中国人最早发现木卫三

通常认为,木星的四颗大的卫星是伽里略首先发现的。但也有人经过详细考证后认为,德国天文学家麦依耳(S.Mayer)比伽里略早10天发现。所以,国外许多新近的出版物中,把麦依耳和伽里略并列为四个大木卫的发现者。可是现在上述说法已不完全正确,据中国科学院自然科学史研究所的席泽宗说,早在伽里略之前二千年,中国的甘德就已发现木星有卫星。席泽宗是在1980年10月召开的中国科学技术史学术讨论会上发表这一看法的。     

人类工程的生物力学

生物力学是一门交叉学科,它研究机体内部(如血循环,血流,呼吸时的气流,消化道的运动以及分子力学问题等等)和外部运动(各种运动时肌肉、骨骼、关节及它们与外界相互作用)的力学现象。本文介绍了运动和劳动时的一些工程力学问题,原文作者是体育学院教授。现摘译介绍如下。本刊同样欢迎介绍其他交叉学科的稿件。     

辛拓扑

物质运动是数学概念的最丰富的泉源之一。我们可以找到一条连续的线索,从伽里略的实验和开普勒的经验定律,经过牛顿、拉格朗日以及哈密顿的光学力学相似理论,贯穿至今日数学的一大主流部分。从力学发展到微分方程、以至流形、李群和测度论。振子的正规模式导致二次型和线性代数。热传导和波动导致富利叶级数和函数分析。但是在所有数学概念中潜在的最有前景的一个概念,目前仅为数学家和理论物理家们所知晓。它受到哈密顿一般力学形式的儿柯解释的发扬,这种深奥的几何被引述为"辛"(Symplectic)几何。     

多功能生物医学超声:分子影像、给药与神经调控

超声作为一种安全、经济、便携、快速的成像方法,已经广泛应用于临床的各个领域并几乎涉及每一种人体器官和每一个医学分支.近年来,随着重大疾病早期诊疗的迫切需求,结合物理、工程、技术的综合发展,提出了超声分子成像、定点给药、超声神经调控及诊疗一体化等新技术,生物医学超声将从单纯的成像手段转变为具有精确诊断、调控和治疗的多种功能.本文首先简要介绍生物医学超声基本物理特征(波动、力学和热效应),然后结合我们的研究工作回顾近几年超声在生物医学中的新研究进展(分子影像、操控给药和神经调控等方面),并探讨超声诊疗一体化和超声神经调控在精准医学和脑科学中的应用前景.     

发现生物学结构和功能基本原理的生物力学家托马斯A·麦克马洪(1943～1999)

1999年2月14日突然去世的托马斯A·麦克马洪（ThomasA·Mceahon）是生物力学领域的一位先驱,他在哈佛大学30年的学术生涯中,一直在探索决定生物是如何构成和运作的基本的力学原理。今天大部分生物力学,如流体、植物、骨骼、肌肉或运动力学等,麦克马洪对其中的每一个领域均作出了贡献。不是作为一位业余爱好者,而是作为一位测定了构成生物的结构和功能主要力学参数的敏锐的思想家。麦克马洪喜欢把他的业余爱好和科学结合在一起。他非常在欢在湖上或河上划地的单人赛艇,在观察到有多个划手的大型赛艇能以高速滑翔超过他之后,他研制了…     

具有非线性渗透性生物软组织的有限变形理论

§1-1 前言对于现代生物力学的发展,没有任何人比Y. C. Fung (冯元桢)教授作出的贡献更大。我们都感激他至少在生物力学的一个分支——确定生物组织的本构方程和适当的材料系数——的研究方面所给予我们的指导。他的划时代著作《生物力学,它的范围、历史以及生理学中连续介质力学的某些问题》(1968),不仅引导我们这些无知的研究者们冒然进入一个有新发现的古老领域——这一古老领域是由下面一些科学巨匠们开创的:Galileo(1564—1642),他定量地测定了人的脉搏速度;Rene Descartes(1596—1650),他编写了第一部近代生理学的理论著作;Giovanni Borelli(1608—1679),他研究了动物的运动;Robert Hooke(1635—1703),著名的虎克定律的提出者,他提出了“细胞”这一术语;Leonhard Euler(1707—1783),他研究了动脉中波的传播;Thomas Young(1773—1829),以杨氏模量闻名与世,他研究了透镜中光及象散现象;Jean Poiseuille(1799—1869),他发明     

