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中国科学研究者主要类型划分
热度 2 vcitym 2012-5-1 10:04
中国科学研究者,按照亲社会性可分为以下主要类型: 一、学院型:指以高校、科研院所等“院内”为主要活动场地的研究者。亲社会性差,也是人们常说的书呆子气重的。又分两个亚型:一是成果型,一是非成果型。成果型主要是以发表文章为主进行的研究,或者是基础研究。其研究的东西很少受到社会大众的眼球关注,有点自说自话,自娱自乐的味道。非成果型又可以分为两个小型,一是有大目标,准备十年磨一剑,小文章不发。另一个是根本没有东西发表,研究只是兴趣,完成本职最基本的工作而已。学院型研究者离不开“院内”,常年主要在院内活动,很少被社会化成“知名”。 二、社会型。指在高校、科研院所等“院内”有岗位,但大部分时间都在社会上活动,即很多所谓的“知名专家”。他们有自己的研究基地(院内或院外),但更多地是到处发布各种“专家意见”,而这种意见有很多时候“被绑架”。见“70%的教授都是扯淡的” http://bbs.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=510812do=blogid=414952 。这是中国特色,也是被妖魔化的主要对象,也是造成教育成TOP10中居于首位的主要贡献者。(引用网络顺口溜: 这年头,教授摇唇鼓舌,四处赚钱,越来越像商人;商人现身讲坛,著书立说,越来越像教授 )。 三、综合型。指兼有上述两种类型的研究者。又可分为两种亚型,一是学院社会型,一是社会学院型。学院社会型指那些跟多时间在院内做研究,是不是到社会上宣扬自己观点的研究者。他们一般有较好的学术道德素养,被社会同化程度低一些,坚持真理时候多一些。见“]浙江工商大学人文院长离职演说”http://bbs.sciencenet.cn/blog-219498-561349.html。社会学院型更多时间倾向于社会,少部分时间在院内。这些人有自己的学术观点,但比较趋行政化,靠政府或社会来扬名,而不是自己的学术扬名。 中国需要大力扶持学院型,支持综合型,改造社会型。有了这样的类型划分,我们的科技考评体系建立就可以简单化了。
个人分类: 杂谈|5475 次阅读|3 个评论
论文类型
liwenbianji 2012-4-12 10:39
论文种类方面最重要的区别在于原始文献和二手文献。原始文献是指原创性研究首次公开发表之处,这包括大多数期刊论文、会议文集和学位论文。原始文献中的信息经浓缩和整理形成的文献称为二次文献,包括课本、书籍章节、综述、索引和文摘服务以及其他各种形式的信息汇编。原始文献的作用是与更广泛的群体交流最新研究成果。二次文献的作用则在于把原始文献中的信息编辑整理成方便和易懂的格式。有些期刊两类论文都发表,此外还刊登特写、新闻和其他栏目;有些期刊可看作专门的一次期刊(只发表一次文献,即原创性研究成果);另外一些期刊则可看作二次期刊(专门发表综述)。在选择期刊和与期刊编辑建立关系的时候,应留意这些区别。当你在研究领域内已有一定建树后考虑发表综述的时候,这些区别也值得注意。 原创研究的期刊上的论文又分成多个类型;在开始构思论文的时候应了解他们之间的区别,因为某一类论文类型要比其他类型更适合你的工作。多数学术期刊在自己的网页公布其论文类型。可能的稿件类型包括以下几种: • 全长论文 • 快讯 • 短讯 • 读者来信 • 病例报告 • 技术或实验室短文 • 方法学 每种论文的格式都略有不同,这些都载于期刊的《稿约》。撰写稿件时请阅读《稿约》并严格遵守。如果你觉得自己的研究成果已达到发表标准,就要决定目标期刊 (见“期刊选择”部分的注意事项)和论文类型。此时,你的“方法”和“结果”部分应该已经写好,因为这些部分在做试验时即可同步完成。除了标号、字体和图表数量还有待调整外,这两部分应该已可随时导入任何类别的论文。为确定哪种论文类型最合适,你需要自我评价一下自己的工作,请同事做个独立评价可能也有帮助。你是否有足够素材来写一篇全长论文?如果是,很好!如果否,短讯或读者来信可能会更合适。你的研究结果是否非常及时和让人兴奋?是否担心你的竞争者提前发表类似结果?如果是,您可能该考虑写一个快讯。不少期刊(如Biochemical and Biophysical Research Communications专门发表这样的文章,并努力缩短见刊周期。 如果你拿不准哪一种论文格式或哪个期刊最适合你的工作,你投稿前随时可以向编辑咨询一下发表的可能性。很多期刊都提供这种服务;即使某期刊不提供此服务,只要你问得有礼貌,编辑照样可能会回复你。你的咨询应该简要介绍你希望发表的工作,并解释为何它很及时并与该刊的读者相关。此外,你应该提及你的论文可能有多少图表,以及每个图表说明什么信息。投稿前咨询与正式投稿 (见“论文发表道德” 部分的注意事项)不同,它可以同时发给多个期刊。如果你收到正面的回应,你就可以开始撰写“引言”、“讨论”和“摘要”,如有必要还要着手调整“方法”和 “结果”部分。这种方法使您可以引用正确数量的参考文献(许多期刊/论文类型都对参考文献的数量做了限制),并且符合每一部分的字数限制,以避免重写已有文稿。 总之,重要的是要知道文献有不同的种类,每一种类之内又有哪些论文类型。此外,要诚实地评价你的工作并决定哪类论文是最适合的。要事先确定适当的目标期刊和论文类型;目标期刊的《稿约》涉及拟发表论文的类型,因此也要遵守其规定;这才能增加论文被接受的机会,缩短见刊周期。 Publication types Scientists and clinicians, as producers of scientific and medical research findings for dissemination to the general population, need to be aware of the different publication types that exist and how and when to use them. Many of the different publication types will already be familiar to this audience, but some might not appreciate the extent of the variety. The most important distinction among publication types is that between the primary and secondary literature. The primary literature refers to the places in which original scientific research is first published in a publicly accessible document. This includes most journal papers, conference proceedings, theses and dissertations. The information published in the primary literature is later condensed and reorganized into the secondary literature, which includes textbooks, book chapters, review articles, indexing and abstracting services and various other forms of information compilation. The role of the primary literature is to share new findings with the broader community; the role of the secondary literature is to compile and organize the information in the primary literature into an easily accessible and understandable format. Some journals publish papers of both type, in addition to features, news and other sections, while some journals can be considered exclusively primary journals (that is, publishing solely primary literature, the results of original research) and others can be considered secondary journals (specializing in review articles). It is worthwhile being aware of this when choosing journals and establishing relationships with journal editors; it is also worthwhile thinking about possible review article themes when you have established some authority in your area of research. Among journals publishing primary research there is a great variety of publication types and it is helpful to be aware of these when starting to think about writing up your work, because one type of primary publication format might be more appropriate for your work than another. Most academic journals list the publication types they publish on their web pages. Some of the possible types of manuscript include the following: • Full-length papers • Rapid communications • Short communications • Letters to the editor • Case reports • Technical or Laboratory notes • Methods Each of these publication types will have a slightly different format that will be set out in the journal’s Guide for Authors. When preparing any manuscript, read the instructions in the Guide for Authors closely and follow them precisely. Once you are satisfied that you have sufficient findings to warrant publication, you need to decide on your target journal (see tip on journal selection) and the publication type. By this stage you may already have written up your methods and results sections, because this can be done while you are still performing your research and, with perhaps the exception of section numbering, font size and the allowable number of display items, these sections will be readily introducible into any publication type. To determine the best publication type for your work, you need to self-evaluate it. It may also be helpful to ask a colleague to evaluate it and provide an independent assessment. Is there sufficient material for you to write a full article? If so, great! If not, perhaps a short communication or letter would be more appropriate. Are the results particularly exciting and timely, or are you worried about a competitor publishing similar findings before you can? If so, you might want to consider writing a rapid communication article. A number of journals, for example Biochemical and Biophysical Research Communications, specialize in this type of article and strive to achieve a very short lag between acceptance of a manuscript and publication. If you are not sure what format or journal is best for your work, you can always send a journal editor a pre-submission enquiry. Many journals offer this facility, and even for those that don’t, the editors will likely reply to a polite enquiry about possible publication. Such an enquiry should contain a brief outline of the research you wish to publish and why it is particularly timely and of relevance to the readers of that journal. You should mention how many potential display items your paper will contain and what each of them shows. Unlike manuscript submissions (see tip on ethics), pre-submission enquiries can be sent to multiple journals simultaneously. When you receive a favorable response, you can proceed with writing the introduction, discussion and abstract, and reformatting the methods and results sections as appropriate. This approach enables you to use the correct amount of references (many journals/publication types have a limit on the number of references that can be included) and comply with section word limits, preventing the need for rewriting an existing manuscript. In summary, it is important to be aware of the different types of literature that exist and the variety of publication types within each class. It is also important to honestly evaluate your work to determine what publication type is most appropriate for your study. Determining the appropriate target journal and publication type in advance, and complying with the instructions set out in the Guide for Authors of the target journal, as they relate to the relevant publication type, will increase your chances of acceptance for publication and shorten the time from initial submission to acceptance. Dr Daniel McGowan 分子神经学博士 理文编辑学术总监
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美国有没有公车?
热度 9 jiangjiping 2011-5-22 09:13
p { margin-bottom: 0.08in; } 美国有没有公车? 蒋继平 2011 年 5 月 21 日 最近在家中接待了从中国内地来的一家人, 在交流中, 那位某学院的书记问起我美国有没有公车的问题。 因为我在美国已经生活了 25 年, 不但在公立大学学习和工作过, 也在三家公司任过职, 所以, 对美国的公车问题有一些基本的了解。 下面是我的回答。 美国的公车有两种类型。 一类是“真正”的公车, 是属于单位全体员工所有, 平时停在单位的停车场, 钥匙在单位经理或者秘书手中。 要是那位员工要用公车, 要事先申请和预约, 获得批准后就可使用。 申请使用公车的唯一理由必须是工作上的需要。 我们把这一类公车称为“集体公车”。 集体公车不能开回家, 完成公事后, 一定要把车开回到原来的停车场,把钥匙交给保管员。 另一类是“私人”公车。 私人公车是配给特殊个人的。 拥有私人公车的人是开着公车上下班的。 不过, 美国私人公司的员工使用私人公车是要付费的, 费用是从那人的工资中直接扣除,所付费用几乎和自己开私家车上下班差不多, 有的可能还要多一点(多么公正!), 而且, 即使开私人公车上下班,必须自己开, 公司不配备专门司机。 不管是国家单位还是私人企业, 给个人配备私人公车只有一个标准, 那就是工作需要, 不看行政级别。 当我说我本来有私人公车, 现在因为提升了, 加上觉得用私人公车交的钱太多,现在不用公车了。 那位书记夫人听了后一脸的不相信的神态。 她心里一定在想, 哪有提升后反而没有公车的道理呢? 在我工作的公司, 一些比我级别低很多的员工都有私人公车。 原因是他们必须经常开着车下田工作, 而我的主要任务是在实验室和办公室。 在我住处的邻居中, 也有一些公务员, 其中只有一位开私人公车上下班。 她是本市联邦应急中心主任, 工作责任就是随时随地必须在第一时间赶到事发地点。 她曾经在半夜被紧急召进医院急诊室抢救老布什总统。 她也是自己开车上下班, 没有专门配备的司机。 事实上, 我除了上下班的路上开的是自己的车, 上班时间因工作需要出去都是开的公车。 我自己掌握公车的钥匙, 但是, 我从来不用这些钥匙开公车办私事。 美国的私人公车使用规则是非常严格的。 一方面有严密的行程记录, 每天要记载里程数; 另一方面, 私人公车只能用于公事, 也就是上下班的路线和工作需要, 不能用于其他任何私人的日常活动。 比如说, 一家人出门度假,不能开公车; 到飞机场接送家人和朋友, 不能开公车,不能开公车去买私人的货品。 所以, 我的同事中, 他们要是出门休假, 总是太太开私家车把丈夫接走, 把公车留在公司,把钥匙交给经理。
个人分类: 社会体制|5526 次阅读|15 个评论
国际会议类型
热度 1 vcitym 2011-4-3 10:56
中国财政部、外交部联合发出《 关于严格控制在华举办国际会议的通知 》(财行〔2011〕2号),要求严格控制在华举办国际会议的总量;不得在同一时间或短时间内举办主题相同或类似的国际会议;严格控制会议规模;不得擅自对外承诺提供任何免费服务…… 但是,这个通知没有包括所有的国际会议类型。关于国际会议类型,我这里简单给了一个概括,希望对下次修改《 关于严格控制在华举办国际会议的通知 》时有参考作用。 相关链接: 关于严格控制在华举办国际会议的通知 http://www.gov.cn/zwgk/2011-02/14/content_1803242.htm 学术会议产业化 http://bbs.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=43347do=blogid=409123 北京科技报:我国国际会议是否泛滥 http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2011/3/245610.shtm?id=245610
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中国专利制度简析——发明创造的类型
热度 2 xsquare 2011-2-28 22:38
根据中国专利法的规定,可予保护的发明创造分为 3 种类型,即发明、实用新型和外观设计。从全球的范围来看,不同国家的发明创造的类型并不尽相同,例如美国就只有发明和外观设计。 发明可以用来保护方法和产品,实用新型可以用来保护产品,外观设计可以用来保护产品的外观。 虽然发明和实用新型都可以用来保护外观,但二者所保护的对象(客体)并不尽相同,因为实用新型只可以保护对结构、形状或其结合所形成的技术方案,而发明所保护的产品并无此限制。 此外,发明和实用新型所要保护的技术方案在创造性的要求上也不尽相同,发明所保护的技术方案对创造性的要求高于实用新型对创造性的要求;关于这一区别,专利法对创造性的描述如下:发明的创造性是指与现有技术相比该发明具有 突出 的实质性特点和 显著 的进步,实用新型的创造性是指与现有技术相比该实用新型具有实质性特点和进步。 外观设计所保护的对象(客体)主要是对产品的外观提出的新设计,例如针对产品的形状、图案及其结合以及色彩与形状、图案的结合提出的新设计;根据 2008 年新修订的专利法,外观设计的保护对象(客体)不得为仅具有标识作用的平面设计,这里主要是为了与商标法保护的对象(客体)区别开来。
