科学技术论文范文10篇
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科学技术论文范文篇1
[关键词]现阶段;科学技术哲学研究;概述
Abstract:Philosophyonscienceandtechnologyhasbeendevelopingrapidlyinrecentyears.Thecurrentacademicresearchaboutitisascendant.Thearticlesummarizestherecentstudiesonthephilosophyofscienceandtechnologyfromthefollowingaspects:origin,disciplinelocalization,developmentprocess,disciplineboard,currentissues,tendencyaswellastheproblemsinthefuturedevelopmentofphilosophyonscienceandtechnology.
Keywords:presentstage;philosophystudyonscienceandtechnology;summary
进入新世纪以来,科学技术哲学的发展呈现强劲势头。每年都有大量的文献发表以及一些重要的学术研讨会召开,使得科学技术哲学的一些专题得到了深入地探讨。文章就近年来有关科学技术哲学的研究情况作一概述。
一、科学技术哲学的产生渊源。科学技术哲学并非是无根之木,无源之水,科学技术哲学的产生有着深厚的学术渊源和历史背景,学界从不同视角阐述了科学技术哲学产生的渊源。如学者任元彪从学术渊源上指出20世纪中国科学技术哲学主要来自三个方面:(1)现代西方科学哲学及其学术传统;(2)马克思主义哲学自然辩证法传统;(3)中国传统哲学中的自然哲学传统[1]。而学者郭贵春、成素梅、邢如萍则认为“科学技术哲学”的根源在“自然辩证法”,他们比较突出“科学技术哲学”与“自然辩证法”的演变关系,认为“科学技术哲学”是从传统的“自然辩证法”的基础上演变过来的,是对“自然辩证法”学科的继承和发展[2]。学者吴国盛则认为中国的科学技术哲学实际上有三种构成因素、三重历史来源,即:(1)德国古典自然哲学;(2)马克思主义的意识形态;(3)改革开放以来“大口袋”式的整合新学科[3]。关于科学技术哲学的产生渊源,笔者认同郭贵春等人的观点。科学技术哲学和自然辩证法关系密切,科学技术哲学是“自然辩证法”在新时期的时代体现,是对自然辩证法的继承和发展。
二、科学技术哲学的学科定位。学界对科学技术哲学的学科定位富有争议,学者有各自不同的见解。如学者黄顺基、黄天授和刘大椿在1991年编写的《科学技术哲学引论——科技革命时代的自然辩证法》一书中对科学技术哲学作出了明确的定位。他们把科学技术哲学定位为以现代科学技术革命提出的新问题为依据,以马克思主义的观点和方法为指导,是自然辩证法在新的历史条件下的发展,是科技革命条件下的一门新学科。学者刘大椿在2001年出版的《科学技术哲学导论》一书中又进一步把科学技术哲学定位为“对科技时代提出的科技及其相关问题、要求和挑战的哲学回应”[4]。而著名学者于光远先生也曾指出,“自然辩证法”是一个科学群或科学部门体系,它是具有马克思主义的特色和色彩的诸多科学部门的总称,其中包括许多不属于哲学的科学部门。学者于棋明据此认为,在自然辩证法旗帜下汇集或孕育、成长以至分化出了许多分支学科,其中包括科学技术哲学、科学技术历史、科学方法论、科学认识论、科学学、科学技术社会学等[5],也就是说,科学技术哲学是自然辩证法的分支学科。学者陈其荣则认为,科学技术哲学是当代自然辩证法的新范式[6],这意味着自然辩证法的范式在当生了改变。学者郑毓信则认为,要考虑科学技术哲学的定位问题,就应该认真考虑以下几个问题:(1)由于现代的科学技术哲学的研究已经极大地扩展了自己的研究领域,就要认真考虑对包括诸多现实问题进来的种种研究是否能被看成真正的哲学研究?