什么叫强关联系统?


我看到绝大多数答案都是从凝聚态的角度讲的。但这个问题其实量子化学的理解可能更简单一点。


首先澄清两个错误,单电子(平均场)近似并不等于电子之间的相互作用被忽略,而是说电子之间的相互作用以平均场的形式被考虑了(二体算符通过与单粒子密度矩阵 trace 被转化成了单体算符)。其次,平均场近似并不等于没有关联,Hartree-Fock 由于波函数被反对称化(Slater 行列式),所以自旋相同的电子之间其实是有关联的,这叫 费米关联 . 所以,平均场近似真正缺失的关联效应是所谓 库伦关联


如何理解这种关联?得从波函数的具体形式说起。平均场近似(Hartree-Fock)用的近似波函数叫 Slater 行列式,是 单电子波函数的乘积 然后 反对称化(满足 Pauli 不相容)。物理图像上,如果我有 K 个原子轨道 \{\phi_{\mu}\}_{\mu=1}^{K} ,那么线性组合可以得到 K 个分子轨道 \{\psi_{i}\}_{i=1}^{K} ,由于总共只有 N < K 个电子,这些轨道不可能全部占据。平均场近似说,我取里面能量最低的 N 个占据(占据轨道),剩下的 K – N 个全都不占据(空轨道),即

|\Phi\rangle = |\psi_1\cdots\psi_N\rangle

这样的构型叫基态构型


但是很容易证明,精确的多体波函数是所有可能的构型的线性组合

|\Psi\rangle = c_0 |\Phi\rangle + \sum_{i,a} c_{i}^a|\Phi_i^a\rangle + \sum_{ij,ab} c_{ij}^{ab} |\Phi_{ij}^{ab}\rangle + \cdots (eqn 1)

其中 |\Phi_i^a\rangle = |\cdots{}\psi_{i-1} \psi_{a} \psi_{i+1}\cdots\rangle 是第 i 个占据轨道上的电子激发到了第 a 个空轨道形成的单激发构型,类似 |\Phi_{ij}^{ab}\rangle 是双激发构型。


有了这个背景就非常好理解什么是强/弱关联了。

如果平均场近似是一个好的近似,那么在 (eqn 1) 里 c_0 \approx 1 ,其它所有系数都很小。这个时候我们说体系是弱关联。因为根据定义,单电子波函数 |\Phi\rangle 是多体波函数 |\Psi\rangle 的一个好的近似,说明库伦关联很小。在弱关联的体系里,平均场近似就能定性描述好体系的很多性质,只是定量上有一些不足,这些定量上的不足就是来源于那些占比很小的激发构型的贡献

与之相反的,如果对某个体系,c_0 \ll 1 ,那么平均场近似不是一个好的近似,用 Hartree-Fock 给出的预言定性上就不对。这个时候我们称体系强关联


所以可以看到,关联效应的强弱只在平均场近似和精确解的比较下才有意义。其它答主也提到了,孤立的讨论相互作用的强弱并不能很好的说明问题。


经评论区指出我没有讲为什么精确解中要混入激发构型。这是个非常好的问题。这个问题可以追溯到为什么电子之间要有关联效应。关联是一个统计学概念,用来描述两件事同时发生的概率不等于单独发生概率的乘积,即 P(A, B) \neq P(A) P(B) . 在量子力学的语境下,由于波函数的模方是在空间某处找到电子的概率,所以如果一个多体波函数是单体波函数的乘积,那么在空间 r_1 找到一个电子并同时在 r_2 找到另一个电子的概率,将会等于分别在 r_1r_2 找到电子的概率的乘积。但是由于电子都带同样的电荷,所以当两个电子考得太近时能量会升高以至于相互排斥,所以实际上两个电子的运动不可能完全独立。这就是为什么平均场近似能量会高,因为缺乏关联效应导致电子可以靠得过近。

那么为什么加入能量更高的激发态构型反而能量会降低呢?因为在激发态构型中,电子占据了在空间更弥散的高能量轨道,所以能够和占据低能量轨道的电子在空间"错开"。正是通过这种途径引入了关联效应,从而降低了能量。


来看一个具体例子。由于我的背景,我选的是分子体系。为了方便讨论,我们选最最最最最简单的分子体系,最小基组的 \ce{H2}:每个氢原子各有一个 1s 轨道,所以总共两个分子轨道和如下四种构型

其中 |\Phi_1\rangle 为两个电子占据最低能量的轨道,所以是平均场近似(Hartree-Fock)的解。而精确的基态波函数应该是这四个构型的线性组合。但由于对称性,两个单激发构型的系数为零(解释见评论区)。所以有如下简单的形式

|\Psi\rangle = c_1 |\Phi_1\rangle + c_4 |\Phi_4\rangle

显然两个系数满足归一化条件: c_1^2 + c_4^2 = 1 . 且 c_i^2 就是构型 i 占的比重。


现在我们看在氢分子解离的过程中

  1. 平均场能量和精确解能量的变化;
  2. 基态构型 |\Phi_1\rangle 和双激发态构型 |\Phi_4\rangle 占比的变化。

结果分别如下两图:

