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城市“地下造城”悄然兴起
热度 1 sciencepress 2014-7-9 08:42
随着中国经济的快速发展,中国的城市化进程正进入高速发展期。我国在1985年的城镇化率只有23.71%,到了2012年我国城镇化率为52.57%,城镇化率在28年间的增加超过了28%,平均每年增长超过1%;而城镇人口由1985年的25094万人,增加到2011年的69079万人,我国城镇人口首次超过了农村人口。据预测,到2050年中国城市人口总量将达到10亿~11亿人,届时中国城市化率将提高到76%以上。 而随着城市人口的快速增长,城市规模不断扩展,城市发展面临着土地资源被大量消耗、建筑空间拥挤、交通堵塞、环境污染严重、城市灾害频繁发生、城市综合防灾能力薄弱等诸多“城市综征症”问题。因此,正视城市生存环境的现状,综合开发利用城市地下空间,成为缓解上述问题的办法之一,也成为保障城市可持续发展的有效路径。 国外发达国家的城市发展经验表明,地下空间的开发利用是城市可持续发展不可缺少的组成部分。一方面,土地资源是城市发展的基础,人多地少的基本国情决定了我国必须有较高的城镇化率,必须坚持紧凑型城市发展模式。而开发利用地下空间,不仅可扩大城市空间容量,而且能节约土地资源、节省能源,有利于构建资源节约型和谐城市。 另一方面,我国城市正处于高速发展时期,面临着基础设施薄弱、防灾能力差、生态破坏严重等问题。地下空间为各种城市基础设施(如交通、市政管线、环卫设施等)提供了安全有效的空间,同时可增加地面绿化面积、促进生态环境良性循环,有利于创建环境友好型宜居城市。因此,城市地下空间建设在我国城市现代化进程中占有的重要地位越来越突出,将成为我国城镇化发展中逐渐增长的建设方式。种种迹象表明,我国城市地下空间开发建设即将迎来高峰。 我国各大城市对地下空间的关注热情从2012年开始空前高涨。《上海市城市地下空间开发利用和保护“十二五”规划》正式印发,《昆明中心城区地下空间利用与人防工程规划(2011~2020)》编制完成初稿……据统计,截至目前,我国已有北京、上海、重庆、南京、杭州、深圳、青岛等几十个城市编制了地下空间专项规划,地下空间开发建设即将迎来高峰期。 《沈阳市地下空间开发利用总体规划》显示,到2020年,沈阳市地下空间总建筑面积将达到5000万平方米,相当于113个天安门广场,将形成8座新城,竖向深度将达-30米。如今沈阳地下商业街大多是地下两三层,而未来将有5层、甚至10层的地下商厦。 根据武汉城市规划设计院提供的资料,武汉规划在主城区684平方千米范围内,到2020年建成2000万平方米地下空间。 仅剩47万亩(1亩=666.67平方米)未利用地、建设用地已近极限的东莞开始目光向下,期待从地下商业中掘金。东莞市国土局局长刘杰在接受媒体采访时介绍,东莞将借鉴广深经验,在轨道交通站口发展地下商业。据他透露,国土局正在编制地下空间开发利用的管理办法、激励政策和出让细则。 据不完全统计,目前广州地下空间开发总量约1900万平方米,地下空间开发利用规模总体偏小。未来5年,广州在建或待建地下空间项目将超过100万平方米。据最新发布的《广州市城市总体规划(2011—2020)》显示,到2020年广州地下空间开发规模约为9000万平方米,其中地下商业空间约800万平方米。 北京每年计划增加约300万平方米地下空间,到2020年将开发9000万平方米的地下空间,人均面积为5平方米。 由于城市环境复杂,地表及地下建(构)筑物密布并且工程活动频繁,城市地下空间存在着很大的安全风险,安全性已成为未来数十年城市地下空间开发利用和城市建设的核心问题,进而可能制约城镇化的进程。因此,深入研究城市地下空间风险的特征、形成机理和演化规律,采取科学的控制手段以根治重大安全事故的发生,是一项重要的理论课题和实践任务。 城市地下空间作为一个大型的系统工程,要将城市地下空间开发建设的社会积极效应与特定灾害的预警活动,整体地置于城市自然生态与社会人文环境的可持续发展视野下,将自然灾害、事故灾难、环境损害、人为破坏等现象归属到城市地表与地下的总体空间的整体开发建设框架内。总之,地下空间的有效利用对于扩大城市容量,使城市人口、资源、环境、经济、社会协调持续发展至关重要。 本文摘编自佘廉主编大预警丛书之《 城市地下空间风险预警管理 》,题目为编者所加,图片来自网络。 一起阅读科学! 更多精彩,敬请关注科学出版社。搜索微信 ID : sciencepress-cspm或 “ 科学出版社”
个人分类: 科学书摘|3195 次阅读|2 个评论
人工光合作用面临的挑战
热度 2 sciencepress 2014-7-8 09:55
人工光合成是现代科学的“圣杯”。实际上,只借助在地球上均匀分布的太阳能辐射高效生产可用作燃料的高含能化学物质将为现代社会带来革命,提供几乎永不枯竭的能源。 人工光合作用代表了太阳能燃料生产的未来,这一概念的关键不是对自然系统的生物体外精确重现。这在一定程度上过于复杂并且效率低下,而我们的工作恰恰是掌握和改变这些原理,使其成为更小、更简单、更强大和更高效的人造阵列组合。 根据仿生学,光致氢气的产生需要功能分子或材料的模块化组织,以解决如下基本问题:(1)太阳光的收集与捕获;(2)通过电荷分离中心的光电转换;(3)H2 和O2 在催化歧管中的隔离析出及对应的分离电荷的捕获。在这个化学反应中,H2O 是可再生的多电子源,在氧化半反应中每分子可提供4 个电子。太阳能能量转换方程 (2H2O+4hν→ 2H2+O2)的核心问题来源于多电子/光子需求,而任何光致电荷分离通常都是单电子/光子步骤。因此关键问题是光吸收/电荷传输的可重复性,高效/强大的催化剂间的相互作用,从而控制产物以可持续的速率依次析出,该速率要足够快,以便克服与其竞争的电荷复合/最终失活。按照这一观点,需要在纳米水平上依次实现对光收集、电荷分离和催化的精确多级控制和操纵。最终的目的是使催化区域/光活性和导体材料达到最佳匹配设计,并将其集成在一个功能性几何/多阵列体系中,从而提高催化性能和增加界面电荷转移速率。 Mallouk 等提出的水解与染料敏化太阳能电池相结合的示意图 将这些不同的组件集成在一个单一的运行器件中的工程学是当代化学面临的最大挑战之一,而且目前依然是可持续氢经济最宏伟的目标之一。 本文摘编自由 C.A.比尼奥齐主编,张光晋、贺涛译《光催化》一书。该书 介绍的研究工作旨在为太阳能转换应用中存在的一系列问题提供解决办法,包括使用光电化学、光电 解或光电合成池,将太阳能储存在化学燃料中,以及通过选择性光氧化将有机物进行转化这一典型光催化过程。 一起阅读科学! 敬请关注科学出版社,搜索微信ID: sciencepress-cspm 或“ 科学出版社 ”公众号
个人分类: 科学书摘|7328 次阅读|6 个评论
于渌:与郝柏林值得怀念的合作经历
热度 15 sciencepress 2014-7-3 09:46
1956 年我去苏联哈尔科夫大学读物理时就认识郝柏林,他是从哈尔科夫工程经济学院转学来的高年级插班生,我们的友谊至今已近六十载。我们共同经历了许多事情,分享过许多美好的时光。我从他这位学长那里学到很多东西,得到很多帮助。这篇短文记述的就是一段值得怀念的合作经历。 1982年(左起)于渌、周光召、伍法岳、郝柏林、蒲富恪合影 1969 年6 月我被派到湖北潜江“五七干校”接受“再教育”,1971 年7 月回所。当时的“军代表”已解散了物理所的理论室,我被分到超导实验室的超导天线组向实验同行学做实验,1972 年参加了郝柏林在磁学室重新组织的理论与计算组。当时成立这个组有两方面的原因:一是郝柏林、蒲富恪等同事已经相当长一段时间从事天线研究,大量使用计算机;更直接的原因是郝柏林等利用外国公司在天津开展览、座谈的机会,从日本武田理研公司引进了一台美国的NOVA 1200 小型计算机,需要人掌握硬件、软件和推广应用,郝负责FORTRAN, 我负责 BASIC,诸克弘负责ALGOL。后来十多年,我国小型计算机的发展从“剖析”这台计算机中受益良多。 这段时间国内的氛围发生了一些变化,林彪事件后周总理主持工作,大力抓经济和科技工作。杨振宁先生1971 年首次到国内访问,1972 年再次访问。第一次毛主席接见他,第二次周总理见了。总理见他的时候,周培源先生作陪,杨先生主要谈基础研究如何重要,得到周总理的认同。周培源先生根据这次谈话的精神,在《光明日报》上发表一篇整版的文章说明基础研究的重要性。我们读了非常兴奋,感觉应从“应用型”问题,如天线计算、推广计算机应用等转到“基础型”问题。就在这段时间郝柏林有机会去加拿大参加那里的物理学会年会,直接听到M. E. Fisher 关于相变和K. G. Wilson 工作的报告,他回来后我们就到图书馆去查文献。幸运的是“文革”期间科学院和物理所图书馆期刊虽未上架,但没有断,有影印本,还有些原版的。 通过对期刊的浏览,我们惊讶地发现,在中国“闹革命”的那些年,国际上在相变和临界现象理论方面发生了翻天覆地的革命。普通物理课程中描述的范德瓦耳斯方程,是描述相变现象最早的平均场理论,后来又以不同的形式被多次“重新发现”。朗道把它归结成非常简洁的唯象理论:在相变点附近可以把自由能按照序参量展开, 再作一些物理上合理的假定,就可以推算出描述相变点临界行为的“临界指数”。平均场理论物理图像直观,给出的临界指数与测量值大体符合。可是,到了60 年代,实验精度大大提高,测量结果与平均场理论预言的差别超出误差范围,对理论提出了根本性的挑战。经过许多科学家的共同努力,在总结实验的基础上提出了许多新的概念,如“标度律”“普适性”等,逐渐形成了相变新理论的基础。1971 年,一位搞场论的物理学家K. G. Wilson 采用“重正化群”的办法最终解决了这个问题,提出了计算临界指数的新方法,因此获得1982 年的诺贝尔物理学奖。他先把大动量、小尺度的涨落积掉,推导出描述较大尺度上涨落行为的有效哈密顿量,再作标度变换,退回原来尺度。这一系列变换在参数空间构成重整化群,根据它在不动点(对应物理上的临界点)附近的展开可以算出临界指数,与实验完全符合,并从理论上论证了“标度律”“普适性”等重要概念。当时我们与外界隔绝,没有任何直接交流,只能如饥似渴地分工阅读重要的文献,一篇一篇地“抠”,在组里仔细讲,反复讨论。不记得讲过多少次,但讲稿叠起来超过一尺。通过这种互教互学的办法我们较快地跟上了统计物理领域的这一重大进展。后来,郝柏林提议,我们在讲稿的基础上提炼出一些内容,先在《物理》杂志上发表了三篇综述性短文,后来扩充成一本小书,叫《相变与临界现象》,由科学出版社出版。前些年这本小书又再版了一次,陈晓松教授也参与了。 那时我们是“边学边干”,一方面“啃”K. G. Wilson 在《物理评论》发表的两篇长文(说实话很难读,物理图像还清楚,但计算细节很难重复);一方面试图用自己熟悉的方法独立地推导别人的一些结果。核心问题是计算连续相变的临界指数,就是找出各种热力学量在临界点的奇异行为。Wilson 指出空间维数超过4 时,平均场理论是正确的,可以利用ε =4-d(d 是物理体系的空间维数)作小参量,计算临界指数。他和 M.E. Fisher 用重整化群的方法计算,而 T. Tsuneto 和E. Abrahams 用“拼花图”(parquet diagram)的办法,都算到了ε 的二阶。Tsuneto 和 Abrahams 还宣称,他们的方法可以推广到高阶。郝柏林和我分别用“规矩的微扰论”和“拼花图”的方法对序参量有n 个分量的一般情形推导Tsuneto 和 Abrahams 的结果,发现他们讨论的是n=2 的特殊情形(用的是复数玻色场),而且并不了解任意n 时的拼图规则,所以不能简单推广到高阶。我们认真研究了“拼图”的规则,抓紧计算高阶效应,经过近半年的奋斗,终于将临界指数的计算推到了ε 的三阶。这个计算比较复杂,有一个高阶多维积分就算了两个月,当时用A3 纸当算稿,放在一起有好几十厘米厚。在计算的关键时刻,郝柏林的腰椎间盘突出犯病、卧床不起,但他坚持工作,隔一段时间我就去他床边核对独立计算的结果。虽然我们具体计算途径不同,但绝大多数情况结果都一致,当然很高兴。整个过程中就两次发现差别,经过反复核对,一次是我的错,一次是他出了点问题。这种并肩战斗、紧密合作的乐趣很难用语言描述。 1973 年底,就在我们准备整理计算结果的时候,在图书馆新收到的《物理快报》上看到Edouard Brezin 和他的同事用场论中的Callan-Symanzik 方程也做了这个计算,结果是一样的,但方法不同。他们的文章总共2 页,没有任何推导。我们当然有些气馁,但可慰藉的是我们的结果得到了检验。由于是相互独立的计算,方法、途径不同,还是把它送去发表了。我们还直接计算了比热的临界指数,这是他们文章中没有的。他们的文章是1973年9 月份出版,我们收到杂志肯定要晚;我们的文章是1973 年12 月投的稿,但直到1975年才出版,连英文标题和摘要都没有。 由于与外界隔绝,当时没有人了解,也不可能在国际上有影响。但是,这段合作的成果对后来的学术交流和传承都发挥了作用。 1975 年在美中学术交流协会支持下美国物理学会组织了一个固体物理代表团到中国访问,调查、了解“文革”期间物理研究和教学的实际情况,团长是伊里诺大学的Charles Slichter,做核磁共振实验的,成员中有 John Bardeen, Nicolaas Bloembergen, Ivar Giaever 和Bob Schrieffer 等诺贝尔奖得主。他们在日本先开预备会,后开总结会,前后超过一个月,219 页的正式报告《中华人民共和国的固体物理学》由美国国家科学院出版社出版。那时郝柏林去河北文安的“五七干校”劳动锻炼,我向代表团介绍了我们的计算。报告中说:“物理所磁学组的理论学家向我们描述了相当复杂,有想象力的连续相变临界指数计算,用的是重整化群和图解分析法,与西方及苏联当代最先进的研究类似。……我们看到中国多数固体理论学家关注经典及半经典唯象理论,这项研究是引人注目的例外。”这些交流对后来我们重回国际学术界起了一些作用,包括1978 年到比利时参加著名的Solvay 会议,1979—1981 年去美国当访问学者,以及后来邀请我到意大利的国际理论物理研究中心(ICTP)工作。 除了《物理学报》上发表的文章,郝柏林和我还花了不少时间学习、研究量子场论及重整化群方法在凝聚态和统计物理中的应用,先后在1978 年的中国物理学会庐山会议上和1982 年华中工学院的讲习班上与苏肇冰等其他同事一起向年青的研究生和同行们比较系统地介绍了“文革”期间国际上有关研究的进展,对填补“文革”造成的空白发挥了一定的作用。后来,经郝柏林提议,将这些课程的讲义编写成《统计物理学进展》一书,由科学出版社正式出版。最近到台湾去才得知,这本书出了繁体字本,在那里还有相当影响。由于过去两岸关系紧张,这是一本“无头书”,没有作者姓名。这些年陆续在各处遇到不少国内和海外的华人物理学家(有些人已很有影响),都提到这本书和《相变与临界现象》,略感欣慰。 本文摘编自刘寄星、郑伟谋编《挑灯看剑集 —— 贺郝柏林院士八十华诞》一书。标题略有改动。文中个别图片来自于网络。 《挑灯看剑集 —— 贺郝柏林院士八十华诞》 是为庆祝郝柏林院士八十华诞而编的一本文集。上篇“怀旧祝寿篇”收录郝柏林的同学、好友、同事、学生的文章 13 篇,文章的作者们作为郝柏林各个历史时期活动的见证者,回忆了与郝柏林共同经历的往事,为他祝寿;下篇“沙场征战篇”收录郝柏林夫妇近年 13 篇自述和郝柏林的 21 篇代表性科学论文,编成从“少年时代”直到“转向生命科学”的 13 节文字,展现了郝柏林从 1951 年到 2014 年近 64 年的人生奋斗轨迹和战斗历程。本书对郝柏林科学生涯及成就的介绍,有助于读者特别是青年科学工作者了解老一辈科学家对科学的不懈追求和献身精神。 一起 阅读 科学 ! 敬请关注 科学出版社 ,搜索 微信ID : sciencepress-cspm 或 “ 科学出版社 ” 公众号
个人分类: 科学书摘|15739 次阅读|33 个评论
标尺边的中国土壤
sciencepress 2014-6-30 08:29
我国是一个自然条件多样、土壤资源丰富的国家。像中国这样既有温带又有热带、既有湿润区又有干旱区、既有平原又有山地、既有各种类型自然土壤又有大面积人为土壤的国家,是世界上罕见的。 以中国土壤系统分类为基础的土壤系列分布模式 小编从龚子同所主编的《 中国土壤地理 》中选取的部分图片,向您展示的是各类土壤的典型剖面和景观。土壤类型、地点及拍摄人见图内文字标注。 本文图片来自于由科学出版社出版、龚子同主编的 《 中国土壤地理 》 一书。 《 中国土壤地理 》由中国科学院南京土壤研究所主持编写,反映了新时代水平、充分体现了我国的特点。本书以土壤作为地球系统中的一个圈层,全面揭示我国土壤在自然和人为作用下的时空变化,对从事资源、环境、生态、地理、土壤和农、林、牧业研究的科学工作者有重要参考价值。 感谢众多科研工作者的辛勤耕耘,为我们提供了如此精彩的图片。致敬! 一起 阅读 科学 ! 搜索 微信ID : sciencepress-cspm 或 “ 科学出版社 ” 公众号
个人分类: 科学书摘|5587 次阅读|0 个评论
标尺边的中国土壤——是不是让你耳朵一亮?半小时内有奖竞猜!
