生物声学

生物声学是介于生物学和声学之间的一门新兴学科。它是生物学、声学、数学、化学,语言学等多种学科相互渗透的产物。     

面向声学操控和声学反演的拓扑声学与多相孔隙介质声学

<正>拓扑声学属于声学和凝聚态物理学研究中的新兴研究领域,是研究声波在特殊拓扑结构中传播的学问.它是基于物质拓扑态的概念,在凝聚态物理学中发展起来的,后来扩展到包括声学和光子学等其他学科.人们可以利用某些声学介质的拓扑性质,设计声超常材料以实现声学操控.可以说,拓扑声学是声学与拓扑学交叉融合的结果,是近代声学前沿研究热点之一.多相孔隙介质声学是研究声波与由多种物质组成的孔隙介质相互作用和应用的学问.     

化解人际关系中的“红眼病”

典型案例:原本关系不错的姚娜娜和方丹最近不怎么说话了.两人家住得近,平时经常一起走,感情不错,而且在学习上也是互相帮助,成绩都不错.自从上次期中考试以后,两人的分数有点距离了,她俩关系似乎远了不少,从此不怎么来往了. 据说,姚娜娜手里有一套北京的姑姑邮来的某名校内部编印的习题册,外面市场上买不到,方丹想借来看看,可是娜娜总找借口拒绝.结果这次考试,娜娜总分比她高一大截,方丹就觉得是这套习题帮的忙,两人由此"反目".     

《科学通报》特邀编辑简介

(以姓氏笔画为序) 姓名物理学、天文学 马远良 王炜 王玉鹏 王永久 亢一澜 龙勉 龙桂普 成昭华 朱劲松 乔国俊 刘玉鑫 汲培文 李有泉 李晓光单位学科西北工业大学声学工程研究所南京大学物理系中国科学院物理研究所湖南师范大学物理研究所天津大学力学系中国科学院力学研究所清华大学物理系中国科学院物理研究所南京大学物理系北京大学物理学院北京大学物理学院国家自然科学基金委员会数理科学部浙江大学物理系中国科学技术大学材料科学与工程系清华大学工程力学系DePartment of Physics,University ofArkansas,USA声学凝聚态物理、生物…     

Kekulé调制声子晶体中的赝表面狄拉克涡旋拓扑态

近年来,拓扑学的概念被引入到声学系统,声学超材料以及声子晶体中的拓扑效应被广泛研究.其中,声学拓扑边界传输模式具有低损耗、背向散射抑制的特性和良好的鲁棒性,在声信号探测、噪声控制等方面拥有较大的应用潜力.近期,高度局域在狄拉克涡旋处的零维拓扑束缚态在多种物理系统中被发现,成为相关领域的研究热点.但是现有研究中的声学结构大多受限于二维空间,自由空间中亚波长尺度的狄拉克涡旋拓扑态亟待探索.本文基于声赝表面波实现了自由空间中的类马约拉纳束缚态,即通过在硬质基板上排布蜂窝晶格阵列的空气圆柱孔,并在系统中施加一个与格点位置相关的Kekulé调制,产生了局域在结构表面和涡旋中心的声学拓扑束缚态;证明了这种拓扑束缚态的频率固定在狄拉克频率处,且不受Kekulé调制幅度的影响.此外,进一步分别引入粒子空穴对称性保护和破缺的缺陷,验证了这种特殊的拓扑束缚态在粒子空穴对称性保护时对缺陷具有较好的鲁棒性.本研究在基于声能局域和捕获的新型声学功能器件的设计方面具有潜在的应用前景.     

关于数学文化的学术思考

1992年,联合国科教文组织在里约热内卢郑重宣布"2000年是世界数学年",并明确指出"纯粹数学与应用数学是理解世界及其发展的一把主要钥匙".为什么里约热内卢宣言给予数学如此厚爱,因为数学是推动人类进步的最重要的思维学科之一,对提高全人类素质起着极其重要的作用.本文将数学作为一种文化来思考,从五个方面论述了数学文化的学科观、数学文化的哲学观、数学文化的社会观、数学文化的美学观和数学文化的创新观.     

