专家论藻类学的新前沿_秦松
收稿日期:2009-02-26
作者简介:秦 松(1968-),山东掖县人,博士生导师,研究方向藻类遗传学与基因工程,E 2mail:sqin@m s 1qdi o 1ac 1cn 。
基金项目:国家自然科学基金(编号30670165);中国科学院知识创新工程项目(编号KZCX2-Y W -209,KZCX2-Y W -216);中国科学院
创新团队国际合作伙伴计划
doi ∶10.3969/j 1issn 11008-9632.20101011064
专家论藻类学的新前沿
秦 松1
,林瀚智
1,2
,姜 鹏
1
(1.实验海洋生物学中国科学院重点实验室 中国科学院海洋研究所,青岛266071;
2.中国科学院研究生院,北京100049)
摘 要:随着可供利用的陆生资源的日益枯竭以及系统生物学与整合生物技术的兴起,藻类学研究正面临着许多前所未有的挑战与机遇。在312次香山科学会议———《藻类学的新前沿》上,与会专家围绕“系统生物学时代的藻类学研究”、“面向资源环境新需求的藻类生物技术”、“藻类学科和藻类产业的可持续发展”、“藻类与环境”等关键问题,进行了深入的探讨。
关键词:香山科学会议;藻类学;生物技术中图分类号:Q17
文献标识码:A
文章编号:1008-9632(2010)01-0064-04
New fronti ers of phycology
Q I N Song 1
,L I N Han 2zhi 1,2
,J I A NG Peng
1
(1.Key Laborat ory of Experi mental Marine B iology,I nstitute of Oceanology,Chinese Academy of Sciences,
Q ingdao 266071; 2.Graduate University of Chinese Academy of Science,Beijing 100049,China )
Abstract:Ne w challenges are keep ing e merging in algal research,due t o not only fast devel opment of system s bi ol ogy and integrative bi otechnol ogy now days,but als o exhausted land res ources resulting in rap id de mand f or aquatic res ources,in which algae compose the most part of p ri m ary p r oductivity 1Facing with the above ne w challenges,f our subjects are p r oposed at 312nd
Xiangshan Science Confer 2ence,i 1e 11)phycol ogical research in the era of system s bi ol ogy,2)algal bi otechnol ogy facing ne w nati onal de mand for res ource and envir on ment,3)sustainable devel opment of phycol ogy and algal industry 4)algae and envir on ment,which were hotly discussed by phycol ogists,algal bi otechnol ogists,industrial peop le and policy makers 1keywords:Xiangshan science conference;phycol ogy;bi otechnol ogy
藻类广泛分布在地球上各种生态环境中,从陆地到海洋,从淡水到咸水,从极地到热带地区,都可以找到它们的踪迹。藻类作为食物,在中国已经有几千年的历史。早在2500年前,藻类就作为中药用于治疗疾病。20世纪50年代以来,中国建立起世界上最大的藻类栽培业与藻类养殖业。藻类作为健康食品、药物以及精细化工产品的重要来源,在促进国民经济发展以及提高人民生活水平上发挥着日益重要的作用。
随着可供利用的陆生资源的日益枯竭,对以藻类作为主要初级生产力的水生资源的需求与日俱增,同时伴随着系统生物学与整合生物技术的兴起,藻类学
研究正面临着许多前所未有的挑战与机遇。围绕“面向藻类学发展新前沿,面对资源环境新需求,如何开展中国藻类学和藻类生物技术研究,如何实现藻类产业的可持续发展”,2007年11月7日到9日在北京香山饭店举行了题为《藻类学的新前沿》的第312次香山科学会议。
会议由中国科学院海洋研究所秦松研究员、中国科学院水生生物研究所胡征宇研究员以及厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室焦念志教授作为执行主席。来自中国科学院、各大学以及美国得克萨斯大学从事海洋藻类与淡水藻类研究的40多位专家学者
出席了本次会议。
与会专家围绕4个中心议题进行了深入探讨:(1)系统生物学时代的藻类学研究;(2)面向资源环境新需求的藻类生物技术;(3)藻类学科和藻类产业的可持续发展;(4)藻类与环境。
中国科学院海洋研究所费修绠研究员与中国科学院水生生物研究所刘永定研究员分别作了题为《中国藻类学研究的历史和未来》以及《藻类与环境:国家需求与科学需求》主题评述报告。他们系统回顾了中国藻类学研究与藻类产业发展的历史,并将中国的藻类学研究分为起始期(1819～1916)、早期(1917～1949)、中期(1950～1993)和近期(1994～2007)4个历史时期。对中国藻类的研究最初是外国人开展的分类学研究,后来中国藻类学家和外国专家一起研究,再到后来,中国藻类学家,面向生产应用开展了系统的应用基础研究。20世纪90年代开始,中国藻类学研究进入了分子生物学和传统藻类学相结合的新时期,海藻栽培有了良种,海藻药物走进千家万户。同时藻类在水环境保护和生物能源方面的潜力受到广泛重视并取得阶段性成果。
目前中国的藻类养殖/栽培与加工产业规模均居世界首位。以1983年在青岛成功主办第11届国际海藻学术讨论会,1985年曾呈奎当选为国际藻类学会主席,1994年在青岛成功主办第5届国际藻类大会,2003年在青岛成功主办第5届亚太藻类生物技术会议为标志,显示出中国的藻类学研究逐步为世界所瞩目。报告同时指出,目前中国藻类学研究应更加重视开放与联合,将前瞻性的基础研究与创新性的应用研究相结合,为藻类产业的高值化改造与可持续发展提供强有力的支撑。
刘永定研究员在报告中指出,藻类学研究应成为服务国家重大需求的重要工具,他结合实际提出了国家的重大需求:(1)目前我国的水环境安全存在隐患,事件频发,与藻类水华控制和水体富营养化相关的水环境安全研究迫在眉睫;(2)我国土地荒漠化与土地退化的现象日益严重,应在科学论证的基础上,加大利用藻结皮治理土壤退化的力度;(3)结合航天领域的发展,开发以藻类为基础的自循环式生命支持系统;(4)与全球变暖相关的二氧化碳减排问题已经上升到国际政治层面,应研究利用我国规模位居世界第1的藻类养殖/栽培产业的优势,减排二氧化碳的可行性。