热度 1 sciencepress 2014-6-27 16:23
今天科学出版社微信主推《标尺边的中国土壤》——是不是让你耳朵一亮了哈? 大家猜猜是什么内容、形式? 猜中有奖——奖品为 任选近期科学出版社微信中所选图书中的一种 。 猜中标准: 内容、形式最接近为第一标准; 相类似者以先发贴者为准; 其他说不清者大家裁决:) 时间: 2014-06-26 16:25—17:00 主要是周末了,祝大家周末愉快!!! 一起 阅读 科学 ! 敬请关注 科学出版社 ,搜索 微信ID : sciencepress-cspm 或 “ 科学出版社 ” 公众号
个人分类: 科学动态|2701 次阅读|11 个评论
成思危:新能源与低碳经济
sciencepress 2014-6-27 08:27
可持续发展是涉及人类存亡的重大问题 人和自然的关系是随着历史而变化的,在原始社会,人们敬畏自然,出现了对太阳、对月亮、对火的崇拜;在农业社会,人们顺应自然,基本上是靠天吃饭;在工业社会,由于科学技术的发展,人们开始认为可以征服自然。实际上恩格斯在1886年的时候就指出,“我们不应过分陶醉于我们对大自然的胜利,对于每一次这样的胜利,大自然都报复了我们”。应该说他是很有远见的,但是当时恩格斯的名气不大,很多人没有注意这个警告。 20世纪50年代,卡尔森写了《寂静的春天》这本书,揭露了农药对生态和人的危害,才逐渐引起人们对环境保护的重视。随后各国的学者发表了一系列的有关环保的著作,从而使得联合国在20世纪80年代正式提出了可持续发展的概念。可持续发展的概念就是说,我们既要满足当代的发展需求,但又不能损害满足后代发展需求的能力。实际就是说我们不能够为了我们这一代人的发展,而不顾子孙后代的发展。这个概念提出以后,保护环境、节约资源、维护生态等方面的问题逐渐受到世界各国的重视。可持续发展的概念在全世界开始普及,而且相继采取了各种行动。 如果从历史的视角分析可持续发展的概念,可以看到,人类经过了几千年的农业社会的农业文明和几百年的工业社会的工业文明以后,即将迎来的是知识社会,在知识社会中需要一种新的文明,那就是“节约资源,保护生态,人与自然和谐相处”的生态文明。笔者认为党中央提出“以人为本,全面协调可持续的科学发展观”,正是对这样的文明即将到来的响应。应该看到,要真正实现可持续发展,要真正使生态文明的概念深入人心,任务还很艰巨。我们还需要大大增强人民群众对于可持续发展和生态文明的理解,形成一股道德力量,推动可持续发展,推动科学发展观的贯彻落实。 不可否认,在当前实际生活中,忽视保护环境,忽视节约资源,忽视维护生态的事情还是经常发生的。只有在全社会形成一股道德的力量,才能够真正保证生态文明的建设。在这个方面,除了政府和市场以外,我们要重视所谓“第三部门”的力量,也就是各种群众组织、非政府组织的力量,以此来弥补政府失灵和市场不足。 应当指出,现在西方环保主义盛行,甚至产生了一些偏激的环保主义者,他们反对所有发展的举措。笔者认为可持续发展的概念是一种积极的环保概念,因为人类要不断地繁衍,要在地球上生存并不断地改善生存条件,就必须要发展。而人类的发展也不可能不对自然界有所影响。我们不是消极的环保主义者,退回到原始的自然状态是不可能的,也是不应当的。我们一方面要实现人类的发展,另一方面要非常重视环境的成本,要以最小的代价实现我们的发展。 对环境成本应该高度重视,现在还没有人认真去计算。在发展过程中由于资源的浪费、环境的污染和生态的破坏等所造成的损失就是环境成本。笔者现在担任中国科学院虚拟经济和数据科学研究中心的主任。我们中心做过一个测算,出了一本书,指出2005年我国的环境成本大约要占到国内生产总值(GDP)的13.5%,而我国当年GDP的增长仅为10.4%。就是说如果我们不注意可持续发展,不注意生态文明的问题,就会把环境问题留给我们的子孙后代,这样的发展肯定是不可持续的。总之,可持续发展涉及人类的存亡,应该引起高度重视。 低碳经济是实现可持续发展的重要手段 环境问题包括很多方面。在一般的情况下是指防止环境污染,如工业生产对周围社区环境的污染。从全球的角度看来,一个重要的问题就是减少二氧化碳的排放,还有防治荒漠化、保护臭氧层等。现在看来,引起普遍关注的就是气候变化所造成的温室效应。 科学家经过大量研究,认为由于二氧化碳等温室气体大量排放所造成的全球气候变暖,是当前人类面临的最大威胁。根据科学家的测算,在过去的几十年中,由于气候变化引起的冰川融化等原因,海平面上升了47厘米,如果再不注意,气候变化会引起大问题。例如,印度尼西亚有17000个岛屿,如果海平面上升1米,就会有约2000个岛屿消失。马尔代夫岛平均比海平面仅高1.2米,如果海平面上升1米,则这个国家的存亡就成问题了。所以马尔代夫等岛国对今后的气候变化特别关注。目前许多西方国家的专家认为,应将全球的气温上升控制在2℃以内,为此应将大气层中温室气体的浓度维持在450ppm(parts per million)二氧化碳当量左右,这就要努力到2030年将全球二氧化碳的排放量由2007年的288亿吨减少至264亿吨。 气候变化也会引起干旱、洪水等自然灾害频频发生,还会造成生物物种的灭绝和生态多样性的破坏以及农作物的减产、各种疾病的流行。由此可见,气候变化是对人类最大的威胁,而造成气候变化的主要原因是以二氧化碳为主的温室气体的排放,因此目前全球都在关注这个问题,低碳的概念就是从这个角度提出来的。低碳经济现在有各种各样的定义,而且对于各种新的经济发展方式也有各种提法,如循环经济、绿色经济等。笔者理解的低碳经济是一种低二氧化碳排放的经济发展方式。但是我们的观点和西方的观点有一点不同,我们并不是把减少二氧化碳的排放作为我们发展低碳经济的唯一目标,而是把低碳经济的目标定为低能耗、低污染、低排放这“三低”。也就是说,我们在关注减少二氧化碳排放的同时,还要关注节能减排,要全面地发展低碳经济。 就笔者个人看来,要采取以下四个层次的措施来减少二氧化碳的排放。一是发展不排放二氧化碳的能源和生产工艺;二是通过高效能的能源利用和各种有关措施来减少二氧化碳的排放;三是尽量利用二氧化碳,除了简单地将二氧化碳用作饮料和其他的工业原料以外,在化学工业上也应开发用二氧化碳为原料来制造一些产品的技术,但是目前能利用的二氧化碳仅占总排放量很少的一部分;四是处理二氧化碳,即二氧化碳的捕集和封存。我国和世界上不少国家已经开始进行这方面的研究,据报道,荷兰政府已从2011年开始将1000万吨二氧化碳泵入距鹿特丹不远的巴伦德雷特小镇地下两千米处的两个废弃天然气田,直接封存二氧化碳。但目前看来二氧化碳捕集和封存的成本还是很高的。 可以认为,低碳经济是一种经济的发展方式,它不仅仅会改变我们的能源结构,改变我们的产品结构,而且将进一步改变人类的生产方式和消费方式。也就是说,不仅仅是工业部门要注意,而且每一个人都要注意,如何为发展低碳经济来改变我们自己的消费方式。现在有一句流行语就是“今天你低碳了吗?”这就是要求每个人在自己的生活方式、消费方式上都要适应低碳经济的要求。从总体上看来,低碳经济是实现可持续发展的一项非常重要的措施,特别是在当前的情况下。 新能源将引领下一次产业革命 对新能源现在也有各种各样不同的定义,如“绿色能源”、“可再生能源”、“低碳能源”等,其含义不尽相同。笔者认为新能源可以有狭义和广义两种定义,狭义的新能源包括风能、太阳能、潮汐能、地热能、生物燃料等以前没有广泛利用的能源;广义的新能源则还包括核能、水能,甚至还包括清洁煤技术。 发展新能源是实现低碳经济的一个非常重要的措施,因为发展新能源有四个主要的好处:一是减少二氧化碳的排放。众所周知,在利用水能、核能、风能、太阳能等能源时,都不会排放二氧化碳,从而可以大大减少二氧化碳的排放。 二是发展新能源可以减少人类对化石能源的依赖。从人类利用能源的历史来看,最早用的是动植物,如烧树枝和树叶、点动物油脂等,然后进入到利用煤炭的时代,再进入到利用石油和天然气的时代。但是从长远看来,石油、天然气、煤炭这些化石燃料总有耗尽的一天。根据国际能源署(International Energy Agency,IEA)的预测,石油、天然气及煤炭的产量将分别在40年、50年及120年后开始下降。当然这些预测可能没有考虑到随着科学技术的进一步发展,有可能通过改进开采石油、天然气和煤炭的技术等措施,延长化石能源枯竭的时间。但是不管怎么说,它们是早晚要耗尽的。 不仅从未雨绸缪方面来说要考虑发展新能源,还要从经济方面来考虑。当前化石能源,特别是石油的价格波动已经危及各国的经济稳定。目前石油的需求量大约是每天8000万桶到9000万桶(7桶约相当于一吨),即需求量的波动是正负10%。但是由于期货和石油经纪人的炒作,在近几年内石油价格的波动高达正负200%。每桶从最高近150美元到最低仅20多美元,这种石油价格的波动对各国经济造成了非常严重的影响。例如,目前我国石油的进口量约占我国需求量的一半,大约是14亿桶。如果每桶涨价10美元,我国就会损失140亿美元,而且供应还没有得到充分保障。我国很多进口石油要通过马六甲海峡运输,一旦出现特殊情况,就难以安全地供应,这对我国的能源安全造成威胁。 三是可以通过用纤维素和半纤维素为原料来制造生物燃料,这样可以腾出更多的耕地来种粮食,以应付粮食危机。美国、巴西对生物燃料的发展下了很大的力量,美国是用玉米做乙醇,巴西是用甘蔗做乙醇,这是第一代生物燃料技术。但我国不可效仿这种做法,因为我国有13亿多人口,应保证我国的粮食产量要达到年人均约400千克的水平,那就要保证我国有足够的耕地面积。我国和一些国家正在研究用纤维素和半纤维素来制造乙醇,这被称为第二代生物燃料技术,目前还处在研究阶段,但是看来通过优选菌种、改进分离技术等,还是很有希望突破的。我国也有专家提出用甜高粱秆来制造乙醇,这个技术可以说是1?5代生物燃料技术,也有可能取得成功。目前我国用粮食制造生物燃料只能是一种调剂手段,当玉米储存量太多而且储存期过长时,可以用来制造乙醇。但是从我国的国情来看,绝对不应依托用大量的粮食来制造生物燃料。 四是发展新能源将会给世界各国和我国在美国次贷危机以后提供一个新的经济增长点。美国次贷危机发生以后,对我国造成的一个最大的影响就是发达国家由于金融危机而降低了对进口商品的需求,这就必然会导致我国的产能过剩。我国的外贸在2009年同比降低了13?9%。外需降低就必然造成工厂减产甚至停产,以及工人失业,所以这是一个对我国很大的威胁。为此中央经济工作会议一再强调要转变发展方式,原来依靠外需的那一部分的损失要通过发展内需来弥补。 我国很多产业部门实际上产能已经过剩。如果还是把投资用来发展传统的产业,那必然造成产能过剩、库存增加、效益降低和污染回潮。产能过剩问题不可忽视,据报道,我国钢铁的产能过剩约2亿吨,以每吨钢铁的投资为5000元计算,就有1万亿元的投资不能发挥作用。因此在美国次贷危机以后,我国经济的发展不能再走传统的路子搞重复建设,要寻找新的经济增长点,采取新的发展方式。笔者认为新能源肯定是一个新的经济增长点,这在世界上也是如此。 从更广的历史视野来看,人类经过的前三次产业革命,分别是以蒸汽机、电力和电脑为引领的,每一次产业革命都使得世界的产业发展水平提高一大步,而且都会使消费者受益。笔者认为第四次产业革命将是由新能源引领的能源革命。 本文摘编自成思危、汪寿阳、李自然等著《 从碳关税和碳视角分析低碳经济对中国的影响 》,图片来自网络。图书《 碳关税对中国的影响 》等文摘在 科学出版社 微信公众号发布,敬请关注: 一起阅读科学! 搜索微信 ID : sciencepress-cspm或 “ 科学出版社”
个人分类: 科学书摘|3186 次阅读|0 个评论
吴征镒:我与植物学
热度 10 sciencepress 2014-6-26 08:16
1940 年带学生赴昆明西山三清阁留影,有黄浙、朱宁生、毕列舜、简焯坡等。 幼时,我对植物有天生的稚趣,“梦中竹林”春来发笋,节节上长让我惊奇。经过中学、大学,稚趣渐变成志趣,志趣在演变成终生志向。在颠沛流离的生涯中,我逐步树立起积极进取的人生观和世界观,培养了吃苦耐劳的体魄和坚韧不拔的性格,也锻炼了坚实的生物学、地学和化学等方面的基本功。我奉行凡事实践为先,科学实践中产生的创造性思维,也不是一朝一夕形成的,也不是一人独立形成的,是站在巨人的肩膀上持续攀登的结果。“自强不息,厚德载物”的清华校训,我一生依此立身行事。 新中国成立后,百废待兴,我参与大规模资源调查,与罗宗洛、李庆逵、马溶之、刘崇乐和蔡希陶等学者共事,相互学习,又与前苏联生物学家、农学家、林学家合作考察和研究,开始用唯物辩证法观察热带种植业的各种问题,尤其是植物与土壤、小气候间的相互联系、植物群落中上层树种和中下层树种(甚至地被)之间相互依存、相互竞争的矛盾统一问题,逐渐建立起生态系统的概念。在查明我国种植橡胶的宜林条件后,解决在我国北纬18°~24°地区开辟橡胶宜林地的难题,促成我国海南、云南橡胶种植业的发展。与此同时,提出在我国宝贵的热带地区发展多层、多种经营建议(混交林和复层林),以适应自然规律,满足各方需要。 1976 年,西藏考察,在亚东垭口 西双版纳热带森林生物地理群落的长期观察和试验研究,为推进我国自然保护事业发展提供科学依据,海南推广胶茶人工群落的成功,取得合理利用热带资源的经验。 自然保护与研究人工生态系统的实践,使我在“人类生态、植物资源和近代农业”问题上形成自己的观点。我认为自然保护事业必须与当地农业现代化发展密切结合,否则很难“有效”。因为人愈多,地愈少,必然对山林和湿地自然生态系统继续破坏甚至掠夺,从而促使我萌生应作某些前瞻性部署的设想,故而向国家领导人提出建立“野生生物种质资源库”的建议。 绿色高等植物是一切生态系统中的第一生产者,作为持双面刃的主宰者,人类要保护其种质资源并提高增殖能力,才能使绿色高等植物在一切生态系统中起协调作用,才能解决人类只有一个地球,也就是人类只有一个地球生态系统的矛盾,也为今后人类上天的大工程进行某种准备。 1984 年, 在湘西考察 退居二线,我集中折节读书,国内、国外的都读,以增阅历。但“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”,所以只要有可能,都争取多一些实地考察,眼见为实嘛。在感性和理性的结合上多下点功夫,得来的认识或许更符合科学规律。 从一天真稚童走到一古稀学者,我一直都与植物学息息相伴。能有今天的微薄成就,也是在自己的爱好和志向引领下,在老师们不断启发和殷切教导下,沿着这条道路不断探索、不断钻研的结果。正所谓“为人学,学为人,先立志,后献身。有三立,德言功。三尊重:事实遵;抓矛盾,苦追寻,学巨人,勤攀登,用‘五之’,三境经,从求实,求创新;尊师友,乃成人”,这段简短的“新编三字经”,就代表了我做人与问学的基本思想。 有人问:您的人生格言是什么?我说是“博学之,审问之,慎思之,明辨之,笃行之”。再问:您的治学名言是什么?我说:中国历史学家王国维曾借用宋词来表达取得科学成就的循序渐进的发展过程。他比拟的这三个彼此关联的境界,我认为这也可作为搞科学研究的三个境界——(1)昨夜西风凋碧树,独上高楼,望尽天涯路(立志立题,确立科研思路的过程);(2)衣带渐宽终不悔,为伊消得人憔悴(殚精竭虑,百折不挠);(3)众里寻他千百度,暮然回首,那人却在灯火阑珊处(上下求索,终有所得)。又问:您的业余爱好是什么?我回答:昆曲、摄影、收集贝壳、阅读古诗词。四问:对您影响最大书是那一部?我答:清朝吴其濬的《植物名实图考》。五问:促使您走上科学之路的最大动力是什么?我答:志趣和应用相结合。 本文摘编自吴征镒述、吕春朝记录整理的《 吴征镒自传 》一书。同书文摘《 吴征镒:我的昆曲情缘 》也在“ 科学出版社   ”   微信公众号发布,敬请关注: 一起 阅读 科学 ! 搜索 微信ID : sciencepress-cspm 或 “ 科学出版社 ” 公众号
