Building Sustainable Energy System in China by Development of Low-carbon Technologies 徐建中，辽宁北镇人，中国科学院院士，中国科学院工程热物理所研究员，中国工程热物理学会理事长。《工程热物理学报》主编，《中国科学：技术科学》副主编。长期从事内部流动气动热力学基础研究与应用研究，提出了叶轮机械三维激波关系，发展了三元流动理论，提出了一系列行之有效的跨声速流动和黏性流动的数值解法，并将科研成果成功地用于工程实践。 能源供需矛盾的尖锐和化石能源过度使用造成的严重环境污染，特别是温室气体导致全球气候变暖，严重地威胁着人类的未来。因此，走低碳经济的发展道路成为各国的必然选择，也是我国的必然选择。 对于能源来讲，这就是要发展低碳技术，逐步构建我国的可持续能源体系。它由3个主要部分组成：① 无碳-低碳能源结构，以可再生能源和新能源为主，包括低碳排放的化石能源；② 以智能电网为代表的新一代电网；③ 科学用能，提高能效。应当指出，这是一个渐进的过程，需要几十年，甚至上百年的时间。 以建立无碳-低碳能源结构来说，可以分两步走：在21世纪中叶，形成可再生能源与化石能源并重的改善了的能源结构；21世纪末叶，建成以可再生能源为主的可持续发展结构。 可再生能源本身是绿色能源，在地球上又是取之不尽、用之不竭的。目前，可再生能源利用技术有一部分逐渐成熟，有的已经开始大规模应用。可再生能源种类很多，应当结合资源情况，因地制宜地加以利用。在这方面，风能走在前面，在世界不少国家风能已经成为主力能源之一。现在，风电技术还在迅速发展，大型化、地域化、智能化是其主要方向；同时，海上风能、储能技术和非电利用（如海水淡化、制氢等）为风能的更广泛利用开辟了新的领域。太阳能是地球上数量最多的可再生能源。近年来，光伏发电技术在不断进步，特别是热利用技术更是发展迅速。热发电的技术现在已经成功应用，有望成为大规模利用的有效形式；多种形式的中温热利用和与化石能源互补利用都是有广阔前景的热利用方式。 生物质能形式多样，其应用形式也丰富多彩。特别是利用光合作用原理，打造新型的光电转换器，是研制新型光电材料的非常有潜力的途径。 煤炭是我国化石能源中蕴藏量最丰富的，长期以来一直是主要能源。但粗放、简单的燃烧利用方式，造成了严重的污染。因此，煤炭的绿色化应用对我国有特别重要的意义。作为发展的方向，应当把多联产与低碳排放紧密结合，即将煤炭在一定条件下气化，先生产化学品，再将化学能转化为热能和功，产生动力和电。在这个过程中，还要捕获CO2并储存。这样，煤炭就成为清洁能源了。 科学用能是研究如何高效、低污染地使用能源，具体说来，是深入研究用能系统的合理配置和用能过程中物质与能量转化的规律以及它们的应用，以提高能源和资源的利用率，并减少污染，最终减少能源和资源的消耗。不难看出，科学用能有三重涵义：一是通过分配得当、各得所需、温度对口、梯级利用来提高能源及资源的综合利用率；二是将能源与环境协调考虑，把能量转换与物质转换紧密结合，注重控制废弃物与污染物的形成、迁移、转化与分离，在能源利用的同时，分离、回收污染物；三是转变传统的利用方式，发展资源、能源、环境一体化模式，实现资源循环，最大限度地减少废物和废能。科学用能应当是我国能源战略的核心和指导思想，而不只是简单的优先。 当前，科学用能有两个方面的主要任务。一是针对共性的科技问题建立科学用能的原理，例如，对于广泛应用的热能，已经建立了温度对口，梯级利用的原理，这一原理是热力学第一定律和第二定律的综合结论。分布式能源系统充分体现了这一原理，并在提高能源利用率、减少环境污染上显示出强大的生命力，应当大力发展。当前，要针对能源利用的复杂过程，进一步推广、应用和发展这一原理，使之适用于化学能和可再生能源。二是深入研究高耗能行业的科学用能问题，从多方面寻求解决方案。这里既包括产品更新、流程改进、产业结构升级等，也要尽可能地利用余热余压等各种形式的中低温能量和可再生能源，减少各种动力机械和设备的耗能。 目前，我国CO2和其他温室气体的排放已经居世界前列。减排CO2是一项重大而又艰巨的任务。建议将宏观的研究与微观的科技层面的研究相结合，多学科交叉、融合，科学地制定符合我国国情的CO2减排技术路线和战略，以指导减排各方面的工作。通过深入、系统的研究建立CO2排放的控制理论体系，开拓新的减排技术和减排方法。我国可以而且应当为低碳技术的发展做出应有的贡献，构建我国可持续能源体系，也为人类发展做出自己的贡献。 （北京市海淀区北四环西路11号中国科学院工程热物理研究所，北京 100190）
