论述看，“仁”的基本意义是指道德心理态度和情感。这种内在心性路向的思维正是孔门后学打开良心大门的发端。不过儒者中最早直接提出并系统论证“良心”的是孟子。

良心的存在与否，历来是道德哲学领域内争论不休的一个怪问题，甚至在当代新儒学家内部也有着截然对立的主张。据说有一次冯有兰先生访问熊十力先生，熊对冯说：“你说良知是个假定？这怎么可以说是假定。良知是真真实实的，而且是个呈现，这须要直下直觉，直下肯定”（转引自[美]傅伟勋著：《儒家心性论的现代化课题》（上），《从西方哲学到禅佛教》，北京：三联书店，1989年，第 240━241页）。结果冯氏木然，不置可否。显然冯先生不同意熊的观点。 熊氏说良知是个实在，在不断地呈现，这要靠直觉体证。熊的观点基本是来源于孟子 、 陆九渊 、王阳明等心学家和新实在论的讲法，然而早在孟子，其良心存在理论并不只是“呈现”及其描述而已。

孟子坚信人有良心。他说：“虽存乎人者，岂无仁义之心哉？其所以放其良心者，亦犹斧斤之于木也，旦旦而伐之，可以为美乎？”（《孟子·告子》上）在孟子看来，人心有不仁不义，人有丑恶不善的行径，非但证明不了人没有良心，反倒说明是良心被损伤谋害了。

孟子从以下几方面论证其良心存在说：首先良心是自然发生 、任何人都有的。孟子说：“孩提之童，无不知爱其亲者，及其长也；无不知敬其兄也”（《孟子·尽心》上）。这样讲自然不等于说良心就是童情童心，但他确实认为后天功夫只是对某种心性的扩充、 加工，使之成熟而已。 有趣的是孟子把良心的守护寄托于“存夜气”──他的“浩然正气”的生命哲学观本质上是一种唯意志论色彩浓厚的道德心理体验。从这个角度看，孟子至少是一个道德意志论者。其次，良心是直觉体证，孟子的良心与“良知”联系紧紧如一，他讲的良心既是天赋所与的道德生命之根，又是道德直觉能力。他说：“人之所不学而能者，其良能也；所不虑而知者，其良知也”（《孟子·尽心》上）。正是如此，所以孟子说万物皆备于我，心性天道是统一的，人的道德自我的扶植发展过程，不外乎就是尽心尽性知天事天。这里的“尽”、“知”实际所指的不是思辩和经验认知过程，而是直觉反思过程。对于孟子来说，“认识自己”，即“反求诸己”的确切意义就是体会良知、悟证良心。再次，良心出于善的动机或者出于纯粹价值理性信念。孟子可谓是儒家义务论道德心理学思想史上最彻底的良心论者，因为他的良心是他至高无上的信念乃至可以说是其信仰所在。这从他的人性论上可以看出来。孟子坚定的主张人性善。道德是关于善恶的抉择，孟子把社会道德内容放进了人性理论，这说明他所谓的人性论，实质就是道德论基础。善本来是个伦理学的价值观念，当把它表达到人性本质中去，使之上升为绝对价值、终极价值，把它与人性结合成为“人性善”命题时，实际上已经是关于全部人生价值的一种信仰陈述形式了。这一点上孟子显得十分极端，然而站在儒家的立场上，恰恰是这一点标志着孟子为最彻底的儒家，儒家的历史作用最积极的一面、对社会最诱人的一面正是人性善论。孟子之后的儒家极少有不割裂性理与人欲，在人性论上不拖泥带水的思想家。在孟子的思想中，人性善的担负者就是良心这个道德主体，良心贯通个体道德心理性理共相本体。鉴于孟子的良心站有内在信仰的高度，我们凭着智性的哲学分析、逻辑的论证方法来讨论它似乎是矢不中的了，这里需要道德心理学认识和分析方法。宋明理学家大多依“十六字心传”（“十六字心传”，指的是伪《古文商书·大禹谟》所云：“人心惟危，道心惟微，惟精惟一，允执厥中”。此十六字对宋以后儒家影响极大），摒弃“人心”，讲“道心”方是良心，反映了他们对孟子良心理论的疏离疑惑，陆王学派主张人无二心，良心是一，良心是生机勃勃的宇宙精灵，捍卫了良心理论。