上述国家需求目标的最终实现,离不开深入挖掘并攻关其中的科学问题。藻类学研究在初级生产力促进与控制、藻类驱动的生源要素地球化学循环、藻华的形成机理与演替、藻结皮的形成机理与演替、藻类毒理学、毒物学、分子环境生物学、生态系统稳态转化、生态系统健康、生物间相互作用等前沿领域都大有可为。
针对上述两个主题评述报告,与会专家进行了广泛的讨论。与会许多藻类学者联合建议加强对中国早期藻类学研究历史资料的整理工作,建议编写《中国藻类学史》一书;专家们通过回顾藻类学发展历史强调了藻类学基础研究的重要性,认为技术的突破是由基础研究带动的,生产实践的需求引发科学问题,科学问题的提出促进相关基础研究的进展,基础研究的成果在具体的应用上体现出来,形成良性的互动。中国的藻类产业规模居世界首位,中国藻类学研究也具国际影响力,应进一步凝练和聚焦科学问题,组建基础研究和应用研究团队。
另外,就温室气体排放这一当前国际关心的热点问题,专家也展开热烈讨论,认为中国政府在减排方面有很大决心,亚太地区已成立利用藻类固定二氧化碳的研究组织,中国藻类学家应积极加入以扩大影响;还以螺旋藻养殖为例,说明科研与产业应建立良性互动,建议应提前设置关于藻类产品高值化领域的课题,避免中国的藻类产业陷入只能提供廉价原料的窘境。
与会专家在主题评述报告讨论中还指出,目前我国的水系污染与湖泊的大面积水华现象不单纯是科学问题,也是社会问题,需要科学家和政府共同努力,科学家应积极投身于科普工作,为大众宣传科学知识,为政府的政策制订和媒体的宣传创造理性的舆论环境。在媒体宣传方面,应强调是控制“藻类水华”而不是控制“藻类”;面对日益严重的水华问题,国家与社会需求既是历史责任也是重大机遇,藻类学家应积极投身到有关科学研究,为政府决策献言献计。确立的4个中心议题讨论。
1系统生物学时代的藻类学研究
中国科学院水生生物研究所胡征宇研究员作了题为《藻类的逆向分类学》的中心议题报告,介绍了藻类传统分类学的新发展。藻类的经典分类学是根据肉眼或光学显微镜下的可见形态特征作为种属分类与建立系统学关系的依据;现代分类学仍以形态学特征为主,但扩展到超微结构(015!),分子序列数据成为重要的辅助资料,形态学与分子序列相结合确定分类地位和系统学关系;而逆向分类学则是从分子序列数据入手,形态特征不是必需特征,只作为辅助,分类地位的确定可以通过与已知序列数据进行系统学分析,以确定属甚至种。逆向分类学是一种全新的研究方法和思维方
式,它的产生背景是基因测序技术的高速发展,样品的海量采集。由于很多样品无法保存、培养,或形态学特征不稳定,比如很多微型藻类,只能用分子序列数据作为唯一固定的物种鉴定标准。他结合具体研究实例,介绍了逆向分类学的研究方法,用序列数据作为物种符号(传统分类学上的拉丁名称)进行生态学分析,进行特殊、疑难种类的鉴定,发表新种,建立培养保藏物的快速检索标签等。
中国科学院武汉植物园胡鸿钧研究员作了题为《藻类系统发育及分类学研究的新进展》的专题发言,他认为超微结构表征与分子系统分析相结合的方法是研究小于2μm的微藻分类单元的有效方法。
中国科学院水生生物研究所徐旭东研究员的专题发言《丝状固氮蓝藻异形胞分化中的基因调控》,介绍了参与异形胞分化过程的有关基因及其调控机理;华中农业大学张承才教授的专题发言《Continuous perip las m along cyanobacterial filament:myth or reality?》介绍了酮戊二酸在异形胞形成方面的调控作用,以及针对蓝藻丝状体细胞膜是否为连续的科学问题,介绍了两篇截然不同的报道,引发大家思考;中国科学院水生生物研究所所长、北京大学赵进东院士的专题发言《Comparative Genom ics of Cyanobacteria and its I m p lica2 tion on Evolution of Photosynthesis》,介绍了模式蓝藻(聚球藻PCC7002)基因组计划的进展。
美国得克萨斯大学Ferry B rand教授作了题为《A l2 gae Culture Collecti on and B i odiversity》的专题发言,介绍了德州大学藻种保藏中心的情况,并特别介绍了采自中国惠州一株蓝藻独特的形态特征与实验生态学特征。
在讨论中,专家建议应从3个方面瞄准藻类系统生物学未来发展方向:(1)藻类系统生物学应该从微观和宏观,分子和细胞等不同层次进行研究,特别是功能基因组水平研究的重要性。(2)系统生物学的研究应宏观与微观结合,藻类由于其生物学、生态学等特性会成为很理想的系统生物学研究对象。(3)加强模式藻类的深入研究,从具代表性的模式藻类入手开展系统生物学研究,将中国海区的具有特殊环境、生态背景的藻株有潜力发展成模式种,通过学科交叉,产生新视角与新发现。
2面向资源环境新需求的藻类生物技术
中国科学院植物研究所黄芳研究员作了题为《藻类放氢研究进展与展望》的专题发言,指出到2020年,中国的能源需求总量将比2000年高出90%～152%;对海外资源的依存度将达到55%以上。可再生、无碳基、清洁高效的新型能源是未来的发展方向。她指出利用绿藻制氢在经济、环保方面具有明显优势,但目前仍存在氧抑制等技术瓶颈,提出研究重点应放在分子机理的揭示和具有自主知识产权工程藻株的构建上。
南京师范大学张成武研究员作了题为《利用微藻生物技术开发生物燃料所面临的机遇与挑战》的专题发言,提出了利用微藻制备生物柴油和航空煤油具有可行性,强调在重视成本控制的同时,应加强藻种选育与代谢调控研究。
华南理工大学魏东教授作了题为《微藻发酵工程与代谢工程研究现状与应用》的专题发言,介绍了利用微藻进行生物炼制的思路,提出了工业微藻生物技术的设想。
在讨论中,专家们认为藻类生物能源开发的成本是一个必须引起注意的问题。藻类异养途径生产生物能源会增加对葡萄糖以及纤维素酶制剂的需求,难以控制成本;在研究阶段应弱化对成本的考虑,鼓励多元化创新途径;另外增加副产品是降低成本的重要途径之一,利用开放式反应器进行试验,可以进一步降低成本。同时还要注意利用微藻生产生物能源的环境代价,微藻培养废液的处理问题不应被忽略。
而针对藻类资源,与会专家指出,西北地区有丰富的藻种资源、荒地资源和太阳能资源,应把目光更多投向西北地区;评估藻类生产生物能源的优势要具体、要量化,应将基础研究与应用相结合,把藻株筛选、代谢工程和遗传改造作为重点;应筹建国家级藻类种质库,为能源藻种的需求提供支撑。魏东教授提出筛选满足工业应用的能源藻种需要高通量的筛选技术平台。
另外与会专家还在讨论中提出,我国大型海藻栽培的规模和产量均居世界第一,建议依托海藻栽培发展生物质能的开发,大型海藻具有液化气化裂解制备生物能源的潜力。
3藻类学科和藻类产业的可持续发展
江苏海洋水产研究所、常熟理工学院许璞教授作了题为《关于条斑紫菜产业发展的认识与思考》的中心议题报告,回顾了产业发展历程。条斑紫菜是世界范围内产值最高的栽培海藻,目前我国条斑紫菜的年产量已达32亿枚紫菜制品(约含1万吨紫菜干品),总产值20亿元左右。20世纪70年代为我国条斑紫菜产业的起始发展期,80年代为发展中期,90年代为快速发展期,形成了黄海南部海域的条斑紫菜中心产区。栽培技术的进步(冷藏网、种质改良、栽培作业机械化等)对生产起到了强劲的推动作用。种苗、栽培、加工及产业配套服务已成雏形,尤其重要的是形成了以产
