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请教⑸：拟合公式5个可信2个不可信的启示是否具有普适性？: zhgatcl 2018-7-1 09:55; 年降水量与3个影响因子之间的拟合公式， 5 个可信2个不可信的启示是否具有普适性？对1971～2000年中国194个国际交换站的多年平均降水量P、平均地面水汽压e、平均相对湿度U和海拔高程H进行不同组合的拟合研究，可做出下表：表1 多年平均降水量的一元和多元拟合成果汇总表表1中共有7个拟合公式，其中5个拟合公式可信，2个拟合公式不可信。多元和一元拟合公式 ① 、 ② 、 ③ 、 ⑤ 都含有主要影响因子平均地面水汽压e，这4个拟合公式的指标参数非常优秀，公式可信。拟合公式引入的自变量越多，相关判定系数越大。公式 ⑥ 是多年平均降水量P与平均相对湿度U的一元拟合研究成果，虽然自变量平均相对湿度U只是多年平均降水量P的次要影响因子，但自变量平均相对湿度U与主要影响因子平均地面水汽压e正相关，并且两者之间的相关性较好（对数拟合和线性拟合的相关判定系数 R 2 分别为 0.7169 和 0.684 ，相关系数 R 分别为 84.7% 和 82.7% ，详见 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=1458267do=blogid=1119001 的附图），平均相对湿度U除代表自已以外，在一定程度上还能代表主要影响因子平均地面水汽压e，所以，拟合公式 ⑥ 乘幂拟合的相关判定系数 R 2 =0.7845 ，公式可信。以上5个拟合成果的启示：一元和多元拟合公式可信（相关判定系数 R 2 等指标参数符合理论要求）必须满足以下条件，要么有主要影响因子的参与；要么只有一个自变量，该自变量与主要影响因子正相关并且两者之间的相关性较好。公式 ④ 是多年平均降水量 P 与平均相对湿度 U 和海拔高程 H 的二元拟合研究成果，拟合公式中两个自变量都是次要影响因子。即使次要影响因子平均相对湿度 U 与主要影响因子平均地面水汽压 e 的相关性比较好（不是特别好），没有主要影响因子平均地面水汽压 e 的参与，该二元拟合公式的 4 类指标参数也不能满足多元拟合的理论要求，所以，公式 ④ 不可信。以上拟合研究成果的启示：二元拟合公式不可信，只能证明两个自变量都不是主要影响因子，不能证明两个自变量都不是次要影响因子，两个自变量仍有可能是因变量的次要影响因子。公式 ⑦ 是多年平均降水量 P 与海拔高程 H 的一元拟合公式，自变量海拔高程 H 不是因变量多年平均降水量 P 的主要影响因子，与主要影响因子地面水汽压 e 负相关并且相关性一般（详见博客 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=1458267do=blogid=1119765 的附图），所以，公式 ⑦ 不可信。以上拟合研究成果的启示：一元拟合公式不可信，只能证明该自变量不是因变量的主要影响因子，不能证明该自变量不是因变量的次要影响因子，该自变量仍有可能是因变量的次要影响因子。综合本文 7 个拟合研究成果可得到以下启示： ⑴ 一元和多元拟合公式可信（至少相关判定系数 R 2 等指标参数要符合理论要求）必须满足以下条件，要么有主要影响因子的参与；要么只有一个自变量，该自变量与主要影响因子正相关并且两者之间的相关性较好。 ⑵ 一元和多元拟合公式不可信，只能证明所有自变量都不是因变量的主要影响因子，不能证明这些自变量不是因变量的次要影响因子，这些自变量仍有可能是因变量的次要影响因子。以上启示是否具有普适性？请您评价。; 个人分类: 求教|738 次阅读|0 个评论

混沌是个啥?: maximusd 2016-4-15 09:04; 一、混沌是个神话庄子在« 应帝王 » 中写道：中央之帝为混沌; 徐整在 « 三五历记 » 中写道：天地混沌如鸡子，盘古在其中; 曹植在 « 七启 » 中写道：夫太极之初，混沌未开; 《周易乾凿度》中写道：气似质具而未离、谓之混沌；古希腊神话诗《神谱》说，万物之前先有混沌，然后才产生大地和一切稳定的事物； « 圣经 • 创世纪 » 说，圣灵开辟天地，天地间一片混沌。总之，混沌代表着一种神秘的、充满力量的、深不可测的、从无序到有序的过渡的一种状态。二、混沌是套理论混沌，英译为chaos。Chaos Theory是一套非常有影响力的理论体系。1963年，美国气象学家爱德华·诺顿·洛伦兹首次提出该理论，它解释了决定系统可能产生随机的结果。（？？？O,My God！Impossible！）该理论认为在混沌系统中，初始条件十分微小的变化，经过不断放大，对其未来状态会造成极其巨大的差别，俗话称之为“ 蝴蝶效应 ”。（好像听说过，那不是一个童话寓言吗？）混沌系统的基本特性包括各态历经性、轨道的不稳定性、对初始条件的敏感依赖性和具有分形的性质。混沌理论的知识架构包括迭代与动力系统、逻辑斯蒂映射、倍周期分岔、李-约克定理、奇怪吸引子、李雅普诺夫指数等等。（作为医学院校的我，简直是晕菜了！）三、混沌开创新科学混沌理论的发现纠正了我们长期以来对运动规律的错误认识。过去，我们认为在确定性方程描述的运动中，运动轨迹是确定的、可以预测的。