Towards a Harmonious Manufacture of Manufacture-Service Integration 杨叔子，江西省湖口县人。中国科学院院士，著名机械工程专家。原华中理工大学校长，现任华中科技大学学术委员会主任。曾立足于机械工程领域，把机械工程同控制论、信息论、系统论紧密结合,致力于微电子技术、计算机技术、信息技术、网络技术等新兴技术领域交叉的研究与教学，在先进制造技术、设备诊断、信号处理、无损检测新技术、人工智能与神经网络的应用等方面取得一系列成果。荣获国家自然科学奖、国家发明奖。 人类文化、文明的基础是物质文化、物质文明，而物质文化、物质文明又是从制造开始，并由制造、材料、能量、信息等所支撑的。制造、工具及其发展与人类、人类生产、人类文明的发展相互影响，形成互动。 制造远不只是加工。从制造石器开始，制造的内涵就应包括4点：构思，加工，使用，以及它们彼此间的信息联系。构思，即加工前，或前端；加工，即加工中，中端；使用，即加工后，后端；而所有的联系，特别当制造超出个体的活动时，本质上就是管理，就是服务。无论制造技术如何发展，即使是广义的当代制造系统，制造的4点内涵（构思前端，加工中端，使用后端，以及它们之间的联系）不但没有改变，而且内涵更加丰富、更加深刻、更加系统。前端包括构思、决策、规划、设计等直接的有关环节，中端包括加工、装配、包装等有关环节，后端包括营销、服务咨询、维修、使用有关环节，乃至回收，再制造。三分技术，七分管理，管理本质上就是服务。对于一个企业，特别是现代制造企业，管理远非一种技术，而是科学，更是灵魂。管理失误，制造必败，企业必垮。 当今世界，制造的发展，工具的发展，其总的趋势有两个特点：一是效益化，一是人性化。前者是指制造的生产水平与生产力不断提高，快速重组生产，快速响应市场，有效节约成本，即制造的参与者的工作效率不断提高，人尽其用，物尽其利。后者是指制造者的劳动不断减轻，用户的需要不断满足，一切参与者的潜力开发不断改善，即对一切参与者的人文关怀不断提高，发展可以持续。 在制造发展中，任何一项技术或措施的采用或创新，或者是直接为了解决制造中所遇的某一问题，提高生产力与生产水平，即效益化；或者直接为了减轻或改善有关劳动者的某方面的劳动，强化人文关怀，即人性化。当然，效益化往往带来人性化，人性化也往往带来效益化。然而，历史已表明，只讲效益化，就产生了两种恶果：第一种，恶化了或破坏了自然环境，导致环境污染、生态失衡、资源浪费等等，特别是同化学过程有关的制造业更是如此，从而危及社会的可持续发展；第二种，恶化了有关劳动者的劳动环境，强化了劳动者的劳动强度，导致劳动者的身心健康受害，利益蒙损，人际关系紧张，劳资矛盾加剧，社会不宁等等，这同样也危及社会的可持续发展。前者是与自然环境不和谐，后者是与人际关系不和谐，结果都是非人性化。从长远看，这样导致非人性化的效益化，如不改弦易辙，必将走向其反面，反效益化。 其实，效益化与人性化，正是科学技术这把利剑的两面刃。人绝不是自然界可以任意驱使的奴隶，但是，人更不是自然界的主宰，不能任意奴役自然界。人只能是自然界中具有自觉的主动性与高度的创造性的有机组成部分，人与自然界不可分割。人只能也只有人能不断深刻认识自然，积极主动顺应自然，恰如其分地利用自然，全面协调地按自然规律而适度改造自然，促使人与自然界更加和谐共生。这就是现代所追求的科学文化与人文文化的交融，这也是中国人一贯主张的哲理天人合一。 由前可见，所谓效益化，是直接服务于产品生产过程及其各有关环节，主要同提高制造的生产力与生产水平有关；所谓人性化，是直接服务于与产品有关的参加者的身心需要，核心是同强化人文关怀有关。两者均从属于以人为本的服务。从世界经济结构、产业本身结构来看，服务、服务业发展越来越迅速，渗透面越来越广，越来越重要。而这一切，都同人文文化密切相关。《周易贲卦彖辞》深刻指出：文明以止，人文也。此即文明的基石是人文文化，是为了人、依靠人。 可以认为，以人为本走向效益化与人性化一体化和制造与服务一体化的制造具有文化品格，可称为和谐制造。我们应坚定不移地走向和谐制造！
On the Concepts of Green and Low Carbon 杜祥琬，河南开封人，中国工程院院士，应用物理学专家。现任中国工程院副院长，中国工程物理研究院高级科学顾问，中国科协常委。曾主持我国核试验诊断理论和核武器中子学的系统性创新性研究。是我国新型强激光研究的开创者之一。近年来参与我国能源发展战略研究，任国家能源专家咨询委员会副主任。 绿色和低碳这两个词，近年来出现的频率越来越高，反映了人们的环境意识的不断增强。准确地理解这两个词的内涵，需要首先明确污染物和温室气体两个概念。污染物是指二氧化硫、氮氧化物、化学需氧量、汞、可吸入颗粒物等对人体有害的排放物；而温室气体则是指以二氧化碳为主体的一些可能使大气温度上升的气体。所以，污染物和温室气体是两个不同的概念。相应地，绿色（环保）是指尽量减少污染物的排放，越少越好；而低碳是指适量减少温室气体的排放。显然，绿色和低碳也是两个有差异的概念。污染物有害，所以要尽量减少，以利于环境友好；温室气体并非有害气体，大气中一定量的二氧化碳气体是地球上的生物新陈代谢的必要条件。18世纪工业革命开始以前，地球大气中就有0.25的二氧化碳浓度，保持着二氧化碳循环的平衡。现在的问题是，近一、二百年来，化石燃料的高强度利用，使大气中二氧化碳的浓度明显增加，已达到0.385，并有进一步增加的趋势。无论对气候变化的问题有多少争议和不确定性，二氧化碳等温室气体浓度的明显增加不利于全球的生态平衡，所以要努力减少温室气体的排放，要低碳。但我们采用适量减少的提法比较确切，不像对污染排放，采用尽量减少的提法。 