可以看到,在平衡位置附近(键长小于 1 Angstrom),平均场近似(红线)定性地描述好了两个氢原子的成键效应,定量上仍然比精确解能量稍高(弱关联)。同时,从图 2 可以看出此时基态构型的占比(红线)接近 1,与我们之前的描述相符。

反之,当键长增大时,精确解能量趋于平缓(解离成两个氢原子),但平均场解却越来越高。这个时候平均场能量已经定性不正确(强关联)。而从图 2 也可以看出,此时两个构型占比接近,基态构型并不是主要构型。


这个结论可以推广到一般的分子:

平衡位置附近弱关联,基态构型占比接近于 1,平均场近似是好的近似;

当有键的断裂时为强关联,基态占比显著下降,平均场近似定性错误


最后再扯一点关于 DFT 是不是平均场近似的问题。不含时 DFT 本身是一套精确的基态理论。但在 Kohn-Sham 框架下写出来的 KS 方程似乎和 HF 方程长得一模一样,只是把 HF 里的 non-local 的交换项替换成了 local 的交换关联势。所以一个常见的 confusion 就是 DFT 到底是不是平均场近似。


这个问题的答案是"是又不是"。如果纯粹从电子密度的角度看 KS-DFT,不去用 KS 波函数,那么 KS-DFT 是精确的薛定谔方程的一个近似表述(近似之处在于交换关联泛函是近似的)。但实际使用中往往把 KS-DFT 的波函数作为零阶波函数去做微扰展开(比如大名鼎鼎的 GW 方法),这时实际上是把 KS-DFT 当成平均场来使用。


另外,KS-DFT 假设对任何一个实际系统,其精确电子密度都能被一个 Slater 行列式给出。这个假设虽然比 Hartree-Fock 里的"精确波函数能被 Slater 行列式近似"要弱很多,但也并不是总能实现(n-representability problem),而且往往在体系强关联的时候这个假设失效。从这个角度来说,KS-DFT 本身并不能描述强关联体系,需要额外的补救方法(比如 +U)。


附录:一些证明

  1. 关于 eqn 1 的证明

先考虑一个双变量函数 f(x_1,x_2) 的第二个变量在一组完备的单变量基函数 \{\phi_i(x)\}_{i=1}^{N} 下的展开:

f(x_1, x_2) = \sum_{i = 1}^{N} b_i(x_1) \phi(x_2)

这样得到的系数 b_i(x_1) 是第一个变量的函数,所以显然可以进一步被上面的基函数展开:

b_i(x_1) = \sum_{j = 1}^{N} c_{ij} \phi_j(x_1)

两个式子合起来,得到

f(x_1, x_2) = \sum_{i,j = 1}^{N} c_{ij} \phi_i(x_1) \phi_j(x_2)

也即 \{\phi_{i}(x_1) \phi_{j}(x_2)\}_{i,j=1}^{N} 是双变量函数的基


如果特别的,这个双变量函数反对称,即 f(x_1, x_2) = -f(x_2, x_1) ,代入上面的展开形式,可以得到系数的关系

c_{ij} = -c_{ji}

整理一下就可以得到

f(x_1, x_2) = \sum_{i>j}^N c_{ij} [\phi_{i}(x_1)\phi_{j}(x_2) - \phi_{j}(x_1)\phi_{i}(x_2)] = \sum_{i>j}^N c_{ij} \left| \begin{split} \phi_{i}(x_1) &\quad{} \phi_{i}(x_2) \\ \phi_{j}(x_1) &\quad{} \phi_{j}(x_2) \end{split} \right|

所以对于一个有反对称性的双变量函数,完备基是双变量 Slater 行列式


这个结论不难推广到更多粒子数的情形。



来源:知乎 www.zhihu.com
作者:叶洪舟

【知乎日报】千万用户的选择,做朋友圈里的新鲜事分享大牛。 点击下载

此问题还有 5 个回答,查看全部。
延伸阅读:
高压线塔是怎么设计的?
信息熵与热力学统计物理中的熵有什么区别和联系?

假如地球是立方体会怎么样?

人类的好奇属性值真的很高! 我们都已经在太空里目睹家乡行星是个球体了,还会有这么多"假如"。 我们热爱瞎琢磨,有时仅仅是为了好玩。 

想象一下,你身处一个由岩石类物质构成的世界,其体积和重力都和我们现有的地球相同,唯一的不同在于,它是一个棱长达10270千米的立方体。而你,就处在其中一个平面的中心……

当你睁开眼睛,四周无边无际的景观会让你大吃一惊。在我们球形的地球上,即使在良好的条件下——比如在海边——你的视野不会超过3千米或4千米,因为地面是弧形的,而光线要从地平线后到达你的眼睛必定会发生偏折。

但在这个立方体行星上,情况发生了变化。令人目瞪口呆的景象充斥着每个方向,你的视野很广、非常广——直达立方体的棱,距离你所在的平面中心超过5000公里!地平线至少比你所习惯的遥远千倍!惊奇还在继续——比如说,当你走向立方体的某个角时,你将获得极其奇特的体验。走起!