品加工为中心的产业体系。2000年以来,产业发展趋向成熟,条斑紫菜各主产区的格局已经形成。中国条斑紫菜产业的兴起充分说明科技进步在产业发展中的引领作用。同时他也指出产品质量安全是产业持续发展的核心问题。
中国海洋大学张学成教授作了题为《藻类产品高值化的探索与思考》的专题发言,介绍了我国三种主要经济海藻(海带、紫菜、龙须菜)和三种经济微藻(螺旋藻、小球藻、盐藻)的产业发展历史与现状。他认为与海洋经济动物养殖比较,藻类产业发展相对滞后,新品种的开发不够,技术缺乏更新,海藻栽培规模只占整个海水养殖的10%左右。目前海洋动植物养殖比例趋于失调,不利于生态文明建设。他提出提升我国藻类产业的出路在于增加新的养殖品种和探索高值化产品深加工技术。
中国科学院海洋研究所王广策研究员作了题为《紫菜———理想的海洋低等植物研究的模式生物》的专题发言,他认为紫菜的生物学特征原始简单,在光合作用、发育等方面独具特色,同时还是重要的经济红藻,建议作为模式生物加强研究。
中国科学院海洋研究所段德麟研究员作了题为《海藻种质与种苗研究展望》的专题发言,建议从国家需求和学科前沿两个方面考虑,深入开展经济海藻优质、高产、抗逆品种的定向选育研究,建立与目标性状的连锁标记,开展分子标记辅助选育,同时建议及时开展重要经济海藻的基因组学研究,他特别强调了蓝色农业海藻种质创新的重要性。
暨南大学齐雨藻教授作了题为《重视藻类分类学的人才培养与相关研究》的专题发言,列举了我国藻类学家在藻类分类学方面做出的重要贡献,提出必须重视并加强藻类学基础研究。他以赤潮藻———东海裸甲藻的生活史为例,指出很多宏观环境问题的解决离不开扎实的微观生物学基础研究。他指出目前中国藻类学基础教学与科研人才现状不容乐观,需引起关注。
中国科学院武汉植物园胡鸿钧研究员作了题为《中国碱湖的节旋藻(A rthrospira)(螺旋藻)生理生态及生化组成特点和产业化前景展望》的专题发言,概述了我国螺旋藻产业的现状,介绍了在内蒙古碱湖发现了两个新种具耐低温的特型,并展望了其产业开发前景。
南京农业大学杨志敏教授作了题为《藻类生物多样性和环境适应相关的m i RNA及其功能基因的挖掘与利用》的特别发言,提出藻类m iRNA研究是分子生物学研究新的生长点,能在新品种培育和人工调控方面发挥重要作用。
与会专家围绕藻类学科发展展开了讨论,专家指出紫菜仍有诸如性别决定机制、减数分裂的确切位置,还有细胞的有丝分裂究竟有没有中心粒等重要的基础生物学问题亟待解决;建议重视对隐藻的研究,加深对内共生学说的认识;在全球气候变化背景下,应重视藻类的抗逆机理研究。许多专家建议加强藻类分类学等基础研究,结合国际上对海藻分类研究的重视程度,呼吁重视培养年轻人的分类学功底,建议国内举办相关技术的培训班,培养青年后备人才。
在促进藻类产业的可持续发展的讨论中,专家们认为,海藻栽培不应只有海带、裙带菜、紫菜老三样,应增加新种类;对新栽培种类的取舍取决于栽培技术是否成熟、成本是否经济、产品有无出路。藻类养殖和栽培已进入品种化阶段,中国海藻创新药物在世界海洋药物中独具特色;藻类加工产业的高值化是带动藻类产业整体升级的关键,应加强这方面的基础研究与技术储备。专家们还提出了3点建议:(1)重视海藻在区域性生态系统中扮演的生态角色;(2)发展海藻栽培新技术;(3)重视海藻种质改良的遗传学基础。
4藻类与环境
厦门大学焦念志教授作了题为《海洋微型生物的光能利用新途径及其在生物进化和全球碳循环中的作用机制》的中心议题报告,阐述了海洋微型光能生物利用新途径与碳循环的新机制。他从方法学创新入手,更正了关于AAPB(好氧不产氧光合细菌)在大洋分布的认识。他指出,对海洋微型生物的研究,可以反映地球环境演化,揭示生命进化等科学问题。他介绍了AAP B在海洋碳循环方面的贡献,和近年来国际上兴起的海洋深层无光固碳等热点科学问题。介绍了在我国海域发现的原绿球藻无硝酸还原酶基因,可以利用硫取代磷,这些独特特性对于生物起源与进化研究十分难得,建议作为模式生物深入研究。
中国科学院海洋研究所逄少军研究员作了题为《对全球气候变暖背景下的海藻人工栽培所面临的问题的几点思考》的专题发言,以海带、羊栖菜、紫菜和裙带菜等大型海藻为例,介绍了近年来伴随全球变暖导致的海水升温对海藻育苗、栽培和加工的影响,提议海水养殖业应关注全球变化,应合理调整栽培周期,同时加强海藻抗逆生物学的基础研究。
中国科学院海洋研究所俞志明研究员作了题为《海洋赤潮与淡水水华的防治》的专题发言,系统介绍了有害藻华防治研究的历史和国内外现状,结合自己的工作阐述了粘土法治理藻华的原理,(下转49页)
群I L21RN等位基因频率存在明显差异,与日本黄种人[8]差异不明显,1型等位基因:黄种人最高(0196),西班牙白种人最低(0171),2型等位基因:西班牙白种人最高(0128),黄种人最低(0103)。这一结果表明I L2 1B2511和I L21RN基因多态性在不同种族间的分布存在着差异。
复杂性疾病是遗传因素和环境因素综合作用的结果。目前,发现多基因疾病微效基因最有力的方法是利用与疾病基因关联的DNA标记。有报道认为I L21基因多态性可能影响I L21基因的转录和表达,并与许多疾病,如糖尿病、心肌梗塞、胃十二指肠疾病等密切相关。Garcia2Gonzalez等对西班牙高家索人群的研究发现同时携带I L21B+3954C、I L21B2511C、I L21B231T和I L2RN2/2者十二指肠溃疡的危险性增加(OR= 3122)[11]。韩国的研究显示I L21B和I L21RN的基因多态性均与十二指肠溃疡发生无关[12]。现有的研究结果分歧较大,可能的原因为地域和人种的遗传背景不同。本研究观察到I L21B2511和I L21RN基因型分布在种族间存在着差异,可解释上述分歧的研究结果。一些疾病在不同人种中发病情况存在差异,Matsukara 等[13]认为I L21B基因多态性与萎缩性胃炎的联系中存在人种的差异,所以在对一些致病基因进行多态性研究时,应首先了解其在不同人种中的分布特点,这是正确分析和阐述基因多态性研究结果的前提。
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(上接67页)结合南京玄武湖、南京白鹭洲公园和青岛沙子口等具体治理实例讲解了粘土法应用的效果。建议应加强有害藻华防治的基础性研究,注重交叉与综合集成,应特别重视生态调控研究。
中国科学院水生生物研究所宋立荣研究员做了题为《蓝藻水华的治理———来自机理研究的挑战》的专题发言,指出目前治理措施单一、治理效果不稳定,对治理技术的生态安全性缺乏认识,治理与水体综合应用之间存在矛盾,总之缺乏从水生态系统完整性角度考虑治理。他提出需要考虑水华蓝藻个体生物学特点与水华生消规律,关注蓝藻水华的早期预防和水华发生后的减灾措施。他建议应加强水华蓝藻种群转换、毒素归趋、毒素释放和降解、群体的形成和分散、衰亡和复苏等基础生物学研究。
与会专家进行了深入讨论,指出工业污染对水华产生有直接影响,必需对水华现象涉及的各种科学问题进行深入、细致、系统研究。而且需要注意水华发生与工业污染控制有时间滞后效应。另外,蓝藻水华是一种对环境变化的生物响应,水华蓝藻资源的利用十分重要。建议国家建立氮磷的排放标准,建议在目前的水处理工艺中增加脱氮脱磷工艺,国家应尽快制定并执行有关的标准。此外,还需要深入思考一个环境哲学问题:在发展经济的过程中是应以人为主还是以环境为主?