但重要的是，就中国能源目前的具体情况而言，绿色和低碳在工作方向上高度一致：走向绿色和走向低碳并行不悖。为什么这样说呢？目前中国能源中90%是化石能源（煤炭、石油等），煤炭就占了70%，而随着经济的发展，能源年消耗的总量还会增加。科学发展、可持续发展，要求能源体系的变革从以下三方面努力：第一，大力节能，提高能效，降低单位GDP的能耗。我国GDP占世界总量7%，却消耗了占世界17.7%的能源。说明我们的发展方式是资源消耗型的，必须加快转变。我国煤炭的采收、加工和利用的总效率比国际先进水平低一倍左右，所以能耗强度应该也完全可能降低。节能、提效的途径很多，包括调整产业结构节能、工业循环经济节能、建筑节能、交通节能、节能的消费方式，潜力很大；第二，大力发展非化石洁净能源，优化能源结构。主要是发展核电、水电和非水可再生能源（风能、太阳能、生物质能以及海洋能、地热等），它们在我国能源中的比重将逐步增加，成为我国能源的绿色支柱；第三，化石能源（特别是煤炭）的洁净化利用。化石能源在我国能源中的比重会逐步下降，但仍将是重要的基础能源，必须大力推进它的洁净化利用技术。有多种技术可以推进煤炭的洁净化，有的已经成熟，有的正在研发和中试。而在油、气当中，天然气（含煤层气、页岩气、天然气水合物）是较洁净、较低碳的化石能源，应增加它在能源结构中的地位。看看以上三方面的工作内涵，就会一目了然：这三方面的努力既导致能源的绿色化，也导致能源的低碳化，所以说，二者高度一致，并行不悖。 说二者高度一致，而不说完全一致，是因为二者涵盖内容的广度是有差异的。例如，绿色（环保）这个概念还包括了防治水污染、防止土壤污染等内容，比低碳的概念更广。反之，也有个别技术（如碳捕捉、利用和存储技术），只是为了低碳，非绿色所能涵盖。 以上几层意思，给我们的结论是：第一，中国能源要走向绿色、低碳，应是坚定不移的方向；第二，绿色和低碳并提是有道理的、科学的。世界金融危机和全球气候变化的挑战，从根本上说是对发展方式的挑战。中国实施绿色、低碳能源发展战略，不仅是一个负责任大国应有的国际形象和态度，更是我国转变发展方式的要求，是国家科学发展、可持续发展的内在需求。 绿色、低碳既是涉及国家乃至人类发展方式的重大问题，又是与每个公民、每个家庭息息相关的事，它将改变我们的生活方式、生活习惯，提高公民的素质，也需要我们每个人的积极参与和推动。人人能做出贡献的首先是节约资源、节约能源。美国的人口是世界的5%，却消耗着每年世界能耗总量的25%。中国的人口是美国的4.3倍，与美国相比，目前我国的人均能耗比美国低五倍多，如果中国的人均能耗达到美国人的水平，就意味着目前全世界每年耗能总量都给中国也不够用！虽然我国人均能耗将会有适当的提高，但中国绝不会把美国的人均能耗作为追求的先进指标！在我国，必须倡导适度的物质消费，丰富的精神追求这样一种消费观和生活方式，反对攀比耆华。此外，保护林木、从源头上做好垃圾分类以利于资源化利用等，也是每个公民可以参与推动的。这样才能使我们的社会逐步转型到两型社会、创新驱动的发展方式和生态文明阶段。 （北京8068信箱，100088）
Life Phenomenon: An Ever Widening Frontier for Physical, Mathematical, and Computational Sciences 郝柏林，中国科学院院士、第三世界科学院院士；现任复旦大学教授兼中国科学院理论物理研究所客座研究员，美国圣菲研究所外聘教授。 生物是物，生物有形、生物有数、生物有理。DNA双螺旋结构和遗传密码的发现，开启了分子生物学时代。生物学已经积累了大量事实和数据，而且每日每时产生着海量新数据。2003年完成的人类基因组计划，花费了约30亿美元测定一个人基因组的30亿个字母。人们正在向用1000美元测定一个人基因组的目标前进。截至2010年4月底，全世界已经完成和正在进行的基因组测序计划超过了7200个，这个数字还在以每天数个的速度增长。归根到底，人口、粮食、健康、医药、环境、能源这些全人类面临的重大挑战，都与生物有关，而基本的生物学规律必须从分子水平认识和解决。 生物医学和生物技术领域的从业人员、研究机构、学术期刊和经费支持都远远多于许多其他方面。然而，管理和资助单位的目标和要求也是明确、具体和紧迫的，那里的科学工作者基本上没有时间去思考更深层次的问题。对于有志于自然科学基础研究的年轻人，这是时代的机遇。早生20年，没有可能从事这样的工作；晚生20年，重要的问题已经被别人发现和解决。一些有数理和计算机背景的青年学者，应当抓住时机，义无反顾地进入生命研究领域。 研究机构的设置和大学专业的划分，总是落后于科学发展。从哪一门学科开始并不重要。学科交叉不是议论，而是实践。要自己找切入点，而不是靠别人指点方向。要眼高手低：内心深处总是惦记着重大和根本的问题，但从早到晚下功夫掌握事实、搜集数据、静心思考、反复计算和分析，通过粗粒化和视像化来形成概念、提出问题。不管是用牙啃，还是用脚踹，要想尽一切办法解决问题，而不是把自己欣赏的某种方法或框架强加给大自然。力争全局在胸，坚持单刀直入。入门是不难的，深入也是办得到的，但是，找到感觉是不容易的。 物理学早已经从单纯的实验研究发展成为鼎立于实验、理论和计算三大支柱上的成熟的科学。生命科学正在走向成熟的过程中，理论和计算注定要发挥日益重要的作用。时不我待，机不可失，有志者奋勇向前！ （上海邯郸路220号复旦大学理论生命科学研究中心，上海 200433）
