编者按

<正>21世纪的材料科学家和工程师通过开发新一代的先进材料,试图解决人类面临的诸多挑战.缩短材料从研发到应用的时间,是推动一个具有强大竞争力的制造业和经济增长的原动力.从材料研发到应用需要漫长的周期,其主因是材料在研究与开发过程中主要依赖于经验直觉和反复实验的试错法;旷日持久的实验周期;理论研究、     

可拓论及其应用进展

可拓学是我国学者蔡文教授于８０年代初创立的新学科、属数学,系充科学和思维科学的交叉学科。可拓不宾研究对象是矛盾问题。它研究事物的可拓性和事物开拓的规律,并用以方法。其理论支是物元理论和可拓集合。它以物元的基本元,建立物元模型;以物元可拓为依据,应用物元变换法化矛盾问题为相容问题。由于可 由于可拓学有很强的实际背景,因而在许多领域得到广泛应用。     

蛋白质工程的过去、现在和将来

蛋白质工程是现代生物工程研究与开发历史长河中继基因工程工业化后掀起的第二个浪潮。《蛋白质工程的过去、现在和将来》就蛋白质工程产生的过程、蛋白质工程的研究途径、蛋白质工程研究与开发的现状及其应用前景作了介绍。蛋白质工程的研究既有极高的理论价值又有广泛的实际应用意义,它能大幅度提高酶对底物的亲和性,给工业酶研究带来巨大希望;它又能改进酶的专异性,为设计新型蛋白质提供更大的可能性,并可能解决诸如乳酶制造业、葡萄糖果糖玉米糖浆制造工业中出现的困难。蛋白质工程的研究具有广阔的前景,各国科学家都予以高度重视。60年代初,我国科技工作者成功地人工合成牛胰岛素,为目前即将开展的蛋白质的研究培养造就了一批技术骨干,我们应当不失时机地抓住这个新生长点,开展蛋白质工程的研究,迎头赶上世界先进水平。     

生物多样性和生态系统功能对全球变化的响应与适应：协同方法

生物多样性与生态系统功能对全球变化的响应与适应是极其复杂的,为了更深入了解和认知,需要融合多学科技术、应用协同方法对其进行研究：其中长期定位观测有助于认识有长时间滞后效应的生态过程或具有重要生态功能的缓慢过程;全球变化实验在自然环境条件下可定量区分各环境因子及其相互作用对生态系统动态的影响;梯度研究可以完善不同时空尺度分析之间的耦合;过程研究则是对野外调查、长期观测或控制实验进行有益补充;这四种研究方法可以镶嵌使用,互补互惠,共同为模型结构的建立和完善提供理论认知,并为模型运行提供参数估算和独立验证数据。模型一方面通过集成各种调查、观测、实验等信息,可以提供强大的模拟分析与预测能力;另一方面它又可以反馈信息来指导各种观测、实验和研究的设计与数据收集,是全球变化研究中必不可少的集成分析工具。     

生物多样性和生态系统功能对全球变化的响应与适应:协同方法

生物多样性与生态系统功能对全球变化的响应与适应是极其复杂的,为了更深入了解和认知,需要融合多学科技术、应用协同方法对其进行研究:其中长期定位观测有助于认识有长时间滞后效应的生态过程或具有重要生态功能的缓慢过程;全球变化实验在自然环境条件下可定量区分各环境因子及其相互作用对生态系统动态的影响;梯度研究可以完善不同时空尺度分析之间的耦合;过程研究则是对野外调查、长期观测或控制实验进行有益补充;这四种研究方法可以镶嵌使用,互补互惠,共同为模型结构的建立和完善提供理论认知,并为模型运行提供参数估算和独立验证数据。模型一方面通过集成各种调查、观测、实验等信息,可以提供强大的模拟分析与预测能力;另一方面它又可以反馈信息来指导各种观测、实验和研究的设计与数据收集,是全球变化研究中必不可少的集成分析工具。     

三维原子探针--从探测逐个原子来研究材料的分析仪器

材料是科学技术和国民经济发展的重要基础,研究和开发先进材料,满足科学技术发展的要求,是材料研究工作者的永恒主题.材料的成分和加工工艺,决定了材料的显微组织,而材料的性能又与显微组织有着密切的关系.因此,研究材料的显微组织是研究开发先进材料的工作基础,而充分并正确利用现代的各种分析仪器,是研究显微组织的关键.本文介绍了一种能够分析逐个原子的仪器——三维原子探针,用这种仪器可以了解金属材料中不同合金元素在微区中不均匀分布的问题;可以了解合金元素在各种界面及晶体缺陷处的偏聚分布;可以了解显微组织变化初期时只有数十个不同原子发生团聚时的过程.三维原子探针是目前最微观的分析仪器,能够进行成分的定量分析,在研究金属材料的许多问题时都可以发挥重要的作用.     