重力困扰

你向立方体的角走去,会觉得行走越来越困难,你会觉得自己像是在越来越陡峭的斜坡上爬行。想想看,这是合乎逻辑的。我们知道,球状星体的重力,总是与星体表面垂直。在这儿却不一样:重力大致指向立方体的中心。当我们处在某个平面上,且离平面中心越来越远时,重垂线相对于地面越来越倾斜。当你以面的中心为起点出发行走,爬坡的感觉会越来越明显。

重垂线,能指示某地的重力方向——随着我们离立方体某个平面的中心越来越远,重力方向相对地面越来越倾斜。因此,在漫游者眼里,世界呈现为越来越倾斜的平面。这个平面世界上所有物体的滚动或滑动方向均指向平面的中心,就像从碗壁滑落至碗底一样。

实际上,地面当然不会移动。只是你不得不向前倾斜以保持直立。这样说来,斜坡并不是纯粹的幻觉。在这儿,自由落体运动方向与地面呈倾斜角。一旦失去平衡,你必定会滚向平面的中心!虽然肉眼看来,这个世界是平面的,但由于重力的作用,每个平面都给人以盆地之感。

有一个小小的安慰:离平面中心越远,重力越弱。这样的话,当你到达某个角时,你的体重可能仅为正常值的65%。这一场奇特的"攀登"因此变得容易了一些。然而需要说明的是,重力不仅作用于物体,生命必需的各类流体也在其影响下流向平面中心——比如空气和水,

它们将完全无法依附于地面,而是堆积在"盆地"的"底部",即在立方体平面中心形成巨大的一团。


凸起的海洋

在这个平面世界里,唯一限制你视野的地方竟然是海边!在这个立方体行星,海洋是个巨大的凸起,让你无法看到对岸。和水一样,这个立方体行星上的空气也堆积在海上。

如果,这个立方星体拥有和我们的球形地球相同体积的水和空气,这些水和空气将平均分布在各个平面,并在平面中心形成凸起的海洋,像是直径长达2000公里的水状凸透镜——差不多和加勒比海一样大。但是其中心的深度超过100公里,比地球海洋要深20倍。

空气和水积聚在立方体的各个平面的中心,就像是落入碗底一样。每个海洋都是球面的一部分,因此水面总是与当地重垂线相交成直角。水面上的空气也是一样。大气呈细圆环形,悬浮在海面上,并界定了此平面上唯一的可居住区域。

另外,有一个好消息和一个坏消息,你想先听哪个?

坏消息是:只有海洋周围被薄薄的大气圈所覆盖,适合居住。好消息是:在这样的环境下,人们可以在空中漫步——而且是徒步!

你只需背对着海洋行走差不多500千米远,你就会进入真空。这个世界有4/5的面积暴露在真空中,和月球的情形一样。若是你想在漫游时到达立方体的角,千万别忘了穿上航天服!

实际上,在距离海洋仅100千米或200千米处的非真空区域,你都会觉得地面极其倾斜。而且空气也异常稀薄,以至于无法储存太阳的热量,满眼是终年不化的冰雪,寒冷得让人无法忍受。

因此,要想在这个立方体世界生存下去,人们必须蜷缩在每个平面紧邻海岸线150千米以内的区域,每个面的可居住面积比我国的内蒙古自治区都要小一些呢。


天气每天都一样

在海洋周边的极小的居住区域内,天气好不好?要想弄明白这个问题,你必须了解,立方体世界不存在各种各样的气候带。在我们的球形地球上,太阳光几乎直射赤道,并以越来越倾斜的角度照射温带、极地。这就是为什么离赤道区越远,天气越冷。

而在立方星体上,太阳光以同样的角度照射同一个平面的每个点:你可以跨越数千公里却感受不到气候的变化——除非你脱离可居住区域。但是一旦离开可居住区域,你将很快进入真空,也就无任何气候可言了。

如果立方体行星的旋转轴穿过两个平面的中心(图1),那么这两个平面将永远无法沐浴阳光,终年冰冻。而其它平面则受到阳光直射,为热带气候。如果旋转轴穿过立方体行星的两个相对角(图2),阳光以45°角的照射立方体的六个面,则整个世界均为温带气候

立方体世界的旋转轴决定其余的一切。如果它穿过两个对立面,那么"上"平面和"下"平面都是冰天雪地,如同地球上的两极,其他四个平面则享有热带气候。如果旋转轴穿过两个相对的角,那么太阳光会一直以45°角照射每个平面,使得每个平面都拥有同样的温带气候。

不管是哪种情形,立方体世界都不会有活跃的风。在地球上,大气的运动使得赤道吸收的过多的太阳能扩散到温带——没有强烈温差,也就不可能出现大风天气。立方体行星上的情形则是:海洋中心上方的空气因密集而容易吸收热量,白天受热时,它们会上升至大气泡的顶端,冷却后降至可居住区域的边缘,然后沿着地面流动,再次回到海洋中心。

这样一来,"立方体天气预报"总是一成不变:"正午后有微风从陆地吹向海洋"。


地角奇遇

出发!现在你已经准备好远赴"地角"了。只剩下最后一个问题:在这个广袤的星球上如何导航呢?