(2)科学技术哲学的现代研究与科学技术活动的距离究竟是变近还是变远?(3)在强调中国科学技术哲学应当立足于国内的同时,还应当认真考虑如何走向世界的问题[7]。学者吴国盛则深刻地指出,中国科学技术哲学的学科定位实际上存在“名实冲突”的问题,科学技术哲学虽然定位在哲学的分支学科,科学技术哲学专业的实际研究内容却远远大于哲学领域[8]。学者贾北树、陈北宁认为,在定位科学技术哲学时应该强调以下四个方面:(1)继续强调必须在哲学的层面上来建设科学技术哲学;(2)强调在科学的基础上建构科学技术哲学;(3)科学技术哲学必须有自己独立的文化意识;(4)科学技术哲学必须关注现实。从以上众多学者对科学技术哲学学科定位的不同见解中,我们可以看出,现在要想对科学技术哲学进行学科定位,至少应该考虑这样几个问题:第一是否从“哲学”的范围内界定科学技术哲学研究内容,第二是科学技术哲学的内涵和外延的问题,第三是科学技术哲学的现实性问题。
三、科学技术哲学的发展历程。学界对科学技术哲学在中国的发展历程方面的研究结果基本一致,一般都趋向认同科学技术哲学在中国的发展大致经历了四个阶段。如学者张培富从历史的视角指出了中国20世纪科学技术哲学的发展大致经历四个阶段:(1)20世纪20年代末30年代初在中国开始传播;(2)新中国成立之后,科学技术哲学及其教育步入一个新的发展时期;(3)十年动乱,中国科技哲学惨遭厄运,科技哲学工作受到任意摧残和践踏;(4)结束,中国科技哲学及其教育事业开始复苏,并迅速发展起来[9]。学者任元彪同样认为20世纪中国科学技术哲学的发展历程分为四个阶段:(1)1930年以前的“科学为本”阶段;(2)30到40年代的多种流派竞争阶段;(3)50至80年代初中国自然辩证法学派成型和发展阶段;(4)80年代中期以后的国际化开始阶段[10]。从以上对中国科技哲学的发展历程的研究,我们可以清楚地看出科学技术哲学在中国是一门崭新的学科,存在巨大的发展空间。特别是在进入新世纪以来,科学技术哲学的发展得到了前所未有的机遇和条件,科学技术哲学发展充满生机和活力。
四、科学技术哲学的学科板块。科学技术哲学的“学科板块”是指科学技术哲学的核心研究领域。当前,学界在科学技术哲学的学科板块的研究上争议较大,不同的学者提出了不同的看法。如学者吴国盛在1993年撰写《试论自然辩证法》一文中就明确表达了他对这个问题的观点,主张把自然哲学、科学哲学、科学社会史和科学史作为自然辩证法事业大力发展的四大学科[11]。而学者陈其荣则指出,随着20世纪科学技术突飞猛进的发展,特别是20世纪五、六十年代以来,自然科学的高度分化和综合的发展,自然科学与人文、社会科学的汇流发展,以及科学技术的社会化与社会的科学技术化,为马克思主义自然辩证法的发展提供了新鲜的经验材料和理论思想,使它拓展成为包括自然哲学、科学哲学、技术哲学、科学技术与社会等在内的综合性的交叉学科——科学技术哲学[12],也就是说,科学技术哲学应该包括“自然哲学、科学哲学、技术哲学、科学技术与社会”几个方面。而从学者张明国、崔伟奇、蔡永海撰写的《科学技术哲学学科发展的历史与展望》文章中可以看出,他们把“自然哲学、科学哲学、技术哲学、科学技术与社会、科学技术方法论”作为科学技术哲学的主要板块[13]。学者刘大椿指出,上个世纪70年代以后,自然辩证法在中国再度发展时,采取的是一个兼容并包的“大口袋”方针,比较有共识的内容可归纳为下述几大块:自然观研究、科学方法论研究、科学思想史和科学技术社会研究。他还指出,近20年来,自然辩证法在中国演变成科学技术哲学,是科学技术与哲学相连结的桥梁。同时他又指出,近10年来,科学技术哲学的研究框架有了重大突破,研究内容有了新的拓展,陆续分化和形成了一系列专门的学科分支和方向,如科学学、未来学、科学哲学、科学方法论、科学技术思想史、技术哲学、科学社会学等等[14]。从以上各位学者的研究可以发现,尽管他们在这个问题上分歧较大,但是一般比较认同科学技术哲学至少包括“自然哲学、科学哲学、技术哲学”三个方面的内容。新世纪以来,随着“科学——技术——工程——产业”知识链条的进展和理论联系实际的紧密需要,科学技术哲学出现了新的研究领域——工程哲学。在工程哲学的研究上,中国走在了世界的前列。2007年7月,由高等教育出版社出版、殷瑞钰、汪应洛、李伯聪等人编著的《工程哲学》成为中国工程哲学研究建立的标志。