封闭/半封闭空间内气流组织设计理论基础与方法

暖通空调(heating, ventilation, and air conditioning, HVAC)系统是目前营造健康、舒适封闭/半封闭空间环境的重要手段,但现有HVAC系统不仅能耗高,而且容易引起人体健康问题,比如病态建筑综合征、建筑相关疾病、传染性疾病交叉感染等.上述现象进一步说明由HVAC系统末端形成的室内气流组织(基于传统方法)仍不够完美,存在一定的盲区与不足.为了解决传统HVAC系统末端在设计与使用过程中存在的问题,逆向设计方法应运而生.与传统方法区别最大的是,逆向设计方法可以在每个设计循环确定最优的方向向量,而传统设计方法只能不断试错.为进一步阐明两类方法的差异并促使逆向设计方法不断改进,本文首先阐述了室内环境营造所面临/需要解决的科学问题;其次,对气流组织设计方法的分类及其基本原理进行了详细介绍;然后,通过真实的案例结果展示了两类方法的设计效果.虽然逆向设计方法在室内环境营造领域已取得了较大的进展,但目前的逆向设计方法仍需要理论推演、程序开发和数值求解等过程,在一定程度上阻碍了其推广应用.最后,本文讨论了室内环境营造领域未来可能的发展方向.比如,随着人因工程学、逆...     

关于新课标下中学体育校本课程理论的思考

校本研修能力指的是教师从事教学实践中获得的与教育行业相关的能力范畴，它反映了教师履行职责的程度，是教师在从事教学实践中表现出来的无形的能力。校本课程开发的理念与策略指出，体育教师在进行校本研修的过程中，必须具有一定的教育教学能力，比如，协同教学能力、优化课程的能力、决策方面的能力以及开发课程资源的能力。     

中国水土流失基础研究的机遇与挑战

水土流失是制约人类生存和社会可持续发展的重大环境问题,是我国各种生态问题的集中反映,对粮食安全和生态安全造成了严重威胁。国家973项目“中国主要水蚀区土壤侵蚀过程与调控研究”以我国东北黑土漫岗区、西北黄土高原区、南方红壤丘陵区、西南紫色土山丘区4个水蚀区为重点,以土壤侵蚀过程为研究对象,拟解决主要水蚀区土壤侵蚀的发生发展过程与驱动机制、复杂环境下土壤侵蚀模型构建的理论与方法、水土流失与水土保持环境效应评价理论与调控机理等三个关键科学问题。研究水土流失发生发展过程与驱动机制,指导水土保持措施配置与战略规划;阐明流域产沙和水沙运移规律,减少江河洪涝灾害、维系大江大河和大湖安全;构建多尺度土壤侵蚀预报模型,预测发展趋势,指导水土保持规划;建立水土流失与水土保持的环境效应评价理论,为生态建设和制定中国水土保持宏观战略对策提供科学依据。     

健康建筑声环境研究进展

建筑及城市声环境是健康建筑质量的重要组成部分.本文首先讨论了从噪声控制到声景营造,即从降低负面健康影响到促进公众健康的发展趋势,在这个从观念到理论到方法的转化过程中,声环境对人的健康影响有了更为科学的研究视角和操作方法,与基于健康理念的声环境设计共同成为声景研究持续关注的焦点.在此基础上,介绍了一些近期的创新研究成果,包括声景感知对健康效应的影响,及声景的心理生理学方面的系统性综述研究;基于恢复性环境理论的城市公共开放空间声景恢复性效应的理论发展和实证研究进展、典型声景的生理指标变化的敏感性研究;针对特定群体健康影响的研究,包括儿童恢复性声景研究、环境噪声对儿童认知能力的影响研究;针对特定空间的声环境健康研究,包括医院声环境对住院病人健康、对医护人员工作效率的影响等.总体而言,声景的生理学和神经生理学研究尚处于起步阶段,有许多方面值得研究;城市公共开放空间声景恢复性效应,其影响机理和主动调节层面还有值得深入研究的内容;针对特定人群和特定空间的声景健康研究还将拓展到其他人群和空间,研究也将从客观影响规律走向基于健康的声环境主动设计.     

材料基因组计划简介

美国总统奥巴马明确指出“材料基因组计划”(The Materials Genome Initiative, MGI) 的总目标是“将先进材料的发现、开发、制造和使用的速度提高一倍”。白宫科技政策办公室在2011年6月发布的相应的白皮书《具有全球竞争力的材料基因组计划》中阐述了材料创新基础设施的三个平台：计算工具平台、实验工具平台和数字化数据(数据库及信息学)平台。材料基因组计划/工程不仅仅是要开发快速可靠的计算方法和相应的计算程序,而且也要开发高通量的实验方法来对理论进行快速验证并为数据库提供必须的输入,还要建立普适可靠的数据库和材料信息学工具,以加速新材料的设计和使用。材料基因组计划/工程旨在材料领域建立一个新的以理论模拟和预测优先、实验验证在后的“文化”,从而取代现有的以经验和实验为主的材料研发的理念。     

二元水循环条件下水资源管理理念的初步探索*

中国存在水资源短缺、水生态退化以及水环境恶化等问题,一方面是由于中国水资源本底差的客观条件,另一方面是由于水资源管理的不完善。为此,本文针对后者, 结合“自然人工”二元水循环过程,对现代环境下的流域/区域水资源管理作了新的探索,提出“以耗水（ET）管理为核心,七大总量控制为约束”的水资源管理新理念。通过与传统水资源管理的对比,论述了在二元水循环条件下开展“以耗水（ET）管理为核心,七大总量控制为约束”的水资源管理的重要性; 同时,通过分析实施耗水和七大总量控制指标的现代先进的技术说明了开展的可行性。     

现代设计理论与方法在毕业设计(论文)中的应用与实践

文章针对传统机械类专业本科毕业设计(论文)中存在的问题,结合现代设计理论与方法的内容及特点,探讨了现代设计理论与方法在毕业设计(论文)中应用的方法.     