孟子的良心有哪些特点呢？一则良心是内在的，是人所固有的。孟子拨四端之绪来做为支证，他说“恻隐之心，仁之端也；羞恶之心，义之端也；辞让之心，礼之端也；是非之心，智之端也。人之有是四端也，犹其有四体也”（《孟子·公孙丑》上）。人丧失了四肢只是个肢体残废，然而丧失了“四端”，就是非人了。因为“仁义礼智”是人之所以为人的内在性与社会性、个相与共相统一的本质标准，所以他说：“人皆有不忍之心”；“无恻隐之心，非人也；无羞齿之心，非人也；无辞让之心，非人也；无是非之心，非人也”（《孟子·公孙丑》上）。仁义礼智这心性的四个要素，“非由外铄我也，我固有之也，弗思耳矣。故曰：求则得之，舍则失之”（《孟子·告子》上）。

二则人人都有良心，良心之于人类是普遍的、平等的。良心乃是“心之所同然耳”（《孟子·告子》上），所以有子说：“圣人之于民，亦类也”（《孟子·公孙丑》上），照这样的说法，人皆可以为尧舜，而且如果反向：十恶不赦的歹徒是否有良心？孟子必定肯定地答复你：有。孟子以为富贵显严并不标明其人良心的过人，因为良心天赋平等，所谓：“有天爵者，有人爵者。仁义忠信，乐善不倦，此天爵也。公卿大夫，此人爵也”（《孟子·告子》上）。孟子和孔子一样讲小人君子之辩，他的讲法是依据良心的稳固与否：“君子所性，仁义礼智根于心”（《孟子·尽心》上），而小人不能自觉地保守其道德理性的“大体”（《孟子·告子》上），放失本然良心。孟子申辩说没有外在的仁义，仁义都是兼有社会客观性而内在于人心的法则，连舜也只不过是“由仁义行，非行仪仁也”（《孟子·离娄》下）。即舜只不过自觉顺着仁义心性行动，而并非是他造作了仁义。

三则良心虽根底深厚，但尚待操存培植。既然良心具现如照，为何总见歹徒姿肆，小人猖狂，比比皆是？“恶”从何而来？孟子面对这种情况，还是为良心抗辩：“乃若其情 ，则可以为善矣，乃所谓善也。若夫为不善， 非才之罪也”（《孟子·告子》上）。打个比方，“五谷者，种之类者也。苟为不熟，不如荑稗。夫仁，亦在乎熟之而已矣”（《孟子·告子》上），因此，良心既可能顺利成长，也可能耗损或复蒙，所以一定得有个存养的方法和依法存养的功夫。方法和功夫实是统一的。他说：“学问之道无他，求其放心而已矣”（《孟子·告子》上）。如何求？就是要识其大体，复明良心。这是要人“理直”即尽心识性知天。掌握道德理性原则与能力。再即是“气壮”，即“善养吾浩然之气”（《孟子·公孙丑》上），这种气至大至刚，充塞宇宙，直至能使人动心忍性或沛然振奋，即达到道德意志自决与信仰坚定的精神定格。“大夫夫”（《孟子·滕文公》下）的人格就是一个诉诸正义感的范例。一句话，良心的挺立，靠的是理直气壮、智仁勇兼修的功夫。

孟子把善行归结为良心的生命活力推动，而认为恶的产生是由于物物交夺而使良心走失的结果，这是把恶归结为环境与社会。这个说法使得其良心理论长期以来大受儒门内部质疑，也正与道家道德心理学截然相反。在儒家内部与孟子最针锋相对的是荀子。荀子敢冒天下之大不韪而主张性恶论，说是人天生不存在所谓良心，人的道德行为是圣人化性起伪的教化结果。这代表着先秦儒学道德心理认识的变异。另一种反对者以王夫之为理论代表者。王夫之反对的是孟子良心论的先验天赋色彩，他倡导性日生日成说，认为人心本不等于良心，所谓属于内在心性的良心其实成于后天。他说：“必须说个仁义之心，方是良心。盖但言心，则不过此灵明物事，必其仁义而后为良也”（王夫之著，《读四书大全说》，《船山全书》第六册，长沙：岳麓书社，1991年，第1077页）。他从“能思”与“所思”结合来谈良心的结构。这代表着从认识上对中国传统儒学的一次总的总结，当然，应该指出的是这种学说的基本观点早在《礼记》中已有所反映。

