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[转载]《光明日报》中国基础研究竞争力的定量分析
ontheways 2015-8-22 22:27
作者：杨立英 张晓林 摘自《光明日报》（ 2015年08月21日 10版） 中国科学院文献情报中心近期发布了《中国基础研究国际竞争力蓝皮书2015》（以下简称《蓝皮书》）。《蓝皮书》由张晓林研究员担任总策划、杨立英研究员主持，以科研产出为视角，采用定量研究方法，基于汤森路透公司（Thomson Reuters）发布的WoS数据库记录，勾勒出中国国际竞争力的宏观轮廓和基本特征，评估中国在基础竞争力、学科结构竞争力、重要成果竞争力和国际合作竞争力4个方面的年度发展现状。《蓝皮书》为年度滚动报告，2015年8月首次发布。 作为世界科学舞台上迅速崛起的新兴力量，中国已连续多年保持第2大SCI论文国家（仅次于美国）的世界位次。但是，产出大国还不等于科学强国。客观认识和正确评估中国基础研究的研究水平，探究中国在世界科学舞台上的竞争力表现，剖析进步与不足，是提升中国科研竞争力水平的前提，也是《蓝皮书》的研究目标。 基础研究是人类社会最复杂的智力活动之一，其科研竞争力的内涵也远远超出了数量与质量的范畴。考虑到定量研究方法的优势，《蓝皮书》从四个维度分别设计了能够反映国家竞争力的章节。第一章描述了中国研究规模和学术影响力体现出来的基础竞争力水平。第二章对比了不同科技发展程度国家学科结构的差异，归纳出中国学科结构的若干特点。第三章以重要科研成果为分析对象，评估了中国重要成果的国际竞争力。第四章绘制了国际科研合作的网络，挖掘中国在国际合作网络中的贡献力和地位。 在对比科技新兴国家与科技强国科研竞争力特征差异的基础上，《蓝皮书》扩展和丰富了基于科研产出视角下的竞争力内涵，提出和设计了引领指数、结构均衡指数、卓越指数、合作中心指数等一系列客观描述中国基础研究竞争力特征的定量分析指标，发现了影响中国科研竞争力提升的若干瓶颈问题，并结合中国科研环境背景提出了针对性建议和解决方案。 研究结论 《蓝皮书》的研究结论表明，中国基础研究最近五年突飞猛进，不仅研究规模有了跨越式发展，学术影响力的发展速度也远超同类国家，为中国科学的全面崛起奠定了重要的基础。在看到进步的同时，《蓝皮书》也揭示出中国基础研究有以下特点值得关注： 整体表现出若干新兴科技国家的共性特征：文献计量数据揭示出，2009-2013年，中国SCI论文数量体现出来的科研规模增长了0.8倍，但是学术影响力发展相对滞后。此外，引领指数还揭示出中国学术成果较少受到科技强国的关注；与科技发达国家相比，中国的学科结构表现出偏振特征；中国科研成果的知识交流多发生在相同领域内部，跨领域的知识融会贯通相对闭塞；中国的重要成果产出能力仍有较大的进步空间；在国际合作网络中，中国多数学科的中心地位有待提升。对比中国与其他新兴科技国家的竞争力特征，基本大同小异，这说明新兴科技国家在特定发展阶段表现出若干共性特征。 科研发展模式存在规模增长与质量提升尚不协调的情况：从投入产出的视角看，2013年中国以论文第2的世界位次获得了引文世界第7的位次，以15.9%的论文世界份额收获了5.3%的引文世界份额，产出了9.6%世界份额的重要成果。上面数据表明：中国以相对较多的投入（论文）获得了相对较少的产出（引文）。中国的科研发展模式存在规模增长与质量提升尚不协调的情况。对于新兴科技国家而言，学术质量发展滞后可能是必经之路，而且对于产出大国来说，产出规模增长也难以平均地转化为质量增长，但规模增长将在未来遭遇有限的科技资源的制约。希望中国科技界加强对科技前沿和影响全球发展的重大问题的原创性、突破性研究，进一步提高中国基础研究的影响力和竞争力。 学科结构趋于均衡，但较之科技强国仍存在显著性差异：2013年学科均衡指数的得分揭示出，科技强国的学科结构相对于新兴科技国家更为均衡，0.2是两类不同发展水平国家在该指标的分界线。2009-2013年，中国的均衡指数从0.27下降至0.23，揭示出中国各学科的发展水平日趋接近，学科结构向均衡态发展。但与科技强国相比，中国仍表现出不均衡分布的特征。就科研强国和科研大国而言，学科结构的多样化（即在众多领域都有学科布局）和均衡化无疑有助于科学体系内部的知识交流和融汇，有助于学科间研究工作的互相借鉴和参考。如果各学科发展水平参差不齐,不仅会制约国家整体科学活动的推进，而且会降低学科间必要的知识流动和知识交叉，影响国家科研竞争力水平提升。因此，对于科研强国和科研大国构建健康学科体系而言，促进学科均衡协调发展是重点部署的前提和基础。中国需要加大对弱势学科的支持，优化学科结构，促进学科均衡协调发展。 国际合作不断加强,但多数学科在合作网络的中心度有待提高：2009-2013年，主要科技国家均加强了国际合作研究。中国国际合作的本国份额从24.3%增加到25.5%。这一数字位于巴西、韩国之后，在TOP20国家居于第17位。从合作网络地位看，中国在各学科的合作中心度得分不断上升。在工程技术领域的相关学科，中国正在接近合作网络的中心，但多数学科尤其是在生命科学领域，中国仍处于合作网络的相对边缘位置。从中国在国际合作网络中的综合表现看，2013年中国的合作中心指数列世界第8位。这与中国科研规模居于世界第2的位次相比并不相称。整体而言，中国的多数学科尚需提高自己在国际合作中的地位，加快从跟随到同行再到领跑的发展步伐。在关注中国特有问题研究的同时，瞄准国际前沿和世界重大问题、加强与国际先进研究团队的合作。 生命科学与自身相比取得了长足进步：2009-2013年中国在生命科学的研究规模不断扩大。以临床医学为例，在2009-2013年SCI论文以年均19.1%的速度增长（同期世界该学科论文增长率仅为0.2%），从2009年的9975篇增加到2013年的19365篇。这说明国家在生命科学领域的投入已初见成效。但是，与生命科学领域世界科技强国的发展水平相比，中国仍有较大的提升空间。从学科结构的均衡性看，生命科学的不足已在一定程度上影响了国家科研竞争力的整体提升。从学科地位看，生命科学在科技发达国家早已成为主导学科，但在中国，生命科学的相对研究规模仍远远不及美国。从重要成果产出看，中国生命科学领域多数学科的世界份额只有2%左右，而同期美国这些学科的世界份额约在50%。此外，作为世界第一人口大国，中国在卫生与健康资源与可持续发展等方面的需求也期待生命科学研究能够受到更多关注和支持，为中国科学的全面崛起做出更大的贡献。 报告特点 拓展了定量分析中以研究规模和学术影响为主要内容的科研竞争力内涵。科研竞争力的内涵非常丰富，研究规模和学术影响是基础内容之一。已有的文献计量研究表明：科技发达国家和新兴科技国家在学科结构、重要成果和国际合作方面都存在显著差异。而健康的学科结构、重要的科研成果、有效的国际合作都可以在一定程度上反映出国家的科研竞争力。因此，《蓝皮书》将学科结构、重要成果、国际合作等维度纳入国家科研竞争力分析的内容之中。 采用了适合国家层面科研竞争力分析的OECD学科分类体系。学科是国家科学体系的基本组成单元。不同的学科分类体系适用于不同的评估目标。目前定量分析中较为流行的学科分类体系大致可分为粗放型（例如Nature Index、ESI、OECD）和精细型(JCR)两种。粗放型学科体系适用于宏观层面分析，精细型适用于中观或微观层面分析。作为国家层面科研竞争力评估报告，《蓝皮书》采用了OECD学科分类，与同属于粗放型的分类体系—Nature Index分类体系、汤森路透的ESI分类体系相比，OECD分类体系对医学和工程两大领域进行了细分，具有较好的区分度。 引入了网络分析的视角，评估全球网络背景下各国的科研竞争力水平。科研竞争力评估可以从线性视角或网络视角分别展开。基于线性视角的分析，其指标计算是单维的，指标得分高低取决于评估对象自身的表现，与其他评估对象的表现无关。基于网络视角的分析建立在关联网络（如引用网络、合作网络）的基础上，其指标计算是多维的，指标得分高低取决于评估对象在关联网络中的重要性，各评估对象的网络地位往往相互影响。 考虑到科研竞争力内涵的丰富性，《蓝皮书》在采纳一系列线性分析视角的基础上，引入了网络分析视角，将中国的科研竞争力水平放在全球网络环境下进行国际比较，以期实现特定的研究目标。《蓝皮书》在学术影响力分析、国际合作分析中均采用了网络分析的视角。 设计了一系列新的文献计量指标，以描述国家竞争力。在丰富和拓展科研竞争力内涵的基础上，《蓝皮书》汲取了文献计量领域最新的研究成果，引入或设计了一系列新的定量指标来揭示国家科研竞争力：如挖掘学术影响力的引领指数、测度学科发展水平均衡程度的均衡指数、描述学科交叉关系的融合指数和凝聚指数、评估重要成果产出能力的卓越指数、展现国际合作网络地位的合作中心指数等，以期更为全面、深入地揭示国家科研竞争力。 优化引文指标，以规避传统引文指标可比性差和时间滞后的缺陷。引文指标作为测度学术影响力的基础指标，长期以来一直饱受诟病。《蓝皮书》设计了国家即年引文指标，以规避传统引文指标的两个主要缺陷。缺陷之一是不同引用时间窗的引文指标可比性差。由于发表在不同年份的论文其引用时间窗不同，因而很难对比不同年份论文的影响力。缺陷之二是引用时间窗与论文发表时间存在时滞而难以评估最近年份的论文。由于没有充分的引用时间窗，最新年份发表论文的影响力指标无法利用常规引文算法。国家即年引文指标的计算方式从内涵上更贴近年度学术影响力的定义，可以实时揭示即年的学术影响力水平。
个人分类: 学术报告|2016 次阅读|0 个评论
从“我们恨化学”到天津塘沽港大爆炸：谁冷落了基础科学？
热度 7 杨学祥 2015-8-15 07:06
从“我们恨化学”到天津塘沽港大爆炸：谁冷落了基础科学？ ——加强政府部门的科学管理和专业化水平 杨学祥 【最新消息】 2015 年 8 月 12 日晚 11 时 30 分 左右，天津滨海新区瑞海公司所属危险品仓库发生爆炸。据现场目击者称，现场火光冲天，腾起蘑菇云，爆炸产生强烈震感，河北多地亦能感觉到。截至 14 日 15 时，爆炸事故共造成 56 人死亡，其中消防人员 21 人；住院治疗 721 人，其中危重症 25 人，重症 33 人。 网友王贵林最近指出，化学的危害之处并非化学本身所致，而是因为有些人滥用化学品牟利，甚至正是因为人类对化学的无知所造成的。所以我们对化学的态度不应该是恨，而是科学地去看待。如果你不愿意学习化学、不愿接触化学没关系，但是这个世界真的需要更多致力于化学的科学家，也需要更多具备化学专业知识的相关从业人员。但是很遗憾，我们正在经历的是越来越多的人对化学持有偏见，而且出于安全和前途的考虑，越来越多的人正在远离接触化学品的职业。 今天的大爆炸，震惊之余，我感想很多却不知道该写些什么。刚看电视再次听到“我们恨化学”的广告，忍不住坐在电脑前写下这些话。 网友王贵林有一个简单而又奢侈的希望，社会里的各行各业人员都能在自己的岗位上各司其职，特别是那些需要较强专业技能的职业，都能由受过专业教育培训的人员去从事。当然，像易燃易爆化学品的监管，需要的不仅是专业知识，还必须要具备高度的安全意识，避免细节疏漏和应对突发风险的能力。我们不愿意看到一次次事故带来那么多人员伤亡和财产损失，要想避免或减少再次发生，就该吸取教训深刻反思，然后采取改进措施，防患于未然。但这一切有赖于一个尊重科学的环境，需要一个健全的安全教育和监管机制，需要更多愿意去学习和从事化学行业工作的人。 网友王贵林的下述观点值得关注： 如果建筑规划人员、物流管理人员、甚至消防人员等等都能更多一些对易燃易爆化学品的科学认知和对潜在风险的及时预测分析，也许我们就可以避免灾难的发生或至少可以减少伤亡和损失。 如果能有更多的人经过专业培训后，去热爱并从事像危险化学品监管这样的工作，或者在间接接触危险化学品时能以科学专业的方式对待，我相信他们的价值绝不亚于危难之时冲在前线的消防战士。 http://blog.sciencenet.cn/blog-492259-912884.html 天津爆炸事故后的一声叹息 网友万谦宏如下观点值得关注： 8 月 12 日 天津开发区危险品库发生意外爆炸，致死 50 多人，伤者 700 多人，周围库房和民居毁损严重，事故的危害和规模均为今年来之最，尤其是 17 名年青消防队员的不幸牺牲，更是让人痛心不已。然后，事故发生后的第三天，仍然没有权威部门对事故原因作出分析，在市政府的新闻发布会上，记者提出安全距离的问题时，在场的安检局，环保局等官员，面面相觑，张开结舌，无一作答，官员的专业素养和担当精神，令人大跌眼镜。 改革开放近 40 年来，我们的经济规模不断扩大，由当初的小打小闹的家庭作坊式逐步升级，走上了规模化经营的现代工业之路。随着工业规模的扩大，事故发生的危害和频率也相应扩大。如果继续固守农耕文化思维，漠视工业发展规律，采用粗放管理模式，单纯追求增长指标，毫无疑问，我们将步入恶性事故高发和频发阶段，重走一遍原始资本主义的老路，掉入中等收入陷阱而不能自拔。 安检和环保部门是保证安全生产，消除事故隐患的关键。窃以为，这些专业性比较强的部门首长，任用前，应该组织专家委员会对候选人的专业素养进行考核。任职期间，由第三方机构或媒体通过信息公开的原则对其进行监督。 http://blog.sciencenet.cn/blog-1971894-913158.html 我在 2006 年 4 月 29 日 发表的《公众为何远离基础科学？》博文中指出： 新闻媒体对基础科学的冷落，恰恰是一面镜子，折射了公众对基础科学的冷漠，反映了政府官员对基础科学的忽视。收视率的提高意味着更多的广告来源和资金投入，新闻媒体无法逃避公众的视点。如果学校教育引进基础科学史，如果各种考评涉及基础科学史，如果管理人员懂得基础科学史，如果政府官员熟悉基础科学史，那么，违背科学的政策、措施、方案、条令、规则和行为就不会一再出现，依法行政，科技先行的社会可持续发展才能实现。 某一种行为，在局部看来是可行的，在全局看来就未必可行；在某一学科看来是可行的，在整体科学看来就未必可行；在人文科学看来可行的，在自然科学看来就未必可行（反之亦然）。基础科学的高度发展和高度概括，是人类趋利避害的强大武器。新闻媒体和社会公仆要引导时代潮流，就必须与基础科学结伴而行。 http://theory.people.com.cn/GB/49157/49165/4341565.htm http://theory.people.com.cn/GB/41038/4341574.html http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-910298.html 谁冷落了基础科学？
个人分类: 备忘录|5313 次阅读|12 个评论
随想：李总理了解国内一些基础研究成果的困难处境
热度 1 jmluo0922 2015-5-8 17:38
李克强总理7日在中科院物理研究所鼓励科研工作者说了一段意味深长的话： 一些基础科学研究获得承认往往需要很长时间，但历史最终会证明其价值！ 很显然这句中的研究不是指那些“随大流，赶时髦”受到大量资金资助，拿到国家各种奖励的所谓面子项目！ 李总理的话给了我极大的鼓励， 我还有什么理由不坚持到底呢！ 重大基础科学成果即使生前见不到被承认，得不到应有的荣誉； 只要经得起历史的检验，造福于后人，付出没有回报也不该后悔！ 重大基础研究成果的科学影响深远，验证与确认需要大量的事实证明， 并且对工程技术的巨大影响往往需要一段时期后才能体现， 很难得到学术界快速响应和即时公认。 因为，基础研究是面向未来，造福于子孙的事业！ 是那些抛弃了个人荣誉，敢于献身，具有高度社会责任感和科学使命感的精英，才能胜任的崇高事业。
个人分类: 杂谈|1051 次阅读|0 个评论
《宝鸡文理学院学报（自然科学版）2015年第1期（PDF）