但是通过混沌理论，我们发现简单的规则也可以产生复杂的结果，知道这些运动规律不等于能够预言未来的行为（通俗的讲，蝴蝶效应无处不在）。更有专家呐喊道：相对论论证了时空的不确定性，量子力学论证了世界的不确定性，而混沌理论架起确定性与随机性的桥梁！理论物理学家郝柏林院士重点推荐了下面这本书《混沌，开创新科学》。混沌理论的另外一个特点是它的普适性，适用于自然、社会、科学、工程等所有领域，属于非线性科学的范畴。因为该学科需要极强的数学背景，其研究重点集中在数理科学、工业技术、经济学等领域，而在生命科学及医药卫生领域则是刚刚起步，例如心脏节律、神经元活动、流行病传播、种群消长、生物大分子状态模拟等等。我相信，随着科学不断进步，混沌科学、非线性科学与医学之间的跨界人才越来越多，我们能够揭示更多人类和自然的奥秘，例如细胞因子风暴中的蝴蝶效应、癌症转移的蝴蝶效应、基因突变的蝴蝶效应等等，探索生命的方程式。敬请持续关注我的博客和微信公众号：“非线性科学与医学沙龙”。; 个人分类: 课程相关|2953 次阅读|0 个评论

行为安全的概念、逻辑、目标、普适性: 热度 1 Greg66 2015-8-20 22:37; 1. 概念。行为安全是安全学科的一个分支学科。行为安全=狭义的安全管理。概念清楚。注：广义的安全管理=行为安全+安全工程技术。 2. 逻辑。安全相关行为，有组织的外部、内部行为；外部行为有心理、生理、监管行为等内容；内部行为有组织行为和个人行为等内容，组织行为有文化（指导思想）、管理体系，个人行为有习惯性行为、一次性行为。这些行为都在一个事故致因链上。逻辑严密。 3. 目标。行为控制的目标是减少违章的、不违章但不安全的行为，达到预防事故的目的。目标明确。 4. 普适。行为在各个行业都类似；监管、执行、研究人员预防安全、健康、环保、质量、安保等各类事故都需要。行为安全具有普适性。; 个人分类: 1|4247 次阅读|1 个评论

人类的文明与文化形态是由生活方式与生存方式决定的: 热度 2 jiangming800403 2014-2-19 11:19; 就像是语言是人类意识的外壳一样。我认为所有的文化现象也都是人类文明外在的表现形式。人类文明是社会存在在、意识形态与社会心理中的反映。文明首先是一个社会对现有的秩序、现有存在的一种肯定，一种自我认同，是一种判断标准与价值尺度，对国家与民族而言，是一种凝聚力，对个人而言，是一种认同感与归属感。但是由于人类意识具有反思的功能，某种情况下，文明与文化可以作为一种颠覆性的力量，推动社会变革。由于是社会存在的反映，人类的文明与文化形态归根到底是由生活方式与生存方式决定的。但文明的飞跃，会使人类社会的生活方式和生存方式发生极大的改变，如农业文明是“日出而作，日落而息，男耕女织，自给自足”的生活，工业文明则使无数男女涌向了工厂的流水线，生产和消费日益商品化、市场化，出现了社会生产的专业化分工和大规模的劳动力、资本和资源的流动。人们对更好的生活的追求也一直是推动文明发展的动力。生活方式并不是人所能自由选择的，而是和一定的生产力水平和生产的组织方式联系在一起。因此文明与文化也不是固定不变的，而是处于某种有规律的动态过程中，我认为这是普世性的，所有的文明形式中都留下了这种规律性的痕迹。在西方发达国家发展的早期，社会主流所推崇的也是一种清教徒式的带有禁欲主义色彩的生活方式，甚至吝啬、刻薄如巴尔扎克笔下老葛兰台的一毛不拔。就是靠这种节俭甚至吝啬新生的资产阶级才取得了对封建贵族的胜利，使工业文明走上了历史的前台。不列颠历史上最伟大的维多利亚女皇的时代，在社会上居于统治地位的就是严格的禁欲主义的文化。苏联在经历了列宁生前身后短暂的文化上的百花齐放之后，一种传统的带有原始共产主义色彩的文化重新占据了社会的主流形态——即后人所说的斯大林主义。从 1949 到 1979 中国的主流文化色彩也是这样，带有强烈的集体主义、平均主义、禁欲主义的色彩。但是现代工业文明是商品化大生产，如果没有消费，商品的价值就无法实现，也就不会有利润，造成社会生产过程的中断，从而爆发了 “ 生产过剩 ” 的经济危机。当工业文明发展到一定阶段后，由于各种原因的制约，原有的市场范围再也难以容纳不断扩展的社会生产力，从而经济危机造成频频爆发，破坏力愈来愈大，最为严重的是 1929 年爆发的几乎在整个 30 年代一直困扰世界经济的“大萧条”，西方世界仿佛一下子走到了历史的尽头。为了拯救世界经济，不论是凯恩斯主义的宏观经济学，还是“福利主义”的微观经济学，都主张 “ 节俭是可耻的 ” 。西方国家开始走上了高消费的道路。同时 “ 二战 ” 以后西方国家在经济领域普遍采取国家干预政策，在社会领域加强社会保障，以及抵押贷款的刺激，西方发达国家社会大众的购买力显著增强，形成了“高工资、高消费”的局面， 60 余年来，西方经济发展一直比较稳定，没有出现大的萧条。但是二战以后西方国家的“高工资、高消费”政策实际上一直是一种透支政策，西方国家由于其政治、经济、科技优势，在全球资源开发中处于主导地位，为了维持经济增长和社会稳定，毫不吝啬的消耗地球资源，而且由于高工资的影响，西方国家得修理性和物资回收再生行业与从第三世界国家进口商品和资源相比是没有竞争力的，从而形成了“用完就扔”的一次性消费文化。与高消费甚至是过度消费相对应的是全球生态环境领域的加速退化，以及西方国家“高负债、低储蓄率”所造成的经济、金融领域新的矛盾。