Urbanization Development Calls for Active and Scientific Development and Utilization of Urban Underground Space 本文刊载在《科技导报》2010年第10期卷首语栏目 钱七虎，陈晓强 2010年3月25日，联合国经济与社会事务部人口司在纽约总部发布了《世界城市化展望2009年修正版》。报告显示：中国的城市化速度居世界第一，城市化比例在过去的30年间增长了1倍多，从1980年的19%跃升至2010年的47%，预计至2025年将达到59%，中国正经历着社会的重要转型。 随着我国城市化进程的迅速发展，一些问题也相伴产生。一是土地紧缺。耕地资源是一个国家最重要的战略资源之一，土地资源的可持续利用是我国实施可持续发展战略的基础。城市人口的急剧发展与地域规模的限制已成为中国城市发展的突出矛盾。我国耕地面积2007年为18.26亿亩，只约占国土面积的10%，人均耕地仅1.4亩，不到世界平均水平的1/2。按照城市化发展的相关分析，未来15年城市化水平每提高1%需要新增城市建设用地3459km2。因此，未来几十年城市化进程中将面临18亿亩耕地的红线被突破的危险，也就是将凸显土地安全的问题。二是交通拥挤。近年来，我国许多大城市不同程度地受到交通拥挤的困扰，出行难，乘车难成为许多政府和市民普遍头疼的问题，交通拥挤已经成为制约城市社会和经济发展的瓶颈。以北京为例，2009年北京全市机动车保有量达401.9万辆；全年路网交通拥堵指数为5.41，已属轻度拥堵，非限行日时的晚高峰达到了中度拥堵，拥堵范围和常发拥堵路段数量不断增大，五环内路网的平均时速为24.7km（早高峰）和22.3km（晚高峰）。三是环境污染。根据世界银行等机构提供的数据，在全球污染最重的20个城市中，有16个城市位于中国，其中前10位中中国占7个。我国二氧化硫排放量世界第一，碳排放量世界第二，4亿城市人口呼吸不到新鲜空气，1/3的城市污染非常严重。2006年监测的559个城市中，空气质量为三级标准和劣于三级标准的城市已占28.5%和9.1%。30%的重点城市饮用水源地水质达不到III类标准，流经城市90%的河段受到不同程度的污染，有50个城市的水环境功能区水质达标率低于50%。 出路在何方？适度发展城市的地下化。向地下要土地、要空间，改善城市环境，提高城市防灾抗毁能力，是全世界城市发展应对严峻挑战的必要趋势，并已成为衡量城市现代化的重要标志。 开发利用地下空间对扩大城市空间容量节约土地资源的潜力非常可观。据对北京城市中心地区324km2范围内的地下空间资源调查结果，如以开发地下30m的浅层和次浅层地下空间计算，可供合理开发的有效利用的资源为1.19亿m2，为现有建筑总量2.9亿m2的41%。扣除北京市已开发的地下空间总量3000万m2后，意味着在保持现有容积率和建筑密度的情况下，不需要扩大城市用地，就可以扩大城市空间总量的30%。 适度发展城市地下化，首先是把交通（客运和货运）以及停车库放到地下，其次是把城市基础设施，特别是诱发脏、乱、差的设施放到地下，如污水和垃圾的集运和处理等，还包括部分商场和餐饮、休闲和健身，如洗浴和游泳，以及部分需要恒温和无噪音的生产设施。由于把产生汽车尾气的交通以及产生污气、污液和噪声的设施放入地下，城市的环境就大会改善。如美国的波士顿，在本世纪初，拆除了全市的高架路，改为建成8～10车道的地下快速路，原有的地面变成了林荫大道和街心公园，城市增加了很多绿地面积和开放空间，包括增加了260英亩公园，城市空气质量大为改善，其中城市一氧化碳浓度降低了12%。部分地下商场、文化、休闲和娱乐健身设施还可采用玻璃连拱廊、采光穹顶或下沉式广场、下沉式庭院等建筑形式改善和美化地下环境，将阳光、绿化引入地下，使其为地下空间所共享。 城市面积越大，对机动交通的依赖度就越大，交通能耗就越多。开发利用地下空间，有助于城市瘦身，建设成紧凑型的城市结构，从而相对增加市民的步行和自行车的出行比例，导致能耗大户交通能耗的降低。开发利用地下空间，还可促进利用地下土壤、地下水的低密度能源作为夏季冷源和冬季热源，借助热泵向建筑物供热供冷。 雨水利用和污水的再利用也离不开地下空间的开发利用。利用地表入渗和井灌补给来实现地下含水构造贮水，特别是贮存雨洪。建立这种水银行来调节供水已是欧美先进城市行之有效的、低廉的解决城市部分供水的一种办法。除供水外，它还能控制由于地下水位下降引起的海水入侵和城市地面沉降；维持河流的基流，不致出现华北地区有河则干的现象；通过土壤的细菌作用、吸附作用及其他物理化学等作用改善水质，更重要的是保护生态环境。 以上一切表明了开发利用城市地下空间有助于建设资源节约型和环境友好型城市。 近年来，按照可持续发展的战略，我国城市地下空间开发利用作为城市建设和改造的重要组成部分，在原有人防工程的基础上，呈现出大规模、高速度、多层次、多类别的趋势。