物理研究性学习论文
物理学与世界进步论文 摘要：物理学是一科探究一切物质的运动规律及其组成揭示它们之间的联系和各种运动之间的关系的广博而丰富的学问。物理学的进展密切联系着人类社会的进步和发展，物理学在自身的发展进步中积累的思想方法是人类思想领域的瑰宝。对物理的研究或学习要永远抱着一颗敬畏和永不止步的心。 关键词：物理学、牛顿、工业革命、物理思想、物理与战争、中国的物理 物理学是一科探究一切物质的运动规律及其组成揭示它们之间的联系和各种运动之间的关系的广博而丰富的学问。作为自然科学的一门重要基础科学，物理学历来是人类物质文明发展的动力和基础。同时作为人类追求真理、探索未知世界奥秘的强有力工具，物理学又是一种方法论和哲学观。在人类文明漫长的岁月中，这种古老而又生机勃勃的学科为我们造就了一个个光辉的里程碑。 物理学的进展密切联系着人类社会的进步和发展，从电话的发明到当代互联网络实现的实时通信；从蒸汽机车的制造成功到磁悬浮列车的投入运行；从晶体管的发明到高速计算机技术的成熟等等。这些无不体现着物理学对社会进步与人类文明的贡献。当今时代，物理学前沿领域的重大成就又将会引领着人类文明进入一片新天地。 在历史的滚滚长河中，涌现了一大批物理学先驱，大师，他们性格可能或好或坏，但无可争议的是他们为人类进步和社会发展做出了巨大贡献。牛顿在担任皇家学会会长期间发生了一些不好的事，甚至到晚年还开始研究神学，但也有许多人认为牛顿还是有许多用当时科学和他的学识无法解释的事，所以才开始研究神学，以得到解释，但不管怎么说牛顿是经典物理学的创始人之一，为人类的进步和社会的发展做出过巨大贡献是无可争议的。 物理学作为自然科学的一门重要基础学科，它的研究成果和研究方法可以直接应用于化学、生物、地理、气象等自然科学，大大加速了自然科学的发展和分化独立，甚至形成了新的独立学科或分支学科.如天体物理学、空间物理学、地球物理学、流体力学、生物物理、物理化学、量子化学等等，使人们更全面地探索、认识自然界的规律。作为现代科学基石的物理学，在科学文化和创立现代世界的技术文化中同样扮演了重要角色，物理学是文化不可分割的一部分。物理学的成就直接发展了各种各样的工程技术，形成了今天门类齐全、多样的工业体系.今天的许多高新技术也仍然是以物理学的研究成果为基础的.这些工程技术的发展应用，极大地提高了社会生产力水平，改变了人类的生活、生产方式，创造了辉煌的物质文明.比如，机械、建筑科学就是经典力学原理的实际运用.今天的电力、电子工业是电磁学发展的结果，光学特别是激光技术使得光纤通信、互联网、激光医学等蓬勃发展，在万有引力定律基础上发展起来的航天技术使得人类的足迹不断地向宇宙深处延伸。 在近代一次又一次的世界大变革中，好像没有中国的身影，特别是物理学中更是不见了以往“天朝上国”的身姿，这和中国自古传统以及和中国以人为核心的思想有关，当然最大的关系是，中国自古的教育体系有关，我们也无法去评价他的好坏，他阻碍了中国的科学发展，但不得不说，中国能在历史长河中一直保持自身的完整性，也是这种教育模式的功劳。但其实在中国物理并不是没有发展，而是一直得不到壮大和正视。 在中国，早在2300年之前，有关物理的名词就出现了。与今日之含义相比较，那时的含义要宽泛得多。它泛指人类对自然界及人类自身的理性认识。中国古代思想家认为自然界的规律和人文社会的规律是统一的，人文社会的法则也应该归结为天地、自然的法则；后来有人把这个观点概括为“天人合一”。从这点来看，当时的物理学与哲学是混为一体的。 中国古代的学者很关注对自然现象的观察和理解。在儒家经典著作之一的《大学》中，曾把对人的教育过程描写为：“物格而后知至，知至而后意诚，意诚而后心正，心正而后身修，
学科前沿讲座课程报告撰写要求
中国矿业大学建筑工程学院土木工程专业学科前沿讲座课程报告 第 1 页 05-1班 姓 摘 要：☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆☆（内容小四号宋体，西文Times New Roman 字体，行距最小值18磅）☆☆☆ ☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆。 关键词：☆☆☆☆；☆☆☆；☆☆；☆☆☆ ☆☆☆☆☆（内容小四号宋体，西文Times New Roman 字体，行距最小值18磅）。 1 ☆☆☆☆（内容小四号宋体，西文Times New Roman 字体，行距最小值18磅）。☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆ 2 2.1 ☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆（内容小四号宋体，西文Times New Roman 字体，行距最小值18磅）☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆。 f f f C ?στtan ?+= （1） 式中 τf ——冻土的剪切强度，MPa ； C f ——冻土的粘聚力，MPa ； φf ——冻土的内摩擦角，°。 ☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆（内容小四号宋体，西文Times New Roman 字体，行距最小值18磅）☆☆☆☆页眉和页码，五号宋体。
物理学最前沿八大难题
物理学最前沿八大难题 当今科学研究中三个突出的基本问题是：宇宙构成、物质结构及生命的本质和维持，所对应的现代新技术革命的八大学科分别是：能源、信息、材料、微光、微电子技术、海洋科学、空间技术和计算机技术等。物理学在这些问题的解决和学科中占有首要的地位。 我们可以从物理学最前沿的八大难题来了解最新的物理学动态。 难题一：什么是暗能量 宇宙学最近的两个发现证实，普通物质和暗物质远不足以解释宇宙的结构。还有第三种成分，它不是物质而是某种形式的暗能量。 这种神秘成分存在的一个证据，来源于对宇宙构造的测量。爱因斯坦认为，所有物质都会改变它周围时空的形状。因此，宇宙的总体形状由其中的总质量和能量决定。最近科学家对大爆炸剩余能量的研究显示，宇宙有着最为简单的形状——是扁平的。这又反过来揭示了宇宙的总质量密度。但天文学家在将所有暗物质和普通物质的可能来源加起来之后发现，宇宙的质量密度仍少了2／3之多！ 难题二：什么是暗物质 我们能找到的普通物质仅占整个宇宙的4％，远远少于宇宙的总物质的含量。这得到了各种测算方法的证实，并且也证实宇宙的大部分是不可见的。
最有可能的暗物质成分是中微子或其他两种粒子： neutralino和axions（轴子），但这仅是物理学的理论推测，并未探测到，据说是没有较为有效的测量方法。又这三种粒子都不带电，因此无法吸收或反射光，但其性质稳定，所以能从创世大爆炸后的最初阶段幸存下来。如果找到它们的话，很可能让我们真正的认识宇宙的各种情况。 难题三：中微子有质量 不久前，物理学家还认为中微子没有质量，但最近的进展表明，这些粒子可能也有些许质量。任何这方面的证据也可以作为理论依据，找出4种自然力量中的3种——电磁、强力和弱力——的共性。即使很小的重量也可以叠加，因为大爆炸留下了大量的中微子，最新实验还证明它具有超过光速的性质。 难题四：从铁到铀的重元素如何形成 暗物质和可能的暗能量都生成于宇宙初始时期——氢、锂等轻元素形成的时候。较重的元素后来形成于星体内部，核反应使质子和中子结合生成新的原子核。比如说，四个氢核通过一系列反应聚变成一个氢核。这就是太阳发生的情况，它提供了地球需要的热量。当然也还有其它的种种核反应。 当核聚变产生比铁重的元素时，就需要大量的中子。因此，天文学家认为，较重的原子形成于超新星爆炸过程中，有大量现成的中子，尽管其成因还不很清楚。另外，最近一些科学家已确定，至少一些最重的元素；如金、铅等，是形成于更强的爆炸中。还有一点需要确定，即当两颗中子星相撞还会塌陷成为黑洞。
物理学前沿论文
物理学前沿课程作业 题目：一、超导材料的研究与发展 光催化反应机理 二、TiO 2 姓名：谭琳 学号：S130720032
一、超导材料的研究与发展 1、 引言 1911年荷兰物理学家翁奈在研究水银低温电阻时首先发现了超导现象。后来又陆续发现了一些金属、合金和化合物在低温时电阻也变为零，即具有超导现象。物质在超低温下，失去电阻的性质称为超导电性；相应的具有这种性质的物质就称这超导体。超导材料具有的优异特性使它从被发现之日起，就向人类展示了诱人的应用前景。目前，超导材料已被应用于很多领域，本文拟就超导材料的分类、性质、应用、原理等方面展开论述，以帮助人们更好的认识超导材料。 2、 分类 2.1按成分分为： 元素超导体、合金和化合物超导体，有机高分子超导体三类。 2.2按Meissner 效应分为： 第一类超导体： 超导体在磁场中有一同的规律，如图a 所示：当H