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96-4试论假信息的类型、特点、及鉴别
tengyi1960 2011-2-21 14:20
96-4试论假信息的类型、特点、及鉴别 1996.pdf
个人分类: 工作感悟|2 次阅读|0 个评论
执行力的两种类型:制度型 与 文化型
jsnjjlj 2010-11-8 16:11
执行力作为对目标任务履行的能力 它大致可以分为两种类型 1、制度型执行力 2、文化型执行力 制度型执行力的基础在于人的(动)物性,他的基本逻辑是 惩恶 因而制度型执行力主要用于 一些工作内容已经明朗,内在运行规律清晰的活动过程当中,如交通管理。 保证执行力贯彻的主要是一些惩罚性质的措施。 通过惩罚不符合规定的行为来保证执行力的贯彻 文化型执行力的基础在于人人性,他的基本逻辑是扬善 所以文化型执行力主要用于: 工作内容不太明朗,内在的运行规律尚不清晰的活动过程中 如科学发明。 通过褒奖与活动目的性质相同的行为来保证执行力的贯彻。 制度型执行力主要运用的是人的理性思维 通过精确设计行动路径及行动步骤来保证执行力的执行 在制度型执行力中,人的优秀素质指标为人的物化程度 物化程度越高 执行力就越好 就像一架运行精良的钟表上的部件那样。 文化型执行力主要运用的是人的感性思维、发散性思维 通过指明方向后的人性激励来保证执行力的贯彻 在文化型执行力中,人的优秀指标在于人的创造性程度,创造性程度越高,执行力越好 就像是蓄水发电的水库,不必关心她最终会发多少电, 其实看看库容和需水量就知道他将有的能量了 不过必须强调的是 两种执行力的主体 是截然不同的 在制度型执行力中表现良好的人未必在文化型执行力中表现出色,反之亦然。
个人分类: 东方营销学|3366 次阅读|0 个评论
中国失业的十五种类型
gl6866 2010-10-13 11:05
据传,美国由于这次金融危机导致了10%的人口失业。这在美国目前已经被闹得沸沸扬扬,甚至认为是中国人把美国的饭碗抢了去了。于是就有迫使人民币升值的呼声和立法倾向。可是我们是否想过,中国到底有大约多少人失业了呢?都有哪些类型的失业?从统计数字来看,报道说有2亿人(不包括在家务农者)。而他们失业形态也各有不同,大致有一下十五种: 第一,永久性失业。这类失业者丧失了劳动能力,没有机会再找到工作。这类人的失业是最为凄惨的一类,在大城市中可以见到全身被烧伤、双目失明等残疾人属于此类。再就是遭遇车祸,下半身无法行动者,患有先天性疾病者以及原发和继发性神经病者等等。 第二,暂时性失业。这类失业者是因为工作不满意或者搜寻工作当中,处于离线状态。人往高处走,水往低处流,这是人之常情。而这类人就是希望再往上走的一类人,但是离线久了,有可能导致脱离社会而使自己的心理有所障碍。 第三,制度性失业。有些失业者获得的社会保障足以维持基本生活,于是就不愿意工作,西方有些高福利国家,失业者和工作者获得收益大致差不多,很多人不愿意工作。高福利从某种意义上说是鼓励懒人的一种制度。但在中国,有些些垄断性行业在不得不裁员的情况下,把自己的员工裁撤下来,给他们比较优惠的待遇,就是另外一回事了。 第四,结构性失业。这类失业是因为产业布局的调整,使得一部分有劳动技能的人,技术过时而新的技能没有培养出来。这种类型的失业对失业者而言是比较痛苦的,尤其是劳动密集型产业,如纺织行业的挡车工之类,所学技能单一,一旦产业结构调整,他们先前的劳动技能便废了。 第五,摩擦性失业,即信息不对称供需双方难以及时匹配产生的失业。供需双方都需要花费搜寻成本,因此,一旦搜寻成本非常大的时候,失业者就不愿意去工作。这种失业类型比较广泛,一是需方要人,供方乐意,但由于双方的信息无法及时沟通,而使就业机会擦肩而过,需方也未必就能选到与自己希望得到的人。 第六,掠夺性失业。很多农民的土地被征收,但获得补偿很少,在城市里又找不工作,这类失业者往往是刚性的。这种中国特色的农转非我们并不鲜见,在大城市的城乡结合部,以及其他一些地带往往聚集着这类人群,他们或许对政府不满,或许寻衅滋事。可是他们却又是最值得同情的失业者,是改革的牺牲品。有人曾说,中国要想实现现代化,农民就必须破产,看来此言非谬也。 第七,技能平庸型失业。失业者拥有一般的技能,在需要的时候,企业多招一个也无所谓,少一个也无所谓,往往在裁员中,这类人最先被波及。失业者所掌握的技术平平,在先前的制度下可以混,可是到了真正竞争激烈时,他们就是最先被踢出企业的。例如,复印员、打字员之类的工作,随着此类技术的普及,这种平庸的技术基本不再被垄断了,失业也就必然产生了。 第八,成本型失业。就是失业者觉得自己的技能培养成本比较高,得不偿失,非理性的选择干脆不工作。举两个比较典型的例子,一个是外企的白领,在外企工作久了,自然随着要有薪金的提高,但是当提到相当高的程度后,这个饭碗可能就有点保不住了。另外一个就是厨师,我们到一家新开张的饭馆吃饭,总是觉得厨师的手艺非常好,使得饭馆赢得口碑,可是过一段时间再去,口味就差了,原因就是大厨在给新饭馆创出牌子的同时,也取得了较高的报酬,此时老板就会用相对便宜的新厨师来替代手艺高超的厨师,这样也就导致了好厨师的失业。当然,手艺活是不愁没饭吃的,此处不养爷,自由养爷处! 第九,对抗性失业。就是没有达到某一目的,不愿意工作,和雇主对抗。在西方,很多人选择罢工。还有,一些公司破产,导致了员工失业。劳资双方的纠纷在西方是很常见的,而且西方的工会势力也具有很强的谈判能力。可是也有例外,这次金融危机劳资双方谈判破裂导致福特汽车公司破产,那么这些人群肯定也就失业了。在中国工会的谈判能力很弱,可是随着民营化程度的提高,此类事件也会逐步提高的。 第十,高工资性失业。一些失业者,前期的工资很高,后来,由于某种原因工资收入下降,就宁愿选择在家。这类人还是比较幸运的,先前的工资收入好,什么都置办齐了,就是不干了也可以维持很长时间都没问题。从业人员包括外企企业高管、金融行业从业人员等。 第十一,季节性失业。有些工作是季节性的,和周期性,有淡季和忙季之分,淡季的失业就属于这种类型的失业。应该说这种类型的失业能归为完全失业的行业之中,毕竟还有淡旺两季的交替。我所观察到的就是在新疆棉花成熟时有大量内的民工到新疆摘棉花的就业人员,但棉花并非在全年都处于采摘季节,因此没有棉花可采的时候,这些人就算是失业了。再就是演员,不可能年年都有戏拍,不过他们要比摘棉花的强多了。 第十二,过剩型失业,就是所学的专业技能过剩,使得就业者很难找到工作,竞争激烈。这种现象在中国比较普遍,中国特色之一就是一窝蜂,起哄般的跟风。实际上,某种专业技能的岗位不可能需要那么多人。例如,近些年来,凡是大学毕业的人都去考公务员,这就使得公务员这个职业领域成为买方市场,从而使得许多曾经学有所长的人屡遭打击。 第十三,不公平性失业。有些失业,是由于权力的不公正对待导致的。有关系的找到更好的工作,没关系的可能就找不到工作;有时候,得罪了领导,也可能被炒鱿鱼。公平公正应该是一个社会的基本准则,可是在中国这个特殊的社会,关系学占主导地位,没关系有些时候就是无法找到工作,即便是找到了,也未必是你所中意的。所话说,男怕入错行,也可能与中国的关系学有关。得罪头头自然回没有好果子吃,总会有机会整治你的。 第十四,有资格性失业。一些人有生活来源,比如当小三、或者是富家子弟,他们不愿意工作。不说了,近些年来,这种现象太多了! 第十五,认识错误或者价值差异性失业。一些人对于工作比较挑剔,自我价值实现愿望很强烈,当工作没能实现自己的意义时候,他们也不愿意工作。眼高手低,没有自我评价的能力,不愿意从基层干起。说实在的,给你个高的职务,你还真不一定干得了。这些人可以说是自己耽误自己。因此,最好还是面对现实,脚踏实地。 以上观察到不一定完全准确,肯定还有其他类型的,希望大家继续提供哦。
个人分类: 杂谈散论|7636 次阅读|3 个评论
科学创造十日谈(下)
sqdai 2010-8-15 06:42
本部分目录 七、锐意创新 超凡脱俗 案例分析 1 :钱伟长的弹性圆薄板大挠度理论研究 八、冲破束缚 破旧立新 案例分析 2 :发现氧气的历程 九、抓住线索 穷追不舍 案例分析 3 :孤立波史话 十、专心致志 探微知著 案例分析 4 :发现 X 射线的故事 七、锐意创新 超凡脱俗 案例分析 1 :钱伟长的弹性圆薄板大挠度理论研究 前面,我们从创造心理学的角度,阐述了科学创造的定义、内涵和类型,从本讲开始想做一些案例分析,以增进大家对所讲的内容的认识。本讲以 钱伟长 先生 1940 年代所做的关于弹性圆薄板大挠度理论研究 为线索,对前几讲所述的内容加以例证,以期青年朋友们对于科学创造有更加实际的认识,并在自己的科研实践中加以应用和发挥。 选题背景 上个世纪三四十年代,随着工农业生产的发展,尤其是航空工业的迅猛进展,大批薄板薄壳结构投入应用,随之出现了大量的非线性大变形问题,使得习惯于处理线性问题的学术界面临严峻挑战,非线性力学成了研究热点。对于这类新问题,由于叠加原理失效,许多传统的数学方法不再适用,而当时的计算技术不发达,许多新方法应运而生,其中渐近方法(包括摄动法)是最重要的一种。钱伟长先生敏锐地把握了这一重大机遇,适时地把大变形问题列为自己的主攻方向之一,并选取圆薄板大挠度弯曲这一相对简单而典型的问题作为研究的切入点。他特别注意新方法的创造,喜欢别出心裁,另辟蹊径,这里所引的两篇论文就有两个了不起的创造:被后人称为 钱伟长法 的逐次近似法(参数摄动法);世上首次提出的 合成展开法 (奇异摄动法的一种)。 思路创新 文 中的思路创新是:采用卡门的非线性薄板大挠度方程,建立以薄膜解为基础的渐近型的数学模型;文 的思路创新更为突出,把流体力学大师普朗特建立的边界层的思想移植到固体力学领域,而且一改边界层理论中固有的分区求解思路,设法一次性地求全域的解。这些新概念、新思路前所未有,给非线性力学问题的近似处理吹来一股新风! 方法创新 这两篇论文的方法创新最有可圈可点之处。 经仔细研读后,我发现,文 实际上是固体力学领域第一篇采用 参数摄动法 的论文(参看 及所引文献),也就是说,在对因变量作摄动展开的同时,对其中的参数也作摄动展开。最令人匪夷所思的是: 钱 先生竟把待求的中心绕度(即弯曲度)作为摄动小参数,出奇制胜,效果极好。 文 使得 钱伟长 先生成了 合成展开法 的开山鼻祖,他把边界层的内外解放在一起,同时作摄动展开,并采用 外解对内解(边界层解)有影响,内解对外解无影响 的基本假定,求得了边界层问题的统一解。此举是对普朗特边界层理论的重大革新,人们不必分别求内外解,通过匹配,再合成求解,避免了繁杂的匹配过程。可惜的是:此文发表在《清华大学理科报告》( 1948 )上,当时我国正值解放战争,这一结果久久不为人们所知, 1956 年,美国的 Bromberg 才重复了 钱伟长 先生的工作。可见, 钱伟长 先生的思想比洋人领先了八年!直到 1970 年代,国外才将这一方法命名为 合成展开法 。 结果创新 钱先生在他的论文里,把所得的结果与其他学者的实验结果进行了比较,结果完全吻合,大大改进了前人的同类理论工作。文 的结果表述得非常精致。解放后,钱先生的理论和计算经过学生们的反复验证,发现他算得非常精确。有关计算相当繁复,要知道,那时电子计算机刚刚发明,尚未普及,钱先生的所有结果都是用手摇计算器算出来的!钱先生的这两项工作为弹性板壳的大挠度计算开了先河。解放后,钱先生率领一群学生(如叶开沅、胡海昌等)继续对这一问题进行了全方位的探索和研究。钱伟长先生因此获得了我国首届评议的国家自然科学二等奖( 1955 年)。 通过解剖这个麻雀我们可以有如下认识: 科学研究必须选择前沿性课题攻关,这样最能挖到 第一桶金 ; 科学发现来自打破常规、锐意创新; 科学研究必须十分注意方法论,关注在思路和方法上的新创造,只有这样,才会有超凡脱俗的结果。 参考资料 Chien Wei-zang (钱伟长) , Large deflection of a circular clamped plate under uniform pressure, Chinese Journal of Physics, 7 (2), 102 - 113 (1947). 也可参看《钱伟长科技论文集》,福建教育出版社( 1989 ) 169 - 178 。 Chien Wei-zang (钱伟长) , Asymptotic behavior of a thin circular clamped plate under uniform normal pressure at very large deflection, The Science Reports of National Tsing Hua University, 5 (1), 71 - 84 (1948). 也可参看《钱伟长科技论文集》,福建教育出版社( 1989 ) 193 - 208 。 戴世强, 论钱伟长的治学理念和学术风格,力学进展, (2003) , 33 (1) : 4 - 20 。 写于 2009 年 10 月 5 日晨 http://blog.lehu.shu.edu.cn/sqdai/A122936.html 八、冲破束缚 破旧立新 案例分析 2 :发现氧气的历程 这是关于科学创造的第八讲,着重讲述头脑僵化问题。讲一个关于发现氧气的故事,用以说明头脑僵化如何阻碍科学创造,而摆脱了旧观念的束缚后,又怎样导致科学创造。 上苍特别眷顾人类:在地球上,有我们赖以生存的空气和水。空气中的氧气约占二成,这是当今中学生也知道的常识,而氧元素的发现和认定,竟经历了一个世纪的风风雨雨。下面简要回顾一下这个历程 。 波义耳误入歧途,观念失当: 1673 年英国化学家波义耳进行了金属煅烧实验,发现铜铁锡铅煅烧后增重,在密闭容器中煅烧也是如此。他得到错误结论:煅烧时容器外的 火微粒 穿壁而入,与金属块结合,使之增重。他的致命失误 没有去称容器的总重量(它保持不变),金属煅烧增重来自容器内的氧气。 火微粒 演变成 燃素 ,产生 燃素说 ,统治化学界 100 年; 舍勒的墨守成规,功亏一篑: 1771 年瑞典化学家舍勒做了封闭容器里磷的燃烧实验,发现磷变成了磷酸酐,容器里空气的体积减少了 1/5 ,剩下的 4/5 气体不能再使物质燃烧。若把波义耳的金属增重与舍勒的气体减重结合,就能揭示燃烧秘密,氧气就脱颖而出了,可惜舍勒头脑僵化,坚信燃素说,犯了类似的错误,没有去称磷酸酐的重量(恰好增加容器中的 1/5 气体的重量),从而功亏一篑。 普里斯特利食古不化,失之交臂: 1774 年 8 月 1 日 ,英国化学家普里斯特利做了氧化汞加热分解实验,人类第一次人工制备了氧气,它能助燃。普里斯特利实际上发现了新元素 氧,而他对此却浑然不觉。原来他是燃素说的忠实信徒,对燃素说膜拜到顽固不化的程度,他用燃素说解释他的实验,空气中燃素含量不同,就表现岀不同的形式。氧化汞分解所释放的是 无燃素气体 ,对燃素很贪婪,所以最易燃烧。因此,头脑僵化使得普里斯特利与氧气的发现擦肩而过。正如恩格斯所说: 从歪曲的、片面的、错误的前提出发,循着错误的、弯曲的、不可靠的途径进行探索,往往当正确的东西碰到他的鼻尖上的时候,他(普里斯特利)还是没有得到正确的东西。 (《自然辩证法》,人民出版社, 106 页)。 拉瓦锡冲破桎梏,修成正果: 1774 年 10 月到 1775 年 9 月,刚过而立之年的法国化学家拉瓦锡重复了波义耳、舍勒和普里斯特利的实验,分别同时称了金属、磷酸酐和容器的重量;并使普里斯特利的实验中的汞与氧化合重新变成氧化汞。拉瓦锡一向怀疑燃素说,在掌握了足够的证据后,勇敢地创造了新学说 氧化说,断定燃烧中参与金属化合的或氧化汞分解时产生的是一种新的气体元素,并称之为元氧(即后来的 氧 ), 1780 年拉瓦锡出版《燃烧通论》,正式宣告氧的诞生和燃素说的寿终正寝。 结论: 尽管拉瓦锡的实验技巧并不比波义耳、舍勒、普里斯特利等人高明,工作也不比他们更勤奋,但是他创新意识超群,思维活跃,善于用正确的理论来指导、概括、分析实验结果,不为错误理论所惑,从不把自己桎梏于传统的藩篱中,所以才有为后人所铭记的创造;而另外三位则或者建立谬论或者迷信错误理论,头脑僵化,固步自封,结果是 为他人做嫁衣裳 。从科学方法论的角度看来,实在是很好的一课。耐人寻味的是:普里斯特利至死都抱住燃素说不放, 1801 年,即他辞世的前一年,他还出版了《论燃素说的成就并驳水是化合物》,坚持为燃素说辩护,深信水是一种元素,这时,拉瓦锡创立氧化学说已过去了四分之一个世纪。可见这位化学家头脑僵化到何种程度! 从以上的案例分析可以看到: 1. 头脑僵化是科学创造的大敌。要成为称职的科学工作者,首先要让自己的思想如天马行空,不为旧思想、旧概念所束缚; 2. 当新发现的事实已表明原有的理论或观点有错时,应用于提出新的概括、修正,乃至完全扬弃旧说; 3. 设计任何实验或计算过程时,应当兼顾事物的多个侧面,不为某些表面现象所惑; 4. 应该自觉地学习创造学,经常比照自己的科学实践,把运用科学方法论变成更为积极主动的行为。 本文参考资料: 张相轮,林德宏,科学方法卷,创造动力丛书(第二卷),安徽教育出版社, 2001 。 梁衡,数理化通俗演义,北京师范大学出版社, 1997 。 写于 2010 年 3 月 25 日晨 http://blog.lehu.shu.edu.cn/sqdai/A177031.html 九、抓住线索,穷追不舍 案例分析 3 :孤立波史话 俗话说,种瓜得瓜,种豆得豆。可是,在科研工作中,经常出现 种豆得瓜 的有趣状况,这样的例子不胜枚举,例如,研究葡萄球菌的弗莱明发现了青霉素,探索阴极射线的伦琴抓住了 X 射线,搜索恒星的赫歇尔逮着了行星天王星,如此等等。纵观所有偶然的伟大创造,就会知道,真正能种豆得瓜的,主要得力于缜密的观察和思考,善于捕捉稍纵即逝的机遇,长于抓住线索积极思考,勇于进行坚持不懈的探索和创造。有时,要真正突破桎梏,验证一项重大的创造,还需要通过好几代人的前赴后继的努力 下面讲关于发现孤立波的故事。 拉塞尔骑马追赶孤立波 说起孤立波,不能不提到拉塞尔( John Scott Russell )。(参看 ) 拉塞尔( 1808~1882 )生于苏格兰的格拉斯哥, 17 岁时毕业于格拉斯哥大学, 1832 年( 24 岁)成为爱丁堡大学数学教授,一向对造船感兴趣,精于实验观测和船舶设计。他以两大成就闻名于世:发现孤立波和设计超大客轮 Great Eastern (十九世纪中叶的 number one ),前者属于科学发现,后者则是技术创造。 进爱丁堡大学后,看到附近的连接爱丁堡与格拉斯哥的联合运河( Union Canal )上,形形色色的蒸汽机帆船往来穿梭,他开始醉心于内河运输船只的研究和设计。 1834 年 8 月为了考察船舶在运动中所受到的阻力,他在联合运河中,用两匹马牵引船舶进行全尺寸的观察和实验。在一次试验中,由于两匹马骤然停步,船只停了下来,他猛然发现,船头的水面上有一个孤立水团滚滚向前,他立即骑着马追踪观察,孤立的水波在浅水的窄河道中持续前进,保持着自己的形状和波速。这一奇妙现象的发现,就是 孤立波 研究的缘起。 拉塞尔后来多次描述他的发现,下面这段话出自 1844 年在英国科学促进协会第 14 次会议上的报告 : 我把注意力集中于船舶产生的流体运动,立刻就观察到一个非同寻常而又异常绚丽的现象,它是如此非同凡响,我这里先详细描述它的外貌形态。当时我正在观察两匹马拉着的一艘高速运动的船,突然船停了下来,而被这艘船推动的水却并不停止,在船舶周围积聚的小波浪中,一个激烈的紊乱扰动现象吸引了我的注意。在船身长度的中部附近,许多水聚集在一起,形成一个平滑滚圆、轮廓分明的巨大水团,最后还出现一个尖峰,以相当高的速度向前运动;到了船头后,它继续保持自己的形状和速度,急速地离开了船头,在静止流体的表面上,完全孤立地向前运动,成为一个很大的孤立行进波( a large solitary progressive wave ),直到河道的转弯处才开始消失掉。 拉塞尔在另一份报告中生动地描述了他对这一现象做出的反应: 我立刻离开了船舶停留的地方,准备步行跟上它,但发现它运动得很快,我即刻骑上马,在几分钟之内赶上了它,发现孤立行进波以每小时八九英里的均匀速度滚滚向前,沿静止流体表面作孤独的运动,并保持着长约 30 英尺 ( 9 米 ),高约 1 ~ 1 .5 英尺 ( 0.3 ~ 0 .45 米 )的原始形状。我骑马跟随它 1 ~ 2 英里后,发现它开始逐渐衰减,并在运河的转角处最后消失。这一现象只要船舶快速行驶时,突然让它停止,就可以重复观察到。它是如此重要和有趣,以致后来诱使我进行了许多有关水波课题的实验。 为了进一步验证这一现象的存在并了解其性质,拉塞尔在 1837 年 8 月又在一个长 20 英尺 、宽 1 英尺 的平底水槽中,进行了一系列受人工控制的实验,再现了与现场观察相同的现象,同时根据实验结果推算出:孤立波传播速度正比于最大动水深(即波峰与底部的距离)与重力加速度乘积的平方根。 1834 年至 1844 年这十年间,拉塞尔在各种场合报告和他的观察发现和实验结果,在英国学术界掀起了轩然大波!可惜,拉塞尔却成了 没事人 。原因是:他把他的兴趣热点转向营造大客轮 大东方号 了, 1948 年他到伦敦开办轮船公司, 1858 年与 I. K. Brunel 共同设计的 大东方号 下水,拉塞尔却陷入了财务危机,他做企业家的本事远不及当科学家和工程师。 于是,进一步思考和阐释孤立波的任务就历史地落到布辛涅斯克、瑞利、科特维格和徳 弗利斯身上。 孤立波实验引爆大争论 纵观科学史(包括力学史),就会发现,新思想或新概念一诞生,往往会受到怀疑和非难,引发激烈的争论,孤立波的命运亦复如此。引人注目的是: 20 世纪流体力学界的几位 夯榔头 (沪语:指大人物)都卷入了大争论。 怀疑派 的著名人士有:英国天文学家、物理学家 艾里 爵士( Sir George Biddell Airy , 1801~1892 ,第七任皇家天文学家 ),英国流体力学家 斯托克斯 爵士( Sir George Gabriel Stokes , 1819~ 1903 ,英国皇家学会书记、会长 ),他们怀疑在静止水面上能否存在永形的行波。他们的怀疑的问题主要有:为什么 孤立行进波 能在水体表面传播且波幅不衰减;得出的传播速度也与他们的研究结果不符。 赞成派 则有法国流体力学家 巴赞 ( Henri-Emile Bazin,1829 ~ 1917 ,法国科学院院士)和 布辛涅斯克 ( J. V. Boussinesq, 1842 ~ 1929 ,法国科学院院士),英国大物理学家 瑞利 勋爵( Lord John William Strutt Rayleigh , 1842 ~ 1919 ,英国皇家学会会长 ),荷兰数学家 科特维格 教授( Diederik Johnas Korteweg, 1848 ~ 1941 ,) 和他的 博士生 德 弗里斯 ( Gustav de Vires , 1866 ~ 1934 )。 这一争论延续到 19 世纪 70 年代才初步得到解决。 1862 年和 1865 年 H.E. 巴赞对孤立波进行了一系列的细致实验,证实了拉塞尔的结果是正确的、无可非议的。 