五、现阶段科学技术哲学关注的主要问题。尽管科学技术哲学关注的问题与时代主题紧密相关,但学界关于现阶段科学技术哲学关注的主要问题的研究也有所差异。例如学者赵景来对近年来关于科学技术哲学研究的主要问题进行了梳理,他认为科学技术哲学关注的问题主要有以下五个方面:(1)关于科学与技术的划界问题;(2)关于技术的本质;(3)关于科学、技术与社会(STS);(4)关于科技发展与人文关怀;(5)建构科技伦理何以可能[15]。学者安维复从科学哲学的视域指出了科学哲学主要围绕以下几个问题展开研究:科学与非科学的划界、科学认识的方法论、科学发现的本质、科学发展的判据、科学的社会监制等问题[16]。学者郭贵春、成素梅、邢如萍指出,就科学技术哲学的研究而言,90年代以来学术界一方面继承和发扬自然辩证法的研究传统,另一方面出现了更加专业化和多元化的研究局面。他们特别还从技术哲学的视域展现了当前科学技术哲学研究的热点问题。他们认为,对技术哲学的研究主要集中在以下问题:技术本质、技术认识论、技术价值论、技术伦理学、科学哲学与技术哲学之间的异同关系、科学与技术之间的异同关系、科学技术与社会研究、科技战略与政策研究等[17]。学者张明国、崔伟奇、蔡永海分别从自然哲学、技术哲学、科学哲学、科学技术方法论、科学技术与社会五个方面总结了当前科学技术哲学研究的热点问题,并且还着重指出了他们在技术哲学方面主要研究技术与文化的关系问题;在科学哲学方面主要研究科学与价值的关系问题;在自然哲学方面主要研究环境问题的文化成因问题;在科学技术方法论方面主要研究创造力开发中的心理学问题;在科学技术与社会方面主要研究技术与文化的现实问题和STS教育问题[18]。可以看出,学者对现阶段科学技术哲学所关注问题的研究与他们对科学技术哲学的学科板块界定紧密相关。但是有一点比较明显,那就是学界一般认为“科学与技术的划界问题”、“科学与技术的本质问题”、“科学与技术的价值问题”以及“科学技术的人文关怀和文化问题”成为现阶段关注的热点。
六、科学技术哲学的走向趋势。随着社会的发展,科学技术哲学也呈现一些新的变化。学界对这个问题尤为关注,争议较大。例如学者黄瑞雄对学界近年对中国科学技术哲学的走向研究进行梳理,认为国内关于科学技术哲学走向研究分为5种类型:(1)以曾国屏和张明国为主要代表的认为从自然辩证法走向科学技术学;(2)以吴国盛为代表的认为从自然辩证法走向科学哲学;(3)以吴彤为代表的认为走向自然科学哲学问题研究;(4)以郭贵春和成素梅为代表的主张保持科学技术哲学的多元性研究;(5)主张继承发扬自然辩证法传统[19]。波士顿大学的华裔学者曹天予对21世纪的科学哲学的趋势作出了预测,他认为科学哲学的趋势大体上有两点:(1)分析哲学的逻辑语言方法要淡出,历史、社会、文化、人类学方法兴起,科学哲学要进一步融入科学学;(2)特殊科学的哲学会有很大的发展,物理学上,特别是有关复杂性问题,在生物学上,有关还原、突现、层次等概念的探讨会大大加强。在认知科学上,计算机科学哲学和神经科学哲学都将对语言哲学与心灵哲学产生重大影响[20]。学者赵跃红通过研究表明,科学哲学有三个方面的自我超越和三个路向,即:一是超越科学共同体这种社会建制的更大范围的社会建制——机制视域下的元理论建构;二是超越科学(技术)文化这种文化范型的更大规模的文化范式——机制视域下的(哲学)理性建构;三是超越了语言学、修辞学、解释学的语言学路向,以至超越了整个西方(语言-逻辑的)哲学传统,对于(形式)逻辑范式予以彻底改造的“科学语言”的科学哲学。第一种路向是“科学社会学”的,第二种路向是“科学文化哲学”的,第三种路向似乎更多地承继了西方的哲学传统,并且还将是科学哲学的主流[21]。学者田鹏颖认为,“社会技术哲学”是科学技术哲学的新视域。他提出,确立社会技术范畴并对社会技术进行哲学反思,开拓了21世纪科学技术哲学研究的新视域。特别是随着工程哲学初步建立,社会工程哲学大有作为,社会工程哲学将成为工程哲学关注的重要内容[22]。