软件工程专业学科前沿讲座报告
软件工程专业学科前沿讲座报告 院 (系)：计算机科学与工程 专业：软件工程 班级：17060212 学生：张嘉琪 学号：17060212119
人工智能（Artificial Intelligence），英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能亦称智械、机器智能，指由人制造出来的机器所表现出来的智能。通常人工智能是指通过普通计算机程序来呈现人类智能的技术。通过医学、神经科学、机器人学及统计学等的进步，有些预测则认为人类的无数职业也逐渐被人工智能取代。 人工智能在计算机领域内，得到了愈加广泛的重视。并在机器人，经济政治决策，控制系统，仿真系统中得到应用。人工智能是计算机学科的一个分支，二十世纪七十年代以来被称为世界三大尖端技术之一（空间技术、能源技术、人工智能）。也被认为是二十一世纪三大尖端技术（基因工程、纳米科学、人工智能）之一。这是因为近三十年来它获得了迅速的发展，在很多学科领域都获得了广泛应用，并取得了丰硕的成果，人工智能已逐步成为一个独立的分支，无论在理论和实践上都已自成一个系统。 人工智能是研究使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为（如学习、推理、思考、规划等）的学科，主要包括计算机实现智能的原理、制造类似于人脑智能的计算机，使计算机能实现更高层次的应用。人工智能将涉及到计算机科学、心理学、哲学和语言学等学科。可以说几乎是自然科学和社会科学的所有学科，其范围已远远超出了计算机科学的范畴，人工智能与思维科学的关系是实践和理论的关系，人工智能是处于思维科学的技术应用层次，是它的一个应用分支。从思维观点看，人工智能不仅限于逻辑思维，要考虑形象思维、灵感思维才能促进人工智能的突破性的发展，数学常被认为是多种学科的基础科学，数学也进入语言、思维领域，人工智能学科也必须借用数学工具，数学不仅在标准逻辑、模糊数学等范围发挥作用，数学进入人工智能学科，它们将互相促进而更快地发展。通常，“机器学习”的数学基础是“统计学”、“信息论”和“控制论”。还包括其他非数学学科。这类“机器学习”对“经验”的依赖性很强。计算机需要不断从解决一类问题的经验中获取知识，学习策略，在遇到类似的问题时，运用经验知识解决问题并积累新的经验，就像普通人一样。我们可以将这样的学习方式称之为“连续型学习”。但人类除了会从经验中学习之外，还会创造，即“跳跃型学习”。这在某些情形下被称为“灵感”或“顿悟”。一直以来，计算机最难学会的就是“顿悟”。或者再严格一些来说，计算机在学习和“实践”方面难以学会“不依赖于量变的质变”，很难从一种“质”直接到另一种“质”，或者从一个“概念”直接到另一个“概念”。正因为如此，这里的“实践”并非同人类一样的实践。人类的实践过程同时包括经验和创造。这是智能化研究者梦寐以求的东西。 前景:目前随着人工智能AI的迅猛发展，今后几年触摸一体机一定会和人工智能
分子生物学的研究及发展
分子生物学的应用及发展 摘要：本文在文献检索的基础上，对分子生物学的发展简史，基本原理，研究领域等作了简单介绍，阐述了分子生物学在人们日常生活中的应用并结合药学专业着重讨论了其在药学及中药开发发面的应用，并进一步对分子生物学未来的研究技术、方向和前景做了展望。 一前言 生物以能够复制自己而区别于非生物。生命现象最基本的特征是进行“自我更新”。进行“自我更新”体现了一种最高级和最复杂的运动状态。这种运动就是生物机体从环境中摄取物质和能量，以更新本身的物质组成，而山现生长、繁殖，在这样的过程中保证了将自身的特征传给历代；同时也不断地向环境输送一些物质和释放能量。在生物机体的组成物质中，防水分外，有各种无机盐类和各种有机化合物。其中生物大分子——核酸和蛋白质在进行自我更新运动中，以其功能的重要性占第一位。为探索生命现象的本质问题，产生了分子生物学这一学科[1]。 分子生物学(molecular biology)是从分子水平研究生命本质为目的的一门新兴边缘学科，它是研究核酸、蛋白质等生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学，是当前生命科学中发展最快并正在与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域[2]。 分子生物学的最终目标是远大的，从产生基本细胞行为类型的各种分子的角度，来理解这五类行为类型：生长、分裂、分化、运动和相互作用。即分子生物学力图完整地描述细胞大分子的结构、功能和相互联系，从而理解细胞为什么要采取这种方式[3]。 分子生物学作为一门新兴的边缘学科。它的迅速发展及其在整个生命科学领域的广泛渗透和应用，促使人们对生物学等生命科学的认识从细胞水平进入分子水平。在农业、畜牧、林业、微生物学等领域发展十分迅速，如转基因动植物等。在医学领域，为医学诊断、治疗及新的疫苗、新药物研制等开辟了新的途径，使医学科学中原有的学科发生分化组合，医学分子生物学等新的学科分支不断产生，使医学科学发生了深刻的变革，不认识到这一点就很难跟上科学发展的步伐。 分子生物学的发展为人类认识生命现象带来了前所未有的机会，也为人类利用和改造生物创造了极为广阔的前景。 二分子生物学发展简史 分子生物学的发展大致可分为三个阶段[4-7]：
学科前沿系列讲座报告
学科前沿系列讲座报告制导控制技术最新进展 专业：信息对抗技术 姓名： 学号： 时间：2016年9月
目录 一、引言 ................................................................................................ - 2 - 二、概述 ................................................................................................ - 3 - 1. 介绍 ................................................................................................ - 3 - 2. 分类 ................................................................................................ - 3 - 3. 制导方式......................................................................................... - 3 - 1) 寻的制导................................................................................... - 3 - 2) 遥控制导................................................................................... - 4 - 3) 惯性制导................................................................................... - 4 - 4) 全球定位系统（GPS）制导...................................................... - 4 - 5) 地形匹配与景象匹配制导.......................................................... - 4 - 6) 复合制导（组合制导） ............................................................. - 4 - 三、控制制导技术的发展历程................................................................ - 5 -