参加苏联声学会议的报告

全苏声学会议一般是每两年召开一次,这次是本年6月24—29日开的,由苏联科学院声学委员会、声学研究所和莫斯科大学联合召集的,全苏各地到莫斯科参加会议的声学专家有二百多人,会议还邀请了民主德国、波兰、匈牙利、捷克、丹麦和我国的学者参加,是声学界的一次盛会。会议的内容是:不均匀媒质中     

一门新兴的交叉天文学科——“天地生”

近代科学的发展已经有近百年的历史了,但最初每一门学科的研究几乎都是封闭单一的.随着科学的发展和深入,人们逐渐发现很多学科并不是孤立的,它们之间都存在一定影响和物质能量交换的关系.浩瀚的宇宙用斑斓绚丽的星烁展示着它的恢宏气势,它那无穷的能量和运动也同时在影响着地球和人类的健康.所谓"天地生"这门学科,既是在现代科学发展基础上将天文、地球、生物作为一个相互联系、相互作用的整体进行多学科的综合研究,它包含有天文地质学、天文地震学、天文气象学、天文医学、历史自然学、灾害学、生物学等许多新兴的学科.     

天坛的回音

我国著名的四大回音古建筑,包括天坛的回音壁、三音石、"圜丘清音",山西永济普救寺莺莺塔的"普救蟾声",河南三门峡宝轮寺的"蛤蟆塔"和四川潼南大佛寺的"石磴琴声".天坛具有声学效应的建筑最终建成年代最晚,却以声学现象多、声学效果明显而位居四大声学建筑之首.它们奇妙的声学现象为天坛这座古老的神坛增添了许多情趣和神秘,也因此引起了中外学者和广大旅游爱好者的极大关注.     

我科学家精准“删除”动物特定记忆

<正>近日,我国科学家利用基因编辑技术,在实验大鼠的脑中实现特定记忆的精准删除。此项研究有望为慢性疼痛、成瘾等以"病理性记忆"为特征的疾病治疗提供新思路。事件的记忆是由脑内一群"印记细胞"编码与储存的,不同的记忆由不同的印记细胞群负责。传统的药理学或基因编辑技术仅能大范围地、非特异地影响神经细胞,无法精确操控有特定功能或解剖特征的神经细胞群。     

技术哲学的学科性质与广义哲学——中德学者关于技术与哲学的对话（中）

关于技术哲学的学科性质刘 :下面讨论一下有关技术哲学的学科性质问题。德国著名技术哲学家拉普 (ＦｒｉｅｄｒｉｃｈＲａｐｐ)在《分析技术哲学》中谈到技术哲学的性质与地位时指出 :“技术哲学 ( 1 )既不是工程科学的元理论 ;( 2 )也不是社会学或历史学等独立学科的一部分 ;( 3 )更不能归结为某一哲学分支。它与认识论、社会哲学、哲学人类学、历史哲学和形而上学有密切的联系 ,但并不从属于它们。” (中文版《技术哲学导论》 ,第 1 9页 )拉普对技术哲学说了一系列“不”的这个否定性定义和非确定性界说 ,发人深思 ,该怎样理解 ?对一门学…     

数理逻辑之研究对象、学科归属、定义及研究领域

鉴于对数理逻辑这一学科的定义、研究对象、研究领域与学科归属等问题,尚无一个一致的说法,有的已不符合历史发展的现状.例如,就学科归属而言,就有两种说法其一说数理逻辑是数学的一个分支;其二说数理逻辑是逻辑学的一个分支,如此等等.有的数理逻辑著作中完全不论及这类问题.为此,本文从数理逻辑历史发展的几个侧面加以分析,并综合各家之长对数理逻辑的定义、研究对象、研究领域与学科归属等问题进行了探讨.     

声学超材料的机遇和挑战

正对声波的自由操控是声学基础研究的核心问题之一,也是声学成像、治疗、探测、通信及对抗等应用领域的关键技术,与国家重大需求密切相关,例如高精度声学成像、精准超声治疗及高容量声学通信等重要问题的解决都需要以对声波实现精确及高效的操控为基础.尽管声波已在诸多重要领域得到广泛的应用,但传统声学方法通常使用天然声学材料来实现不同的声波操控     

探矿向导——铜草

"铜草"作为找到铜矿的指示植物,于1951年首先在安徽被发现。它为找到铜矿立了大功。这不仅揭示了地球植物方法探寻矿产的奥秘及功能,还证明了当今不同学科交叉发展的重要性。铜草的植物特征铜草,学名海州香薷,显著特征是深秋在茎顶一侧绽开紫色美丽的花,又因花穗如牙刷,故又名"九月蒿"、"牙刷草",其茎基     