七、新时期科学技术哲学发展面临的问题。21世纪科技发展的机遇与挑战并存,科技哲学的发展也面临相同的境遇。国内一些学者通过研究认为,21世纪中国科学技术哲学的发展面临一些潜在的问题。中国科学技术哲学要想抓住机遇,迎接挑战,实现其未来发展,必须解决这些问题。那么科学技术哲学究竟面临什么样的问题?不同的学者给出了不同的答案。如学者程倩春、崔伟奇指出,21世纪科学技术哲学的发展面临三个问题:(1)对科学技术发展的总体性哲学反思;(2)对科技发展和社会进步的关系重新反思;(3)确立知识创新的哲学基础[23]。而学者庞跃辉则认为,以现代科技变化发展规律和特征为主要研究对象的科技哲学,无论是从推进现代科技良性运行和创新发展的迫切需要,还是从科学技术哲学自身学科体系建设的迫切需要来看,科学技术哲学都必须下功夫解决面临的三大前沿问题:(1)如何认识现代科技和科学伦理的内在关系;(2)如何认识虚拟时空与现实时空的内政关系;(3)如何认识科学精神与科学方法的内政关系问题[24]。
从上文我们可以看出,目前学界在科学技术哲学的产生、发展历程以及未来发展面临的问题方面的意见基本相同,但是对科学技术哲学的学科定位、板块内容、关注热点和走向趋势方面的研究分歧较大。这也正好说明我国学界对科学技术哲学的研究进入了新的阶段。
[参考文献]
[1][10]任元彪.20世纪中国科学技术哲学简述[J].自然辩证法研究,2004,(4):p19~21.
[2][17]郭贵春,成素梅,邢如萍.中国科学技术哲学的演进和定位[J].自然辩证法研究,2006(8):p99~101.
[3][8]吴国盛.中国科学技术哲学的回顾与展望[J].自然辩证法通讯,2001(6):p80~82.
[4]刘大椿.科学技术哲学导论[M].北京:中国人民出版社,2001.p1.
[5]于棋明.学科建设与课程定位[J].自然辩证法研究,
2002(12):p67.
[6][12]陈其荣.当代自然辩证法的新范式[J].华南理工大学学报(社科版),2000(2):p14.
[7]郑毓信.中国科学技术哲学的定位[J].自然辩证法通讯,2001(4):p93~94.
[9]张培富.中国20世纪科学技术哲学教育回眸[J].洛阳师范学院学报,2001(1):p14.
[11]吴国盛.试论自然辩证法[J].科学技术与辩证法,1993(4):p1~4.
[13][18]张明国,崔伟奇,蔡永海.科学技术哲学学科发展的历史与展望[J].北京化工大学学报(社科版),2004(2):p54~59.
[14]刘大椿.改革开放以来的中国科学哲学[J].哲学动态,1999(6):p2~3.
[15]赵景来.近年来关于科学技术哲学若干问题研究述要[J].教学与研究,2004(6):p66~72.
[16]安维复.从社会建构主义看科学哲学、技术哲学和社会哲学[J].自然辩证法研究,2002(12):p36.
[19]黄瑞雄.中国科学技术哲学的走向研究概述[J].哲学动态,2004(8):p19~21.
[20]曹天予.西方科学哲学的回顾与展望[J].自然辩证法研究,2001(11):p7.
[21]赵跃红.论域、主题和基本方法:科学哲学究竟会走向何处[J].科学技术与辩证法,2006(3):p56.
[22]田鹏颖.社会技术:科学技术哲学的新视域[J].社会科学辑刊,2004(6):p12.