1971 年,年仅 29 岁的布辛涅斯克首次试图从理论上较为彻底的解决这一争端,对他的导师圣维南的水波理论框架进行更新,从纳维-斯托克斯方程导出了著名的 Boussinesq 方程,给出了符合于拉塞尔的实验观察的理论结果; 1876 年,瑞利也建立了支持 拉塞尔 实验观察的数学理论,并正式使用了 孤立波( solitary wave )这一术语。 在他的论文末尾, Rayleigh 承认了 Boussinesq 理论提出在先。 布辛涅斯克、瑞利与艾里、斯托克斯的争论,最终于 1895 年由数学家科特维格和他的学生德 弗里斯解决。他们在小振幅与长波的假定下,从流体动力学方程导出了关于孤立波的方程(后人称之为 KdV 方程)。这一方程的行波解,在波长趋于无限的情况下,正是拉塞尔所发现的孤立波。 KdV 方程的导出,从理论上阐明了孤立波的存在,给这场争论划上了句号。 从拉塞尔的发现到 KdV 方程的提出,大约经历了 60 年时间,孤立波才为学术界普遍接受。拉塞尔当时已经知道了孤立波的一些重要性质,如:孤立波在传播过程中保持波形和速度不变;两个孤立波碰撞时互相穿透且维持原来的波形和速度;孤立波的波幅愈高,其传播速度愈快等等,这些结果均被后来的理论所证实,并为孤立子理论的发展奠定了基础。 拉塞尔当时发现孤立波的联合运河流经爱丁堡 Heriot-Watt 大学校园附近。 1982 年,为了纪念拉塞尔这一重要的科学发现,英国政府把当年发现孤立波的地方正式列为历史名胜;英国苏格兰的 Heriot-Watt 大学举办了纪念拉塞尔逝世 100 周年学术讨论会,来自世界各地十几个学科的科学家聚集一堂(包括上海计算技术研究所的黄迅顺研究员),热烈地交谈和讨论有关孤立波和孤立子的学术问题。会后,还组织了模拟拉塞尔当年的马拉机帆船产生孤立波的实验,但据说不大成功。 这场争论引发的思考 如今关于孤立波的实验和理论已为人们熟悉,述及它的书籍如汗牛充栋,且已写入研究生的流体力学教材(例如, 梅强中 教授、刘应中 和缪国平 教授的著作 )。 了解孤立波理论的人都知道,孤立波的产生有如下先决条件(要素): 浅水特性 深水中不可能产生 KdV 型孤立波; 波动性 最简单的水波的恢复力机制是重力,重力导致水面的波动; 非线性 必须计及水波传播的非线性效应;适用于浅水的圣维南方程是线性的,所以不能产生孤立波解; 色散性 必须考虑水波的色散性。 简言之,拉塞尔发现的孤立波只能产生于浅水中,当波动性、非线性和色散性达到某种平衡时,才会有孤立波的产生。拉塞尔的幸运在于:在这样的苛刻条件下,千载难逢才在自然界昙花一现的现象居然给他撞见了,而且他经过十年( 1834 ~ 1844 )孜孜不倦的努力,居然在可控的条件下,在实验室里再现了孤立波现象!拉塞尔的不幸在于:他没有 将革命进行到底 ,以他的聪明才智和数学根底,完全有可能建立完整的孤立波理论,可惜的是,他心有旁骛了, 溜号 了。 为什么像艾里、斯托克斯这样的大家不能建立孤立波理论?反而沦落为反对派或怀疑派(据说怀疑派中还有赫赫有名的开尔文勋爵,未做详细考证)。对此无人做过详细分析。这里试做简单的思考和阐述。我认为,主要因素是传统观念的束缚和 瞎子摸象 式的思维局限性。 我们习惯于 一石激起千层浪 和 水波缥缈无常性 ,总是以为,由于色散性的存在,水波总是弥散的,就像长跑比赛中那样,运动员速度各不相同,要他们保持方阵,能行吗?这是这些大师难以接受孤立波事实的症结;艾里博学多才,他倒是抓住了上述四要素中的前三个,但恰恰忘掉了第四个!艾里提出一个著名的浅水波理论,他利用科学方法中的移植法,采用气体动力学类比,用巧妙的近似,把水比作绝热气体,于是他抓住了非线性这根 鞭子 ,水在它的 抽打 之下,能产生 水跃 ,就像气体动力学中的激波一样。也许他太欣赏自己的理论了,那种 瞎子摸象 式的思维方式令他把孤立波概念拒之门外。 相比之下,水波理论专家斯托克斯的怀疑程度要低一点。他在 1857 年就提出了斯托克斯水波理论,非常严谨,至今沿用。也许他忽视的是孤立波产生的第一个要素 浅水特性。因为他研究的主要是深水和中常深度的水,深水波的特性与浅水波迥然不同。斯托克斯用他得到的斯托克斯波的传播速度去比照拉塞尔的测量结果,当然是驴唇不对马嘴了,因此,他也无法接受拉塞尔发现的孤立波。 我认为,上面提到的所有人物中,最值得钦佩的是 Boussinesq 院士 。他具有非凡的能力捕捉问题的物理实质,经过缜密的思考,建立完善的数学模型。 1871 年,他导出了沿用至今的 Boussineasq 方程,完整地抓住了产生孤立波的四要素。应该说,这组方程脱胎于他的导师演绎的圣维南方程(目前在水利界和水力学界仍普遍采用),但是他加上了非线性项;与艾里理论不同的是,他考虑了高阶近似,引入了色散项,而且色散项的系数可视情况进行调整。据文献 所述,他实际上已导出了 Korteweg-de Vries 方程(这还有待于考证),但至少可以肯定,从各种形式的 Boussinesq 方程,可以直接导出拉塞尔的孤立波解。 1991 年,复旦大学的已故 CFD 专家忻孝 康 教授在国内的水动力学研讨会上就报告过这样的工作。 从 Boussinesq 的成功我们可以了解到,基于观察事实的周密思考是何等重要!而更重要的是,千万不能受传统观念的束缚,不然,何来创造和创新? 应该指出的是:真正给这场旷日持久的争论画上圆满句号的是美国科学院院士、中国科学院外籍院士 林家翘 教授。前面已提到,一般说来,只有在非线性效应与色散效应达到某种平衡时,才会有孤立波出现。那么我们要问,何时可达到这种平衡?林家翘和他的学生 Clark1959 年发表一篇论文 ,明确地引进了表征非线性的波陡参数(特征振幅与特征水深之比)和表征色散效应的参数(特征水深与特征波长之比),只有在两者很小(小而有限)且前者与后者平方之比(即 Ursell 参数,见 )的数量级为 1 时,非线性效应与色散效应可达到平衡,从而产生孤立波。因此,我认为,到此文诞生的 1959 年,这场持续了 125 年的争论才告尘埃落定。 当然,关于孤立波的故事尚未结束,孤立波理论在上个世纪演绎为孤立子理论,自然科学的各个门类都卷了进来,读者可参看 的后半部分。待我有空再予细说。 致谢 感谢邝华和郭战胜二位向我提供有关资料。 参考文献 1. 王振东,孤立波与孤立子,见《古今力学思想与方法》(戴世强、张文、冯秀芳主编),上海大学出版社, 2005 : 26 - 32 2. 郭柏灵、苏凤秋,孤立子,辽宁教育出版社, 1997 3. http://en.wikipedia.org/wiki/John_Scott_Russell 4. 梅强中,水波动力学,科学出版社, 1984 5. 刘应中、缪国平,高等流体力学,上海交通大学出版社, 2000 6. Pierre-Antonie Bois, Joseph Boussineq (1842-1929): a pioneer of mathematical modelling, Comptes Rendus Mecanique, 335 (2007) 479-495 7. Lin C.C. A. Clark, Jr., On the theory of shallow water waves, Tsing Hua Journal of Chinese Studies, Special, 1 (1959) 54-62 写成于 2009 年 4 月 27 日 http://blog.lehu.shu.edu.cn/sqdai/A71985.html 十、专心致志 探微知著 案例分析 4 :发现 X 射线的故事 最后,我们想用一个著名的例子说明:要进行科学创造,必须心无旁骛地全身心地投入,而且要善于观察,善于捕捉掩藏在非常事件背后的奥秘。正如美国著名医学家格雷格( A.Gregg )所说: 研究人员必须运用其绝大部分的知识和相当部分的才华,方能选出值得观察的对象。这是一个举足轻重的选择,往往决定几个月工作的成败,并往往能把一个卓绝的发明家同一个只是老实肯干的人区别开来。 他还说: 人们猜想,对大自然最细微逸出常规举动十分注意,并从中得益,这种罕见的才能是否就是最优秀研究头脑的奥秘,是否有些人能出色地利用表面上微不足道的偶然事件而取得显著成果的奥秘。在这种注意的背后,则是始终不懈的敏感性。 我们下面以德国物理学家伦琴发现 X 射线的故事为例,说明上述观点。 伦琴( W.R.Rntgen , 1845~1923 )是德国物理学教授,他治学刻苦严谨,善于单打独斗,而且喜欢没日没夜地在家中的实验室里做研究工作,有仆人照料他,有太太关怀他,他完全有 两耳不闻窗外事,一心钻在实验室 的条件。 1895 年,他钟情于气体放电和阴极射线研究。那年 11 月 8 日下午,他在实验室里进行气体放电观察。先把克鲁克斯放电管用黑纸包严,拉上窗帘,使房间里一团漆黑,然后接通感应线圈,令放电管在高压下放电,接着截断电流。这时,他眼前似乎闪过一丝绿色荧光;眨眼间,荧光消失。他大吃一惊,看看放电管,黑纸包得严严实实,怎么会有荧光?莫非是错觉,自己老眼昏花了?(当年他年届五十)。于是,再行放电,神秘的荧光再度出现!不是错觉!反复几次后,在放电时他始终看到飘忽不定的淡绿色的荧光,发光方位大致相同。于是他擦亮一根火柴,发现离他的工作台 一米 开外处有一个涂有亚铂氰化钡的小屏,荧光来自这个小屏! 于是,他凝神细想,倘若放电管漏出阴极射线,它也只能走几厘米,怎么也到不了那个小屏。难道是另一种未知的射线使小屏发出了荧光?他抑制住内心的激动,再行细致观察。他把小屏对准放电管,并将其前后挪动,荧光点一直存在,他得出结论:这种新射线穿透力很强,随距离的衰减性很弱。接着他抓来一张扑克牌,放在放电管与小屏之间,想挡住射线,小屏依然闪着荧光;然后他用一本书来阻挡,荧光弱了一点,却仍不隐退;他又换了一张铝箔,荧光照样闪耀!他再换一张铅箔,荧光总算挡住了。伦琴兴奋极了,就这样不断更换手头能抓到的遮挡物,从中发现,除了铅箔以外,寻常物品挡不住这股射线。这时工友来叫他吃饭,他依然呆坐在那里,痴痴地望着那个荧光屏。他已经基本上肯定,他的确发现了一种新射线。该称它什么呢?它真像一个未知数,就叫它 X 射线吧! 接下来的几个星期,伦琴玩起了失踪,校园里不见了他的踪迹。他每天躲在家里的实验室中继续做新射线的实验,每次用餐 都是他 夫人贝尔塔派仆人去反复催,他才在餐厅露面。偶遇熟人相询,他对自己的发现讳莫如深。经过一个多月的反复实验和观察,他牢牢地抓住了 X 射线,对其秉性也逐渐熟悉起来。他夫人贝尔塔发现他越来越 走火入魔 ,吃饭时竟把面包往鼻子里送,很想探个究竟。于是溜进了伦琴的 禁区 实验室,只见伦琴正拿起一个硬币放在空中,那个小屏上居然出现日全食那种情景。碰巧伦琴心情不错,没有责怪贝尔塔私闯实验室,还把她拉到跟前帮他做实验,让她捧着荧光屏前后移动。 这时,贝尔塔突然浑身发抖,大声尖叫道: 妖魔,妖魔,你这里出了妖魔! 伦琴赶紧安抚她,问她见了什么?她说: 手,我见到了我的手!骨头还在,戒指还在,肉没有了。 伦琴拉起她的手说: 亲爱的,你的手不是好好的么! 接着说: 我确实逮住一个 妖魔 ,这妖魔能够穿透血肉! 伦琴干脆把贝尔塔的手放在荧屏附近,用放电管照射了 15 分钟,拍下了人类第一张 X 光照片。 到了 1895 年的最后几天,伦琴完成了 X 射线的发现工作,赶写了一篇论文《一种新射线,初步报告》,送交维尔茨堡物理学医学学会,将副本寄给了几位好友,包括维也纳的物理学家艾克斯奈尔,后者立即认定这是一个伟大的发现。于是, 1896 年 1 月 5 日 ,奥地利的《新闻报》以 耸人听闻的发现 为题,在头版发布了消息;翌日,伦敦《每日纪事》等报纸报道了这一重大发现; 1 月 23 日 ,伦琴在自己的研究所举行了关于新射线的报告会。 会上发布的消息和所做的演示引起了巨大的轰动。大家欢声雷动。伦琴则谦逊地说: 关于放电研究,赫兹、雷纳特、克鲁克斯等科学家做了很多有益的工作。 1879 年克 鲁克斯 先生在做真空放电实验时就发现放电管附近的照相底片发黑, 1880 年,美国的两位同行也遇到这种情况, 1892 年我国(德国)的物理学家也注意到了放电管附近的荧光,但是大家的注意力集中在阴极射线上,觉得这些怪异来自偶然的失误。 我自己不过是重复了前人的工作,我的成功只不过是因为比他们细致罢了。我抓住 X 这个未知数去努力求解。 当然,我们现在对它还知之甚少。不过已经确知,它能穿透大部分物体,可用来制作特殊的照片。至少可以帮外科医生的大忙。 以后的情况大家就很清楚了。伦琴以他的伟大发现与 1901 年获得了第一届诺贝尔物理学奖;而百余年来,有谁没有享受过 X 光(伦琴射线)的恩泽呢? 听完这个故事,我们可以发现, X 射线由伦琴发现,并非完全事出偶然。 本文参考资料: 贝弗利奇, W.I.B., 科学研究的艺术,陈捷译,科学出版社, 1979 。 周立伟,科学研究的途径,北京理工大学出版社, 2007 。 梁衡,数理化通俗演义,北京师范大学出版社, 1999 。 写于 2009 年 5 月 6 日 http://blog.lehu.shu.edu.cn/sqdai/A102628.html
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科学创造十日谈(上)
热度 5 sqdai 2010-8-15 06:38
【按】一年来,我就科学创造问题陆续写了一些笔记,试图从创造心理学的观点出发,结合一些案例,初步探索科学创造的界定、过程、类型、时段、意境和精神,希望与周围的年青朋友一起,理性地审视我们所从事的科研工作。许多认识还非常肤浅,有待于今后深化。这里把我在乐乎博客上的文章整理成 科学创造十日谈 ,竭诚欢迎博友们(特别是研究创造心理学和认知心理学的博友们)批评指正。 目录 一、生生不息 刻意求新 创造概论 二、循序渐进 追求辉煌 创造的过程 三、不拘一格 全力创新 创新的类型 四、心无旁骛 争分夺秒 创造的时段 五、碧落黄泉 穷其究竟 创造的意境 六、摆脱窠臼 信马由缰 创造的精神 七、锐意创新 超凡脱俗 案例分析 1 :钱伟长的弹性圆薄板大挠度理论研究 八、冲破束缚 破旧立新 案例分析 2 :发现氧气的历程 九、抓住线索 穷追不舍 案例分析 3 :孤立波史话 十、专心致志 探微知著 案例分析 4 :发现 X 射线的故事 一、 生生不息 刻意求新 创造概论 如所周知,科学研究是一种探索未知的创造性活动,它的生命在于创造。但是,什么是创造?什么是科学创造?什么是创造的标准?创造有哪些类型?创造的心智过程又是怎样的?对于这些问题,也许你能回答个大概,却又很难说得完整、确切。我认为,作为高校教师,面临着教学和科研这两大任务。我们应该对于自己的职业特点有清晰的认识,这样有助于我们做好手头的事情。近年来,我按理科出身人士喜欢刨根问底的 一根筋 思维方式,带着上述问题,读了一些书,想了一些事,这里说说我学习中的若干初步体会。 什么是创造? 《辞海》告诉我们,创造,就是 做出前所未有的事情 。这个中文词似乎最早出现于《后汉书》。韦氏英文大辞典对 create 的释义为 to bring into being ;牛津高阶英文词典的释义则为 cause (sth) to exist 或 make (sth new or original) 。 在我看来,还是我们的老祖宗最高明。古代哲学名著《易经》里,给 创造 下的定义是 生生 二字,有 赋予存在 之意,与韦氏英文大辞典的释义完全一致(第一个 生 字是动词, to bring into ;第二个 生 字是名词, being )。《易经》里说: 生生之谓易 , 易 就有 变动、创造 的涵义。 然而,要从哲学社会科学上给创造下一个完整的定义并非易事。我较为认同专著 里的定义: 创造是个体或群体生生不息的转变过程,以及知情意三者前所未有的表现;其表现的结果使自己、团体或该创造领域进入另一更高层的转变时代。 该书作者强调创造必须有高度的新颖性和恰当的建设性:结果必须是前所未有的,雕虫小技不能算是创造;它又必须是恰当有益的,江湖大盗也会弄出点新招儿,就绝不能算是创造!而且,现代的创造又是带有群体性和继承性的。 科学创造通常指的是在科技领域里的创造,经常是最激动人心的、最有影响力的创造。 什么是创造的标准? 创造 ,是心理学家喜欢研究的话题,有关著述如汗牛充栋。他们研究 创造 时,关注的对象各有不同,有的关注创造的产品,有的着重研究创造过程,有的则关心创造的主体 人。我觉得从创造的产品,比较容易理解创造的标准或层次。 对于创造产品的层次,有各种说法,美国心理学家 Irving Taylor1975 年给出的分类较为科学,在 中又有发挥,我觉得可以接受。创造的产品可分为如下五个层次: 即兴式的创造( expressive creativity ) 这种创造随兴而发,因境而生,参与创造者无为而为,随心所欲,自由兴怀。如文人的笔谈会,科技界的自由研讨会( seminar ),个人的率性而为,这种创造活动尽管层次较低, 产品 较为粗糙,实际上是其它各类创造的萌芽和基础。在本所的小组 seminar 和各种科学沙龙里,我们经常享受这类创造的乐趣。 新型式的创造( new-pattern creativity ) 这类对物品的形状、结构、功能、式样、装置等加以改变或增减,相当于专利法中涉及的新型或新式样,结果是更简便、更有效、更经济、更美观、更实用的产品。例如,收音 - 录音并用的收录机;当然,可包括合成型的抽象的科学产品,例如,我在以前的博文中提及的元胞 - 跟车混合型交通流模型。 革新的创造( innovation creativity ) 根据原理、原则或基本方法,改进现有的物品、结构、动作或方式,结果往往是专利。这类创造一般经由调研分析 - 否定原型 - 推行革新的辩证过程。例如,瓦特研制的改进型的蒸气机(科学史中已有结论,瓦特并非蒸气机的发明者,而是改进者)。 发明的创造( inventive creativity ) 一般来说,发明指的是产生前所未有而又有应用价值的产品。例如,爱迪生发明电灯泡、唱机,贝尔发明电话等等。通常需要研究自然规律和第一原理,进行高度的技术创造。当然,发明可推而广之到文艺领域,但通常不叫文艺发明,而叫文艺创作。 深奥的创造( emergentive creativity ) 这一层次的创造最为复杂,它在合理的假设下,发展崭新的原理、原则或有系统的新学说。必须在原有知识基础上,重新组织材料,乃至提出全新的概念。例如,爱因斯坦建立相对论。 什么是创造过程? 这一问题是我们科研工作者最应该关心的,也是对实际科研工作最有指导意义的部分。已有许多著作涉及相关问题(见 ),这里先作一简述。 创造过程有两种涵义。一种是指个体从开始创造到产品实现的心智历程;另一种着重随心所欲,因境生情,无为而为的创造活动。前者比较科学,通常在科技界就指前一种。它又可以分为着重个体与环境的交互关系和着重解决问题的过程。对我们实际从事科研的人员来说,后者更有意义。心理学家的实际调研发现,科学与文艺的创造过程是相似的,均为解决问题的过程。 许多大学问家研究了科学创造的实际过程,划分了三个或四个步骤。对此,且听下回分解。 参考资料 郭有遹,创造心理学(第三版),教育科学出版社, 2002 。 Starko, AJ, Creativity in Classroom: School of Curious Delight (2 nd Ed.), Lawrence Erlboum Associates, Inc., 2001. 中译本:创造能力教与学,刘晓陵,曾守锤译,华东师范大学出版社, 2003 。 刘仲林,科学臻美方法,科学出版社, 2002 。 周立伟,科学研究的途径,北京理工大学出版社, 2007 。 写于 2009 年 8 月 3 日 http://blog.lehu.shu.edu.cn/sqdai/A101264.html 二、 循序渐进 追求辉煌 创造的过程 对于科研工作者来说,充分了解科学创造的心智历程极为重要。基于此,可以尽可能自觉地遵循创造过程,不走或少走弯路,事倍功半地实现自己追求的目标,并尽情享受创造的欢乐,把科研这个 苦差使 变成其乐无穷的 美差 。 昨天的博文中已指出,创造心理学中的创造过程,指的是个体从开始创造到获得(抽象的或具体的)产品的心智过程。人类的创造活动是极其复杂的心理过程,许多科学家对此进行过探索。 1896 年德国生理学家亥姆霍兹( H.L.F. Helmholtz ,注意:不是我们熟悉的物理学家 H. von Helmholtz ) 提出了创造性工作的三个阶段:( 1 )初步尝试;( 2 )停顿和徘徊;( 3 )突然发现和意外解决。后来,法国著名数学家彭加勒( H. Poincar )又加上了第四阶段:( 4 )再次有意识的努力时期。另一位法国著名数学家阿达玛( J. Hadamard )验证了这个四阶段模式,并加以命名。 1926 年,英国心理学权威沃勒斯( G. Wallas )在此基础上总结出至今仍在沿用的 创造四阶段说 。 Wallas 认为,不管哪个学科门类,不管创造性成就的大小,任何创造发明大体经过四个时期: 1 )准备( preparation ); 2 )孕育( incubation ); 3 )豁朗( illumination ); 4 )验证( verification )(详见 )。下面分述之。 准备期 这一阶段主要从事发现问题、分析问题、归纳问题工作,包含:广泛调研,搜集资料,整理事实,补充积累知识,扩充技术储备,创设必需工具和条件等等。 人们在创造活动中,铁定要做的事情是:尽可能充分地了解、熟悉前人对同类问题的想法和经验,深入分析:前人已把问题解决到何种程度,哪些问题已然清晰,哪些问题尚未解决,哪些结论存有疑点,哪些装置不能尽如人意 。凡此种种必须了如指掌,洞若观火。只有这样,方可避免做重复性的工作,才能使自己的工作站在新的起跑线上,同时还能从前人的成功和失败中获得启示。 万丈高楼平地起,创造者必须打下扎实宽广的基础。准备工作的范围要尽可能地大一些,特别是,处于学科纵横交叉的今天,我们不仅要对自己的主修学科有透彻的了解,而且要准备好其它相关学科的足够知识,汲取跨学科的经验、方法和技巧;准备工作的时间应该足够长。创造者本人及其领导,决不能急功近利、拔苗助长,必须对问题的界定、症结、难点做详尽剖析,准备对问题作全方位、多角度、多思路、多途径的探索。对可能遭遇的困难、挫折,做好足够的思想准备。其中,至关重要的是反复推敲和思考。正如美国哲学家杜威所说: 要真正做到多思,我们必须甘心忍受并延续那种疑惑的状态,这是对彻底探究的动力, 。 孕育期 孕育期,又称酝酿期,我则喜欢称之为孵化期。在创造过程中,一蹴而就地成功的先例少之又少,大多会在初步尝试后无功而返。这时,最好的办法是把手头的问题暂时搁置起来。按 Wallas 的心理学理论,创造者的潜意识仍在围绕这一问题工作,就像母鸡在孵蛋一样,表面上母鸡静卧,所孵的蛋却正在孕育着新生命。 在孕育期,可以换一个题目做做(所以做科研的切忌 单兵深入 ,不妨同时有几个不同类型的题目或分支题目);有时干脆让头脑彻底休息,或出门度假,或光顾娱乐场所。我的经验是找一本好看的、有利于修身养性的 闲书 来阅读。分子生物学创始人之一沃森在回忆 DNA 双螺旋结构发现的书《双螺旋》中,就描绘了该项重大发现降生前的彻底休闲过程。 孕育期的存在说明,创造是一种波澜起伏的有节奏的过程,创造的火苗有时就像在潜伏中的火山,它在酝酿喷发。心理学家告诫创造者:一味苦读、目不转睛、马不停蹄的疲劳战对创造有弊无利。创造需要冥思苦想,同时需要把握节奏。这就说明了一些大科学家为何都热衷于某项业余爱好,如爱因斯坦专长小提琴,普朗克擅长钢琴,苏步青长于写诗,钱伟长喜爱围棋等等,他们往往在琴棋书画中度过孕育期。 