zhpd55 2015-4-2 10:40
将刚刚出版的《宝鸡文理学院学报（自然科学版）》（PDF文件）转载如下，欢迎校内外专家学者批评指教，赐稿荐稿，联系信箱理科学报版：lkxbb@163.com,优秀稿件免受一切费用，长期有效。注意本刊没有委托任何人组稿，以防上当受骗！ JBUAS(Nat.Sci.),2014,34(1).pdf JBUAS(Nat.Sci.),2014,34(2).pdf JBUAS(Nat.Sci.),2014,34(3),1-35.pdf JBUAS(Nat.Sci.),2014,34(3),36-84.pdf JBUAS(Nat.Sci.),2014,34(4).pdf 《宝鸡文理学院学报（自然科学版）》J. BAOJI UNIV. ARTS SCI.（Nat. Sci. Ed.） 2015年第35卷第1期（总第109期）Vol. 35, No. 1, 2015（Sum No. 109） JBUAS(Nat.Sci.) 2015,35(1).pdf 目次 CONTENTS 基于矩阵分裂的鞍点问题的SOR?LIKE收敛性研究 雷刚，王慧勤(1) On the convergence of the SOR?LIKE iterative algorithm based on the saddle point problem of matrix splittin LEI Gang, WANG Hui-qin(1) 收敛半平面上Dirichlet级数的增长性 刘素红(5) The growth of Dirichlet series in right?half?plane of convergence LIU Su-hong(5) 部分序上的两类矩阵优化 韦娜娜, 李开超(11) The two kinds of matrix majorization on the partial order WEI Na-na, LI Kai-chao(11) 利用调和函数构造解析函数的两种变量替换法 王旭琴(15) Two variable substitution methods for conforming analytic function by harmonic function WANG Xu-qin(15) TiO 2 纳米管阵列的可控生长及其生长机理探讨 康翠萍，杜炳，杨志怀，等(19) Controllable growth of TiO 2 nanotube arrays and its growth mechanism exploration KANG Cui?ping, DU Bing, YANG Zhi?huai, et al(19) 三元配合物 ·H 2 O的热化学研究 蒋建宏,胡钞粟,刘卉，等(25) Thermochemical study on ternary complex of ·H 2 O JIANG Jian-hong, HU Chao-su, LIU Hui, et al(25) 微波法提取芦荟黄酮及其含量测定的研究 赖煊荣，黄晓兰，王艺菊，等(30) Study on microwave?assisted extraction technology of flavonoids in aloe and its content determination LAI Xuan-rong, HUANG Xiao-lan, WANG Yi-ju, et al(30) 宝鸡市大气总悬浮颗粒物中铅污染现状及评价 黄战胜(37) Evaluation and pollution situation of Pb from total suspended particulate in Baoji City HUANG Zhan?sheng(37) 姜黄素抗肿瘤作用的研究进展 王奕智,张宁(41) Research progress of the antitumor effect of curcumin WANG Yi-zhi, ZHANG Ning (41) TiAl基合金晶粒细化重要影响因素研究进展 马权(48) Research progress of factors effecting the refinement of grains in TiAl?based alloys MA Quan(48) 利用Benford定理分析固有无序蛋白（英文） 唐延柯，盖宁(53) The analysis of intrinsically disordered proteins (IDPs) obeys with Benford's law TANG Yan-ke, GAI Ning(53) 西安市大气降水中δ18O与温度和降水的关系研究 张俊辉(58) Research into the relations between temperature and precipitation of δ18O stable isotope in the precipitation in Xi'an City ZHANG Jun-hui(58) 浅析CO 2 浓度升高对小麦的影响 张蓓蓓(63) The effect of elevated concentration of carbon dioxide on wheat ZHANG Bei-bei(63) 宝鸡市近54年来人居气候舒适度变化特征分析 何佳，周旗，李建军(68) Characteristics of the changes of human settlement comfort index of Baoji City in past 54 years HE Jia, ZHOU Qi, LI Jian-jun(68) 基于ARCGIS与3DMAX的三维虚拟校园模拟——以咸阳师范学院为例 靳晴文,李景宜,史飞飞,等(74) Simulation of three?dimensional virtual campus based on ARCGIS and 3DMAX—Taking Xianyang Normal University as an example JIN Qing-wen, LI Jing-yi, SHI Fei-fei, et al(74) 论《线性代数》的应用型教学方法 杨闻起(78) On applied teaching methods of Linear Algebra YANG Wen-qi(78) 补白 科学家确认首个系外宜居星球，“超级地球”确实存在 李哲峰(14) 新抗生素：结构庞大、毒性致命 邓珠平(24) 科学家首次拍摄到同时以波和粒子形式存在的光线照片 李宗红（57） 本刊荣获第三届陕西省科技期刊特色奖 李宗红(67) 最受欢迎的除草剂可能具有致癌性 邓珠平(80)
个人分类: 数学研究|4330 次阅读|0 个评论
[转载]建设据有中国特色的自然科学 黄志洵
热度 1 yangxintie1 2015-1-18 00:35
个人分类: 胆剑篇|1406 次阅读|1 个评论
如此惨痛的代价：雾霾天气使得上海的城市价值大打折扣
热度 2 杨学祥 2014-1-18 19:35
如此惨痛的代价：雾霾天气使得上海的城市价值大打折扣 杨学祥 2005年3月22日第十三届“世界水日”前夕，由国土资源部南京地质矿产研究所主持的《长三角地区地下水资源与地质灾害调查评价》报告完成。据报告显示：由于地下水资源被过度开采，地面沉降对长三角地区造成的直接和间接损失已经达到3150亿元，包括对建筑楼房、道路桥梁、地下管线等造成的损失，其中上海约为2900多亿元，苏锡常为469亿元。长三角地面沉降大于200毫米的范围近1万平方公里，上海、苏锡常和杭嘉湖的最大累计沉降量分别达到2.63、1.80和0.82米。长三角的地下水资源衰竭对苏锡常地区的地面下沉已经造成非常大的危害，如果这一情况不能得到改善，“沉默的土地危机”将随时有可能在长三角大范围爆发 。 　　我在2006年4月29日指出，上海既是经济起飞的样板，也是环境污染的典型反面教材。国际舆论的如此评价值得深思。上海仍然在走国外先污染后治理的老路。在地下水枯竭和地表水污染的双重夹击下，可持续发展面临困境，其生态资源已丧失殆尽。水资源危机意味着生存环境的灭亡，以破坏水资源为代价的发展模式不值得效仿 。 2014年1月16日，在浙江省第十二届人民代表大会第二次会议上，浙江省省长李强在作政府工作报告时，多次提到雾霾治理，他表示，浙江要实行最严格的环境保护制度，启动烟尘粉尘、总磷总氮等污染物减排及考核工作。 　　17日，在出席浙江省政协十一届二次会议的侨联、对外友好、经济界联组讨论会上，李强再次提出，长三角地区是中国经济总量最大的地区，现阶段在保持经济一定速度增长的同时必须将环境治理好。“如果环境恶劣了，城市的竞争力就减弱了。” 　　他认为，雾霾天气使得上海、杭州等地区的城市价值大打折扣。 相关报道： 警惕读书无用论再度泛滥 公众为何远离基础科学？ －－科盲群体不仅仅是中国作家 杨学祥 2006年04月29日08:46 　　摘要：新闻媒体对基础科学的冷落，恰恰是一面镜子，折射了公众对基础科学的冷漠，反映了政府官员对基础科学的忽视。收视率的提高意味着更多的广告来源和资金投入，新闻媒体无法逃避公众的视点。如果学校教育引进基础科学史，如果各种考评涉及基础科学史，如果管理人员懂得基础科学史，如果政府官员熟悉基础科学史，那么，违背科学的政策、措施、方案、条令、规则和行为就不会一再出现，依法行政，科技先行的社会可持续发展才能实现。 　　关键词：基础科学，新闻媒体，科盲群体，经济效益，可持续发展 　　1． 被淘金浪潮淹没了的基础科学 　　黄昆走了，科学界扼腕，但同时闻讯的许多普通公众相当茫然：黄昆是谁？在科学界赫赫有名，在公众面前却是陌生人。 　　基础科学领域的科学家不仅远离公众，而且远离日益喧嚣浮躁的科技界。中国科学院化学研究所原所长胡亚东说，“科学技术”必须经过多次转换才能变为生产力，可是很多人错误地认为，科学技术直接等同于生产力。“这导致很多地方对科技工作者的考核，往往就看其完成了多少论文，这些论文又产生了多少经济利益。”很多基础科学研究领域根本没有明显的经济效果。再加上基础科学领域本身离老百姓生活比较遥远，科学家一般又都专注于研究领域，潜心工作，不愿过多跟公众打交道，“最终导致这些领域的科学家更加远离公众视野” 。 　　事实上，不仅公众能够对基础科学研究领域了解不够，就是科学研究部门对基础科学研究也退避三舍。为了获得研究资金的支持，很多地方对科技工作者的考核，不仅看其完成了多少论文，这些论文又产生了多少经济利益，而且直接为研究者设定了应该获得的项目经费金额，拿不到经费就低聘扣奖金。科研机构变身为生产企业，谁还敢做见不到经济效益的基础科学研究？科研工作者为了生存，不得不拉关系，跑项目，谁还有时间搞基础科学研究？跟着“老板”和领导的意图走，你就能拿到钱；坚持独立的科学观点，你就要受到冷落，谁还敢“实事求是”地搞基础科学研究？ 　　在普通公众的心目中，学者是学术上颇具造诣、道德上堪为楷模的受尊敬的群体。但以经济利益为目得的专家学者直接玷污了专家学者得以安身立命的良知道义和学术操守。专家观点失去公信力的背后，是部分专家与某些利益没有了距离，少数专家学者与开发商等利益团体构成了一个利益共同体，在这个共同体内，所谓学术研究的公正与科学自然蜕化变质了，诸如此类的“专家观点”，尽管有“专家”在场，但知识分子葆有的理性与操守却缺席了，这实际上是腐败的“学术寻租”。这些学者凭借自己耀眼的学术头衔，手中的鉴定权、论证权、签字权去堂而皇之地攫取一笔可观的评审费、润笔费、讲课费。但实际上为利益驱使，玩“学钱交易”，做利益集团的代言人。结果是，受利益主宰的专家意见又主宰了不知就里的善良听众。中国工程院院长徐匡迪曾愤言提出封杀“社会活动院士”，剑指的正是这类“利益的俘虏” 。 　　2． 被形象工程压垮了的基础科学 　　有人说，中国人特别擅长干大事；城市的大街建得豪华、整洁、漂亮，小街就破烂、杂乱、简陋；长江上建起了大坝，南水可以北调，城市的下水道却修不好；从东北盆地到西北沙漠，都建起了大油田，而小煤矿的频频矿难却无法遏止 。干大事，有高度，有亮度，可以作为业绩显身扬名。其后果是全国的水利工程与污水横流同在，城市的金碧辉煌与能源短缺并存。城市的地下水道改造工程是小事吗？合理的设计就是一座大型有机肥料工厂，不仅解决了城市水污染，而且解决了农村的土地退化。谁重视这些基础科学的研究 ？ 　　2 005年3月22日第十三届“世界水日”前夕，由国土资源部南京地质矿产研究所主持的《长三角地区地下水资源与地质灾害调查评价》报告完成。据报告显示：由于地下水资源被过度开采，地面沉降对长三角地区造成的直接和间接损失已经达到3150亿元，包括对建筑楼房、道路桥梁、地下管线等造成的损失，其中上海约为2900多亿元，苏锡常为469亿元。长三角地面沉降大于200毫米的范围近1万平方公里，上海、苏锡常和杭嘉湖的最大累计沉降量分别达到2.63、1.80和0.82米。长三角的地下水资源衰竭对苏锡常地区的地面下沉已经造成非常大的危害，如果这一情况不能得到改善，“沉默的土地危机”将随时有可能在长三角大范围爆发 。 　　 上海既是经济起飞的样板，也是环境污染的典型反面教材。国际舆论的如此评价值得深思。上海仍然在走国外先污染后治理的老路。在地下水枯竭和地表水污染的双重夹击下，可持续发展面临困境，其生态资源已丧失殆尽。水资源危机意味着生存环境的灭亡，以破坏水资源为代价的发展模式不值得效仿 。 　　美国《自然》周刊近期推出了一期探讨中国环境问题的封面文章 ，作者这样写道：在过去20年，中国已经铸就了一个经济奇迹。我们希望，未来20年，中国也能造就一个环境奇迹，并且确立一个好例子让其他国家取得社会经济和环境的可持续发展。其结果将不仅影响中国，而是整个世界。” 　　3． 被教育产业摧残了的基础科学 　　社会对基础科学的忽视导致基础科学研究被边缘化，基础科学的边缘化又使科学的发展失去了动力。大学因为自身的经费危机不得不屈服于价值法则。继名模明星变身为大学教授之后，无本万利的博采行业也变身为科学。当今的大学几乎无不陷入实用主义的泥淖。社会上哪门学科有“钱”途，就创设哪门学科。于是高尔夫专业大摇大摆地进入高校，博彩管理也昂然进入名校；于是大学被讥讽为职业培训所，大学生成为流水线上的产品；于是高考毕业生蜂拥报考热门专业，而一些没有“钱”途的冷门专业则鲜有人问津。针对这种现象，当年朱自清感言：“大学生多只拥挤在工学院和经济系里，这是目光短浅，只看一时应用上。这是大学教育不健全的表现。” 　　望子成龙的家长，大都相信教育有点石成金之术，不惜高额的教育成本投入就是证明。遗憾的是，教育市场也不能违背供求平衡和价值规律，高校毕业生今年大甩卖，大学生工薪等同小保姆 。曾有研究报告称，现在要供养一个大学生，需要一个城镇居民4.2年的纯收入，需要一个农民13.6年的纯收入，如此巨大的投入，到头来只能找个月薪低得连农民工都不如的600元的工作，这对大学生本人和他们的家庭无疑是当头一棒，尤其是对那些收入水平低下的农村家庭来说，这无疑是个“颗粒无收”的悲惨局面 。在2002年，全国共有普通高校毕业生145万，此后一路上扬，到2005年，这个数字达到了340万。在北京，今年的大学毕业生将超过15万。供求关系的变化，正是形成大学生作为“商品”贬值的最直接原因 。 　　如今大学毕业生过剩，技术人才奇缺，大学扩招和中等专业升格是主因。社会需要大量的技术工人和少量工程师，以创收为目的的大学教育恰恰颠倒了市场需求，现在不得不让没有技术专长的“未来工程师”屈尊去做技术工人。在目前高校毕业生总量连年攀升的前提下，人才市场一直处于“买方市场”的状态，加上大学生们缺少实际工作经验，根本没有资本与用人单位“博弈”，只能听由用人单位一再压低薪酬价格，600元的月薪就是这样产生的。