物理学最前沿八大难题资料
物理学最前沿八大难 题
物理学最前沿八大难题 当今科学研究中三个突出的基本问题是：宇宙构成、物质结构及生命的本质和维持，所对应的现代新技术革命的八大学科分别是：能源、信息、材料、微光、微电子技术、海洋科学、空间技术和计算机技术等。物理学在这些问题的解决和学科中占有首要的地位。 我们可以从物理学最前沿的八大难题来了解最新的物理学动态。 难题一：什么是暗能量 宇宙学最近的两个发现证实，普通物质和暗物质远不足以解释宇宙的结构。还有第三种成分，它不是物质而是某种形式的暗能量。 这种神秘成分存在的一个证据，来源于对宇宙构造的测量。爱因斯坦认为，所有物质都会改变它周围时空的形状。因此，宇宙的总体形状由其中的总质量和能量决定。最近科学家对大爆炸剩余能量的研究显示，宇宙有着最为简单的形状——是扁平的。这又反过来揭示了宇宙的总质量密度。但天文学家在将所有暗物质和普通物质的可能来源加起来之后发现，宇宙的质量密度仍少了2／3之多！ 难题二：什么是暗物质 我们能找到的普通物质仅占整个宇宙的4％，远远少于宇宙的总物质的含量。这得到了各种测算方法的证实，并且也证实宇宙的大部分是不可见的。
最有可能的暗物质成分是中微子或其他两种粒子： neutralino和axions（轴子），但这仅是物理学的理论推测，并未探测到，据说是没有较为有效的测量方法。又这三种粒子都不带电，因此无法吸收或反射光，但其性质稳定，所以能从创世大爆炸后的最初阶段幸存下来。如果找到它们的话，很可能让我们真正的认识宇宙的各种情况。 难题三：中微子有质量 不久前，物理学家还认为中微子没有质量，但最近的进展表明，这些粒子可能也有些许质量。任何这方面的证据也可以作为理论依据，找出4种自然力量中的3种——电磁、强力和弱力——的共性。即使很小的重量也可以叠加，因为大爆炸留下了大量的中微子，最新实验还证明它具有超过光速的性质。 难题四：从铁到铀的重元素如何形成 暗物质和可能的暗能量都生成于宇宙初始时期——氢、锂等轻元素形成的时候。较重的元素后来形成于星体内部，核反应使质子和中子结合生成新的原子核。比如说，四个氢核通过一系列反应聚变成一个氢核。这就是太阳发生的情况，它提供了地球需要的热量。当然也还有其它的种种核反应。 当核聚变产生比铁重的元素时，就需要大量的中子。因此，天文学家认为，较重的原子形成于超新星爆炸过程中，有大量现成的中子，尽管其成因还不很清楚。另外，最近一些科学家已确定，至少一些最重的元素；如金、铅等，是形
分子生物学前沿技术
分子生物学前沿技术 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
激光捕获显微切割Laser capture microdissection (LCM) technology是在不破坏组织结构，保存要捕获的细胞和其周围组织形态完整的前提下，直接从冰冻或石蜡包埋组织切片中获取目标细胞，通常用于从中精确地分离一个单一的细胞。 背景：机体组织包含有上百种不同的细胞，这些细胞各自与周围的细胞、基质、血管、腺体、炎症细胞或相互粘附。在正常或发育中的组织器官内，细胞内信号、相邻细胞的信号以及体液刺激作用于特定的细胞，使这些细胞表达不同的基因并且发生复杂的分子变化。在状态下，如果同一类型的细胞发生了相同的分子改变，则这种分子改变对于疾病的发生可能起着关键性的作用。然而，发生相同分子改变的细胞可能只占组织总体积的很小一部分；同时，研究的目标细胞往往被其它组织成分所环绕。为了对疾病发生过程中的组织损害进行分子水平分析，分离出纯净的目标细胞就显得非常必要。1996年，美国国立卫生院（NIH）国家肿瘤研究所的[2]开发出激光捕获显微切割技术（Laser capture microdissection ， LCM ），次年，美国Arcturus Engineering公司成功研制激光捕获显微切割系统，并实现商品化销售。应用该技术可以在显微镜直视下快速、准确获取所需的单一细胞亚群，甚至单个细胞，从而成功解决了组织中细胞异质性问题。这项技术现已成为美国“肿瘤基因组解剖计划”的一项支撑技术[1]。 原理：LCM的基本原理是通过一低能脉冲激活热塑膜———乙烯乙酸乙烯酯（ethylene vinylacetate，EVA）膜（其最大吸收峰接近
前沿讲座
这次的前沿专题课程一共上了四次课，分别由不同的老师给我们讲解了不同的研究方向的一些前沿的知识，使我了解了很多自己课题方向之外的内容。 首先讲课的是郭希娟老师，她的方向是计算机器人与计算机科学。这是个集计算机，数学，机械，物理力学等多学科交叉的方向，而且实用性很强。她给我们讲解了用最小分离距离来解决碰撞检测问题的原理，演示了研究课题的一些成果，包括：直升机飞行器的原理仿真、乒乓球运动员直线打球的原理演示、物体的碰撞检测演示等。她根据自己多年的研究经验，总结出书《机构性能指标理论与仿真》。郭老师告诉我们：任何的学术研究一定要和实际应用联系起来。 第二次上课的是焦移山老师，他以日线股票为例给我们讲了时间序列预测的方法与应用。他讲的是一篇提出预测时间序列的最新方法的论文。时间序列是指将某种现象某一个统计指标在不同时间上的各个数值，按时间先后顺序排列而形成的序列。时间序列的预测一般用的是相似度预测原理，而相似度预测的方法有：欧式距离、最长公共子序列、DTW（Dynamic time warpping）。焦老师研究的是金融时间序列的预测，而金融时间序列的特点：1.适合用分段线性表示方式。这种方式容易去掉数据中的噪声，还原数据本质，而且易于计算。2.必须是zig-zag 形式。这篇论文所提出的算法使原来预测的准确率有65%提高到70%。这个结果已经很令人满意了。 第三次上课的是唐勇老师。他的研究方向是虚拟现实，他以虚拟现实的必然与冲击为题开始了这次的课程。唐老师讲到：我们生活在现实、抽象、数字这三个世界之中。虚拟现实及仿真技术影响深远，虚拟增强现实实践梦想体现在飞越时空、穿越极限、再现历史、颠覆传统、访问心灵、康复床上、虚实同进等。数字（虚拟）世界牵引科学技术的发展：仿真数据驱动的大规模场景的绘制与漫游，不规则物体建模的创新性探索。唐老师强调技术人生，强调把学术与人生联系一起。 最后一次上课的是张付志老师，他讲的是个性化协同推荐系统中的安全与信任问题。我觉得张老师的方向与自己的方向有一定的联系，所以下面重点总结一下张老师的内容。 1.推荐系统简介： 推荐系统是指能够为用户提供关于对用户来说有用的项目的建议的一类软
应用物理专业前沿小论文
实现光存储的关键——电磁感应透明（EIT）技术 辽宁大学 2015级 应用物理学 强子薇 151006132
【摘要】 自上世纪60年代激光发明以来，人们对光的性质的研究已经从经典光学拓展到非线性光学和量子光学等领域。由于激光的高度相干性和高强度等特点，光与物质的相互作用被广泛而渗入地研究。光与原子相互作用是量子信息科学的一个重要研究领域，自从频率与原子共振跃迁线匹配的激光器问世以后，这一领域的研究进展迅速。原子相干效应可以使原子共振跃迁频率附近的光学性质如吸收和折射（线性极化率）、非线性极化率等发生奇特的变化，产生电磁感应透明现象，即EIT(electromagneti-cally induced transparency )。1999年Harvard大学Hau 等人利用电磁感应透明（EIT）技术在450nK的超冷原子中实现了17m/s的极慢光速。基于EIT的慢光技术具有实现光存储的巨大潜力。 【关键词】 电磁感应（EIT）透明量子干涉慢光技术光存储 【正文】 一、慢光的产生 慢光原理：让我们来用相速度和群速度这两个概念来说明慢光的产生。一般而言，光在介质中的速度和介质折射率有关，而光的传播速度又可以分为单一频率光波传播的相速度都和许多频率成分组成的光波波包传播的群速度。相速度是指单色平面波在介质中其等相位面的传播速度。对于色散介质因不同频率的单色平面波将以不同的相速度在介质中传播。对由多个单色平面波构成的波包络，其传播速度用群速度。 从本质上说，控制群速度就是控制介质的色散特性，要想实现大的群速度改变，就得产生强色散曲线。而获得强色散曲线的其中一类方法便是在介质中通过控制光的吸收和增强来改变介质的色散特性。对普通介质来说，当光脉冲的能量不等于介质中原子的电子能级的能量差（即光是远离共振）时，发生“正常”色散。即在色散曲线中，折射率n随频率的增加而单调增加，这意味着折射率对频率的偏导大于零。因此，这种“正常”色散减小了群速度。[6] 由介质极化率的微观机理可知，在介质共振频率处存在大的折射率改变，可有效减慢光的传播速度，但与此同时，介质共振频率处存在强吸收，使得光波很难透过介质而被实验观察，因而在很长一段时间内对慢光的研究都停滞不前。 转机出现在上世纪80年代，人们意识到叠加的电子态被激发时介质的光学性质可以发生极大的变化。这种叠加态的激发涉及到量子光学中极其重要且影响深远的物理概念——量子干涉。由于量子干涉对介质的色散性质的改变，原本共振处的反常色散变为正常色散，这能引起介质折射率的加强及非线性效应的改变。介质色散改变的同时，其吸收特性也发生了变化。光可以透过高吸收的光密介质，不但没有损耗甚至出现放大，而且是无粒子数反转的放大。基于此的EIT 技术可以克服瓶颈，克服介质共振频率处的强吸收。 二、EIT技术的原理 电磁波本身是一种能量，感光材料一般都是混合物，其中的一种材料会吸收电磁波的能量，（原子吸收电磁能量会导致电子跃迁而改变化学性能），发生反应，由不透明变成透明，或者由透明变成不透明。这点和变色镜的道理是一样的，因为光也是一种电磁波，都是能量的形式存在的物质。最简单的变色镜原理：玻璃