儒学内部对孟子良心的否定和重构，是否可能驳倒孟子良知论呢？十分不见得。所以儒学内部也早已出现了融合会通的修正派，“学庸”就是代表。《中庸》重内外先天后天兼修，既讲“自明诚”，又讲“自诚明”。《大学》从正心诚意讲到止于至善，把“自明诚”阐释得很清楚。自诚明重先天善性之培养，自明诚重后天克己修行，二者平置虽不无矛盾，但是效果上是可以统一的。《大学》通于荀学，《中庸》则向来被认为属于思孟学派，可见孟荀很早就开始相互济补了。

二

与孟子式儒家良心说正好形成反动的便是老庄道家。老庄提出了对良心理论最有对抗性的赤子之心的理论。赤子之心为老庄道德心理学的实质性概念。

赤子之心究竟指什么？这首先得分析老庄所讲的赤子概念。老子说过这么几段典型的话：“念德之厚，比于赤子。毒虫不螫 ，猛兽不据，攫鸟不搏。 骨弱筋柔而握固，未知牝牡之和而全作，精之至也。终日号而不嗄 ， 和之至也（王弼：《老子注》，《诸子集成》（三），北京：中华书局，1986年，第55章，以下凡引《老子》的皆用王弼本，只注篇名）。

众人熙熙，如享太牢，如春登台，我独泊兮！其未兆，如婴山之未孩。（《老子》第20章）

抟气致柔，能如婴儿乎？（《老子》第10章）

知其雄，守其雌，为天下溪。为天下溪，常德不离，复归于婴儿（《老子》第28章）

天下有始，以为天下母，得其母，以知其子，既知其子，复守其母。没身不殆（《老子》第52章）

可爱的赤子，依本性存在，天真纯朴而至智，虚无接物故无犯，无为而为所以能无不为。正因为“未孩”而有天真智慧，他们又能不失母而与母最自然亲和。赤子含德最全最厚，同时又与道之母体紧密一致，赤子正是道与德未离的最佳象征。所谓要求得道有德，就是要“复归于婴儿”。这里实质所指无非是复归于赤子婴儿健康自然之心！这个复归的过程，在本质上是要人们从丧失赤子之心而异化的心态中，再回归赤子之心的本源生机。这是生命哲学的取向，它关注的核心是生命的意义。

需要注意的是，复归是自觉地消除物化之心，删除社会异化带来的人的异质性，因而是超越的创造过程，而不等于简单的生理、心理还原过程，还有，这里的复归，既是赤子之心向道德觉悟高层的飞跃，同时又是道德主体通过对生活经验的批判反思所达到的自我认同。飞跃与统一是辩证的过程，这即是老子所说的，无知到有知的自然否定，再到更高的无知的肯定，也即从无为到有为的否定，再到无为无不为的肯定。这个过程《庄子·齐物论》称之为“吾丧我”。追求赤子之心的道德飞跃，老庄是一脉相承的。《庄子·人世间》中说的“童子”、“ 天子”， 《天地》中说的“婴儿”，《大宗师》说的“真人”等等。与老子讲的赤子，虽然名称不同但是旨趣如一。和“良心”不一样，赤子心态有实体意义，有道德认知心理学的价值。

老庄的赤子之心与儒家讲的良心的特点大相径庭。其一，良心是仁义之心。孟子讲他的良心还是仁义性觉，是真实的持存。老庄则坚决否定良心的内容──“仁义”，在老庄看来，仁义不仅不是道德公理，相反从效果论来看是反道德的，所以他们说失道而后德，失德而后仁，失仁而后义，失义而后礼。意思是说离开自然之道和素朴德性，则仁义无益有害。《庄子》认为，仁义也并非人固有之性，孔子曾对老子说：“仁义，真人之性也，又将奚为矣？”老子却反问他，既然如此，你“又何偈偈乎揭仁义，若击鼓而求亡子焉！意，夫子乱人之性也”（郭庆藩撰，《庄子集释》，北京：中华书局，1995年，《天道》篇，以下凡引《庄子》的皆用此本，只注篇名）。仁义不仅不是人性固有，而且老庄指出它们是道德的异化，违背自然人性的节外生枝，即所谓“骈拇枝指”（《庄子·骈拇》）。从这个角度看，孔孟都成了易人之性的不良的道德手术家：“自虞氏招仁义以挠天下也，天下莫不奔命于仁义，是非以仁义易其性欤？（《庄子·骈拇》）所以孟子讲良心在于扶植存养，而庄子针锋相对地提出要“忘”即忘仁义。《庄子》里有一个颜回“坐忘”的道德修养故事。这个故事第一阶段是“回忘仁义矣”，第二阶段是“回忘礼乐矣！”第三阶段即“坐忘”，意思是“堕肢体，黜聪明，离形去知，同于大通”（《庄子·大宗师》）。因此赤子之心的第一特点就是从常识心灵刳空仁义。