孕育期可长可短,有时非常漫长,例如,门捷列夫之发现元素周期表,爱因斯坦之发现广义相对论,等等。创造者的 灵光 似乎在冬眠,等待着复苏。一旦内外条件成熟, 灵光 随之闪现! 豁朗期 豁朗期,又称明朗期,我更喜欢称之为 顿悟期 。一个百思不得其解的问题被创造者搁置一段时间之后,某个时刻,创造性的新观念可能突然喷薄而出,随之,进入 豁然开朗 的境地。心理学家将其称为灵感、直觉或顿悟。 彭加勒在他的名著《科学与方法》 中对此有生动的长篇描述。当他在研究非欧几何的一种变换时,久久不得其解,他不想工作了,到乡间去旅行。 我的脚刚踏上车蹬,突然想到一种设想 我用来定义福克斯函数的变换方法同非欧几何的变换可以完全一样! 他还描述了在山岩上散步时的灵光一现。这就是顿悟 突然明白。 关于顿悟,我将另有博文专门描述。 验证期 在豁朗期中产生的灵感是否即为问题的答案,是否就是科学的创造,有待于细细验证。新的观念要经过逻辑的推敲和完善化,新的结论、新的产品要经过实践的检验。在验证阶段,对新设想、新观念不做任何修改的情况是罕见的,经验证而被否决,则是司空见惯的。正如英国大科学家达尔文所说: 我想不起哪一个最初形成的假说不是在一段时间过后就被放弃,或被大加修改的。 验证期的长短也各不相同,有时费时超过前三个阶段的总和。 Wallas 的创造四阶段并非机械地划分的,它们经常是交叉的循环往复的。在他之后,不少心理学家提出了另外一些阶段模式,对我们的指导意义不大,这里略过不提。 本文主要参考资料: 郭有遹,创造心理学(第三版),教育科学出版社, 2002 。 Starko, AJ, Creativity in Classroom: School of Curious Delight (2 nd Ed.), Lawrence Erlboum Associates, Inc., 2001. 中译本:创造能力教与学,刘晓陵,曾守锤译,华东师范大学出版社, 2003 。 刘仲林,科学臻美方法,科学出版社, 2002 。 周立伟,科学研究的途径,北京理工大学出版社, 2007 。 Poincar , H., The Foundations of Science, The Science Press, New York and Garrison, N.Y., 1913. 中译本:科学与方法,李醒民译,商务印书馆, 2008 。 写于 2009 年 8 月 4 日 http://blog.lehu.shu.edu.cn/sqdai/A101401.html 三、不拘一格 全力创新 创新的类型 关于科学创造,在前面两讲中( 2009-08-03 ,04 ),我们已论及什么是创造、什么是创造的标准和创造的心智过程。这里想谈谈创造的各种类型。 我们说过,创造的核心在于求新,在于标新立异。创造当然有难度,但是并非可望而不可及。我年青的时候以为,科学创造是大科学家的事情,我们凡夫俗子没有资格谈什么创造,跟着做就是了。年齿渐长之后,才逐渐认识到,这是受了儒家思想的影响,其实科学创造有大有小,只要勇于探索,就可以在一定的基础上实现一定的创造。 我在谈及科学基金申请时经常强调,申请书的核心部分是: 立项依据、创新之处和工作基础 ,把握好这三部分,辅以可行的技术路线,大致可以胜券在握。可是,在实践中,我见到的申请书中,写得最差的部分常是 创新之处 ,而基金委和评审人又恰恰最重视此点:没有突出的创新,干吗资助你?写得差的原因是对创新的内涵和分类认识不清,往往简单地重复前面写过的研究内容要点,不曾提升到理性的高度来讲述(或者申请者本人就无清晰认识),让人感到不知所云,不得要领,从而导致申请失败。 那么,科学创造或创新有哪几种类型?经过较长时间的摸索、思考,我认为,科学创新大致可以归纳为三类:思路创新(概念创新)、方法创新(技术创新)和结果创新(产品创新)。下面予以分别叙述。 思路创新 思路创新,也可称为概念创新,是最重要的创新类型。通常我们说的 源头创新 主要源于此。在理论层面上,在全新的框架上,提出一种崭新的概念、理论或理论体系,例如,爱因斯坦打破了传统的时空观,提出相对论,这就是伟大的思路创新,源头创新;再如,伽利略的自由落体定律,牛顿运动定律,开普勒的行星运动三大定律,等等,均属于此类。在技术层面上,所有重大的创造发明,大多源于概念创新。例如,由于齐奥尔科夫斯基 19 世纪提出的星际航行的概念,引导了后来的航天技术的发展;说得实际一点,有人说,抽水马桶是 20 世纪人类最伟大的实用创造发明,也来源于概念创新。 思路创新虽来自前人工作奠定的基础,但从根本上说来,创造者必须提出前所未有的、与众不同的思想或概念,并且经过严格论证或验证,建立有广泛适用性的理论体系或提出全新的先进技术。因此是最艰难、最有价值的创新。 思路创新有大有小,上面提到的都是重大的、影响深远的。也可以是小一点的。例如,我曾经介绍过的拉塞尔发现的孤立波(见 2009-04-27 的博文),就建立了水面上存在永形波的新概念;普朗特建立的边界层的概念; 吴文俊 教授提出的数学机械化的概念; 冯康 先生参与建立的关于有限元的概念等等,这些都是重要的思路创新。再说得小一点,例如,我所 蔡树棠 教授提出的湍流理论 三涡九方程 的概念; 张田忠 教授提出的碳纳米管的多米诺产能概念;等等,尽管影响范围小一点,却也是闻所未闻的思路创新。 方法创新 方法创新或技术创新是更为常见的创新形式,通常在提出问题,建立模型之后,为了寻求解决问题的途径,创造、建立针对该问题的方法或技巧、技术。通常有如下几种方式: 建立全新的方法。 例如,牛顿经过数学建模,得到了牛顿第二定律: F =m a ,必须求解这个方程,但牛顿时代没有现成的数学工具,于是,他就发明了微积分(与莱布尼兹同时发明),解出了方程,微积分方法随之建立和发展起来了;说得近一点,钱伟长先生在研究弹性圆薄板的大挠度问题时,先后创建了系统逼近法(后人称为钱伟长法)和合成展开法,也是了不起的创新。考察科学史,很多具体方法是在解决实际问题时创造出来的。例如,微积分学中描述面积分与周线积分相互转换的 Stokes 定理,就是 Stokes 在解决流体力学问题时导出的。这样的例子不胜枚举。 移植已有方法 。这种方法创新十分常见,例如,流体力学中,分析涡线诱生的流动时移植了电磁学中的毕奥-萨伐定律;林家翘在演绎星系密度波理论时借用 WKB 方法创造的 共振圈 方法;说得近一点,上海交大的廖世俊教授,采用代数中的同伦概念,创造了解决流体力学和其它非线性科学中的强非线性问题的同伦分析方法。 综合集成创新 。时下,这种方法的应用比比皆是,特别是那些不太 伟大 的科技工作者常通过这一途径来创建解决手头问题的方法。例如,近年来,计算流体动力学( CFD )方法多如牛毛,针对复杂问题,许多学者经常采用多种 CFD 方法的合成来寻找解法,综合集成得好,也是一种创新。 就创新程度而言,以上三种方法创新,其 创新度 递降。 结果创新 结果创新是上述思路创新和方法创新的必然结果。这里要说的是,有时,一项工作在思路和方法(技术)方面的创新性不那么强,然而,只要你解决的是崭新的问题(或长期悬而未决的老问题),即使在概念上没有突出的创新,且因袭了已有方法,但所得的结果是前所未有的,也是一种很好的创新。 比方说,陈景润部分地解决的哥徳巴赫猜想问题,问题是多年未解决的难题,方法是数论中常见的筛法,但经过长时间努力,得到了漂亮的成果,得到了学术承认; 1965 年,普林斯顿大学的应用数学家克鲁斯卡尔( Kruskal )和扎布斯基 (Zabusky) 在数值求解了 KdV 方程,方程是 1895 年就推导出来的,求解用的是常见的龙格 - 库塔法,却发现了 KdV 孤立波 碰撞 时的 弹性 性质(即形状的保持性),并 铸造 了 soliton (孤立子)这个术语。谁能否认他们的结果是伟大的创造? 我们日常评审科研成果时不难发现,这类创新方式最多。 以上的归纳不一定科学、全面。从中我们可以明白几点: 科学创造并非高不可攀,人人皆可为之。搞不了大创造,务实地追求小一点的,总是可行的;而科研中不创新却是万万不行的; 搞清各种创新方式,在日常科研中知道自己在做或要做哪类创新,想要申请项目时,在 创新之处 那一栏时就可以填得好一点了; 在科研工作中坚持务实创新,别去 炒冷饭 ,别去 凑热闹 ,注意不断另辟蹊径,做前人所未做之事,这样才会有出息。 最后,抄录一 段钱伟长 先生的言论: 评定一个科学工作,不外乎有几种情况:一种情况是,他有新的观点,用了新的办法,或者是理论上的,或者是实验上的,解决了一个新问题,从来没有人解决过,这是最好的工作。当然这个新观点要有普遍性,因为越有普遍性,这个工作就越好。 第二种,如果是新的观点,用旧的办法,解决了旧问题,可是观点是新的,这也不错。如果用了老观点,用了新办法,解决了新问题或旧问题,这是次好的, 还有一种,用的是旧观点、旧方法,就是用得好,用得恰当,解决了新问题,这也不错。最不好的是,用老观点、老办法,解决了老问题。 (《教学与科研》, 1980 年 10 月) 钱 先生这一段话说的是科学工作的评定,实际上阐明了他对科学创新的见解,是这篇小文的极好的立论依据。 写于 2009 年 9 月 28 日晨 http://blog.lehu.shu.edu.cn/sqdai/A121037.html 四、心无旁骛 争分夺秒 创造的时段 本讲专门分析科学创造的黄金时段,顺便涉及科学工作者如何充分利用时间、主管领导如何保证下属的科研时间的问题。 谁都知道, 少壮不努力,老大徒伤悲 。要成为出色的科学工作者,在中青年时期就必须心无旁骛,争分夺秒,为自己的科研生涯打下扎实的基础。 自古英雄出少年 曹冲六岁称象,甘罗十二拜相,伽罗瓦十九岁创建群论,斯美尔二十七岁发现 Smale 马蹄 ,班廷三十一岁发现胰岛素。这些故事大家耳熟能详(当然还可举出更多的例子)。我不知在哪里读到:对纯数学的研究者来说,如果到了而立之年还没成为数学家,那你就一辈子也甭想当了(当然,成为应用数学家的时间可稍稍往后推一些)。 科学创造的黄金时段在中青年时期,这是科学方法论专家和创造心理学学者早就得到的结论。 美籍华人创造心理学 家郭有遹 先生在他的《创造心理学》(教育科学出版社, 2002 )中,专门辟出第九章来讲 创造人才的出现 ( 215 ~ 236 页),在第二节 创造者登峰造极的年龄 中指出: 早在 1874 年,比尔德( Beard , 1874 )便研究一千多位天才完成最重要贡献的年龄(此后便成为峰值年龄)。他发现, 70 %举世著名的创作都在 45 岁以前完成, 80 %在 50 岁以前完成。他们的最佳年龄区是在 30 岁至 45 岁之间。在这期间, 35 ~ 40 岁要比 40 ~ 45 岁为佳 。他认为,创造是受热衷( enthusiasm )与经验( experience )两因素所交互影响。前者提供创造的动力与目标;后者提供创造的能力和材料。在一生之中这两因素的起伏各有不同。热衷达到高峰的时间很早,经验则较晚。青年人心高手低,老年人经验有余而野心不足,都不能成大事。此两者必须达到平衡,方可使人臻于创造的高峰。这两因素在一般人达到匹配的时期多在 40 岁左右 ,此亦即 创造之峰值年龄 也。 接着,他旁征博引,论及各界的创造者的峰值年龄,对于科学、发明和技术创造,基本结果是: 30 ~ 39 岁之间。 无独有偶,科学方法论专家贝弗利奇也有相似的精辟论述,他在《科学研究的艺术》(科学出版社, 1979 )一书的关于 科学家 的第十一章( 143 ~ 164 页)中说: 人的一生中哪个时期最有创造性,关于这个问题莱曼( H.C.Lehman )搜集了一些有趣的资料。他在《医学史入门丛书》、《医学史导引》之类著作中查阅资料,发现: 1750 年到 1850 年出生的人,出成果最多是在三十到三十九岁这十年中间。把这一段的成果当作 100 % ,则二十至二十九岁这十年间的成果是 30 ~ 40 % ;四十到四十九岁期间的成果为 75 % ;五十到五十九岁期间的成果为 30 % 。人们的发明能力也许在早年,甚至早在二十多岁就开始衰退,但是,经验、知识和智慧的增长弥补了这一缺陷。 一个人在四十岁以前未做出重大贡献并不一定意味着他一辈子也做不出,这样的先例是有的,虽然不多。随着年龄的增长,大多数人对别人提出的新设想以及自己工作或思想中出现的新观念的接受能力逐渐减弱。 接着,贝弗利奇引述了大量实例论证了他的观点。 两位学者的观点如出一辙!结论是: 科学创造的黄金年龄段为 30 岁~ 39 岁的年龄段。 十年,瞬息即逝!因此,有志于科学创造的青年朋友们,趁早投入,心无旁骛,千万别左顾右盼、三心二意! 寸金难买寸光阴 古人说, 一寸光阴一寸金,寸金难买寸光阴 。要从事科学创造,要取得重大成果,必须分秒必争,不要浪费生命里的每一分钟! 我在前三讲中已经指出,科学创造是一种艰苦的重脑力劳动,需要人们全身心的投入。人生苦短。我在回忆往事之时,经常为过去虚掷掉的光阴而惋惜、遗憾。新一代的科研工作者处于我国前所未有的好时代,国力渐强,对发展科学的需求渐增,科研经费不再捉襟见肘,更重要的是:政治形势稳定,再没有战乱,没有动乱,也没有政治运动,只要自己有定力,不流于浮躁,科研时间有充分保证,就可以在科学的前沿领域施展拳脚。 对于现在的科学工作者,最要紧的是安贫乐道,心无旁骛,不为外界的种种诱惑所动。其中,心无旁骛极其重要。 贝弗利奇指出: 许多人之所以在中年前后丧失创造力,就是由于担任了行政职务没有时间从事研究。 (《科学研究的艺术》, 162 ~ 163 页)。他还说: 研究工作要有成效,科学家必须把他的主要时间用于研究 。 他还引用美国著名生理学家坎农( W.B.Cannon )的话: 这个时间因素必不可少。一个研究人员可以居陋巷,吃粗饭,穿破衣,可以得不到社会的承认。但只要他有时间,就可以坚持致力于科学研究。一旦剥夺了他的自由时间,他就完全毁了,再不能为知识作贡献。 贝弗利奇还指出, 在做了一整天别的工作以后,挤出一两个小时的业余时间来做科学研究是没有多大用处的,特别是如果这一天的工作是需要动脑筋的工作,因为除了实验室活动以外,科学研究还需要安宁的心境以便思考问题。 (《科学研究的艺术》, 159 页)。 有鉴于此,我对高校里的 双肩挑 政策持有异议,认为这实际上几乎是不可实现的。关于此点,已在 2009-02-05 的博文《 熊掌 和 鱼翅 不可兼得 四谈不可见的继承性》中详述,这里不再多说。 但是,令我不解的是:有些中青年学术骨干明知 熊掌 和 鱼翅 不可兼得,却恋栈于 官位 ,不肯专心从事科研,事实已证明,他们在科研方面正一步步走向失败,有时令我扼腕叹息。 如果有足够的时间从事科研,而且懂得科学方法论,不断改进科研方法,就必定能成功。我身边这样的人越来越多了,令人欣慰! 至于怎样充分利用时间,我以前谈到过一点,日后有机会专门谈谈自己的体会。 千方百计造环境 作为科技主管,应该千方百计为科研工作者营造优越的科学创造环境。对此,我在以前的博文中从各个角度谈到过。这里只想呼吁:别去折腾科学工作者了,保证他们有足够的时间和安宁的心境潜心科研。 现在把下面的科研人员折腾得最苦的是:填不完的报表,应对不尽的评估、检查!现在上级主管部门似乎在千方百计折腾下级。随着计算机技术的发展,折腾的技巧也日益 先进化 。记得有一年,我同时申报了科技部和教育部的项目,需要填各种不同的报表,偏偏两个部门选用了不同的电脑输入系统。有一个部的表格设计得尤其愚蠢,二十几个申请人的信息要一个个、一项项输入,把我的助手 董力耘 博士(本组头号电脑专家)折腾得够呛!前几天,我们几个人闲谈,回想十几年前申请项目时,填表很简单,现在怎么越来越复杂了呢! 应付评估、检查成了科研人员的心病,评估检查中烦琐哲学,形而上学,无所不用其极。我有时想,一大堆人坐在管理机关,设计各种评估报表,层层加码。你们何不下来走一走呢?当年,科学院党组书记张劲夫同志能带着一位秘书,下基层微服私访一周(就住在我们研究生的集体宿舍里),为何现在的干部就做不到了呢?多下来悄悄地走走,就什么情况也了解了,要这么多表格干吗?你想坐办公室也罢,化点功夫建立各种数据库,把各类人等的资料好好在电脑上归档,干吗反反复复来要类似的数据呢? 问题是:管理者高高在上,不体贴下情,不珍惜科研工作者的时间,只会瞎折腾基层。这种作风真该改一改了。 我认为,别来瞎折腾,让科学工作者集中精力攻关,是对他们的一种最大的爱惜。这比关起门来侈谈国人何时获得诺奖要有用得多了。 以上从创造学的角度谈了如何更好地做好科学创造。基本点是:科学创造,贵在青春年少时的孜孜以求。上上下下应珍惜时间,趁着各自的青春年华,把各自的潜能最大限度地发挥出来! 写于 2009 年 11 月 4 日晨 http://blog.lehu.shu.edu.cn/sqdai/A132578.html 五、碧落黄泉 穷其究竟 创造的意境 这是关于科学创造的第五讲,专门说说科学创造的意境。 2009 年 10 月 9 日 ,我推荐了周立伟院士写的《科学研究的途径》,其首篇文章 《治学三境界与科学创造四阶段》 就对科学创造的意境行了探索。他一开始就引用了国学大师王国维在其名著《人间词话》中提出的做学问 三种境界论 ,此论实在精到,我也忍不住转引如下: 三种境界 王国维 古今之成大事业、大学问者,必须经过三种之境界: 昨夜西风凋碧树。独上高楼,望尽天涯路。 此第一境也。 衣带渐宽终不悔,为伊人消得人憔悴。 此第二境也。 众里寻他千百度,蓦然回首,那人却在灯火阑珊处。 此第三境也。此等语皆非大词人不能道。然遽以此意解释诸词,恐为晏、欧诸公所不许也。 这一论述中引用了三首宋词中的词句,分别出自晏殊的《蝶恋花》、柳永的《蝶恋花(凤栖梧)》和辛弃疾的《青玉案 元夕》,确切地描述了做学问的渐进的三种境界。 周立伟院士将这些词句用于描写科学创造的各个阶段,并补充了一句唐诗: 行到水穷处,坐看云起时 (出自王维的《终南别业》),用于描述沃勒斯( G. Wallas , 1926 )提出的科学创造四阶段,亦即科学研究中的准备期、探索期、豁朗期和验证期: 昨夜西风凋碧树。独上高楼,望尽天涯路。 与韫珠藏,秋水欲穿,不知伊人何处寻? 科学创造的准备期; 衣带渐宽终不悔,为伊人消得人憔悴。 抱朴唯恒,欣戚两忘,触物皆有会心处。 科学创造的探索期; 众里寻他千百度,蓦然回首,那人却在灯火阑珊处。 心有灵犀,意所偶会,皇天不负有心人。 科学创造的豁朗期; 行到水穷处,坐看云起时。 格物致知,究极穷理,悟乾坤真机真境。 科学创造的验证期。 ( 参看文 末段 ) 。 无独有偶,在刘仲林所著的《科学臻美方法》 中也引述了王国维的这一段描述,并与科学创造四阶段相联系,也发现缺少第四阶段,认为这是文理创造的差别。(见文 , 157 ~ 158 )。 这里我不揣冒昧,也来做一些发挥。我嫌宋词过于婉约,与科研复杂意境有差距,就改用唐诗吧,分别从白居易的《长恨歌》、孟郊的《夜感自遣》、陆游的《游山西村》和杜甫的《望岳》中撷取如下词句, re-address 同样的话题: 上穷碧落下黄泉, 升天入地求之遍。 遍历古今中外、大千世界,追求知识真谛;调研天地真经、八方成果,寻求制胜途径。 科学创造的准备期; 夜学晓未休,苦吟神鬼愁。如何不自闲,心与身为雠。 废寝忘餐,夙兴夜寐,冥思苦想,日夜沉吟,寻找事物真谛。 科学创造的探索期; 山重水复疑无路,柳暗花明又一村。 峰回路转,不屈不挠,披荆斩棘,独辟蹊径,终于豁然开朗,发现光明。 科学创造的豁朗期; 荡胸生层云,决眦入归鸟。会当凌绝顶,一览众山小。 穷追不舍,用云彩荡涤心中疑团;寻根问底,弄清鸟儿归途。一旦登上高山之颠,方知创造的伟大和乐趣。 科学创造的验证期。 我们可以通过许多科学伟人的经历对上述科学创造四阶段和科研意境做具体诠释。有机会再谈。 参考资料: 周立伟,科学研究的途径,北京理工大学出版社, 2007 刘仲林,科学臻美方法,科学出版社, 2002 写成于 2010 年 2 月 19 日晨 http://blog.lehu.shu.edu.cn/sqdai/A167148.html 六、摆脱窠臼 信马由缰 创造的精神 初出茅庐的科研工作者最感困惑的是:如何摆脱一切束缚,进行有效的科学创造?这是一个很难应对的问题,需要自己的在不断的实践中渐渐感悟。这里想说一说怎样摆脱旧思想的窠臼,培养创造精神。 根据我的科研经历和日常思考,我觉得对于已有一定知识基础的年青科学工作者来说,在科学创造方面有如下六大障碍(参看 ): 妄自菲薄: 不少年青人认为科学创造是大师的事情,自己能力有限,不可能在科学创造方面大有作为。我们的水平当然不可能与大科学家相提并论,他们有非同凡响的独创能力,可以做出石破天惊的科学发现,然而,我们只要矢志科学创造,也不会一无所获。 居里 夫人说: 我们应该有恒心,尤其要有自信力。 钱学森说过: 不要失去信心,只要坚持不懈,就终会有成果的。 科学创造并非可望而不可及的,只要有勇气和信心,相信每个人都有创造力,自己也不例外,就是迈开了坚实的第一步。 墨守成规: 墨守成规是科学创造的大敌。稍稍上了年纪的人,回顾往事,常会发现,进入科研领域的同班同学中,最有创造性成就的人,往往不是考试考得最好的。有的人很会读书,很会考试,但常是前辈的 跟屁虫 ,不敢怀疑书上的话,结果科研成绩平平;倒是在学校里功课并非门门优秀,平时不那么受现成的观点束缚,喜欢信马由缰地思考的人,反而有更出色的科学创造。 头脑僵化: 应该认识到,科学认识是无穷无尽的,我们所接受的知识一般是相对真理,许多科学问题的答案有非唯一性。例如,宇宙是怎样形成的?至今仍众说纷纭,没有定论,有林林总总的假说,倘若头脑僵化,认识何以加深?另外,有的人脑子里有非黑即白的思维定势,对科学创造极其有害。实际上,正确的结论往往是 灰色 的。 担心出错: 初涉科学研究的人常怕犯错误。其实,做科研的,谁不犯错误?正如数学家阿达玛所说, 优秀的数学家经常犯错误,但能很快发现并纠正。 物理学家法拉第写道: 世人何尝知道,在那些通过科研工作者头脑的思想和理论中,有多少被他自己严格的批判、非难的考察,而默默地隐蔽地扼杀了。就是最有成就的科学家,他们得以实现的建议、希望、愿望及初步结论,也只不到十分之一。 (转引自 )也就是说,不犯错误,不用心改错,就成不了优秀的科学工作者。 强调专业: 我们在实践中遇到的科技问题经常是综合性的,不可能局限于某个专业。所以,我们应该像 钱伟长 先生那样,实际需要就是我的专业。必须在完成科研课题工作中不断汲取新的知识。例如,在建地铁过程中需要研究盾构掘进机理,主业是岩土力学问题,但还必须懂得机械学、控制论和信息科学。我们研究所培养的研究生周文波正是综合运用了这些知识,创建了盾构掘进专家系统,为上海市建设建功立业,成了上海市十大杰出青年。可以说,固守自己的狭窄的专业领域,一般不会在科学创造方面有大出息。 缺少章法: 许多年青朋友在科研中很用功,但经常就事论事,不注意科学方法论,往往事倍功半,正因为如此,我近年来不断宣传科学方法论的重要性。这是个大话题,日后细说。 一个青年学子,如果立志从事科学创造,就必须摆脱上述窠臼,信马由缰地驰骋。 本文参考资料: 张相轮,林德宏,科学方法卷,创造动力丛书(第二卷),安徽教育出版社, 2001 。 贝弗利奇,科学研究的艺术,中译本,科学出版社, 1979 。 潘裕丰,创造思考的教学策略, ppt 稿。 写于 2010 年 8 月 15 日晨
个人分类: 科研方略|8468 次阅读|6 个评论
问题的来源与其类型+逻辑法则
yanghualei 2010-8-12 07:17