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有效思考的5大元素
热度 2 sciencepress 2014-6-25 10:47
很多人认为聪明的孩子天生聪明,伟大的思想者魔幻般地产生伟大的思想:“A+”,好学生考了第一;“喀嗒”,爱迪生发明了电灯;“起飞”,莱特兄弟飞向了天空;“阿布拉卡达布拉”,J. K. 罗琳女士变出了哈利·波特;“赞成”,美国国父们集体决议通过了《人权法案》;“嗖”,拉尔夫·劳伦径直冲到时尚前沿;“有了”,爱因斯坦抓了抓自己的头发然后相对论就掉了出来。天才人物的这些不可思议的突破,我们可以幻想一下是源于奇迹的力量,但不要蠢到认为它们是真的。聪明的学生和伟大的改革者必须一步一个脚印地通过指引成功的思维习惯最终成就自己的成功。尽管成功的过程并没有跨跃,但却有一些基本的思维策略可以带来高效的学习、领悟和创新。更重要的是,人人可以掌握和应用这些策略。 教育不仅限于正规的学校教育。不管你仍在学校或是早已毕业,你依然都还是个学生,而且希望永远都是。你仍然可以选择培养一些思维习惯来帮助自己应对生活中不断的挑战,无论这些挑战是来自于个人、职场,还是大的社会环境。 想想玛丽·居里、阿尔伯特·爱因斯坦和威廉姆·莎士比亚他们的学生时代。现在我们都把他们看成是天才,但是当他们还在学校的时候,他们可没有戴着“未来天才”的徽章到处招摇。相反,他们只是善于以不同的方式来看待世界,他们善于运用一些思维习惯使自己容易发现和产生新颖且深刻的想法。 值得惊喜的是,只要通过学习,学会几种思考策略就可以使你在课堂上、董事会会议上,甚至客厅里都会表现得更加出色。你可以通过学习获得五种习惯让自己变得更加成功。 深刻理解 不要直接面对复杂问题,要先深刻理解简单的概念。排除混乱的结构让最重要的内容显现出来。真诚且近乎残忍地直面自己懂和不懂的内容,看一下到底缺了什么,找出缺漏并将它们补上。不要受成见、偏见及先入为主的观念影响。理解是有程度区分的(它不是一个简单的是非命题),而你永远都能够提高你的理解。坚如磐石的理解是成功的基础。 犯错误 通过失败获得成功。故意犯错会使正确成为必然。错误是伟大的老师——它能突显难以预测的情况以及你在理解上的漏洞。同时,它能指引你下一步的方向并且激起你的想象力。 提问题 不断提出问题来澄清和扩展你的理解。什么是真正的问题?在错误的问题上纠结会浪费你的一生。想法如同飘浮在空气里的微粒——好的问题能够将它们聚合起来并且让你看到这些想法之间的联系;没有好的问题,那你将很难看见这些联系。 追随思想的连续性 回头找寻思想的来源,再往前看一看这些思想可能引向哪里。新想法只是一个新的开始而不是终结。想法是稀薄的——需要将它们提炼出来。追随细微的想法可以获得巨大的回报。 这四个组成单元即是有效思考的基本要素。我们发明了一个简单的方法帮助你记住它们。你只需要回想一下哪些元素被古希腊人当成世界万物之源,曾一度被认为是构成自然和物质的基本成分。这几个元素在时间上比苏格拉底还要久远,并且对文艺复兴时期文化和思潮产生影响。它们是——土、火、气、水。为了刺激你的记忆,使你更好地应用这些技巧,我们将每种元素与促进有效思考、学习和创造的技巧进行了匹配: 土←→深刻理解 火←→犯错误 气←→提问题 水←→追随思想的连续性 通过掌握这些技巧,你将可以并且一定会发生改变。古代的自然元素还包括第五种特殊元素——精华,是指构成宇宙唯一永恒不变的物质。但富有讽刺意味的是,在我们这个关于思维和学习的背景里,第五元素却是改变。 第五元素←→改变 改变 永恒的元素是改变。当你掌握了前面四种要素之后,你的思维和学习方式就会发生改变。你可以不断地从你获得的教育、自身以及生活中得到提升与成长。改变会让你在生活和学习中不断收获,这个要素是永恒不变的。 任何一部电影、戏剧或文学作品,如何才能确定谁是这个故事的真正主角?学者告诉我们,是在故事结束时改变最多的那个。生命是一个让人兴奋的旅程。当你拥抱改变时,你已将自己置于最前且最核心的位置,来决定该从哪里开拓人生的方向。这样做,你就成为了自己生命历程中最重要的那位英雄。 本文摘编自 (美)伯格(Burger,E.)等著;邹智敏等译《 有效思考的5大元素 》,图片来自网络。同书更多精彩内容敬请关注“科学出版社”微信公众号: 一起阅读科学! 搜索微信 ID : sciencepress-cspm或 “ 科学出版社”
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丁仲礼:基础研究中科学思维方法的运用
热度 15 sciencepress 2014-6-24 08:26
米兰科维奇理论发展的历史性启示:基础研究中的科学思维方法 几年前,曾有西方学者在总结过去地球科学的历史时,提出四个方面的进展,一是岩石圈板块构造理论,二是气候变化的米兰科维奇理论,三是人类对地球系统观察能力的大幅度提高,四是认识到人类活动已经成为一种重要的地质作用营力。 米兰科维奇理论是无数地质学家和天文学家,通过一百多年艰苦卓绝的努力,一步步趋于完备的。 回顾和分析这段历史,将有助于我们了解重要地球科学理论建立和发展过程的一般规律,总结出对我们提高和改善思维方法和思维能力有益的重要启示。在此, 笔者根据米兰科维奇理论发展的历史性启示,着重讨论在地质学研究中,如何运用科学的思维方法。 基础科学研究的本质是发现有意义的问题,提出解决此问题的正确方案,并通过细致的工作落实此方案,在获得新材料、新证据的基础上,理解此问题并力图提出理论上的解释。 因此,人们常常说,提出问题比解决问题更为重要。这是因为当我们开始做研究时,往往会发现几乎任何问题都有人在做,要找到一个属于自己的问题会非常困难。从这个意义上讲,我们做地球科学研究,大多是从老问题出发去发现新问题。如何从老问题中去发现有意义的新问题?笔者认为以下四个方面的努力是不可缺少的。 第一,获得“历史感” 固体地球科学发展到今天,尽管还有大量的未知领域,但真正没有被前人研究过的问题并不多。可以这样设想:假如我们研制出新的探测手段,无论是从微观、还是宏观的角度,探测前人从未接触过的对象,那就有很大可能揭示出前人从未发现过的现象,针对这个现象,我们就有可能提出自己的科学假说,甚至有可能发展成一个有影响的科学理论,从而成为先驱者和开拓者。但是,对于一个基础相对薄弱的后发国家来说,很难有这样的条件,因而我们只能是从老问题中去发现新问题。既然要发现新问题,就必须要彻底了解老问题,了解这个问题是如何产生的,围绕这个问题,前人从哪些方面入手做了哪些工作,已提出多少种假说,各种假说的核心证据是什么等等。这就必须做广泛的文献阅读,以对这个问题的来龙去脉有充分的了解,或许这就可以称之为“历史感”。比如说,米兰科维奇为何在其轨道变化、太阳辐射变化计算的基础上,将65°N附近夏季太阳辐射作为驱动冰期气候变化的主因?那是他在柯本、魏格纳的帮助下,对一百多年来有关大冰期的研究历史有了深入的了解,对已经获得的关键事实或证据有了充分的认识。这就是他们当时获得的“历史感”,这些历史感保证了米兰科维奇的新假说能够解释已经确立的观测事实。可以说,这样的历史感是使研究者能站在学科前沿,并能做出创新性工作的前提条件。 第二,比较各种假说 “标新立异”是基础研究的一个重要特质,因此,对同一个问题,不同研究者往往会根据自己的理解,力图提出自己的假说。在固体地球科学研究中,许多问题往往是复杂的,在很长一段时期内,要认清其背后的原因及作用机制,又常常是困难的,这是针对同一地质现象经常有多种假说的重要原因。当我们准备着手研究一个问题时,一件必须花大力气去做的工作应该是对各种相关假说的优劣进行比较。这样的比较,应从三个方面着手,一是各个假说是否能够解释已经被充分揭示了的观察事实;二是这些假说是否是可检验的,尤其是能否被证伪;三是根据这些假说,能推衍出什么样的预测。在这里,我们举一个具体的例子来说明。我们在前面已经介绍过,大约在二百六十万年前,北半球的冰盖快速扩大,进入第四纪冰期。这是一个让人印象十分深刻的现象,针对此现象,有几个重要的假说已经被提出,一是强调青藏高原的影响,认为青藏高原抬升到现今高度的一半时,改变了北半球的大气环流,致使西风环流“弯曲”,使得北半球变冷,最终导致第四纪冰期出现(Ruddiman and Kutzbach,?1989);二是强调巴拿马地堑的抬升,阻断了其对大西洋与太平洋的水体交换功能,促使大西洋暖流及水汽往高纬输送,从而有利于冰盖的形成(Haug and Tiedemann, 1998);三是东亚季风在三百多万年前的加强,使地表土壤的化学风化作用加强,促使更多钙离子输送到海洋后形成碳酸钙沉淀,由此降低大气CO2浓度而使北半球变冷(Zhang et al., 2009)。如果仅仅从机制上分析,这些假说都有“道理”,但仔细分析,这些假说都很难令人完全接受,比如,构造的变化总是缓慢的,而气候事件为何表现为“突变性”?如何证明青藏高原在当时的高度?西风带弯曲在地质记录上如何证明?大西洋暖流可输送水汽到高纬,但也会同时输送热量,为何它会使北半球冰盖扩大?CO2浓度即使有降低,但其量并不大,为何能造成这么大幅度的降温?通过这样的分析、比较,我们就会明白,已经提出的针对这个现象的各种假说可能都有不足,因而存在提出新假说的机会。 第三,梳理证据链 套用“理论往往是灰色的”这句话,我们似可说“假说常常是有缺陷的”,因为经过历史的大浪淘沙,大部分假说终归会被淘汰,而淘汰这些假说的“营力”则是新证据,所以可以说,证据之树常绿。在解决某一重大地质问题的历程中,关键证据的获得者常常具有崇高的地位,更何况科学研究本身需要“大处着眼,小处着手”,终究得从获得新证据的角度去入手。这样,在选择做自己的工作前,梳理清楚已有的证据就显得极其重要。笔者认为,一个地质理论的建立,常常基于一套证据,或证据链,而梳理现有证据的目的,就是为了发现证据链中的缺失环节,从而发现创新的机会。 梳理证据链也应该从已有的假说开始,否则,我们就会淹没在文献的汪洋大海之中,理不清这个问题的脉络头绪。而从假说出发,我们就容易将已有的证据串起来形成链条。比如,大部分假说往往有其假设的前提,根据已有证据,这个前提是否成立?这是我们首先要回答的问题。这些假设依据的核心观察事实是什么?从这些事实到假说,逻辑上的内在联系是否紧密?这些观察事实本身是否可靠?即它们是仅仅基于一两次观察,还是被反复观察所确立的?核心证据是不是被多重观察事实所确立的?这些假说能推衍出什么预测?这些预测被后来的观察事实验证到何种程度?诸如此类的问题,都应该在梳理已有的证据链时牢记在心。 还是以米兰科维奇理论为例。我们知道,这个理论并没有前提假设,因为无论是基于天文观察,还是天文学的理论计算,地球轨道是周期性变化的,而轨道变化将引起太阳辐射随纬度和季节作有规律的变化,这点也被理论计算所证明。大量的地质记录,无论是来自深海、黄土、冰芯、石笋,甚至湖泊,都已检出强烈的地球轨道三要素的气候变化周期,并且是通过多种气候指标得到反复证明了的。地球轨道变化驱动冰期气候变化假说中的一个重要预测已通过证据的检验。但是,到目前为止,它的单一敏感区的假说所推衍出来的预测并没有被地质记录所证明,甚至还存在着被证伪的可能。这点我们已经在前面介绍过,不再赘述。在梳理清楚这样的证据链后,我们就会明白,低纬气候变化的周期性以及冰期气候变化的耦合机制是我们针对这个问题做进一步研究的前沿。 第四,清理问题的层次 针对某一问题,如果我们搞清楚这个问题的来龙去脉,比较各种竞争性假说的优劣并梳理清楚已有的证据链之后,要发现新的问题并不是十分困难的事。但当我们要选择一个具体问题开展研究工作时,还得比较各个问题的意义和价值,认清我们将研究的具体问题在总的问题中处在什么样的地位,这就涉及到对存在的新问题的层次做出划分。 假如我们中国科学家准备围绕米兰科维奇理论开展工作,就会发现有许多事情可做。比如,我们选择黄土沉积,可以做某个前人没有做过的黄土剖面讨论气候变化的周期性,或者建立一种新的气候代用指标,或者完善黄土沉积的时间序列,我们可以相信,做完这些工作以后,都有可能或多或少获得一些新的信息,也可以被国际刊物所接受,但这样的工作在做之前,我们就可以想象得到,它们是难以达到学科前沿的,因为这类工作前人已做过很多,不大可能再突破前人的框架,更不大可能在完善、发展米兰科维奇理论上有所建树。 假如我们认识到,迄今为止,青藏高原内部冰期–间冰期气候波动历史还没有很好地重建,假如我们进一步认识到青藏高原由于其特殊的地理位置和地理条件,很可能是一个变化特别强烈的地区,青藏高原的变化又可能对周边地区产生重要的影响,另外,北半球高纬的冰盖变化信号难以通过冬季风传输到高原,由此该区的气候周期可能有其特殊性,那么,通过青藏高原内部的湖泊沉积重建该区第四纪气候变化历史,就可能有更多的新发现,其科学价值自然就可能更高。 前面说过,石笋记录已表明低纬度区的气候变化主导周期是二万年,同冰盖变化的十万年主导周期有别,这是米兰科维奇理论发展到今天碰到的一个大问题,因为这个观察事实是对65°N夏季太阳辐射为驱动因素的假说的一个重大挑战,意味着如果这个事实确立的话,米兰科维奇理论必须要修正。但是,我们对这样的挑战有必要采取保守的态度,因为石笋氧同位素变化究竟代表什么尚不清楚,我们只有在获得多重证据的情况下,才能将其作为一个强有力的证据。在这样的背景下,假如我们选择多种沉积记录,研究低纬地区气候变化的周期性问题,就有可能得到具有重大价值的成果。 石笋的最大优势是可以精确地测年,另外石笋在全球很多地区都有分布。假如我们选择南北两极之间的几条大断面,同时发展出从石笋中提取古温度信号的技术,那么,我们就有可能通过相位、周期、变幅等方面的全球比较,从根本上检验米兰科维奇单一敏感区的假说是否成立,这显然是最高层次的问题。 总之, 对许多研究工作来说,最终所获成果的重要性往往在问题选择之初就已决定, 而地质学研究,从着手做这个问题到最终获得结果,往往需要耗费很长的时间,因此,我们在选择问题时,应慎之又慎。 科学贵在创新,研究务求卓越,选择前沿问题和难题理应成为地学研究者的自觉行为。 问题一旦选定,就得 研制解决问题的整体方案,这当然非常关键,并且解决方案的好坏决定着最终成果的优劣。 但相对来说,解决方案的设计要容易一些,因为它可参考前人的工作。设计解决方案和将方案付诸实施是解决问题的过程,在此过程中,以下五个方面应予以特别的重视:( 1)新材料的选择。 地质学研究强调实证,如果你能获得别人没有的材料,就有可能获得新的信息,比如当年深海钻孔的获得,才使连续的全球冰量变化记录得以问世,为轨道驱动理论提供了核心证据; (2)研究工具的开发。 新工具常常是获得新证据的基础,这已为无数事实所证明。