教育是中下阶层民众改变自身社会阶层，实现社会合理流动的重要渠道，如果就业市场长期低迷，薪酬持续走低，投资得不到应有的回报，社会上会产生新的“读书无用论”———事实上，这一现象已经在西部一些地区出现———这不仅不利于提高全民素质，冲抵高校扩张这一制度设计的预设效果，而且中低阶层的民众将会失去一个改变自身处境的通道，而这将会直接影响到社会的稳定 。 　　4． 被新闻媒体冷落了的基础科学 　　科学界和教育界都挡不住金钱的压力，新闻界自然也挡不住金钱的诱惑。中国科技馆馆长王渝生说，我国公众对科学家的陌生，有历史文化传承的原因。西方国家，比如古希腊、古罗马，对自然科学研究一直都非常重视，保存大量科学家传记，留下了丰富的理性科学因素。我国历史上一直强调的是伦理、道德和儒家思想，留下的都是思想家、文学家和艺术家的传记，甚至连四大发明的发明者的详细资料都不多。在我国这种文化背景下，科技工作者相对其他职业待遇较低。搞科研无法成为很多人就业的选择，也就越来越边缘化。据统计，美国电视台的科技节目，平均占到总节目量的20%，日本电视台占15%，而我国电视台只有6%左右 。 　　时下，超级女生之类的青春偶像的知名度，不知道要比科学家的知名度高出多少倍；不晓得影星、歌星，会被别人骂成弱智的，然而，即便说不出一个当代科学家的名字，也绝对不会有人说你老帽。对政治明星，不管你关心与否，这些人物的知名度几乎家喻户晓。还有一些经济方面的所谓成功人士，也是公众关心的对象。政要巴不得这些人士来自己这里投资，男人们在羡慕人家的钱袋子，女人们在梦想着寻找这样的富翁郎君。而科学家呢，除非专业考试，否则才很少有人问他们是谁呢，只要看看媒体娱乐节目中考试的内容，就不难理解公众为何远离科学家了，而非相反。科学家在现实生活中和公众的距离“遥远”，导致后者不知科学家是谁，而媒体对科学家的同样冷落，使得科学家愈在公众心目中愈发成了“边缘人”。别的不说，打开报纸和电视，一年三百六十五天中，作为科学界和公众桥梁的媒体，因为官本位、钱本位、娱乐本位，最终冷落了科技本位。科学家的地位和作用，虽然还没有沦落到“地下工作者”的地步，但他们的精神待遇，却已经有目共睹了 。 　　5． 中国最大的科盲群体 　　香港中文大学教授王建元说，在以信息革命、数码革命和生命科学革命划界的后现代社会，科技与人形成了难分难解的关系，不懂科学，就不能达到对人性的深入理解。但人们却难以看到中国内地形成了这种氛围。有人说，中国的文学界，正逐步取代法学界成为中国最大的科盲群落。北师大中文系副主任王泉根教授感叹，21世纪，中国文学研究有几个盲区，一个重要的方面，就是对科学重视不够。他呼吁：“作为文学，既要张扬人文，又要张扬科学！” 　　让公众理解科学，得先让文学家们理解科学。但扫盲任务何其艰巨！中国高中教育的文理分科，注定了中国文学家的科盲命运。文科学生可以不懂理科而适应现代生活，这正是中国公众科学素质低下的原因：对待自然科学，他们知其然，不知所以然，只能是跟着名人的脚步走而已。 　　科盲群体不仅仅存在于法学界和文学界。遍布于政界和工商界的科盲，已经创造出不少人间奇迹：例如，作为鱼类理想栖息地和海岸保护自然屏障的红树林具有的经济价值为每公顷1000美元，但将这些红树林砍伐后在原地建立的养虾场每公顷所能产生的经济价值仅为200美元；由于地下水资源被过度开采，地面沉降对长三角地区造成的直接和间接损失已经达到3150亿元；由于基础科学知识的缺乏，又不倾听基础科学家的意见，政治、文化、经济中心的首都居然发生了损失惨重的圆明园事件；迎合家长心理的大学扩招导致大学生过剩，技术人才奇缺；拉动经济的高速发展却忽视能源的相应配置。这些违背基础科学的盲目行为必须废止，基础科学的缺位是人为的灾害事件和意外事故发生的根本原因 。 http://theory.people.com.cn/GB/49157/49165/4341565.html 警惕读书无用论再度泛滥 公众为何远离基础科学？ (2) －－科盲群体不仅仅是中国作家 杨学祥 2006年04月29日08:47 　　 归根结底，钱本位最终冷落了科技本位。官本位导致的管理水平低下，是钱本位横行的基础。科技水平考评，只看文章的篇数和项目的钱数；毕业生应聘，只看大学文凭和四六级英语考试合格证书；公务员考试忽视了中国基础科学的发展史。这些由小学文化就能统计的工作，使大学文凭仅仅变成一个求职的通行证：一个对中国基础科学发展史毫无了解的人，如何去发展中国的现代科学？ 　　伟人之所以伟大，在于他们站得更高，看得更远，掌握基础理论知识更全面。恩格斯的如下论述，至今仍是指导环境科学的至理名言： 　　 我们不要过分陶醉于我们对自然界的胜利，对于每一次这样的胜利，自然界都报复了我们。每一次胜利，在第一步都确实取得了我们预期的效果，但是在第二步和第三步却有了完全不同的、出乎意料的影响，常常把第一个结果又取消了。美索不达米亚、希腊、小亚细亚以及其它各地的居民，为了得到耕地，把森林都砍光了，但是他们梦想不到，这些地方今天竟因此成为荒芜不毛之地，因为他们使这些地方失去了森林，也失去了积聚和贮存水分的中心 。 　　全球荒漠化的现实和世界面临的生态环境危机，再一次证明了基础理论科学的光辉！ 　　新闻媒体对基础科学的冷落，恰恰是一面镜子，折射了公众对基础科学的冷漠，反映了政府官员对基础科学的忽视。收视率的提高意味着更多的广告来源和资金投入，新闻媒体无法逃避公众的视点。如果学校教育引进基础科学史，如果各种考评涉及基础科学史，如果管理人员懂得基础科学史，如果政府官员熟悉基础科学史，那么，违背科学的政策、措施、方案、条令、规则和行为就不会一再出现，依法行政，科技先行的社会可持续发展才能实现。 　　某一种行为，在局部看来是可行的，在全局看来就未必可行；在某一学科看来是可行的，在整体科学看来就未必可行；在人文科学看来可行的，在自然科学看来就未必可行（反之亦然）。基础科学的高度发展和高度概括，是人类趋利避害的强大武器。新闻媒体和社会公仆要引导时代潮流，就必须与基础科学结伴而行。 　　参考文献 　　1．李健。宗师黄昆去世公众茫然 中国科学家为何远离公众。http://tech.tom.com。2005年07月13日13时26分?来源:中国青年报http://tech.tom.com/1121/1122/2005713-231883.html 　　2．李扬。 徐匡迪何以怒斥“社会活动院士”。文章来源： 新华每日电讯3版 。《光明观察》。show.aspx?id=3142 　　3．周云龙。从官场到校园：让简单恢复简单。2005-7-11　光明网 - 光明观察 - 随笔杂谈文章来源： 香港大公报2005年07月11日 show.aspx?id=3186 　　4．杨学祥。淡水危机与污水泛滥：城市发展的反自然倾向。 2005-4-25光明网论文发表交流中心。http://www.gmw.cn/03pindao/lunwen/show.asp?id=3743 　　5．杨学祥。生态危机启示录：构建城市与农村的和谐发展。 2005-4-28光明网论文发表交流中心。http://www.gmw.cn/03pindao/lunwen/show.asp?id=3781 　　6．杨学祥。迟到的警告,三千亿损失! 2005-3-25光明网 - 光明观察–网络评论show.aspx?id=1991 　　7．振兴东北要以“苏锡常”为鉴. 杨学祥。TT91网，东北专题。权威视觉，东北经济，发展规划。主办 上海科技成果转化促进会 承办 上海中临技术转移有限公司http://www.tt91.com/db_wenzhang_detail.asp?id=13621 　　8．王燕。美国《自然》周刊封面文章称中国环境影响世界。http://news.tom.com 2005年07月16日15时23分。来源:法制晚报。http://news.tom.com/1002/3291/2005716-2310056.html 　　9．石而朗。 北大：别和金钱走得太近。光明网 - 光明观察-媒体聚焦。 文章来源： 江南时报 show.aspx?id=3224 　　10．刘腾。高校毕业生今年大甩卖 大学生工薪等同小保姆。http://www.sina.com.cn 2005/05/30 10:54　财经时报http://edu.sina.com.cn/j/2005-05-30/1054116490.html 　　11．吴锡平。多收了三五斗的毕业生月薪走低亟待政府调控 http://www.sina.com.cn 2005/07/12 14:10　四川在线-天府早报 http://edu.sina.com.cn/j/2005-07-12/1410121790.html 　　12．刘海明。也说中国科学家为何远离公众。 2005-7-13。光明网 - 光明观察 - 网络评论show.aspx?id=3229 　　13．韩松：中国作家何以成为最大的科盲群。落http://tech.163.com　2005-07-07 10:32:07　来源: 《科幻世界》http://tech.163.com/05/0707/10/1O26HRK700091H6A_2.html 　　14．杨学祥。迟到的警告,三千亿损失! 2005-3-25光明网 - 光明观察–网络评论show.aspx?id=1991 　　15．杨学祥。气象预报屡屡失误值得反思 2005-5-12光明网 - 光明观察–网络评论show.aspx?id=2517 　　16．杨学祥。谁为商品的生态环境成本买单？ 2005-6-21光明网 - 光明观察–网络评论show.aspx?id=2964 　　17．杨学祥。忽视科学预警的代价。 2004-12-31光明网论文发表交流中心。http://www.gmw.cn/03pindao/lunwen/show.asp?id=2669 　　18．杨学祥。为什么低温冷害预警被忽视？ 2005-1-3　光明网论文发表交流中心。http://www.gmw.cn/03pindao/lunwen/show.asp?id=2708 　　19．杨学祥，杨冬红。印尼海啸敲响了沿海大城市地下空间安全的警钟。2005-1-16光明网论文发表交流中心。http://www.gmw.cn/03pindao/lunwen/show.asp?id=2788 　　20．杨学祥。谁阻碍了中国科技发展。 2005-4-12光明网论文发表交流中心。http://www.gmw.cn/03pindao/lunwen/show.asp?id=3587 　　21．杨学祥。为什么旱灾研究和预警总是被忽视。 2005-4-10光明网论文发表交流中心。http://www.gmw.cn/03pindao/lunwen/show.asp?id=3574 　　22．杨学祥。圆明园防渗：科研难过“实践关”。 42005--22光明网论文发表交流中心。http://www.gmw.cn/03pindao/lunwen/show.asp?id=3713 　　23．杨学祥。四六级英语考试：大学校长的心头之痛。 2005-7-4　光明网 - 光明观察–网络评论show.aspx?id=3096 　　24．杨学祥. 冰川融化议水流：解读亚洲面临的“没顶”之灾. 2005-7-13　光明网 - 光明观察 - 网络评论.　show.aspx?id=3225 　　25．杨学祥. 媒体为何疏远科学？ 2005-7-15　光明网 - 光明观察 - 网络评论 show.aspx?id=3276 　　26．恩格斯。自然辩证法。北京：人民出版社，1971。158-160 　　来源：光明观察 http://theory.people.com.cn/GB/41038/4341574.html 浙江省长称雾霾使上海、杭州等城市价值大打折扣 2014年01月17日19:58 来源：中国新闻网 　　中新社杭州1月17日电(徐乐静 谢盼盼 董宇欢)“哪个老百姓也不会想知道我们GDP增长多少，都想知道上班路上堵不堵、空气质量好不好、吃饭粮食安不安全……”17日，浙江省省长李强在出席浙江省政协十一届二次会议的侨联、对外友好、经济界联组讨论会上指出，经济发展要结合惠民工程一同进行，不能顾此失彼，而环境治理是真正惠及民生的工程，政府应该打头阵。 　　“厚德载雾，自强不吸”，近段时间来，这句调侃的话被民众拿来“吐槽”各地雾霾“锁城”的困境。 　　16日，在浙江省第十二届人民代表大会第二次会议上，浙江省省长李强在作政府工作报告时，多次提到雾霾治理，他表示，浙江要实行最严格的环境保护制度，启动烟尘粉尘、总磷总氮等污染物减排及考核工作。 　　17日，在出席浙江省政协十一届二次会议的侨联、对外友好、经济界联组讨论会上，李强再次提出，长三角地区是中国经济总量最大的地区，现阶段在保持经济一定速度增长的同时必须将环境治理好。“如果环境恶劣了，城市的竞争力就减弱了。” 　　他认为，雾霾天气使得上海、杭州等地区的城市价值大打折扣。 　　据记者了解，在今年浙江省“两会”期间，治霾成为人大代表、政协委员热议的话题，有政协委员提出试行汽车配额制度来减少环境污染。 　　李强也表示，汽车确实是个大问题。当前上海、南京等一些城市已经在适用国五排放标准，而杭州刚刚适用国四排放标准。他提出，拿杭州举例，第一，是不是可以尝试汽车限行，低标准的汽车是不是允许进入；第二，杭州绕西湖的北山路、南山路、西山路、环城路等能不能不让车子进，纯粹是用电瓶车这一类的代步工具；第三，推广新能源，下决心淘汰黄标车。 　　除了空气质量之外，李强表示，水质也是最纠结的问题之一。 　　2014年浙江要努力办好的十件民生实事中，排在第一第二位的就是治理污水及加大雾霾治理的力度。 　　李强认为，浙江省今年提出的“五水共治”不是很简单讲讲，而是对浙江的水系进行重整，关键就是要提高水质量。 　　李强表示，要将经济发展与惠民生真正结合起来，“老百姓得不到实惠，讲得再好听，财政收入再多，他们也没有感觉。” http://stock.sohu.com/20140117/n393710051.shtml
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什么是城市自然地理学
热度 6 王铮 2012-8-1 08:05