现代设计理论与方法在毕业设计(论文)中的应用与实践

文章针对传统机械类专业本科毕业设计(论文)中存在的问题,结合现代设计理论与方法的内容及特点,探讨了现代设计理论与方法在毕业设计(论文)中应用的方法。     

中国大陆盐湖盆地成盐环境演化的分形理论研究

分形理论在地球科学的应用范围,目前涉及到地震走时、水系展布、海岸形态、盆地地质界面、矿物结构及元素迁移等领域,一般仅从系统过程的一个特征信息开始演绎其分形的量度,很少对系统过程的完整演化进行讨论,在盐湖科学领域,分形理论的研究尚处于空白地位,盐湖资源与环境的分形理论研究是盐湖地学的前沿方向,值得进行积极探索。本文运用分形及分维的理论和方法,分析了中国大陆盆地盐湖卤水演化的反应过程、终止形式、酸碱度状态和组分演化的多标度、多方向以及地域性等因素,演绎出了我国各大盐湖区的成盐矿物组合特征和成矿远景环境,并指明了区域找矿方向,为盐湖矿产资源的勘探和开发提供理论依据。     

“行星地球”空间计划

“行星地球”空间计划(Mission Planet Earth)是一项意义重大影响深远的计划。它跟踪全球的环境变化过程;记录复杂的自然过程和植物、动物、人类生活之间相互作用过程;还记录空气、海洋相陆地之间的相互作用过程。这项计划的基本任务是收集那些在未来10年内关于环境方面对国际组织选择正确方法和国家决定正确政策起作用的信息。     

平板太阳空气集热器应用与设计的技术及计算分析

平板太阳空气集热器是节能环保的绿色技术,在建筑节能及干燥等领域有很大的应用开发潜力。文章对其开发应用进行了概述、分析与建议;在基本结构、工作过程、集热器形式等方面进行了技术原理分析,通过设计参数、传热过程分析、算式方程等方面综合分析了设计计算基础,并给出了关于设计及计算的技术方法一定讨论、分析与建议。     

遗传与社会(下)

人类本性人类本性(人性)的现象数千年来一直是学者为之注意的问题。为了说明“人性”的本质,各家都抒发了自己的理论,并根据这些理论就与构成人类社会有关的这种或那种“逻辑法则”作出推理。大体说来,人性理论发展的历史有两种主要思想体系,即遗传因素决定论和环境因素决定论争论的历史。它们各自为追求彼此相互对立的社会结构而大造舆论。环境因素决定论者认为,环境因素是决定人类本性的基本因素;遗传因素决定论者则站在对立的立场上坚持,人类本性大部分系取决于本身所携带的基因。环境论者假设,如果生活环境相同,工作机会相等,那么不同的种族、人群和个人之间的发展就可能     

系统合理化的动机属性:困境与突破

系统合理化理论已提出20余年,其研究领域既关涉人们对具体社会问题的看法,也涉及宏观的社会态度.系统合理化是其核心概念,它是指捍卫、支持和合理化现状的心理倾向,即便有时会牺牲自我和内群体利益.该理论有助于我们理解人们如何以及为何将现有的社会系统合理化,以维持或提高自尊以及维持或提高所处群体的地位.为了满足认识性、存在性与关系性需要,人们会进行系统合理化.因此,系统合理化是动机性的.伴随其发展,这一理论也遭遇了严厉批评.这些批评可分为4类:象征系统合理化的外群体偏爱并不是内隐的;系统合理化并非动机性的;系统合理化发挥作用的条件未得到解释;并不存在自主、独立的系统合理化动机.本文介绍了系统合理化理论及其发展、面临的理论和研究困境,并通过梳理理论观点与认知神经科学研究的证据,为回应批评、突破困境提供支持.未来研究应更多关注社会认同过程和意识形态过程(如系统合理化)之间的复杂关系;谨慎解释利用神经科学方法得到的研究结果;进一步扩大系统合理化神经基础的研究范围;同时关注其激活是否具有稳健的跨文化一致性.     

时尚生活中城市公园文化的营造

文章系统地探讨了现代城市公园的景观设计表达艺术文化时的一些总体特点.现代景观设计从一开始就从现代艺术中吸取了丰富的形式语言.景观设计要遵循4个设计原则:功能性、审美性、独创性与时空性,将景观设计与艺术文化相结合,并在景观环境中与时尚艺术设计共同主导景观设计主题,将使景现设计艺术具有更强的生命力.强调我们规划的不是物质,不是空间,而是人的体验.