其二，赤子之心是反知为的。我们知儒家以“智仁勇”为三种要德，这是肯定智性学习的用处。孟子说“子贡曰：‘学不厌，智也；教不倦，仁也。仁且智，夫子既圣矣 ’”（《孟子·万章》下）。“仁之实，事亲是也。义之实，从兄是也。智之实，知斯二者弗去是也”（《孟子·离娄》上）。他肯定智，但给智以作为仁义之工具的约束。其四端论中有智端，平心而论，智也不是独立的，因为四端说重在强调仁义礼智四者相互矛盾、相互作用、相互制约的超稳定关系。老庄则否认知性之智对道德有任何积极作用。仅就这一点上说，他们是反智论者。他们否定学的过程：“绝学无忧”（《老子》第20章）；“为学日益，为道日损，损之又损以至于无为，无为而无不为”（《老子》第48章）；“绝圣弃智”，“绝巧弃利”（《老子》第19章）；“智慧出，有大伪”（《老子》第18章）。庄子讲了一个为圃老人的故事，子贡劝他用机械，可老人说：“吾闻之吾师，有机械者必有机事，有机事者必有机心。机心存于胸中则纯白不备。纯白不备则神生不定，神生不定者，道之所不载也。吾非不知，羞而不为也”（《庄子·天地》）。的确，就知性之智与道德的关系而言，它常常是导致对道德怀疑、动摇乃至破坏的来源。古往今来，道德与宗教家们都对知性与反知性的道德直觉能力之关系感到困惑。知性与道德觉悟本质是泾渭分明的，比如基督教中就有反映。上帝是仁性直觉的化身，它征服的敌人撒旦。实际是智的化身。为达成道德善，老庄倒向反智，孔子是想调和“仁智”。庄子的“心斋”（《庄子·人世间》）、“坐忘”术中就有堕肢体，黜聪明，离形去智。老庄否定知性决定主义之智，他们要人怎样呢？就是要愚，愚是赤子之心的纯朴象征，“愚”的意思是素朴，实质非但不愚，而是大觉悟，即“明道”境界。庄子说：“故圣人有所游，而知为孽”（《庄子·德充符》）；又借泰清之水感叹说：“弗知乃知乎，知乃不知乎！孰知不知之知？”（《庄子·知北游》），“不知之知”乃是与永恒化生的大道同一之知。“众人役役，圣人愚沌，参万岁而一成纯”（《庄子·齐物论》）。这种智慧是自觉地“为天下浑其心”（《老子》第49章），是“以明”（《庄子·齐物论》），所谓以明，乃指顺从天道的选择和判断，因而也是知常、自知，是“去小知而大知明”（《庄子·外物》）。