近年来首先在美国爆发正在不断扩大的次级住房抵押贷款危机就是这一矛盾新的发展。或许西方国家的消费者也并不是主动选择这样一条道路的。首先资本和传媒娱乐的结合使消费主义的观念深入人心，在自由自在的消费活动中，新一代的西方大众体会到了一种他们的前辈从未有过的欲望的满足感，但是我不知道这是人性的解放还是悲哀，这实际上是消费异化，消费本来是满足人的需求，而不是生产的需求，在这里人不再是消费的主人，而成为了消费的奴隶。其次，很多消费活动是社会分工和经济发展的结果。再以住房和汽车为例，汽车作为一种代步工具主要的作用是扩大生活半径。但是生活半径的扩大并不一定是人们的主动选择，而是竞争加剧的结果，是被迫的。由于生产要素在向城市集中，都市中心区的房价往往远远超出一般消费者的购买能力，城市居民开始向房价相对便宜的城郊小市镇转移，这就造成了工作和居住地点的分离以及人口的钟摆式运动。这种汽车消费完全是被迫的，并不能改善生活治理。在土地辽阔的北美，每天为工作驱车上百英里并不是新闻，这里面浪费不仅是汽油更主要的是时间、精力、和家人团聚的亲情和生命中少有的闲暇。在我国这样的现象也初见端倪，不仅有大城市周边的卧城和钟摆市人口移动，最突出的是由于城市化滞后，每年民工的大规模“候鸟”式运动。历史总是惊人的相似，苏联在二十世纪后期、中国的二战后选择的真实原因或许并不是意识形态（斯大林之所以取代了布哈林），而是人类文明史上不可缺少的一个阶段，即工业化的资本原始积累阶段——重商主义阶段。人类文明、人类文化的发展是有规律的即其阶段性与顺序性，中国也不是人类文化史上的另类，以史为鉴可以知兴衰，我们正在进入一个消费主义的文化时代。消费主义是现代国家发展上的一个门槛。正所谓“生于忧患死于安乐”，苏联及整个东欧集团再向消费主义迈进的过程中，由于卢布信用的破灭，成为了现代经济史上第三次经济长波下滑阶段经济萧条的牺牲品。消费主义文化不可避免的正在中国兴起，由于二十世纪后期中国狂飙突进式的发展，文化的发展滞后于社会存在的变化，以致于社会像精神分裂了的人一样失去了一种自我认同，我们 80+ 应该就像战后西方婴儿潮的那一代人——“垮掉的一代”，我们生活的环境决定了我们的文化范式不同于我们的父辈，而且由于社会的快速发展，我们还来不及形成自己、独立的社会人格，或许这是我们困惑、迷蒙、郁闷的一个原因，或许我们更像一战前后西方“迷茫的一代”; 个人分类: 读史方舆|3166 次阅读|4 个评论

[转载][Nature-Phys.]]Universality in Network Dynamics: 热度 2 Fangjinqin 2013-10-18 09:10; NaturePhys-Universality.pdf 这篇文章有重要的参考价值，请与关注！; 个人分类: 学术文章|3097 次阅读|2 个评论

MAUP：续答博友问: 热度 1 lix 2013-4-10 13:15; 在求助：怎么写 positionpaper 讨论遥感尺度效应评论 22 － 23 中，万华伟博友说：“您这篇文中主要谈的就是遥感和自然地理学的结合，并给出了研究地表参数 “ 普适性时空尺度转换方法 ” 的框架，已经指出了具体的努力方向，还需要大家继续投入大量的精力，再来点灵感 ~ ”。是的，尤其需要搞行业遥感的人，和我们一道作。关键在大家要有共识。目前我是想以全国几次土壤侵蚀大调查为切入点。你们环保方面有这样的工作吗？不管怎么样，先请您来参加一个学术讨论会，讲讲你的体会和经验。你的一些困惑，伯延臣老师也许更适合回答。 GIS 比我们 RS 更重视尺度效应，但偏重于 MAUP （ modifiablearealunitproblemmodifiablearealunitproblem ，猫扑？）; 个人分类: 生活点滴|5834 次阅读|1 个评论

物极必反——一个具有普适性的生态学原理: 热度 1 zzllxx5168 2013-1-13 09:43; 物极必反——一个具有普适性的生态学原理（张连翔，辽宁省干旱地区造林研究所）摘要：本文通过列举大量实例，证明物极必反是一个具有普适性的生态学原理，它适用于系统的微观、宏观、宇观诸层次，具有丰富的哲学内涵和重要的理论意义。同时，它还是生态学者应该掌握的科学的方法论。事实表明，物极必反中的“两极”实际上是一个整体的两端，分别与“阴阳模型”中的“阴”与“阳”相对应，系统的状态就是这两极或阴阳之间通过不断振荡达到的一种动态平衡，“阴”中隐含着“阳”，“阳”中隐含着“阴”，只是它们各自的“隶属度”不同而已，反之亦然。关键词：物极必反；阴阳模型；系统思想；生态学原理；方法论所谓物极必反，其本意是指事物发展到极端就会向相反的方面转化。翻开产生在我国三千年之前的世界人类唯一的智慧宝典和被今人称之为“数理哲学”、“宇宙代数学”和“超相对论”的《周易》一书，几乎随处可见如下类似的词语，诸如“静极生动”，“乐极生悲”，“剥久必复”，“否极泰来”，“阴极而阳”，“阳极而阴”，“日中则昃”，“月盈则亏”，等等。概括为一句话，即“物极必反”。物极必反与现代生态学中的许多概念和现象是相通的，是一个具有普适性的生态学原理。显然，深刻理解并认真领会物极必反的哲学内涵和生态学意义，无疑具有理论和实践上的双重意义。 