为适应城市地下空间综合化、规模化、集约化、深层化和一体化的发展需求，要真正使之成为建设资源节约型、环境友好型社会的重要途径，还必须十分注意科学合理地开发利用城市地下空间：一是要加强相关立法，形成完善的法律法规体系，为积极科学开发利用城市地下空间提供法律依据。二是要制定相关政策，积极引导、鼓励促进城市地下空间的科学开发利用。三是要搞好整体规划，使地上地下相协调、各地下系统相协调，整合城市空间资源。四是要统一管理体制，根除多头管理的弊端，形成城市地下空间开发利用管理的整体合力。五是要完善标准体系和加强管理，促进和达到精心勘察、精心设计、精心施工、精心管理，实现城市地下空间的施工安全、环境安全、功能优化和综合高效。 （北京市海淀区太平路46号888信箱，北京100857）
Talents Are the Hopes of the National Future 本文刊载在《科技导报》2010年第8期卷首语栏目 王自强，上海人，中国科学院院士，固体力学家，在弹性稳定理论、断裂力学、塑性应变梯度理论、细观力学等方面做出了系统的创造性研究，取得了有国际影响的突出成果。现任中国科学院力学研究所研究员。 钱学森院士在新世纪初，向温家宝总理提出的尖锐之问，击中了我国现有教育科研体制的软肋。 改革开放以来，我国经济建设的卓越成就举世瞩目，中国的崛起已经为民族伟大复兴吹响了号角。我国的体育事业成就辉煌，涌现出一批又一批举世公认的杰出人才。但是我国教育事业和科技事业却不尽人意，始终未能培养出举世公认的杰出人才。钱学森、李四光、吴文俊、彭恒武、邓稼先等杰出人才都是美国和西欧发达国家培养出来的，而李政道、杨振宁、高锟等诺贝尔奖获得者都是在国外做出辉煌成就的。 最近两年围绕着钱学森之问，科技界和教育界展开了热烈的讨论，温家宝总理也多次阐述了他的教育思想。《国家中长期教育改革与发展规划纲要（20102020年）》已经清楚阐述了教育界和科技界在一些重大问题上的共识。大家都认识到人才是国家未来的希望，杰出人才是民族伟大复兴的标志。但是在高等教育的改革思路、现代大学的领导核心、科学技术创新人才的培养模式、去行政化的力度和具体措施上存在着很大分歧，其中最为敏感的莫过于现代大学的领导核心问题。 美国和西欧一流大学的教育体系各有特点，但大体上都是理事会治理，教授治校，校长全球遴选，院长和系主任由教授会议民主协商推举，由理事会任命。院长和系主任的任期一般不超过两届，而国际公认的顶尖大学像哈佛、普林斯顿、耶鲁和剑桥的正教授都是全球范围内公开招聘的。在这些大学里，校长、院长和系主任从事行政管理，原则上不干预教授个人的教学和科研工作。教授是高校教育和科技创新的灵魂人物，教书育人是教授的天职，而科学创新是教授的人生追求。大学的教授都以追求学术上的卓越为己任，以培养卓越的人才为荣耀。 而我国现行的教育体制确定了党委领导下的校长负责制，我国的大学教授都是各级党务书记和行政官员双重领导下的教书匠和象牙塔里的治学者。教授自由思想的翅膀只能在双重领导下的天空里翱翔，教授的个人意志只能在追求官位和追求学术卓越之间摇摆。在学校的教育资源、人才资源和利益分配上，各级领导享受优先权。 为了创建现代大学的新模式，胡海岩院士提出了设立高等教育特区，突破教育改革瓶颈的大胆设想，这个设想与著名教育家朱清时在深圳创建南方科技大学的教育思想遥相呼应，相得益彰。 世界著名大学的成功经验是西方发达国家历经几百年教学和科研，通过艰苦卓绝的探索积累起来的，是人类文明的宝贵财富。他们培养出了牛顿、爱因斯坦、达尔文、麦克斯韦、波尔和薛定谔等一批又一批的伟大科学家。积极吸取这些被几百年的实践证实了的成功经验，结合我国国情，创办社会主义的现代大学，将对我国的教育事业和科技事业产生重大影响。 大学不是政治实体，而是学术机构，高校是培养高级人才的摇篮，而不是政府隶属下的行政部门。高校教育体制改革的核心内容应该是教授治校而不是教授治学，去行政化是实施教授治校的重大举措。校长应该面向社会公开招聘，由精通教育规律、热爱教育事业的卓越教育家担任，以校长为首的上层行政机构应该由热爱教育事业的管理精英来担任。 学校的党委书记可以兼任高校的副校长或理事会的领导。学校的行政领导是为高校的教育和科研服务的，他们是行政领导，又是教授（正教授、副教授、讲师和助理教授的统称）的公仆，要为教授创造良好的外部和内部环境。教授治校是高校教育事业和科研事业的内禀规律，只有让教授成为高校教育事业和科研事业的灵魂人物，成为大学的真正主人，让他们的个人意志得到充分的尊重，让他们的自由思想得以充分的发挥，才可能培养出杰出人才。 温家宝总理深刻地指出，真正的大学理应鼓励充分发挥人的自由意志，为每个人的自由发展创造良好的环境。 世界著名大学的院长和系主任都是由教授担纲的，而教授的个人意志得到充分尊重，校长、院长和系主任不干预教授的教学事业和科研事业。这些大学也为大学生提供了个人自由发展的良好环境，学生对教授教学事业好坏的评价有很大的发言权，而教授科研事业的好坏由学术界评价。 科学青睐年轻人。历史上，除个别例外，重大的科学发现和伟大的科学理论都出自青年科学家。国家期盼科学的春天早日到来，民族需要一批伟大的科学家。科学的春天有赖于成千上万青年科学家的卓越贡献。真正的大学特别关注青年科学家的自由意志，特别关爱他们个人的自由发展，未来的杰出人才只能从他们中间产生。为此我们的研究生培养模式也要作重大的改革，建议我们的重点大学逐步取消硕士生和博士生分立的模式，建立统一的博士生培养模式。两年的课程教育之后，尊重学生的意愿，或分流为硕士毕业，或通过资格考试（一般是面试），继续攻读博士。对于特别优秀的青年才俊，博士导师将他们直接引向国际学术前沿，让他们在前沿自由发展，由他们的个人意志确定研究课题，由他们自己提出原创性的学术思想。这将为杰出人才的培养开创崭新的途径。 （北京市北四环西路15号中国科学院力学研究所，北京 ）