技术如何改变着科学

20世纪后期目睹了一场技术爆炸,这是自伽俐略和范列文虎克震撼了17世纪的智力基础以来的空前未有的事件。20世纪后期,天文学推出它的大爆炸、黑洞和重力波理论,无疑是在作一种极为微妙的理论冒险.然而,让我们来思考一下哈佛大学天文物理学家帕特里克·撒迪厄斯(Patriek Thaddeus)这个深知内情的人的看法吧t他总喜欢这样说:"在天文学的每     

描述鱼类波状游动的流体力学模型及其应用

本文概述了研究水生动物的生物力学的意义,着重叙述了大雷诺数情况下鱼类波状摆动推进的流体力学模型——三维波动板理论及其应用于鳗鲡模式、鯵科模式和月牙尾推进等三类游鱼的形态适应分析.最后介绍了三维(?)动板理论在鱼类力能学、肌肉力学及整体模型化等生物力学问题中的应用.     

一个特殊的小天体-查仑

从哥白尼时代以来,关于太阳系曾经有过三次出乎意料的新发现高潮.第一次是370年前伽里略用人类第一批天文望远镜首先看到木星有四颗卫星;并发现了金星的位相变化;他还发现土星的外形有奇特的变化,半世纪以后,惠更斯确认那是土星的扁平的光环时时以不同的角度朝向我们所致.第二次高潮于伽里略逝世后一个半世纪来临,1781年威廉·赫歇耳破天荒地发现了一颗新行星——天王星.又过了二十年,意大利天文学家皮亚齐又发现了第一颗小行星,后来人们查明,在火星与木星轨道之间有一个小行星带,小行星数目成千上万.第三个高潮则近在眼前:1977年3月发现了天王星的光环,1978年发现冥王星也有一颗卫星,甚至     

中国科学技术协会第165次青年科学家论坛在宁波举行

信息时代的标志是电子产品及其日益完备的网络功能,而且有着将以电子产品为标志的新兴信息技术与我们熟知的传统工程技术分开的趋势.但出乎意料的是,传统的固体力学中的弹性波理论与信息技术有着密切联系.弹性波理论的研究有悠久历史,是固体力学和声学的重要分支,有广泛的工程应用背景,与信息技术、传感器、无损     

细胞怎样感知与响应微环境机械力学性能

近年来,随着细胞力学行为相关研究的深入发展,细胞与微环境的物理力学联系不断被揭示.细胞力学刺激与响应已被充分证明在微观的细胞铺展、迁移、增殖、分化等行为,以及宏观的胚胎发育、组织形成、疾病发展等至关重要的生物过程中扮演决定性角色.与细胞力刺激相关的刚度、形貌、配体分布等物理性能也因此成为生物材料设计的重要参数.然而,这些静态的物理参数怎样给予细胞力学刺激,细胞又是怎样感受微环境中的机械力学性能,这是一个有趣的话题.本文详细介绍了细胞的力学响应机制,突出了细胞内作用力在细胞力学响应过程中的决定性作用;从分子生物学角度阐述了细胞内力的传递与力学信号转导过程;借此助力生物材料领域学者对细胞与生物材料相互作用的理解,推动细胞与分子生物力学的发展以及新型生物材料的研究与开发.     

音乐关乎你的智力和能力

音乐的艺术欣赏价值和对人精神情操的陶冶作用是众所周知的。这里我们要谈的却是音乐对提高人的智力及工作效率的特殊作用。智力的开发和提高,实际上就是对大脑的开发和训练。各种工作都有利于对大脑的训练,但音乐,特别是乐器演奏的学习,已被认为是对儿音早期智力开发行之有效的方法之一。历史上许多著名人物中有不少人,如达·芬奇、伽里略、罗蒙诺索夫、爱因斯坦等,都是从小就长于乐器演奏技能     

量子生物力学

量子生物力学是生物力学的一个新的分支.它利用研究微观结构状态下机械运动的量子力学基本原理、密切联系其他量子科学和量子统计力学,试图解释生物系统的微观现象,并预测其宏观性质. 对生物现象及其过程性质的每项深入的基础研究,都要达到微观水平.生物系统的所有结构材料,都起源于由于化学键而使原子相互结合,形成生物分子.在现代实验手段的基础上,证实了有机分子的化学与物理性质不仅决定于它们的初始结构,还决定于它们的立体化学构象及其变化.这种构象决定于分子的分散段绕键的旋转和键角的变形.对构象变化的研究、对各段运动的研究、以及对克服旋转中势阻的研究,都是十分重要的问题.     