科学的问题来源于矛盾 1. 不同学科的边缘交界处 2. 同一学科内部不能自洽处 3. 一理论内部矛盾处 4.各个学派严格争论处 5. 在知识整合以及寻找关系处 6.自然和社会的现象中 科学问题的类型 1.What 、 who 、 why 、 how 2.which 、 where 、when 让矛盾来的更猛烈点吧,学者! 这是作者在学习过程中总结的逻辑法则 希望对同行或者需要的人有点帮助 逻辑与实验观察是科学的两翼 1. 古典逻辑法 比较、 分类 、 类比,归纳 、演绎 分析、综合、证明、反驳、证伪 2. 现代逻辑法 科学抽象、科学概念、科学假说、 科学理论 逆向思维、公理化、理想化,数学化,模型化 3. 直觉逻辑法 想象、直觉、灵感 4. 系统逻辑法 功能模拟法、黑箱法、系统论、控制论 自组织理论(突变论、协同论、耗散结构论) 5.逻辑规律 同一律 矛盾律 排中律 6.形式逻辑 谓词逻辑 三段论 模态逻辑 真值表 7.记忆逻辑法 联系主体的上下游,比较主体的左右侧 深入主体结构,对主体进行分分类,分分步 实在不行提上日程,多次重复总之 在理解基的情况下搞清关系
个人分类: 交叉科学|4213 次阅读|1 个评论
问题解决的基本类型
hongkunhui 2010-8-4 15:15
1、根据面临问题的主体分类 ( 1 )人类所面临的问题解决,包括个人和社会群体面临的问题解决。 ( 2 )人之外的生物(如动物)面临的问题解决。问题解决不仅仅指人类,许多生物经常面对它们需要处理的各种问题,有的问题解决通过生物的本能来处理。有的需要生物后天学会的经验来解决,有的则需要一系列复杂的心理活动才能解决,如动物的行为试错和心理顿悟。 ( 3 )机器(如计算机人工智能系统)面临的问题解决。计算机人工智能的问题解决主要是人赋予机器的能力,是人类智能的延伸,是机器代替人类智能进行信息处理和控制下的问题解决,目前高科技领域中的研究之一就是机器的问题解决。 ( 4 )人机结合系统面临的问题解决。在人机结合的系统中,机器和人各自发挥自己的优势来完成信息处理和控制实现问题解决。 2、根据问题解决的途径分类 ( 1 )用信息处理来解决的问题。此种问题解决需要改变对象的信息内容和信息对象之间的关系,主要是指信息层次的加工过程,如人的思维活动,在人的思维活动中所谓问题解决就是人的大脑处理信息来解决问题的过程。计算机系统实现的问题解决也是一个信息处理过程,不过是计算机实现的信息处理的过程。 ( 2 )用改变物质实体和物质实体之间的关系来实现的问题解决。实体性问题解决主要是指问题解决者通过使物质实体或物质实体之间的关系发生变化,如主体发明特定工具,制造或创造出特定的实物对象,通过自身的力量和利用大自然的力量改变物质实体来解决问题。 ( 3 )用改变物质实体和信息对象俩者来实现的问题解决。有的问题解决只改变实体或只改变信息一个方面是不能解决问题的,它需要既进行信息处理,在信息层次解决问题,同时也要在物质实体层次使对象发生变化在实体层次解决问题。有的问题解决需要分二步走,第一步先信息处理,第二步在信息处理的基础上回到实践中。人的发明创造过程就是属于这种情况,先在思维活动中构造信息层次的对象,后将对象在实践中制造出来。 ( 4 )通过人的遗传的本能如刺激反应,输出一定的信息或行为来解决问题。这是一种自动完成的相对低级的问题解决途径。 ( 5 )通过人的一般心理活动的信息加工实现的问题解决。此类问题解决有后天的经验及学习的信息参与,但不一定涉及符号的信息处理。除了人之外的高级动物往往也是用此途径来解决问题的。 ( 6 )通过人的与符号信息有关的思维活动实现的问题解决。思维活动是人区别于其他动物的本质特征,在人思维活动中通过操作符号来处理信息,利用人自身和社会已经有的信息资源及相应的问题解决模式来解决问题,如通过思维的逻辑推理解决的问题,许多人类面临的问题可以通过此途径来解决。 ( 7 )通过创造性思维活动实现的问题解决。创造性思维是有信息创生的思维活动,当思维主体自身和社会都没有现成的解决问题的信息资源及问题解决模式的情况下,需要通过信息创生的创造性思维来解决,与问题解决者的无意识、有意识、直觉、灵感、顿悟、逻辑、非逻辑、连续、非连续的信息处理活动完成的创造性思维是问题解决的最高级的途径。 3、根据问题解决的难度分类 问题解决的难度一般可以用问题解决过程中耗费的资源量(如信息量)来表述。这里的所谓难和不难、复杂与简单的问题是相对于特定的智能主体而,主体不同,主体拥有的解决问题的资源不同,问题的难度也就不同。根据问题解决难度可以分为,简单性问题,复杂性可解问题和复杂性不可解问题。 ( 1 )简单性问题解决。指问题解决的难度小即问题解决过程需要耗费的资源比较少的情况,如本来就比较简单的问题,不需要太多的信息资源就可以解决的问题。简单性问题解决有时也指经历的操作步骤比较少的情况,如问题解决只需要一步操作就可以完成的所谓一阶问题解决。简单性问题有时也指信息资源是重复利用的情况,不需要问题解决者产生信息内容和信息对象之间关系的创生,如问题解决模式是现成的,问题和问题的解是现成的,这是利用问题解决者自身和社会已经有的信息资源实现的问题解决,问题解决的实际过程只需要问题解决者将信息资源搜索出来连通起来,完成一定的操作即可。 ( 2 )复杂性问题解决。指问题解决的难度大,问题解决过程需要耗费的资源比较多,经历的步骤和操作比较多的情况,如问题和问题的解的合适表述不是现成的,问题解决的模式不是现成的,问题解决过程中没有现成的信息资源可以利用,问题和解和问题解决模式都需要通过信息对象内容的创生而产生或是信息对象之间关系的创生来产生。又如,问题解决涉及对象的维度多,层次多,步骤多是所谓多阶问题解决,多阶问题不可能通过一次操作完成,在解决了一部分问题之后还需要在此基础上一步一步的逼近,最终才能解决问题。凡是需要信息创生,需要创造性活动,需要多阶操作才能解决的问题一般都是复杂性问题解决。 ( 3 )不可以解决的问题。指问题解决者不拥有解决问题的资源情况下面临的问题。问题解决的难度及问题是否可以解决或不可以解决是相对而言的,主要是针对问题解决者在特定时刻或时间期间拥有的资源来确定。如让小学生来完成微积分的解题,对他就是不可以解决的问题,因为他不具备相应的数学知识,没有解题的资源,但对掌握高等数学的大学生或工程师就是一件简单的事,因为他们拥有问题解决的资源。 4 、根据问题解决的前提、过程和结果的确定性和不确定的分类 ( 1 )问题解决涉及的前提、过程和结果都是确定的问题解决,简单性问题一般是确定的问题解决。 ( 2 )问题解决涉及的前提、过程和结果是不确定的问题解决,复杂性问题属于非确定的问题解决,有的可以实现问题解决,但不一定是最优的,有的不可能实现问题解决。 5 、根据问题解决是否涉及创造性活动分类 ( 1 )常规性问题解决。指在问题解决过程中不需要信息创生,问题和问题的解的信息内容是现成的,问题解决者自身已经拥有的相应的资源,问题解决过程只是对信息进行搜索和提取,是信息资源重复利用的问题。此类问题解决是比较容易完成的任务。还有另一种情况,即问题解决者自身虽然没有解决问题的资源,但可以通过外部信息的输入来获取资源,问题解决者外部已经具备了问题解决所需要的信息资源,只要主体通过适当的学习输入就可以完成任务,通过外部资源的输入实现的问题解决比第一种问题解决情况要复杂一点,难一点,但归根结底也是常规性问题解决。常规性问题解决也称为再现性问题解决,即信息内容的重复利用。 ( 2 )创造性问题解决。指主体内部和外部都没有现成的信息资源,问题解决过程中需要主体产生相应的信息创生,即解决问题的信息资源是由主体自身创造出来的,主体利用新的信息对象或信息对象之间的新关系来实现问题解决。主体内部的信息创生包括多种情况:如有对象要素层次的信息创生,还有信息要素之间关系即结构关系的创生,信息对象整体的语义内容的创生。信息创生过程可以利用原来主体拥有的信息资源作为素材,用旧的信息素材之间的排列、组合产生新的信息整体,通过改变信息整体的语义内容来实现信息创生,新创生的信息内容具有新的功能,能完成原有信息所不能完成的问题解决任务。 6 、根据问题解决与人类心理活动的关系分类 ( 1 )非思维的问题解决。通过一般的心理活动来解决的问题,这里的非思维指不需要符号信息参与的问题解决,如人对某个图像的模式识别,这是一个完成识别的任务,解决的是对象的识别问题,这样的问题可以不需要人的与符号有关的思维活动来参与。高级动物的问题解决多数是非思维的一般心理活动的问题解决。 ( 2 )思维活动的问题解决。思维活动的问题解决需要人的与符号有关的信息处理才能解决的问题,如人的思维推理活动,在推理过程中心理活动的对象被符号信息所代替,对象之间的关系被符号信息对象之间的关系替代。在心理活动中操作符号来代替具体对象的操作。 ( 3 )思维与非思维活动混合的问题解决。有的问题解决需要符号信息的参与,需要思维的推理,有时候还需要形象信息的活动参与,二者结合起来才能顺利完成问题解决。 ( 4 )创造性思维的问题解决。创造性思维的特点是思维过程中使用符号,与符号信息处理有关,还需要有信息创生才能完成的问题解决。需要指出,思维与非思维的区别在于是否有符号信息的参与,有符号信息参与的心理活动就是思维活动,并不是所有的思维活动都是问题解决活动,如思维的一般的联想活动,不一定有什么目标或目的,不一定与什么特定的问题解决相联系,不一定克服什么障碍。而问题解决的特点是有特定的目标,需要从特定的初始状态出发,经历一系列中间状态,克服特定障碍,经历一系列操作最终达到目标状态的过程,其中需要形成一个首尾相连相通的信息链。 根据不同的标准还可以把问题解决分成更多的类型不再一一例举。
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《内经》论人的体质类型(3)
张三火 2010-5-8 19:45
3 太少阴阳五态 《灵枢通天》篇,分别论述了五种不同体质类型之人的体貌特征和性情特点、行为表现等,将人的体质划分为太阴、少阴、太阳、少阳、阴阳和平五种类型。 3.1 太阴之人 其状黮黮然黑色,念然下意,临临然长大,腘然未偻,此太阴之人也。属于太阴型的人,外貌特征上的表现是面色阴沉黑暗,而内心比较阴险,深藏不露。身材原本很高大,却常常假作卑躬屈膝的姿态,像是患有佝偻病一样。这就是太阴之人通常可见的形态表现。 3.2 少阴之人 其状清然窃然,固以阴贼,立而躁崄,行而似伏,此少阴之人也。属于少阴型之人的通常表现是:外表好像很清高的样子,但是实际行为常常鬼鬼祟祟、偷偷摸摸,深藏阴险害人的窃贼之心。站立时,经常躁动不安而外露凶险;行走时,身体前倾,好像匍匐前行一样。 3.3 太阳之人 其状轩轩储储,反身折腘,此太阳之人也。属于太阳型之人的形态表现是:外貌表现出高贵自尊,骄傲自满的样子,但是,仰腰挺胸时,身体却向后反张,两膝也随着屈膝而站立不直。 3.4 少阳之人:其状立则好仰,行则好摇,其两臂两肘则常出于背,此少阳之人也。少阳型的人,外貌特征是:在站立时,习惯于仰着头;行走时,习惯于摇摆身体,常常把两手臂反剪于背后。这就是少阳之人的形态表现。 3.5 阴阳和平之人:其状委委然,随随然,顒顒然,愉愉然, 目旋 目旋 然,豆豆然,众人皆曰君子,此阴阳和平之人也。阴阳和平型之人的形态表现是:外貌特征从容稳重,为人性情随和,善于适应环境的变化。行事态度严正而又温和,待人和颜悦色,目光慈祥和善,举止有度,处理事物条理分明,人们都称颂这样的人具有君子风范。 上述这种划分方法,对后世医学的影响很大。朝鲜的汉医在此基础上,编著了《四象新编》,提出著名的四象医学观点。 说明由于人的体质与性格不同,人的体貌特征、行为表现,以及引发的疾病等,均会有所差异。因此,在临床上,无论是治病,还是养生,都要根据人的不同体质确立不同的措施和方法,特别要注意到不同体质类型人之间的个体差异。 现代关于阴阳二十五人方面的研究,有很多。在《阴阳二十五人的经络调理》一书中,作者依据本篇的内容,把人分作阴阳五态及二十五种类型,根据其不同类型,调理不同的经脉,以达到美颜祛病强身的目的。在《阴阳二十五人的饮食调理》一书中,作者根据古今饮食调理大不相同的特点,引证大量的经典中医理论,对《内经》中的饮食调理进行了系统研究,为全面理解和应用《内经》治未病的预防保健思想,提供了有力的依据。 注:从《内经》中我们还可以了解到孔子为什么会反复强调做人要做君子,不做小人的道理。君子心胸坦荡、行为端正、道德高尚,更符合阴阳平和之人的标准,这样的人才能实现身心愉悦,健康长寿。由此圣人得出仁者多寿的结论。
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《内经》论人的体质类型(2)
张三火 2010-5-8 12:41
2 木火土金水五形 在《灵枢阴阳二十五人》中,论述了木、火、土、金、水五形人的体貌特征、体质状况、性格特点等,指出在五形人当中,根据各自的不同特点及阴阳属性,又各自分为五种类型,将人共计分为二十五种类型,这就是著名的阴阳二十五人。 2.1 木形之人 木形的人,就好比五音中木音的上角,呈现东方区域人的特点。他们的肤色偏苍色,头部较小,面颊较长,肩背宽大,身材笔直,手足较小,有才智,容易劳心伤神,体力较差,常常会内忧、外劳于事物。这样的人比较适应春夏的气候变化,不太适应秋冬的气候变化,容易感受病邪而发病,属于足厥阴肝经,性格特征常表现出雍容自得的样子。属于木音中大角的人,指代左足少阳经的上方,性格特征常表现出从容自得的样子。属于木音中左角的人,指代右足少阳经的下方,性格特征是随和顺从。属于木音中钛角的人,指代右足少阳经的上方,性格特征是积极进取。属于木音中判角的人,指代左足少阳经的下方,性格特征是客观正直。 2.2 火形之人 火形的人,就好比五音中火音的上徵,呈现南方区域人的特点。他们的肤色偏赤色,脊背宽广,面颊清瘦,头部较小,肩背大腿腹部发育较好,手足较小,走路步履稳重,快步行走时身体摇摆,肩背部肌肉丰满,有气魄、轻视财物,做事缺乏信心、多忧虑,对事物善于观察分析,喜爱漂亮,性情急躁,不能享有高寿而多易暴死。这样的人比较适应春夏的气候变化,不太适应秋冬的气候变化,在秋冬寒冷时节,容易感受病邪而发病,属于手少阴心经,性格特征是正直坦率。属于火音中质徵的人,指代左手太阳经的上方,性格特征是见识比较肤浅。属于火音中少徵的人,指代右手太阳经的下方,性格特征是多疑。属于火音中右徵的人,指代右手太阳经的上方,性格特征是踊跃上进。属于火音中质判的人,指代左手太阳经的下方,性格特征是怡然自得而无忧无虑。 2.3 土形之人 属于土形的人,就好比五音中土音的上宫,呈现上古时期中央区域人的特点。他们的肤色偏黄色,圆面大头,肩背漂亮,腹部较大,腿部健美,手足较小,肌肉丰满,身材上下匀称,走路步履平稳、动作轻快,心态平和,善于帮助他人,不喜欢权势,善于依附他人。这样的人比较适应秋冬的寒冷气候变化,不太适应春夏的温热气候变化,在春夏时节,容易感受病邪而发病,属于足太阴脾经,性格特征是诚恳而忠厚。属于土音中大宫的人,指代左足阳明经的上方,性格特征是比较和顺。属于土音中加宫的人,指代左足阳明经的下方,性格特征是喜悦乐观。属于土音中少宫的人,指代右足阳明经的上方,性格特征是言行圆活婉转。属于土音中左宫的人,指代右足阳明经的下方,性格特征是做事独立而专心。 2.4金形之人 属于金形的人,就好比五音中金音的上商,呈现西方区域人的特点。他们脸庞方正,肤色偏白色,头部较小,腹部较小,手足较小,骨骼较壮如长在足跟的外面一样,筋骨轻健,为人清明廉洁,性格急躁,即能平静如常,也能慓悍勇猛,适合做官吏。这样的人比较适应秋冬的寒冷气候变化,不太适应的春夏的温热气候变化,在春夏时节,容易感受病邪而发病,属于手太阴心经,性格特征是诚恳而忠厚。属于金音中钛商的人,指代左手阳明经的上方,性格特征是洁身自好。属于金音中右商的人,指代左手阳明经的下方,性格特征是潇洒超脱。属于金音中太商的人,指代右手阳明经的上方,性格特征是善于明察是非。属于金音中少商的人,指代右手阳明经的下方,性格特征是严肃庄重。 2.5 水形之人 属于水形的人,就好比五音中水音的上羽,呈现北方区域人的特点。他们的肤色偏黑色,面多棱角,头部较大,面部棱角分明,肩部较小,腹部较大,手足喜动,走路身体摇摆,尾骶部较长,背部也较长,为人不懂得谦恭敬让,善于欺诈,容易遭遇杀戮而致死。这样的人比较适应秋冬的寒冷气候变化,不太适应的春夏的温热气候变化。在春夏时节,容易感受病邪而发病。属于足少阴肾经,性格特征是为所欲为。属于水音中大羽的人,指代右足太阳经的上方,性格特征是容易得意忘形。属于水音中少羽的人,指代左足太阳经的下方,性格特征是善于周旋狡辩。属于水音中众的人,指代右足太阳经的下方,性格特征是洁身自好。属于水音中桎的人,指代左足太阳经的上方,性格特征是安定而不妄为。 注:角、徵、宫、商、羽指五音而言。五音分为太(太过强)、少(不及弱),并有上、中、下之分。是中国古代音律中重要的组成元素,代表五个不同的音阶。在此用以比喻人的五种不同体质类型。人的五音,也分别对应人体五脏。五音不全的人,发音会有一定的问题,唱歌也会走调。所以中国人说听话要听音,现在的人听别人说话,已经不会听音了,包括我这样的中医在内,呵呵。
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《内经》论人的体质类型(1)
张三火 2010-5-8 12:19
《内经》中关于中医体质学说的理论,是十分珍贵的文献资料,对后世体质学说的发展具有深远的影响。《内经》中关于体质类型的不同分类,包括: 1 老壮少小肥瘦 《灵枢卫气失常》篇论述了人的体质状况因年龄、体型大小胖瘦等不同,存在着一定的差异。而不同的体质,对寒热等具有不同的耐受性。指出:人年五十已上为老,三十已上为壮,十八已上为少,六岁已上为小人有脂、有膏、有肉脂者,其血清,气滑少,故不能大。此别于众人者也众人皮肉脂膏不能相加也,血与气不能相多,故其形不小不大,各自称其身,命曰众人。 人的年龄到了五十岁以上为老,三十岁以上为壮,十八岁以上为少,六岁以上为小。而人的体质类型,根据有脂、有膏、有肉的不同,可分为三种类型。 1.1 脂型的人 全身隆起的大的肌肉坚实,皮下脂肪丰满。属于脂型的人,肌肉发达结实,纹理细密的人多热,纹理粗疏的人多寒。脂型的人,血液清稀而不浓稠,气道滑利而少,所以身形不大,多为身型结实而较小。 1.2 膏型的人 全身大的肌肉不坚实,皮肤松懈。属于膏型的人,肌肉柔润。纹理粗疏的人,身体多寒;纹理细密的人,身体多热。膏型的人,气盛而皮肤松弛,所以常表现出腹部的肌肉松弛、肉肥下垂的形态。膏型的人多气,气多阳盛易热,所以,比较能够耐寒。 1.3 肉型的人 全身皮肉相连而匀称的为肉。肉型的人,身体宽大,多血。血多,则能够充养形体,所以形体壮实,体质平和。 1.4 标准型的人 一般人的皮、肉、脂、膏都不会过盛,血气也不会偏多,所以身形不大不小,各部组织分布正常匀称,这就是一般人的体型标准。即一般人的体型标准是:身形大小匀称,皮、肉、脂、膏、气、血等各部不多不少。
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纳米技术在肥料学科上的应用
fzb9233 2010-5-5 16:23
纳米技术在肥料学科上的应用 刘秀梅 1 * ,冯兆滨 1,2 ,张树清 2 ,张夫道 2 ( 1 江西省农业科学院土肥所,南昌 330200 ; 2 中国农业科学院土壤肥料研究所,北京 100081 ) 摘要: 介绍了纳米科学的内涵及纳米技术在肥料科学上的应用,提出了纳米肥料的概念,重点阐述了纳米肥料的类型及应用原理、纳米肥料的制备技术,初步探讨了纳米肥料的生物学效应,并说明了纳米肥料的优势。 关键词 : 纳米肥料 类型 制备 生物学效应 Application of Nanotechnology on the Fertilizer Science LIU Xiu-mei ZHANG Fu-dao ( Institute of soil and fertilizer , Chinese Academy ofAgriculture Science , Beijing 100081 , China ) 1 纳米科学的内涵 纳米科学技术( Nano-ST )是 20 世纪 80 年代末期刚刚诞生并正在崛起的新科技,它的基本涵义是研究结构尺度在 0.1~100nm 范围内物质的性质及其应用。广义的纳米技术是以纳米科学为基础制造新材料、新器件、研究新工艺的方法和手段。纳米科技是 21 世纪科技产业革命的重要内容之一,是可以与产业革命相比拟的,它是高度交叉的综合性学科,包括物理、化学、生物学、材料科学和电子学,它不仅包含以观测、分析和研究为主线的基础学科,同时还有以纳米工程与加工学为主线的技术科学,所以纳米科学与技术也是一个融科学前沿和高技术于一体的完整体系。目前纳米技术研究的内容主要有以下 4 个方面:①纳米材料 ②纳米动力学 ③纳米生物学和纳米医药学 ④纳米电子学 。研究纳米材料和纳米结构的重要科学意义在于它开辟了人们认识自然的新层次,是知识创新的源泉。由于纳米结构单元的尺度( 0.1~100nm )与物质中的许多特征长度相当,如电子的德布罗意波长、超导相干长度、隧穿势垒厚度、铁磁性临界尺寸,从而导致纳米材料和纳米结构的物理、化学特性既不同于微观的原子、分子,也不同于宏观物体,从而产生多种奇异性质,如小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应、和量子隧道效应等。 2 纳米肥料的起因 2.1 纳米生物科学技术的内涵和研究动态 随着人们对生命领域认识的不断深入,可以认为生物世界是由纳米级单元构成,并且生命系统是由纳米尺度上的分子的行为所控制的。例如,蛋白质的尺寸为 1~20nm ,生物体内 RNA 蛋白质复合体,线度在 15~20nm 之间, DNA 链的直径为 1nm 等。纳米科学技术和生物技术相结合,便构成了纳米生物科学技术,其内涵是在纳米水平上,对细胞和生命进一步认识,模仿生物系统的能力来转化和传输能量、合成专用有机化学品、生产生物质、储存信息、识别、感觉、信号发送、运动、自组装和复制等。 纳米生物技术在自然界中很容易找到合适的原型,例如,酶类作为分子机器可以连接、断裂多重排分子间的键,作为数据存储系统的 DNA 将数据指示传递给生产蛋白质的分子机器 核糖体。应当指出,自然界的分子组装水平远远超出人类现有的加工技术所能够达到的最高水平,例如一个核糖体分子能够以 50 多种蛋白质为前驱体进行有序自组装,真核细胞指导核苷酸合成 DNA 的出错概率仅有 10 -11 ,绿色植物所转化的能量和合成的有机化学品的吨位数比世界上现有的化工厂的总生产能力还要多。正如美国伯明翰大学的菲力普教授所说的那样:纳米技术最终目的还在于生物本身。目前,虽然纳米生物技术的发展仍然集中在基础研究方面,但已经显示出了其巨大的产业化潜力。其研究内容主要有以下三个方面 : ①单个分子器件和纳米线路,即利用 AFM 对生物体内的 DNA 进行纳米水平的操纵,用 DNA 来构建单分子器件和 DNA 分子线路。 ②功能化基因筛选和分析,即利用 DNA 操纵和 AFM 直观探测技术,加速人类基因组下一阶段的基因筛选和功能分析。例如许多人类遗传疾病是有 DNA 的微小变化引起的,这些变化包括单碱基的突变和 DNA 单链的缺失或嵌入,使 DNA 在这个位点碱基不能正常配对。 AFM 高分辨成像技术和 DNA 分子的拉直操纵技术,可以检测分析大片段的 DNA 突变,并进行功能化基因的筛选。 ③生物医学 纳米生物技术将在疾病的诊断、治疗和卫生保健方面发挥重要作用。首先是设计制备针对癌症的纳米生物导弹,将抗肿瘤药物连接在磁性超微粒子上,定向射向癌细胞,并把癌细胞全部消灭。其次是研制治疗心血管疾病的纳米机器人,用特制超细纳米材料制成的机器人,能进入人的血管和心脏中,完成医生不能完成的血管修补等工作,并且它们对人体健康不会产生影响。 利用纳米颗粒可以分离癌细胞,在 Fe 3 O 4 纳米颗粒表面包覆聚苯乙烯,包覆物与癌细胞的抗体结合后置于含有癌细胞的骨髓液中,包含有抗体和包覆物的磁性颗粒将与癌细胞结合,随后利用磁分离装置很容易将癌细胞从骨髓中分离出来,其分离速度达到 99.9% 以上 。 