其三，否定了良心的仁义内容，超越了日常见闻小知的偏执，自然就展现了赤子之心的第三个特点，这个特点就是齐同万物，齐是非，达到玄同与大通的境界，这是“玄德”（《庄子·天地》）的状态，是赤子之心隐喻的虚无恬淡、真朴无为的道德纯粹的显示，在这个意义上说，赤子之心的理论设计通于自然法的思维。从“德”而上达于“道”，从“道”而导出“德”，需要有“赤子之心”作为中介条件。良心本是个是非之心。在庄子看来，“古之人，其知之有所至矣。恶乎至？有以为未始有物者，至矣，尽矣，不可以加矣！其次以为有物矣，而未始有封也。其次以为有封焉，而未始有是非也。是非既彰也，道之所亏也，道之所以亏，爱之所以成”（《庄子·齐物论》）。也就是说，太古的人无以为知，未始有人与物事，异质二分；接着就出现了事物之识了，但无以知为，尚未判然界别之；再其次，界限分明了，但还没有主观是非判断；等到有关是非的主观价值观念成熟了，道就亏损了，偏爱私见就风行开来了，于是我们的生活和人际社会被弄得每况愈下。庄子认为普通人的生活实际就是斤斤于是非价值。固执己见，这些固执表现在包括师其成心，以主观的我为标准；囤于名号、言说、论辨这些抽象形式，把名实分离绝对化；受时空制约，看不到是非价值变动的条件性；好己恶人，党同伐异，是己非人，看不到价值对象之复杂性与价值之多元多重性。（《庄子·齐物论》）较详细地分析了上述内容。这些问题在赤子是不存在的。庄子提出要淡化人际勾心斗角，超越是非善恶的价值执着，放弃斤斤之心。这有两个基本途径，即“以道观物”（《庄子·秋水》）和“吾丧我”（《庄子·齐物论》）。以道观物是求“道通为一”，兼怀万物，虚以接物，并包众相。庄子说，“同乃虚，虚乃大。合喙鸣。喙鸣合，与天地为合。其合緡緡，若愚若昏，是谓玄德，同乎大顺”（《庄子·天地》）。“吾丧我”即超越流动性自我，扬弃主观偏见，使生命的真我获得解放和澄明，这即是“与道相辅而行”（《庄子·山木》）。这样一来。一个赤子的理想国才有可能复现，这个理想国即是所谓“至德之世”、“建德之国”（《庄子·山木》）。那种文明是“同乎无知，其德不离，同乎无欲是谓素朴。素朴而民性得矣”（《庄子·马蹄》）这一理想社会，其实是对道德最低公认出发点的回归，同时也是“赤子”生活中人与世界紧密关联融和的再现。这里已明显可以睹见走向一种自然法思维的曙光。这是超越儒家仁先义后程序、仁义礼智相生相克的良心框架的重大进展。因为道家的赤子之心实际蕴着从道的普遍性出发，这意谓着公共正义优先。事实上，赤子之心不是从无规定性的人本身出发，而是将必然性、普遍性、理性、智慧、人的本质抽象纳入相关的道德主体体系中。

三

有趣的是，孟子虽然大讲良心，然而他说过“大人者，不失其赤子之心者也”（《孟子·离娄》下）。关于这句话自来认识不一。一种意见以为，孟子讲的赤子之心乃是视民如赤子，保养民命之意，这种赤子之心经过正心诚意等功夫，乃是无微不至之诚，不同于道家的一无所知之赤子之诚。今文《尚书·康诰》：“若保赤子，惟民其康”。似可作为旁注。另一种观点说，保赤子之心即保婴儿少幼之心，此心专一未变。我们认为第一意见说的包含以赤子之心待民是可取的，但孟子在这里讲的重点却是第二意见，即保少幼而未变异之心。至于说道家讲的是一无所知的赤子之诚，显然是传统儒派经师的门户偏见。道家赤子之心如何是一无所知之诚？赤子之心理本是潜在的纯朴道德主体本身，它无所不可包容。孟子从中寻找良心良知的端绪，老庄从中揭示与升华道德的底质，都未尝不可。儒家与道家都重视赤子之诚，且思想有所交叉，本无可厚非：从历史的发展看，最后他们的统一是客观事实而且必然如此。良心与赤子之心最终统一并共同积淀产生出儒道互补、良心赤子之心紧张的中国道德心理结构，这从王阳明的思想中可找到见证。

一般人会有疑问：两种相反的道德心理如何能统一呢？事实上民族道德心理结构是一种能动的文化主体，因此它完全可以包容多元的甚至矛盾互补的道德，只要不是反道德和庸俗地调和。这种结构使得民族心理更具开放性和适应性。认为道德主体不能兼有异质或反补的道德哲学观只是伦理学体系的逻辑一致性的准则，不是道德心理的事实情况，考虑到道德境遇的差异性和复杂性，不同的道德并存就是当然合理的。从儒道道德心理比较的角度，正可以纠正理论与事实的差距，也有助于我们健全道德文化结构，认识道德结构和过程内部复杂的平衡机制。