Carrying Out the Strategy of Invigorating the Country through Science, Technology and Education Establishing the Advanced System of Scientific Research and Higher Education 本文刊载在《科技导报》2010年第8期卷首语栏目 王志新，江苏金坛人，中国科学院院士，生物化学、生物物理学家；在酶的活性不可逆抑制动力学理论和应用等方面取得多项重要研究成果，现任清华大学生物科学与技术系教授。 全面落实科学技术是第一生产力的思想，坚持教育为本，把科技和教育摆在经济、社会发展的重要位置，增强国家的科技实力及向现实生产力转化的能力，提高全民族的科技文化素质，把经济建设转移到依靠科技进步和提高劳动者素质的轨道上来，加速实现国家的繁荣强盛，这是实施科教兴国战略的含义。简单地说，科教兴国就是要把科技和教育结合起来，通过提高国家教育水平和科技水平，以国家科技能力和国民素质的提高来达到国富民强的目的。科教兴国牵涉到科技与教育两个方面。 从科技领域来说，科技离不开科研活动，科研活动通常是指研究与开发（RD）活动。研究与开发活动分为基础研究、应用研究和试验性开发三种类型。基础研究指为了揭示客观事物的本质、运动规律而进行的实验性或理论性研究，不以任何专门或特定的应用或使用为目的，主要是由科学家个人的兴趣所驱动的研究活动，其研究的成果通常是以论文的形式发表，并接受同行的评价。应用研究是指为获得新知识而进行的创造性的研究，它主要是针对某一特定的实际目的或目标的研究，其特点是具有特定的实际目的或应用目标。应用研究是任务导向的研究活动，其研究成果必须接受任务委托方的考评，并不一定要公开发表。试验性开发指利用从基础研究、应用研究所获得的知识，为研制新的产品、材料和装置、建立新的工艺路线而进行的开发性工作。试验性开发的成果要接受生产企业和市场的检验。由于这三类研发活动各自具有不同的特点，其实现的方式和评价的体系也完全不同。 由科研活动的三种不同类型而引申到它们与教育的关系，多年来，科技界和教育界常用一个很时髦的词产学研相接合，所谓产学研其实就是对研发活动的一种通俗的说法。纵观科研与教育关系的历史，我们国家在这一问题上始终没有理清楚。早先是学习前苏联，科学研究和高等教育分离，而后是大跃进，特别是文化大革命的开门办学；20世纪80年代，科学院、高等学校办企业；90年代，工业研究院所转制等。这导致了经费管理部门职责不清，多头管理，各研究部门、高等院校任务不清，见到经费就申请，甚至走后门、托关系、跑部钱进。这是造成现在一系列问题，包括经费浪费、低水平重复、科技腐败、论文造假等问题的根源。三种不同类型的研发活动其实应该在国家科技体制层面上有机结合，而不是在某一具体单位、某一具体部门进行结合。 最近，我仔细研读了教育部发布的《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020）》的征求意见稿，对其中的高等教育部分总的感觉是：这不像是一个国家层面上的规划纲要，而仅仅是教育部层面上的一个规划纲要，或者说是一个教育部部门框架之内的国家计划。因为它没有涉及与教育改革和发展特别是高等教育的改革和发展密切相关的科学研究的问题；没有涉及研究型高等院校和国立科研院所，特别是中国科学院的关系和分工问题；也没有涉及支持研究型大学从事基础科学研究的稳定的财政支持方式和管理模式等问题。而恰恰是这种条块分割、极其不合理的管理体制，已经成为阻碍我国高等教育改革和发展的最大障碍。这种体制不改革，将大大推迟科教兴国、建立创新型国家的进程。经过最近十年的发展，我国已经成为一个教育大国，但与教育强国相比还有相当大的差距。为了实现建设创新型国家的宏伟目标，必须尽快建立一个先进科技和高等教育融洽结合的管理体制。为此，我谨对《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020）》提出如下建议。 1） 加快建设中国一流大学和一流学科。首先，应明确我国是一个发展中国家，基础研究在建设创新型国家中所起的最主要的作用是培养高水平的人才。因此，基础研究与高等教育密不可分，研究型大学是培养高级人才的基地，而国立科研院所要做的是与国民经济发展密切相关的应用型研究。 2） 将现有大学分为研究型大学、教学研究型大学、教学型大学，以及高等职业学校。