1 物极必反的生态学证据在生态学中，有关物极必反的证据俯拾皆是，不胜枚举。这里，仅举数例加以说明。 1.1 植物病虫草害从纯生态学的角度看，植病、昆虫、杂草并无益害之分，它们只不过是自然界复杂的生物网络中不同环节上的一员，我们之所以称其为“有害生物”，是因为它们与人类存在着资源上的竞争和利益上的抵触。迄今为止，人类同有害生物的“战斗”已经持续了数千年，尽管“武器”不断更新，策略相继改变，然而在这些“小精灵”面前，人类却没有充分的理由和足够的勇气宣告“战争”彻底胜利了。恰恰相反，屡遭挫折迫使人类陷入更深的彷徨和极度困境之中。与“敌人”协调共处正是在这种极端背景下提出来的。随着社会的发展和技术的进步，人们终于认识到：我们的对手并非只是成千上万的小虫子，而是千姿百态、纷繁复杂的整个生态系统；任何有害生物问题归根到底都是系统问题；控制某些特定生物的最好办法（促进或抑制）就是改变群落，而不应该攻击生物本身；大部分自然灾害实际上并不是自然造成的，而是人类粗暴对待自然的结果，在这个问题上，人类的罪责是不可赦免的，因为人类本身就是世界上已知的最大的捕食者，也是自然界中许多流行病的最大“罪犯”；人类要像管理赖以生存的“资源”那样管理自己的人口，如此等等。虽说现在还常常听见不加选择地使用“喷射器”的声音，但这种认识上的质的飞跃，至少预示着一个良好的开端业已出现。在辽西地区，大面积集中连片的油松纯林，在我国林业史上曾被誉为干旱地区石质山人工造林的光辉典范。然而目前的状态可能是决策者当初没有预想到的，严重的松毛虫灾害构成了典型的生态性灾难，此伏彼起，防不胜防。诚然，油松林的生态效益是不可否认的，但它却无法满足“生态经济学”原则，致使有关经营者谈虫色变。有理由认为，松毛虫灾害既是该地区生态失调的显在化表现，也是决策失误的一种指示。因为资源的数量和空间的连续性直接影响着害虫种群的大小。按照物极必反的原理，首先是生态失调，再加上决策失误，松毛虫大发生是一种必然事件，且其前景不容乐观。退一万步讲，即使有办法消灭了松毛虫，还会有其它害虫占据这一“有利”的生态位。此外，在森林火险、土壤酸化、自然更新等诸多方面，也都会逐渐暴露出问题的严重性。由此看来，试图用单种栽培的人工机制取代自然机制是不可能的。再从群落演替的角度来看，应该说这一地区的顶极群落中可能有油松的存在，但在目前的演替阶段上，“关键种”不可能是油松。超越阶段和走极端化道路，必然适得其反，遭受“生态冲击”是预料之中的事。铁的事实证明，生态系统所能承受的“干扰”是有限度的，超过这个限度，就会受到“报复”，而这种超强度无规律的干扰，又是人口过剩（超负荷）的直接后果。在辽西地区，至今还存在着一定面积比例的松毛虫“自控区”，这是大自然为我们设置的“对照组”，从中可以评价人类各种实践活动的效应，也使我们明白了许多事理。此外，包括松毛虫在内的任何生物种群（只有人例外）都有上限和下限，超出上限，自然会走向衰减，低于一定限度，非但不造成灾害，反而因消除冗余，刺激寄主生长，产生“超补偿效应” ，这在生产防治中极富指导意义。松毛虫种群如此，植物病害和杂草亦然，皆符合物极必反这一生态学原理。所以说，“有害生物”的概念是相对的和有条件的。同样的道理，建平县近百万亩沙棘人工林近年来出现的大面积死亡现象，亦可因此获得解释。血的教训再次提醒了我们，在实施“再造一个山川秀美的西北地区”的伟大系统工程中该如何完善设计和具体操作。 1.2 生物多样性与系统稳定性所谓多样性，可定义为在那里有一种“阻止种群动荡不定的倾向”，于是“使系统回到某些固持的构型”。群落多样性是群落的重要特征，许多生态学原理都是和多样性的概念相联系的。一般说来，更高的多样性就意味着有更长的食物链、更复杂的食物网络和更多的共生现象；意味着群落组织更高级、成熟，以及对负反馈控制有更大的可能性；意味着种群密度随时间变动的幅度越低，波动性越小，稳定性越大，群落的生产力也就越高；意味着环境保护现状越好，系统的可持续发展能力越强。因此，多样性与人类生存和发展密切相关，始终是现代生态学中一个诱人的代表性课题之一。在达到某种平衡的生态系统中，各种生物之间以及生物与环境之间通过长期协同进化和自然选择，形成了一系列绝妙的“机制”和“系统智慧”，使任何一种生物的密度都保持在相当有限的范围之中，种群之间的正、负相互作用就像平衡的方程式一样，最终达到平衡。这样的系统当然是我们所希望的。尽管多样性与稳定性的上述关系已为大多数人所接受，但还是有人对这一提法提出了质疑，并由此引发出不少的争议。若按物极必反的原理，就某一特定的生物群落而言，多样性的发展是有限度的，在一定限度之内，多样性与稳定性之间可能是正关联的，超越这一限度，必然会走向问题的反面。和人一样，生态系统既有形成和发展的过程，也有“衰老”和“死亡”的结局，而导致衰老的原因与多样性过高和结构过于复杂不无关系。所以，笼统地说多样性越高稳定性越大，是不科学的。有鉴于此，我们认为，生态系统的发展，也并非不经受任何“干扰”才好，根据系统的发展阶段和该阶段“稳态机制”的限度情况，进行适度的和有规律的人为干扰，会使系统得到“锻炼”和“刺激”，丰富系统的“经验”，使之更“年青”，更具“活力”和“弹性”。但必须注意“度”的限制，否则，不受限制的“正反馈”将导致演替停止或倒退效应，最终导致死亡。特别是对那些底质物理条件极端的地区，群落的发展缓慢到难以感觉的“爬行”的程度，极易因“异源”扰动而中断，切不可随意施加干扰。