中国道德心理思想发展史上，有一个著名故事，即“天泉证道”。据载（王阳明著，《王文成公全书》（四），卷三十四年谱三，《四部丛刊初编集部》，上海书店印行，1989年，以下凡引此书只注书名卷名），王阳明去世前一年，即1527年9月初8夜间，王的高足钱德洪、王畿二人带着疑问侯立阳明先生庭下，请阳明裁断争论。王畿认为，若心体本无善无恶，则意、知、物均是无善无恶；若说意有善有恶，毕竟心亦未是无善无恶。他说王门“四句教”纯粹是个“权法”（王畿著，《龙溪王先生全集卷一·天泉证道记》）。他绎造“四无说”：“若悟得心是无善无恶之心，意即是无善无恶之意，知即是无善无恶之知，物即是无善无恶之物”（同上）。钱德洪认为，“四句教”为“定本”，心体原来就是无善无恶，由于久浸习染，见有善恶，为善除恶就是要力修复明本体的功夫。不料阳明子并不介入争论，反倒取超越兼容的态度。他嘱咐说：“二君之见正好相取，不可相病，汝中须用德洪功夫，德洪须透汝中本体。二君相取为益，吾学更无遗念矣”（《王文成公全书》（四），卷三十四年谱三）。并订咛二个大弟子以后与学者言论，务要依皈四句宗旨，即“无善无恶是心之体，有善有恶是意之动，知善知恶是良知，为善去恶是格物”（同上，又参见《龙溪王先生全集·天泉证道记》）。一般误以为钱王之争，乃禅门顿渐二法在王门之表现与延伸。实际不然，这里“无善无恶”的心之体，正是道家的赤子之心。“有善有恶是意之动”也可以从发展心理学加以解释。王畿说的意、知、物均无善无恶，亦即印契真性自然而无善无恶。“知善知恶”、“有善有恶”、“为善去恶”，则正是赤子之心转化为良知的过程，而且从“为善去恶是格物”来看，又正是良知对物化之心的破除，从辩证的眼光看，这又是对赤子之心本然无善无恶的洗濯回归。阳明先生的四句宗旨深刻地反映了儒道道德心理归缩上的共生关系，同时又辩证地看到了它们是分中之合、异中之合，我们可以说，没有良知功能的赤子之心是不结社会伦理果实的花蕾；而没有赤子之心的良知则是无本之末、无源之水。对于人的道德心理平衡和文化结构功能而言，都即需要讲赤子之心基地上的良知，又需要讲良知守望护理下的赤子之心。

说阳明子这样的一代儒学大师，在道德心理学上是儒道通用，这是否荒谬？一点不然。阳明子确实是一个求兼容并包、贯通适用的大师。在对整个儒道释关系的问题上，他采取的根本思维是超越豁达的。据说张元冲曾就船上问阳明子：“二氏（指释老──笔者注）与圣人之学所差毫厘，谓其皆有得于生命也……不知亦须兼取否？”先生曰：“说兼取便不是圣人尽性至命。何物不具？何待兼取？二氏之用皆我之用，即吾尽性至命中完养此身谓之仙，即吾尽性命中不染世累谓之佛，但后世儒者不见圣学之全，故与二氏成二见耳。譬之厅堂三间共为一厅，儒者不知皆吾所用，见佛氏则割左边一间与之，见老氏则割右边一问与之，而已则自处中间，皆举一而废百也。圣人与天地民物同体，儒佛老庄皆吾之用，是之谓大道。二氏私其身是之谓小道”（《王文成公全书》）（四），卷三十四年谱三）。参考上述文字，我们说阳明子将赤子之心与良心统一起来，就毫不奇怪了。与那些抱残守缺，固执门户私见的排斥佛老者不同，与那些明骂暗窃佛老者也不同，王阳明公然亮出了自已的主张，那就是：三教通用。这个主张实际上印契于中国历史文化传统本来面目和其生态规律，中国文化毕竟是儒道释等多家共同创新发展的。一定要厚此薄彼，扬已抑人，党同伐异，排出一个优劣程序，只是陋者自固而已，实不足称道。难怪不少人称中国民族文化心理结构的特质，是亦儒亦道亦释，又是非儒非道非释。从儒道道德心理本质的关系上就可见一斑──它们是对抗又紧张但却创造了多元的统一和动态的平衡。比如赤子之心表面上看缺乏伦理规范性，然而它在道德心理结构中的存在，既可以抑制儒家流于极端人道主义僭妄或人伦异化，也可以抵御某些宗教超自然的弊端。