科学技术论文范文篇2
关键词科学技术影响微技术
1科学技术对人类的积极影响
由于科学技术在社会生产及其他领域中的广泛应用,人类在自然界面前获得空前的主动地位,人类的生产、经济、军事等实践活动对自然生态环境产生着越来越巨大而深远的影响。脑科学、神经病理学、认知心理学的迅速发展为进一步揭开大脑秘密积累了许多新的实验材料,也提出了种种脑工作模型。生命科学、遗传学的发展,特别是生物工程技术(基因工程、细胞工程、酶工程、微生物工程)的产业化,在不断地揭示生物遗传和变异规律的基础上为人类创造着新的生产力,给人类带来了显著的经济和社会效益。现代科学技术和人类生活紧密地结合在—起,社会的科学化技术化速度不断加快,规模也不断扩大。
目前,信息技术已成为世界各国实现政治、经济、文化发展目标最重要的技术。由于计算机互联网的产生与普及,使得全球经济一体化,货物、技术、服务等各种信息都在全球范围内流动。政府信息化有利于提高政府的行政效率,推动政府机构的改革,使政府依据精简、统一、效能的原则,进行机构改革,建立办事高效、运转协调、行为规范的行政管理体系,能为公众提供更有效的服务,并开启了一扇公众参政议政的窗口。由于信息技术的不断发展和广泛应用,教育将呈现出现代化的特征和发展趋势。多媒体教学正在走向普及,教育方式个性化、远程化。随着信息高速公路计划的实施,人们广泛地利用信息网络,自觉或不自觉地使日常生活便捷化,居家上班、网上购物、远程医疗、网上交友等。总之,信息技术的巨大进步是人类在科学上取得的最具有历史意义的成就之一,人类文明将越来越多地通过信息技术被创造和发展。
2科学技术对人类的消极影响
科学技术会积极推动人类社会的发展,但它也有另一面,会给社会带来潜在的不良影响。主要有以下几方面:
首先,科技异化的问题。科技成果应用不当,会异化为一种破坏人类生活,违背人的本意,制约人压迫人的“异己”力量。目前人类掌握的核武器可以毁灭地球几十次,“克隆人”会不会成为一支可怕的异己力量也很难断言。其次,科学技术的发展,尤其是科技在综合国力竞争中地位突显,知识经济初露端倪,掌握科学技术者会不会逐步集中,形成其自身特定的利益范畴,上升为一个阶级?若果如其然,那么社会又一次趋向于阶级的简单化——技术阶级与非技术阶级,那么就会出现一系列问题。第三,科技的进步带动全球性问题的出现。因特网的建立,电子计算机的普及使网络安全、高技术犯罪成为不可不防的问题。经济发展造成的生态环境的破坏已然严峻。宇航技术的发展,移民月球并非遥不可及,人们对月球甚至太空的开发是否会造成许多太空生态灾难亦未可知。
生物工程技术也向人的传统形象、传统价值和社会伦理观念提出了重大挑战,提出了急待解决的社会伦理问题。如基因工程会不会对人类带来危险,遗传重组的生物杂种会不会引起生物公害、破坏生态平衡;人工授精、胚胎移植、体外孕育也提出了夫妇双方生育权问题、血缘关系问题、父母亲的确定问题、“母亲”的社会合理性问题、对待胚胎的道德问题、无性繁殖是否可以应用于人的问题等。
信息商品化也有负面影响。第一,它可以削弱社会的凝聚力。由于信息商品化促进了社会的分工专业化,因此它使得社会成员越来越成为一个一个的“经济人”,变成只顾自己利益,不顾他人和社会利益的自私自利者,从而大大削弱了社会的凝聚力。信息的多样化或分散化导致了不同社会成员的思想观念、价值观和行为方式的多样化,也不利于社会内部的整合和团结。第二,使社会的许多犯罪和腐败现象更加隐蔽。当信息成为商品,成为社会财富后,有人就可能利用自身的有利地位或采用非法手段非常容易地攫取他人或社会信息,并用来进行交换,而把所得占为己有。还有人可能通过炮制假信息来非法谋利。由于信息的非物质性和非有形性,因而利用信息进行犯罪和非法占有属于他人或社会的信息就具有极大的隐蔽性,不易被察觉,惩治起来也较困难。
3全面认识科技的影响,正确认识微技术