还应顺便指出，多样性的概念是广义的，既有物种多样性、结构多样性和层次多样性，也有生物量多样性、能量多样性和大尺度空间上的景观多样性等。 1.3 生态学数学模型生态学和数学的成功结合，标志着“数学生态学”这门交叉学科的诞生和生态学步入了定量发展的轨道。特别是系统分析方法的出现和电子计算机的普及及其硬件能力的提高，使人们有能力将某一系统中的物理学和生物学概念“翻译”成一套数学关系，并对得到的“数学系统”进行操作，该数学系统即是模型，它是现实世界的不完全的抽象的描述。数学模型是数学思想和方法应用于生态学研究的桥梁，它是生态学家对某些生态现象进行量化研究和借助理论分析使研究结果得以进一步深化的极为有用的工具。然而在实际应用中却遇到了许多不尽人意的问题，也不像人们所期望的那样卓有成效。首先是关于模型复杂性和结构的选择问题，即模型的复杂性与人们从模型中获得的对系统的了解程度不是呈线性关系的。在一定的现有资料的条件下，当“知识”增至某一水平之后，模型的复杂性继续增加，知识非但不会增加，反而减少。因此，有的为了得到高精度而缩小他们研究问题的范围，这就可能导致模型复杂性降低。然而自然界是复杂的，生态学现象并不像物理学现象那样简单，一个对我们较为合用的模型应该同时具有较高的“准确度”和“信度” ，而在一个系统中使这两个指标都达到最优化是不可能的，只能是两者之间的恰当的调和，以此来确定模型的简化程度。我们知道，一个模型的“准确度”将随着它所包含的因素个数的增加而增加。但是，随着模型中因素个数的增加，模型参数的个数以及运行模型所需的计算步骤势必增加，由于估算参数时所包含的观测误差以及多次迭代运算所积累的计算误差，将会大大降低模型的“信度”，影响到它的使用。生态学数学模型的复杂性与“知识”的关系，再次为物极必反原理提供了佐证。 1.4 来自生态学其它方面的证据众所周知，微量元素是农作物生长发育不可缺少的，有些农田常因某种微量元素的不足而构成粮食生产的限制因子。但是要注意，过量同样是有害的。其它肥料亦如此。例如在森林生态系统中，长期以来氮一直被认为是森林初级生产力的养分限制因子。然而最近一些年来人们却发现，由于氮氧化物对大气的污染，使大气沉降的氮在数量上超过了许多森林的要求。正在增加的证据表明，氮沉降正在破坏森林生态系统，于是出现一种森林衰退的全新观点，即高氮输入的危害作用。“他感化学物质”在农业生态系统中起着重要作用，减少“他感”的有害作用，能提高作物产量。有资料表明，许多“他感作用”较强的化合物，当浓度低于一定限度时，对植物的生长不仅没有抑制作用，反而还有刺激生长的效果。三十烷醇（TRIA）曾被多数人认为是一种具有很高生物活性和多种生理效应的“植物生长调节物质”，但也受到浓度上的限制。在低浓度时，对光合作用和生长起促进作用，高浓度则起抑制作用。当然，在不同环境条件下，对不同作物或同一作物的不同器官，其浓度限制是不同的。对于除莠剂，通常可根据它们的作用区分为两种类型，但无论是第一类的“米努龙”和“西玛林”，还是第二类的“2,4-D”和“2,4,5-T”，都只是在高浓度时发挥除莠作用，在低浓度时反而使果、叶增长保持期。“噪声污染”对环境质量的威胁是相当严重的，这是由于人们把“多余的声音”像倒垃圾一样倾倒到大气中所造成的。当然这种危害是当音强超过一定“分贝”时才出现的。据报道，人类的正常生活离不开声音，倘若把人放在一个绝对无声的环境下，则可能产生精神分裂症。生物的生长发育与温度的关系是生态学中研究得较多也较为透彻的一个领域，含有6个参数的著名的“王-兰-丁模型” 能较准确地描述全部发育温度范围内发育速率温度效应的非线性关系。通常情况下，则可按“S”形的logistic曲线确定最适温区。这是一个非常典型的能说明物极必反原理的实例，由“最大”、“最适”、“最高”和“最低”等“关键点”构成了“关系”的连续统一体（continuum）。自然界的生物都经受着拥挤，其任一时刻的拥挤程度既是一定栖境内生物数量的函数，也是它们散布的空间格局、它们的移动以及相遇时的相互作用和生理反应的函数。种群的空间格局是一个物种表现在种群水平上的最优的生态对策和进化对策，是一种混合的“ESS” 。显然，不同格局类型下的拥挤度是不同的。按照系统思想和物极必反原理，均匀型格局和高度聚集型格局并非属于不同的范畴，而是一个整体的两端。因此，在一个稳定的系统里，每种生物种群总是保持着适度的拥挤而不选择“两端”，否则，必定另有缘故。因为种群个体间保持间隔，虽然可以减少对需求生存的竞争，但也失去合作所带来的优点。为此，笔者于数年前曾就营造人工林时规则的株行距问题提出过质疑，前后相隔不足几年时间，便有人在“樟子松一穴双株造林试验研究” 中得到证实：一穴双株造林优于单株造林，既可增加单位面积产量，同时又降低造林成本50%；双株造林的林木在各林龄阶段，其树高、胸径和蓄积均高于单株造林者，等等。或许一穴双株也还算不上是最优的，目前尚缺乏这方面的证据。无独有偶，类似的现象在“沙棘适度聚集式扦插育苗试验研究” 以及农业上也相继获得证实，诸如小麦穴播、水稻抛秧和玉米大垄双行等的增产效应，已逐渐为人们所接受。在这里，笔者再次大胆地做出推论：这种现象可能广泛存在于单种作物栽培之中，一个具有“绿色革命”意义的极富挑战性的研究课题正待我们去研究、开发！