人脑功能的非线性动力学的探索

人脑的活动可以说是当前科学探索的一个最大的难题.自从近代科学发展以来,人们探索微观世界和物质结构的基本单元,以及辽阔的宇宙,在本世纪中都得到很大的进展.但是对于自身特别是取得这些进展的认识工具——人脑,虽然从分析的方面也取得了不少的结果,可是有关它的整体行为却知之甚少.其原因是多方面的,除了人脑的复杂与多变以外,更重要的似乎在于多年来科学发展所产生的世界观阻碍了人们的思想.自     

美哉,物理!(一)

本文为近期将由上海科学技术出版社出版的《美哉物理》的首篇,即该书的总论;它勾划了现代物理学——理论及其应用——百余年来的进展概况以及某些领域的本世纪发展趋势,论列了物理理论的美学特征以至十分丰厚、充实的科学美学意义。该书赞美了现代物理学的辉煌成就,从科学哲学和科学美学的高度论述了现代物理学的概念、原理、思想、方法,并对其前沿性理论研究的未来发展作了较深入的讨论。本刊分期连载该书的总论,让读者先期了解该书的内容和特色;此总论相当简练地描绘了优美的物理学基本理论的进展全貌。     

混沌便宇宙自由

本文是由六部分组成的系列文集的最后一部分.该文集用于调查许多领域内,科学宋如何应用混沌理论研究复杂的社会和自然现象.前五部分发表在从2月的第6期到3月的第10期上,它们反映了在流行性病学、人口生态学、生理学、量子物理学以及气象学等领域内、混沌理论研究的情况.本文探索,混沌理论仅仅是一个饶有趣味的思想,令人欣赏的一种流行的时髦呢,还是正如它的某些支持者呼吁的那样,它是科学思想领域里的一场革命?     

协同学——一门新兴学科

回答有关平衡态中有序结构的形成问题,除了普里戈金学派的耗散结构理论之外还有哈肯学派的协同学.它是近十几年才发展起来的一门边缘学科.本刊于1卷4期上曾发表过一篇哈肯教授本人作品的译稿《协合学》,为了进一步向国内读者介绍这一新的科学理论,本刊特约清张纪岳等同志撰写了《协同学——一个新兴学科》一文,再次向本刊广大读者推荐介绍这门科学,以期引起重视。     

丁文江——一位倡导和践行中国近代科学的思想者

当中国科学与文化在近代中国多舛发展并渐进到20世纪的时候,丁文江的名字是应当被人们记起并应该给予格外注意的.丁文江首先是一位地质科学家,同时又是一位兼具了作为"学者"所应具备的科学知识、科学思想、科学信仰与为科学真理的探求所应具备的深邃的思维、不懈的探索,坚强的毅力的科学的思想者.本文仅就丁文江作为中国近代科学与文化的倡导者,中国地质科学的奠基人,为中国近代科学与文化的发展所做的推动与贡献作一介绍.     

由“超光速”想到的

传闻一华裔物理学家在一次实验中把光速提高了300倍。众媒体直言:"这个实验直接向爱因斯坦的相对论中的‘光速恒定’挑战,并将动摇如今的物理学大厦……"云云。这个实验结果的真实性还有待进一步证实,不过实验本身却为我们提供了一个认识物理学自身发展及相关方法论的机会。实验——科学研究的重要手段人类在认识自然、探索科学真理的过程中历经曲折.正是实验方法在科研中普遍、系统的运用,才使人类的科研步伐大大加快。从那著名的比萨斜塔坠落的两个铁球到α磁谱仪的升空,从阿基米德的澡堂狂呼到超导实验室里的每一次突破——科学实验,在科研活动中起着举足轻重的作用。我们知道,科学的本质是物质运动的客观规律,是不以人的意志为转移的,它的一个重要特征就是要以经得起重复实验的检验。反过来说,重复实验所获得的同样结果可以称之为科学事实,科学事实是科学理论的物质基础.如果这个"超光速"实验真的可以     

追求卓越科学

<正>2014年5月26日北京科学是人类追求真理的事业.自17世纪的科学革命开启现代科学发展的历程以来,人类创造的科学知识体系,科学创造的巨大生产力,以及在科学实践中形成的精神、方法和规范,成为现代文明的基石之一.在知识化、信息化、全球化的当代社会,卓越的科学是推动人类思维方式和生活方式变革的思想源头,是促进社会繁荣昌盛、引领经济可持续发展的重要力量.中国科学正处在走向卓越的新起点.经过一个多世纪的学习借鉴和艰苦探索,我国已建立了比较完备的现代科学体系.随着经济快速发展,科技投入不断增加,研究队伍不断壮大,国际科技合作不断推进,     

"理想实验"与物理学的发展

本文通过大量事例的分析,说明"理想实验"方法是一种重要的科学研究方法,它对物理学新理论的建立、对已有理论的补充、完善、对物理学的革命性发展都起到重要作用.科学工作者应重视对"理想实验"的研究和应用.     