非厄米拓扑声学中新奇物态的研究进展

声波作为信息和能量的载体,在国民经济发展和国家安全建设中有着重要的作用.近些年来,声学与其他学科进行深度交叉,产生了许多新兴的研究热点.其中,非厄米拓扑声学的研究是一个快速发展的前沿领域,得到了科研人员的广泛关注.非厄米拓扑声学利用声学结构探索和发现非厄米拓扑物理的内涵,一方面,可以利用宏观经典平台较为便利地构建和表征新奇的物态;另一方面,可以加深认识并丰富声波调控的手段,以期反哺声学器件设计.本文综述了近期该领域取得的研究进展,重点介绍了非厄米性调制的声拓扑态、非厄米性单独引起的声拓扑态和声学非厄米趋肤效应三个方面的工作.最后,我们对非厄米拓扑声学研究面临的挑战作了简单讨论,并展望了未来可能的研究方向.     

“组合”新生命

重塑生命,这正是合成生物学这一新兴科学的核心宗旨。该学科致力于从零开始建立微生物基因组,从而分解、改变并扩展自然界在35亿年前建立的基因密码。合成生物学是基因工程中一个刚刚出现的分支学科,它吸引了大批生物学家和信息工程师致力于此项研究。     

免疫学的发展与国家自然科学基金

国家自然科学基金自1986年设立以来,一直把促进学科发展作为其重要使命和核心任务.免疫学是生命科学和医学的前沿学科之一.25年来,国家自然科学基金通过发挥项目指南的战略导向作用,加大投入项目研究经费,定期开展免疫学的学科发展战略研究,针对重要研究领域设立重点项目,积极组织和支持跨学部交叉的重大项目,积极扶持地区人才、培育青年人才、造就拔尖人才、吸引海外人才,以及通过支持免疫学研究的平台建设等方式,全力支持中国免疫学的发展.统计数据表明,近10年来,中国免疫学研究的规模迅速扩大,国际合作不断扩展,国际综合排名明显上升.     

面铣刀气动噪声数值模拟及不等齿距面铣刀的降噪方法

高速面铣刀气动噪声由离散噪声与对总噪声影响较大的宽带噪声组成. 针对高速面铣刀流场和声场的非定常特点, 采用计算流体动力学(computational fluid dynamics, CFD)方法对面铣刀周围气流特性进行数值模拟, 分析铣刀容屑槽区域的速度分布. 计算线性欧拉方程(linear eulerequation, LEE)中的声源项确定铣刀表面声源位置及强度. 通过应用基于Lighthill 声学类比的Ffowcs Williams-Hawkings(FW-H)积分变换方程计算获得远场噪声. 针对铣刀表面不同声源产生的气动噪声频谱进行分析, 发现铣刀容屑槽及刀片前刀面是高速面铣刀气动噪声的主要声源. 等距及不等距铣刀噪声频谱分析表明不等齿距布置可改变频谱声能分布, 降低离散噪声的基频峰值,进而可降低铣刀气动总噪声.     

环境保护的自然观和科学意义

当今,环境保护已经作为世界各国的一项基本国策、并逐步升华为全人类的一个公共理念。环保工程也是现代化的科技工程,其影响极其深远、涵盖最为宽广;它是人类社会实现可持续发展战略的重大依托,是人类文明长久进步的必需保障。在这宏伟工程铺展过程中,随之形成了一门涉及面很大、综合性很强的前卫学科——"环境科学",环境物理学、环境化学、环境生物学等是其主要分支。     

三维声学超材料的高阶拓扑态

位于"边缘的边缘"上的高阶拓扑态的发现为限制和控制光波、声波以及弹性波的传输提供了一种新思路.目前,高阶拓扑态已在二维的机械、电磁、光学、声学和弹性系统中得以实现.然而,三维声学系统中对高阶拓扑态的研究却鲜有报道.本研究针对这一现象提出了一种具有一阶表面态和二阶铰链态的三维声学超材料.该三维声学超材料可以在其布里渊区的K-H方向上形成二重简并的交线.改变超材料单胞内外耦合强度的相对大小,线性简并交线打开形成完全带隙,生成平庸型和拓扑非平庸型声学超材料.能带结构、特征频率及传输效率的分析结果表明,当内耦合强度小于外耦合强度时,带隙范围内声学超材料具有拓扑非平庸的一阶表面态和二阶铰链态;当内耦合强度大于外耦合强度时,带隙范围内声波将无法在声学超材料的任何部位传播,该声学超材料是平庸的.三维声学超材料高阶拓扑态的实现突破了二维系统的局限,在声波能量回收和高精度声传感器方面具有潜在应用前景.