IT前沿技术讲座总结
关于IT前沿技术讲座报告 ——罗瑞13级计算机联合 班 在开学后的第三个月，华南理工大学计算机科学与工程学院给学生安排了关于IT前沿技术的一系列讲座，听了这些由学院资历深厚的老师所授的讲座后，我的收获颇丰。几位主讲老师针对信息技术的不同领域给予了不同高度的讲解，并且和学院热心的同学们积极交流，传授知识，以及人生道路上的经验。 几位主讲老师主要选择了一下几个话题进行讲解： 1、科学与技术研究之科学； 2、智能计算机； 3、机器人发展机遇与挑战； 4、大数据时代的高性能计算。 自从来到大学并且学习了计算机科学与技术这个专业后，我慢慢发现，我的学习与生活与电脑的关系越来越密切，对信息技术的应用也越来越熟悉与广泛。印象最深的是每次的实验课，在机房完成当天的作业后，都会借助快速便捷的网络发送到自己的邮箱里，回到宿舍后再在自己的邮箱里下载到电脑上。这样，无需借助任何实体媒介，作业就以数据形式传送到我的电脑了，似乎有个人一直在操纵、管理着，可是实际上，这一切都是信息技术发展的必然结果，那个操纵者就是人们探索出的信息技术。
我是一个理工科的学生，但是经过主讲老师对科学进行阐述的讲座，我才真正明白了科学的含义，科学是一种不断升华的思维艺术。具体来讲，它是指由权威人、组织和机构经过实践、论证所得出的具有普遍性、必然性的数据，并通过一系列技术完善、确认、推荐、宣传、传授和捍卫的一种广泛领域的思维学术。科学是严谨的，是需要人们不断探索、证实，并且公诸于世，从而去推动社会发展。正如远古时代出现的具有里程碑意义的火一样，如果无人理睬，便会熄灭，社会也将会停止前进的步伐，但是一旦有人用心探索，就会照亮一片新的绚丽天地。 肖南峰老师给我们带来的第五代计算机—智能计算机，介绍了第五代计算机是把信息采集、存储、处理、通信同人工智能结合在一起的智能计算机系统。它能进行数值计算或处理一般的信息，主要能面向知识处理，具有形式化推理、联想知识.人-机之间可以直接通过自然语言（声音、文字）或图形图象交换信息。智能计算机是指能存储大量信息和知识,会推理,具有学习功能,能以自然语言、文字、声音、图形、图像和人交流信息和知识的非冯诺依曼结构的通用高速并行处理计算机。虽然目前智能计算机的技术还不够成熟，不能广泛使用。但是照其定义看来，如果将来有一天人们在智能计算机领域得以拥有成熟的技术和完善的设备并且广泛投入生产，大规模使用的话，拥有如此多极高能力的计算机似乎已经可以代替人类的存在，但是，我们需要明白，我们研究发明任何高科技的智能产品，其目的都不是想要
物理学前沿简介
放射物理与防护绪论 物理学是自然科学中基本的学科，是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。在尺寸标度上涉及从基本粒子到整个宇宙，在时间标度上从飞秒级的短寿命到宇宙纪元。物理学确立的新概念和理论，已经成为人类对周围世界认识的不可分割的部分，直接影响到社会生产和生活，对社会发展起着推动作用。一、物理学的发展 纵观物理学的发展史，根据它不同阶段的特点，大致可以分为物理学萌芽时期、经典物理学时期和现代物理学时期三个发展阶段。 (一)物理学萌芽时期 在古代，由于生产水平的低下，人们对自然界的认识主要依靠不充分的观察，和在此基础上进行的直觉的、思辨性猜测，来把握自然现象的一般性质，因而自然科学的知识基本上是属于现象的描述、经验的总结和思辨的猜测。那时，物理学知识是包括在统一的自然哲学之中的。 在这个时期，首先得到较大发展的是与生产实践密切相关的力学，如静力学中的简单机械、杠杆原理、浮力定律等。在《墨经》中，有力的概念(“力，形之所以奋也”)的记述；光学方面，积累了关于光的直进、折射、反射、小孔成像、凹凸面镜等的知识。《墨经》上关于光学知识的记载就有八条。在古希腊的欧几里德(公元前450-380)等的著作中也有光的直线传播和反射定律的论述，并且对光的折射现象也作了一定的研究。电磁学方面，发现了摩擦起电、磁石吸铁等现象，并在此基础上发明了指南针。声学方面，由于音乐的发展和乐器的创造，积累了不少乐律、共鸣方面的知识。物质结构和相互作用方面，提出了原子论、元气论、阴阳五行说、以太等假设。 在这个时期，观察和思辨虽然是人们认识自然的主要手段和方法，但也出现了一些类似于用实验来研究物理现象的方法。例如，我国宋代沈括在《梦溪笔谈》中的声共振实验和利用天然磁石进行人工磁化的实验，以及赵友钦在《革象新书》中的大型光学实验等就是典型的事例。 总之，从远古直到中世纪(欧洲通常把五世纪到十五世纪叫做中世纪)末，由于生产的发展，虽然积累了不少物理知识，也为实验科学的产生准备了一些条件
物理学前沿讲座——激光技术
物理学前沿讲座——激光技术 物理学前沿讲座—— 激光技术 激光技术 一、引言 随着社会的发展，各类新型技术也如雨后春笋般破土而出。虽然世界第一台激光器早在1960年由赴美国的梅曼研发成功，而我国的第一台红宝石激光器也在1961年于长春问世。但在短短40多年的时间里，激光技术的应用发展得到了迅猛的发展。激光技术已与多个学科相结合形成多个应用技术领域。本文将从激光的由来，激光的特特，以及激光的应用几方面来介绍而、激光。二、正文 1、激光的由来 激光最初的中文名叫“镭射”，“莱塞”，是它的英文名字LASER的音译，是取自英文Light Amplification by Stimulation Emission of Radiation的各名词的头一个字母组成的缩写词，意思是“受激辐射的光放大”。激光的英文全名已完全表达了制造激光的主要过程。而在1964年按照我国著名科学家钱学森的建议将“光受激发射”改名为“激光”。 2、激光的特性 激光具有定向发光、亮度亮度极高、颜色极强、相位高度一致的特性。激光光波在空间叠加时，重叠区的光强分布会出现稳定的强弱相间的现象，因而我们可知激光是相干波，而普通光源发出的光，其频率、振动方向、相位不一致，而导致了普通光源是非相干波。 3、激光的应用
基于激光独特的性质，目前激光已被应用到生活、科研的方方面面。激光焊接、激光打孔、激光淬火，激光热处理、激光打标(许多矿泉水上的生产日期等)、玻璃内雕、激光微调、激光光刻、激光制膜、激光薄膜加工、激光封装、激光修复电路、激光布线技术、激光清洗、激光测距、激光医疗、激光雷达、激光武器、激光打印机等各个方面。下面就让我们来具体看一下最近几十年来在激光武器、激光医疗、激光雷达技术、光纤激光器等方面的取得的巨大的成果。 3、1激光武器 激光武器是利用激光辐射能量达到摧毁战斗目标或使其丧失战斗力等的作战武器，是一种利用沿一定方向发射的激光束攻击目标的定向能武器。其具有快速、灵活、精确和抗电磁干扰性等优异性能。在光电对抗、防空和战略防御中可发挥独特作用。它分为战斗激光武器和战略激光武器两种。激光武器将会成为一种常规的威慑力量。由于激光武器的速度是光速，因此在使用时不需要提前量。“鹦鹉螺”激光武器可谓是激光武器中的典型代表。在2000年10月25日以色列国防部就透露“鹦鹉螺”激光武器于6月6日，8月28日，9月22日进行三次激光武器系统系列试验中，分别成功击落了一枚、两枚、两枚“喀秋莎”火箭，进而成为世界上第一个成功击落火箭的战术高能激光系统。 图1 鹦鹉螺 3、2激光医疗
前沿讲座总结报告