页岩气储层改造的体破裂理论与技术构想

中国页岩气可采储量居世界第一位,但是中国页岩气开发面临气藏赋存条件复杂、地质构造运动剧烈、储层渗透性极低、气藏富集区水资源匮乏等一系列难题,迫切需要创新页岩储层改造的理论和方法,探索适合中国页岩气高效开发的非常规理论与技术.本文简要分析了目前储层压裂改造的主要方法、原理及面临的难题和挑战,提出了储层改造的体破裂理论及技术构想.定义体破裂是三维岩体在载荷作用下,内部孔隙、层理裂隙及人工裂隙互相作用、充分发展和贯穿、并形成新的三维裂隙网络系统这一完整力学过程,是岩体大尺度、多裂隙、高强度的破坏和能量释放的过程.指出页岩三维断裂形态和扩展机理、人工裂隙与结构裂隙相互作用、缝网形态和演化、实现高度体破裂的载荷类型、方式与介质以及真实三维断裂过程的可视化与计算模拟新技术等构建了体破裂力学理论的研究框架.基于早期实验室以及现场实验的探索,提出和分析了实现体破裂的新技术及有待研究的关键科学问题和技术难点.     

建筑环境人因工程学:人体热舒适研究的展望

人体热舒适理论是建筑环境人因工程学中最早形成的科学理论之一.在工业化过程中,它有效地引导了建筑热环境控制方法、技术、产品的发展.当今,面向全球气候变暖与低碳建筑的新时代,这门理论科学又承载着推动建筑技术学科发展的新使命,有着更为广阔的空间.人体热舒适研究存在两个重要发展方向:一是对人与多因素形成的热环境之间复杂关系的深入科学认识,不仅针对人的舒适需求,而且更加关注对健康的影响;二是这些新的科学认识可能形成的技术创新,新技术在为人们带来更加个性化的热舒适提升的同时,还应有效降低建筑热环境控制的能源需求.上述第一个发展方向需要将传统工学学科与医学、公共卫生学结合,即医工交叉;第二个发展方向则需要在建筑环境学科与材料、信息、能源等多个工学学科之间进行跨学科合作.本文基于人体热舒适领域的发展历程,对上述两个方向已有的研究探索、形成的主要观点、待解决的问题及未来的发展趋势进行了介绍.     

天文学和引力物理学

一、历史回顾第一个引力理论就是牛顿的万有引力定律,它的出现是天体(特别是行星)视运动规律同力学概念结合的产物.利用它和牛顿运动定律一起创立了天体真运动理论——天体力学.这是天文学发展史中第一次巨大飞跃.此后二百年内,天体力学成为天文学,甚至是数理科学的主要内容. 牛顿万有引力定律又是宇宙间普遍适用的定律.任意两个物体间都存在引力,其大小可用简单公式表达:     

中国传统海洋学的形成和发展(从远古到1840年)

中国古代传统海洋学有着巨大成就,在世界海洋学史上占有重要地位.它是在中国具体的地理、经济、政治、文化等历史环境中形成并发展而成的独特的学科体系.古代相对封闭的地理环境、优越的气候条件和广阔的农业区培育了高度发达的中国古代农业文明.这就从根本上决定了为此文明服务的传统科学是大陆内聚型.这些对海洋学以深刻的影响.中国传统海洋学有着明显的历史悠久性、综合性、实用性和国内区域性.中国传统海洋学由互相渗透的三个主要部分组成:一是内容丰富、形式多样的国内海洋自然现象的记载和解释;二是建立在有机论自然观和地平大地观基础上的各种海洋学理论;三是大比例尺制图技术产生的     

概念驱动的加工与数据驱动的加工--科学信息是怎样进化的

科学理论的进化是概念驱动的加工与数据驱动的加工的协同作用 ,并沿着两条线路并行发展的 :一条是理论模型的合理保留与修改或扩展的过程 ;另一条是以实验或经验作为基础的 ,它构成了一个经验扩张的体系 ,形成背景理论、经验系统和理论建构之间的螺旋式上升过程 .     