比如,最近十年来用石笋做古气候研究,一个重大的进步是对石笋的精确定年,这使得不同地区气候变化的相位研究成为可能,从而为冰期气候的耦合机制研究提供了极其重要的证据; (3)关注从证据到假说的连接。 实施研究方案后,研究者就会获得新的数据,这些新数据揭示的事实能否用已有的假说得到解释,这是首先应该关注的。在这个阶段,应采取“同者少论,异者深究”的原则,对不能用现有假说解释的事实,一定要做深入的探讨,用其评价现有假说的可靠程度,同时应该努力发展出自己的假说; (4)重视模型的建立。 模型是对动力学关系的刻画,既有概念模型,又有数值模型,它们代表了研究者对相关问题的理解程度; (5)保持终极追问。 所谓终极追问,就是不断地问为什么,将研究引向深入。 较之于以古希腊哲学为传统的西方文化,中国文化相对缺少思辨的传统,反映在科学研究上,表现为对权威的过分尊重以及怀疑精神的相对薄弱,对这一点,从五四运动以来的几代学者都多有述及。有鉴于此,很多论者都强调,科学方法应建立在科学精神之上,而科学精神的本质是质疑。笔者通过回顾过去一百多年来米兰科维奇理论的发展历程,深深觉得: 正是“永恒的追问”这种质疑精神,才是推动这个理论一步步发展的源动力 。 诚如许多学者经常指出的,在我们的文化中,存在着过于相信权威的传统,这对科学创新来说,是一种阻力,因为它将阻碍新问题的提出与探索。如果回顾我国近几十年的地球科学研究历程,我们可以看出,我国的极大部分研究都是以跟踪、模仿国外的研究为主,鲜有独立提出自己的问题而解决之的工作。这固然同我国学术积累较为薄弱有关,但不可否认的一个原因是, 在我们的文化中,确实缺少突破前人或权威所设定的框架的能力和勇气。 在科学研究历史上,我们常常可以看到这样的现象:学术权威所犯的错误往往比其同行要大得多。因此,建立尊重权威而不迷信权威的文化传统是推动学术进步的必要前提。 跟踪、模仿型研究工作往往会忽略对“本质性”(fundamental)问题的选择与探讨,也会在研制新的方法与手段上止步,这恰是我国近几十年来地球科学研究中的弊端。正是由于忽略对本质性问题的探讨以及对新的研究方法的研制,我们的研究工作常常显得缺少“根基”,由此出现论文很多,重大的创新性突破甚少的尴尬局面。 本文摘编自丁仲礼主编 《 固体地球科学研究方法 》 一书中丁仲礼《固体地球科学研究中的思维方法浅析——以米兰科维奇理论为例》一文。题目为编者所加,文中图片来自于网络。另有该书中 《路甬祥:魏格纳等给我们的启示》 一文也在科学出版社微信发布,敬请您关注科学出版社微信公众号: 一起 阅读 科学 ! 搜索 微信ID : sciencepress-cspm 或 “ 科学出版社 ” 公众号
个人分类: 科学书摘|8769 次阅读|28 个评论
那些“神”一样的典型工程机械设备
热度 9 sciencepress 2014-6-23 08:06
在未来的抢险救援中,特种和专用工程机械将发挥更为重要的作用。兹从我社最新出版、由 陈晓东主编的 《救援装备》 一书中选取部分典型工程机械设备图文材料,向您展现这些神一样的典型工程机械救援设备,包括推土机、挖掘机、装载机、起重机、自卸车、消防车等。 典型的挖掘机 挖掘机是用铲斗挖掘高于或低于承机面的物料,并装入运输车辆或卸至堆料场的土石方机械。它是用铲斗的斗齿切削土壤并装入斗内,装满土后提升铲斗并回转到卸土地点卸土,然后再使转台回转、铲斗下降到挖掘面,进行下一次挖掘。挖掘机在抗震救灾、泥石流抢险等自然灾害中都发挥了重要作用。 抢险救灾多面手:ET110步履式挖掘机 ——一款具有科幻造型的ET110 步履式挖掘机,其钢铁蜘蛛般的外形和动作绝对震撼眼球,科学出版社微信公众号以 《“钢铁蜘蛛侠”——ET110步履式挖掘机》 专文展现,敬请阅览。 在众多品牌挖掘机中, XE230C挖掘机 凭借其强劲动力、高效率的工作成为了挖掘机中的代表。 中型挖掘机中具有代表性的一款是 PC200-8挖掘机 。 2012年4月,世界首台套“ 全液压斗轮挖掘机 ”在我国试车成功,提高了我国在世界工程机械市场的竞争力。它长35米、高10米,在国际上率先采用了全液压动力系统,用半个小时就可以完成1000立方米硬土石方挖掘,这些工作量,一台传统挖掘机至少要一天才能完成。它的工作效率是传统单沟挖掘机的40倍以上。它在引水工程、煤矿开采、高速公路及地铁建设领域获得广泛应用。 2012年6月,世界上规格最大、技术性能最先进、生产能力最高的 WK-75型矿用正铲式挖掘机 ,在我国正式下线,标志着我国在重大装备领域实现了从“跟随”到“引领”质的飞跃。WK-75型矿用挖掘机总长37.5米,宽17.3米,从履带到顶部高达23.5米,总重量近2000吨,其一个月的煤炭开采量可达到500万吨,相当于一座大型煤矿一年的产量。 典型的推土机 推土机是一种短距离自行式铲土运输机械,在土方施工机械中占有十分重要的地位,主要用于50~100 m的短距离施工作业。 2011年我国首台中等功率的 全液压推土机SD13YE 成功下线,填补了国内市场空白。在整机性能匹配、静压传动系统匹配、智能化及故障自动检测、低排放发动机应用等领域SD13YE都取得了突破性进展,其采用的多项技术如液压系统匹配、新型减速结构、远程控制等在行业内处于领先地位,打破了长期以来世界推土机巨头的技术封锁,极大提高民族品牌的竞争力。 目前, 我国最大功率的推土机为SD52-5 ,功率392kW(520马力)。该款推土机设计先进合理,功率强劲、生产效率高,填补了我国空白,提升了我国工程机械在国际上的竞争力。 在大型履带式推土机中, D11T履带式推土机 凭借其优势性能在工程施工中表现出色,得到了广泛的应用。 典型的装载机 装载机是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山等建设工程的土石方施工机械,它主要用于铲装土壤、砂石、石灰、煤炭等散状物料,也可以用来整理、刮平场地以及进行牵引作业,换装不同的辅助工作装置还可进行推土、起重和其他物料如木材的装卸作业。由于装载机具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点,因此它成为工程建设中土石方施工的主要机种之一。 2010年,我国研制出 首台天然气装载机600K(LNG) , 该装载机能有效减少有害气体排放,掀起了工程机械行业新能源技术革命。 世界上最大的装载机L-2350 ,其操作重量262吨,铲斗容量40.5立方米(载荷:72.6吨)。油箱的容量为3975L,使用当前全球最大的70/70-57 82PR轮胎,最大行驶速度为16.9km/h,铲斗放下时的长度为20.16m。 2011年,我国成功研制出 大吨位LW1200K轮式装载机 ,装载机额定装载质量12000kg,铲斗容量6.5 m3,卸载高度3410 mm,是我国首台最大吨位装载机,拥有国际先进技术,装备国际一流部件,体现质量、安全和环保的价值观念,也成功打破了大吨位装载机被巨头垄断的格局,对推动我国装载机行业的技术进步,引领装载机行业朝着高可靠性、高技术含量、高性能、大吨位的方向发展具有重要意义。 世界首台混合动力装载机L220F Hybrid。 典型的起重机 起重机属于起重机械的一种,是一种作循环、间歇运动的机械。按结构形式,起重机主要分为桥架型起重机和臂架型起重机两类;臂架型起重机又可分为门座式起重机、塔式起重机和移动式起重机。 2012年1月, 亚洲最大吨位全地面起重机QAY1200 实验成功,它是目前世界上最大级别的轮式起重机。标志着我国吊装装备制造技术已迈入世界前列,将成为全球超大吨位轮式起重机技术发展的里程碑,掀开了我国大吨位全地面起重机产业化发展的新篇章。 具有代表性的另一台 全路面起重机是LTM11200-9.1 ,它不仅是世界上最强大的伸缩臂起重机,也是伸缩臂最长的起重机,长度达到了100米。 履带式起重机XGC28000 在大吨位履带式起重机中性能优异,是大吨位履带式起重机的典型代表。XGC28000履带起重机综合吸收世界先进技术,运用先进的设计手段,结构设计优化,起重性能卓越。 典型的自卸车 自卸汽车是利用本车发动机动力驱动液压举升机构,将其车厢倾斜一定角度卸货;并依靠车厢自重使其复位的专用汽车。自卸车在土木工程中,经常与挖掘机、装载机、带式输送机等工程机械联合作业,构成装、运、卸生产线,进行土方、砂石、散料的装卸运输工作,在抗震救灾中可以与多种工程机械相互配合起到疏通道路的作用。 目前, 世界上最大的自卸车 ,其总重量592t,额定载荷363t。 2011年8月, 我国最大吨级矿用自卸车HMTK-6000电动轮矿用自卸车 下线。电动轮矿用自卸车车体总长16.02m,宽9.56m,高7.55,轮胎直经4.03m,设计满载重量400t,相当于装载6节火车皮的标准总重,最高车速64km/h,可广泛用于各类大型露天矿山的开采和特大工程土石方的运输。我国也由此成为世界上第三个具备生产此规格矿用自卸车的国家。 A40F自卸车 是铰接式自卸车中的代表。 我国所用的大型自卸车大多数为刚性自卸车,主要用于大型煤矿,提高了生产效率。我国铰接式自卸车起步较晚,而 AD250铰接式自卸车 是我国研制出的具有代表性的自卸车。 典型的消防车 消防车,又称为救火车,是供灭火、辅助灭火或消防救援的机动消防技术装备,根据需要,设计制造成适宜消防队员乘用、装备各类消防器材或灭火剂的车辆。消防车是目前消防部队与火灾作斗争的主要工具,是最基本的移动式消防装备。消防车是消防队伍的最重要装备。消防车的品种、数量、质量和性能,反映一个国家的消防装备水平,也是衡量一个国家的消防实力重要标志之一。此外,消防车也从一个侧面反映出一个国家的汽车制造水平。 目前, 举高消防车 能达到的世界最高工作高度为112m。在功能方面,不仅加强了固定供水系统,而且有些还在最后或者末端设计安装了一节折臂,提高了灭火能力,增强了灵活性;登高平台消防车上也出现了伸缩梯,在灭火的同时,加强了救援工作能力等。 亚洲第一高的纪录保持者是由我国生产的 88米登高平台消防车 。该消防车作业参数领先、安全性高,机动性好、作业范围大、越障救援能力强大,是大、中城市保证高居居民生命安全,减少灾难损失的必要装备。它可实现88米的最大工作高度、25米的最大工作幅度,将可救援的最高楼层提升到了29层,能够满足市场的普遍需求。DG88登高平台消防车是一款具有很高科技含量及综台救援能力的一款车型,将在未来的城市消防中发挥不可小视的作用。 目前,高喷消防车的需求主要集中在20m~30m级产品中,主要适用于石化、石油系统、消防系统安全保障。 JP32举高喷射消防车 是一种集水罐车、泡沫车、高喷车三者功能于一身的多功能消防车。该车可广泛用于扑灭石化复杂火场及多层建筑火灾,是工矿企业及现代化城市的重要消防装备。 涡喷消防车是世界上具有高速行驶能力的、喷射功率最大的喷射细水雾或复合灭火剂的消防车,已在机场和油田消防中发挥出巨大灭火威力,主要用于油田、石化工厂、天然气泵站、机场等需要快速扑灭油气大火的场所。由我国自主研制的 WS5360涡喷双发消防车 ,该产品的涡喷双发技术属世界首创。 6×6轮式装甲消防车 。与普通消防车最大的不同在于,它能进入普通消防车不能进入的火场,进行灭火作业并实施消防指挥,同时相比传统的装甲消防坦克,其快速集结和机动性,以及无人遥控指挥则是无可比拟的。该车主要用途为对石油化工、危险化学品企业发生火灾时扑火专用。 本文摘编自陈晓东主编 《救援装备》 一书。部分图片来自于网络,题目为编者所加。更多精彩内容,敬请关注 科学出版社 微信公众号 一起 阅读 科学 ! 搜索 微信ID : sciencepress-cspm 或 “ 科学出版社 ” 公众号
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钟义信:我们的发现和进展——高等人工智能理论
热度 4 sciencepress 2014-6-19 08:32
钟义信教授获首届吴文俊人工智能科学技术奖成就奖 钟义信教授积25年研究最新推出首创性 学术专著 《 高等人工智能原理 》, 提出的“ 机制 主义 模拟 ” 方法 和“ 信息转换 ” 原理 是当前国内外 人工智能 领域的最新 研究方法 和最新理论。该方法和理论统一了国际上“ 结构模拟”, “ 功能模拟” 和“行为模拟”三大主流学派的研究方法, 建立了 “ 意识、情感、智能 ” 三位一体的人工智能 新 理论, 2011 年曾 获得 首届 “ 吴文俊人工智能科学技术奖 ” 之最高荣誉—— “ 成就奖 ” 。兹摘选部分文字以飨读者。 我们的研究发现,面对人工智能这类开放的复杂信息系统,发端于物质系统的“分而治之”方法论存在的主要问题是:把复杂信息系统分解为若干子系统的时候,丢失了各个子系统之间相互联系相互作用的信息;而这些信息恰恰是开放复杂信息系统的活的灵魂和生命线;因此,按照“分而治之”方法论分别完成各个子系统的研究之后,却怎么也不可能通过对这些子系统的“拼装”恢复原有复杂信息系统的面貌和性质。这便明确宣告: 传统的“分而治之”和机械的“还原论”方法论在开放的复杂信息系统研究领域的失效! 传统方法论失效的事实既令人沮丧,又令人振奋。这是因为,只有丢掉了对于传统科学观和方法论的幻想,才会促使我们不得不义无反顾并全力以赴地探寻新的科学观和探索新的方法论。结果,终于发现: “信息观、系统观、机制观的三位一体”才是人工智能这类开放复杂信息系统所需要的科学观,“基于信息转换的机制主义方法论”才是开放的复杂信息系统所需要的方法论。 首先,关于“信息观”:由于“智能”系统(包括自然智能系统和人工智能系统)是以信息为主导特征的复杂系统:没有信息便不可能有智能,信息不同就可能导致系统的智能水平的不同。因此,信息的因素和信息转换的规律就成为智能系统的核心灵魂和整体命脉;而智能系统所涉及到的物质因素和能量因素则只能看作是信息运动这个核心过程的支持性条件。于是,在研究和探索智能系统奥秘的时候,首先就应当抓住信息和信息转换的本质特征,而不应把物质结构和能量形式作为本质的特征。这是研究智能这类开放复杂信息系统与研究物质系统和能量系统的根本区别。 其次,关于“系统观”:对于智能系统这类开放复杂的信息系统,必须保持信息的内涵的完整性和信息转换过程的系统性,这种信息内涵的完整性和信息转换过程的系统性是正确认识这类复杂信息系统的基本前提和根本保证。在这里,信息内涵的完整性就是指信息的形式(语法信息)、内容(语义信息)和价值(语用信息)的三位一体(全信息);而信息转换的系统性就是指信息转换在时空领域的整体规律。如果这种信息内涵的完整性和信息转换过程的整体性被“分而治之”方法所不恰当地肢解和割断,甚至被丢失,就势必会使信息系统的本性遭到破坏,并可能导致智能能力的丧失。 第三,关于“机制观”:对于任何智能系统来说,“智能生成的机制”才是贯穿整个智能系统全局的灵魂和生命线;至于智能系统的“结构”和“功能”则都是为实现和保障智能生成的机制这个核心灵魂和生命线而服务的;而系统的“行为”则是智能生成机制所实现的结果表现。因此,“智能生成的机制”是比“系统的结构、功能和行为”更具本质意义的特征。抓住了智能生成的机制,才算真正抓住了智能系统的核心本质。 按照开放复杂信息系统的“信息观、系统观、机制观”的理念,智能系统(包括自然智能系统和人工智能系统)智能(其实也包括基础意识、情感等智能要素)生成的核心机制便是以全信息为基础的信息转换。于是,水到渠成,“信息转换”便成为智能系统这类开放复杂信息系统的基本方法论。 事实上,正是按照 “以信息观、系统观、机制观的三位一体为科学观、以基于(全)信息转换的机制主义为方法论”,我们已经发现:智能生成的共性核心机制就是信息-知识-智能转换,简称为“信息转换”,也发现并阐明了与此相关的“全信息理论”和“知识生态学结构”,因而建立了与结构模拟、功能模拟和行为模拟方法在学术理念上全然不同的“智能生成的机制模拟方法”;进而还发现了“人工智能的结构模拟、功能模拟、行为模拟方法分别是机制模拟方法在不同知识条件下的和谐特例”,从而形成了“人工智能的统一的方法和理论” 。不仅如此,我们还欣喜地发现:“ 基础意识、情感、智能的生成机制其实都是在各自条件和各自目标下的信息转换” 。这是意义重大的发现! 综合以上这些发现和进展,一个 以信息观-系统观-机制观的三位一体为科学观念、以基于(全)信息转换的机制主义为方法理念的“高等人工智能理论”便浮出了水面 ,与现有的人工智能理论研究相比,高等人工智能理论研究的理念、方法、深度和广度全然面貌一新。 高等人工智能和现有人工智能之间的基本联系和主要差别 由此我们便发现:按照传统“分而治之”方法论形成的结构模拟、功能模拟、行为模拟三种方法之间之所以不能互相认可,不能形成合力,根本原因就在于它们各自依据的“科学观和方法论”存在严重的局限性和片面性,掩盖和割断了事物内在的信息联系,因此难以真正触及到智能问题的深层本质,也难以互相沟通。而一旦运用新的更为先进的科学观和方法论阐明了智能的深层本质,它们之间内在的本质联系便会豁然显现出来!而且,更加深刻和更加科学的理论体系也便由此矗立在我们的面前。 本文摘编自钟义信著《 高等人工智能原理——观念·方法·模型·理论 》一书,图片来自于网络。 该书更多文摘敬请关注科学出版社微信: 一起阅读科学! 搜索微信ID: sciencepress-cspm 或“ 科学出版社 ”公众号
