“环境诱发情绪异常”神经机制的多尺度成像方法研究

人类情绪会受到外界环境特别是光环境的影响,如光照周期长短的变化会导致季节性情感障碍患者出现忧郁或躁狂的症状,因此环境诱发的情绪异常也逐渐成为广泛关注的科学问题。本项目围绕视觉细胞感知外界光环境变化与大脑皮层下与情绪相关的核团间直接投射神经环路的结构与功能这一关键科学问题,基于同步辐射、稳态强磁场等大科学装置,发展从活体、器官、组织、细胞、分子等多尺度、多维度成像及数据整合方法,并应用这些方法解释视网膜直接投射至情绪相关核团的直接神经环路,为"环境诱发情绪异常"分子机制、疾病诊疗提供科学依据。项目研究进展包括:(1)研制了小动物活体成像的系列线圈;建立了优化弛豫、扩散检测等 MRI方法;建立了多模态影像数据处理的软件工具包;开展了情感障碍模型大鼠 MRI的研究。(2)升级和完善了多种显微成像技术,包括超分辨 STED 系统、软 X 射线相干衍射实验平台与光电关联成像技术;利用电镜成像技术解析了多种超微结构;筛选了可作为X射线敏感探针的纳米材料并在细胞成像中应用。(3)建立了基于真空紫外光源的质谱成像系统;构建了抑郁症小鼠模型;完成了小鼠脑片的初步成像;搭建了基于荧光寿命检测的显微成像设备;鉴定了近红外视觉相关神经环路。(4)建立了复杂生物体系的多尺度理论模型和计算方法;开发了复杂生物体系光谱模拟方法;建立了多尺度实验数据集成分析方法;研发了多模式成像探针。     

“介尺度”的起源及其发展现状

“介尺度”体系的研究作为科技前沿已经深入科学研究的各方面。通过介绍介尺度的含义、起源及其产生背景,并结合中国发明专利,阐述介尺度研究的方法及其发展现状。     

海洋生态系统储碳过程的多尺度调控及其对全球变化的响应研究进展

海洋储碳机制及其对全球变化的响应是当前全球变化研究领域的重大科学问题,也是薄弱环节和难点所在,如何阐明典型海洋生态系统固碳过程和储碳机制,评估全球变化的影响,并进一步探寻古海洋沉积记录及其与现代过程的关联,建立海洋典型生态系统沉积碳库变动与全球变化联系仍是当前全球变化研究的核心问题。针对这一重要科学问题,国家重点研发计划"全球变化及应对"重点专项"海洋生态系统储碳过程的多尺度调控及其对全球变化的响应"项目,围绕核心主题"固碳过程-储碳机制-酸化影响-碳库变动"开展了系统的研究。近两三年来研究工作取得若干显著进展,较系统地阐明了西太平洋中低纬度边缘海浮游植物群落的时空格局、多样性特征与演变机制,深入揭示了海洋酸化抑制固氮束毛藻固氮和生长及其机理,揭示了南海珊瑚钙化对气候变化和海洋酸化的响应,为进一步深入阐明海洋生态系统储碳的调控机制及其对全球变化的响应这一科学问题奠定了良好的基础。     

可供性测量蕴含的“尺度转换”及其科学意义评析

在生态学尺度问题中,可供性(affordance)概念蕴含着科学心理学测量环境的尺度转换问题。经历了三次阶段性的发展:(1)从外在测量转换到内在测量,确立了生态心理学定量研究的科学原理;(2)从内在测量深入到以身体的几何变量作为尺度测量可供性,定量分析这个比值和知觉判断之间的相关性;(3)从身体尺度转向动作尺度测量可供性,包括:从身体的几何变量转向动力学和运动学变量测量,从以个体为单位转换到以动作协同要素为单位测量可供性。     

科学结构与科技指标

科学与任何一个完整的社会系统一样,它的产生、运动和发展,遵循着其内在的逻辑机制,有其相当独立的规律性;同时,科学又受制于其它社会系统的相关因素,是社会这个大系统中的一个子系统。研究科学这一复杂的现象,既可以把它作为一种认识范畴。也能够着     