在我们熟悉的地球上,几个世纪以来,海员们都利用星星来辨别方向:通过测量日出日落的时间差来确定从东到西跨越的距离;通过测量北极星在天空中的高度,以确定从北到南移动的距离(赤道上的人看北极星刚好位于地平线上,北极点的人看北极星刚好在头顶)。

但是这一方法对你来说毫无用处。因为这里没有时差,你所在平面的任意点的日出日落时刻完全一致。而无论你在哪,"北极星"相对于立方体边缘(地平线的替代者)的高度保持不变。

好吧,至少在平面世界你迷不了路:因为所有地标均一览无余,你能清楚地知道你在哪儿。

穿着航天服,爬过莫名其妙的"斜坡",走过最后一段最困难的旅程,你终于抵达了地之角。那么,你就坐在"金字塔"的顶端,眺望一下你从未见过的其他两个平面吧,你会发现,在这两个平面的中心,"生命泡"微微泛着蓝光。

这个立方体的行星庇护着6个完全封闭的生物圈。这些生物圈彼此相隔数千公里的真空,它们之间的差异堪比遥远的行星之间的差异。可能在一个平面上,恐龙从未灭绝;而在另一个平面上,植物是紫红色而不是绿色,因为它们不用叶绿素接收光线。

更刺激的是,你或许会与来自另一个平面的"外星人"不期而遇,甚至你的"鼻子"正对着他的"触手"——如果他和你一样一路攀登至此。这确实是一个令人难以置信的世界!

只是,这个世界可能无法存在得足够久。请想象一个内接在立方体内的球体。这个球体之外的边角如同巨大的山脉一样压在球体上。甚至"巨大"一词都不足以描述其宏伟:这些山脉高达300万米,相比之下,海拔仅有8800米的珠峰实在可怜!

岩石不是牢不可破的,这些山脉褶皱中的任何一座都不足以承受高达300万米的庞然大物的重量。即使有一个立方体世界奇迹般地——至少是我们人类目前无法想象的奇迹——存在了下来,其边角也很快会下沉、崩塌……

简而言之,不到十亿年的光阴(地球上出现生命所需的时间),这个另类的立方星体就会变得其他星球一样圆。多么可惜!

编译/吴会敏 绘图/邬添宇

新发现(2018年第5期)【图片 价格 品牌 评论】-京东



来源:知乎 www.zhihu.com
作者:新发现

【知乎日报】千万用户的选择,做朋友圈里的新鲜事分享大牛。 点击下载

BMJ:常值夜班?快来看优化睡眠的5大建议!

BMJ:常值夜班?快来看优化睡眠的5大建议!

2018-3-2 作者:李延龙 来源:医咖会

对于常年工作在一线的临床大夫来说,值夜班早已成了家常便饭,如果病人病情平稳,大可相安无事地度过一个夜班儿;碰上突发情况,总免不了要忙前忙后地熬上一宿。日子长了难免各种身体状况频繁报警,就连个人魅力也会大打折扣。


借着最近发表在BMJ上的《Optimising sleep for night shifts》这篇文章,和各位小伙伴们一块儿聊聊夜班工作的你,该怎么避免睡眠亮红灯!


轮班工作vs.健康


想必大家还记得2017年诺贝尔生理学或医学奖颁给了在昼夜节律的分子机制上做出杰出贡献的3位美国遗传学家。


所谓的昼夜节律说的直白点儿就是"日出而作,日落而息"。然而,现在社会工作方式的转变,让越来越多人短时间内,甚至是长期处于完全相反的作息——值夜班。正是"身心俱疲"的时刻,却仍要强打起精神来工作,显然是"不人道",各种身体状况自然是报警不断。


来自最近的一项系统综述表明,轮班工作(Shift work)会增加包括慢性睡眠障碍、职业事故、肥胖/体重增加、2型糖尿病,冠心病,以及乳腺癌、前列腺癌和结直肠癌等疾病的发生风险(图1)。






图1. 轮班工作的危害(BMJ 2016;355:i5210)


2017年一项针对2231名英国实习麻醉医生的调查中发现,超过70%的受访者声明夜班工作的疲劳直接影响到他们的幸福感,另有57%声明在夜班结束后的回家途中曾经发生或者险些造成事故。与此同时,夜班工作能力也会随着年龄增加而开始降低,相应的恢复时间也会延长。如何在无法改变工作性质的前提下,提高轮班工作者的睡眠质量成为了很多人关注的焦点。


轮班工作者咋睡才科学?