纳米机器人在靶向药物递送系统中的研究进展

纳米机器人技术在靶向药物递送领域的应用是纳米科学、生物医学、机械工程、力学、电子工程、信息与通信等多学科交叉融合的产物.由于体积小、可自主运动和精确操控,纳米机器人在精准治疗和纳米诊断等生物医学领域展示出巨大的发展潜力.本文从认识纳米机器人技术及靶向药物递送应用需求出发,简单回顾了靶向药物递送技术的发展历程,结合纳米机器人的类型、制造方式以及驱动方式,综述了国内外在靶向药物递送应用领域纳米机器人的研究进展.最后,梳理了纳米机器人在靶向药物递送应用研究中的重点方向,为我国未来的纳米机器人技术研究提供参考.     

人类摄取醋酸的早期梗概

醋,是人类饮食中的酸性调味品,也是人类饮食生活中不可缺少的佐料之一,它同食盐一样属于古老的调味品.食用醋酸的嗜好,也同食盐一样,是人类肌体活动的生理需要.不论什么地区,不论哪种民族,不论何种肤色,都有摄取醋酸为之解除口淡的食用历史. 调查发现,90%以上的孕妇在怀胎50天后,便很自然地产生一种嗜酸现象.现代医学研究认为,孕妇嗜酸是婴儿在孕育期逐渐形成骨骼时,向母体吸收大量钙物质的连锁反应.而醋酸对分解人体吸收大量钙物质,则特具功效.     

充满活力的空间天文学

以人造卫星上天为标志而兴起的空间天文学,是继十七世纪伽里略开始的光学天文、二十世纪四十年代诞生的射电天文之后,天文学发展的又一个里程碑,它给古老的天文学带来崭新的面貌,使天文学产生一次新的飞跃. 空间天文学是在大气外层空间探索宇宙奥秘的.这种独特的天文观测环境使它具有地面天文观测所无法比拟的优越性.它突破了地球大气的屏障,直接探测天体的辐射、宇宙高能粒子和行星际介质样品,开拓电磁波的观测波段,使天文学有可能进入全波天文时代. 这种内在的优越性使得空间天文学在其发展过程     

化学工程与生命科学

化学工程是随着化学工业的发展,而在二十世纪初出现的一个新的学科分支,直到五十年代末期,化学工程主要是以研究化工单元操作为基本内容.随着科学技术的突飞猛进,近十多年来,化学工程也在不断发展,其发展趋势具有两个明显的特点:一是深入研究过程机理,力求建立过程的模型,用数学的概念、方法描述过程,以电子计算机为工具,寻求过程的定量或半定量的规律;二是摆脱学科分科的约束,与其他学科相互渗透、相互影响、相互促进,逐渐在边缘领域出现新的生长点.如将化学工程和数学、物理等,应用于医学和生物学,从而产生了“生物医学工程”,这是近15～20年中出现的新学科,是工程科学和生命科学相结合的边缘学科.著名科学家冯元桢曾预言,不久的将来,生物医学工程就象当年的航空火箭工程     

植物如何优化器官的排列方式?斐波那契螺旋

斐波那契(约1175~约1240)也许是生活在丢番图之后费尔马之前这2000年间欧洲最杰出的数论学家。他出生在意大利那个后来因为伽里略做过落体实验而著名的斜塔所在的城市里,现在那里还有他的一座雕像。数学中有一个以他的名字命名的著名数列:1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233 ……此数列从第三项开始每一项都是数列中前两项之和。这个数列是斐波那契在他最重要的著作《算盘书》的“兔子问题”中提出的。在问题中他假设如果一对兔子每月能生一对小兔(一雄一雌),而每对小兔在它出生后的第三个月,又能开始生小兔,如果没有死亡,由一…     

历史

01.041643年1月4日,艾萨克·牛顿出生于英格兰林肯郡。他一生的研究对物理学、天文学和数学都产生了极其深远的影响,是公认的历史上伟大的科学家之一。1661年,牛顿进入剑桥大学三一学院学习。1687年他发表《自然哲学的数学原理》,阐述了万有引力和三大运动定律,奠定了此后三个世纪里力学和天文学的基础。他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性,展示了地面物体与天体的运动都     

石墨烯的生物安全性研究进展

石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料,具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料.随着石墨烯在实际中的大规模生产和广泛应用,其生物安全性问题也备受关注.大量报道认为石墨烯是一种生物相容性良好的碳纳米材料,部分研究却发现石墨烯具有一定的生物毒性.石墨烯的生物毒性主要依赖于其理化性质(大小、形状、表面电荷、官能团等),与其使用剂量也密切相关.近年来,研究发现石墨烯纳米材料作用于不同生物体会表现出完全迥异的生物毒性.基于此,本文综述了近年来关于石墨烯在细胞毒性、动物毒性和抗菌性方面的研究进展,以期为石墨烯生物安全性评估和生物医学应用提供参考.