同样的道理，我们也可把生态学中的“无机”和“有机”看作是一个整体的两端。“大地生命说”和“矿物生机论” 的提出，“形状记忆”在纺织业上的应用，“智能机器人”的问世等，似乎都可以作为突破生命有机体与无生命环境界限学说成立的例证。按照“有机论自然观”的观点，整个宇宙是和谐的过程，是生命的过程，也是创造的过程，从“生理”的角度研究地球，可能会获得许多新发现。一般说来，植物个体生态势是随植物种群密度增加逐渐减小的，但对羊草个体生态势大小的分析结果表明：当种群密度低于一定限度时，羊草平均个体生态势反而变小。哈医大一院刘铁夫教授以“毒”克癌的报道，更是引来众多医学大家的关注：从砒霜中提取的三氧化二砷，历来被人们视作剧毒药而拒人千里，而今却发现，在治疗剂量范围内，它不但具有抑制肝癌细胞凋亡的作用，还能增进人体免疫活性。亦即，0.01mg/ml的三氧化二砷作用24h即出现肝癌细胞凋亡，以后随时间的延长，有效作用渐增。此外，在我国“城市化”发展进程中，要从城乡在社会、经济和环境上的相互作用以及可持续健康发展的高度和物极必反的原理，合理确定城市的规模、数量和布局等已是当务之急。森林火灾至今仍被国内大多数人视为“敌人”，而某些发达国家早已在“控制用火”方面取得突出成效，并对“火烧顶极”展开研究。“知识越多越反动”的观点无疑是错误的，但有一个事实是不可否认的，那就是当知识的结构不尽合理而只是在某些方面追求深度时，知识多了的确容易养成“惯性思维”，不利于发明和创新。粮食生产也有一个最适收获期的确定问题，过熟对品质和产量均有不良影响。 2物极必反的哲学内涵和理论意义众所周知，事物的运动是通过自我否定而实现的，通过否定之否定而完成的。自我否定就意味着事物从一种质态转变到另一种质态，即在性质上转变到自己的反面。在自我否定出现后的否定之否定，是事物的性质又一次向自己的反面转化。马克思曾说过：现代的闪烁着光辉的先进思想，大都能在古代哲学家的论述中找到根源。物极必反中的“极”实际上是位于系统两端的“两极”，分别与“阴阳模型”中的“阴”或“阳”相对应。按老子所说的“万物负阴抱阳”和庄子的“易以道阴阳”的著名论断，物极必反原理反映了阴阳矛盾运动、变化和发展的过程。一切自然现象都是这两极或阴阳之间不断振荡的表现，自然的秩序则是“阴”与“阳”之间的动态平衡或称“主振荡点”，系统的状态取决于体系内阴阳两方面互补、协调的程度。因此，物极必反原理既有丰富的哲学内涵，又体现出有机论自然观和系统科学思想。物极必反原理适用于系统的微观、宏观、宇观诸层次。掌握该原理，使我们在观测、分析、研究任何事物时，都会少犯机械、静止、片面性的错误，变“线性思维”为“系统思维”和“全息思维”，更容易在实践中发现一些新事实、新思想，从而有利于建立一些新观点、新理论。因此，从某种意义上说，物极必反原理又可视为系统哲学和科学的方法论。前已述及，系统在变易过程中，阴阳取得平衡即达到最理想的境界，科学研究就是设法确定变易中的一些“关键点”，界定“最佳状态”的区间。但必须注意，“关键点”和“最佳状态”都随环境条件的变化而改变。物极必反原理告诉我们，生态学中的有关“好”与“坏”、“益”与“害”等概念都是相对的，“好”中隐含着“坏”，“益”中隐含着“害”，只是它们的“隶属度”不同而已。反之亦然。对任何现象都不要轻率地做出判断，而应考虑到问题的“全部”。由此，我们是否可以做出这样的推断：对于“害虫”来说，当农药的浓度低于一定限度时，有可能产生“刺激生长”效应；与完好的种子相比，受伤一定程度的种子可能更易发芽……尽管这些推断目前尚缺少证据，但这种现象一旦为实践所证实，必将是一个个具有重大意义的惊人的发现。物极必反原理就是让我们按这种方式去思考问题和安排试验。 3结束语物极必反原理是一个具有普适性的生态学原理。尽管这方面的证据很多很多，但仍有存在于更广泛领域内的“空白”有待于今人依照该原理去探索、发现、解释和填补。不要为现代科技的发展之快而惊叹，事实上，我们对自然界的了解的确少得可怜，就连系统中的“整体问题”与“技术问题”以及人类自身在“天地生人系统”中的位置，还一直未能处理得体。回顾一下我们在“征服”自然过程中取得的每一个“胜利”，最终都意味着什么，难道不值得深思吗？实践已经证明并将继续证明，对待生态问题必须采取理性、前瞻和建设性的态度，走极端化道路是注定要失败的。推而广之，除自然生态系统外，物极必反原理也适用于社会-经济系统，其成立的证据是不难找到的。参考文献：盛成发．生长的冗余——作物对于虫害超越补偿作用的一种解释．应用生态学报，1990，1(1)：26-30 夏乃斌等．油松林对油松毛虫危害的补偿与超补偿效应的研究．生态学报，1993，13(2)：121-129 张连翔等．Weibull林木病害损失估计模型的非线性拟合与应用．辽宁林业科技，1996，(1)：41-43 张连翔等．建平县沙棘大面积死亡原因及其治理对策．沙棘，2002，15(3)：26-29 金翠霞等．群落多样性测定及其应用的探讨．昆虫学报，1981，24(1)：28-33 蒲蛰龙等．农作物害虫管理数学模型与应用．广州：广东科技出版社，1990．18-38 刘来福．生态学数学模型的研究进展．生态学杂志，1991，10(2)：41-44 肖辉林．大气氮沉降与森林生态系统的氮动态．生态学报，1996，16(1)：90-99 刘秀芬等．