什么是城市自然地理学 什么是城市自然地理学 0. 按语 有《中国科学报》记者看到我上次的博文《 北京 721 暴雨间接暴露的中国科研问题 》后，问我要当年的申请书。我想是否立项，可能有许多原因，不宜责怪任何人。拒绝给他，怕被人曲解。事后想一想，应该公开当时的立项学术内容的部分，供学者参考，让他们找到学术症结。这是一个学术综述吧。 当时，我不知道国外有没有“城市自然地理”的提法，这个词是我们从城市管理研究的角度提出的的。最初我随张丕远教授研究减灾管理，认识到城市自然地理条件对城市灾害影响极大，特别是全球变化条件下的城市自然地理与管理。因此我在我 1993 年出版的《地理科学导论》中，在《环境》一章列入《城市》一节，把城市灾害和城市自然地理结构写入。后来我兼任了华东师范大学地理系主任，当时是系为实体，要做实事，我与许世远教授探讨这个系的研究方向，许世远教授提出要研究城市的自然地理学。因为那时候的城市地理学只讲城市经济地理问题。后来在许世远老师的旗帜下，我们布局研究城市气候学（束炯）、城市水文地貌学（许世远等）、城市地球化学（刘敏、陈振楼）、城市可持续管理与信息技术（王铮），我还约请了中山大学周春山教授等从规划和土地利用角度一起研究。可能就因为“城市自然地理学”这个词是中国的“土词”，研究者都是些土鳖，也就没有得到有关部门的认可。许世远教授一直想组织一个城市自然地理学的系统研究，可惜我们这些当年相对年轻的人，只有跟随国际热点才能申请到课题，而只有申请到课题，才能生存。大家都谁都清楚，使用城市环境一词容易获得申请课题，但是“城市环境学”代替“城市自然地理学”，让我们的研究忽视基础科学问题研究，忽视了基本问题，研究起来巴不得吹糠见米，留下根本后患。日子反正一天一天在过，课题反正一个一个在做，我们都工作着。直到这次北京城市雨涝，我才发现还是我的前辈科学家许世远、张丕远提的城市自然地理学，抓在根本上。 现在，许世远教授在组织出版了一本《上海城市自然地理学地图集》后退休，我、束炯、陈振楼都负责了别的课题，很忙。今天，我把这些内容贴出来，主要是为了警世，让科学界重视城市自然地理学研究。我们不存在为自己炒作课题的必要，不过为天下黎民百姓炒一炒。在全球变化条件下，在中国快速城市化条件下，中国需要研究基础性的城市自然地理学。 附： 2005 年的申请书内容 1. 立项依据 城市是人类生存的基本环境，也是人类经济最为活跃的空间。近 20 年来，中国城市化进程加速，城市化带来了城市环境的变化、城市产业结构演化，同时也遭遇了资源环境的挑战。以上海、广州为例，在经过 10 多年的高速发展后，环境问题成为了经济发展与社会福利改善的障碍，城市空间经济结构的不合理性制约着城市的产业进步。许多学者认为 21 世纪中国的经济增长依赖于城市发展，而要保证城市发展就需要解决城市发展中的一系列科学问题，我国著名科学家黄秉维（ 1996 ）就认为城市可持续发展的基础是对城市的系统科学研究。凭心而论，上海市、广州市政府最近几年为解决城市环境、城市空间经济问题办了不少实事，特别是兴建了大量工程项目、出台了众多环境管理政策和城市土地利用控制规则。例如过去发生黑臭的苏州河、珠江广州段治理有了成效。然而由于人类与社会的相互作用，城市表现为复杂系统，形成人类生存与经济活动的复杂关系，可惜目前对城市的科学治理缺乏基础认识。这就意味着我们需要发展在认识城市系统的过程复杂性基础上的城市科学。对此，我们可以通过一些典型问题来认识。 城市发展的产生的第一问题是城市自然地理过程或者说城市环境过程。从自然地理角度看，城市聚集了大量的人口和产业作为地面热源，城市兴建了众多的高楼和交通干道，它们破坏了城市原来的大气环流的下垫面条件，城市发展日新月异地改变着原有水系和植被结构，所有这些，使得城市出现所谓“第二自然”。这个第二自然往往导致城市灾害增加、城市污染严重，如北京、成都去冬大雾天气增加、上海、日本以及东南亚城市去年夏季城市暴雨灾害和水污染、疾病增加等等。从机理上看，例如城市热岛环流增加了城市暴雨灾害和逆温层持续时间、阻滞了城市污染物扩散是基本起因。另外城市气候还经常发生复杂现象，例如城市的大气污染经常会产生突发性严重污染事件。 1998 年 11 月 5 日至 11 月 15 日的对上海环境地连续监测表明：这段时间污染十分严重，有些地区一天总悬浮颗粒物浓度可达 1069g/ m 3 ，超过目前国家 3 级标准 2 倍以上，出现了复杂性科学所谓“涌现”特征。同时城市工程带来了新的环境问题，目前的问题是对城市的简单的热岛环流理论上有所认识，但是相关的城市颗粒物的扩散、城市化学气候问题以及涉及地球化学过程的城市一般自然问题，都缺少理论，不能为城市发展中的环境问题提供科学解决方案。 城市发展的第二个是城市的空间经济过程。城市经济的发展带来了 空间经济结构的演替，这种演替与城市环境交叉在一起导致城市过程更为复杂，使得问题显示出特有的城市特色而非一般经济问题。例如上海的发展中几期产业发展交织形成多商业带、工业带和居住带混合的替代，它们对城市就业、产业带布局、交通干道建设和设施布局增加了众多的困难。更为突出的是，以广州为例，由于高技术产业集群的发展，城市向东莞方向延伸，形成城市与城镇混杂的产业带，城市结构的对称性被破坏，城市结构出现更为复杂的演变特点。旧有的城市规划理论不能估计城市的发展方向，城市新的工业或者商业区出现了违背经典理论的聚集现象，使得城市规划与控制陷入盲目性。空间经济的发展还由于城市信息业、物流也兴起而提出了城市的新问题，例如城市信息化导致了高技术产业的集群，物流中心的布局，提出了具有算法复杂性的设施区位问题。 城市发展的第三个问题是城市的可持续发展问题。城市的可持续发展与一般可持续发展不同，我国城市越来越多地遭遇城市技术生命的挑战而显得更为急切。所谓城市技术生命，指的是城市主要的产业类型形成发展终结的过程。城市一般是作为工业化的产物发展起来的，由于专业化分工的存在，城市产业往往具有一定的技术色彩，在全国或者全球经济发展后，一方面因为技术进步、市场变化导致了城市旧有产业落后，另一方面由于资源环境供应不足，城市依赖于旧有资源环境的产业难于继续。例如，北京在 1949 年后开始建设生产城市，发展了大型钢铁工业、石化工业，但是最近几年水资源的紧缺已经使这种城市性质开始终结，首钢的搬迁成为了北京的一个大问题。又如上海，在经过 10 多年的高速发展后，主要由于产业发展带来了上海水环境的污染，联合国已经把上海列入 21 世界上叶世界未来 7 个严重缺水的城市。新近我们的研究表明，到 2010 年上海城市的水质性缺水将使上海经济增长率降低到 3% 以下，如果污染不治理、产业结构不调整，到 2030 年，上海的经济增长将因为水质性缺水而停止，上海的目前的制造业中心单位将会崩溃。 在科学上看，这里的问题难于解决，首先是对城市环境的复杂性认识不足，但是，对城市环境信息处理是困难也是一个原因。在城市发展中，人类已经获取了大量环境、空间经济数据，然而由于城市数据的多维性、城市信息的复杂性，目前还缺乏对城市信息分析的特有方法，在技术方面，不得不利用了一些简单技术来认识城市时空信息，这就大大削弱解决城市发展问题的能力。本项目目的之一在于结合城市系统的复杂性研究，发展具有复杂性特征的信息分析方法，在技术上丰富城市科学。 总之，本项目计划研究的以城市时空复杂性为核心的城市自然地理过程、城市空间经济过程的基本科学问题，特别是根据我国城市发展出现和可能出现的问题，认识城市自然地理环境特别是城市“第二自然”的复杂性，认识城市城市空间经济结构演化和城市技术生命为核心的可持续发展问题的复杂性的动态演变规律，并且发展从城市发展数据认识这种规律的信息分析方法。项目的成功，对我国制定城市发展战略实行统筹城乡发展的科学发展观发展道路，具有重大意义，同时也借助我国城市类型多、发展快的地缘优势，在国际上领先发展了城市科学，形成学术高地。在应用方面，参与解决北京、上海、广州、深圳等社会经济发展中的环境问题、空间经济问题，为政府提供环境、经济决策支持的科学基础。按照科学发展观，我们要建立和谐社会，也就需要和谐城市。科学技术是第一生产力，和谐城市的建立，必须通过建立科学理论来完成，因此建立高层次的为城市规划、城市管理和发展服务的城市科学是一种国家需求。 2. 国内外研究现状和发展趋势 城市时空过程是一类复杂过程，它复合了物理、化学、生物、地学、经济、人口机制，它们构成了城市管理的复杂对象，在过去的 10 年中，这项研究在国际上日益成为热点问题。。 城市自然地理的第一个内容是城市气候。在国际上，城市物理气候的研究已经成熟，但是城市物理气候与污染物相互作用导致城市环境污染的问题，仍然有许多问题。 1990 年代后期以来，作为城市大气污染问题基础理论之一的城市生物 - 化学气候学的已经成为了国际热点方向（ Desthali ， 1999 ， Mertens ， 2000, Betts ， 2001 ）。在其内容方面，城市气候在对城市大气颗粒物物理行为了解后，出现了城市清洁行动（ Fenger ， 1999 ）。 新的研究工作主要集中到城市 PM10-PM2.5 大气颗粒物在不同地理环境单元的扩散污染行为和形态特征 ，试图找出城市局部下垫面与颗粒大小和成分的关系 (Hazi, Heikkinen, Cohen,2003, Lestari, Oskouie, Noll,2003, Eberta, Weinbruch ， et al ,2004, Boreson, Dillner ， Peccia ， 2004 ， Querola, Alastuey,et al, 2004, Mouli, Mohan, Reddy,2005) 。其原理是城市热力地域单元、湿度单元对城市气候影响不一样，结构城市环流结构也发生改变，从而引起大气颗粒物运动差异（ Wierzbicka ， A. et al ,2005,Grntoft, Henriksen Seip ， ,2004, 。目前这种工作为许多都市所重视，在欧美国家这项工作在全面展开（ Ueda ， et al ， 2000 ， Didyk ， et al ， 2000, Bari et al ， 2003, Villasenor ， et al ,2003, Grutter, Flores2004 ， Hanninen, et al ， 2004 ）。更早，美国甚至提出了一个国家行动计划（ Lamb ， Bowersox ， 2000 ）。另一方面，城市气候与污染物行为的耦合机制模拟研究成为了重点领域，以期解决类似上海 “ 热岛 - 凉岛交替出现严重污染天气 ” ，多种化学成分复合在城市扩散的时空变化和不确定性问题之类的复杂性的问题 Colvile,et at, 2003, Lewis, Klouda, Ellenson,2004, Duran, Carmona, Monteagudo ， 2004 ) 。在应用方面，发展很快，例如 Rothmasted 对气象条件与城市大气中 NOx 关系的研究（ Hargreaves ， 2000 ）， Atlanda 对盛夏城市热岛诱发的雷暴与污染天气的研究工作（ Bornstein ， Lin ， 2000 ），日本开展的城市交通对城市污染气候敏感性的研究（ Kioutsioukis, et al ,2004 ）， Philadelphia 开展的城市热分布与颗粒物污染物关系的模拟（ Fan, ， Sailor ， 2005 ）。经过几年发展后，目前，已经发展起了分析城市化学气候机制，可计算城市大气环境污染行为的计算模型，如在洛杉矶大气环境的 PM10 分析中 SAFER （ Kim ， Henry ， 2000 ）和新近开展的城市化学气候分析软件包 CHEMATA （ Frank ， 2005 ， Junier, Kirchner, et al, 2005 ）。目前我国在这方面的研究还处于起点阶段，例如束炯、乐群开展了城市的能见度模拟研究。 城市自然地理的第二个问题是城市水文地貌过程。这个过程与城市持续性的环境污染类型在一起，因此更受重视。在我国一般认为在治理点污染有效后的地区，非点源污染是导致水污染严重的起因（杨爱铃，朱颜明， 1999 ）。在国际上继单一水质 - 水动力学模型成熟后， 对复杂地理条件中水流的相互作用及水污染控制问题的究兴起 ，涉及分散点源污染、面污染（ Hendtry ， Wassenaar ， 1999 ， Ferrari ， et al ， 1999 ）和暴雨面污染的水质控制（ Guo ， Adams ， 1999 ），并把这种污染过程与自然地理界面过程联系起来，例如， Sidle ， Lee （ 1999 ）通过同位素追踪对城市暴雨下渗径流研究， Rodriguez-Iturbe et al （ 1999 ）对植被 - 气候 - 土壤系统水行为的研究。在新的发展中，对污染水的控制成为了主体，例如墨西哥城对城市废水自然处理（ natural treatment ）用于灌溉的可能性和有效性的研究（ Downs ， 2000 ），寻找不可渗透层以指导城市水系优化设计（ Ahmadi ， 1999 ）， 国外普遍出现城市河网优化设计 （ Whitly, Hromadk, 1999, Ahmadi, 1999 ）的工作。 实际上城市河网优化问题，还涉及到城市减灾、城市休闲的多方面问题，为了完成多环境控制与河网设计，许多基础研究得到加强，如 Cui et al （ 1999 ）， Peckham ， Gupta （ 1999 ）对河网不确定性和自相似等复杂性特征的研究。在中国，上海普陀区已经向我们提出了设计本区河网的问题。 另一方面，继单一水质 - 水动力学模型成熟后，对复杂地理条件中水流的相互作用及水污染控制问题的研究兴起，涉及分散点源污染、面污染（ Hendtry ， Wassenaar ， 1999 ， Ferrari ， et al ， 1999 ）和暴雨面污染的水质控制（ Guo ， Adams ， 1999 ），并把这种污染过程与自然地理界面过程联系起来，例如， Sidle ， Lee （ 1999 ）通过同位素追踪对城市暴雨下渗径流研究， Rodriguez-Iturbe et al （ 1999 ）对植被 - 气候 - 土壤系统水行为的研究。 城市自然地理过程城市工程带来的环境问题，实际上也出现在其他国际都市，因此 1990 年代后期以来，对城市发展环境行为的研究成为了城市环境研究的热点，从自然地理学角度看，这些研究集中在城市工程作为自然（ physical ）客体对环境发生作用。诸如，巴黎、 Huddersfield 对城市干道河流污染行为的研究（ Touaty ， Bonsang ， 2000 ）。在北美，企业的布局被与城市环境问题紧密的结合起来考虑是最流行的趋势（ Barrades ， et al ， 1999 ， Gelinas ， et al ， 2000 ）。在理论研究方面，开展了典型城市建筑格局与城市污染的复杂性、城市绿地与污染物扩散的复杂性研究（ Theurer ， 1999 ， Kuttler ， Strassburger ， 1999 ）这种研究已经超越了 1990 年代初期对城市街谷风的研究，表现为对基础科学问题的重视而不是仅仅把问题归结为城市规划问题（ Mertens ， 1999 ， Pearlmutter ， et al ， 1999 ， Scherer ， et al ， 1999 ）。 在国内我们的研究力图结合城市自然地理内容为一体，例如华东师大 研究了城市热力场变化对颗粒污染物扩散的作用（图 1 ），进而可以实现能见度预报 。研究了上海市中心城区降水径流的污染负荷变化蒋海燕，刘敏等 . 2002 ，王和意，刘敏 . 2003 ）。 通过对城市暴雨径流的初始冲刷的研究发现，不同的功能区和不同的污染指标其初始冲刷的强弱存在有很大的区别（图 2 ）。 城市地理过程的另外一面是城市空间经济过程。在景观结构方面，城市的空间经济过程目前突出的有二个问题：第一是城市的土地利用模式的演变导致的生态风险。这种经济驱动下的城市景观变化，被称为复杂景观（ Krugman, 1994. ）……第二个问题是伴随城市物流、救援和城市信息化出现的交通网路配置、通信中心配置和设施区位配置问题（ Van Dender ， 2004 ， Church, Gerrard, 2003, De Palma, Lindsey , 1998 ）。其中设施区位（ Facility Location ）问题是涉及计算复杂性的区位问题。…… …… 3 主要研究内容的学术思想、技术途径与国内外比较  城市自然地理系统动力学 基本学术思想： 本课题认为城市自然地理过程是耦合的、混杂的。以自然地理角度为中心我们可以从局部地理环境的热力学性质、水文性质对地球化学过程的影响到宏观的大气水体运动角度来认识具有第二自然特征的城市自然地理时空过程复杂性，全面地考察城市自然地理动力学规律。在这里混杂系统的概念是主要的它强调了不同层次的机理复合。研究重点考察城市化学气候学机制及城市水土气环境与污染物耦合的环节、城市河网非点源污染迁移转化速率和机制，从而纲举目张地认识城市自然地理过程，并且作为全面认识城市环境信息分析与城市环境工程影响分析的基础。 ^......。 与国内研究比较： 本项目研究完全是全新的，国内对城市环境地研究多数局限在对城市环境点源污染物扩散过程的分析上，上海、北京等开展了城市气候、城市水文的现象学分析，未能从本质上认识复杂环境或者说环境的复杂性。对颗粒物化学气候及其污染影响，对天津有所研究，但分析模型基本上是统计学水平的。对城市环境中地貌 - 水文 - 土壤系统中迁移转化过程还未见开始。本项研究这种对象的机制，同时引进复杂性科学观点，有助于全面深入认识城市环境过程。 与国际研究比较： 在国内外研究进展中我们已经看到，国际上的研究基本上是从纯环境学角度的。本项目强调从自然地理学角度整合，从而重视城市环境过程的全局性、耦合性、复杂性构成的自然地理时空规律，这种思想在国际上是领先的。在技术上，项目较多采用混杂系统的模式和数值模拟从而完成微观环境行为与宏观环境现象的分析联系，这种研究与国际上的一些研究基本一致，因此本课题的技术模式在国际上是先进的。