能源领域过程工程的多尺度模拟及分析

目前商业模拟软件多采用单一尺度的方法预测反应设备中的多相、多过程耦合问题时存在严重的误差。例如，当模拟循环流化床装置时，商用计算流体力学（CFD）软件严重高估物料循环通量，误差可达一个数量级。这样的模拟结果将会使操作者误判反应器的操作状态，相应的调控将产生错位。对此，近年来发展的多尺度方法及其模拟技术为解决预测准确性问题提供了可能。多尺度方法将实际过程先进行尺度分解，然后建立不同尺度上的物理模型，最后再用微观尺度封闭介观结构尺度行为，或者直接建立模型（或稳定性条件）关联不同尺度的行为。中科院过程所在多尺度研究领域具有二十年的积累，提出了以稳定性条件为特征的EMMS多尺度模型，以虚拟粒子为特征的微观尺度PPM模型，以图形卡GPU为平台的异构并行计算模式等等，并在不同层次和尺度的模拟方法上（如DEM、MD、CFD、LB等）皆有长期积累。     

系统科学哲学理论范式的发展与构建

系统科学哲学在不同的研究阶段形成了不同的理论范式,主要有一般系统理论范式、自组织理论范式和复杂适应系统理论范式。一种力图运用系统概念、以复杂系统整体论理念为核心、以超越还原论的系统方法论认识和处理系统复杂性问题的系统科学哲学体系正在逐步成熟。中国系统科学哲学理论范式的构建,需要在科学哲学的层面,对各个理论范式进行新的分析和概括。特别是,需要挖掘中国传统文化中蕴含的整体论思想,用现代系统科学的语言重新阐释,吸收融入系统科学哲学的思想和方法论之中;以认识和处理复杂性为核心,提炼出复杂系统整体论、复杂系统原理和复杂系统方法论;在中国社会实践中发挥和发展其独特的方法论价值。     

论默顿的科学治理思想及其实践意义

默顿作为科学社会学的创始人,其思想理论蕴含科学治理的基本原理。默顿在阐明科学治理与社会环境关联的同时,确立了科学共同体治理的行为准则、根本机制、评价原理。默顿思想体现的科学共同体自主性、自治性和社会制约性的基本特征,对于当下科学治理实践具有重要意义。     

城市污水再生与循环利用的关键基础科学问题

本文通过对城市污水再生与循环利用的国家重大需求和国际前沿研究工作的深入分析,阐明了城市污水再生与循环利用研究所呈现的"机制微观化"、"过程安全化"、"技术集成化"和"系统生态化"等基本特征,总结出污染物的去除与转化、化学物质能源化以及再生水循环过程的生态风险控制等在城市污水再生与循环利用研究中需要重点解决的关键科学问题,展望了为促进我国城市水系统可持续发展而应重点开展的4个研究方向:(1)污水再生及循环的物质转化与能源转换机制;(2)再生水生态储存与多尺度循环利用原理;(3)城市水系统水质安全评价与生态风险控制方法;(4)基于"再生水+"的可持续城市水系统构建理论。     

术语学和知识工程国际会议

1987年9月29日——10月1日在联邦德国的特里尔(Trier)召开了术语学和知识工程国际会议。近年来,计算机工业发生了巨大的变化,计算机正逐渐由数据处理机变为知识处理机。在这个革命性的变革中,以知识单元和知识系统为研究对象的术语学和知识工程起着关键性的作用,这在人—机交互界面的研究,自然语言信息处理的研究以及基于知识的专家系统的研究中表现得尤其明显。在美国、日本和欧洲的许多这样的基础理论和实验的研究,已可把某些成果付诸实用。在这种情况下、国际术语学情报中心(INFOTERM)、术语学和知识转换学会以及特里尔大学共同组织“术语学和知识工程国际会议”。这次会议还得到了欧洲共同体和联合国教科文组织(UNESCO)的支持。这次会议的目的是：1.促进在术语学和知识工程研究中的国际合作;2.为科学界和工业界会聚一堂共同讨论提供论坛;3.把术语学和知识工程研究中的新技术介绍给潜在的用户。这次会议的论题主要有七个方面：1.哲学、逻辑学、符号学;2.术语科学;3.计算语言学、形式语言、自动翻译;4.情报文献研究;5.知识工程、人工智能;6.知识和信息的表示和转换研究;7.人因工程研究;为了弄清术语系统和知识系统的结构,上述七个方面都要力图探讨知识和术语的基本单元,这些单元的联结方式,它们的分类系统以及它们的表示方法。会议还同时举办展览会,展出在自然语言信息处理、机器翻译、人机交互、术语数据库、知识表示、人工智能等方面的最新研究成果以及书刊杂志。(冯志伟寄自联邦德国斯图加特)     