目前已经可以将纳米粒子附于蛋白质上,这样就可以观察该蛋白质处于细胞的哪一特定结构中,甚至将来还可以观察其在细胞中的活动情况,因为大小不同的无机纳米粒子可以发出不同颜色的荧光,所以在标记细胞的不同部分时,正逐渐用它们来代替有机染料 。 2..2 纳米肥料的概念 农业生产包括植物生产、动物生产和有机废弃物的处理利用,农业是从生物学科中分化独立出来的,实际上无论是植物还是动物,均属于生物学科的范畴,生物均有共同之处,纳米技术既然在生物学科研究中发挥了巨大的作用,那么在农业上也有广阔的应用前景。世界肥料产业化的发展趋势是缓释 / 控释化、高效定量化和环境友好化,必须与高新技术相结合。中国农业科学院土壤肥料研究所张夫道研究员提出了纳米肥料的概念,并首创了纳米肥料的制备工艺。纳米肥料是纳米生物技术的一个分支,是用纳米材料技术构建、用医药微胶囊技术和化工微乳化技术改性而成的全新肥料,包括纳米结构肥料、纳米材料包膜或胶结缓 / 控释肥料、纳米磁性液体肥料 。 3 纳米肥料的类型及应用原理 纳米肥料的类型主要有纳米结构肥料、纳米材料胶结包膜的缓 / 控释肥料和纳米磁性液体肥料。 3.1 纳米结构肥料: 对于土壤中难溶性的营养元素( Ca 、 Fe 等)或富含营养元素的天然矿物(钾长石、磷矿石、煤矸石、鸟粪石等),可以采用液相沉淀法或高能球磨技术做成纳米结构肥料。这种肥料的粒径平均在 50~80nm 之间,其表面原子数目占完整粒子原子总数的 80% 以上,由于表面原子周围缺少相邻的原子,有许多悬空键,具有不饱和性,易与其他原子相结合而稳定下来,故表现出很高的化学活性 。随着粒径的减少,纳米肥料粒子的表面积、表面能及表面结合能都迅速增大,在湿润的土壤环境中,容易被植物的根毛或根尖部分吸附,从而提高肥料的有效性。 在这种纳米级的肥料表面还可以引入羟基、羧基、磺酸基、胺基等官能团,使此种肥料成为有生物活性的高分子纳米肥料微粒,被植物吸收后,在植物体内利用静电作用或氢键作用与糖类、蛋白质、核酸等生物大分子产生相互作用,促进糖酵解、蛋白质和核酸代谢,从而加快植物体内的呼吸代谢和有机物的转化、运输,利于植物的生长和发育。中国农科院土肥所的张夫道研究员曾在纳米结构肥料氧化铁和碳酸钙中加入黄腐酸,砂培条件下种植花生,得出结论,引入黄腐酸的处理其花生植株的干物质重量增加 32% ,光合强度提高 25% ,叶绿素含量亦增加。 3.2 纳米材料胶结包膜的缓 / 控释肥料 此种肥料的胶结剂或包膜剂中均含有纳米材料,主要有腐植酸、滑石粉、高岭土、蒙脱土、沸石、风化煤、不饱和树脂、淀粉、塑料等。 胶结的缓 / 控释肥主要有有机 无机复混肥、无机复合肥。胶结剂的主要成分有聚醋酸乙烯酯和酰胺树酯,二者可与许多物质亲和、吸附,形成氢键,它们可以在两个被吸附的粒子之间形成桥联,生成絮团,再加入纳米风化煤或高岭土,由于纳米粒子的粒径很小,具有大量的自由表面,使得胶结剂具有较高的胶体稳定性和优异的吸附性能,并能较快地达到吸附平衡。肥料施入土壤后,因为纳米材料具有气敏性和光敏性 ,在一定程度上能感知土壤中的湿度和通气状况,有效地控制肥料的释放,从而达到蓄肥、保肥目的。长效碳酸氢铵就是在普通碳酸氢铵的生产过程中,添加少量的双氰胺 DCD (一种纳米材料),使 DCD 在纳米水平上以镶嵌、介孔插入、表层覆盖三种形式与碳酸氢铵结合形成共结晶体,达到长效的功能 。 纳米材料包膜的缓 / 控释肥料主要是尿素。该包膜剂是由聚烯烃 - 乙烯( PE )和乙酸乙烯酯( EVA )的共聚物填加纳米材料滑石粉所组成, PE 可形成水渗透性很低的薄膜,而 EVA 能形成水渗透性很强的薄膜,将 PE 与 EVA 按不同比例混合,便能控制氮的释放速率,这实际上是利用高分子材料为骨架包裹或吸收肥料养分而形成的控释肥料,纳米级的滑石粉可调节包膜肥料养分释放的温度系数。这种肥料施入土壤,根据土壤中的温度状况释放养分。 3.3 纳米磁性液体肥料 磁性液体,又称铁磁流体,既有一般磁体的磁性,又具有液体的流动性,是由纳米级的磁性颗粒通过表面活性剂均匀地分散在载液中形成的稳定胶体体系 。纳米磁性液体肥料是由纳米肥料颗粒包覆一层长链的有机表面活性剂,高度弥散于一定基液中,而构成稳定的具有磁性的液体肥料,它的主要特点是在磁场作用下,可以被磁化,可在生物的磁场作用下运动,但同时它又是液体,具有液体的流动性,所以植物生长过程中的必需微量元素,如铁、铜、锌,可以做成纳米磁性液体喷洒到植物叶片上,容易被植物叶片所吸附。 最新研究发现,绝大多数生物体均存在纳米磁性颗粒,磁性微粒是一个生物罗盘,指导生物辨别方向,例如让植物根系向地下生长、茎尖生长点具有趋光性等 。液体肥料粒子本身带有磁效应,从而使肥料养分更容易被植物吸收,并有效刺激植物生长。 目前国内外叶面肥和温室用营养液均为离子态或螯合态肥料,特别是磷和中、微量元素的溶解度受液体 pH 值影响很大,一般为 pH6.5 ,在大量使用营养液时, pH 值很难精确控制,而且易产生沉淀。纳米液体肥料可以是离子态,也可以是非离子态,并且其有效成分受 pH 的影响不大。 据科学时报报道,美国得克萨斯大学的米盖尔 ? 亚卡曼博士和乔治 ? 加尔迪经过潜心研究,找到了从小麦、紫花苜蓿特别是从燕麦里提取黄金的方法,这是研究人员第一次报道活的植物能够形成这种微型金块,直径只有数十亿分之一米。说明植物吸收养分的形态是多样性的,并且养分的各种形态在体内是能够相互转化的。 4 纳米结构肥料的制备技术 纳米肥料的制备技术目前有固相法和液相沉淀法。 4.1 固相法 固相法有传统粉碎法和固相化学反应法。传统粉碎法是用各种超微粉碎机将原料直接粉碎研磨成超微粒。目前此法工业应用较多,尤其适用于脆性材料的超微粒制备。如难溶性的磷矿石、磷石膏、钾长石、煤矸石等,均可以采用此法做成纳米级结构肥料。几种较为突出的超微粒粉碎机有:球磨机、高能球磨机、塔式粉碎机和气流机。此法的优点是可以避免工业酸化生产常规肥料带来的环境污染问题。 2001 年,任引哲报道了用此法制备纳米 CaCO 3 , 得到的产品粒径范围为 50~80nm ,纯度为 95% 。 固相化学反应法是将反应原料按一定比例充分混合研磨发生固相反应,生成的前驱物在一定温度下灼烧分解即得纳米微粒。如纳米氧化锌的合成,可用锌盐与氢氧化钠、碳酸钠、草酸、 8- 羟基喹啉等充分混合发生固相反应,生成前驱物 Zn(OH) 2 、 NaCO 3 、 ZnC 2 O 4 、 8- 羟基喹啉锌,高温灼烧得到平均粒径 50nm 的氧化锌,纯度为 90% 。 4.2 液相沉淀法 : 液相沉淀法是液相化学合成高纯度纳米微粒采用最广泛的方法之一,其原理是盐溶液中加入沉淀剂,于一定条件下生成沉淀析出,将阴离子除去,沉淀经洗涤、热分解等处理可制得纳米微粒。选用不同的沉淀剂可得到不同的沉淀产物,常见的沉淀剂为 NH 3 ? H 2 O 、 NaOH 、 (NH 4 ) 2 CO 3 、 、 Na 2 CO 3 、 (NH 4 ) 2 C 2 O 4 等 。中国农业科学院土肥所的张夫道研究员采用 NaOH 作沉淀剂在硫酸亚铁溶液中生成絮状的氢氧化铁,高剪切后离心,洗涤沉淀,至上清液中无 Na + ,热分解沉淀,制得平均粒径为 45nm 的氧化铁,纯度为 95% 。按照同样的方法,用 Na 2 CO 3 作沉淀剂在氧化钙溶液中生成 CaCO 3 沉淀,制得的碳酸钙平均粒径为 60nm ,纯度是 97% 。 5 纳米材料胶结包膜肥料的制备技术 6 纳米肥料的生物学效应 纳米肥料能够刺激植物生长,促进植物体内多种酶的活性,提高作物产量,并能增强植物对环境胁迫的抗性。张夫道小组首创并研制了一系列纳米材料胶结包膜的缓控释肥和纳米结构肥料,并在田间做了大量的试验,结果表明纳米材料胶结包膜的缓控释肥可使水稻、小麦、玉米、蔬菜增产 15%~40% 不等。纳米结构肥料( CaCO 3 和 Fe 2 O 3 )能促进花生的光合作用,增加叶片的光合强度,使花生的坐果率提高 25% 。李荔军从植物体矿化纳米结构 SiO 2 的形态发生、结构和功能分析入手,讨论了以植物细胞壁为模板,诱导有机 / 无机二元协同胶体 SiO 2 的自组装机制,以及它具有的特殊结构所赋予的植物抵抗各种环境胁迫的可能作用 。陆长梅探讨了纳米材料( SiO 2 和 TiO 2 )表观上可促进高等植物大豆的萌发、生长,防止种子长霉。生理上分析了纳米材料可促进大豆根系活力与叶片硝酸还原酶活性的提高,增强了植物吸收水、肥与利用氮肥的能力,刺激了包括 SOD 、 POD 、 CAT 在内的抗氧化酶系与植株总抗氧化能力的升高,提高了植物的抗逆能力 。李大力使用 TiO 2 和 K 2 TiO 9 纳米颗粒处理了树莓组织培养材料,研究了纳米颗粒对植物组织培养材料的生长及生理状态的影响,结果表明纳米粒子对组织培养中的树莓无菌苗根的生长无影响,对树莓叶片再生芽的发育有促进作用 。任引哲用喷洒纳米 CaCO 3 悬浮液的方法,解决了苹果生长期的补钙问题,同时提高了苹果的硬度,表面光洁度,改善了苹果品质,并通过大面积田间试验证明了这一补钙方法的可行性 。 6 纳米肥料的优势 6.1 充分利用废弃资源,减少环境污染 纳米肥料属于环境友好型肥料,其胶结包膜剂大部分采用废弃资源,如垃圾塑料泡沫、城市污泥、有机肥、风化煤、粘土矿物等,从根本上解决环境的面源污染问题。并且上述材料无论是有机的还是无机的,均做成纳米级,由于尺寸小,呈质点状态分布,在土壤或地下水中可以吸附污染物,加速污染物的光降解或生物降解,减弱土壤环境和地下水中的污染。 6.2 肥料有效性提高,易于被作物吸收 纳米肥料含有纳米材料,纳米材料的发展及其本身独具的许多优异性能为制造纳米高效肥料提供了可能。纳米材料具有表面效应和小尺寸效应,增强了肥料的吸附性能,在土壤中可减少肥料的流失和淋失,另一方面,在植物的生长过程中,根系具有趋肥、趋水性,纳米肥料可充分吸附结合在根系表面,促进了根毛区对养分的吸收。 6.3 培肥土壤,改善土壤理化性质 纳米肥料施入土壤,在一定程度上可改善土壤的理化性质。无机纳米材料在土壤中会吸附气体 ,增加土壤通气性;纳米材料表面积大,表面上的活性中心多,可以作为催化剂,在适当的条件下可以催化断裂 H-H 、 C-C 、 C-H 、 C-O 键 ,促进土壤中有机物的分解,一方面为植物提供养分,另一方面可以增加土壤的团粒结构,充分发挥土壤的蓄肥保肥能力;纳米材料可以加强土壤中养分离子的交换吸附,提高土壤的生产力;纳米材料还有促进土壤中微生物活动的可能性,调节土壤中的 C/N 比,培肥土壤。 参考文献: 刘吉平, 郝向阳。纳米科学与技术 。北京:科学出版社, 2002. 2-3. 姜忠义,成国祥。纳米生物技术 。 北京:化学工业出版社, 2003 , 55-68 。 朱屯,王福明,王习东。国外纳米材料科技进展与应用 ,北京:化学工业出版社, 2002 , 198-204 。 李凤生,杨毅。纳米 / 微米复合技术及应用 。北京:国防工业出版社, 2002 , 189-202 。 张夫道,赵秉强,张骏等。纳米肥料研究进展与前景 。植物营养与肥料学报, 2002 , 8 ( 2 ): 254-255 。 黄德欢。纳米技术与应用 。上海:中国纺织大学出版社, 2001 , 133-139 。 白春礼。纳米科技现在与未来 。成都:四川教育出版社, 2001 , 31-33 。 杜昌文,周健民。控释肥料的研制及其进展 。土壤, 2002 , 3 , 127-133 。 古宏晨,徐华蕊。纳米材料研究在我国的进展 。化工进展, 1999 , 4 , 5-7 。 http: // www. 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我国牧地资源开发及其永续利用(一)我国牧地资源开发利用基础
duzhanchi 2010-4-6 15:48
题记: 本篇专论写于2000年,原为 《中国非耕地资源与农业可持续发展研究 》一书的第二章:《 我国牧地资源开发及其永续利用》,共5节,即(1)我国牧地资源开发利用基础;(2)牧地资源开发利用现状与存在问题;(3)各类牧地的中期开发规模及其与农林副产饲用植物的生产量预测;(4)我国专用牧地与饲用植物资源的中期载畜潜力估算;(5)牧地开发利用及牧业持续发展的对策与措施。由于某种原因,这部专著未能出版发行,现作为历史资料,以博文发布。 我国牧地资源开发及其永续利用 目录 前言 第一节 我国牧地资源开发利用基础; (一)牧地资源的类型 (二)天然牧地资源的分布 (三)牧地资源评价 第二节 牧地资源开发利用现状与存在问题; (一)畜产品产量现状 (二)不同区域牧地的利用现状 (三)牧地资源开发利用中存在的主要问题 第三节 各类牧地的中期开发规模及其与农林副产饲用植物的生产量预测; (一)生产量预测体系 (二)专用牧地的中期开发规模与生产量 (三)复合兼用牧地的中期开发规模与生产量 (五)农林地副产饲用植物的中期生产量 (六)牧地资源与农林地副产饲用植物的比较 第四节 我国专用牧地与饲用植物资源的中期载畜潜力估算; (一)载畜潜力估算方法 (二)专用牧地资源的载畜潜力 (三)全部饲用植物资源的载畜潜力 第五节 牧地开发利用及牧业持续发展的对策与措施。 (一)根本性 对策 (二)政策法规性 对策 (三)经营管理性 对策 我国牧地资源开发及其永续利用(一) 前言 牧地 (Rangeland) ,也可称之为饲用植被地 (Forage vegetation land) 。它是适于用来放牧或采割以饲养家畜的植物群落,亦即是以饲用植物为主体或为重要成分的一种土地类型。在我国,主要包括天然牧地、人工牧地、粮 ( 经 ) 草复合农牧地和乔 ( 灌 ) 草复合林牧地四大类。 目前, 我国有关学者通常把作为畜牧业用地的土地类型称为草地或草原。但由于草地和草原二词在地植学和农学领域同时使用,且在各自的范畴内其含义不同,所以极易造成混淆。在地植物学范畴,草原是一种以多年生旱生草本植物为主组成的群落型;草地是包括草原、草甸、沼泽和草丛在内的草本植物群落的总称,此处它们的词意与其各自的内涵是一致的。在农学范畴,草地和草原在我国往往被作为同义词使用,其含意比地植物学要广泛得多,除包括了地植物学范畴内的草地外,还包括荒漠、灌丛和冻原,甚至疏林。显然,此处草地或草原作为学科名词,它们的词意与其各自的内涵是不完全相符的。使用牧地一词既可以避免草原或草地两词在地植物学与农学上的混淆,又能够避免农学范畴内草地或草原两词无法概括荒漠、灌丛、冻原和疏林的矛盾。同时,牧地不仅概括了以发展畜牧业为主要用途的永久天然牧地和人工牧地,而且概括了以发展粮经作物为主的复合兼用农牧地,以及以发展经济林木为主的复合兼用林牧地。后两大类牧地,尽管只是可为家畜提供饲用植物的兼用牧地,但对发展畜牧业所能提供的物质基础是不容忽视的,特别在农区或南方。因此,它们是牧地资源的重要组成部分。 牧地是我国面积最大的陆地生态系统。 从资源开发角度,主要包括以饲用植物为主体的植被、以家畜为主体的动物和以气候、土壤为主的生态环境。其中饲用植被为一种可再生自然资源,是发展植食性畜牧业的主要物质基础。人类通过饲养畜禽,将人类不能直接食用的植物转化成畜产品加以利用,这不仅可减轻对农田粮食生产的压力,而且随着动物性食品数量的增多,人类生活水平会逐步得到提高。因此,牧地不仅对保持水土与生物多样性、维护生态平衡均有重大意义。而且作为一种生产资料,它在国民经济发展中具有重要作用。 与其他几类非耕地资源, 即经济林地、内陆淡水水域、沿海滩涂和沙地资源相比较,牧地资源的面积大、分布广、类型更为多样。其中某些牧地类型是沙地或滩涂的一部分;某些牧地类型属于农牧或林牧兼用的复合体。作为牧地资源的一个大类—粮 ( 经 ) 草复合农牧地,按照土地资源分类,通常被视为农地的一部分。以往,谈到耕地,似乎只意味着生产粮食和经济作物,即使种植牧草,也只是以绿肥的面目出现。因此,这种仅囿于土壤—作物系统的农业生态系统,往往导致农作物产量不稳和土地退化。建立兼用复合农牧地,发展有畜农业,使耕地成为土壤—作物—家畜相互联系的农业生态系统,这样,耕地的功能就扩大了,不仅仅提供粮食和棉油等经济作物,而且其上生产的牧草及农作物秸秆均可用来饲喂家畜;畜粪用于肥田,使农业得以稳定高产的持续发展。 我国牧地资源的总体特征是类型多,面积大,分布广,地带性强;饲用植物丰富;不同类型牧地的生态环境、种类组成和生产力相差悬殊;产草量和营养价值季节变异大;原生天然牧地资源大都利用过渡,致使退化和沙化面积不断扩大;次生天然牧地资源的利用程度轻重不一;人工牧地、复合农牧地与林牧地尚待大力开发;在温带和青藏高原地带,适于割草利用的牧地及适合冷季放牧的牧地明显不足。只有充分认识和具体分析这些特征,正确进行潜力评价,因地制宜地采取相应对策进行开发利用,才能取得畜牧业的持续稳定发展。 一. 我国牧地资源开发利用基础( 1 ) (一)牧地资源类型 牧地类型是认识牧地资源的科学方法, 是对牧地自然和经济特征的高度概括,是合理开发利用牧地资源的理论基础。 1.1 牧地分类的原则、单位和标准 牧地分类遵循如下原则: (1) 牧地不仅是一种自然资源,而且是畜牧业的生产资料,所以牧地分类是自然与经济特性的综合分类,是牧地发生学与经营学的综合分类。 (2) 大气候中的水热状况,以及地貌条件引起的水热再分配,决定着牧地生态系统的结构和功能,所以是牧地分类的主要依据。 (3) 牧地植被是其自然生态环境和经营管理方式综合而直观的反映,代表了牧地的主要特征,所以把植被贯穿于各级分类单位之中。 依据以上原则, 将牧地类型划分为大类、类和型三级。在类和型中,根据需要再分别设类组和亚类,以及型组和亚型。其分类单位系统为: 大类 类组 类 亚类 型组 型 亚型 各分类级的划分标准如下: 第一级— 大类 大类的划分标准,是依据牧地的发生学特征, 即牧地形成原因的一致性。据此,把牧地分为四大类:天然牧地、人工牧地、粮 ( 经 ) 草复合农牧地和乔 ( 灌 ) 草复合林牧地。天然牧地是在自然条件下,长期演变而成的适合牧用的一种土地类型。人工牧地是人类为了快速稳定发展畜牧业而定向建立的一种牧地类型;以种植优良牧草为主。粮 ( 经 ) 草复合农牧地是在农耕地中建立的一种兼用牧地类型;在一定的时间内,饲用植物种群为植被的主体,或与粮 ( 经 ) 作物共同构成植物群落。乔 ( 灌 ) 复合林牧地是在林地中建立的一种兼用牧地类型;林下形成一个以饲用植物占优势的层片,以供家畜利用。 总之,这四大类牧地在发生学上的成因是完全不同的,因此在经营学上的特征必然有显著差异。 第二级— 类 类的划分标准是牧地水分和热量条件的组合,及其相应的植被型或亚型的一致性。不同牧地类之间,由于水平分布、垂直分布或局部地貌条件对土壤水分的影响,它们的水热状况有质的区别,所以其植被型或亚型截然不同。类是第二级分类中的基本单位。在其上,把水分条件相一致的类联合成类组;在其下,根据需要设亚类,作为类的补充,划分依据是大地形或土壤基质的差异。如:天然牧地大类中的温性草原类,其下设平原丘陵草原亚类、山地草原亚类和沙地草原亚类。 第三级— 型 型的划分标准是牧地植被建群种或共建种的一致性,型之间的差别主要反映了牧地经济价值和经营措施有所不同。型是第三级分类中的基本单位。在型之上设型组,依据是牧地建群种或共建种的经济类群或群落结构的一致性;在型之下,根据需要设亚型,依据是牧地植被优势种的一致性。如:在温暖性中生型人工牧地类中,有多年生黑麦草型,鸭茅型,苇状羊茅型,红三叶型,白三叶型,红三叶、鸭茅型,白三叶、多年生黑麦草型等。上述诸型,可归纳为豆科牧草型组、禾草型组、豆科与禾本科牧草混作型组等。其中,有的型,在其下还可再划分亚型,如多年生黑麦草型,分为多年生黑麦草、红三叶、白三叶亚型,多年生黑麦草、紫羊茅、白三叶亚型等。 1.2 我国牧地大类、类组和类的分类系统 根据上述分类原则和标准,将我国牧地划分为 4 大类, 17 类组, 39 类。其系统如下: I 天然牧地大类 ( 一 ) 草甸草原类组 (1) 温性草甸草原类 (2) 高寒草甸草原类 ( 二 ) 草原类组 (3) 温性草原类 (4) 高寒草原类 ( 三 ) 荒漠草原类组 (5) 温性荒漠草原类 (6) 高寒荒漠草原类 ( 四 ) 草原化荒漠类组 (7) 温性草原化荒漠类 (8) 高寒草原化荒漠类 ( 五 ) 荒漠类组 (9) 温性荒漠类 (10) 高寒荒漠类 ( 六 ) 干旱型灌草丛类组 (11) 热性干旱型灌草丛类 ( 七 ) 湿润型灌草丛类组 (12) 暖温性灌草丛类 (13) 暖热性灌草丛类 (14) 热性灌草丛类 (15) 广温性灌草丛类 ( 八 ) 草甸类组 (16) 暖热性草甸类 (17) 温性草甸类 (18) 寒温性草甸类 (19) 高寒草甸类 (20) 广温性草甸类 ( 九 ) 沼泽化草甸类组 (21) 暖热性沼泽化草甸类 (22) 温性沼泽化草甸类 (23) 高寒沼泽化草甸类 ( 十 ) 沼泽类组 (24) 热性沼泽类 (25) 暖热性沼泽类 (26) 温性沼泽类 ( 十一 ) 苔原类组 (27) 寒性苔原类 II 人工牧地大类 ( 十二 ) 中生型人工牧地类组 (28) 寒温性中生型人工牧地类 (29) 温暖性中生型人工牧地类 (30) 热性中生型人工牧地类 ( 十三 ) 旱生型人工牧地类组 (31) 寒温性旱生型人工牧地类 (32) 热性旱生型人工牧地类 III 粮 ( 经 ) 草复合农牧地大类 ( 十四 ) 水田型粮 ( 经 ) 草复合牧地类组 (33) 温性水田型复合农牧地类 (34) 暖热 --- 热性水田型复合农牧地类 ( 十五 ) 旱地型粮 ( 经 ) 草复合农牧地类组 (35) 温性旱地型复合农牧地类 (36) 暖热 --- 热性旱地型复合农牧地类 IV 乔 ( 灌 ) 草复合林牧地大类 ( 十六 ) 湿润型复合林牧地类组 (37) 暖热性湿润型复合林牧地类 (38) 热性湿润型复合林牧地类 ( 十七 ) 半温润型复合林牧地类组 (39) 温性半湿润型复合林牧地类 1.3 我国牧地类型的一般特征 ( 一 ) 天然牧地大类 在我国,天然牧地是植食性家畜最主要的饲料来源地和生育场所;总面积约 3.93 亿 hm 2 ,占国土面积的 41.4% ,为我国牧地的主体。 天然牧地的分布十分广泛,遍布全国各省 ( 区、市 ) ,但以西部和北部的高原与山地较为集中,其中西藏、内蒙古、新疆、青海、四川、甘肃、云南 7 省区占全国的 79% 。天然牧地的类型较多,仅牧地类就有 27 个,占牧地类总数的 69.2% 。其中,面积最大的前四位依次为高寒草甸类、温性荒漠类、高寒草原类和温性草原类。这四类牧地之和占全国天然牧地的 48.7% 。天然牧地饲用植物种类繁多,依据全国调查资料统计,我国天然牧地拥有饲用植物 6704 种,其中豆科和禾本科种类最多,分别占 17.3% 和 15.3% ,其次为菊科和莎草科,各占 7.9% 和 5.2% 。天然牧地的不足之处是产草量较低,且各类之间相差悬殊。如天然牧地中,干草产量最高的热性灌草丛类,为 2718kg/hm 2 ,也仅是同一地区热性中生型人工牧地类目前产草量的 29.9% ;产草量最低的高寒荒漠类,仅 117 kg/hm 2 ,为热性灌草丛类的 4.3% ,为寒温性中生型人工牧地类的 3.0% 。天然牧地大类共分 11 个类组 27 类,下面分别简述各类组与类的特征。 (1) 草甸草原类组 草甸草原牧地是在半湿润气候下发育形成的。年降水量 350 — 550mm ,干燥度 1.0 — 1.5 。植被主要由中旱生的多年丛生禾草或根茎型禾草以及中旱生型或中生型杂类草组成。 我国草甸草原类组牧地有 2139 万 hm 2 ,占天然牧地总面积的 5.5% ,其中可利用面积 1884 万 hm 2 ,占可利用总面积的 5.7% 。 