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科学是信息，技术也是信息
benlion 2012-6-11 17:13
科学是信息，技术也是信息
现代社会的组织与管理机制，实际是创造文化信息和转换成物化产品，即，文化 - 社会（创新机制） - 经济，商业运行模式涉及到知识的生产和转化成商品的市场行为。 大学作为产业是知识的教育和人才的产品，研究是数据的发现和期刊论文作为商品的版权，开发的技术是作为专利信息的产权。科学与技术是论文、专利中内含的信息，信息是新发现的知识、新发明的技术，无形的精神、知识、信息是财富增值和文明进步的实质。 文明 - 文化、体制和经济的综合实体；体制 - 社会行为的组织与管理构建机制，文化 - 思维和行为模式，包括物品、社会和资料中的信息。 图 1. 文明演化 文化有现代文化和传统文化，传统文化是历史传承下来仍然有生命力的古代文化，文化传统包括现代文化和传统文化中从历史上的文化继承下来的部分，社会文化 - 或现实文化包括了传统文化、现代文化和文化遗迹或历史上遗留下来的文化。 基础科学和文化研究 - 知识经济（期刊、资讯、数据库等） - （信息） 应用科学和技术开发 - 实体经济（农业、工业和建筑、交通等工程类） - （资金） 基础科学和文化研究；这是一个文化和经济发展循环体系。 图 2. 社会机制 发达国家看重知识产权，在投资上更注重于科学研究与技术开发的成果。更有像淘金那样的将一些有前景的特定领域知识发现和技术发明的产权一网打尽的投资商行为，在中国是至少目前是决然不会有这么一类远见卓识的投资家和企业家，这是发达与非发达之根本区别所在。
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知识与实业经济
benlion 2012-6-11 17:10
- 基础科学研究与应用技术开发 - 欧洲科学从宗教-哲学走过来，在建立了哲学思维与实验技术结合的实证验科学之后，仍然更多具有哲学和理论的基础科学研究，美国却是典型地由于实用主义而更多注重实验方法、技术和工程应用等。然而，至今美国仍然是以实用和工业应用科学为重心，在科学理论上的贡献更多来自从欧洲引进移民的方式。 美国的优势在于移民和发展工业的应用研究，美国是世界上最具有创业意识和精神，也是创业者最多和大学着重培养创业家的典型国家，同时，计算机科学发展成为基础研究与应用开发的转化科学形态，也就是两者的偶合非常好，当前，从实验室到临床和从临床到实验室的转化医学也发展了起来，可见基础科学与应用科学之间已经不像近代科学建立之初截然不同。 基础科学研究和应用基础研究的资料和数据等在现代成为知识经济形态。技术的应用开发和产品的艺术设计，构成实业和制造业经济形态。个体与群体的思维和行为模式构成社会的文化，管理规章和法律机构等构成体制。从伦理教育、媒体舆论到商业诚信的社会行为准则，法律的立法规范和司法监督等，建立公平、正义、合理和客观的文化和体制是科学与工业发展的民主环境。
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做科研要认准目标——记周恒院士一席话
热度 4 sqdai 2011-11-12 13:39
我正在松江参加 2011 中青年湍流专题研讨会。我国湍流研究领域的中青年才俊在会上亮相，最令人高兴的是德高望重的周恒院士莅会，虽然他说，他是混进这个中青年学术会议来的，但对于他的“混进”，与会者表示了由衷的欢迎。会上他说了一番语重心长的话，我忍不住想把其中的要点记下来，与大家分享。 在周恒先生的讲话中，言简意赅地说到了两点： 第一，做科研要认真选好目标。以湍流问题为例，我们要研究真实的湍流。现在，航空航天界、大气科学界、水利工程界、海洋工程界、环境工程界等各行各业都在研究湍流、发展湍流的应用技术，有些研究已历经很长时间，但仍有很多难点，我们要从中找到自己应该主攻的目标，而不是漫无边际地胡乱行动或是沉湎于一些经院式的小题目。认准了科学的研究目标之后，才能大有作为。 第二，做科研要密切结合实际。大家知道，对力学学科，曾有不同的认识，以钱学森为代表的力学家认为力学是技术科学，以周培源为代表的力学家认为力学是基础科学，经过一番争论，力学界有了一种调和的认识：力学既是基础科学，又是应用性很强的技术科学。基础科学发展到一定阶段，一定要与实际结合，通过解决实际问题谋求更进一步的发展。力学作为发展得比较成熟的基础科学正处于这一状态。经典物理学也是如此。 周恒院士打了一个生动的比方：人在孩提时代，需要学习许多基本技巧，例如，说话、走路、学写字等等；一旦长大成人了，就得放开手脚干活去。力学学科已进入“成人”阶段，应该把解决实际问题作为主要的研究目标。他与崔尔杰、张涵信院士三年前联合发表的一篇文章就此做了分析。 周恒先生还特别强调，要解决实际问题必须了解实际应用领域的情况。例如，就湍流计算而言，航天领域与航空领域的要求就大不相同，航空问题中不适用的湍流模式却能用于航天器的流场计算。因此，为了解决问题，就得全身心地投入，进入所研究的实际领域。 我认为，周恒先生的这些真知灼见值得我们细细体味，并用以指导我们的科研实践。 写于 2011 年 11 月 12 日 10 ： 00am
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基础科学研究中的剑桥方向（一）：剑桥大学Hunt教授如何研究湍流
热度 6 cswen 2011-6-30 12:00
基础科学研究中的剑桥方向（一） ——剑桥大学的 Hunt 教授是如何做湍流研究的？ 温景嵩 （ 2011 年 5 月 28 日 开始写于南开园） 剑桥大学素以出色的基础科学研究闻名于世。可以说她是现代科学的一块圣地。开辟现代自然科学的一些科学巨人们，像牛顿，麦克斯韦尔，卢瑟福等人正是在剑桥创造出他们彪炳史册的伟大科学成果。几百年来剑桥大学在基础科学研究上居然能做到长盛不衰。进入二十世纪以后，她还能以盛产诺贝尔科学奖得主及诺贝尔级的科学成果而著称于世。虽然创造诺贝尔科学奖以及诺贝尔级的科学成果难度极大。例如，在我国这样一个拥有十三亿人口，拥有大批中国科学院院士的大国，但建国以后六十多年来却连一个诺贝尔科学奖或一个诺贝尔级的科学成果也未能做出，可见诺贝尔科学奖和诺贝尔级的科学成果创造之难。然而在剑桥这样一所大学之内，却不仅能产生一个两个，而是能产生大批的诺贝尔级的科学成果，和大批的诺贝尔科学奖得主。据统计，她单单一所大学的诺奖得主常可超过一个欧洲科学强国的诺奖得主的总和。由此可见，剑桥大学的基础科学研究确是名不虚传，十分惊人。于是，人们就常常以为在剑桥大学工作的那些教授们，应该都是些不食人间烟火专注于那种非常纯的基础科学研究的科学家。然而三十多年前，当我初次来到剑桥，来到由国际流体力学大师 G.K.Batchelor 教授创办和领导的剑桥大学应用数学和理论物理系，和系里教授们的初次接触，却和我的这一认识完全相反，因而使我非常惊讶。 我是带着湍流中的不连续性这一湍流基础研究中的大难题到 Batchelor 教授这里来请教的。 Batchelor 教授是闻名于世的湍流大家，而且早在 1949 年他就在风洞实验室中发现了湍流的这一特性。那时他把这一特性称之为湍流的间歇性，而且认为是湍流活动中的固有特性，非常重要。因此，我那时满怀着很大的期望想在 Batchelor 教授亲自指导下来研究这一难题，希望能有重要的收获。可没想到，在 Batchelor 教授和我第一次 interview 时，他就告诉我他早已不搞湍流了，不过他们系里的 Hunt 教授仍在做湍流，有关湍流的问题可以去找他谈。于是我来到了 Hunt 教授的办公室。更出乎我的预料的是： Hunt 教授开门见山，直截了当地告诉我，他不搞基本问题的研究，他搞应用。目前是在做扩散方面的课题。“啊！我是在剑桥吗？！”我很吃惊地暗想。扩散确实是湍流应用方面的一大课题。四十年前我在大气物理所就搞过。那时我们在顾震潮先生的领导下，承担了原子弹在大气中爆炸后所产生的影响的研究任务。我们要研究原子弹爆炸所产生的蘑菇云如何向下风方面扩散的课题。可那是在中国科学院的大气所。按照当时我国对基础科研制定的发展路线，中国科学院各个研究所必须按照“任务带学科”的方向来发展。因此，承担国防研究任务就是我们大气所必须承担的光荣职责。而这里是在剑桥，是在举世闻名的基础科学研究圣地。怎么他们也搞起应用研究来了？难道他们也承担起英国的国防任务？难道剑桥的基础研究也要按照我们的“任务带学科”的路线来发展？我实在感到不解。然而当我进一步了解了 Hunt 教授的研究工作后，我才渐渐地明白，他们搞的湍流扩散应用研究，和我当年在大气所搞的有很大不同，甚至可以说是根本不同。 首先我们当时在大气所研究扩散课题的目的很明确，那就是要为我国的原子弹的研制服务。要研究原子弹在大气中爆炸后所产生的大气扩散问题。而当时 Hunt 教授在剑桥所搞的扩散课题，却没有这样明确的目的。实际上那时以 Hunt 教授为首的剑桥学者是另有所图：那就是他们要发展扩散理论，进行扩散理论上的创新。显然这并不是像我们那样的纯应用研究。实际上，它仍然属于基础科学研究的范围，确切的讲，是属应用基础科学研究。这正是剑桥的基础科学研究的一大特色。 其次在研究方法上也有很大的区别。当年我们在大气所所搞的湍流扩散研究，是采用野外烟团扩散实验方法来从事大气扩散规律的研究。其目的是要检验现有的扩散理论，最后要得出一组不同天气条件下半经验半理论的扩散曲线，以供我国原子弹试验基地在原子弹试爆时发布放射性污染物污染范围警报时参考。然而， Hunt 教授在进行扩散理论创新时，却不搞实验。他们是直接从研究现有扩散理论的局限性开始。这就很容易地发现现有的扩散理论都是局限于均匀气流条件下。事实上，现代的湍流扩散理论是从 Batchelor 教授的老师，二十世纪上半叶的国际流体力学大师 G.I.Taylor 教授在 1921 年所建立的。从那时起，经过三十年代 Sutton 的发展，以及五十年代和六十年代 Pasquill 和 Hay 以及 Smith 等人的进一步发展，已经形成了一套相当成熟的湍流扩散理论。然而这些理论都是局限在当年 G.I.Taylor 教授所规定的均匀气流条件基础之上，所以它带有很大的局限性。这种理论只有在平坦均匀地形中才有可能实现。当年我们在大气所从事野外烟团扩散试验时，所选择的地形也是平坦均匀的地形，只有这样才能检验现有的扩散理论。但是实际问题中的地形却很难找到这种绝对均匀平坦的地貌。某种地形上的起伏，甚至会遇到某种障碍物，这都是常会发生的事。此时的扩散情况显然不可以均匀气流条件下的扩散理论来解释。于是创造新的非均匀气流条件下的湍流扩散理论，就成为 Hunt 教授研究湍流扩散问题时的首要目标。目标选定后他们在方法上也是从理论上入手。他们选择了两种典型的非均匀流场下的问题来做。一种是两维的半圆柱非均匀绕流问题，另一种是三维的半球形绕流问题。结果发现，这两种非均匀流场中的扩散和均匀流场下的有很大的不同。当流场在绕流时发生幅散情况下，烟团扩散速度会比均匀流场下的快很多。反过来，当流场在绕流时发生幅合情况下，烟团扩散速度就比均匀流场中的扩散慢很多。最严重的情况下，烟团宽度不但不会随扩散距离的增加而增加，反而还会发生缩小的情况，这都是过去的湍流扩散理论所无法解释的。显然这种条件下所产生的实际影响也就要比均匀扩散严重得多。以上就是在七十年代，剑桥大学的 Hunt 教授等人对湍流扩散理论所做出的新发展。这同时也就大大拓展了原有的扩散理论所能应用的范围。就这一点而言，在剑桥那里，他们和我们完全相反：他们搞的是“学科带任务”而不是我们的“任务带学科”。显然，这是以剑桥大学 Hunt 教授为首的学者们在七十年代对湍流扩散理论做出的重要贡献。 当我了解到 Hunt 教授等人的湍流扩散问题研究的实际内容后，我很感慨。我们那个时候的科学院，经常在纯基础研究和纯应用研究两个极端方向中摇摆。有时人们强调要重视基础科学研究时，大家就都摆到像 1+1 等于几那样的纯而又纯的基础研究中去。过了一阵人们又强调要重视应用，大家就都摆到纯应用的方向上去。恨不得把科学院的研究所都变成某一个国防单位或者某一个国民经济部门附属的实验室。而像剑桥大学的 Hunt 教授等人这种类型的应用基础科学研究，却始终排不上号，无人问津。这实在是可惜，太可惜了。 当然，剑桥大学的学者们在从事他们这种类型的应用基础科学研究时，也并没有放松对纯基础科学问题的关注。例如，我原来想到剑桥研究的湍流的不连续性（即间歇性）问题。 1981 年当时法国学者 Frisch 的跨国三人小组（另外两位是美国学者 Orszag 和瑞士学者 Morf ）对于这一大难题，做出了突破性的新进展，他们就马上把 Frisch 请到剑桥来向剑桥学者详细地讲述这一重大的最新进展。我也就是从这一次活动中才认识到像湍流间歇性这一重大的基础科学问题，其难度是多么大。实际上这一问题到现在又过去三十年了，但它仍然还没有完全彻底的解决。其难度简直可说是非比一般了。 从以上湍流研究的例子就可以看出，纯基础科学问题的研究难度要比应用基础科学问题的难度大很多，所需要研究的周期也就要长很多。从此也可以看出加强应用基础科学研究的又一重要性。从事纯基础研究的人们应该少而又少，而从事基础科学研究中的大部分人们，应该去从事像剑桥学者那样的应用基础科学研究。在这里需要强调的是：千万不要把他们变成是纯应用研究部门；千万不要把他们变成是某一国防单位或某一经济部门附属的实验室。这样才会既有利于我国基础科学事业的健康发展，同时也就会大大有利于我国的现代化事业的蓬勃发展。以上这点浅见不知各位朋友们以为如何？欢迎朋友们批评指正，欢迎朋友们不吝赐教，谢谢。 （本文 2011 年 6 月 30 日 完成于南开园）
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“水坑”与“星星”
boxcar 2010-12-11 18:57