根际区他感化学物质的分离、鉴定与生物活性的研究．生态学报，1996，16(1)：1-10 焦顺兴等．三十烷醇对杨树光合作用和生长的影响．河北林学院学报，1991，6(4)：251-257 E．Ｐ．奥德姆．生态学基础．孙儒泳等译．北京：人民教育出版社，1981．441-447 王如松等．昆虫发育速率与温度关系的数学模型研究．生态学报，1982，2(1)：47-57 张连翔等．常温下昆虫发育速率温度效应的“S”形关系中最适温区的定量确定方法．辽宁林业科技，1993，(3)：31-34 赵志模等．生态学引论．重庆：科学技术文献出版社重庆分社，1984．108-120 周波．生态学的遗传基础——基因选择与适应．生态学杂志，1990，9(4)：64-66 李思文等．油松种群自然更新格局的研究．生态学杂志，1991，10(4)：14-17 徐志和．樟子松一穴双株造林试验研究．辽宁林业科技，1996，(1)：26-27 张连翔等．沙棘适度聚集式扦插育苗试验研究．沙棘，2000，13(4)：6-8 徐道一．周易科学观．北京：地震出版社，1992．90-119 王德利．植物生态场导论．长春：吉林科学技术出版社，1994．67-68 周吉等．管理哲学——系统学．上海：上海交通大学出版社，1985．113-114 省干旱所张连翔教授博文获第二届全国科学博客大赛优秀博文大奖来源： http://www.lnly.gov.cn/kyyszw/sghs/sghgzdt/201204/t20120426_168958.html 近日，从中国科协第二届全国科学博客大赛获奖名单中获悉，由我所张连翔教授提交的一篇博文：“物极必反—一个具有普适性的生态学原理”荣获第二届全国科学博客大赛论文交流组优秀博文大奖，并获得价值1000元的奖品。据了解，本届博客大赛自2011年5月启动，得到广大科技工作者的热情响应，共收到全国报名参赛博客1318个、参赛博文2916篇。根据公平、公正的评审原则以及科学性、独创性、通俗性、互动性等评审标准，经网友投票、专家评审，组委会共评出优秀博客大奖30项，优秀博文大奖24项，入围博文纪念奖50项，优秀组织奖6项。达到了顺应信息时代要求，推动科学技术创新，促进文化学术交流，建设创新型国家的最终目标。 “物极必反—一个具有普适性的生态学原理”系张连翔教授迄今业已发表的100余篇原创论文之一。作者通过列举大量实例，证明物极必反是一个具有普适性的生态学原理，它适用于系统的微观、宏观、宇观诸层次，具有丰富的哲学内涵和重要的理论意义。同时，它还是生态学者应该掌握的科学的方法论。博主简介：张连翔（1959-），大学文化，学士学位，无党派人士，辽宁省喀左县人。现任北方林业新品种和先进适用技术研发中心教授级高工（3级教授），学术委员会成员，兼任《辽宁林业职业技术学院学报》和《辽宁林业科技》两刊编委，《新农业》杂志园艺版编委，《中国林业网》和《新农村商网》林业科技（在线）咨询专家，中国林学会灌木分会委员，全国林业科技特派员。曾任辽宁省林业高级专业技术职务评委会成员（1993-1995年）。主要从事应用生态及种群生态和数学生态学、森林有害生物可持续控制、抗旱保水造林、困难立地植被恢复与重建、林下经济、园林绿化、生物质能源林、经济林全生态经营和有机果业等的研究。取得科研成果13项，发明专利3项（2项正在申请中），编制辽宁省地方标准2项，发表学术论文近百篇，翻译和发表日文林业科技资料数十万字，主编专著2部、参编著作1部、参编论文集1部。联系方式： zzllxx5168@126.com；13942112010； http://hi.baidu.com/zzllxx5168/home ； http://blog.sciencenet.cn/u/zzllxx5168; 个人分类: 原创论文|6407 次阅读|2 个评论

刘路现象是否具备普适性?: lindasmile 2012-4-19 10:17; 2012年3月20日，中南大学数学系22岁学生刘路因破解数学难题西塔潘猜想，被校方奖励100万元人民币，并破格擢拔为教授级研究员。“中国最年轻教授”、丰厚奖金等噱头令刘路关注度激增。刘路作为个案给人才培养以何启示？他的研究经历具有普适性吗？数学专家表示，从创新性培养方面来看，刘路这种因兴趣而钻研问题的学习思路具普适价值，但是对长期从事数学研究来说则不具有一般意义——系统的科学训练仍不可偏废。普适性？既有也无刘路更愿意把被个别媒体“传奇化”的破解西塔潘猜想的成功归结为偶然。酷爱数理逻辑的他2010年8月接触到西塔潘猜想，然后一次学习中灵光一闪地想到，可以用以前自己用过的一个理论来证明这个猜想。结果，大学三年级的刘路成功了。刘路能破解数学难题有其偶然性，也有其必然性。据《科技日报》报道，刘路幼时并未表现出特别的数学天赋，初二时接触到美国数学史家M·克莱因的著作《古今数学思想》，开始对数学、物理等自然学科产生巨大兴趣。这套书论述的是从古代到20世纪前几十年中重大的数学创造和发展，特别着重在数学历史的主要时期中逐渐崭露头角并成为最突出的、且对于促进和形成之后数学活动有影响的主流工作。刘路为这套书痴迷，周末经常在家演算题目。初三时，他已读完《古今数学思想集》前两册，了解了美索不达米亚、埃及、古典希腊数学的产生，以及坐标几何、科学的数学化、微积分的创立、17世纪的数学、18世纪的微积分、无穷级数等内容。