所有大学都必须承担培养本科生的任务。除此之外，研究型大学还承担培养博士研究生和从事基础研究的任务；研究型大学副教授以上的教师平均每年必须完成不少于64学时的教学工作。教学研究型大学还承担培养硕士研究生和从事与地方经济发展密切相关的应用研究的任务。充分发挥国家、地方以及企业的积极性，下大力气办好一大批高等职业学校，为企业培养实用型专门人才。 3） 以现有211工程大学为基础，到2020年，全国建成100所左右研究型高等学校，总体水平达到亚洲先进水平，其中10所左右达到或接近世界一流大学水平（相当于美国排名前100名以内大学的水平）。建成300所左右研究教学型、有特色、高水平的高等学校，为地方和区域经济发展培养合格的、高素质的专门人才。 4） 改进管理模式，引入竞争机制，实行绩效评估，进行动态管理，加快研究型大学的建设。改革基础研究经费的管理和分配模式，将现在分散在教育部、科技部和国家自然科学基金委的经费统一管理，以自然科学基金的方式支持研究型高校的教师从事基础研究和培养博士研究生。以基金配管理费的方式，建立稳定的支持研究型高校从事基础研究的拨款机制。 5） 保证 RD 经费中用于基础研究的比例达15%左右。RD中用于基础研究的经费应包括直接研究经费、学校的管理费、指导教师的部分工资、研究生的工资等。基础研究的总经费应根据培养博士研究生的数目，以及培养一个合格博士生所需费用计算得到，并且由国家财政支出。 科技体制和教育体制的改革在当前已是一个非常紧迫的问题，国际上已经有了一些很成功、很成熟的经验，我们应该认真研究、借鉴，切实制定出符合国情的改革方案。 （北京市海淀区清华园清华大学生物科学与技术系，北京 100084）
Development and Trend of China Meteorological Satellite 本文刊载在《科技导报》2010年第6期卷首语栏目 许健民，上海人，中国工程院院士，第十、十一届全国人大环境与资源保护委员会委员，国家卫星气象中心研究员级高级工程师，曾任国家卫星气象中心主任、总工程师，风云二号气象卫星地面系统总设计师。 中国风云气象卫星的发展，始于20世纪60年代末70年代初。发展我国自己的气象卫星的最初设想，是周恩来总理于1969年1月提出来的。当时他还指出，要充分利用从外国气象卫星所获得的信息。风云气象卫星和地面系统是一个复杂的系统工程，全部由我国自主设计研制；经过40多年的不懈努力，现在极轨和静止两个系列的风云气象卫星都已经业务化，并实现了广泛的数据共享。 气象卫星工程由星体、运载、发射、测控和地面应用5大系统组成，在国家国防科技工业局（前身为国防科学技术工业委员会）统一领导下工作。航天工业总公司负责星体和运载火箭的研制，其中星载的主要观测仪器由中国科学院上海技术物理研究所研制；总装备部下属有关基地负责发射和测控；中国气象局负责草拟卫星系统计划规划，提出卫星应用需求和设计指标，建设并运行地面应用系统。 从1988年第一颗风云一号气象卫星发射成功到现在，我国已成功地发射了4颗风云一号、1颗风云三号极轨气象卫星和5颗风云二号静止气象卫星。风云一号气象卫星的多通道扫描辐射计有10个光谱通道。风云二号气象卫星搭载的多通道扫描辐射计有5个光谱通道。这两个系列卫星的分辨率都是1000米。风云三号是我国自主研制的新一代极轨气象卫星，实现了全球、全天候定量遥感，可以对大气进行立体观测，具有全球250米分辨率地表、环境监测能力，可对台风等灾害性天气进行微波探测。由2颗静止气象卫星风云二号E星和D星组成的双星业务系统，对我国和周边地区的天气系统进行了有效的监视，非汛期每天进行48次观测，汛期增加到96次，每15分钟一幅高分辨率云图组成动画，大大提高了对中小尺度天气系统的监视能力，有利于预报人员和公众认识天气系统。 风云系列气象卫星除了观测资料以外，还提供大量的产品和信息服务。风云一号极轨气象卫星除了提供全球图像以外，还提供射出长波辐射、海表温度、积雪覆盖和环境监测数据产品。风云二号静止气象卫星提供10种图像产品和风、海面温度、降水估计、云分类、热带气旋卫星定位、沙尘暴、雾等20多种数据产品。风云三号气象卫星在大气和云的监测方面提供19种产品，在陆地和海洋监测方面提供10种产品。这些产品除了实时广播以外，都可以从互联网上调到。国家卫星气象中心的气象卫星数据存档和服务系统保存了1984年至今我国时序最长的环境卫星遥感数据，用户仅需使用Web浏览器就可以完成数据的检索、浏览、订购、定制和下载。除了图像和数字产品以外，风云气象卫星还提供信息服务。卫星信息服务包括天气系统演变监测与分析、自然灾害监测与分析和环境变化监测与评估3类。服务对象包括党中央、国务院、部委的领导，气象部门的各级台站，科研院校和社会公众。从气象卫星获取的大气和地表信息，可广泛应用于天气预报、气候预测、环境和自然灾害监测、农业等多个国民经济领域，为国家经济发展、社会进步做出了贡献，不仅成为我国现代化气象业务系统中不可或缺的重要组成部分，也被世界气象组织正式列为世界天气监视网全球观测系统的一个组成部分。 在气象卫星的遥感水平方面，中国与先进国家之间尚存在差距：卫星观测仪器在低能量端的信噪比不够，观测数据中存在杂散光和噪声；地面系统在数据定标和定量产品算法方面还有一些关键问题没有解决好。这些差距使得风云气象卫星的定量产品精度还不够高，影响了使用效果。针对气象卫星应用中目前存在的问题，今后应继续做好气象卫星空间段的工作，使之不仅能提供更多的观测内容，而且能提高定量观测质量；还应继续做好气象卫星地面系统的工作，以提高定量产品的质量。其中尤其要做好数据预处理、数据处理方面所涉及的基础理论研究工作，从而从根本上提高空间数据应用的水平。 （ 北京市中关村南大街46号国家卫星气象中心，北京 100081 ）