原子结构篇10

关键词：模拟 结构重构 晶体结构 材料化学 材料科学课程

Practice of Materials Studio （MS） modeling and structural rebuilding in crystal structure teaching

Xu Yong1，2， Wang Zhigang1， Liu Kegao1， Wang Xianzhong1， Shi Lei1， Wang Fuming2， Lin Junpin2

1.Shandong jianzhu university， Jinan， 250101， China 2. University of science and technology Beijing， Beijing， 100083， China

Abstract： Modeling and structural rebuilding of crystal structure in materials chemistry and materials science curriculum was practiced and applied to keep it simple and understandable by using MS. The unit cells and atomic configurations are produced to show the theory system of geometry description of crystal structure. Several examples， as diamond， graphite， nanomaterial and advanced carbon materials， are employed to describe the main application of MS in materials chemistry and materials science teaching. According to these atomic modeling configurations， crystal structures exhibit a clearly and understandable appearance for us. So， the meaning of learning and understanding the related parameters of geometry description of crystal structure was explored with the point which helped students to realize and master the abstract concepts of crystal structure.

Key words： modeling； structural rebuilding； crystal structure； materials chemistry； materials science curriculum

材料的结构，特别是晶体结构，是材料化学和材料科学课程中的重要内容，是理解材料物理、化学性质的基础，因此在教学内容中具有非常重要的作用[1-3]。然而，与晶体结构相关的一些概念和理论大多源于数学理论体系，如空间群、对称性和Wyckoff占位等，与几何对称有着密切的联系，因此其理论体系非常抽象和难以理解[4]，需要学生具有很强的基础理论功底和空间想象能力，但在现实教育教学中，学生往往很难具备如此深厚的理论基础和理解能力，因此给课堂教学带来很大的困难，这是目前材料化学和材料科学课程教学中的一个难题[5]。而要理解和掌握相关的晶体结构知识需要学生付出非常多的时间去学习和训练，给学生带来很重的学习负担和压力[6，7]。因此，开发和建立一种全新的可视化空间构型，将原子在三维空间中的分布明确地表达出来，是非常重要也是非常必要的，以此促进学生对真实晶体结构的深入理解和掌握[4，8]。通常有两种方法可建立原子构型[4]，第一种是通过使用金属或者塑料球，手工制作原子模型，这种方法适于建立简单、易于构造的晶体结构，对于复杂、难以构造的晶体结构，往往要浪费大量的时间来制作，且很难运输和使用，因此在实际教学中难以得到推广。在此情况下，我们往往选择第二种方法，即通过三维电子图像和动画对象的方法，将计算机软件引入课程教学中。在材料科学领域中，MS（Materials Studio）是一个著名的晶体结构构造和模拟专业软件[8]，大大提高了计算材料科学的可操作性[9-11]。MS给化学家、材料学家和工程技术人员提供了一个灵活、简单可行的工作环境和强大工具，它可以轻松直观地展示材料的结构和性能，并能解决化学和材料学领域中的一些极端问题。通过MS建立多个原子构型（复杂的碳的同素异构体结构）解决晶体结构及与对称性和晶体学相关理论问题，以此实现MS在晶体结构中的应用，促进学生对晶体结构学习的兴趣和热情。

1 MS软件介绍[12]

MS Modeling软件是由Accelrys?公司开发的一款具有灵活操作环境的材料科学领域专业软件，拥有世界上最先进的材料学模拟和构型技术，可以轻松构建出分子结构、晶体结构和各种复杂原子构型，通过高分辨的精细图像技术显示出来，并通过标准计算机工具箱进行控制操作和人机互动。Accelrys?公司开发了MS软件，涵盖了包括量子力学、分子力学、介观模拟、分析仪器仿真和统计相关等多个领域的理论知识，并将它们综合在一个简单易用的模拟环境下，通过构造结构构型和可视化等处理，对相关科学数据加以描述和表达。

笔者采用MS可视化共享软件Materials Studio Visualizer （version 4.0）对晶体结构进行模拟和重构，此软件允许研究者对分子模型、晶体结构、表面、高分子和介观结构进行修改、重建和多角度观察。Materials Studio Visualizer同时包含一系列计算工具，如量子化、原子化、介观化和统计化等，可以实现对材料进行不同粒子尺寸和时间范围内的评估计算。另外，还包括对晶体结构和晶体生长方面的计算和评估。