令人遗憾地是,目前并没有太多足够可靠的证据来告诉大家如何才能"睡得好"!两项最近的Cochrane综述发现,尽管在这一方面开展了一些设计良好的随机对照试验,但是得到的证据却并不那么靠谱。想要在"实验"条件下,像做动物实验一样准确控制和测量,难度颇大,更不用说找到一种"灵丹妙药"一次性"药到病除",就只能是异想天开了。


考虑到这些局限性和复杂性,战胜轮班工作所带来的危害最有效的方法将可能是个性化、多种方式的——每个人应该尝试建立起自己的睡眠习惯,并通过采取一些已经被科学证明确实有效的干预措施,最终有效改善睡眠不佳的问题。以下的干预措施均整理自临床研究和业内专家观点(图2)。






图2. 相关研究证据


1. 轮班前尽可能减少"睡眠负债"


不知道你会不会陷入这样一种纠结状态:一方面,工作所限,得强打起十二分精神跟自己反复念叨"不能睡,不能睡";另一方面,身体却很诚实,"天黑请闭眼"——昼夜节律驱动下的困意,如滔滔江水,是一波接着一波。睡眠负债(Sleep debt,指由于主动限制睡眠时间而造成的睡眠不足)就此也就欠下了。


实际上,对于不同人而言,其睡眠时长,入睡时间以及整个睡眠结构往往是差别很大的。一项调查了超过100万名30-102岁人群的回顾性研究,提出了我们比较熟知的"8小时睡眠",但事实上,这其中52%的受访者睡眠时长少于7.5小时,另有4%少于6.5小时。另外,个体对睡眠不足(Sleep deprivation)的耐受性也是不一样的。当一个人比平常少睡了两个小时,整个状态立刻就不好了(图3),而这种情况会随着睡眠负债的不断累积而愈加恶化。






图3. BMJ 2010;341:c6614


因此,努力减少轮班开始前的睡眠负债将会是合理优化睡眠的第一步。具体怎么操作呢?也很简单:①轮班到来前的那天早晨,来一次睡到自然醒的极致体验(记得关掉闹钟哦);②中午打个盹儿,继续补充睡眠时间。


这么做靠谱吗?证据说话:一项纳入53名轮班工作者的随机对照试验中,与对照组相比,轮班前的午间打盹能够有效地提高受试者的睡眠状况。一项临床研究发现小睡60-90min即能够完成一个睡眠周期,并且与试验设定的认知获益有关。


2. 如何提高轮班工作状态


一个纳入了13项小型临床试验的系统综述表明,在轮班过程中适当地打盹儿可以提高受试者的警觉性和行动力。推荐在轮班过程中应该小睡至少30min,来避免从非快速眼动睡眠期(NREM)中觉醒后出现的不适感,也就是所谓的"睡眠惯性"(Sleep inertia)。


加班或者夜班时,有的人会选择咖啡,浓茶等带有提高兴奋性的饮料,来帮助自己熬过一个晚上。一项纳入12项RCT的系统综述发现,咖啡因确实可提高认知表现,例如方向感、注意力、以及推理能力,轮班或者时差反应。基于咖啡因的药物动力学(饮用20-45min后出现峰值并持续3-5小时),通常建议入睡前3小时内避免饮用咖啡因;而入睡前8小时饮用剂量为4mg/kg的咖啡因并不会影响到后续的睡眠。


3项共纳入755名轮班工作者的RCT研究发现,与安慰剂组相比,诸如阿莫达非尼和莫达非尼等兴奋剂类药物可以减少夜间轮班时的睡眠。然而,这些药物也与严重的皮肤反应相关,它们长期的效果目前并没有形成共识。因此,慎用兴奋类药物。


理论上,轮班过程中暴露在亮光下,会抑制促进睡眠的褪黑素分泌,进而可能会减少睡眠,但这一做法的弊端也是显而易见——减少夜间褪黑素(经常发挥抗氧化剂的作用)分泌水平,被认为是轮班工作者中癌症高发的原因之一。


3. 轮班什么时候吃东西


人的整个消化系统也遵循着昼夜节律性:胃肠活动、肝胰功能以及血糖耐受情况都将在夜间减弱。然而,这种节律性同样让轮班工作者的夜间用餐变得异常纠结:不吃吧,还有一宿的活儿要干,得补充能量;吃吧,身体已经"罢工",根本消化不了。


两项纳入大约10名受试者的随机对照试验中,那些被随机分配到夜间不吃东西组的受试者在模拟的夜间轮班过程中,似乎工作状态更好一点儿。然而,不吃东西也与饥饿、胃肠功能紊乱高发有关。基于此,建议在夜间轮班前尽快吃完主餐,然后在轮班期间少量加餐即可。


4. 轮班间期怎么调整休息?