但是他的学习成绩平平，且起伏较大，所幸父母并未严格要求。高一时，刘路已开始接触全英文数学书籍，其数学才华也逐步显现，其解题思路敏捷独特，出人意料。此时的他，越发迷恋思考问题，并开始思考“科学方法论”。刘路表示因解题思路独特而受到表扬是数学带给他的乐趣。 “我认为从创新性人才培养的角度来看，刘路现象具有普遍意义”，中国科学院数学与系统科学研究院李邦河院士告诉《科技导报》，“创新性人才需具备两个特点：一是会提出问题，即使做别人的好问题，也得在解决策略上提出新问题。二是会自学，否则离开老师就会止步，创新者的知识，十有八九源于自学。”李邦河院士认为，刘路的成功在很大程度上源于他的善于思考、自学，花费了很多精力钻研自己感兴趣的问题，并没有完全跟着应试教育的指挥棒转，由此也佐证了中国教育制度改革的方向是减负，让学生及早发现和培养自己的兴趣。 “从长期从事数学研究的角度来看，刘路的个案不具有一般性”，中国科学院数学与系统科学研究院林群院士则告诉《科技导报》，数学领域本身天才极少，刘路并不能算天才，他能解决这个问题，与之前的数理基础固然有关，另一个重要原因是遇上了很好的机遇——恰好他用过的一个方法可以解决西塔潘猜想。人一生总要遇到一些机遇的，当然奖励他也是理所应当的。刘路的成功，作为个体可以，但不适用于整体，学生还是要把正课学好，刘路也一样，今后也要更加注重系统的科学训练，这有这样才能打下良好的研究基础。林群院士还表示，要多关注刘路的工作，而不要过分关注他的职称和荣誉，否则可能会造成导向偏差——其他青年学生可能会想入非非，觉得自己一觉醒来或许就能名满天下，于是也瞄准数学难题，希望解决问题、发表文章，从而换取丰厚回报。这种做法并不可取，因为对科研来说，牢固的基础更加重要，“即使是刘路，如果不继续努力，也不见得以后会前途无量。” 数学人才如何培养？中国学生一向被认为数理基础好，但是中国人在国际上做出的一流数学成果并不多。中国数学界常常被问及，我们怎样才能培养出优秀数学人才？ “真正的创新性人才不是靠特殊培养出来的，而是在大环境中自动蹦出来的，刘路就是很好的例子”，李邦河院士强调，会提问和会自学对于创新性人才十分重要。思考、提问、自学都需要学生有兴趣、时间、精力，因此他主张要在中小学时期就给学生减负，让其有时间发现和培养兴趣，保持探索问题的好奇心。林群院士则认为，除了要保护学习兴趣之外，还要非常重视教学环节。“现在的数学教学过于死板，老师都是按教科书讲课。教科书是将长期积累的一般性知识编成系统教材，上面都是已经发明出来的东西，教学生们按照框架去套，而很多真正具有创新性的计算过程都被掩盖了，所以中国学生常常是死读书。我有一个朋友在美国教数学，他班上共有200人，第一学年前20名里有17个中国学生、2个印度学生以及1个美国学生，到第二年随着研讨班等各种活动的展开，很多中国学生就跟不上了。” 林群院士告诉《科技导报》，数学教学非常重要，上世纪50—60年代，中国科学技术大学就有过非常好的经验。“当时科大数学系有三条龙——华罗庚、关肇直、吴文俊，华是英国学派的，关和吴分别是法国不同学派的，自成体系，各具特色。他们将所有数学基础课有机结合，每个人亲自写讲义，完全是活的教学，有时头天晚上写了讲义，第二天就开讲，非常生动，且创新意识强。” 林群院士指出，数学学科有其特殊性，逻辑性强、内部联系紧密，得一步一步弄清楚，不能跳着走，所以系统训练非常重要。脱离系统训练做研究不具有一般性，“数学研究就像马拉松，有人突然有几步跑快了，也是正常现象，关键要看最终结果”。■; 个人分类: 专业文章|2210 次阅读|0 个评论

理论的普适性和效率: yanghualei 2010-8-28 09:55; 理论一般具有普适性和抽象性，通俗点是同类的共性，类间的差异性；效率性是理论在解释、预测以及调控现象的能力大小，现在做一个猜想1：是否高度普适的理论即普适度趋近于无穷大时的理论，此理论在解决一体问题时，相对其它低普适度的理论效率是最低？暂且不理会命题正确与否，做简要分析下：如果普适性为无穷,则它能解决所有问题,说明理论是高度抽象概括的，是所有问题共性的提炼 ,不偏袒于任何一具体问题,不带有任何具体问题的差异性；在解决某一个具体问题, 因为其都是共性（参照问题）与差异性（未知问题）的集合体，必须具体问题具体分析, 不但要明白它在一个系统内所具有的共性,同时还的了解其自身与其他问题的差异性,才能真正做出最有效率的方案，总之高度普适度的理论是差异性（效率）严重贫瘠的理论，在解决具体问题中，效率最差即不具备实用性；难怪有人不喜欢哲学，原来是因为不实用，距离生产力太远，光说大实话，瞎想不办事，以牺牲效率换来普适度，惨痛啊！说到这在继续做猜想 2 ：理论的的普适度和效率度之和是个常量？即普适度和效率度等效？说的太多了，在想下简单的符号描述：取一个理论vi , 普适度函数为 p, 此理论普适度 p i =p(vi）（ i=1,2....n)，然后取一个效率度函数X,vi为理论的效率度 X i =x(vi) 猜想 1:若 p i 则X i 0 ? 猜想2： p i+ X i=k（i=1,2....n)?; 个人分类: 生活随笔|4048 次阅读|0 个评论

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