2 原子构型建立过程

在已知晶体结构信息条件下，在MS中可以采用多种方法建立原子的构型。晶体结构的信息可以通过查找文献（如Acta Crystallographica）获得，也可以通过晶体结构数据库（如Inorganic Crystal Structure Database，ICSD）软件进行查询。通过这些文献或数据库软件，可以得到相关的晶体结构数据文件（如.cif文件），并直接导入MS软件中获得原子结构图。另外一种方法则是直接在MS中调用已知的一些原子结构，但往往这些结构的种类比较少，很难达到我们的要求。因此，一般情况下，需要工作人员手工查询相关的结构参数信息，然后根据MS命令构建原子构型和晶体结构。

MS中构建晶体结构一般需要如下信息：

晶格常数，如a，b，c，α，β，γ；

晶体结构所属空间群，或者空间群号；

晶胞中的原子占位，如原子类型及相关的坐标x，y，z。

选用碳的同素异构体作为研究对象，研究MS构型建立的过程，主要包括金刚石、石墨、碳纳米管和富勒烯几种结构类型。笔者以金刚石晶体结构建立过程为实例，其构型建立过程如下：

首先，获取金刚石的相关结构参数信息（见表1）。打开MS软件，在菜单栏中找到Build命令，通过Build Crystal命令打开一个相关的晶胞构建对话框，手工将结构参数输入相应的位置，如通过空间群号获得相应的空间群类型，并输入晶格常数，最后得到一个相应的不包含原子的空间图框。建立空间图框后就可以在空间中添加相应的原子。在本例中，仅需要添加一种原子类型（碳原子）即可，但对于多原子种类的合金来说，需要添加不同类型的原子，但基本操作过程是一样的，所以本文不再赘述。添加原子时，需要根据对称条件，对不同对称位置上的原子进行多次添加，如果仅有一种原子占位类型，则添加一次原子即可，如所选示例的金刚石结构。在添加原子的对话框中需要添加原子的位置（x，y，z）和占位比例（SOF）。完成添加后即可得到相应的晶体结构示意图，如图1所示，展示了一个完美的金刚石球棍模型图。采用相同的构建方法，可以获得其他碳的同素异构体的相关原子结构，甚至很复杂的结构也可以得到完整的描述，如富勒烯和碳纳米管的结构（如图2所示）。对于富勒烯，通常只是了解其类似于足球的一种结构特征，但一般情况下很难想象其在空间中的其他分布规律，但通过构建原子模型，可以很容易地看到，这些足球状的富勒烯原子团，又在空间上形成了一个大的面心立方结构，如图2a所示，大大提高了结构特征的表述能力。因此，通过结构模型重建可以简单易懂地对相关结构特征和规律进行描述，能够极大地提高学生对晶体结构学习的兴趣和热情。

表1 金刚石结构的相关信息[13]

图1 金刚石原子结构图

a富勒烯结构模型 b碳纳米管的原子结构模型

图2

除了构建原子模型之外，MS还可以对原子构型进行多视角观察和改变原子表现形式等操作，如图3所示。图3a给出了石墨原子构型的侧视图，可以看出原子呈层状排列，每一层原子以六边形的形式密排在一起（可以用不同颜色进行标识）。而图3b则展示了石墨原子结构的俯视图（沿c轴），可以清晰地看到每一个原子层的原子排列规律以及原子层的堆垛顺序类型等信息。由此看出，可以通过改变模型视角来分析不同结构原子面的原子分布规律和堆垛类型等深层次的结构信息，而且简单明了、清晰易懂，有利于学生深入理解晶体结构的取向、对称性等方面的基础理论信息。

a侧视图 b俯视图（沿0001面）

图3 石墨的原子结构模型

3 结束语

通过以上分析可知，可以在MS中直接构建晶体结构模型，包括复杂的晶体结构。对这些重建的晶胞结构可以很简单的进行编辑和优化，并在三维空间中进行多视角观察和分析，在很大程度上再现了晶体结构的真实图像，大大提高了学生对晶体结构的理解和对相关结构信息与规律的有效掌握，优化了晶体结构的教学效果。

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