最近，科学网的著名科学观察家【 1 】朱猛进老师猛劲写博文，其中一篇叫低头看星星与仰头过水坑【 2 】。我曾在猛进老师的这篇博文下面写过三条评论，并表示水坑与星星本来就是很有趣的话题，朱老师建议我以此为题写一篇，于是就有了今天这篇博文的名目。 水坑与星星，相去甚远，一个近近地横在我们的脚下，一个高高地挂在遥远的天际；一个随时可能拦住我们的去路，一个若隐若现、并不会对我们的生活带来如何明显的影响。用水坑和星星来形容应用技术和基础科学，确实是比较贴切的。一般来讲，做技术的负责脚踏实地对付水坑，玩科学的专司仰望空中的繁星。 不过，水坑和星星的关系虽看似很远，其实倒也不远。如果我们低头去看水坑，没准也能在里面看到几颗星星那是天上的星光被反射后形成的星星的倒影。说白了，应用技术的研发中其实也蕴含着基础科学的问题，至于这些星星能否被看到，全在想去过水坑或填水坑的人是否有这个兴趣和眼力了。虽说星星还是那颗星星，月亮还是那个月亮，在水面形成一个倒影之后总归还是有所不同。最起码，它会随着水波的荡漾显得飘忽不定，要抓住甚至比天上的真实的星星更难；更何况，如果水面上还有些莫名其妙的漂浮物，要看清楚就更难了。 天上的星星往往是在一片黑暗背景中闪烁，对比鲜明，所以更容易看到，这就如同很多基础科学的研究，是在排除掉各种影响因素后进行的，所以更容易总结出明确的规律，进而形成完备的科学体系。相比之下，水坑中的星星，其光线更加暗淡，更加扑朔迷离，常常难以分辨；这就如同在许多现实的应用技术研究中凝练科学问题时，总是交织着各种干扰因素，排查的难度只会更大。 似乎看星星与过水坑是不大相关的两码事儿，其实不然。要到一个观看效果最佳的山头儿去看星星，路上也难免会遇到个把水坑要过，如果只顾仰头赶路，不小心跌入水坑，弄一身泥不说，没准还会摔坏或者弄脏了用来看星星的望远镜的镜头，看星星的效果和热情自然也就会大打折扣。事实上，在基础科学问题的研究中，总要具备很多条件，也确实也有很多技术问题要克服，解决这些问题的过程其实就是在过水坑。再者说了，因为水坑的水面会反射星光和月光，所以在暗夜中我们也可以借此判断哪里有路、哪里有水坑障碍，即所谓亮水黑泥黄花路。 其实，如果漫天的乌云浓雾，仰望天空一时还看不到星星，我们也不妨低下头来，一边沉思一边找路，顺便通过一个个水坑。 ***************************** 参考： 【 1 】刘立在 http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=392198 下面的评论（ 8 楼）。 【 2 】朱猛进： 低头看星星 与 仰头过水坑 http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=391828
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从莫斯科学派看苏联基础科学的发展
热度 1 pukin 2010-11-17 22:07
早晨因为看了一篇陈安老师的博文，中午吃完饭的时候就撰写加转载了一篇博文 绝对世界第一的烧钱摆阔 。刚才又看到陈安的新博文 伟大的中国数学家华罗庚先生【1、引言】 ，文章开头就写到： 记得不知道什么时候，有人说中国要赶超世界科学的前沿，可以从数学这个学科做起。 这使我想起了前2天在网上检索伟大的数学家柯尔莫哥洛夫的资料时查到的一篇文章，这篇文章实际上就是对陈安老师这句话的最好佐证。 这篇文章写的非常好，对基础科学尤其是数学的重要性说的很透彻。作者是kosmos，估计是一高人。 在科学界只有第一，没有第二。，中国在基础科学科学领域没有自己的学派，基本是跟在欧美人后面亦步亦趋，这样永远也得不了第一。 而苏联当时就是在西方对其封锁的情况下，一帮科学家在玩数学，最后玩出了一个举世闻名的数学学派！玩出了一大批世界一流的科学家！ BTW：陈安老师系列博文【伟大的中国数学家华罗庚先生】至少应该被精选^_^ 从莫斯科学派看苏联基础科学的发展 kosmos 苏联几乎以一国之力，对抗整个欧美，持续了将近1个世纪。其中最大的底气之一，是他的基础科学之强盛，并进而决定了他具有独立研究先进技术的能力。所以考察这样一个在托尔斯泰和陀思妥耶夫斯基笔下极端穷困的国家，何以能够发展出强盛的基础科学，是非常重要的。这里面，很好的一个样本，就是莫斯科数学学派的发展历史。 在彼得大帝一世（1672~1739）之前，俄罗斯是基础科学方面几乎比中国好不到哪里去。彼得一世有远见，着眼于科学在俄罗斯的发展，做了一系列的事情。例如建立了彼得堡科学院，并陆续为科学院聘任了一些当时的科学大家，例如欧拉\哥德巴赫\伯努利等等。当然，这些人也就是在俄国有吃有喝住一段时间而已，但肯定给俄罗斯科学教育界带来了影响，尽管是很缓慢的影响。 约1百年之后，俄国本土出现了一个罗巴切夫斯基。他发现的非欧几何，成为俄罗斯本土出现的第一个排得上号的数学成就。然后这种酝酿的状态再持续了1 百年左右，一直到19世纪晚期，出现了以车比雪夫为中心的彼得堡数学学派，包括马尔可夫\李亚普诺夫\伯恩斯坦\克雷洛夫\维诺格拉多夫等。主要围绕解析数论\概率论和数学分析，应该说，还是处于经典分析的范畴，相比同时代的法德科学中心还处于比较弱的状态。 进入20世纪之后，叶果洛夫在莫斯科大学开办数学讨论班作为种子，莫斯科数学学派开始崛起，并成为促使数学从经典数学转入现代数学的一支重要力量。 叶果洛夫和姆罗德舍夫斯基一起开的讨论班，最初以由经典分析衍生出来的微分几何为主题，而几何问题的分析学应用，促使人们需要进一步澄清实分析的基本概念，所以当时开始了实分析的初步研究。叶果洛夫本人积极参与了这个动向，并及时引入了莫斯科讨论班。该班的学生鲁金因此而成为实分析的大师，而恰好鲁金也是一个具有非凡教学与引导才能的人，并由此而令莫斯科学派成型。 鲁金的主要学生：门索夫\辛钦\亚历山大洛夫\乌里松\苏世林\柯尔莫哥洛夫\诺维科夫\刘斯铁尔尼克\等，都是从扎实而雄厚的实分析核心出发，各自为函数论做出了成就，更进一步延伸奠定并发展了现代数学的一系列新领域.。 其中最卓著的有： 1、从实分析开始向下向基础挖，做出一个更宽厚的基础，就是拓扑学。乌里松的点集拓扑学,亚历山大洛夫的代数拓扑学，其弟子庞特里亚金是最重要的拓扑学家之一，而柯尔莫哥洛夫也参与其中； 2、辛钦运用实分析工具开始了概率论的深入理解之路。随后柯尔莫哥洛夫则整个地在测度论基础上重建了概率论，使得概率论成为现代数学的一部分。进一步马尔可夫加入他们，为随机过程理论奠定了基础.。 3、 基于实分析和拓扑学的既有成就，莫斯科学派为泛函分析贡献了重要基础。首先是刘斯铁尔尼克和史尼莱利曼从拓扑学角度解决变分学问题的讨论班，然后是柯尔莫哥洛夫对泛函空间的基础性研究和函数逼近论的基础研究，最后,由柯尔莫哥洛夫的学生盖尔芳特为泛函分析贡献了最重要的构架性成就，并通过这些工作使得泛函分析与代数学和拓扑学的综合运用达到新的境界。 4、分析学当然要用到常微分方程上面来，分析学的现代化也就当然地导致了常微分方程理论的进步。斯捷潘诺夫\彼得罗夫斯基\庞特里亚金等都为常微分方程这个古老的领域，取得了现代化的成就。 5、更进一步，经过现代化的分析学还得要用到更复杂的数学物理方程，包括偏微分方程上去，特别是物理学与技术科学产生的需求，也需要现代分析学对此作出贡献。彼得罗夫斯基\刘斯铁尔尼克\吉洪诺夫\索伯列夫等都参与了这一事业，特别是索伯列夫为广义函数理论奠定了基础。 6、复分析的开拓者戈鲁别夫和普列瓦洛夫都是叶果洛夫的学生，都有很好的实分析底子。后来鲁金\辛钦\门索夫都参与进来过，后来出现的拉普伦捷夫\盖尔冯德\凯尔迪什\马库舍维奇等都是重要的复分析家。 7、数论当然严重地依赖分析的工具，辛钦就没有放过数论，并组织了相应的讨论班。史尼莱利曼和盖尔冯德都因此而做了很好的数论工作，特别是哥德巴赫问题。 上述所有这些都极大地扩张了现代分析学的领域，也可以说追根溯源，都是源于鲁金教给他们的实分析，实在是最好的基础。当然也有人做代数，例如库洛什。 了不起的是，以柯尔莫哥洛夫为驱动中心，莫斯科学派还把数学的触角延伸到了数学基础\数学哲学\数理逻辑\数学史\控制论\生物数学\计算理论\应用数学...等等，做了一大批创新的事情。 所以说基础研究一定要持续，只要持续1百年、2百年，自然会有崛起的东西出来，成群的崛起。我相信，中国也会有的，只要我们持续地做讨论班。 当然，从内部而言，就是我们得首先占据自己最扎实的领地。莫斯科学派是实分析，这是遵循了自然的发展规律的。 然后，得有核心人物先站起来，我们各自努力吧。
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力学学科在中国To be, or not to be （1）力学是什么？
热度 1 sqdai 2010-9-19 05:21
【按】在不到一年之内，我国力学界相继失去了两位大师钱学森和钱伟长先生，力学二字在媒体中出现的频度大增。如果问一下：力学是什么？恐怕有不少人不能做出正确的、完整的回答，而回答这一问题又很重要，所以，在此重发去年写的两篇乐乎博文，力图就此问题做一些探索，并在更广阔的范围内引发讨论。 先概述博文的来由。 2009 年 5 月 14 日 ，我参加了国家自然科学基金委员会数理科学部组织的一次会议数理科学部第四届专家咨询委员会第三次会议暨 2011 ～ 2020 年我国科学发展战略研究和数理科学部十二五学科优先领域调研启动工作会议，参与了力学组的研讨，跟一批力学学者一起，为提出我国力学学科发展战略研究报告做准备。我认为，此举对我国力学学科的发展有着极其重要的意义，因此，特地开辟力学在中国 To be, or not to be 专栏，旨在配合这一战略研究。 为什么给专栏起了这样一个中英文混合的名称？欣赏过莎士比亚名剧《哈姆雷特》的人都知道， To be, or not to be 取自该剧第三幕哈姆雷特王子的著名独白： To be, or not to be ， that is the question ，我上网一查，各路名人对这段话的译法居然有 12 种之多！（参看 http://studa.net/Translates/090211/10091973.html ） . 我最欣赏的还是莎士比亚专 家朱生豪 先生的译法：生存还是毁灭，这是一个值得考虑的问题。把 To be, or not to be 接在力学学科在中国之后，意义就不言自明了。 马上会有人问，力学学科在中国真的有生死存亡的问题吗？虽说还没这么严重，但确实有那么一点问题。从世界范围看来，作为基础学科的力学学科的存在性稳如泰山。试看，国际理论和应用力学联盟有几十个成员国，它组织的 ICTAM ，即力学奥运会，每届有千余人参加；国际上力学类的刊物成百上千；知名力学家为数甚众。这些都是明证。可是，在我国，本不该成问题的问题，却老是成问题。虽说在国家自然科学基金委员会，数理化天地生力这七大基础学科的地位从来就非常明确，始终各占一席之地，力学占据着重要的位置， 二十 多年来从未摇摆过，但在制订全国性的科学规划时，总会遇到一些问题。最明显的例子是： 1978 年，在制订新一轮科学规划时，一开始，只提数理化天地生，偏偏把力学排除在外，幸好以周培源、钱伟长、谈镐生等院士为代表的老一代力学家拍案而起，据理力争，争回了力学作为重要的基础学科的地位（详见《谈镐生文集》的钱伟长序和第 402 ～ 420 页）。可是，在近期的我国中长期科学规划中又出现了类似问题；在最近的科技部一些规划中重又把力学排除在基础学科之外，经过新一代力学界的院士们再次鼓与呼，目前局面正在发生转机。 因此，我认为，应该利用这次撰写我国科学发展战略研究报告的契机，争取一劳永逸地解决力学学科在我国的战略地位的问题。应该以宏观的大视野和细观的新阐释，以远大深邃的战略眼光和精心筹划的战术思路，从历史与现实的解读，从理论与实践的剖析，有理有据地、充分详尽地、令人信服地阐明 力学是一门应用性很强的基础科学 这一基本观点。若能如此，力学学科幸甚，我国科学发展幸甚，祖国四化事业幸甚！ 力学是什么？ 有人会问：你搞了大半辈子的力学教学和科研，为什么还要提这样小儿科的问题呢？我的答复是：我一直在力学的某个园地里耕耘，但对力学的全貌和内涵了解得并不那么全面、深刻，这就需要学习和思考；从另一个角度来看，有许多人，对于这个所谓小儿科问题知之甚少，甚至不懂；若是平头百姓，倒也罢了，若是权倾一方的科学掌门人也是如此，问题就大了。所以，对这个问题非深究不可，非搞个水落石出不可。真所谓：名不正则言不顺，名正方能言顺，此文的目的就是为力学正名，但单靠自己从头说起也不容易，好在已有许多权威人士和大家著述论及，我把它们采撷出来，稍加点评，以供共享，通过抛砖引玉，激发大家发表见解的热情。 【 1 】力学是一门应用性很强的基础科学，是研究力与运动规律的学科。力学建立在牛顿力学和经典力学的基础上，主要涉及宏观运动，目前已扩展至微纳观层次。 国家自然科学基金委员会：《力学学科发展研究报告》，北京：科学出版社， 2007 ， p.1 。 评述 ：这份发展报告由我国几十位力学英才集体撰写，历时一年半，经过充分调研，倾听了诸多资深力学家的意见，写得言简意赅，相当出色。这里给出的力学的定义抓住了力学的基本内涵和特点，最值得注意的是开宗明义的说法： 力学是一门应用性很强的基础科学 ，既强调了它的基础性，又强调了它的应用性。缺点是，叙述还不够充分（要看下文才进一步明确）；还有个微疵：牛顿力学和经典力学并列不妥，因为后者涵盖前者。 【 2 】 力学是研究物质机械运动规律的科学 。自然界物质有许多层次，从宇宙体系，宏观的天体和物体，细观的颗粒、纤维、晶体，到微观的分子、原子、基本粒子。 通常理解的力学以研究天然的或人工的宏观对象为主 。但由于学科的相互渗透，有时也涉及宇观或细观甚至微观层次中的对象以及有关的规律。 机械运动亦即力学运动是物质在时间、空间中的位置变化，包括移动、转动、流动、变形、振动、波动、扩散等，而平衡或静止，则是其中的一种特殊情况 。机械运动是物质运动的最基本的形式。物质运动其它形式还有热运动、电磁运动、原子及其内部运动和化学运动等，机械运动不能脱离其它运动形式而独立存在，只是在研究力学问题时突出地考虑机械运动这种形式罢了；如果其它运动形式对机械运动有较大影响或者需要考虑它们之间的相互作用，便会在力学同其它学科之间形成交叉学科或边缘学科。力是物质间的一种相互作用，机械运动状态的变化是有这种相互作用引起的。静止和运动状态不变，都意味着各作用力在某种意义上的平衡。 力学，可以说是力和（机械）运动的学科 。 钱令希、钱伟长、郑哲敏、林同骥、朱照宣：《力学》，中国大百科全书（力学），北京 上海：中国大百科全书出版社， 1985 ， p.1 评述 ：这段叙述是中国大百科全书（力学卷）的开场白，由五位资深力学家撰写，有权威性。这是笔者迄今见到的关于力学内涵和特点的最深刻、最完整的描述。其中指出，力学是研究物质机械运动规律的科学，而且以宏观对象为主；特别对机械运动的形式作了全面概括，将变形也包括在内。也提到了机械运动与其它运动形式的相互作用和交叉性力学的形成和发展，但是，关于交叉的观点有点绝对，例如，流体力学中，机械运动与热运动密不可分，考虑二者的一般的相互作用不能列入交叉之类（超高温的情况另当别论）；再如，按现今的观点，多场（包括温度场、电磁场等）的弹塑性力学，也不纳入交叉性学科。 【 3 】力学原是物理学的一个分支。物理科学的建立则是从力学开始的。在物理科学中，人们曾用纯粹力学理论结实机械运动以外的各种形式的运动，如热、电磁、光、分子和原子内部的运动等。当物理学摆脱了这种机械（力学）的自然观而获得健康发展时，力学则在工程技术的推动下按自身逻辑进一步演化， 逐渐从物理学中独立出来 。 20 世纪初，相对论指出，牛顿力学不适用于速度接近于光速或者宇宙尺度内的物体运动； 20 年代，量子论指出牛顿力学不适用于微观世界。这反映了人们对力学的深化，即认识到物质在不同层次上的机械运动的规律是不同的。通常理解的力学只以研究宏观的机械运动为主，因而许多带力学名称的学科如热力学、统计力学、相对论力学、电动力学、量子力学等在习惯上被称为是物理学的分支，而不属于力学的范围。但由于历史上的原因，力学和物理学仍有着特殊的亲缘关系，特别是在以上各力学分支和牛顿力学之间，许多概念、方法、理论都有不少相似之处。 力学与数学在发展中始终相互推动，相互促进。一种力学理论往往和一个数学分支相伴产生，如运动基本定律与微积分，运动方程的求解和常微分方程，弹性力学及流体力学的基本方程和数学分析理论，天体力学中运动稳定性和微分方程定性理论等。有人甚至认为力学是一门应用数学。但是力学和物理学一样，还有需要实验基础的一面，而数学寻求的是是比力学更带普遍性的数学关系，两者有各自的研究对象。 