辛辛苦苦地熬了一宿,终于可以结束回家,满心欢喜地想着能回去补个好觉,但是令人抓狂的昼夜节律性继续发挥着它强大的影响力——躺在床上居然睡不着了,你的意识和身体奋力地抗争着:意识,熬了一晚上我要睡觉;身体:天已经亮了,要起床干活。


另外,与正常作息相差超过5小时也会导致机体不同器官的昼夜节律之间的不同步,因为它们对于轮班的适应程度并不一致,带来的结果是,昼夜节律的适应不可能在轮转间期于较短的时间内实现。因此,重点是在轮转的白天间歇中尽可能优化睡眠,来抵消不可避免的睡眠负债的累积。


尽管目前越来越多的专家学者倡导"睡眠卫生"(Sleep hygiene)——提高睡眠质量并优化持续时间,但是考虑到不同个体之间的差异以及RCT证据的缺乏,目前并没有公认的睡眠管理策略予以推行。


多数策略是基于移除那些可能影响睡眠的因素,包括轮班结束后回家途中应避免接触亮光(带上太阳镜)以及电脑和手机的蓝光;创造黑暗、安静的环境来睡觉,比如使用不透光的窗帘、眼罩、耳塞、或者白噪声发生器(用来掩盖令人心烦的杂音)。


此外,睡前常规的活动也有助于入睡,例如洗澡、阅读或者适度地拉伸;避免使用咖啡因、尼古丁等。值得注意的是,目前并没有证据支持吡嗪哌酯类安眠药和苯二氮类镇静药物可以带来长期的睡眠获益,并且它们还会造成严重的药物依赖。内源性褪黑素尽管可以调节不同组织产生的昼夜节律,但目前仍缺乏足够的证据支持长期使用。


5. 回归正常睡眠节律


多数人熬了一晚上夜班后,会选择肆无忌惮地"睡觉",来弥补对身体的歉意。但是一个重要的问题是,这种做法会让你的作息永远回不到正轨上,即便某一天彻底从轮班工作中脱离出来。这也警示,睡眠负债的偿还需要与正常的昼夜节律之间达到一种平衡。也就是说,你不能以夜班为名,强迫身体在白天充当晚上的角色。


一个值得推荐的科学方法来偿还睡眠负债是小睡90min或180min(1个或2个完整的睡眠周期),然后重新调整到白天作息的节奏中,通过去接触外面明亮的光线,和家人朋友聊聊天,尽可能在正常入睡时间上床睡觉。此外,一项纳入66项研究的meta分析发现,规律地锻炼能够提高睡眠的时长和质量,但是到底什么是最适宜的运动时间、时长以及运动类型对于睡眠的促进仍然不得而知。






迫不得已的轮班工作自然会对身体造成一定的伤害,希望能通过本文的梳理,帮助各位奋战在一线的医务工作者们优化睡眠,保持健康状态。


原始出处:
Helen McKenna, et al. Optimising sleep for night shifts. BMJ. Mar 1, 2018.



来源:知乎 www.zhihu.com
作者:陈舟医生

【知乎日报】千万用户的选择,做朋友圈里的新鲜事分享大牛。 点击下载

孩子为啥“贵人语迟”?也许只是这一步没做好

哥哥Joshua是一个"语迟"的孩子,一岁十个月的时候,才会说除了"妈妈""爸爸"之外的第三个单词。从十个月后说出了第一个单词"妈妈"之后,静默长达了1年。

那段时间可把长辈急坏了,爷爷好几次也来问我,是不是家里语境太复杂了,让孩子不会说话了。

他指的是,我晚上给孩子讲绘本故事都是英文,平时家里和孩子说的是普通话,成人之间的对话大部分(除了我)又是家乡话。这在南方地区很常见,方言、普通话和英语三语同行。

所以老人家很担心,"孩子总不爱说话,到底是哪里出了问题"?


前段时间有妈妈在咨询「小芽启萌·优陪会员计划」事情时,也提到了相似的问题:

所以今天这篇文章,是想和大家聊聊关于孩子"语迟"的问题,以及哪些方法可以很好地助力孩子的语言发展。


避开影响孩子语言表达的"雷坑"

当我和家人反思当年为什么Joshua好像什么都懂,但是却不愿意说的时候,我们也意识到当年不知不觉之间,不小心踩的"雷坑"。我也私下分享过给很多妈妈,可能这些雷坑大家或多或少都会遇到,所以这也是家庭常见的共性疏忽。


语言大环境不够丰富

很多时候我们可能会盯着一些小的沟通模式,看与孩子的互动关系,比如今天爸爸负责和孩子说普通话,妈妈负责和孩子说英语。但是我们却忽略了去统计和孩子沟通的总量。

孩子的语言学习是需要密集轰炸的,这种密集轰炸在于孩子需要时刻被唤醒语言沟通的"氛围"。比如我家当年的情况,其实整体家庭环境,人与人之间的交流比较安静、规律,其实对于孩子来说,他的语言累积量就需要更长一点时间的浸泡,才能量变出现质变。