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数学科学与国家安全
热度 12 sciencepress 2014-6-18 08:37
国家安全非常依赖于数学科学。美国国家安全局拥有约1000 名数学家,当然,这个数字可能会减半或者加倍,取决于与数学交叉领域的研究人员是否定义为数学家。美国国家安全局每年雇佣40—50 位数学家,并试图保持稳定的增长速度,让数学科学界知道具有数学专业背景的人可以在国家安全局找到工作。美国国家安全局希望美国数学科学界健康发展,有足够多的经过良好数学教育的美国公民。美国国家安全局雇佣具有数学专业背景的人员大部分拥有研究生学历,其中硕士学位和博士学位约各占一半。美国国家安全局招聘的数学科学人员的学科背景几乎覆盖数学科学的所有领域,而不是数学科学某一特定分支领域,因为没人能预测数学科学的哪个分支领域对国家安全的贡献最大。例如,一些数学家在数十年前猜测椭圆曲线对美国国家安全局具有重大意义,而现在椭圆曲线成为密码学的一个重要基础专业。 密码学很明显依赖于数学,数学科学和国家安全之间还存在许多其他联系。一个例子是网络分析,它对于国防至关重要。另一例子是科学计算。约翰·冯·诺伊曼(John von Neumann)创造第一台计算机的原始目的之一是,为了模拟氢弹中发生的情况,需要进行必要的计算。多年以后,随着空中核实验和地下核试验的禁止,美国再次依靠模拟,这一次是为了保持其核武器库的备用状态。由于国防依赖于尖端设备设计和制造,数学科学对先进工程设计和制造做出了重要贡献,因此,国防还是依赖于数学科学。国防使用的数学工具的复杂程度逐渐加大。数学科学对于后勤、模拟训练和测试、军事演习、图像和信号分析、卫星和航天器的控制,以及新设备的测试和评估,也是必不可少的。 在战场上或战场外的新设备产生了超过目前可以分析的、令人目不暇接的数据量。如何能够自动分析战场上或战场外的新设备产生的大数据,是数学和统计学面临的巨大挑战。我们能否编程,让计算机自动分析一张卫星图像,以检测建筑物和道路,并分析图像中非季节变化因素导致的某一位置何时出现重大变化。如何通过分析高光谱数据(这些数据度量了所有频率频谱的反射光)来检测化学武器工厂的烟柱?能否在杂乱环境中识别敌方车辆和船舶?这些问题本质上都依赖于数学科学的进步。 以前没有出现过的一个非常严重的威胁是:关键性的网络在不断地遭受来历不明的盗贼、恶作剧者和黑客的复杂攻击。随着网络攻击日益复杂化,基于数学科学的自适应技术在可靠地检测和预防网络攻击、制定预防和防止网络攻击的新策略方面将发挥重要作用。 目前,美国国防部遴选了7 个科技领域,优先对它们进行投资,以维护国家安全。 (1)数据决策:依靠数据决策的科学和应用领域,以减少分析和使用大型数据集所需的周期和人力。 (2)工程化弹性系统:工程化的概念、科学和设计工具,用于防御武器系统的恶意妥协,以及用于发展灵活的制造业,以制造出值得信赖和放心的防御系统。 (3)网络科学与技术:发展有利于提高网络效率的科学和技术。 (4)电子作战/电子保护:新概念和新技术,以保护系统,并扩展整个电磁频谱的能力。 (5)反击大规模杀伤性武器:提升美国国防部定位、保护、监控、标记、跟踪、拦截、消除和追溯大规模杀伤性武器和材料的能力。 (6)自主系统:实现自主系统的科学和技术,在各种环境中安全可靠地完成复杂任务。 (7)人类系统:增强人机界面的科学与技术,提高执行广泛任务的生产力和效率。 数学科学显然在优先领域( 1 )和( 3 )中发挥了重要作用,数学在支撑其他优先领域上也发挥重要作用。数学科学的进展使得我们能对复杂系统进行基于模拟的设计、测试和控制,这样的工作对于创建弹性系统是必不可少的。一些信号分析与处理方面的改进性方法(如关于模式识别的更快的算法、更敏感的方案)对发展电子作战和保护的能力至关重要。我们应用数学为分析社会网络而快速开展的工具(基于网络统计分析的新方法),也用于提高反击大规模杀伤性武器的能力。机器学习方面的数学科学方法,对于提高我们的自主性和人机界面能力是必要的。计算神经科学在很大程度上依赖于数学科学,同时它也是人机界面未来较有前景的发展方向。 “威胁检测”领域通常需要数学科学的多种技术。如何快速检测生物恐怖袭击引起的病原体传播的模式?如何理解恐怖主义网络结构?能否设计出具有最佳抵御攻击能力的电网、交通运输网络?一个新的威胁是不断升级的网络战。反击网络战涉及数学科学的多个领域:更好的加密、优化的网络设计,新兴的数学和统计学密集型异常检测技术。 本文摘编自美国科学院国家研究理事会编著,刘小平、李泽霞译《2025年的数学科学》,标题为编者所加,图片来自于网络。更多2025年的数学科学,敬请关注科学出版社: 一起阅读科学! 搜索微信 ID : sciencepress-cspm或 “ 科学出版社”
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刘源张:对中关村的记忆
热度 11 sciencepress 2014-6-17 08:15
往日的情景 1941 年 9 月到 12 月,我在燕京大学读书,常去海淀镇,但不知道有个中关村。 1942 ~ 1956 年我先后去了日本和美国,在那里生活、学习了 15 年。 1956 年 8 月回来不久,进了中国科学院力学研究所,工作、生活全在中关村。当时的中关村是近似荒凉的幽静。现在的中关村大街当时只是一条双车道的马路,两旁种的杨树已经成行。马路的两侧点缀着几所房屋。每次骑自行车进城,走在这条路上,心情会十分舒畅。缓缓走过,看见路旁的杨树一棵一棵显得一样又好像不一样,心中念叨,等它们都长高、长大时,会变得雄伟壮观了。快到西直门,远远望见城门,再从城门楼里骑进去,街道、房屋都有些破旧,但依然是古都风貌,重厚而又温馨。 研究所的北面有一片洼地,不知从哪里流进来的水,冬天这里就成了天然溜冰场。宿舍区的南面,就是现在四环路的北侧,有两个网球场,虽然简陋一点儿,还是有些人来打网球。我倒是从国外把冰鞋和网球拍都带回来了,但都不太会玩,于是很少去溜冰或打网球。不过,傍晚时分,我喜欢到溜冰场附近走走,到网球场看看,宁静处有稍许热闹,空气又那么新鲜,非常惬意。虽然一些细节我记不太清,这一个秋冬的中关村是我记忆里最好的中关村。 “文化大革命”前的中关村 1957 年的夏天,中关村开始变了。几年之间,陆陆续续的人增多了,精神上、物质上都变了。研究所的空气突然紧张起来,人们相互之间都好像有些戒备,我所尝到的那种从容和惬意一下子没有了。与此无关似的,楼房一栋一栋建立起来了。溜冰场和网球场却都没了。力学所搬进了新楼,一直到现在矗立在四环路的一侧。宿舍增添了南区,我家也从北区搬到了南区。宿舍的楼号从三十几楼长成了八十几楼。新修了一所“四不要”的大礼堂,还在那附近盖了一幢楼,楼下是饭馆,楼上是俱乐部。科学院的党组书记张劲夫同志每逢周末常到俱乐部,就是在这里他找我下过围棋,我们成了没有上下级关系的棋友。但是,这个俱乐部在一年多后也消失了,心理所驻进去了。那几个饭馆不过兴旺了一两年,碰上三年困难时期也就什么都没得吃了。郭沫若院长看到这种毫无文体消遣设施的窘境,捐资修建了一个游泳池,现在还在路旁躺着,宛似一个衣帽不整、满脸胡须的懒汉。 到 1966 年的 10 年里工作没有变化,仍旧是忙忙碌碌,生活也过得去。只是环境一年一年变得不如意了。 1966 ~ 1975 年我离开了中关村,因此这 10 年间中关村的样像,我是不知道的。 1976 年,等我再回到中关村,看见的首先是人多、孩子多。原来是一片菜地的地方盖起了宿舍楼,我现在住的家就是新的黄庄小区。中关村那条马路上的杨树全被砍光了,变成了一条车水马龙的大街。早上已是过往车辆排出的废气弥漫不散,再加上中关村大街两侧电子商店林立,外地来京打工的人们拥挤在一起,熙熙攘攘,使得我这个生怕人多的老人只好躲在家中。我喜欢散步,但是这个中关村已经没有可以散步的地方了。 21世纪的中关村 2000 年前后,中关村发展得更快、更大了。我心目中的中关村只不过是东到中关村东路,西到中关村大街,南到知春路、海淀南路,北到四环路的小圈子。一次中关村街道的党委书记来我家,谈起来,我才知道中关村大得很,好多地方我都不知道,也没去过。你叫我怎能谈中关村呢。就我所知道的中关村而言,坦白地说,坏印象比好印象多。 1999 年 10 月 11 日,我被任命为中关村文化艺术发展顾问,开会那天,季羡林老教授到会讲了话。他说,中关村发展高科技产业,别忘了文化建设;没有好的文化,不会有高的科技产业。他的话我没有忘,也不敢忘。尽管我记住了,怕也没有用,因为一无权二无钱,哪能促进中关村的文化建设呢?不过我倒更加关心我心目中这个小圈子的中关村的文化现象了。我家大院前的中关村南路西段大概是中关村最乱、最脏的一段路,不满 50 米长,满地是垃圾,路边放着一个垃圾桶,好像偏偏有人从垃圾桶里把垃圾掏出来,扔到路上似的。而且,一直到过街天桥的地上、栏杆上随处贴有的小广告。一次,原海淀区区长周良洛请我吃饭,我趁机对他说,请他到这段路来看看。可能他没有来,因为情况一直不见得到改善。 中关村南路短短一里路吧,竟有我知道的三位院士骑自行车在路上被人撞到。特别是我被撞到的那次,我骑得不快,又尽量靠路边骑,忽然有人从后面把我撞倒,幸亏我骑得慢,一脚着地没倒下,转头一看是个小伙子。我还没说什么,他倒骂了我一句“老不死的”。嫌我骑得慢,挡了他的路?唉!文化建设不止是楼堂场馆,更重要的是人心里的文化建设。我去中关村派出所反映,去海淀区交通大队反映,终于在黄庄小区大门前安装了红绿灯,画上了过路的斑马线。每次过马路,我都观察一下。 95% 的行人不遵守红绿灯的指示, 100% 的摩托车、大板车、自行车不遵守红绿灯的警告,勇往直前。对于这些人、这些车,红绿灯和斑马线形同虚设。如此起码的法规都不能遵守,如何去求法治? 现在好了,奥运在北京举办了。“迎奥运,讲文明,树新风”的口号响遍了北京城。中关村南路这段大大改观了,小广告不见了,垃圾从路上消失了,路两旁的饭馆门前也干净了。黄庄小区里的小公园修整得更喜人了,我也终于有了可以放心散步的场所了。如今我只有两条愿望:一是这些好现象在奥运会开完后能继续下去,变成中关村的新文化;二是红绿灯和斑马线能按照法规的要求起到作用。我相信,我们中关村人一定能办到这两件事。 思念 我在我的中关村工作、生活了近 60 年。虽然我是个不大交际,也不会交际的人,但见到的、听到的人和事却是不少的。如今回忆起来,是有几桩印象深的值得写下来。中关村是科学家聚集的地方,其中许多是大师,而我又有幸在钱学森先生和华罗庚先生两位的直接领导下工作了 20 多年,因此或直接或间接地认识了许多著名科学家。我有不少与他们有关的故事。但我不想在这里写,因为若在中关村的故事里,再写科学家就太没趣了。还是写与中关村有缘的其他行业的人物比较好。 我初到中关村,第二年开春,见到了张劲夫同志。就像上面说的,是在中关村俱乐部跟他下围棋的时候。那天,很有意思,所里要我去跟一位张劲夫同志下棋,我去了,但我不知道张劲夫是谁,我也不管他是谁,反正不过是下棋。劲夫同志有时悔棋,有一次他又悔棋,我按住他的手说,不许悔棋。他哈哈大笑起来,旁边站着一位看棋的同志却向我怒目而视。下完棋,那位同志问我,你知道他是谁?他是院党组书记。我那时还真不知道,院党组书记是个多么大的官。这样,我认识了劲夫同志,他也认识了我。那以后,我多次蒙他照顾,但因为都不是在中关村,就不在这里写了。 还有一位京剧大师梅兰芳先生。 1956 年,梅先生率京剧团访问日本,在东京公开演出,我作为华侨代表到机场欢迎,又陪同团员一行乘车前往宾馆,以后梅先生的每场戏我都去看了。在这次的机会,我认识了梅葆玖和梅葆玥,他们得知我将回国,就要我回北京后到他们家坐坐。我把这些当作客气话,回来后哪敢真去梅府拜访? 1961 年 5 月 31 日,梅兰芳先生到中关村礼堂,演出《穆桂英挂帅》。我当然也去观看了。他的那场演出太让中关村人感动、感激了。孰料这竟是梅先生的最后一场演出。可以说我是跟梅兰芳先生有点缘分的特殊戏迷吧! 最后不得不提的一位是胡耀邦同志。 1975 ~ 1977 年,耀邦同志担任科学院的领导工作期间,为中关村人解决了许多切身问题,即所谓的“五子登科”。第一,“帽子”的问题。中关村的科研人员有的遭迫害,有的下放了,他都为他们平反,让他们归队。第二,妻子的问题。两地分居的,他把他们一起调回来。第三,孩子的问题。能安排工作的,他尽量为他们解决了工作问题。第四,房子的问题。“文化大革命”期间,中关村每个单元的家家户户都挤进了好几家。我在 44 楼的家就挤进来了另外两家。三间屋,一家占一间。一个小厨房,放进三家的蜂窝煤炉,做饭时三家必须轮班进厨房。后来,他在中关村盖了一些房,调剂了一些房。我就是那时搬进了新盖的 808 楼的,终于有了属于自己的家。第五,炉子的问题。他搞来一批煤气罐,建立起灌气站,给中关村人把蜂窝煤炉换成了煤气灶。这大大解决了燃气问题,节省了我们的劳力和时间。我真怀念我们的耀邦同志。 希望 你看,我在上面写的个人印象里,好的几乎全是我国计划经济时期的,坏的几乎全是进入市场经济以后的。这并不是说市场经济不好。其实,我还真不愿意那个计划经济再回来。中关村从计划经济转入市场经济是中关村发展的不可逆转的趋势,中关村人必须要努力去适应这个趋势,并且在这个转变中锻炼、提高自己。现在,人们一说市场经济就想到钱。市场经济的社会是一个“钱”字就概括得了的吗?汶川大地震告诉了我们世上还有比钱更宝贵的东西,北京奥运会也告诉我们同样的事情。这就有了一个让中关村人找回自己从前的价值观的机会。中关村的老人,像我这样二十世纪四五十年代回到祖国的人,已经不多了。我所说的中关村人几乎都是三四十岁的人,计划经济时代成长起来的人。我没有资格说三道 四,但总希望现在的中关村居民不要忘记当初建立中关村时的人们的期待,一个新文化的、厚德载物的、进步包容的中关村。 本文摘选自刘源张著《 刘源张自传 》,文中图片来自于网络。《 管理就是改变不良习惯 》文摘在科学出版社微信公众号发布,敬请关注: 一起 阅读 科学 ! 搜索 微信ID : sciencepress-cspm 或 “ 科学出版社 ” 公众号