科学技术本身是中性的。许多事实表明,同一种科学技术的同一种用法在一些条件下起着正面的积极影响,而在另一些条件下则起着负面的消极影响。科学、技术、社会的关系问题已成为科学技术专家和哲学家共同关心的热点问题,出现了诸如唯科学主义、技术决定论和反科学主义、悲观论等不同观点。人们特别严肃地提出了这样的问题,即人类应该以什么态度和价值目标来从事科学技术活动,科学家在“求真”的过程中应不应该承担道德义务和责任。科学技术是在人类社会漫长的发展过程中长期积累而成,既有其自身的不以人类意志为转移的发展规律,也会受到社会力量、社会条件的制约。先进的科学技术也可能造成灾难性后果,关键看它为谁所用和怎么用。
科技是人类文明发展的动力,给科技一点人文关怀,让人“诗意地栖居在大地上”,这是每一个人追求的现代科技生活理想。同时,在经济发展日益全球化的今天,每个人有权利、有义务去了解科技发展的新动态,从而能够估量它们对于人类有什么利害。原因很简单,今天科技发展与每个人息息相关。
不能否认,科技在很大程度上改变了我们的生活方式,并将进一步改变我们的生活。就拿微技术来说吧。现在,有些人在谈论“培育人类”,有些人在设计机器人的“进化”步骤,使它们能与人脑相当,甚至超过人脑。在这一潮流中,人们把微技术当做革命先锋。美国科学家雷恩在给美国国会的一封信里说,与信息和生物技术相比,微技术将对21世纪的人类社会产生深远的影响,它正式向我们宣告“微技术时代”已经到来。美国科学家麦克尔是推动微技术发展的一个重要人物,他说再过十几年我们就能生产出微型电脑,生产出比细胞还要小的微机器人用于医疗,这些小机器人能穿过人的身体,为我们清理血液,清除影响我们长寿的不利因子。他还说,非常便宜的微太阳能设备将代替煤炭、石油和核能。他介绍说,不久将制造出一种材料,糖块大的面积就可以把美国国会图书馆的全部信息存进去,饥饿、营养缺乏这些问题将成为过去。这是一个梦想,但按科学家们的说法,这种梦想有可能在今后十几年内变为现实。我国的科学家已经注意到了这一点。这件事不仅涉及微技术,也涉及电脑学、遗传技术、人脑和人工智能研究,还涉及生物化学、分子生物学等学科与技术。它也涉及社会学、心理学、政治学、法学、经济学等学科。我们要全面地看待这一现象,从整体上看待这一过程,在更大的范围内讨论这一问题。这种讨论还不够多,人们对技术的了解和技术的发展之间还不成比例。为此,德国总统也不得不呼吁,要加大这一工作的透明度。
另一方面,微技术也可能带来害处。而估量微技术的害处不只是一个技术问题,它还与人文学科密切相关,至少要考虑到“生活世界”这个问题。微技术可以生产出微武器,这种武器具有前所未有的杀伤力。谁拥有这种武器就等于拥有一种不寻常的优势。防备这种武器是否意味着另一种军备竞赛呢?更大的问题恐怕是在于这种武器被哪种国家和组织所掌握。谁也不能担保这种国家不会出现。根据销毁核武器的经验,即使要销毁这种武器,也可能会遇到难以想象的麻烦。在预防种种可能爆发的瘟疫时,要防止因此带来的前所未有的细菌与病毒,引出新的危险。要有未雨绸缪的思想准备,而且要坚持不懈。其实,微技术和其他新技术一样,即使防护和免疫系统也可能是利害双全。这是一个怪圈,仿佛是新科技的天生特性似的。微技术最大的危险不是它本身,而是人用这种技术来反对人。从历史经验看,不能把新技术简单地看作新福音。20世纪人类在这方面已有了惨痛的经验,我们无权说新技术带来的未来总是美好的。何况新科技理论家中的确有一些让人不放心的东西,有些东西现在就不能接受。今天,我们首先需要学习,比如学习分辨利害,因为一般说来,人在盲目地追求幸福与成功时而犯了重大的错误,但很少清醒地估量它带来的艰险与痛苦。《易经》中提倡明辨好坏,要有忧患意识。它不仅仅给我们设计好,而是同时也提示坏。如果要说什么是智慧的话,这就是一种智慧。这也关系到直接参与研究、试验和生产的人。他们也是人,也处在这个由他们设计的为“自己复制自己”的系统之内。他们不可能逃脱这一系统。诚然,我们必须避免731细菌部队的暴行再发生,避免德国科学家在纳粹时期所犯的那种难以想象的罪行重演。但也不能接受像冰岛德考得生物技术公司这样的研究所这几年来的行为,事先不加说明和不经国际社会同意,就把几乎人类的遗传体与资料收集起来,进行分析试验,还把这些作为自己的专有财产,在国外上市,在全球进行交易。如果对这类做法听之任之,无异于把我们的命运交给一些缺乏社会责任感的人。