草甸草原类组包括温性草甸草原和高寒草甸草原两类。前者主要分布在内蒙古东北部和东北平原地区,后者主要分布在青藏高原 4000 - 4500m 的地带。 温性草甸草原类牧地的土壤主要为黑钙土、暗栗钙土及草甸土。≥ 10 ℃积温在 1800 - 2200 ℃之间。草群种类组成丰富,拥有植物 350 - 400 种,其中饲用植物占 70% ;植株发育茂盛,高度一般为 30 - 50cm ,盖度 70% - 90% 。此类牧地是我国最好的天然牧地之一,地上部第一性生产力水平较高,平均干草产量 1465kg/ hm 2 ;草质良好,豆科牧草较为丰富,可占总产量的 7% — 10% 。 高寒草甸草原类牧地的土壤主要为亚高山草甸土。≥ 10 ℃积温 800—1000 ℃,牧草生长期 90 - 120 天。草群通常低矮稀疏,草层高度 3 - 10cm ,盖度 30% — 50% ;以禾本科和莎草科植物比重较大,占 35% 以上,豆科牧草一般不足 3% 。该类牧地的地上部第一性生产力显著低于温性草甸草原类,平均干草产量 307kg/hm 2 。饲用植物营养价值较高,通常为良等牧地。 (2) 草原类组 草原类组牧地分布的地区属半干旱气候,年降水量 200 — 450mm ,干燥度 1.5 — 2.5 ,植被主要以旱生的多年生丛生草本植物占优势。这类组牧地面积约 8272 万 hm 2 ,占天然牧地大类的 21.1% ,其中可利用面积为 7183 万 hm 2 ,占可利用总面积的 21.7% 。 草原类组包括温性草原和高寒草原两类。温性草原类牧地主要分布在内蒙古高原,并向西南延伸至晋陕黄土丘陵一带。优势土壤类型为栗钙土、黑炉土和褐土。由于分布范围广阔,所以热量变化大,≥ 10 ℃积温 1700 — 3500 ℃,年平均气温 -2 — 10 ℃。草群以丛生禾草为主,草层高度 15 - 35cm ,复盖度 30% - 35% ,是我国重要的优良天然牧地。干草产量平均 889kg/ hm 2 。高寒草原类集中分布于青藏高原的西部和北部。土壤主要为高山草原土和山地栗钙土等。气候寒冷,年平均产气温 0 - -4.4 ℃,≥ 10 ℃积温 1000 ℃左右,生长期 90 - 120 天。牧地植被组成简单,植物种饱和度 10 - 15 种 /m 2 ,草群低矮,,平均高度 5 - 15cm ,复盖度小盖度,一般为 20% - 30% ;平均干草产量 284kg/hm 2 ,草群质量良好或中等。 (3) 荒漠草原类组 荒漠草原牧地是在干旱气候条件下形成的,年降水量 100 - 300mm ,干燥度 2.5 — 3.5 。植被主要以强旱生多年生草本植物和小半灌本占优势。该类组牧地面积 2849 万 hm 2 ,占天然牧地的 7.3% ,其中可利用面积 2480 万 hm 2 ,占可利用总面积的 7.5% 。 荒漠草原类组包括温性荒漠草原类和高寒荒漠草原类。温性荒漠草原类牧地主要分布于内蒙古高原中西部、黄土高原北部和新疆低山地区。优势土类为淡栗钙土和棕钙土。年平均气温 2 — 5 ℃,≥ 10 ℃积温 2200 — 3000 ℃。牧地呈现草群低矮、稀疏、季相单调的景观。草层高度 10 - 30cm ,复盖度 15% — 45% ,每平方米有植物 10 - 15 种。牧地地上部第一性生产力低,平均干物质产量 455kg/ hm 2 ,草群质量多属良、中等,适合放牧小家畜。高寒荒漠草原类牧地主要分布在青藏高原西北部。年平均气温低于 0 — 4 ℃,≥ 10 ℃积温不足 1000 ℃;土壤为高山草原土,质地粗疏;牧地植被稀疏低矮,种类组成单一,一般仅 5 - 10 种 /hm 2 ,草属高度 5 - 10cm ,复盖度 10% - 30% ;牧地地上部第一性生产力低下,干物质产量平匀 195kg/ hm 2 ,质量中等。 (4) 草原化荒漠类组 草原化荒漠类组较荒漠草原类组牧地更为干旱,年降水量 100 - 200mm ,干燥度 4.0 — 6.0 。植被通常以强旱生和超旱生的小半灌木、小灌木或灌木为优势种,并混生有一定数量的强旱生的多年生草本以及一年生植物。该类组牧地面积 1067 万 hm 2 ,占天然牧地的 2.7% ,其中可利用面积 914 万 hm 2 ,占可利用总面积的 2.8% 。 草原化荒漠牧地类组仅有温性草原化荒漠一类,主要分布在内蒙古西部的荒漠东缘及新疆北部。年平均气温 4 - 9 ℃,≥ 10 ℃积温 2500 - 3400 ℃。优势土类为淡棕钙土。牧地植物种类贫乏,每平方米内通常有 10 种左右;草群盖度一般为 10% - 30% 。牧地质量较差,地上部第一性生产力低,年干物质产量平均 465kg/ hm 2 ,产量年变率大。 (5) 荒漠类组 荒漠牧地是在极端干旱生境下发育形成的。年降水量稀少,高者可达 100 - 200mm ,干燥度 6.0 — 8.0 ;低者仅 10 — 60mm ,干燥度高达 11 - 25 。该类组牧地面积 5259 万 hm 2 ,占天然牧地总面积的 13.4% ,其中可利用面积 3620 万 hm 2 ,占可利用总面积的 10.9% 。 荒漠类组包括两类,即温性荒漠类和高寒荒漠类。温性荒漠类主要分布在内蒙古西部、甘肃北部、新疆和青海的盆地以及天山山前的低山区。由于分布广泛,所以年平均气温相差较大,大约在 4 — 14 ℃之间。土壤主要为棕漠土、灰棕漠土和灰漠土。植被以超旱生的半灌木和灌木组成,群落盖度一般小于 20% — 30% 。牧地地上部第一性生产力很低,平均年产干物质 329kg/ hm 2 。牧地质量差,多为低等和劣等。高寒荒漠牧地类主要分布在藏北高原北部和青海省北部。 气候寒冷,年平均气温 -8 — -10 ℃。土壤主要为高寒荒漠土。植被以耐寒、耐旱、抗风的垫状小半灌木为主。植物生长极为低矮稀疏,群落高度通常 5 — 10cm ,盖度多为 10% 左右。牧地地上部第一性生产力极低,平均干物质产量 117kg/ hm 2 。 (6) 干旱型灌草丛类组 该类组只有热性干旱型灌草丛一类。此类牧地是在我国热带地区和亚热带河谷底部干热气候条件下,原有森林被破坏后形成的次生类型。主要分布在海南岛西北部及云南省南部和金沙江下游。这些地区的降水量虽远大于温带草原,但由于温度高,蒸散强,所以年干燥度大,达 1.5 — 3.4 ,与草原类组和荒漠草原类组牧地相近。因此呈现出干热稀疏乔木灌草丛景观。平均气温,最冷月亦大于 12 ℃,最热月可达 24 — 29 ℃;年平均气温一般在 20 ℃以上,≥ 10 ℃积温在 7000 - 8000 ℃以上。土壤为燥红壤。植被主要由喜阳耐旱的热带成分组成;草群平均高度 60 - 80cm ,盖度 70% — 90% 。 热性干旱型灌草从类牧地面积约 86.3 万 hm 2 ,仅占天然牧地的 0.2% ,其中可利用面积 63.9 万 hm 2 ,占可利用总面积的 0.2% 。平均干草产量为 2719kg/ hm 2 。草质在抽穗前较好,适合黄牛和山羊放牧利用。 (7) 湿润型灌草丛类组 本类组包括暖温性灌草丛、暖热性灌草丛、热性灌草丛和广温性灌草丛四类。广泛分布于我国暖温带、亚热带和热带地区。气候湿润多雨、干燥度小于 1.0 。该类组为原地带性森林植被和长期反复受到破坏后,所形成的基本稳定的次生牧地类型。其植被通常以中生或旱中生多年生禾本科植物占优势,间混生着或多或少的灌木或乔木。该类组牧地约 5006.1 万 hm 2 ,占全国天然牧地的 12.7% ,其中可利用面积为 4049.6 万 hm 2 ,占可利用总面积的 12.2% 。 暖温性灌草丛类主要分布于辽宁省南部、河北省坝下以南, 至秦岭、淮河线以北的暖温带地区,其次分布在亚热带中山地区的暖温气候带。这类牧地水热条件较优越,年降水量 540 - 800mm 以上,≥ 10 ℃积温变动于 3200 — 4500 ℃; 土壤以褐土和棕壤为主。草群以多年生高、中型禾草常见。 草层高度 30 — 100cm ,复盖度平均 50% — 80% ;灌木或乔木层高度 80 — 200cm 。此类牧的地上部第一性生产力较高,平均干草产量 1731kg/ hm 2 。牧草营养价值中等,早期利用较好,后期适口性明显下降。 暖热性灌草丛主要分布于秦岭、伏牛山、淮河线以南, 至北回归线附近以北的北亚热带和中亚热带地区。 该类牧地水热条件优越,年降水量 700 - 2000mm ,≥ 10 ℃积温 4500 - 6500 ℃。 土壤主要为山地红壤、黄壤和黄棕壤。植被的草本层高度不等,相差悬殊,可从 20 - 250cm ; 灌木或乔木平均高度 150 - 300cm 。此类牧地由于受多种自然和人为因素的综合影响,所以草群结构、生产能力和饲用价值等特征差别很大。干草年产量变动于 1400 ― 3600kg/ hm 2 。其饲用价值良、中、低等均有,通常在抽穗之后营养价值迅速降低。 热性灌草丛分布于北回归线附近以南的地区,为南亚热带和热带森林植被屡遭砍伐或刀耕火种所形成的次生牧地类型。该牧地热量丰富,雨量充沛,年平均气温 20 ℃以上,≥ 10 ℃积温大于 6500 ℃,全年基本无霜,年降水量一般 1000 - 2000mm 。土壤主要为砖红壤。草群高度通常 50 - 80cm ,乔木或灌木高度在 150 - 300cm 以上。其地上部第一性生产力高,一般干草产量可达 2100 - 3500kg/ hm 2 。饲用植物的营养价值多属中等,生育后期适口性降低,宜在营养期多次利用。 广温性灌草丛类主要是指以多年生根茎性禾草白茅为建群种的灌草丛类型。这类牧地在暖温带、亚热带和热带均有分布,其形成与反复火烧和耕地撂荒有密切关系。该类牧地的气候条件、土壤类型和植物群落结构因其分布地区不同而异。白茅牧地的草层高度一般 60 - 100cm ,干草产量变动于 2000 - 4000kg/ hm 2 之间。饲用价值中等,营养期草质鲜嫩,抽穗后粗硬,适口性显著下降。 (8) 草甸类组 草甸类组牧地包括温性草甸、寒温性草甸、高寒草甸、暖热性草甸和广温性草甸 5 类。由于该类组牧地主要发育在土壤湿润的地带或地段,所以分布相当广泛,遍布全国各地。植被主要以中生的多年生禾草和杂类草占优势。草甸类组牧地约 9109.3 万 hm 2 ,占天然牧地的 23.2% ,其中可利用面积 8322.6 万 hm 2 ,占可利用总面积的 25.2% ,是我国天然牧地中面积最大的一个类组。 温性草甸类,按其生境的大地貌和基质,可分为温性典型草甸、低湿地草甸和盐化草甸三个亚类。温性典型草甸亚类牧地具有地带性意义,出现在我国东北温带森林区及其向草原区过渡的地段,以及西北和西南山地的垂直带谱中,土壤主要为黑土和山地草甸土。该亚类牧地草群成分丰富多样;草群高度多为 25 - 35cm ,复盖度 60% — 90% ;干草产量约 2000gk/ hm 2 ;常为优良等牧地。低湿地草甸亚类牧地分布于温带非盐化的低湿地段。草群高大,叶层高度在 40 - 60cm 以上,平均干草产量 1700kg/ hm 2 。盐化草甸亚类牧地分布于盐生低洼地段和沿海滩涂,草群较为单一;干草产量平均 1048kg/ hm 2 。 寒温性草甸类主要分布于我国南北各大山地的亚高山地段,具有垂直地带性意义。土壤为山地黑土和亚高山草甸土。草群高度多为 20 - 35cm ,复盖度 70% - 90% ,平均干草产量 1387kg/ hm 2 ,草质优良。 高寒草甸类是在高原或高山寒带和亚寒带湿润气候条件下发育而成的。集中分布在青藏高原的东部以及西北地区的高山地带。土壤为高山草甸土。草群低矮,一般不超过 5 - 15cm ;复盖度大,通常 80 - 90% ;平均干草产量 882kg/ hm 2 ;大多为优良牧地。 暖热性草甸类多出现于亚热带低湿地段, 面积较小,常见种为牛鞭草和盐地鼠尾草。 广温性草甸类是指由对温度适应性广泛的多年生草本植物构成的牧地类型。 这种类型在温带、亚热带和热带均有分布。 主要植物种为狗牙根。土壤通常为砂质草甸土, 有的呈现微弱盐渍化现象,草层高度 10 - 30cm ,干草产量可达 4160kg/ hm 2 。草质良好,适合放牧利用。 (9) 沼泽化草甸类组 沼泽化草甸类组牧地是在土壤过分潮湿的条件下形成的,主要由湿中生的多年生草本植物构成。土壤为沼泽化草甸土。该类组牧地面积 1456.7 万 hm 2 ,占天然牧地的 3.7% ,其中可利用面积 1156.9 万 hm 2 ,占天然牧地的 3.7% ,其中可利用面积 1156.9 万 hm 2 ,占可利用总面积的 3.5% 。按其分布地区的热量条件,可分为暖热性、温性和高寒三类沼泽化草甸。 暖热性沼泽化草甸类多分布于亚热带湖滨低地。草群高度为 35 - 55cm ,复盖度 80% - 95% ,平均干草产量 2180kg/ hm 2 。适合冬春放牧。 温性沼泽化草甸类主要分布在温带和亚热带地区的山地温带土壤过湿的低洼地段。草群生长繁茂而高大,复盖度通常大于 80% ,高度 50 - 100cm ,产草量高,平均 2525kg/ hm 2 。牧草春季返青较早,营养丰富,适合牛马早春放牧。雨季地表积水,给放牧带来一定困难。 高寒沼泽化草甸类主要分布在青藏高原的东北部地区。平均草群高度 15 - 35cm ,复盖度 70% - 95% ;草质良好,产草量较高,约 1000 - 1500kg/ hm 2 。 (10) 沼泽类组 沼泽牧地是在地表季节性甚至终年积水条件下形成的,其分布不受地带性气候的限制,但以温湿和冷湿气候区域发育而成的温性沼泽类较广,主要土壤为泥炭沼泽土和沼泽土。牧地饲用植物种类贫乏,主要由大型禾草和莎草类以及高大杂类草组成,以多年生湿生植物占优势;草群茂密,复盖度高达 80% - 100% ,高度多在 50 - 100cm 以上,干草产量变动于 1480 - 3430kg/ hm 2 之间。除温性沼泽类外,该类组还有暖热性和热性沼泽两类。前者分布于亚热带,常见优势种为藨草;后者分布于热带。该类组牧地,因地表积水,难以放牧,一般可割草利用。其面积为 287.4 万 hm 2 ,占天然牧地的 0.7% ,其中可利用面积 225.4 万 hm 2 ,占可利用总面积的 0.7% 。 (11) 苔原类组 该类组只有寒性苔原一类,出现于温带的高山地带,是在高海拔地带寒冷、湿润气候和冻土条件下形成的。 除上述类型外,还有一类特殊的天然牧地,即零星草牧地。这类牧地因其分布零散,单块面积小,所以不便按照上述分类标准进行划分和统计面积。但此类牧地总体面积较大,特别是在亚热带、热带地区。 ( 二 ) 人工牧地大类 人工牧地是通过农业技术措施建立的饲用植物群落,通常是以多年生 ( 或一年生,或少年生 ) 豆科和禾本科牧草混播 ( 或单播 ) 而成的草牧地,亦有用灌木 ( 或乔木 ) 饲用植物建立的人工灌 ( 或林 ) 牧地。目前我国人工牧地所占比例很小。到 1996 年底,全国人工牧地面积 774.1 万 hm 2 ,仅为天然牧地的 2.3% 。其中以内蒙古、新疆、青海、四川、陕西和甘肃 6 个省 ( 区 ) 的面积较大,占全国的 74.9% 。 与天然牧地比较,人工牧地的突出特征是产量高、质量好。 目前,在北方地区大面积旱作人工牧地比天然牧地的产草量高出 3 倍左右,有灌溉条件者高出 4 — 5 倍;在南方地区比天然牧地的产草量高出 1.5 — 2 倍。今后,随着栽培和管理水平的提高,人工牧地的产草量将会逐步增加。人工牧地质量优于天然牧地,主要表现为适口性好和蛋白质含量高。因此,人工牧地是发展集约化畜牧业的物质基础,它在牧地中所占比例的大小是畜牧业集约经营程度或水平的重要标志。此外,目前用于人工牧地的栽培饲用植物约 500 种,仅为天然牧地的 7% ,其中在生产中种植面积较大的仅几十种。人工专用牧地大类共分 2 个类组 5 类,下面分别简述其特征。 (1) 中生型人工牧地类组 中生型人工牧地由中生或旱中生饲用植物单作或混作而成,广泛分布于湿润、半湿润地区以及干旱、半干旱地区的土壤湿润地段或有水浇条件的地方。该类组植物群落生长茂密,高度因种类而异,地上部第一性生产力很高。由于它们对热量条件需求不同,所以分为寒温性、温暖性和热性人工牧地三类。 寒温性人工牧地分布于高寒山地和高原,以及温带地区,主要饲用植物种类有禾本科的垂穗披碱草、老芒麦、披碱草、中华羊茅、无芒雀麦、冷地早熟禾,以及豆科的紫苜蓿、红豆草、山野豌豆等。此外,尚可见甘青剪股颖、肥披碱草、黄花苜蓿及多种鹅冠草和大麦草。群落干草产量平均为 3950kg/ hm 2 ,通常变动于 3000 - 7000kg/ hm 2 。 温暖性人工牧地分布于暖温带、北亚热带和中亚热带地区。常见种类有禾本科的多年生黑麦草、苇状羊茅、扁穗冰草、鸭茅、岸杂 1 号狗牙根、扁穗牛鞭草、圆草芦等,以及豆科的红三叶、白三叶、小冠花、百脉根、葛藤、二色胡枝子、紫穗槐、还有紫草科的聚合草。此外,杂三叶、地三叶等牧草亦有少量种植。草群生产力高,平均干草产量为 6500kg/ hm 2 ,通常变动于 4000 - 10000kg/ hm 2 之间。 热性人工牧地主要分布于南亚热带至热带地区。常见种类有禾本科的宽叶雀稗、小花毛花雀稗、卡松古鲁狗尾草和象草等,以及豆科的大翼豆、格拉姆柱花草、绿叶山蚂蝗、银合欢等。此外,有栽培前途的种类较多,如禾本科的海雀稗、大黍、台湾剪股颖、短柄草、大米草、铺地狼尾草、盖氏虎尾草、台湾虎尾草、糖密草、田间鸭咀草、多种早熟禾,豆科的银叶山蚂蝗、圭亚那柱花草、矮柱花草、胡枝子,还有常绿乔木肥牛树等。该类人工牧地地上部第一性生产力很高,平均干草产量达 9100kg/ hm 2 ,通常变动于 6000 - 15000kg /hm 2 。 (2) 旱生型人工牧地类组 旱生型人工牧地以旱生或中旱生栽培饲用植物占优势,一般为多年生草本、半灌木、灌木或乔木。其分布地段较中生型人工牧地干旱,但当有水浇条件时,产草量会大幅度增加。该类组牧地包括寒温性和热性二类。 寒温性人工牧地主要出现于温带和高寒山地或高原。主要种类有禾本科的羊草,豆科的沙打旺、蒙古岩黄芪、细枝岩黄芪、扁宿豆、柠条,以及木地肤、蒙古沙拐枣、沙枣等。此外,尚可见冰草,沙生冰草、蒙古冰草、新麦草、洽草、固沙草等禾草,以及草木栖状黄芪、达乌里胡枝子、锦鸡儿、驼绒藜、数种岩黄芪、旱榆、旱柳和沙棘等。群落生产力低于中生型人工牧地,平均干物质产量 2578kg/ hm 2 。 热性人工牧地主要分布于亚热带干热河谷和热带干热地段, 此类牧地的适宜种类较少,常见的有非洲狗尾草、元谋尾稃草、新银合欢、大叶相思等,平均干物质产量 8000kg/ hm 2 。 ( 三 ) 粮 ( 经 ) 草复合农牧地大类 粮 ( 经 ) 草复合农牧地是一种以农为主的农牧兼用地,通常以粮食或经济作物为主,同时间作、套作或轮作牧草,形成空间上或时间上的复合植物群落。这种类型增加了群落的光合器官面积及其光合作用时间,提高了光能利用率,在生产力得到提高的同时,为家畜提供了数量可观的饲草。该大类牧地主要分部在北方和南方农区,可将其划分为 2 个类组 4 类,其特征分述如下。 (1) 水田型粮 ( 经 ) 草复合农牧地类组 水田型粮 ( 经 ) 草复合农牧地,除青藏高原外,全国各地均有分布,但大都分布在我国秦岭、淮河一线以南的地区。该类组土壤水分充足,群落以水稻为主的农作物与各种牧草构成。根据分布地区的热量条件,可分为温性和暖热-热性水田型粮 ( 经 ) 草复合农牧地两类。 温性水田型粮 ( 经 ) 草复合农牧地通常分布于温带地区,热量资源不很丰富,≥ 10 ℃积温小于 4500 ℃,作物熟制为一年一熟,通常由稻—草构成季节轮作群落,饲草主要有毛叶苕子、箭舌豌豆、草木栖等。干草产量一般为 4200 kg/ hm 2 。 暖热-热性水田型粮 ( 经 ) 草复合农牧地分布于亚热带和热带地区,热量资源丰富,≥ 10 ℃积温为 4500 - 9000 ℃ 。作物熟制有一年一熟、二熟和三熟三类,其复合牧地类型为稻与牧草构成不同形式的季节轮作,饲草作物主要为紫云英、田菁、柽麻、光叶苕子、金花菜、绿豆、蚕豆、竹豆、虹豆等,干草产量通常为 6500 kg/hm 2 左右。 (2) 旱地型粮 ( 经 ) 草复合农牧地类组 旱地型粮 ( 经 ) 草复合农牧地主要分布于我国秦岭、淮河一线以北地区,部分出现于南方的丘陵、山地和高原地区。与水田型粮 ( 经 ) 草复合农牧地类组比较,该类组构成群落的农作物和饲用植物种类较多,结构亦较复杂,不仅有季节轮作群落,也有年际轮作群落,但土壤水分条件较差,特别是在北方没有水浇条件的地段。依据分布区的热量状况,亦可分为温性和暖热-热性旱地型粮 ( 经 ) 草复合农牧地两类。 温性旱地型粮 ( 经 ) 草复合农牧地类为这一类组中的主要类型。这类牧地分布地区的年降水量不及 800mm ,且农业用水保证率较低;作物熟制有一年一熟、两年三熟或一年两熟。在一年一熟的地区,多出现年际粮 ( 经 ) 草轮作复合农牧地类型,其群落由不同年度的粮 ( 经 ) 作物和饲用植物组成。主要粮经作物为小麦、玉米、高梁、谷子、马铃薯、棉花等,常见饲草有紫苜蓿、红豆草、小冠花、黄花草木栖、白花草木栖、春箭舌豌豆、毛叶苕子等。在两年三熟和一年两熟的地区,通常为季节粮 ( 经 ) 草轮作和粮 ( 经 ) 草间套作类型。其常用的粮经作物有小麦、大麦、玉米、谷子、黍、高梁等,主要饲用植物有草木栖、毛叶苕子、春箭舌豌豆、田菁、饲用燕麦和甘薯,以及青饲玉米、向日葵、谷子、糜子、豌豆、香豆子、山野豌豆和绿豆等。干草产量一般为 3000 — 4000 kg/hm 2 。 暖热-热性旱地型粮 ( 经 ) 草复合农牧地类,主要分布于亚热带和热带的丘陵、山地和高原地区。作物熟制有一年二熟、三熟和四熟三类。复合农牧地有季节粮 ( 经 ) 草轮作和粮 ( 经 ) 草间套作等类型。粮食作物主要为小麦、大麦、玉米、蚕豆、豌豆、马铃薯等,饲用植物有光叶苕子、兰花苕子、田菁、箭舌豌豆、山毛豆、柽麻及饲用蚕豆、竹豆、豇豆、菜豌豆、印度草木栖、绛三叶、意大利黑麦草、金花菜等。干草产量一般约 4500 kg/hm 2 。 ( 四 ) 乔 ( 灌 ) 草复合林牧地大类 乔 ( 灌 ) 草复合林牧地是一种以林为主的林牧兼用地,树木通常以果树、经济林木或其他类型的幼龄树为主,林中种植优良牧草,形成立体结构,既能充分利用光能和水热资源,得以林草双丰收,又有保持水土的良好功能。该大类牧地主要分布在农区和林区。农区主要为果—草、桑 — 草、茶 — 草等构成的复合林牧地,林区主要为幼龄树 — 牧草构成的复合林牧地。根据农业部编制的《中国农业统计资料》, 1995 年全国的果、桑、茶等各种园地共 926 万 hm 2 , 幼龄林地 798 万 hm 2 ,但目前在林中种草养畜,真正形成乔 ( 灌 ) 草复合林牧地的面积较小,今后应大力提倡,积极推广,不断提高这大类兼用牧地的比例。此大类牧地可分为 2 类组 3 类,各类组与类的特征如下。 (1) 湿润型乔 ( 灌 ) 草复合林牧地类组 湿润型乔 ( 灌 ) 草复合林牧地主要分布于秦岭、淮河一线以南的亚热带和热带地区。该类组包括暖热性和热性乔 ( 灌 ) 草复合牧林地两类。 暖热性乔 ( 灌 ) 草复合牧林地类分布于广大的亚热带地区。此类林牧地的主要树种有柑桔、枇杷、杨梅等果树,以及油桐、桑、茶、油茶、白蜡树等经济树种,其他幼龄林树种主要为马尾松、云南松、杉等。林中种植的牧草主要有红三叶、白三叶、苇状羊茅、鸭茅、多年生黑麦草、一年生黑麦草、苏丹草、宽叶雀稗、早熟禾等。草群平均年产干草 3000 kg/hm 2 左右。 热性乔 ( 灌 ) 草复合林牧地类分布于热带与南亚热带地区。该类林牧地的主要果树有荔枝、龙眼、乌榄、白榄、番木瓜、芒果、香蕉、大蕉等果树,以及油橄榄、咖啡、胡椒、油棕等经济树种,其他幼林树种有橡胶、八角、铁刀木、樟树等。林中栽培的牧草主要为柱花草、大翼豆、莲夹豆、狼尾草、糖密草等,草群干草产量平均约 4200 kg/ hm 2 。 (2) 半温润型乔 ( 灌 ) 草复合林牧地类组 该类组主要分布在秦岭、淮河一线以此的温带地区,只含温性乔 ( 灌 ) 草复合林牧地一类。主要树种为苹果、梨、桃、杏、葡萄、核桃、板栗等果树,其他幼林树种主要有松、杨、榆、柳、刺槐、泡桐、苦楝等,林中牧草常见的种类有紫苜蓿、沙打旺、草木栖等。草群年产干草一般为 2300 kg/ hm 2 。