此外,还有一些社群妈妈反映,她们自己和先生都上班去了,老人家在家里陪孩子真的不大知道做什么才好,所以经常就是白天带孩子去外面逛一上午,下午再睡一下午,放一个音频和音乐,但这样的启蒙方式,对语言能力的提升也不会有实质的效果。

了解自己家庭的氛围和关系动态,是可以帮助我们缓解焦虑,也不至于总是提着心思去想"孩子到底怎么了",比如盯着隔壁家孩子的语言词汇量,来忐忑自己家孩子的语言词汇量。

但实际上自己可能也就只有晚上2个小时和孩子读绘本,孩子的有效语言输入环境,也许就只有这晚上的两小时。所以这个语言大环境对于孩子来说,其实并不是足够丰富的。


孩子没有太多场合表达语言

语言是孩子思想的媒介,它并不是用来当做抽象工具,而是每一个人社交和沟通的工具。所以双向的沟通和交流,是语言启蒙的核心要义。

要在语言上做到双向,其实并不是一个简单的事情,可能一不小心就疏忽了。比如我家当年的情况,Joshua其实很擅长手语,所以他总是首选自己的肢体语言和手势来达到交流的目的,而细心的长辈也总是一瞬间便知晓意思,加速完成了对话的回路。

但对于孩子来说,语言启蒙的通道需要是双向,才能刺激孩子去尝试延展自己的语言容量。如果孩子通过一句简单的指令、描述和称呼就已经可以解决,那么其实会弱化了孩子必须得用语言来表达需求的欲望,久而久之,孩子自然也不需要去主动开口说点什么。

这些看似的"默契",其实是忽略了去帮助创造孩子"沟通"的内驱力,因为只有当孩子真正感兴趣,想要去把内心的想法分享出来的时候,孩子才能产生源源不断的动力,去回应,去搭建沟通的链接。


语言发展来自孩子的内驱力

正因为语言的要义和核心是为了沟通和理解,所以我们能够最佳助力孩子语言发展的,就是给孩子提供丰富和足量的语言输入环境,用鼓励和积极的态度去"润物细无声",比如下面这三种做法可以帮助孩子提升语言能力:


第一种方法是大量的、有意义的语言重复。

语言的基础是词汇量,但帮助孩子积累词汇量,有更多更丰富的语言游戏可以帮忙。这里也包括利用音律和重复的技巧,帮助孩子在读绘本的过程中更快速地记忆住一个词汇。

比如想要教鸭子这个词,可以重复鸭子、鸭子、鸭子。或者换一个语调,鸭——子,鸭—子,鸭子鸭子鸭子,抑扬顿挫的沟通方法是非常吸引婴幼儿知觉的沟通方式。

我在「小芽启萌·优陪会员计划」的理论课里分享的语言朗读方法

其实关键是要"抑扬顿挫",让孩子能够跟着你的节奏一起重复语言感知觉。

一开始积累词汇时,可以先从名词入手,这样比较形象,孩子记起来比较快,也容易有成就感。然后从形容词、动词和代词等延展开,让孩子逐渐建立起自己的语言关联。

但需要每一次孩子都能在节奏感中回应吗?其实不是的。孩子还小的时候,比如我家Joshua当时就看着我咧嘴笑,但不配合我重复,这也没关系的,父母要先享受其中,才能真正达到润物细无声的效果。

在润物细无声的状态中,我们会更关注于激发孩子的兴趣,而不会总盯着词汇量或其他指标,来评判孩子的语言水平。我们知道,这个过程对孩子的语言发展是有意义的,也愿意等待孩子的语言发展从量变到质变。这样子孩子才会更享受地参与其中。


第二种方法是善用手势和指令来辅助认知。

手势和指令在早期语言发展中有非常重要的促进作用,可以帮助让语言学习更丰富,起到加深孩子印象的机会。

我们可以有意识地用手势与孩子沟通,9-12个月大的孩子就可以学习到社交手势了,例如出门时摆手再见、见面时打招呼、点头表示是、摇头表示否。在13个月大时,孩子还能够学会"象征手势",比如喝水、抱抱等。

当时我用手势来说服长辈别担心Joshua的情况,这是因为对于孩子来说,手势也是孩子"语言表达"的一种,只是当时我们疏忽了一点,没有做好足够的连接。每次当Joshua用手势表达一个物体的时候,长辈就直接把物体放在面前,说"好的,给你"。

我们缺乏了和孩子进行语言的"二次确认"。


什么是"二次确认"呢?举个例子,当我们想要教孩子一个词汇的时候,尽量用手指向那件物品。例如教孩子"鸭子"时,就指向绘本里或现实中的鸭子。这样做会让孩子将"鸭子"这个词的发音,和鸭子这只小动物联系起来,从而记住这个词。但更关键的是,别忘了在过程中和孩子说:

"你是要找鸭子,是吗?"