全球变化下的跨境水资源科学调控与利益共享研究

全球变化影响下,跨境水安全与生态安全问题突出,是地球系统科学的重要研究内容。选择澜沧江-湄公河为核心,兼顾其他国际河流,开展全球变化下的跨境水资源科学调控与利益共享研究,在跨境流域尺度上,主要取得了以下进展:(1)跨境水资源利益共享及安全调控科学基础的构建。判识了季风交汇区域气候变化对流域降水的影响;明晰了径流变化的归因、跨境影响及生态效应;完善了跨境水资源多级权属的理论和方法体系;构建了水生态经济价值评估指标体系;筛选出跨境水资源分配指标并进行了多目标分配;研究了水利益共享评估方法以及生态补偿机制。(2)跨境水资源利益共享与安全调控模拟技术的研发。建立了跨境流域水资源利用效应的量化评估模型;系统评估了气候变化和水库调度的水文及生态效应;构建了水-能-粮食-生态关联关系模型。(3)跨境水资源利益共享与安全调控的法理基础及权益保障机制的建立。提出了对《跨境水道非航行使用法公约》的互惠性解释;确定了国际水法规则量化表达的方法与路径,明确了促进利益平衡共享的关键因素及法理基础;厘清现行国际水法体系应对全球变化的不足;提出一套空间均衡的跨境水资源水权分配理论和方法。     

开普勒：“上帝要求人们倾听天文学的音乐”

1600年前后,哥白尼的学说开始得到相当广泛的传播,世人亦逐渐地接受了新的天体宇宙观;与此同时,曾经盛行了好几个世纪的占星术其知识地位急剧衰退了。一般认为,这两者之间具有某种此消彼长的关联。但是,并非所有的哥白尼主义者都反对占星术,约翰内斯·开普勒(1571-1630)就是最突出的一个。本文意在考察作为近代著名的天文学家开普勒热心研究占星术的事实和动机。     

复杂性科学视野下的广义进化论

将达尔文进化论的思想推广到分子进化和科学理论发展等领域,形成了可称之为广义进化论的研究。在美国心理学家和进化认识论创始人唐纳德.坎贝尔(Donald T.Campbell)提出的广义进化论原理的基础上,本文结合复杂性科学的研究,认为广义进化论的原理主要是:系统的盲目多样性与变异原理和系统的自组织与选择保存原理。广义进化论为物质系统、生命系统以及知识与社会系统的进化提供了一种新的整体论的研究进路。     

海洋生态系统储碳过程的多尺度调控及其对全球变化的响应

海洋是地表系统中最大的碳库,在全球碳循环中起着举足轻重的作用,显著影响地球气候系统。生物泵和微型生物碳泵是海洋储碳的两个重要途径,其储碳效率在很大程度上决定了海洋和大气中的碳库变动,是碳增汇的关键过程。本项目目标是阐明海洋固碳过程和储碳机理,诠释海洋酸化对固碳和储碳的影响,建立古海洋沉积碳库变动与全球变化的关联,深入揭示海洋生态系统储碳过程的多尺度调控机理。项目将从现代生物地球化学过程入手,研究不同层级水平上海洋生态系统的固碳过程、储碳机制及其对海洋酸化的响应;并结合不同沉积系统近2000年来的碳库变动,以及工业革命以来高分辨率的海水温度、p H值和碳库记录,探讨海洋碳库变动对自然变化和人类活动的响应机制,阐明生物泵和微型生物碳泵储碳的调控机理。项目的实施将显著提升我国在海洋碳循环和储碳机制研究领域的国际地位,为我国制定应对气候变化和实施海洋碳增汇政策提供科技支撑。     