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学者的科研类型
yuliping 2010-2-4 11:34
做学问也和人的个性一样,不同的学者有不同的研究类型,感觉有以下三种: 广博型:研究领域众多,在每个领域都有所建树,知识渊博。上次听说一大牛本科是学物理出身,硕士是文学,博士是情报学。现在主要从事情报学的研究,最近还发表过物理学和哲学方面的论文。我所知道的另外一位大师更是博览群书,在学科内许多方向都有深刻的见解和认识。这样的学者估计不多,不是可以培养出来的。 专业型:研究领域相对较窄,但是研究很深,在较窄的领域做到圈子里面的佼佼者。这样的学者感觉比广博型学者要略多一些。 两者兼顾型:大多数学者可能是二者兼顾。感觉我自己就属于这一类,学科之间的跨度还可以,在每个方向有一定的深度,但还不够深。 本文不讨论介于学者和其他职业之间的类型。 学者的类型不是学者自我选择的,讲句唯心的话,更多地可能是一种命运的安排。 欢迎各位讨论,呵呵! 2010.2.4 俞立平于邗上
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学术会议有哪些类型和形式
yangwenzhi 2009-8-26 01:16
根据我多年的体悟,我把 学术会议概况为以下类型和形式,不同的会议形式,其功能和作用,以及使用的场合是不一样的。 01 学术年会 学术年会是学术会议中一种制度性的会议形式,通常是定期(一年或多年)召开的一种大型综合性或主题型学术会议。早在20世纪初期,中国近代的科技社团就有组织学术年会的传统。如,中国科学社19161936年曾连续举办年会21次。1923年,该社领导人任鸿隽认为,召开年会有三个用意,一是讨论本社进行事宜,二是学术交流,三为与地方领导交谈以促进科学实业发展。国外的科学社团也有召开年会的传统,如美国科促会第一届年会于1848年9月20日召开以来,迄今已是第170届,该年会致力于为世界各地的杰出科学家提供一个展示最新成果、相互平等交流的舞台,同时也致力于为公众和科学家搭建相互沟通的桥梁。印度科学大会协会举办了90多届学术年会。中国科协从1999年以来,已建立了学术年会制度,目前已举办年会6届,产生了良好的社会反响。 学术年会一般具有主题性、高层次、学术性、参与性、开放性、规模性等特点。每届需要确定一个或多个会议主题;会议规模比较大,参加人员比较多,包含的学科范围和专业领域较广,所以需要进行较长时间的筹备,通常筹备周期都在1年以上;年会期间,除进行必要的大会报告外,还需要设置若干专题分会场或专题单元,以及大型展览、科普活动等,以供参会代表和公众选择性地参与。由于学术年会对举办地的条件(如会场、交通、食宿等的配套)相对较高,同时还需要举办地政府和公众的支持和充分参与,所以需要举办地申办,并不断更换新的举办地,这样不仅能发挥举办地政府、企业和公众的积极性和广泛参与性,而且可以不断扩大年会在各地区的声誉和知名度。 除开展学术交流外,学术年会也是科技社团开展其它活动的平台。一般科技社团都会利用召开年会的时机,进行理事会改选、召开工作会议、举办表彰奖励、举办培训、进行刊物销售、贸易洽谈、举办大型展览、筹划和营销服务等活动。 02国际学术会议 国际学术会议是各个国家相关学术领域研究者聚集交流的学术交流形式。国际学术会议的主要与会者来自各个国家,这是识别国际学术会议的主要标志。换言之,国际学术会议的每个与会者都具有某个国家的象征,不论你是否是国家正式派遣的代表,还是以个人身份与会,人们都会把你列在你所属国家名下,把你看成是这个国家的一部分。由此,国际学术会议和国内学术会议的分野为:国际学术会议是不同国籍学者的会议;国内会议是同一国籍学者的会议。国际学术会议分双边学术会议和多边学术会议。双边学术会是指与会者仅来自两个国家;多边学术会议是指与会者来自3个及3个以上国家。 国际学术会议是各国派遣的学者代表或来自不同国家的学术人士的聚会,与会者就共同关心的学术问题进行讨论和交流。国际学术会议组织者应当经过事先安排,讨论的内容应当预先得到确认和限定,并按照学术共同体的规则行事。国际学术会议最根本的原则是国与国之间的平等,正式的与会代表均享有同等的代表权和交流权。会议的时间、地点、议程、交流语言等应尊重与会者的选择。 目前,关于国际学术会议的分类,还众说纷纭,其原因主要是分析者角度各异。如果按地理范围分,可有世界性学术会议、区域或地区学术会议等。在国际上,不同的学术会议有不同的用词。如,Meeting,指会议,最一般的用词,规模可大可小,层次可高可低,可以是正式或非正式的聚会;Conference,指大会,较正式用词,使用范围甚广,多数国际学术会议用此词;Congress,指代表大会,由正式代表出席的会议,一般规模较大,如,国际地球物理学家代表大会;Committee,指委员会,建立以审议或处理特别的问题,如专家委员会、常设委员会、指导委员会、组织委员会;Council,指理事会,有任期的咨询或立法组织,如科学理事会;Symposium,指研讨会,主要指专题性的学术会议;Seminar,指讲习会,讲授性质的学习班等;Round-table,指圆桌会议,不分席次以示平等的学术会议;Panel,指专题小组讨论会,带有评议和答询性质;Forum,指论坛,讨论大众关心的学术问题的集会。 03 学术报告会 学术报告会是指以介绍科技发展和学术研究动态、发布学术研究成果等为主要内容的学术演讲会。这种会议往往以演讲者、报告人为中心,听讲者参与讨论的机会不多。有时与其他学术活动相结合,具有科普和科技传播的作用。 学术报告会的题目要确定,并事先告知,以便听众选择和有所准备;学术报告演讲题目要与听众的知识背景和学术兴趣相匹配。学术报告会一般采取影剧院式的会场形式,须设报告或演讲台,主持席可设或不设;应使用多媒体投影、音频视频系统,灯光调节要适度;单个学术报告时间不能过长,可以安排多位专家作学术报告;报告会的总时间比较灵活,可长可短。 04 学术沙龙 沙龙是法语Salon的译音,原指法国上层人物住宅中的豪华会客厅。17世纪,巴黎的名人常把客厅变成著名的社交场所,志趣相投者聚会一堂,抱膝长谈,无拘无束。后来,把这种形式的聚会叫做沙龙,学术沙龙由此而衍生。 典型的学术沙龙的特点是:第一,会议定期举行。第二,会场自在宽松。会议氛围朦胧浪漫,常常在晚上举行,会场清静别致,以激起与会者的学术情趣、谈锋和学术灵感;第三,学术志趣相投。参会者人数不一定多,一般已20人以内为宜,但必须是沙龙学术主题的圈子内人,社会地位、年龄、性别等不限。第四,自由谈论和交流。设定一个交流主题或范围,可以集体谈论和交流,也可以自愿结合,三三两两,自由谈论,各抒己见。有的学术沙龙组织者将谈论、交流进行记录、整理,扩散和传播到更大范围。 05 圆桌学术会议和学术座谈会 圆桌学术会议和学术座谈会虽有相近之处,但却有很大区别。 所谓圆桌会议,是指一种平等、对话的协商会议形式。是一个与会者围圆桌而坐的会议。在国际会议的实践中,主席和各国代表的席位不分上下尊卑,可避免其他排座方式出现一些代表席位居前、居中,另一些代表居后、居侧的矛盾,更好体现各国平等原则和协商精神。据说,这种会议形式来源于英国亚瑟王的传说。5世纪,英国国王亚瑟在与他的骑士们共商国是时,大家围坐在一张圆形的桌子周围,骑士和君主之间不排位次。圆桌会议由此得名。至今,在英国的温切斯特堡还保留着一张这样的圆桌。关于亚瑟王和圆桌骑士的传说虽然有着各种各样的版本,但圆桌会议的精神则延续下来。第一次世界大战之后,这种形式被国际会议广泛采用。 圆桌会议。据说,以前中外会议,尤其是那些正式的会议或宴会,非常讲究主宾的席位座次,一般都是让主、尊、长者居中而坐,宾客则根据其身份、地位、辈分,一左一右,依次安排在主位的两面;但如果碰巧客人都是显贵尊长,就不好办了。公元5世纪时,英国的亚瑟王想出了一个办法,即他和他的骑士们举行会议时,不分上下席位,围着圆桌而坐,这样就避免了与会者席位上下而引起的纠纷。于是便形成了圆桌会议。 圆桌会议不分上下尊卑,含有与会者一律平等和协商的意思。第一次世界大战后,国际会议便多采用圆桌会议的形式。有的时候,因为参加会议的人数很多,也可以用方桌在会场中摆成一个圆圈的形式来举行圆桌会议。 圆桌会议是表示与会各方一律平等的会议。在举行国际或国内政治谈判时,为了避免席次的争执,表示参加各方地位平等起见,参加各方围坐在一张大圆桌的周围(或者是环形的席位)开会。这种会议形式称圆桌会议。 学术座谈会一般也采取圆桌会议的形式,设有会议主持人和记录员,它的会议规则是请每位与会者轮流就会议设定的学术议题发表自己的独到见解,发言者之间没有交流,与会者之间也没有交流,它只是单纯地就会议主题发表一系列演讲。 06 头脑风暴学术会 头脑风暴学术会是指一群学术研究者围绕一个特定学术问题,无拘束地交流自己新思想、新办法、新观点的学术交流情境。头脑风暴使用无拘束的规则,规定并激励参加者有了新观点和想法时,立即说出来,然后在参与者提出的学术观点之上建立新观点。所有的学术观点被记录下来但不进行学术评价和学术批评,只有头脑风暴会议结束时,才对这些学术观点和思想进行评估。这促使与会者能更自由地思考,易于进入思想的新境界,从而利于产生很多的新观点和问题解决方法。 头脑风暴学术会是产生新观点的一个过程,是一个学术团队试图通过聚集成员自发提出的学术思想和观点,为一个特定学术问题寻找解决方法的学术会议技巧。它的基本规则是:第一,延迟和不给予参与者提出观点的评判。头脑风暴学术会中,要如实地记录下所有与会者提出的学术思想和观点,不要暗示某个想法不会有作用或它有一些消极的副作用,而暗示所有的想法都有潜力成为好的观点,所以要避免讨论去讨论与会者提出的学术思想观点(避免耗时和阻碍新思想观点的继续产生),而要到会议结束时才对学术思想观点进行评判。第二,鼓励狂热和夸张的学术思想和观点。驯服一个狂热的学术思想观点,比提出一个立即生效的学术观点容易得多。如果大声说出参会者奇异、不可行的学术观点,就会引出别人的学术思想。把学术观点夸张到极限,就是创造性的思考技巧和工具从一个新的角度思考的开始。由此,头脑风暴学术会的观点越疯狂越好。第三,看中量的价值,而不是质。头脑风暴学术会中主要寻求观点的量;会后浓缩观点清单。所有活动应该适合在给定的时间内提练出尽可能多的学术观点,供选择的学术观点越有创造性越好。如果头脑风暴学术会结束时能有大量的学术观点,那就会发现一个非常好的观点。会议中,只简要保存每个观点,仅仅抓住它的本质,而不做详细地描述。第四,在他人提出的观点之上建立新观点。认真听取别人的观点陈述,建立在其他人的观点之上并进行扩展,把其他人的思想加入到每个观点中,用其他的人观点来激发自己,来探索新观点的可能性,生成一些新的观点。第五,每个人和每个观点都有相等的学术价值。每个人都有有效的观点和对情形和解决方法有独特的视角。在一个头脑风暴学术会议中,自己提出观点纯粹只是为了激发其他人,而不仅是作为最终的学术观点。先让与会者都参与进来,鼓励每个人参与。呈现出来的每个观点属于团队,而不属于说出这个观点的个人。如果所有参与者能够自由地和自信地贡献,这样的头脑风暴学术会议就获得成功。 在头脑风暴学术会中,须把头脑风暴规则张贴在一个显眼的地方;会议主持人要显得友好和鼓励他人,要欢迎每位参会者并试着使他们彼此说话,努力使每个人放松,感到很舒服。如果有一些平静的音乐,可播放一点;当参会者到齐后,把他们聚集起来,安顿在座位上。然后概略说明会议的目的,强调头脑风暴规则。当与会者提出新观点,尤其是观点非常怪异时,不断告诉他们说做得多么好。会议不可避免地会出现笨拙、沈默的时候,不要认为这不好,因为人们需要时间和空间来思考。会议可以一直继续,直到没有更多的观点。在一小短时间后,与会者已经竭尽,这时需要休息一会儿。会议中间休息,让人们走动、在外面闲谈、与其他人见面并放松一下;鼓励与会者游览记录观点的便笺。休息结束时,然后继续进行,提醒注意规则和会议目的,然后继续提出观点。如果有几个这样的会议单元,发现观点已经竭尽,会议支持者可以把清单呈现或送给会议参与者,并进入下一过程。头脑风暴会议结束,分析过程就开始,要核对大清单中的观点,分析评价找出接近会议目标的观点。观点分析可由会议主持者、专职人员、外部人员等来完成,也可以在与会者中完成。分析观点时,常常有不同意见,可以先做最初的分类,删除那些实际上是不可能的观点,最终形成三个清单,即:具有实际意义的创新观点;可能会凑效,或需要进一步分析和调查,但有趣的创新观点;无用的观点。关注有实际意义的创新观点和有趣的创新观点,放弃无用的观点。 07 小组学术讨论会与专题讨论会 小组学术讨论会与专题讨论会是一个非常接近的学术会议形式,是指与会者为研讨某一专门性的学术问题或学术研究任务而进行的沟通、讨论、分享知识、技能和对问题的看法的聚会活动。小组学术讨论会一般是学术会议中基本的单元形式,而专题讨论会既可以作为某一学术会议的单元,也可以单独召开。小组学术讨论会分为两种形式,即有领导的小组学术讨论会和无领导的小组学术讨论会。 有领导的小组学术讨论会就与一般小型的学术讨论会没有大的区别,即是在小组召集人的主持人,小组的与会者就会议设定的学术讨论题目,在会议室中面对面发表学术观点和想法,可以争论和质疑别人的观点和想法。有领导的小组学术讨论会通常是一些大型会议,如年会、论坛、讨论会等人数较多或议题较多的情况下,为了收集、获得与会者的观点、意见、想法,增进互动、沟通、交流,而设计的一种会议程序或会议单元,它是学术会议的一种活动细分(与会者人群细分、学术议题细分等),既是学术会议的独立板块,也是学术会议的组成部分。 无领导的小组讨论会是在没有小组召集人主持的情况下,小组的与会者就会议设定的学术讨论题目,在会议室中面对面发表学术观点和想法,可以争论和质疑别人的观点和想法。无领导的小组讨论会在学术交流中比较少见,也很少采用,而通常作为一种选拔和评价人才的测评技术,以情景模拟的方式对被选对象进行集体面试。它通过一定数目的被选对象组成一组(一般57人),进行一小时左右时间的与工作有关问题(一般为开放题或两难题)的讨论,讨论过程中不指定谁是领导,也不指定被选对象应坐的位置,让被选对象自行安排组织,评价者来观测被选对象的组织协调能力、口头表达能力,辩论的说服能力等各方面的能力和素质是否达到拟任岗位的要求,以及自信程度、进取心、情绪稳定性、反应灵活性等个性特点是否符合拟任岗位的团体气氛,由此来综合评价被选对象之间的差别。 08 学术论坛与学术讨论会 学术论坛是指学术团体或主办机构召集相关学术研究者就某一学术问题或论题,聚会到一起反复深入地研讨或论证,充分发表学术言论,并有听众参与其中的学术会议形式。学术论坛与学术讨论会、学术交流会等常常难以分开,多数时候只是名称的差异。学术论坛一般由主持人或演讲者自己主持,各方面对学术主题感兴趣的专业人员和听众均可参与,演讲者面对全体听众演讲,并就论坛主题问题发表意见和看法。当两个或更多的演讲者持不同学术观点、意见时,可以在演讲者之间、听众与演讲者之间展开自由、公开的讨论,允许听众提问。而学术讨论会、学术交流会有时不是面向全部听众,而通常只是几位与会者可以参加交流和提问。 学术论坛一般由专门的学术团体和组织机构主办,也有科研机构、大学、政府部门等召开,既可以研究、交流、讨论一些开放性、综合性或两难性、多元性的学术题目,也可以研究、交流、讨论一些专门性、单一性的学术题目。综合性学术论坛的参会者要吸纳多学科的学术研究者参加和发表言论;专一性学术论坛主要吸纳同学科或同专业学术研究者参与,但也要注重吸纳相联系的有关学科或专业学术研究者发表言论。学术论坛根据实际需要,可以按届次周期性地持续召开,也可以召开一次。 学术论坛论题明确,目的性较强,是一种交互性强、学术信息丰富、内容广泛、交流功能强劲的学术交流形式,与会者既可以获得各种信息,又能充分发表自己的言论,并在会上讨论等。在学术论坛中,与会者打破了学科或专业的空间限制,更无须考虑年龄、学历、知识、社会地位等差异,在一个平等、自由氛围中探讨、交流问题,有利于激发学术创新,解决学术疑惑。 09 学术讲座与学术研修会 学术讲座(或学术讲授)与学术研修会是传授学术知识、获得学术知识的两个环节。学术讲座是一种知识、学术、资讯沟通的学术交流方式,通常采用学术主讲人当面演讲或网络、视频、音频、文本等演讲的方式,让自己学术知识分享给其他需要的学术研究者或学生、受众。现场学术讲座听众可以发问,互动讨论,面对面的双向沟通。学术讲座中,学术话题、主讲人、参与者是基本的构成要素,学术主讲人要最大化地让听众来分享子自己的学术知识。 学术研修会是指为学术研究者或学生进修,提高学术研究水平和能力而组织的一种学术交流会议。学术研修会首要的是学术进修,是对参会者学术研究能力的提高,因此学术研修会须邀请本学科或领域中的领军人物、知名专家来做学术讲座;同时,与会者会聚在一起,也是一种学术进修资源,可以互相交流和学习,学学相长。学术研修会中,学术讲座可以是与会者理论水平得到提高,但真正的水平和能力提高还须靠与会者的深入理解和知识迁移,即可谓:师傅领进门,修行在个人。 10 学术辩论会 学术辩论是指学术见解对立的双方(或多方),通过各种学术论证方法,阐述自己的学术见解,揭露对方的学术谬误,以便最终肯定正确的学术观点,从而取得共识的一种语言(声音、文字)为载体的学术交流活动。 学术辩论即论证或反驳,是由一系列学术论点、论据、议论构成。学术辩论会一般有开始,展开,终结这三个阶段,典型的学术辩论会一般应由学术论题、学术立论者、学术驳论者、一般参会者等组成。 学术辩论会的三要素:一是辩论中存在着持有不同意见的双方或多方;二是辩论须针对同一事物或同一问题,即存在着同一论题;三是辩论的诸方有或多或少的共识或共同承认的前提,如思维的同一律,不矛盾律排中律,和充足理由律以及真确推理方法等,以及如社会公理,科学规律等是非真违标准和价值取向。 学术辩论的基本特征为:第一,立场鲜明。要求说话者在理的基础上,语言措辞针风相对,尤其是原则问题上,不得含糊不清,转弯抹角,摸棱两可。不然容易造成歧义,达不到明确目的。要使辩论语言立场鲜明,应多用己知道理,事实,数字说话;不用少用概括性,抽象性,摸棱两可的词语;要在目的明确,准备充分,策略得当的情况下,有意识的使用少量模糊语言。第二,答辩巧妙。学术辩论不是平淡的申明或反驳,而是选取比较新颖的角度进行答辩。第三,逻辑严密。要求对自己的学术观点阐述具有条理性,更重要的是运用逻辑武器,进攻对方的学术立论、论据、论证,揭其学术荒谬,避其锋芒,搓其锐气,扬己学术命题,充分展示语言的雄辩性。第四,用语精练。学术辩论者必须用简短明快的语言击中对方的要害,甚至达到一语中的的程度,辩词应力求简短犀利。第五,语言攻击。凡有学术辩论就有语言交锋,就必然体现出不同程度的攻击性。 11 视频学术会议 视频学术会议是运用现代信息技术手段实现与会者不需要聚集在同一会场,而能实现声音、表情和肢体语言等可视交流的学术会议方式。视频学术会议的根本特点是实现可视化的交流,这是学术会议中最自然、最不比拟的交流优势,它加深与会者的理解与记忆,促使与会者更有效地交流。 视频学术会议依托视频会议系统作技术支撑,它同时允许几组不同地方的与会者参加同一个会议,并能看到全方位的会议交流活动图像,清楚地听到别人所说的话,就像在大家坐在一起。视频学术会议可以使与会者不用出远门,就能进行远程的学术会议交流,既达到面对面学术会议交流的同等效果,有节省了传统会议的各项费用开支,减少了出差等人员的长途流动。 视频学术会议中,网动网络视频学术会议是最常见的一种,目前有很多机构都采用网动网络视频会议系统开展交流,有的还应用于远程教育培训和医疗的远程会诊。网动网络视频学术会议的形式是由组织者发起和主持,可以有多个人参加。通常使用文字信息进行交流,在设备许可的情况下也可以使用图形、音频或者视频的方式进行交流。不需要专门的会议场所和专职的会务人员。利用已经建成的计算机网络,使用这种会议方式,可以节省大量的会议经费。 网动网络视频会议在满足传统视频会议音频、视频通信的基本要求的同时,还能够提供多样的会议讨论形式和功能,如:远程讨论、远程共享多媒体演示文档和电子表等,共同就某一学术问题开展讨论,甚至能够将开会的通知通过电子邮件和手机短消息的方式传达到每一个与会者。 12 学术墙报 学术墙报(英文称poster)也称学术展板,是学术交流一种常见方式,与学术会议相配合,是学术会议的一道独特的学术风景。学术论文成果展板交流是一种在国际会议期间进行学术交流的常用形式,也是国外大学和研究机构开展学术研究成果交流与展示的一种普遍方式。 学术墙报需要经过筹划、准备、设计、制作、打印等相应过程,需要根据交流场地和展出的要求设计和制作。在学术会议中展出的学术墙报的学术内容,须符合学术会议主题(或学术内容范畴)的要求,与参会者的学术背景和研究领域相关。学术墙报可以展示研究团队的学术研究成果,也可以展示了作者个人的学术成果。学术墙报一定要图文并茂,以清晰的图表和言简意赅的语言概括了学术研究成果的内容、主要认识和创新点。
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我眼中的四类女子……
gaihua559 2009-6-4 23:24
孤独的师兄打算走出单身行列,因近水楼台之故,于是经常咨询同样单身的我,这个怎样,那个如何?当然,绝大部分属于一般,其次就是还行,心动不错的太少! 对于女性没什么研究,所以只能凭表面现象!然后深入到内部性格了! 最后在一次夸夸其谈后,总结出了四类女子。 首先,就是以表面的气质划分,得到两类,一类是表面温柔型,一类是表面坚强型,姑且称之吧! 然后加入另一条件,真实的内心,也就姑且称之内心温柔型和内心坚强型。两两组合得四类。 有些女子的气质,是从表及里的,一股强大的自信洋溢在空气中,一种强势跃然面容间,绝对的不欲屈居人下,而且现实也是十分地优秀,一再地加强这个气质!这类女子,必须要有各方条件都相当可以的男人才能匹配上,否则,以后的生活会是相当的痛苦,压力自然小不了的。想要逍遥自在的自动远离,想要一番作为的可以考虑。因为这种气质的形成,往往必须要一个相对较为强势的家族背景方可成就。这种算作强强型! 然后就是那种表面温柔,内心坚强的,这种女性一般源于底层,但有一股强烈的出人头地的欲望,只是表现一直未能达到十分绝对地优秀,眉宇间的那种隐忍,预示着她能够接受常人所不能接受的痛苦,努力达到自己的目标。对于逆境,绝对地抗压,但是若长时间的失败,也不大好说。 其三就是表面坚强,内心柔弱的,这类可能经过了一段长时间的拼搏,也有所成就,但总是感觉差那么一点,自卫心理很强的一类了! 其四就是内外皆温柔型的,对于生活很满足,估计一直生活都很幸福的,简单快乐型!若自己相当优秀,只能说是智商相当高的人了!不去过多地追求,但依旧风采无限。 感觉用好强代替坚强会更好了,似乎?只是气质用坚强又十分合理。 而自己始终没有准备好迎接怎样的生活,因为一旦选择,也许就决定了今后的道路,所以必须审慎考虑了!到最后,终于发现有一类女子,确实能够让人动心,自信和才华最后沉淀到面容上,是一股让人平静的平静。不过,在自己无法给她创造一个美好的未来的情况下,我还是继续沉浸在自己的世界里比较好!
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