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大明宫的正门:壮丽的丹凤门
sciencepress 2014-6-16 08:16
20世纪50年代,陕西省文物管理委员会在《考古学报》1958年第3期上发表的《唐长安城地基初步探测》一文,误以为丹凤门是三个门道。1959年出版的中国科学院考古研究所编著《唐长安大明宫》所附“大明宫城址及宫殿分布实测图”中,丹凤门也是画成三个门道。2005年9月至2006年1月,中国社会科学院考古研究所对丹凤门进行了考古发掘,并发表了简报,揭示丹凤门原来是五个门道的宫城大门。 过去发表的大明宫遗址图中,按照三个门道的中间门道为中轴起点,与含元殿当心间连接的中轴线与大明宫东墙(南段)和西墙不平行,而是向东北歪斜。也就是说,丹凤门的位置歪在西侧,而不在含元殿的中轴线上。20世纪50年代探查的误解,是因为考古队只铲探到门址西侧保存较好的西面三个门道,就作出只有三个门道的结论。对于丹凤门不在中轴线上的问题,笔者曾提出探查是否有误,应该慎重地进行复查;认为大明宫这样重要的宫殿群落,决不会出现主要宫门偏离中轴线如此重大的误差;而且唐人诗赋已经表明丹凤门是五个门道了,例如:李庾《两都赋》在描写含元殿部分时就说:“龙道双回,凤门五开”。所谓“五开”,即丹凤门开有五个门道;李华的《含元殿赋》对殿南丹凤门的描写则是:“其南则丹凤启涂,遐瞩荆吴;十扇开闭,阴阳睢盱”。所谓“十扇”,即五门道各有双扇门;另外,宋人的古图也是画作五个门道的,例如吕大防的《长安城图》刻碑,其中丹凤门就是表示为五个门道。 这一探查误判的案例(甚至有人据此对曾经亲眼目睹丹凤门五门道的唐人描述指责为“是错误的”),提示我们:田野考古不能仅凭简单的探测和发掘技术,而是要具备逻辑思维的学术研究的指导——建筑遗址的发掘工作,最好具备一点建筑考古学的知识,至少要重视有关的古籍材料的提示。 丹凤门是大明宫的南面正门,是含元殿正南、距离“四百余步”的正门,文献称门上的楼观为“丹凤楼”。丹凤门是唐高宗龙朔二年( 662 年)建设大明宫同时建造的。大明宫的南墙是利用长安外郭城的北墙,即拆开一段缺口而建成这座宫门的。同时建造的还有丹凤门左右的望仙门和建福门。这段作为大明宫南墙的长安城北墙,在开辟丹凤及其左右望仙与建福二门的同时,应是增高城墙与新筑的东、北、西三面宫墙等高,并 将墙上雉堞改设在南面。在建设丹凤门的同时,开辟了正对丹凤门的南北大街,宽“一百二十步 ” ,折合为 176 米,比长安城的中轴干道——宽 151 米的朱雀大街还要宽出许多,而成为长安城里最宽的道路 、 。这条丹凤门大街向南,与通化门内的东西大街作“丁”字交叉。由于丹凤门大街穿过宫前的 光宅、永昌二坊,于是形成了“田”字形的四个小坊——西北叫光宅坊,西南叫永昌坊,东北叫翊善坊,东南叫来庭坊。由于丹凤门大街穿过原来的光宅、永昌二坊的位置不在坊的中街而是偏东,所以改造后的四个小坊,其中西北、西南二坊稍大,东北、东南二坊稍小。 丹凤门平时关闭,不轻易使用,只有在皇帝驾御含元殿举行大朝的时候,才 开启丹凤门。当时的官员张祜写《元日仗》诗,描写大朝盛况是: “文武千官岁仗兵,万方同轨奏升平;上皇一御含元殿,丹凤门开白日明。” 敦煌晚唐138窟北壁画五门道的宫城正门形象——应是丹凤门的写照(敦煌研究院孙毅华研究员提供) 我们只看丹凤门五个门道墩台遗址,就知道它是对隋朝宫廷御用建筑大师宇文恺杰作明德门的模仿, 从其加大规模来看,应该是有 所创新的。 丹凤门的楼观——丹凤楼,其木结构楼观是这座宫城大门的精华所在,下面讨论它的形制: 由于这座宫门太大,墩台东西长达74.50米,按高四收一计算,台顶东西长也有70.82米,约唐尺二十四丈。这大约就是丹凤楼基座的东西长度。正衙含元殿夯土正阶东西长约60米,加上木构副阶也不过67.64米( 含元殿东西通面阔 58.21 米) 。丹凤楼基座的东西长度是70.82米,上面略挑出木结构平座,则门楼的通面阔仍然基本上还是70.82米,比正殿含元殿还大,这就违反宫廷规制了。所以丹凤楼体形必须化整为零,做成一座短于含元殿的殿堂,再加左、右夹庇,这样组合体形达到70.82米是可以的。这种建筑组合,敦煌壁画为我们提供了佐证。推测丹凤楼城观主体九间、两侧夹庇各二间,共计十三间。敦煌晚唐第138窟壁画所示的城门楼观,主楼观屋盖与夹庇屋盖都是四注式;唐朝建筑明间不加大,设定每间为5.20米,则十三间约为68米,就是唐尺二十三丈一尺。进深间寛设定为4.50米五间为22.50米,合七丈六尺五寸。 参考敦煌唐造第 9 窟、第 172 窟、第 196 窟等表现得更为明确的屋盖组织关系,夹庇屋脊在主体屋檐下。楼观的具体情况参考同期的大雁塔门楣石刻殿堂形象及日本法隆寺金堂以及宋式城楼复原。按照敦煌第 138 窟壁画,主观正脊中央设宝瓶、火珠装饰。 按照唐佛光寺大殿,当心间柱高等于面阔,应为5.45米。柱有生起,次、梢间柱高按等比级数依次递增。梭柱下部1/3处的最大柱径可能达到60厘米。柱础按照隋仁寿宫遗址出土的宝装莲花石础圈,覆莲高12厘米。铺作参考日本法隆寺金堂及五台山佛光寺大殿,设定为双抄单下昂、六铺作偷心造。檐出设定为420厘米,生起、生出各为50厘米。主楼观的大木结构用材,应该是宋《营造法式》所谓的“一等材”:以2厘米为1分,单材20×30厘米,足材20×42厘米。楼层的平座无雁翅版遮挡,在立面上暴露加厚的地板横断面,转角45°拼接。 城门墩台上设置木构平座、栏杆,再于台顶另设主楼观的平座式的木构阶级和夹庇的砖石阶基。主楼观的阶级高起约一丈二尺,即3.50米左右;夹庇阶基较低,仅可一尺,即0.294米左右。由于楼观主体南北和城台栏杆之间只有1米左右的宽度,所以南北两面不设踏道。东、西夹庇两侧有踏道;进夹庇后,有直对登上主城观的木构踏道。城观与城台平座的构造关系如复原剖面图所示。 以上,根据敦煌128窟壁画的五门道宫门形象做出的原状推测,是复原方案之一。 丹凤门(方案一) 另外,关于丹凤门的楼观,还有一个值得重视的旁证材料,就是去唐未远的北宋时人吕大防《长安图记》碑刻,兴庆宫残段上边缘所刻画丹凤门形象。当年应该流传有集体记忆的的丹凤门楼观式样,残碑所刻划的丹凤门楼观也是在主体屋盖两侧各有一个夹庇,但是屋盖形式不同,其屋盖为重檐显山(讹做“歇山”)。这样,就存在另一种可能性,即根据吕图做出的原状推测——作为复原方案之二。 丹凤门(方案二) 这两个复原方案。哪个可能符合原状,试做判断: 吕大防(1027~1097)是宋仁宗时人,他制作碑图的时间大约距唐亡百余年。当时他应该是目睹残存的丹凤门墩台,但是他的碑图中的两个丹凤门形象,其墩台却不相同;“大明宫”残碑的丹凤门是和遗址一致的一个大墩台;而“兴庆宫”残碑上的丹凤门,却是墩台两侧附加有小墩台。附加小墩台的错误,也许是这样造成的:吕氏当年所见,可能是因为墩台南面损坏,而北面,即宫内一面尚可辨认形制。他大概推测墩台两面是一样的,所以就按照北面墩台两侧有供登城马道的转折附加墩台,即呈主台及两侧副台的三部分组合体。至于为什么吕氏又画出与残存遗址相同的单一大墩台,或许是做出另一种推测、或者示意也未可知。 丹凤门被焚毁百余年后,吕氏所见应该只是一个残缺的墩台,关于这座宫门的楼观,或有父老相传主体带夹庇,是三个屋顶组合的大体式样。但是民间传说不是建筑专门家,不可能知道具体的屋顶类型——是四注水的所谓“四阿”式,还是九脊的所谓“显山”式。因此吕氏制图估计是据宋时流行的纤巧、华丽的高级屋顶——重檐显山,来推测的。 这样看来,两个复原方案中,根据唐人所画敦煌壁画推测的“方案一”的可能性比较大。 本文摘编自 杨鸿勋著 《 大明宫 》第三章,图片来自 该书。更多精彩内容,敬请关注科学出版社: 一起阅读科学! 搜索微信 ID : sciencepress-cspm或 “ 科学出版社”公众号
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覆盖范围不断扩大的数学科学
sciencepress 2014-6-13 10:16
现代数学科学是指广义数学,包括数学、统计学和计算科学,以及它们与应用领域的交叉融合。广义数学对经济的增长、国家竞争力的提升和国家安全的保障都至关重要,这些事实让人们重新认识整个数学科学的资助特点和资助规模,并认识到应该重视数学科学教育。 许多数学家还没有认识到自己研究领域的作用在不断扩大,这种情况限制了数学科学界培养学生和吸引更多学生的能力。数学科学界需要共同努力,重新设计大学数学课程;需要改进数学家与外界保持联系的机制,吸引更多的学生加入到数学科学队伍,储备更多的人才,满足未来的发展需求。 数学科学通过对抽象结构的符号推理和计算来认识世界。数学科学一方面发掘和理解这些抽象结构之间的深层关系,另一方面对抽象结构进行建模、推理,用它们作为计算框架来捕捉世界的某些特征,然后再利用获取的特征对世界进行预测。这是一个重复迭代的过程。 还有一个方面是,数学是从数据出发,使用抽象推理和抽象结构对世界做出推测的过程。数学把经验观察转变为分类、排序和理解现实世界的方法。通过数学科学,研究人员可以构建一个知识体系,能理解其中的相互关系,可发现和使用在其中所理解的任何所需的知识。通过数学科学这一自然渠道,可将概念、工具和最佳实践从一个领域转移到另一个领域。 “2025 年数学科学委员会”发现,数学的学科范围正在不断扩大。随着其观点和思想跨越多个分支领域,数学科学的边界变得模糊,并且数学学科变得越来越统一。数学科学与其他研究领域之间的界限也在逐渐消失。自然科学、社会科学、生命科学、计算机科学和工程领域的许多研究人员在自己的领域和数学科学领域都很在行。随着越来越多的研究领域与数学科学之间的联系越来越密切,这样的人在不断增多。理论物理学家、理论计算机科学家很难将自己与数学家的研究工作区分开来,类似的交叉融汇现象也越来越多地出现在理论生态学、生物数学、生物信息学等领域中。 现在,数学科学的扩展远远超出了机构的界限,现在学术研究部门、资助部门、专业协会,以及主要期刊都支持数学科学的核心领域。它们构成了一个丰富而复杂的生态系统,具有某个领域专业背景的人在另一个领域做出贡献,一个领域的问题可能被研究人员意外地用另一个领域的思想来解决。 数学科学的研究人员带来了特殊的想法和技能,补充了其他专业背景研究人员所不具备的复杂的数学思维。数学与科学、工程、医学和商业等其他许多领域之间的联系更加紧密,需要跨领域的思想交流,这使得拥有一个强大的数学科学界比以往任何时候都更重要。正如最近一篇对英国数学科学的评论写道:“对社会健康发展和繁荣的主要贡献来自于数学科学界的见解、成果和算法,涵盖最纯粹的数学、从数学在其他领域的应用中受启发得来的数学理论、实践性很强的应用、各种形式的统计以及运筹学研究中的理论和实践的结合。” “2025 年数学科学委员会”的成员和数学家们认为,像其他许多审视数学科学的人一样,将数学科学作为一个统一的整体进行思考非常关键。“核心”数学和“应用”数学之间的区别越来越模糊,今天很难找到一个与应用不相关的数学领域。一些数学家主要证明定理,而一些数学家主要建立和求解模型,对数学家的评价要考虑这两种类型。任何一个研究人员都可能在这两种类型的工作中转换,许多领域专家都能同时做这两种类型的工作。英国工程与物质研究理事会很好地论述了这一点:数学科学界的贡献,应该视为一个整体。虽然一些数学家主要解决现实世界的问题,但其他从事理论研究的数学家也提出了卓越的见解和提供了很好的成果,通过“好奇心驱动的研究”促进和加强了整个数学科学的发展。 总体上,数学科学共享具有共性的经验和思维过程,将一个分支领域的观点和思想应用于另一个分支领域已经有很长的历史。数学科学覆盖以多种不同方式应用的基本概念、结果,以及持续的探索,这些是联系各分支领域数学家的共同基础,这对于整个数学科学事业的发展非常重要。 数学科学覆盖范围不断扩大的两个主要驱动力是:无处不在的计算模拟(它建立在数学科学概念和方法的基础上)和很多企业产生的呈指数级增长的数据量。 互联网使这些海量数据能随时随地被利用,放大了这两个驱动力的影响。科学、工程和工业的许多领域都关注建立和评估数学模型,并通过分析大量的观测数据和计算数据对数学模型进行研究。这些工作本质上都具有数学性质,现在人们不能明确区分是数学科学的研究工作,还是计算机科学的研究工作,还是需要建模与分析的学科进行的研究工作。如果数学知识和数学人才都能够在这个大环境下轻松地流动,数学科学事业的健康和活力将得到最大化发展。“数学科学”的定义更加具有包容性:数学科学涵盖了各种类型的研究活动,无论从事该工作的人是否认为自己是数学家。 从事数学交叉领域的人员众多:地球科学、社会科学、生物信息学等方面的统计学家,由于历史原因,他们成为专门的统计学分支学家,科学计算和计算科学与工程的研究人员,为密码学做出贡献的数论学家,为机器学习做出贡献的分析师和统计人员,运筹学研究人员,一些计算机科学家,一些依靠复杂的数学科学方法进行研究的物理学家、化学家、生态学家、生物学家和经济学家,促进数学建模和计算机模拟的工程师。统计数据表明,最近几年,同时学习数学和其他领域(从生物学到工程)的研究生数量急剧增加。如果这种现象与委员会认为的一样,数学科学的研究生教育将促进科学与工程,以及交叉领域的发展。 本文摘编自美国科学院国家研究理事会编著,刘小平、李泽霞译《2025年的数学科学》,图片来自于网络。《数学科学的本质》、《数学科学对国家安全的贡献》等更多精彩内容,敬请关注科学出版社微信: 一起阅读科学! 搜索微信 ID : sciencepress-cspm或 “ 科学出版社”公众号
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林兰英:早逝的爱恋
热度 1 sciencepress 2014-6-11 10:55