力学同物理学、数学等学科一样，是一门基础科学 ， 它所阐明的规律带有普遍的性质。 力学又是一门技术科学 ，它是许多工程技术的理论基础，又在广泛应用中不断得到发展。当工程学还只分民用工程学（即土木工程学）和军事工程学两大分支时，力学已在这两个分支中已起举足轻重的作用。工程学越分越细，各个分支中许多关键性的进展都有赖于力学中有关运动规律、强度、刚度等问题的解决。力学与工程学的结合促使工程力学各个分支的形成和发展。现在，无论是历史较久的土木工程、建筑工程、水利工程。机械工程、船舶工程等还是后起的航空工程、航天工程、核技术工程、生物医药工程等都或多或少有工程力学的活动场地。力学作为一门技术科学，并不能代替工程学，只指出工程技术中解决力学问题的途径，而工程学则从更综合的角度考虑具体任务的完成。同样地， 工程力学也不能代替力学，因为力学还有探索自然界一般规律的任务 。 力学既是基础科学又是技术科学这种二重性，有时也难免会引起侧重基础一面和侧重应用研究一面的力学家之间的力学家之间的不同看法。当这种二重性也使力学家感到自豪，他们为沟通人类认识自然和改造自然两个方面作出了贡献。 钱令希、钱伟长、郑哲敏、林同骥、朱照宣：《力学》，中国大百科全书（力学），北京 上海：中国大百科全书出版社， 1985 ， pp. 2 ～ 3 评述 ：这些叙述承接前一段，从力学的发展史角度，全面正确地描述了力学与物理学、数学的关系，指出了力学从物理学独立出来的过程和现实；值得注意的是：这里强调了 力学同物理学、数学等学科一样，是一门基础科学 ， 它所阐明的规律带有普遍的性质。 同时，又阐述了力学作为基础科学和技术科学的二重性，点明了两者的关系，也指出了工程力学与工程学、工程力学与基础力学的区别，并如实反映了力学界由于侧重面的不同而存在的岐见（事实上五位作者的侧重面就有不同）。令人鼓舞的是，他们指出，力学界应该为这种二重性而感到自豪。其实，物理学、化学、生物学等也具有这种二重性。 【 4 】在自然科学的历史发展中最先发展起来的是关于简单的位置移动的理论，即天体的和地上物体的力学。 恩格斯：自然辩证法，北京：北京人民出版社， 1971 ， p.53 【 5 】力学是最早开始的一门科学。 M. von 劳厄：物理学史，范岱年等译，商务印书馆， 1978 ， p.1 7 评述 ：力学人应为这一事实而自豪。 【 6 】力学是关于运动的科学，我们说它的任务是：以完备而又假定的方式描述自然界中发生的运动。（基尔霍夫：《力学讲义》， 1874 ） M. von 劳厄：物理学史，范岱年等译，商务印书馆， 1978 ， p.20 评述 ：这一经典说法与【 2 】中末句的说法相近，充分揭示了力学的基础科学的特征。 【 7 】 从我们以上摘录的论述，可以归纳出以下几点关于力学的认识： 1. 力学起源于工具、工艺的改进，同时也是人类追求认识自然界客观运动的普遍规律的必然归宿。 2. 在力学研究上，从古代开始，就有两种传统。如牛顿所说，一方面是理性的或理论的，另一方面是应用的，可见理论力学与应用力学的分工，早在牛顿时代就有了。 3. 对力学的研究对象，有一个逐步拓宽的过程。早期着重于重力、平衡即静力学，后来着重于运动，即动力学。到了牛顿，对力学有了最一般的认识，将力同运动相联系，而且这里运动是最一般意义的运动，它包含一切变化。 4. 数学是同力学密不可分的，牛顿将几何学看作力学，达 芬奇将力学看作数学，而邓玉函将数、度、力三学看为亲密三兄弟不可分离。力学同数学从古以来一直紧密联系，它们是人类认识客观事物运动的质与量的两个不可分的侧面。 武际可：力学史，重庆：重庆出版社， 2000 ， pp.5~6. 评述：这段叙述从力学史的角度对力学的起源、分类、发展过程及其与数学 的关系作了精辟的概括，尤其是第二点中指出，力学的理论力学与应用力学的分工古已有之，也就是说，力学既有基础性，又有应用性，这是一个无法抹煞的历史事实和现实存在。 【 8 】力学既是应用性很强的技术科学，更是一个深藏玄机的基础学科。 钱伟长：《谈镐生文集》序，北京：科学出版社， 2006 评述： 钱伟长 先生一贯旗帜鲜明地坚持力学既是一门基础学科，又是一门技术学科，而且身体力行地进行了成功的实践，取得了丰硕成果。 【 9 】基础相对于应用来说才有其具体意义的。 基础的意义有几个方面： 1. 作为其它学科的基础； 2. 从应用面广（即到处用到）的意义上的基础； 3. 不是和生产直接相联系的意义上的基础性。 事实上，主要的学科，如数学、力学、物理、化学，都是有它们的双重性的：即它们既有基础性的一面，又有应用性的一面。从强调基础性的一面看，它们既可以成为基础学科；从强调应用的一面看，它们又可以称为技术学科。 要讨论力学和它是不是基础学科就是它有没有基础性的一面，首先要明确力学的定义： 力学是研究物质机械运动规律的科学 。 力学是物理科学的共同基础，数学是所有学科的共同工具 。 形象化地说，有一个 结构（物理科学的结构）： 物理科学是一根梁，力学和数学是它的两根支柱。 谈镐生：关于力学学科的基础性和现代化（原载力学进展。 1978 ， 8 （ 1 ）： 130 ～ 134 ，见《谈镐生文集》，北京：科学出版社， 2006 ， pp.407-409 评述：如前所述， 谈镐生 先生是上个世纪七八十年代为力学学科争回基础学科地位的大功臣，上面摘引的是他在论战中提出的主要论点，旗帜鲜明，立论恢弘。他的文章全方位地论证了力学学科的基础性，以及基础性与应用性并存现象在基础性自然科学学科中的普遍性。他还认为，数理化天地生力这七个学科中，当中的五个都可归为物理科学，而数学是所有学科的基础，力学是所有物理科学的基础，形成 结构，我很欣赏这一观点。 【 10 】力学 物理学的一个部门。研究宏观物体机械运动规律及其应用的学科。古代通过在机械、建筑、军事等方面的实践和天文、物理现象的观察，已对力学有了研究。 17 世纪以来，以牛顿运动定律为基础总结成了牛顿力学体系。根据所研究物体的性质，可分为质点力学、质点组力学、刚体力学和连续介质力学；根据运动性质又可分为运动学、动力学和静力学。力学是许多工程技术问题的重要基础，并已发展成为许多应用力学分支，如固体力学、物理力学等。 20 世纪初，在研究高速（可与光速相比拟）运动物体的运动规律（此时牛顿力学不再适用）时，建立了相对论力学。一般把牛顿力学和相对论力学称为经典力学。对于微观粒子如电子、核子等，经典力学往往不适用，而须用量子力学。 《辞海》编委会：《辞海》，上海辞书出版社， 1994 ， p.530 评述 ：这是可见到的所有辞书中叙述得最差劲的关于力学的词条，会产生种种误导，偏偏《辞海》的社会影响又很大！首先，未点明力学已独立于物理学这一现状；整个叙述显得不科学；对力学的分类不合理；可笑的是把固体力学、物理力学列为应用力学分支（再无其它例子），忽略了他们的基础性。这个词条像是本科生编出来的。查阅了《辞海》的所有编写人，找不到一位我认识的力学家（数学家有好多位，包括我的一位同学），这大概是该词条质量低劣的原因。 写成于 2009 年 5 月 16 日晨 http://blog.lehu.shu.edu.cn/sqdai/A78250.html
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[转载]科学家称仅1/3时间做科研 每年申请项目需4个月 人民日报
taol 2010-8-5 00:13
（对我感兴趣的话另外做了标注） 采访对象 　　吴雨（化名），研究员，45岁，2005年回国，现任某国立研究所课题组组长、首席科学家，从事基础科学研究，在国际上有一定影响。该课题组目前有数名正式人员（包括研究员、副研究员、助理研究员）和10多名硕博连读的研究生。 　　尽管新中国成立以来，我国的科技事业取得了举世瞩目的成就，但以下反差依然令人尴尬。 　　 2009年我国科技人力资源总量已达5100万人，位居世界第一。但像钱学森这样的科学大师却寥若晨星；2007年我国发表的SCI（科学引文索引）论文总数已占世界第二位，但原创性的重大科技成果屈指可数，国家自然科学一等奖曾多年空缺；2008年全社会RD（研究开发投入）总量就达到4570亿元，比1978年增长了40多倍，但很多关键技术和核心技术仍然受制于人，技术对外依存度超过60% 　　造成这些巨大反差的根源是什么？有识之士不约而同地聚焦到一点： 科技体制 。 　　他们认为，虽然自1985年以来我国的科技体制改革取得了很大进展，但至今仍有一些弊端，在很大程度上制约了科技事业的发展，困扰着科技人员。在国家科技投入持续增加、经济发展方式转变日益需要科技支撑的新形势下，继续深化科技体制改革，为建设创新型国家提供强有力的制度保障，已是大势所趋、迫在眉睫。 　　目前的科技体制存在哪些主要问题？应当如何破解？科技视野版从本期开始，推出系列报道，尝试深入探讨。 　　编者 　　①一年当中，能真正用在科研上的时间，有1/3就不错了 　　 记者：作为课题组的组长，您工作一定很忙？ 　　吴雨： 真是很忙。我是2005年从美国回来的，感觉一天都没有停下来过。周末、节假日、休假，对我来说没有多大实际意义。 不光我这个课题组组长忙，组里的另外几位同事，也都和我差不多。 　　 记者：那您一定觉得非常充实？ 　　吴雨：事实并非如此。我目前的心态，更多的是紧张、苦恼和焦虑。 虽然每天忙忙碌碌，但一个星期下来，难得有一整天能安静地坐下来，看文献，做实验，写文章。 　　我粗略算了一下，一年当中，大约1/3的时间用来申请项目，1/3的时间处理各种杂事；真正用在科研上的时间，有1/3就不错了。 　　②从准备申请项目到正式填表，再到答辩、中期评估、年终汇报，一年要花去四个月 　　记者：申请项目需要那么多时间吗？ 　　吴雨：今年我们组申请的项目比较多，共有6个，分别来自财政部、科技部、中科院和国家自然科学基金委员会（简称自然科学基金委）。每年2月份我就得安排申请项目的事儿，和相关的人员联系,或是组成自己的团队，或是让我的组员加入别人的团队。按照规定，同一个经费来源每个人姓名在在研项目中出现一般不能超过三次，我就得和同事们商量，如何最大化地利用我们的有限名额：向哪个部门申请哪些项目，哪个参加别人牵头的项目，哪个我们牵头并邀请其他组成员参加，等等，然后分别准备申请材料。 　　记者：申请材料包括哪些内容？ 　　吴雨：虽然申请的部门不同，但项目申请表的内容大致相同，主要包括：国内国际研究现状，项目的重要性和必要性，课题组的研究基础，研究人员的介绍，经费预算，预期的研究目标（包括要发表多少论文），等等。 　　其中最费精力的，是经费预算。每一个项目的经费包括十来项：设备费、材料费、测试化验加工费、燃料动力费、差旅费、会议费、国际合作与交流费、劳务费、专家咨询费、管理费，等等。每个项目的经费用途都规定得很严、很死，要求必须精准预算，因为项目结题验收时要一一对账，如果对不上账，就很麻烦。 　　但是你知道，科学研究存在很多不可预见性，真正做实验的时候一些费用很难控制，不知道什么时候要花什么钱。所以申请项目时我和同事必须像专业会计那样，精心算计每一笔钱。 　　记者：您一个人忙得过来吗？ 　　吴雨：当然忙不过来，组里的业务骨干和研究生，都要帮着一起写。2月份基本上都用在项目准备上了。3月份是最忙的时候，要完成正式的项目申请书填写, 然后签字、盖章，递交给有关部门。有些项目如自然基金委的优秀群体项目, 还要先经过预答辩，通过后才可以进一步申请。4、5月份, 是各种项目函评的时间。自然科学基金委等相关单位将根据函评意见，决定是否给与资助，或进入下一轮答辩。我也得花一些时间，帮助自然科学基金委等评审一些项目。6、7月份，一些重要的项目，比如财政部的仪器设备项目，自然基金会的重点项目、创新研究群体项目，科技部的973项目等，要准备答辩。为能在专家评审时提高通过的几率，需要先在所里搞答辩演习：申请牵头人试讲，所里请几个专家来听，听完了提意见；然后再修改、补充，必要时要安排第二次、第三次。 　　我们组一般搞一两次就行了，听说有的组要搞三四次、五六次。 　　记者：答辩结束后，项目申请的事就完了吧？ 　　吴雨：没有。项目申请如果没通过，前期的这些努力就白费了，明年再重新来过；如果运气好，项目通过了，紧跟着就要填写资助项目计划书，详细填写每年的研究计划和预期进展，并按照项目实际批准的经费，重新制作经费预算表。 　　项目短的两三年，长的四五年，每年要搞进展汇报，中期要进行评估，结题时要搞验收。所以到了每年的11月、12月，就要应对各种各样的检查，向所里或有关部门汇报进展。我们的六七个在研项目，断断续续下来，也得花去大约一个多月时间。 　　③每个项目经费都比较少，而且吃了上顿没下顿，如果申请的项目不够多，课题组的生存就成问题 　　记者：没想到要在项目上花费这么多时间。 　　吴雨： 更令人苦恼的，是这6个项目实际上是来自同一个研究课题，只是名目不同、来源不同罢了。申请这么多项目、搞这么多答辩、汇报，其实很大程度上是重复劳动、浪费精力。 　　记者：既然这样，为什么不少申请两个项目？ 　　吴雨：我们从事的是基础研究，科研经费全部来自纵向（指来自国家财政，横向是指来自企业或地方政府编者注）的竞争性项目，需要年年申请，否则就吃了上顿没下顿。而每个项目的经费都比较少，6个项目的总经费平摊到每年，一年课题组也就是120万元左右。而且，并不是每个申请项目都能获得批准，我们申请的项目，能有一半成功已经很不错了。如果申请的项目少了，课题组就没法运转下去。 　　记者：这话怎么讲？ 　　吴雨：我们课题组有20多号人，除了给研究生发劳务费，还要给正式人员发绩效工资，支付水电费，等等。所有这些费用，都要从项目经费中出。 　　我国的项目经费，是典型的重物轻人：经费的90%左右，是用来购买仪器设备和支付材料费、会议费、出差费的；用在人身上的，只有劳务费和专家咨询费。其中，专家咨询费是发给项目外人员的，劳务费只能发给没有工资性收入的研究生和临时聘用人员。劳务费的比例很低，经费少的项目是15%，多的是10%。如果按120万元算，大概有18万元的劳务费。 　　我们组有16个研究生，平均下来也每月不到1000元。现在的学生都很聪明，他们选导师之前都要做调查的，如果你这个课题组项目经费太少，他们就不报你的，这样研究生就招不进来。 　　记者：除了研究生的劳务费，还有其他开销吗？ 　　吴雨：给正式人员发绩效工资。为体现多劳多得，我所在单位目前采取的是三元工资制：基本工资+岗位工资+绩效；前两项由院里、所里发，绩效工资中所里只负责保底的部分，其余部分就要课题组自己想办法。而组里只有一个来源即项目经费。 　　记者：你们的绩效工资每月有多少？ 　　吴雨：这个不一定，要看在研项目的多少。就拿我们组来说，前两年申请的项目比较多，所以今年我们课题组正式人员平均每人每月8000元左右。少的年份每人每月只有二三千元。 　　不管是8000元还是二三千元，都只能从项目经费中出。而按照规定，项目经费是不能用来支付正式人员工资的。但我们组又没有其它的经费来源，你叫我这个组长怎么办？ 　　记者：您的收入有多少？ 　　吴雨：我是研究员，又是组长，收入在组里算高的，每月基本工资和岗位工资加起来4000多；加上绩效工资，平均每年收入在15万元左右。 　　记者：这些钱够用吗？ 　　吴雨：像我这个年龄段的，都是上有老、下有小，除了全家老小基本生活开支，还要还房贷、车贷，供小孩上奥数班、英语班等，花钱像流水一样。 　　 跟刚回国那两年比，我现在的状况好多了，基本能做到收支平衡。说出来不怕你笑话：回国到现在五六年了，我和太太没买过一件新衣服。 （编者按：如果一位安心做基础科学研究员都是这样的不安心，结果可想而知。） 　　记者：确实没想到。 　　吴雨：大家都不是生活在真空里，现在外边的高校、企业挖人挖得很厉害。为了让大家衣食无忧、防止人才外流，只能如此。