《科学的社会运行》一书即将出版

在科学社会学中,核心的研究领域是关于科学奖励系统的研究。美国科学社会学家杰里·加斯顿的《英美科学界的奖励系统》(The Reward System in British and American Science.John Wiley&Sons.1078)一书以其对英美两国物理学、化学和生物学共同体之奖励系统的深入研究,而成为科学社会学中的“重要文献”。关于科学奖励系统的研究揭示了科学做为一种     

因果机制与定律说明

萨尔蒙提出科学说明是要提供"因果机制".在他看来,因果性是优先的,有了因果才有说明,而且他认为有些因果是可以不需要定律的,所以因果也比定律更为基本.本文试图从四个方面对萨尔蒙的观点进行反驳:(1)萨尔蒙用"记号传递"作为区分因果过程和虚假过程的条件,可能绕不开因果概念,会有循环定义的问题.(2)萨尔蒙承认单一因果,但是单一因果只有在我们对科学定律有所认识才能予以辨别.(3)因果性可以表达为定律形式,但是并不是所有的定律都可以表达为因果,例如量子力学中的全同粒子的关联可以表现为定律形式,但两者之间并没超距的因果作用.(4)萨尔蒙认为科学说明应该是本体论,但是科学说明作为人的活动应该是认识论.即便从本体论可能是萨尔蒙所谓"从下至上式",但是从认识论上,科学说明应该是"从上至下式".     

系统创新的进化论哲学

系统创新理论大量使用了进化论方法描述社会技术系统的转型动力和机制,形成了其自身的特定进化论范式和进化论哲学。这主要体现在其从间断平衡进化、准进化、共同进化三个方面将传统的技术创新问题置于更高层次和更广领域,在创新的进化模式、进化路径、进化动力、进化关联等问题上建立了系统完整的理论。     

科学家书写的学术谱系

科学家学术谱系书写在今天的中国乃至世界均已是一种常见的现象。本文拟对科学家们自己进行的谱系书写行为展开较为系统的编史学研究,由此看到:(1)尽管科学家书写的学术谱系存在着类型和风格上的差异,但他们书写学术谱系的根本目的是一致的,这就是,建立学术群体的内部认同、构建学术传统,以推进专业发展和学科发展;(2)学科发展经常伴随着谱系书写,这在一定意义上显示了科学史与科学之间、学科史与学科之间的依存关联,科学史家应对此保持必要的关注。     

严复论格致与科学在方法上的差异

"科学"一词出现之前,中国传统学术术语"格致"在中西文化交流,尤其是科学文化东渐早期发挥了重要作用。但两者之间又有本质不同。严复同样曾以"格致"对应西方科学,并从材料的收集(考订)、获得一般性认识(贯通)和验证所得一般性认识的可靠性(试验)等治学方法的三个层面对格致与科学进行了系统的比较。尽管其部分观点不免绝对,但他的这项工作在当时确起到溯本清源的作用,并对当下传统文化与科学文化对话、交流以及培育适应科学发展的新的文化传统仍不乏启示意义。     

电离层多尺度变化对无线电波传播的影响机理研究

1项目简介本项目属于电离层电波传播理论与应用基础研究的前沿课题,在国家自然科学基金重大项目等多个课题的支持下,致力于研究电离层多尺度变化对无线电波传播的影响机理和效应分析方法,开展了电离层媒质电磁特性的长期变化趋势、随机不均匀电离层电波传播理论,以及电离层变化对无线电系统影响的评估方法等研究,取得了重要的科学发现和创新性成果,为认识电离层多尺度变化对无线电波传播的影响机理提供了关键的传播理论基础和新的发现现象;建立了强起伏复杂随机媒质高阶统计矩求解方法,为研究电离层多尺度变化对无线电系统的影响及其对策提供了理论基础.