林兰英院士是我国著名的半导体材料学家、物理学家,是中国半导体材料科学与技术的奠基人和开拓者。何春藩、王占国编著的 《 林兰英传 》( 科学与人生: 中国科学院院士 传记 记 ) 以林兰英院士高度的爱国主义精神为出发点,以自强不息的奋斗精神为主线,以纪实的笔法和尽可能翔实的内容,真实地记录林兰英走过的85年的风雨历程——艰辛的童年生活、大学里的欢声笑语 、奋发进取的留学生涯,并再现了她对新中国的真挚 眷恋和她为祖国半导体科学事业奋斗终身的真实情景 ,反映了从国外留学归来的中国知识分子对祖国科学事业的痴恋之情和不畏困难的艰苦创业精神。现选摘林兰英院士传记的一个片段以飨读者。 毕业的日子临近了,女同学们的打算五花八门,有的想要嫁人,嫁一个军官或者是商人;有的想要去教会寻一份差使,算是直接投入妇女的拯救运动;更多的是不知道将要去做什么,取一种听天由命的态度。 结婚、生育、过日子,这是大多数的中国女性在事实上走着的生活道路。只有少数的人才将目光投向大学。林兰英所想的,不是嫁人,而是继续读大学。 进入青年时代的林兰英(前) 在林兰英回忆当时的“谈婚论嫁”的事时,她总忘不了在砺青中学时所经历的一段往事: 砺青中学有两个毕业班,考试中有两个第一名,甲班的是林兰英,乙班的是男生关其昌。 关其昌在一天放学时等在校门外对面的街上,见林兰英走出,他便急匆匆的迎上来。他的表情有些尴尬,但还是鼓足勇气拦住了林兰英的去路。 “兰英……”他用一种从未使用过的称呼,轻轻地呼唤着她的名字,“你要是不着急回家,我们走走,跟你讲几句话,可以吗?” “可以啊,走吧!”难道他会有什么作业题要问我吗?林兰英感到茫然,也很诧异。 林兰英早就认识关其昌,只是没有来往而已。她还知道关其昌的爸爸妈妈都是教师,他是他们的独子。平日里他家的生活虽不阔绰,但是家教很严。他学习成绩优异,与家庭的影响有很大关系。在最初得知关其昌的妈妈也是教师时,她曾在心底好一阵羡慕过。 两人并排慢慢地走着,关其昌只是低头不语。见此情景,林兰英便睁着大眼睛望着关其昌,关其昌的目光似乎是胆怯地向一边躲避着。 两个人默默地走到交叉路口,关其昌竟然一句话也没有讲出来。 “我要回家了”。林兰英提醒道。 “哦哦!”关其昌如梦初醒似地说,“我送你到家门口吧!” 一直到林宅大院的门前,关其昌也没能说出他要讲的话。就在林兰英将要扣响门环的时候,他像逃命似地突然跑开了。 他到底要干什么呢?15岁的林兰英陷入了迷茫中。 有一天,林兰英在集市上碰见了关其昌和他的母亲,关其昌兴奋异常,忙不迭地介绍着:这就是林兰英同学,她是我们学校女生中最棒的! “啊,你就是林兰英!”他母亲、那位女教师高兴地迎上来说,“我们家阿昌总提到你呀。”他喜滋滋地打量着林兰英。小兰英直被看得不好意思低下头。片刻,她挎着的竹篮一沉,未等她反应过来,已见关其昌将一大堆香蕉荔枝塞了进去。她想推脱,却被女教师拦住:“拿着吧,阿昌给你的,你不要不好意思。”她热情地邀请兰英去家里玩。 女孩子长到了15岁了,对于当时的许多女孩子来说。已是她们生活的一个转折关头—-该谈婚论嫁了。林兰英的母亲14岁就已嫁到了林家。在母亲的观念里,女儿已该嫁人了。 初中毕业前夕,关家来人谈及儿女婚事,祖父摇了头。在他的想法中,还没有将兰英出嫁排上议程,他舍不得如此出息的孙女就这样匆匆将自己打发掉。母亲在一边不知该如何表态,也在犹豫之中。 这桩婚事从一开始起航就搁了浅—-现在出嫁不行,叫男方“上门”也不行,林宅大院是不接上门女婿的,况且关其昌还是个独子。 这事迅速地出现又迅速地消失。 在以后的日子里,林兰英看得出阿昌的忧伤,自己感到心里十分过意不去。 但是关其昌并不放弃努力,直到最后,他的表现也证明了这一点。 初中毕业了,男孩女孩又长大了,他们像鸟儿一样飞得高了一些。他们都考上了高中。所不同的是,关其昌的高中将在福州读了。他随父母去了福州。 福州之于莆田,可以说是个大都市了。进入这个城市的关其昌没有忘记家乡的姑娘,他始终想着她。 林兰英第一次接到一个男子寄自外埠的信她为此兴奋过。她在回信中叮嘱关其昌要多保重,因为她感到他的体质不很强健。 两个异地的高中生悄悄地在信纸上谈着话,关其昌显然比在莆田要坦率了许多。 阿昌在心中不掩饰对未来生活的憧憬,他在给林兰英的信中表白说,希望日后他们能够永远在一起,他说让我们一起努力吧,将来我们结婚,共同到福州的一所中学去教书....... 阿昌的理想,未能在林兰英的心中引起共鸣,她反而感到他事业的眼光太浅,一个福州中学教师的职位就能够叫他悠悠然了吗?她在信中流露出了对小关的轻视之感。 林兰英无意中伤害了阿昌的感情,这是她后来才意识到的。 两个年轻人的书信来往在1935年的冬天戛然而止了。 那是一个不祥的冬天。在惶惶的心里,林兰英期待着福州的邮件。 然而,邮车再也没有向她开来。 有一天,林兰英在咸益女子中学的一位同学小心翼翼的问她:“你认识关其昌吗?” “是啊,认识。你也认识他?”林兰英诧异道。 “不,我不认识他,但我听我姑父谈到他。” 林兰英早已知道,这同学的姑父,是本校的一位老师。 “阿昌的父母认识我姑父,不久前,姑父和姑母一起去了趟福州……” 林兰英骤然感到自己的心跳有些急促,忙问:“你姑父见到关其昌了?” “没有,但是他听说了关其昌的事情。” “事情?什么事情?他……现在还在福州吗?” “关其昌,他死了。” 林兰英简直难以相信自己的耳朵。但这是真的。 关其昌死了。他在那一年的初冬时节,因患脑膜炎骤然病逝于福州。 林兰英找到师母问明事情的原委,然后她悄悄地哭了。 师母说,关其昌的父母告诉他们:关其昌在弥留之际还在呼唤着兰英的名字…… 林兰英愕然了。 在林兰英的心里,这是一次早逝的爱恋,一次难以忘怀的初恋。林兰英将它永远地埋在心底,从没对外人讲,乃至自己的亲人…… 重建后的林润故居(含林兰英故居)全景 林兰英生在旧社会,长在一个封建伦理道德观念极强的工商业者家庭。作为封建社会的女性,舆论上的压力,精神上的创伤,逼她奋起,促使她对知识有着强烈的渴望和追求,对女性的自强、自立,有着强烈的向往。就这样,她在抗争与磨砺中,走完了她那童年时代的艰辛的路。 本文摘选自 何春藩、王占国编著的《林兰英传》( 科学与人生: 中国科学院院士 传记 记),更多精彩敬请关注: 一起 阅读 科学 ! 搜索 微信ID : sciencepress-cspm 或 “ 科学出版社 ” 公众号
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《地球观测与导航技术丛书》征稿启事
sciencepress 2014-6-10 08:10
     《地球观测与导航技术丛书    》征稿启事        随着遥感、地理信息系统、导航定位等空间信息技术的快速发展与航天、通信和信息科学的有力支撑,地球观测与导航技术相关领域的研究在国家科研中的地位不断提高。我国科技发展中长期规划将高分辨率对地观测系统与新一代卫星导航定位系统列入国家重大专项;国家有关部门高度重视这一领域的发展,国家发展和改革委员会设立产业化专项支持卫星导航产业的发展,工业与信息化部和科学技术部也启动了多个项目支持技术标准化和产业示范;国家高技术研究发展计划(863计划)首次设立“地球观测与导航技术”领域。 目前这些研究进入了成果的收获期,把地球观测与导航技术领域相关的创新成果编著成书,集中发布,具有重要意义。它既能展示863计划地球观测与导航技术领域的项目、973计划相关项目以及其他国家重大相关项目成果,又能促进领域内相关成果传播和交流,并引导未来学科的发展,同时也对地球观测与导航技术领域在我国科学界中地位提升具有重要的促进作用。为了适应中国地球观测与导航技术领域的发展,科学出版社依托有关的知名专家支持,启动了《地球观测与导航技术丛书》出版工程。            选题定位              本丛书中每一本书的选择标准为作者具有深厚的科学研究功底和丰富的实践经验,主持或参加过863计划地球观测与导航技术领域的项目、973计划相关项目以及其他国家重大项目,或者所著图书为其在已有科研或教学成果的基础上高水平的原创性总结,或者是相关领域国外经典专著的翻译。 丛书编委会 顾问专家: 徐冠华 、 龚惠兴 、 童庆禧 、 刘经南 、 王家耀 、 李小文 、 叶嘉安 主编: 李德仁 副主编: 郭华东 、 龚健雅 、 周成虎 、 周建华 编委(按姓氏汉语拼音排序) 鲍虎军 、 陈戈 、 陈晓玲 、 程鹏飞 、 房建成 、 龚建华 、 顾行发 、 江凯 、 江碧涛 、 景宁 、 景贵飞 、 李京 、 李明 、 李传荣 、 李加洪 、 李增元 、 李志林 、 梁顺林 、 廖小罕 、 林珲 、 林鹏 、 刘耀林 、 卢乃锰 、 孟波 、 秦其明 、 单杰 、 施闯 、 史文中 、 吴一戎 、 徐祥德 、 许健民 、 尤政 、 郁文贤 、 张继贤 、 张良培 、 周国清 、 周启鸣 出版进展 本丛书自2009年10月启动,现已出版20多种图书,反映了我国地球观测与导航技术领域的最新研究成果和实践水平,并在学术出版领域受到重视,2011年和2012年经新闻出版署审批先后列入“十二五”国家重点图书出版规划项目和国家出版基金项目。 丛书将继续出版地球观测与导航技术领域的优秀研究成果,作为长期系列书出版,列入国家出版基金项目的选题,计划交稿截止时间为2015年初,2015年底出版。 作者 出版时间 书名 龚健雅等 2009-12 地理信息共享技术与标准 马建文 2010-1 遥感数据智能处理方法与程序设计(第二版) 李德仁 2010-11 面向任务的遥感信息聚焦服务 马建文 2011-2 遥感数据自动化处理方法与程序设计 周建华等 2011-5 轨道力学 黄丁发等 2011-6 GPS增强参考站网络理论 邓敏,刘启亮等 2011-10 空间聚类分析及应用 袁林旺等 2011-12 基于几何代数的多维统一GIS——理论·算法·应用 陈圣波等 2012-1 遥感影像信息库 程承旗等 2012-3 空间信息剖分组织导论 李清泉等 2012-3 交通地理信息系统技术与前沿进展 刘国祥等 2012-8 永久散射体雷达干涉理论与方法 张兵,李俊生,王桥 2012-10 内陆水体高光谱遥感 周成虎 苏奋振 2013-3 海洋地理信息系统原理与实践 顾行发等 2013-3 航天光学遥感器辐射定标原理与方法 陈富龙 林珲 2013-3 星载雷达干涉测量及时间序列分析的原理、方法与应用 余涛,王桥等 2013-3 环境一号卫星遥感数据处理 董超华,李俊,张鹏等 2013-3 卫星高光谱红外大气遥感原理和应用 余旭初 冯伍法等 2013-5 高光谱影像分析与应用 杜培军 谭琨 夏俊士 赵银娣 等 2013-6 城市环境遥感方法与实践 李德仁 王树良 李德毅 2013-11 空间数据挖掘理论与应用(第二版) 张良培 杜博 张乐飞 2014-1 高光谱遥感影像处理 编写要求 本丛书为开放型系列,先后组织召开了四次编委会会议,讨论和评审选题,选题来源采用自上而下规划选题和自下而上自投稿两种方式。在正式列入出版计划之前,所有选题提供样章和前言、目录送编委会审查。选题内容强调原创性和科学性,编写要求按照国家出版规范。 投稿联系方式 科学出版社资环分社 朱海燕 彭胜潮 苗李莉 邮箱: zhuhaiyan@mail.sciencep.com pengshengchao@mail.sciencep.com miaolili@mail.sciencep.com 电话:010-64033517 010-64019816 010-64000849 地址:北京东黄城根北街16号 邮编:100717 《地球观测与导航技术丛书》出版说明 地球空间信息科学与生物科学和纳米技术三者被认为是当今世界上最重要、发展最快的三大领域。地球观测与导航技术是获得地球空间信息的重要手段,而与之相关的理论与技术是地球空间信息科学的基础。 随着遥感、地理信息、导航定位等空间技术的快速发展和航天、通信和信息科学的有力支撑,地球观测与导航技术相关领域的研究在国家科研中的地位不断提高。我国科技发展中长期规划将高分辨率对地观测系统与新一代卫星导航定位系统列入国家重大专项;国家有关部门高度重视这一领域的发展,国家发展和改革委员会设立产业化专项支持卫星导航产业的发展;工业与信息化部和科学技术部也启动了多个项目支持技术标准化和产业示范;国家高技术研究发展计划(863计划)将早期的信息获取与处理技术(308、103)主题,首次设立为“地球观测与导航技术”领域。 目前,“十一五”计划正在积极向前推进,“地球观测与导航技术领域”作为863计划领域的第一个五年计划也将进入科研成果的收获期。在这种情况下,把地球观测与导航技术领域相关的创新成果编著成书,集中发布,以整体面貌推出,当具有重要意义。它既能展示973和863主题的丰硕成果,又能促进领域内相关成果传播和交流,并指导未来学科的发展,同时也对地球观测与导航技术领域在我国科学界中地位的提升具有重要的促进作用。 为了适应中国地球观测与导航技术领域的发展,科学出版社依托有关的知名专家支持,凭借科学出版社在学术出版界的品牌启动了《地球观测与导航技术丛书》。 丛书中每一本书的选择标准要求作者具有深厚的科学研究功底、实践经验,主持或参加863计划地球观测与导航技术领域的项目、973相关项目以及其他国家重大相关项目,或者所著图书为其在已有科研或教学成果的基础上高水平的原创性总结,或者是相关领域国外经典专著的翻译。 我们相信,通过丛书编委会和全国地球观测与导航技术领域专家、科学出版社的通力合作,将会有一大批反映我国地球观测与导航技术领域最新研究成果和实践水平的著作面世,成为我国地球空间信息科学中的一个亮点,以推动我国地球空间信息科学的健康和快速发展! 李德仁 2009年10月
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科学出版社2014年5月新书快递
sciencepress 2014-6-9 08:21