张钟华，江苏苏州人，中国工程院院士，现任中国计量科学研究院首席研究员，兼任中国仪器仪表学会副理事长、中国计量测试学会常务理事，以及清华大学、西安交通大学、哈尔滨工业大学、天津大学、北京航空航天大学兼职教授等； E-mail： zzh@nim.ac.cn 。 Metrology and Its Social Function 人类在古代社会就已经开展了计量活动。例如，古埃及尼罗河洪水每年要泛滥一次，淤泥覆盖了良田，就需要重新丈量土地、确立田界，因而出现了长度计量技术和相应的长度计量标准。之后，社会中的贸易及税收活动又促进了秤量计量技术发展，我国出土的秦权就是秦朝统一六国后建立的秤量计量标准。秦权上面刻有皇帝诏书，可以说是一种当时的国家计量标准。到了近现代社会，工业化大生产在世界范围内取得了长足的发展，生产中的各种工艺过程日益精密化和严格化，激烈的竞争就围绕着产品的质量展开。所以有人说，21世纪将是一个产品质量竞争的时代。在检验产品的各方面性能时，计量标准起着保证测试结果准确度的关键作用。因此，产品的质量在很大程度上依赖于计量测试工作。朱镕基总理曾指出，原材料、工艺和计量是保证产品质量的三大要素。 21世纪的特征之一就是高新技术蓬勃发展，集成电路、计算机、激光、航天技术、超导技术、纳米材料、生物技术等正深刻地改变着社会面貌。近年来，环境、食品、检验检疫等方面的问题也得到了越来越多的重视，社会大众要求计量测试技术提供各种各样的检测服务，为提高生活质量提供切实的根据。在高新技术的研发过程中，各种各样的精密实验无不需要计量技术及计量标准，以便为实验的准确性提供保证。与此同时，新兴技术往往也提出建立新的计量标准、发展新型测量技术的要求。因此，现代计量工作正在许多方面发挥着其社会功能。 但是，技术发展在世界范围内又是不平衡的。发达国家借助技术进步大量制造质量较高的产品并向外倾销，获得了丰厚的利润；另一方面，它们又利用各种计量检测手段对不发达国家的产品加以种种进口限制，即使不发达国家出具了本国的计量检测证书，一般也不会被发达国家承认。发达国家利用自己的技术优势建立的此种技术壁垒（TBT），通常被称之为非贸易壁垒。 在国际贸易中，由于对进出口货物进行质量检查也是一个国家主权的体现，因此，通常货物在进出口过程中要受到进口方和出口方的双重检验，也即重复检验。据统计资料，仅美国一个国家每年用于重复检测而多支出的费用就达数十亿美元。由此可见，各国这种重复进行的计量检测工作实际上造成了巨大的人力物力资源浪费。为了解决这些问题，国际计量局（Bureau International des Poids et Mesures，BIPM） 应世界贸易组织（World Trade Organization，WTO）的要求，于1999年10月在巴黎召集各国计量院院长开会，签订了关于各国计量基准比对及计量检测证书互认的协议，并规定协议于2003年10月正式生效。协议规定要对各国的计量检测项目进行巡回比对，参加比对的项目称为关键比对，各国比对的结果用公报的形式发表。凡是比对合格的项目，该国就此项目签发计量检测证书，证书将得到国际互认。各国的测试能力要求在因特网上公布，这样就可在全球范围内大大减少由于重复测试而造成的人力物力浪费。 应该指出，这样的做法虽然有好处，但对经济发展程度不同的国家却是不平等的。发达国家的计量工作起步早，测量准确度高，自然不难在各种关键比对中通过。而发展中国家能在关键比对中合格的项目不多，这等于在许多场合被取消了发言权，这实际上又是一种新的技术壁垒。 在国际上开展的关键比对项目中，中国参加并取得良好成绩的项目大约只占三分之一，还有三分之一的项目需要经过技术改造后方能参加比对，而另外三分之一的项目目前还是空白。这些空白项目大多与近年来发展起来的高新技术有关。因此，与许多发展中国家一样，中国参加该协议后所处的地位总体说来尚属弱势。 不过，从长远目光看，参加各国计量基准比对及计量检测证书互认的协议符合贸易全球化的发展总趋势。参加各种关键比对可以发现中国计量工作的薄弱之处，激励有关部门加紧工作，早日达到与国际接轨的水平。也可以说，计量工作走向世界，这是必须补上的一课。对进出口货物进行检验是一个国家技术主权的体现，我们不能也决不愿意因为自己技不如人而把决定货物合格与否的发言权拱手让给别人。我们应该加紧努力，尽量改善中国在协议执行时所处的地位。自强不息，将永远是我们应对各种挑战的最有效的措施。 （北京市北三环东路18号中国计量科学研究院，北京 100013）
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