这句看似简单的提问,其实便是语言沟通中不可或缺的确认过程。

所以后来,我给长辈们示范了手势的正确指导后,逐渐地,我们和孩子的对话便有了更多的二次确认:

"你想找的是什么呢?"

"是哪个,你再告诉我?"

"哦,你要的是水杯,水杯对吗?"

"是蓝色的水杯,还是红色的水杯呢?"

"好的,那我把蓝色的水杯递给你。"

这些对话每一次都延展了语言的范畴,也让孩子能够一步一步拓展语言的丰富度。这便是语言交流的重要一步,让语言具备"功能性"。

语言并不只是为了某个单独的目的,更多的是一种丰富话题的延展,孩子的表达途径。了解背后的思考意图,掌握核心的交流信息,会成为孩子沟通质量的关键细节。

孩子意识到这点,无形中其实也提高了逻辑思考能力。他开始注意到不同词义之间的区别,也开始加深对不同指向的理解,这些反过来,都助力拓展了孩子的语言丰富度。


第三种方法是巧用情境。

让词汇学习鲜活并形象起来。要记住言语是孩子思想的媒介,孩子是因为内心的需求和渴望而想要述说自己心中的想法,所以在早期启发孩子语言能力的时候,帮助孩子加强理解也是很重要的过程。情境的作用就是帮助孩子知其然,并且知其所以然。

我当时在开发优陪计划的时候,和港大的早期语言学学者聊过这个话题,他说要把语言植入到生活中,所以我们设计了很多从零岁开始的,比如换纸尿裤、起床、入睡前的语言沟通"话术",这是语言启蒙的第一步。

当然也有妈妈也曾经私下问过我,"需要那么早就跟孩子说那么多么?""感觉我再给孩子换纸尿裤的时候,也在说这句话啊"。

但其实这里情境是否能被盘活的关键点,在于和孩子的互动性是否充足

比如4-6个月的时候,我们引入了换尿布时间里的发声练习。换尿布的时光,其实是一个很好的生活中的例行程序,除了换尿布之外呢,还有洗澡。这两个环节其实是宝宝可预测的环境,爸爸妈妈的动作宝宝可以猜测,并且具备一致性。

在换尿布的例行程序中,语言沟通"话术"是启蒙的第一步


如何实现互动性的沟通呢?

比如视频中示范的场景是,如果在换尿布之前你是需要先去洗手,或者去隔壁柜子里拿一张尿布的话,你要记得说这句话:"在换尿布之前,妈妈会先去洗手,宝宝你在床上等等我。"

看你看到孩子回应和有反应的时候,别忘了再补充多一句,"宝宝,你在等我呢,是的,妈妈先去洗手,你稍等我两分钟就好了。"

这里的每一小句话,其实都是帮助孩子建立语言的互动性和一致性,这都是孩子安全感的点滴积累。语言虽然是孩子与生俱来的能力,但是对于孩子来说,交流也同样是需要安全感的。

我们不能指望一个孩子能够天生具备勇气和动力,在任何场合、任何地方都侃侃而谈,这其实也是一份不切实际的期望。

我们可以做的,其实是帮助孩子积累更多、更深的安全感,让孩子明白,原来我的回应和反应,始终都有被人注意到,而这份注意,让我也能产生动力,去回应。


这三种方法,是生活中看似简单但需要持续不断地积累,才能最终让孩子的语言量变到质变的过程。在Joshua语迟那段期间,我曾经经历过焦虑,有一部分是压力,也有一部分是迷茫,更有一部分是不自信。

我也会反思,要做到不焦虑、从容淡定的父母并不容易的,而背后能够支持并可持续发展下去的,一定还是"库存含量"的多寡。

把引导方法和互动细节调整过来后,我也很意外地发现孩子的语言吸收力其实是"厚积薄发"的过程。

虽然Joshua一岁十个月才说第三个单词,但是到了24月龄的时候,他的语句和逻辑表达力都远超出我的期待,"语迟"的现象,不仅成为历史,而这段陪伴孩子的过程,也让我用更新的思维方式去看待彼此的亲子关系。(我当时参考的标准是美国丹佛大学教授Toni Linder的一份评估,主要从描述1.5岁3岁孩子的语言发展基本能力,感兴趣的姐妹们可以到我们公众号回复关键词"语言评估表"获取)

对于我们来说,不慌张、不焦虑,而是抱着期待态度,用适宜性的方法来帮助孩子,或许才会让我们更加踏实、安心地面对孩子的"挑战"。



来源:知乎 www.zhihu.com
作者:萌芽

【知乎日报】千万用户的选择,做朋友圈里的新鲜事分享大牛。 点击下载