各位老师,现将科学出版社5月新书发布如下,供您参阅选用。 更多详细材料敬请下载 科学出版社5月新书快递.xls 序号 书名 定价 作者 学科 出版时间 1 固体表面分子组装 128 万立骏 材料科学 21-May-14 2 党外知识分子统战工作百问 25 中共中央统战部六局 党政、哲学、宗教 30-Apr-14 3 黔东南从江宰便铜铅锌多金属成矿作用与找矿预测 83 王劲松,周家喜等 地球科学 30-Apr-14 4 上海市海域水体环境调查与研究 238 徐韧 地球科学 30-Apr-14 5 地震散射波成像方法与技术 65 沈鸿雁 地球科学 30-Apr-14 6 黄土高原景观格局变化与土壤侵蚀 98 傅伯杰,赵文武,张秋菊,刘宇等 地球科学 25-Apr-14 7 面向对象的高分辨率遥感图像分析 69 朱俊杰,范湘涛,杜小平 地球科学 21-May-14 8 新版电工实用电路300例 32 黄海平,黄鑫 电子、电工、电力、电讯、无线电 28-Apr-14 9 时间序列InSAR技术与应用 80 廖明生,王腾 电子、电工、电力、电讯、无线电 19-May-14 10 交流电机绕组的变极理论 50 程小华 电子、电工、电力、电讯、无线电 19-May-14 11 2013年度司法鉴定能力验证文书评析 190 司法部司法鉴定科学技术研究所(上海法医学重点实验室) 法律 30-Apr-14 12 文书司法鉴定技术规范及操作规程 120 杨旭,施少培,徐彻 法律 30-Apr-14 13 复杂过程单元与整厂控制设计方法 85 刘红波,罗运辉,蔡文剑 机械、自动化 30-Apr-14 14 燃料电池混合电源检测与控制 70 陈启宏,全书海 机械、自动化 30-Apr-14 15 高级在轨系统中的多路复用与差错控制技术研究 50 田野,冯永新,马玉峰 机械、自动化 30-Apr-14 16 动态差分进化算法及其应用 68 吴亮红,王耀南 机械、自动化 16-May-14 17 面向嵌入式系统的绿色编译理论与方法研究 65 何炎祥,陈勇 机械、自动化 14-May-14 18 基于配对的密码学 68 李发根,吴威峰 计算机、通信 4-May-14 19 安全的布尔函数构造 65 阚海斌,彭杰,王启春 计算机、通信 16-May-14 20 大数据搜索与挖掘 90 张华平,高凯,黄河燕,赵燕平 计算机、通信 14-May-14 21 物联网智能控制系统工具软件ByteExpress 78 黄衍弘 计算机、通信 8-May-14 22 大数据时代的科研活动 72 CODATA中国全国委员会 计算机、通信 14-May-14 23 计量经济模型与统计软件应用(1) 52 刘耀彬 经济管理 4-May-14 24 风电产业政策分析的理论与方法 58 王子龙 经济管理 19-May-14 25 一种创新型组织——高技术虚拟企业 52 高长元,单子丹,杨彩霞,田世海 经济管理 21-May-14 26 应急物资筹集与调配 58 王海军,王婧,杜丽敬 经济管理 21-May-14 27 中国资源型城市可持续发展研究 89 张文忠,余建辉等 经济管理 19-May-14 28 系统经济学史记:1985-2012 168 昝廷全 经济管理 16-May-14 29 老年人长期护理保险制度研究 52 刘金涛 经济管理 15-May-14 30 国际小学数学竞赛试题解答 66 朱华伟,孙文先编译 科普读物 25-Apr-14 31 澳大利亚数学能力检测试题解析与评注 中学高级卷2006-2013 58 朱华伟,孙文先编译 科普读物 25-Apr-14 32 澳大利亚数学能力检测试题解析与评注 中学中级卷2006-2013 54 朱华伟,孙文先编译 科普读物 25-Apr-14 33 澳大利亚数学能力检测试题解析与评注 中学初级卷2006-2013 48 朱华伟,孙文先编译 科普读物 25-Apr-14 34 澳大利亚数学能力检测试题解析与评注 小学高级卷2006-2013 54 朱华伟,孙文先编译 科普读物 25-Apr-14 35 澳大利亚数学能力检测试题解析与评注 小学中级卷2006-2013 50 朱华伟,孙文先编译 科普读物 25-Apr-14 36 永顺老司城(上、中、下册) 980 湖南省文物考古研究所等 历史地理、考古 30-Apr-14 37 西域历史语言研究集刊(第七辑) 128 沈卫荣 历史地理、考古 30-Apr-14 38 西域文史(第八辑) 108 朱玉麒 历史地理、考古 19-May-14 39 辉县汉墓(一) 186 河南省文物局 历史地理、考古 21-May-14 40 地理教学技能与三板设计 46 徐健 历史地理、考古 19-May-14 41 金属矿山尾矿钝化技术与原理 78 党志,刘云,卢桂宁,易筱筠 能源(原子能、石油、天然气、矿业) 21-May-14 42 中国土壤地理 258 龚子同 农林 28-Apr-14 43 观赏水族疾病防治学实验指导 25 潘连德 农林 9-Oct-13 44 沙袋沙障防沙治沙技术 78 虞毅,高永,汪季,周丹丹等 农林 30-Apr-14 45 分子生物学新技术在林木育种中的应用进展 85 孟凡娟,李炜 农林 28-Apr-14 46 中国黄土高原水土保持与农业可持续发展 90 谢永生等 农林 20-May-14 47 变革中政府组织的人才测评:基于实践智力的应用 56 周帆 社会科学 19-May-14 48 国家杰出青年科学基金二十周年巡礼 188 国家自然科学基金委 社会科学 19-May-14 49 复杂疾病的遗传咨询 60 杨进 生物科学 30-Apr-14 50 中国民族地区生态保护与传统文化 98 薛达元 生物科学 22-May-14 51 中国近海甲藻包囊 120 蓝东兆,顾海峰 生物科学 16-May-14 52 细胞工程 45 王永飞 生物科学 21-May-14 53 生物化学实验(第五版) 35 陈钧辉,李俊 生物科学 22-May-14 54 算子代数及其映射的局部特征 80 朱军 数学 19-May-14 55 复分析基础 29 廖良文 数学 21-May-14 56 从数学观点看物理世界——基本粒子与统一场理论 128 马天 数学 7-May-14 57 混凝土随机损伤力学 108 李杰,吴建营,陈建兵 土木、建筑 21-May-14 58 振声学(第三卷)(英文版) 99 尼尔森A.C.,刘碧龙 物理(力学) 21-May-14 59 中国食物中毒细菌 168 房海,陈翠珍 西医 30-Apr-14 60 陈惠祯妇科肿瘤手术学(第3版) 180 蔡红兵,张帆,张蔚 西医 6-May-14 61 格莱比皮瓣百科全书:第1卷 头、颈部分(原书第三版) 200 (美)施特劳奇(Berish Strauch)等著;章一新等译 西医 30-Apr-14 62 消化疾病药膳治疗学 29 白长川,段志军 西医 2014-4-30 63 高级医学统计学 108 万崇华,罗家洪 西医 30-Apr-14 64 生理学 56 胡志安,王莎莉 西医 30-Apr-14 65 口腔材料学(第二版) 29.8 马冬梅,任彦萍 西医 30-Apr-14 66 卫生政治学 45 张晋 西医 16-May-14 67 医学生物化学与分子生物学实验教程(第2版) 35 揭克敏 西医 19-May-14 68 趣味名医 39 张相勇,张一楠 医疗保健 19-May-14 69 趣味中药 39 张相勇,张一楠 医疗保健 19-May-14 70 趣味养生 39 张相勇,张一楠 医疗保健 19-May-14 71 秩边透水道 32 金晓飞 医疗保健 23-May-14 72 水疗 38 闫川慧 医疗保健 23-May-14 73 艾灸 38 窦志芳 医疗保健 23-May-14 74 磁疗 35 王军 医疗保健 19-May-14 75 点穴 29.8 王玉璧 医疗保健 19-May-14 76 穴位注射 36 毋桂花 医疗保健 9-May-14 77 人体耳、手、足反射区保健图册 20 张永臣,贾红玲,张春晓,张学成 医疗保健 8-May-14 78 飞针 36 孟立强 医疗保健 14-May-14 79 梅花针 39 李希贤 医疗保健 14-May-14 80 3~6岁父母一定要懂的心理学 38 陶红亮 语言、教育 5-May-14 81 0~3岁父母一定要懂的心理学 38 陶红亮等 语言、教育 5-May-14 82 优秀大学生成长手册(第15版) 48 (美)戴夫·埃利斯著;毛乐等译 语言、教育 4-May-14 83 高中数学课堂教学设计与实践 48 马茂年,叶立军 语言、教育 6-May-14 84 中小学社会(思品)学科课堂教学创新 52 焦建英,童富勇,叶哲铭 语言、教育 5-May-14 85 高中语文学习的活动设计与实施 48 林荣凑 语言、教育 22-Apr-14 86 生活逻辑与主题学习: 高中思想政治教学改革的理念与实践 52 杨志敏 语言、教育 22-May-14 87 幼儿美工制作教育的理论与实践 52 金丽萍 语言、教育 22-May-14 88 全国名老中医王翘楚传承工作室经验集(2005年-2012年) 85 全国名老中医王翘楚传承工作室 中医 22-Sep-13 89 王翘楚治疗失眠症临证经验医案集要 50 王翘楚 中医 30-Apr-14 90 流域泥沙运动与模拟 138 曹文洪,张晓明 资源环境 2014-3-31 91 澜沧江流域生物多样性格局与保护图集(中英对照) 680 中国科学院生态环境研究中心等 资源环境 17-Apr-14 92 入湖河流水环境改善与修复 80 金相灿等 资源环境 21-May-14 93 应对气候变化的风险治理 138 薛澜 等 资源环境 13-May-14
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kongmoon老师的“词”评
热度 1 sciencepress 2014-6-4 08:04
6月2日 kongmoon 为我社博文《 文化数学欣赏 | 相识无穷 呼唤信仰 》作了评论,第二天上班看到评论的小编严重惊呆了,惊呆之余毫不犹豫地请求 kongmoon 加为好友。 2014-6-2 16:37 《江城梅花引》 是非对错有逻辑,对唯一,错唯一。 “我在说诳”,真假怎分析? 悖论推敲忽醒悟,纵真理,也难全、自证齐。 证齐,证齐,数论题!战袍披,斗志激。 算术体系,理是否、自证无遗? 否定回答,哥氏写传奇。 何用杞天忧电脑,依定理,任聪明、必可敌。 博主回复(2014-6-3 08:01) : kongmoon的评论再次展示:数学超有文化了,小编震呆了 孰料今天上班,又更惊呆, kongmoon 又对《 为什么他们可以成为大师:物理奇才 杨振宁 》《 大气颗粒物对人体健康的影响 》进行评论,小编已经不知如何评价了,详细如下: kongmoon 2014-6-3 19:16 《满庭芳·宇称不守恒定律》 秋夜平湖,粼粼如镜,水天月共圆缺。 阴阳左右,宇称演和谐。 放眼微尘宇宙,玉律似、万物遵约。 见衰变,有违圭臬,伟论待开掘。 惜权威智者,陈规墨守,食废因噎。 李杨携,辟蹊径创绝学。 宇称守恒否定,诺氏奖、信手轻捏。 炎黄姓,名留定理,永世记豪杰。 kongmoon 2014-6-3 18:29 《更漏子·PM2.5》 氧潺潺,肺吐纳,生命怒燃不罢。 乌烟瘴,气息兴,拜鼻咽滤清。 尘埃细,几微米,可破层层掩体? 二点五,肺泡侵,毒尘直入心! 额的神,向 kongmoon 先生致敬! 科学网果然藏龙卧虎,这就是传说中的通人?
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水能梯级开发行为的流域影响
sciencepress 2014-5-29 08:33
  水能梯级开发 是我国水能利用的最主要开发形式 。 水能梯级开发 是指在河流或河段上布置一系列阶梯式水利枢纽的开发方式 , 主要目的是为了充分利用河流落差和渠化河道 , 最大限度地开发河流的水能资源 。 水能梯级开发在极大推动经济社会发展的同时 ,也 对 原有河流生态完整性形成破坏 , 成为流域生态安全保障的最主要限制因素 。 如何协调水资源开发利用与生态保护的关系 , 做到人与自然和谐共处 , 是水能梯级开发必须考虑的重大问题 。 水资源特征 自然流域的水资源在时空尺度上具有循环性 、 相对规律性 、 状态不均一性及动态平衡性特征 , 以水为依托与纽带形成了流域丰富多彩且相对稳定的自然生态系统 。 由于水能梯级开发行为在自然生态系统的镶嵌过程 , 导致流域水资源特征也发生改变 。 图 水能梯级开发对水资源的影响 ( 1 ) 在流域空间尺度上导致自然水体连续性阻隔 , 其自然的相对规律性及动态平衡性被破坏 , 而在流域时间尺度上打破了天然河道的丰期 、 枯期分界 , 水资源状态的不均一性丧失 , 在年际 、 年内流量过程上均呈均匀化特征 ; 水能梯级开发对流域水文的影响过程 ( 2 ) 在流域尺度上由于水量分配格局的变化 , 不仅相应的水流流速 、 水深发生改变 , 而且水域面积的改变影响蒸发 、 下渗作用 , 引起水资源循环性发生变化 , 进一步影响局地气候 。 梯级开发行为通过对水资源特征的改变作用 , 进而影响流域水生 、 陆生生物的栖息环境 , 在空间尺度上将影响整个流域范围内的生态系统平衡性 , 在时间尺度上将影响流域生态系统的演替过程 。 水环境特征 水能梯级开发行为的水环境特征主要体现在对水温 、 水质 、 泥沙等方面的作用 。 主要表现如下所述 。 ( 1 ) 水温 : 由于梯级水库的形成 , 梯级电站运行后完全改变了天然河道的水温年变化过程 , 春季 、 夏季电站下泄水温低于天然水温 , 秋季 、 冬季电站下泄水温高于天然水温 , 并具有时间累积效应 , 同时受梯级水库的影响 , 河道年内升温过程不同于天然河道 , 水温年变幅缩小 , 与天然水温相比 , 电站下泄水温年变化过程更趋于均化 , 并且越往下游梯级电站均化过程越明显 , 表现出梯级电站的空间累积效应 。 水能梯级开发对水温的影响过程 ‍ ( 2 ) 水质 : 对于水质而言 , 由于下泄量被梯级电站反复利用开发及库体的形成 , 水体滞留时间增加 、 水体流速减缓 , 增加了无机物的沉淀 , 氮 、 磷等有机物的滞留时间加长 , 水中浮游生物滞留时间增加 , 因此各梯级电站建成后水体多出现富营养化特征 , 并且梯级电站的形成导致水体自净距离减小 , 进一步导致水质恶化 。 水能梯级开发对水质的影响过程 ‍ ( 3 ) 泥沙 : 对于泥沙来说 , 由于梯级坝的形成 , 上游流域内流失的泥沙冲入水库内淤积 , 大量泥沙淤积影响水库调节能力 , 水库投运后改变了天然河流的水沙条件 , 坝下游河道挟沙能力处于不饱和状态 , 致使河床在一定时期内发生沿程冲刷 , 引起边滩变化 , 对下游堤防和岸边建筑物产生不利影响 。 水温 、 水质 、 泥沙等要素均是水环境系统稳定的重要生境因子 , 也是梯级水库影响的最重大的生境因子 。 例如 , 低水温影响坝下游一定距离内鱼类的产卵 , 推迟产卵期 , 对水生生物产生不利影响 , 而水质及泥沙含量的变化也将影响水生生物的栖息环境 , 进而从时空尺度上改变水环境生态系统的平衡 。 水生态特征 流域生态系统是一个结构非常复杂的系统 , 在流域生态系统中 , 河流子系统和河岸子系统作为一个整体发挥着重要的生态功能 , 如栖息地 、 过滤与屏障 、 通道 、 源汇等 。 水能梯级开发对流域生态系统的干扰与驱动具体表现为以下两个方面 。 ( 1 ) 在空间上可使自然河道的弯曲程度 、 岸滩湿地等发生变化 , 同时也影响河道纵横断面形态 , 如纵横断面形状 、 比降 、 河宽 、 水深等相关生境要素 , 形成生境的破碎化及质量改变 。 水能梯级开发对水生态的影响过程 ‍ ( 2 ) 水能梯级开发还可对水生生态系统的能量 、 物质 ( 悬浮物 、 生源要素等 ) 输送通量产生重要影响 , 导致其生态特征发生根本性改变 , 打破原有生态系统平衡状态 。 总体而言 , 水能梯级开发对流域水生态具有重要的影响特征 , 其本质是造成流域生态系统结构和功能的变化 , 削弱河道范围内横向连通性和纵向连通性 , 流域生态体现出生境破碎化 、 斑块化特征 , 引发种群数量 、 物种数量 、 栖息地等的变化 , 进而使生态系统发生不可逆的改变 。 本文摘编自李绍才、孙海龙、龙凤著《水能梯级开发生态影响评价》一书,题目为编者所加。另有 《 我国最主要的水能开发形式:水能梯级开发 》《 水能梯级开发模式 》 文摘在科学出版社微信发布,敬请关注: 一起 阅读 科学 ! 搜索 微信ID : sciencepress-cspm 或 “ 科学出版社 ”公众号
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