低能原子核物理学的发展

一人们在从事生产斗争中,为了更好地改造自然,很早就有探索“物质世界是由什么和怎样构成的”的要求。一直到经过科学实验确立了原子——分子学说以后,这种愿望才真正走上了科学的道路。原子核物理学就是继原子——分子结构的研究之后,发展起来的进一步探索物质微观结构及其运动规律的基础学科,在它发展的过程中,得到了许多重大的应用,尤其是原子能的利用,对国民经济的发展起着革命性的作用。因此,原     

正视一门科学——生物统计学和田间技术

一生物统计学与田间技术的意义生物统计学是统计学的一个分枝。它是数学的理论和方法在生物学中的综合应用,它是统计学和生物学相结合而成的一种新科学;而田间技术或试验设计又是生物统计学的理论和方法在田间试验上的应用与发展,它是生物统计学在农学中新发展而成的一部门。在生物学研究及农事试验的设计规划和分析研究上,生物统计学和田间技术不仅帮助生物学家和农学家对于试验观测所得资料进行科学的分析研究,得出正确的结论,而且可以帮助研究者对于所作观测和试验订出正确的设计和规划,使试验和观测的资料和     

宇宙演化的奇思妙想

星空和宇宙的奥秘,自古以来吸引着人们,许多学者为探索这一奥秘的科学真理付出了毕生的心血甚至生命.1916年,现代物理学的奠基人爱因斯坦用广义相对论揭示了时间和空间的辩证关系;1919年,爱因斯坦又发表了《根据广义相对论对宇宙学所作的考察》一文,这篇论文成为现代宇宙学的奠基之作. 那么,宇宙是如何诞生和发展的?它的未来又会如何呢?一些站在宇宙学前沿、思想敏锐的科学家,根据爱因斯坦的理论,用他们的心智和才学描绘出一幅幅绚丽多彩、气势宏伟的宇宙蓝图.     

一份扭转乾坤的科学报告--《科学--没有止境的前沿》60年述评

60年前即二次大战末期的1945年,时任美国科学发展局主任的V·布什,向美国总统提交了一份《科学——没有止境的前沿》的科学报告。该报告回应了罗斯福总统提出的有关美国战后科学发展的四大问题,扭转了美国科学发展“重应忍、轻基础”的历史取向,它是战后美国科学发展道路上的重大历史拐点,具有重大历史地位和深远启迪意义。     

物理学的教训

如何对待自然界或实验观察中出现的新现象、新问题?是抓住它深入地进行探索、研究,找出其内在规律,从而建立新的理论,把人类对自然界的认识大大提高一步;还是囿于旧理论的框架,故步自封,原地徘徊。这是科学事业能否发展的一个关键问题。《物理学的教训》一文从近代物理学所取得的巨大成就中指出:其发展的基太原动力是科学实验,因此科学理论必须和实验密切相结合。而一旦当新的实验事实出现时,人们的思想必须冲破传统束缚的囚笼,扬弃旧的观念,发展新的学说。文章内容涉猎中外,论及今古,行文严谨,文笔洗炼;而作者语重心长之情,更是溢于言表,读来发人深省,是篇值得一读的好文章。     

地质学史研究中的几个理论问题

当代科学技术的飞跃发展使人类的未来已成为整个学术界热烈探讨的课题。科学技术史研究的成就、资料和经验,为探讨人类现在、未来的新学科——科学学、科学社会学、未来学的诞生与发展,奠定了理论基础。科学史作为一门独立科学,在对自然科学问题所作的分析中,不可能脱离开对社会的分析,其分析的范围包括科学知识领域发展的内部规律和科学发展的逻辑理论,诸如科学理论形成和交替过程的条件与性质,科学机构的演变及方法上的改善,知识的细分化与整理,科学思维方法,科学语言和概念等。从而明确科学史研究的特点:首先要立足于广泛的自然科学知识的基础上,同时与哲学和社会科学密切相关。自然科学史是以批判来认识自然的途径和方法的特殊形式,在当前科学蓬勃发展的     

物理化学的前沿

物理化学是一门理论紧密联系实际的科学.它主要包括三大部分:第一部分是物质结构、量子化学;第二部分是经典热力学和统计热力学;第三部分是化学动力学和电化学.化学动力学具有以时间为参数的