在基因上没有一个人是单单的个人,我们都要重视并正确把握科技发展的方向,使科技真正为人类服务。
参考文献
1(美)托夫勒.第三次浪潮[M].上海:三联书店,1984
2齐振海主编.未竟的浪潮——现代科学技术革命与社会发展[M].北京:北京师范大学出版社,1996
3(美)塞·亨廷顿.现代化——理论与历史经验的再探讨[M].上海:上海译文出版社,1993
4朱松山,任容编.现代科学技术革命与马克思主义[M].北京:国防大学出版社,2001
科学技术论文范文篇3
关键词量子信息,量子纠缠,量子通信,量子计算
1引言
上世纪80年代,正当电子计算机按每18个月运行速度翻一番的摩尔定律而蓬勃发展之际,物理学家就杞人忧天地问:摩尔定律是否会终结?他们的研究结论是:摩尔定律必然会失效,而量子计算机可望成为后摩尔时代的新型计算工具.当时信息领域的科学家们对此并不予理会和关注,因为其时摩尔定律正处于辉煌的顶盛时期.然而,物理学家们仍然孜孜不倦地努力,终于诞生了量子信息这门新兴交叉学科.
1994年,Shor提出量子并行算法[1],并证明可用来实现大数因子分解,从而轻易地攻破目前广泛使用的RSA公开密码体系,这门新兴学科的巨大威力震惊了整个国际学术界,并引起政界、军界和商界的极大关注,从此量子信息科学便迎来迅猛发展的新时期,迄今方兴未艾!
我们在上世纪90年代量子信息刚刚在国际上悄然兴起之际就投入到这个新兴领域的研究行列之中,并于1997年和1998年先后在《Phys.Rev.Lett.》上提出“量子避错编码原理”和“量子概率克隆原理”,引起国际学术界的高度重视.1999年,中国科学院开始在我校创建国内第一个从事量子信息研究的量子信息重点实验室,这个极富有前瞻性的战略部署开辟了我校量子信息研究的新局面.在此之前,自我回国归来所组建的研究小组只有一台电脑,我们坐着冷板凳,默默耕耘了15年之久.2001年作为首席科学家单位,我校承担了科技部“国家重点基础研究发展计划”项目(“973”项目):“量子通信与量子信息技术”,这个由国内17个单位50多位学术骨干组成的研究团队不仅取得一系列重要成果,而且培养出许多杰出的年青学术骨干,在其后国家重点基础研究计划“量子调控”的实施中由此研究团队衍生出5位首席科学家.
本世纪初,我校以中国科学院百人计划从奥地利引进杰出的年青学术带头人潘建伟博士,他随后在“合肥微尺度国家实验室”建立“量子物理与信息”研究组,并在多光子纠缠方面不断地做出国际领先水平的成果.该研究组与中国科学院量子信息重点实验室共同推进了我国量子信息学科的发展,也成为我校物理学科中特色鲜明成果丰硕的新成长点.本文将简要介绍我校在量子信息领域中已取得的主要研究成果.
2首个量子信息领域的国家奖
2.1提出能有效抑制环境噪声的量子避错编码原理[2]
量子相干性在环境作用下会不可避免地消失,这种消相干效应是量子计算机和量子信息系统实际应用的主要障碍.量子编码是有效克服消相干的有效途径.国际学术界提出基于独立消相干的量子纠错编码.我们发现在集体消相干过程中存在有不会发生消相干的“相干保持态”(又称“无消相干子空间”,DFS),并基于此发现提出量子避错编码原理,成为迄今三种不同原理的量子编码之一.美国著名的LosAlamos和NIST实验室的三个研究组分别在光子、离子和原子核体系中证实了这个编码的正确性,三个实验均发表在《Science》上[3],我们的论文作为原始性工作被引用.