前沿讲座总结 时光荏苒，不知不觉，我的研究生的生涯已经度过了一半的时间。虽然仅仅是一年的时间，但已经足以使我对其有一个整体的把握，并使自己逐渐融入其中，享受其中。同时，时间的流逝，更让我对接下来的日子感到珍惜。以下就结合研一这段时间曾参加的前沿讲座和学术沙龙活动，并谈谈自己的些许感悟以及总结。 前沿讲座作为了解学科的学术研究领域、方法和方向的一种重要形式，在学习中起着极为重要的作用。因此，我积极参加了学院和学校组织的前沿讲座。研一期间，我参加了心理健康、原是校园行、数据库培训、名师讲坛以及学术沙龙等诸多讲座。这些由诸多国内外学科最前沿的学者专家所做的精彩的讲座，为我们提供了了解国内外最新、最先进学术知识和科研进展以及学科研究方向的机会。同时，这些讲座使我的专业素养和个人心理素质都得到了很大提升，并对我的学术认识、观点以及今后的研究生学习提供了巨大的帮助。 2015年11月9日，是我第一次参加院士校园行系列的讲座。由David院士不远万里，从大洋对岸来到我们交大，给我们带来一场精彩的讲座。 2011年全国博士生学术论坛由北京交通大学承办，其中我参加了由机电学院承办的载运工具运用工程分论坛，听取了李强教授、任尊松教授做的专家点评。通过此次高水平的论坛学习了在载运工具结构设计与动力学分析、结构疲劳及可靠性、故障诊断技术及试验技术、安全与检测控制技术、先进动力技术、节能技术及环境保护等多方面知识。 还参加了几期学术沙龙，几位本学院的博士深入浅出的讲解让我收获很大，他们结合自己的课题，讲的生动详细。主要参加了这些方面的讲座，听取了丁万和聂蒙博士分别就机器人的创新和钢轨打磨的研究做的报告，对并联机器人的基本概念，研究现状以及国际研究前沿有了大概的了解，并第一次接触了钢轨打磨的知识，深刻体会到当前我国钢轨打磨方面研究的落后，拓宽了我们的视野。听取了金涛涛博士关于混合动力传动系统国内外研究现状及研究方向，着重学习了一种双模式混合动力传动系统，同时了解了美国的学习、科研生活，开阔了我们的视野。听取了姚燕安老师关于机构与机器人学方面的研究，在并联机器人的滚动步态设计、可变形车轮缩放比计算、两足步行机构设计及魔方内部结构设计等方面的内容。在上述讲座中，都与主讲博士进行了较好的互动，及时把自己的疑惑与博士进行了交流。 在论文写作方面听取了曹文平博士就“如何在一流IEEE杂志上发表高质量学术论文”的报告。曹博士结合自己多年来在电工机械、电力传动领域的研究成果和在一流IEEE杂志上发表高质量论文的经历，以自己发表的一篇研究论文为例，从论文的整体结构、标题引文、正文写作、结果分析、标点符号等方面，深刻剖析了每个环节的写作要点和注意事项。通过这个讲座我对英语科技论文写作的语言使用以及投稿过程中遇到的一些问题都有了了解。Vittal Prabhu博士介绍了制造业中的分布式控制应用现状，对分布式在企业中的应用有了很好的了解。 此外机电学院研究生辅导员潘显钟与我们分享近年来机电学院研究生就业去向，帮助我
材料学科前沿讲座论文
中国矿业大学 材料学科前沿讲座论文 班级：材料10-7 姓名：XXX 学号：XXX
学科前沿讲座——纳米材料在来矿大之前对材料没有多少认识，只知道他与物理化学联系较为紧密，是新世纪的主导学科！所以就选择了材料！在听教授们上完那个学科前沿讲座之后，我对自己的专业才有了一个初步的了解，尤其对纳米材料感触极深！ 21世纪是高新技术的世纪，信息、生物和新材料代表了高新技术发展的方向。在信息产业如火如荼的今天，新材料领域有一项技术引起了世界各国政府和科技界的高度关注，这就是纳米科技。 处于新材料科技前沿的纳米科技，它的应用领域非常广泛。应用于制造业，现在已经造出只有米粒大小且能开动的汽车、只有蜜蜂大小的直升机。应用于生物医学，可以制出只有几毫米的人造手，帮助医生实施虚拟的现实手术。 有人预言，处于2l世纪高新技术前沿和核心地位的纳米科技所引起的世界性技术革命和产业革命对社会经济、政治、国防等所产生的冲击，将比以往的技术革命时代带来的影响更为巨大。纳米科技将会掀起新一轮的技术浪潮，领导下一场工业革命。人类将进入一个新的时代-----纳米科技时代。 1.纳米科技的基本概念和内涵 1959年，著名的理论物理学家、诺贝尔奖金获得者费曼曾预言：“毫无疑问，当我们得以对细微尺度的事物加以操纵的话。将大大扩充我们可能获得物性的范围。”在这里，通常界定为1—100nm的范围内纳米体系是细微尺度的事物的主角。 纳米科学技术是20世纪80年代末期刚刚诞生并正在崛起的新科技，他的基本涵义是在纳米尺寸(10-9—10-7m)范围内认识和改造自然，通过直接操作和安排原子、分子创制新的物质。 早在1959年，美国著名的物理学家，诺贝尔奖获得者费曼就设想：“如果有朝一日人们能把百科全书存储在一个针尖大小的空间内并能移动原子，那么这将给科学带来什么!”这正是对纳米科技的预言，也就是人们常说的小尺寸大世界.纳米科技是研究由尺寸在1—100nm之间的物质组成的体系的运动规律和相互作用以及可能的实际应用中的技术问题的科学技术．纳米科技主要包括： (1)纳米体系物理学；(2)纳米化学； (3)纳米材料学；(4)纳米生物学； (5)纳米电子学；(6)纳米加工学； (7)纳米力学。 这7个部分是相对独立的。隧道显微镜在纳米科技中占有重要的地位，它贯穿到7个分支领域中，以扫描隧道显微镜为分析和加工手段所做工作占有一半以上。 纳米科学所研究的领域是人类过去从未涉及的非宏观、非微观的中间领域，从而开辟人类认识世界的新层次，也使人们改造自然的能力直接延伸到分子、原子水平，这标志着人类的科学技术进入了一个新时代，即纳米科技时代。以纳米新科技为中心的新科技革命必待成为21世纪的主导。 纳米新科技诞生才几十年，就在几个重要的方面有了如下的重要进展： (1)美国商用机器公司两名科学家利用扫描隧道电子显微镜直接操作原子，成功地在Ni(镍)基板上，按自己的意志安排原子组合成“IBM”字样，日本科学家已成功地将硅原子堆成一个“金字塔”，首次实现了原子三维空间立体搬迁．1991年IBM的科学家还制造了超快的氙原子开关．专家们预计，这一突破性的纳米新科技研究工作将可能使美国国会图书馆的全部藏书存储在一个直径仅为0.3cm的硅片上．据英国《科学与共同政策》杂志报道，科学家们最近制造出一种尺寸只有4nm的复杂分子，具有“开”和“关”的特性，可由激
前沿讲座报告
新技术知识讲座报告 （理工类） 专业班级： 10计算机科学与技术（统招班） 学生学号： 1005103051 学生姓名：韦程 所属院部：信息技术学院 2012——2013学年第 2 学期 金陵科技学院教务处制
一、现今计算机主要应用 随着计算机的高速发展，计算机应用进一步向各行各业渗透，上至高、新的尖端技术，下至家庭生活与各种电器，计算机无处不在，无时不在。 （一）科学计算 科学计算也称数值计算，指用于完成科学研究和工程技术中提出的数学问题的计算，计算工作量很大。它是计算机最早的应用领域，世界上第一台计算机的研制就是为科学计算而设计的。随着科学技术的发展，各领域的计算模型日趋复杂，人工计算已无法解决的这些复杂问题都需要依靠计算机来进行复杂的运算。 在天气预报中，大量的卫星气象云图、气象资料，如果用人工进行计算，预报一天需要计算几个星期，就失去了时效，现在用计算机，取得10天的预报只需要计算数分钟，这就使中、长期预报成为可能。 在航空与航天领域，复杂的微分方程及大量数据测算工作，需要高速瞬间完成计算任务，也都是计算机应用的重要阵地。 （二）数据处理 数据处理也称为非数值计算，指对大量的数据进行加工处理，例如分析、合并、分类、统计等，形成有用的信息。与科学计算不同，数据处理涉及的数据量大，但计算方法简单。 在计算机的应用领域中，数据处理占有极大的比重。在经济发达的国家里，约占80%至90%的份额。目前，数据处理广泛应用于办公自动化、企业管理、事务管理、情报检索等，数据处理已成为计算机应用的一个重要方面。 （三）过程控制 过程控制又称实时控制，指计算机及时采集数据，将数据处理后，按最佳值迅速地对控制对象进行控制。从20世纪60年代起，就在冶金、机械、电力、石油化工等产业中用计算机进行实时控制。现代工业，由于生产规模不断扩大，技术、工艺日趋复杂，从而以实现生产过程的自动化控制系统的要求也日益增高，利用计算机进行过程控制，不仅可以大大提高控制的自动化水平，而且可以提高控制的及时性和准确性，从而改善劳动条件、提高质量、节约能源、降低成本。现代化工厂中，生产过程的自动控制是计算机应用的又一重要领域。 （四）人工智能 人工智能AI(Artificial Intelligence)一般是指模拟人脑进行演绎推理和采取决策的思维过