据我了解，其他所的同事也面临同样的问题。这已经是公开的秘密。 　　记者：那项目结题时怎么办？ 　　吴雨：我也感到非常头疼。这就像颗定时炸弹，结题的时候肯定要爆炸。我们去向所领导讨教，他们也没办法，因为这是个机制性的共性问题，不是我们所自己能解决的。 　　我感觉我们的项目经费把人和物的关系搞颠倒了。可以花一两千万元买设备、造仪器，可以花五六万维修设备，但如果要给某个重要的人发5万元工资，那绝对不行。其实人是最重要的，如果没有高素质的科研人员，仪器设备再先进，还不是一堆废铁？据我了解，美国、日本、欧洲等国立研究所的研究经费，大头是用来养人的，我们刚好反过来。 　　④为完成项目考核、让研究生顺利毕业，一年至少要完成6篇论文，逼着你去做短平快的事情 　　记者：除了申请项目，您还忙什么？ 　　吴雨：忙着写论文。论文是项目成果的主要表现形式，也是项目考核的硬指标。 　　一个项目需要年终汇报，到时候你总得要有几篇SCI论文吧，否则就会影响后期的经费拨款。因为大家都在看论文，要是你有一段时间没发论文，而其他课题组的同事发了，自己就会感到无形的压力。 　　我们组的15个研究生都是硕博连读，每个学生想要在5年内毕业，必须要发两篇以上SCI文章。这样算下来，我们组每年至少要完成6篇论文。 　　而要发表一篇好文章， 需要经过相当长的时间。首先要把实验做好，再花工夫写、改，和别人讨论, 投稿后可能经过一审、二审，如果你不同意审稿人和编辑的意见，还要向副总编辑或总编辑上诉，来回一折腾也得大半年到一年。最后被高端期刊接受了是运气的，不少时候折腾了半天还没被接受，就得再投其它期刊。 　　平均一年写6篇高端文章，哪有那么多时间和成果？但是，为了能让学生顺利毕业，我们不得不在有些实验还没完全做成熟的时候，就开始写，写出来的只能是缺乏实质性进展和创新的垃圾文章。这既影响论文的质量，也影响科研的水平。 　 　 为了不耽误学生按时毕业，就得找一些容易做的题目，在别人已经开辟的领域跟风；风险大的、探索性强的项目，就不敢轻易去试；或者稍微试了一下，发现短期内不会有结果，就立马回到比较容易和有把握的项目上，完成任务了事。 　　国外和我们体量差不多大的课题组，每年发两三篇文章就不错了。我们盲目追求文章的数量，只能被迫制造不少垃圾文章。原创性的成果不敢或不能尝试，怎么能够期待大的创新性成果？ 　　⑤希望能借鉴国外好的经验，把科研资源集中到一两个部门，每个项目的经费多一些，经费安排多向科研人员倾斜 　　记者：您的压力一定很大吧？ 　　吴雨：我的确感到压力很大。有一段时间，我一站起来就浑身发抖，我想就是因为有好长一段时间压力太大、情绪太紧张了。 　　我常常对自己说，这一段时间太累了，等忙完了好好休几天假。但事实是从来没有闲的时候，总有事情不断地冒出来，要你解决。我们的第一台仪器做出来后，就有许多双眼睛盯着你：什么时候出成果？什么时候发文章？此外，学生要毕业，得赶紧发文章；有的项目要结题了，经费怎么处理杂事实在太多了。 　　我现在意识到：必须强迫自己休息、放松，否则很难支撑下去。 　　记者：所里的其他同事情况如何？ 　　吴雨： 其实我还算好的，回国后得到各方面的关照比较多，设备顺利搞成了，一些高端文章也发了，应该说还是相当幸运的。有的课题组项目比较少，也有他们的难处，压力不比我们小。 （土鳖们，情何以堪。） 　　记者：您在科研项目方面有哪些建议？ 　　吴雨： 希望能借鉴国外好的经验，把科研资源集中到一两个部门，每个项目的经费多一些，在经费安排中多向科研人员倾斜一些。这样大家就不用把这么多的时间和精力浪费在项目重复申请、重复汇报上，以及应付论文任务和考评。如果能够这样，大家就可以静下心来， 集中精力十年磨一剑，多做一些原创性的研究 。要想在科研上做出大的成果，必须要经过跟踪模仿创新三部曲。这很像盖大楼，想不打好地基，直接盖上面几层，是不可能的。 许多新的发现看似偶然, 实际上是源于长期的积累和准备 。 　　⑥希望创造更好的环境，让科研人员静下心来，更专心地研究，更自主地探索 　　 记者：十年磨一剑就能做出原创性成果？ 　　吴雨：我想这不应该是个问题。 虽然创新失败的风险很大，但只要有足够的积累和时间，总会有新的发现、新的突破。这就像种庄稼，只要土壤肥沃、养分充足、气候适宜，种子播下去以后，给它们足够的时间，自然会有新芽破土而出。 中国不是缺少科研人才，也不是大家不想创新。我相信绝大多数做科研的人国外回来的也好，一直在国内做的也好，其实都是想干点事业的人。只要有好的环境、好的机制，有长期的、足够的经费支持，出成果是水到渠成的事。 （我很想为他这段鼓掌，虽然这在中国目前的科研制度下很理想化。） 　　 记者：目前的环境、机制，是不是不利于创新？ 　　吴雨：这是明摆着的事。目前的项目经费安排、申请机制和急功近利的考评办法，搞得大家都很浮躁，很难沉下心来做开创性的事情。尤其是课题组组长，必须拿出相当多的时间和精力，处理一些繁杂的琐事：怎么申请到项目经费、怎么让学生毕业、怎么让这个课题组活下去据我所知，国内像我这种状态的科研人员还有很多。 　 　记者：您是不是很着急？ 　　吴雨： 想想真是着急。从个人来讲，我放弃国外的优厚的待遇和安逸的生活回国，不就是想多为国家做点事吗？从国家来讲，这些年对科技越来越重视，科研的设备条件越来越好，经费越来越多，寄予的期望也越来越高。如果我们拿不出原创性的成果，既对不起自己，也没法向国家交代。 　　目前的情况是，不是我们不想集中精力搞创新，而是现实不允许。温家宝总理在去年首都科技界大会上曾说过一段话，给我留下很深的印象：我们全部科技政策的着眼点，就是要让创新火花竞相迸发、创新思想不断涌流、创新成果有效转化。为此，要创造良好的环境，让科技工作者更加自由地讨论，更加专心地研究，更加自主地探索。 　 　静下心来，踏踏实实做研究。我想，这不只是我一个人的期盼。 （编者按：也是我的愿望。 搭车） 文章出处： http://news.sohu.com/20100802/n273914807.shtml
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昆虫与人类生活
hexapodium 2009-4-11 20:44
昆虫是地球上动物中最为丰富和多样化的种类，它既能给人类带来巨大的威胁， 成为我们生存的竞争对手， 如为害作物和建筑以及传播疾病的害虫；又能给人类带来显著的利益，如蜜蜂、家蚕等益虫，成为我们生活的一部分。在数千年前我们的祖宗就认识到这一点，开始养蚕植桑、防治虫害。然而直到现在，不少人对于昆虫的认识，依然觉得无足轻重，把昆虫学看做雕虫小技，很少有人了解昆虫在基础科学中的作用以及对我们每个人衣食住行的影响，知道昆虫学与科技进步和产业发展的关系。 1 昆虫与基础科学 自从现代生物科学在上个世纪降临，昆虫在提供生命基础知识方面起着重要的作用， 例如有关遗传学、 染色体行为、动物生态学、 进化生物学、 物种的形成等诸方面的知识首先是从昆虫获得的。Kopec在 1917年发现了盐泽灯蛾 Estigmene acrea (Drury)的脑对变态起激素调节作用。Karl Van Frisch 因对蜜蜂行为的研究而获得1973年的诺贝尔奖。Morgan 等对果蝇的研究成果成为当今遗传学和发育学最重要的基石。 Kettlewell对胡椒尺蛾 Biston cognataria (Guenee)的研究已成为自然选择理论的典型范例。昆虫作为实验动物，具有易于饲养、生命周期短、后代繁殖量大的特点，也不至于象高等动物，特别是灵长类动物那样受到社会和道德的约束，因此昆虫作为模式系统已为越来越多的实验科学工作者所采用。 2 昆虫与卫生 有的昆虫是我们人类许多疾病的传播者，如疟疾、丝虫病、利什曼原虫病以及黄热病等多种病毒病。仅由昆虫传播的疟疾，最近估计在 102个国家有地区性发生，对20亿人构成威胁，每年约有 2亿人感染此病，1--2百万人死于非命。这类事情自古有之。在14世纪，鼠疫遍及欧洲大部，估计有2500万人丧生，比当时欧洲大陆总人口的1/4 还多。现在我们知道，这种细菌病的传播者，是一种叫东方鼠蚤 Xenopsylla cheopis (Rothschild)的昆虫。据记载，巴拿马运河开凿时工程被迫延迟了，原因是工人们染上了黄热病，最终研究发现这种病毒病的传播者是埃及伊蚊 Aedes aegypti (L.)，这称得上是实验医学上的一大成就。当蚊子防除后，工程才得以完成。可见解决类似问题，需要包括昆虫学家和医学家在内的多学科科学家并肩作战。目前，由于分子遗传学和细胞生物学的发展和渗透，医学昆虫学家可利用ELISA和DNA杂交等技术，探测昆虫体内的病原和抗体，了解有关基因的结构和表达、细胞的分化以及病原与宿主害虫间的互作机制。 3 昆虫与农业 昆虫与农业的关系则更为密切，因为昆虫种类中的 1/3取食植物，其中数百种对农业生产构成严重危害，以我国历代成灾的东亚飞蝗为例，给中国农民带来了巨大灾难，有史书记载的严重蝗灾就达 530余起，解放后经过10余年的努力，改治并举才解决问题。有时一种害虫的发生能改变一个地区的农作物结构。在19世纪末，棉铃象甲 Anthonomus grandis Boheman席卷美国南部，造成棉花绝收，许多农民丢弃了土地，有的则试种其它作物，结果导致亚拉巴马州和佐治亚洲花生的大面积种植，随后花生工业迅速发展，以至于当地企业界为棉铃象甲树碑立传。整整一个世纪过后，另一种棉花害虫在我国暴发。1992年棉铃虫 Helicoverpa armigera (Hbner)在黄河流域、长江流域和辽河流域等棉区6000多万亩棉田同时特大发生，使我国当年棉花总产减收30%以上，造成巨大的经济损失,农民的植棉积极性受到极大的挫伤。 如何防治害虫是昆虫学研究的焦点，以虫治虫是防治害虫的一条重要途径。1887年美国加州的柑桔业由于吹绵蚧 Icerya purchasi Maskell猖獗的破坏而受到威胁。当时美国联邦政府中昆虫组主任 Riley认为，该虫最初分布于澳大利亚，是在20年前从澳州传入加州的。他提出一项到澳大利亚去寻找这种害虫天敌的计划。计划实施后，一种捕食性甲虫----澳州瓢虫 Rodolia cardinalis (Mulsant)被引入加州。在果园释放后，这种甲虫不久就在当地建立了种群，消除了介壳虫对柑桔业的威胁。这样生物防治作为一种防治害虫的有效方法而被创立。 4 昆虫与工业 害虫防治的一个重大转折点是在本世纪三十年代瑞士科学家Mller对DDT的神奇功效的发现，由此他获得了1948年的诺贝尔奖。当时这种杀虫剂不仅很便宜，而且用量很少就有一种不可思议的效果。另外，它的长效、使用方便、杀虫范围广也是前所未有。在二次大战期间，作战双方都意识到昆虫传播疾病在军队中的潜在危险，因此， DDT成为消灭士兵身上虱子、 跳蚤、 臭虫的必备药 物。 战后杀虫剂广泛应用于防治农林害虫， 农药工业得到迅速发展。 其它的有机氯杀虫剂如林丹、狄氏剂、甲氧DDT、氯丹等不断发现，与此同时，有机磷杀虫剂和氨基甲酸酯类杀虫剂也相继发展起来。到90年代全世界每年应用农药有效成分达50万吨，在1988年的消费市场上， 共销掉价值200亿美元的农药， 其中的30%是杀虫剂。自1940年以来，杀虫剂的用量增加了约10倍，而害虫使作物的产量损失也增加了 1倍，如果不用农药，产量的损失会更高。农药的用量还在继续增长。 5 昆虫与环境 杀虫剂的畅销，广泛地大量使用，逐渐地显现出它所带来的弊病。最先的暗示是一些重要害虫对杀虫剂的毒性产生抵抗力，同时害虫的天敌却被大量杀伤。杀虫剂滥用的最大恶果是使环境受到污染。 农民喷洒的杀虫剂，仅有 0.1%的量直接作用于目标害虫，而99.9%进入了环境中， 残毒和生物富积直接威胁到野生动物的生存和人类的健康。Rachel Carson在1962年发表《沉寂的春天》，有力地抨击了对于无区分地使用农药和农药对环境的长期影响， 令世人震憾， 公众突然觉得自己被一度视为救世主的科学技术蒙骗了。 害虫防治策略必须改弦易辙， 不能单一地使用化学防治，由此，害虫综合治理（IPM）思想应运而生。 害虫综合治理理论的核心是从生态学观点出发，最大限度地利用自然控制因素，使用各种相互协调的方法，以求得到害虫的最佳防治和对环境的最少破坏。按照这一理论，害虫的最佳防治并不是全部消灭，而是要把它控制在经济危害水平之下，保留一定的种群数量。这是因为昆虫的害与益是相对的，它们在环境中作为生态系统的生物组成，具有不可替代的作用，至少在保持生物多样性方面。 近年来，生物多样性受到世界各国的关注，因为它是环境稳定和持续农业的核心。正如本文开始所讲的那样，昆虫始终是生物多样性的中心要素。据哈佛大学E O Wilson估计,有过记述的脊椎动物总共约有42,580种，无脊椎动物约有990，000种，而其中仅昆虫纲的鞘翅目甲虫就占有290，000种，为全部脊椎动物种类数量的7倍。看了这些数据，也许我们会重新考虑谁在支配着地球。 6 展望 当今信息技术特别是计算机应用于昆虫学，使已有的广博昆虫学知识更易于为人们所获得，也促进了社会对昆虫学家所起作用的正确评价。 但是影响昆虫学对社会贡献的决定性限制因素不是软件，也非硬件，而是我们知识上的空白。我们需要查清昆虫许许多多未知的种类，了解昆虫生命活动的本质及其与环境的关系，从而掌握调控它们的方法和技能。分子生物学的发展使昆虫学向这一方向迈出一大步。目前，果蝇的基因图谱即将完成；在医学方面，科学家正在将一种阻断疟疾传播的抗体基因转入蚊子胚胎，使其在中肠中表达，工程蚊子将获得无传播能力的遗传特性，若能成功，有可能消灭疟疾；在农业方面，转基因抗虫作物品种已经问世，即将推广应用，转基因天敌昆虫的研究也在进行，以期它们具有抗药性等优良性状；在杀虫剂研制方面，科学家正致力于研究神经肽对昆虫生长发育、生殖的调控机理，指望能够干扰害虫的正常生理功能，开辟化学防治的新途径。最重要的是，人类需要并且已经达成一个共识，保护我们和其它生物共同拥有的地球。我们不能再蹈污染环境的覆辙，对生物工程产物的利用要慎重再慎重，以生态的和环境的观点防治害虫、保护和利用益虫。 注：此文曾以昆虫与科技革命和产业发展为题发表于昆虫知识（1997，34(1): 35-37）。在今天看来，特别是最后展望部分，显然有的已经变成现实，有的发展超出预想，有的问题则尚未解决。那么，近10余年来有哪些新的重要变化？未来将如何发展？很希望与感兴趣的网友进行探讨。
个人分类: Journal Club|20411 次阅读|1 个评论
他山之石：美国能源部如何面向需求找基础科学问题
gxxiong 2007-9-10 17:20
当今科学发展的驱动力，应该说一是科学家的好奇心驱动，另一个是需求拉动了。这种看法好象是国际上也基本一致。 好奇心驱动自然容易理解， 他是靠科学家自己的喜好，兴趣，来发现问题，解决问题。但是对需求拉动，如何拉动就不太好办了。特别是近年来，在科学要为满足国家需求服务的呼声越来越高的情况下，国家乃至各部门、单位都是特别地强调要面向国家需求，解决国家需求的重大科学问题。但是如何找这样的科学问题，由谁来找，如何找，至今仍未见到好的办法。 去年，我曾在美国能源部的网站上偶而看到他们在2001年就提出了识别未来能源安全领域的基础研究需求问题的机制，并取得了较好的成效。他们建立了基础研究需求系列专题研讨会沟通平台，通过周密的会议计划和程序设计安排，保证了会议的效果和会议产出成果的广泛利用。看到这个介绍，我很感兴趣，就请人把该会议的组织框架翻译出出来，希望能给相关管理部门提供参考。 有兴趣的同志可以参阅： 美国能源部基础研究需求专题研讨会组织框架简介 声明一点，该译文版权归中国科学院基础科学局所有，未经允许不得转载发表。
个人分类: 科技管理|5011 次阅读|0 个评论
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