2.2提出能有效提取量子信息的概率克隆原理[4]
量子不可克隆定理为量子信息提取设置了不可逾越的障碍,于是学术界提出不精确克隆的量子普适克隆原理,其克隆效率为1,但保真度总是小于1.我们提出概率量子克隆原理,可以某种概率精确克隆量子信息,即克隆效率总小于1,但保真度为1.国际学术界称之为“段-郭量子克隆机”,最大克隆效率称为“段-郭界限”.我们还在实验上研制成功这两类量子克隆机,验证了理论预言的正确性[5],被国际学术界誉为“本领域最激动人心的最新进展之一”[6].
2.3提出能有效抑制腔损耗影响的腔量子电动力学(QED)量子处理器新方案[7]
腔QED是种理想的量子处理器,但腔的损耗引起量子信息的泄漏阻碍其实际运行,为此要求腔的Q值要很高,现有的技术难以达到.我们提出一种能抑制腔损耗影响的新方案,并证明现有技术可以实现.法国巴黎高师的著名学者、法兰西院士Haroche研究组很快在实验上证实这个方案的正确性[8].我们的论文成为该研究方向后续工作必引用原始的论文,迄今已被SCI他引260余次.
2003年上述成果以“量子信息技术的基础研究”为题目荣获了国家自然科学二等奖.
3量子密码
3.1实现从北京到天津125km商用光纤的量子密钥分配[9]
量子密码是量子信息领域中最可能得到实际应用的技术.美国人将“量子加密”称为“改变人类未来”的新技术.量子密码原理已在实验室内演示成功.目前国际学术界正在研究走向实用进程中的关键科学和技术问题.光纤量子密钥分配研究中最关键的问题是:现在广泛研制的不等臂MZ干涉仪虽然安全但稳定性很差,无法在商用光纤上运行,而改进后的返回式光学系统虽然解决了稳定性问题,但其安全性却出现了漏洞.我们解决了这个稳定性和安全性统一的难题.在实验上研究了光纤系统不稳定性的物理根源,在理论上给出稳定性条件,进而设计出满足稳定性条件的迈克逊-法拉第干涉仪,在实验室内实现150km的量子密钥分配,在北京与天津之间的125km商用光纤上实现了量子密钥分配和加密图像传送.这是迄今国际上报道的最远距离实用光纤量子密钥分配.
3.2局域量子保密通信网在北京测试成功
我们利用自己发明的量子网络路由器和单向传输、抗干扰的F-M量子密钥分配系统,于2007年3月份在北京完成了国际上第一个多(4个)节点、无中转、可同时、任意互通的量子保密通信网的测试性运行,取得了很好的通信效果.这次测试是在中国网通公司的商用通信光纤线路上实现的,节点间距离分别为43,32,40,32km,对应的误码率码率分别为7.7%,4.1%,6.6%,2.4%.测试显示,系统在没有人为干预的条件下,可以长期稳定运行.
3.3无共享参考系的量子通信的实验实现[10]
在1km的光纤中,利用偏振和时间两个模式均有纠缠的光子对实验,实现了BB84量子密钥传输的一种更抗干扰的改良方案.该量子密码不受光纤扭曲、旋转或者光纤本身缺陷的影响,通信双方也不需要精确的同步时间,从而大大降低了通信的复杂度.无论外部环境如何变化,光纤通信双方总有办法取得需要的密码.此外,我们还给出了量子通信方案的绝对安全的理论论证,避免了现有光纤量子通信的安全性隐患.《Phys.Rev.Lett.》审稿人认为,该成果是“非常出色的”,“具有特殊的价值”.
4量子纠缠源的制备和操控
量子纠缠是量子信息领域中最重要的资源.当两个或多个粒子处于纠缠态时,对其中的一个粒子进行操作,其他的纠缠粒子不管位于何处,其量子态会立即发生相应的变化.因此,彼此纠缠的粒子之间便由这种基于量子非局域性的内禀通道构成一个量子网络,它可以实现量子通信(即传送量子信息),也可以实施分布式的量子计算.自从量子信息作为新兴学科诞生以来,量子纠缠便成为国际学术界研究的焦点.我校研制成功高亮度的光子纠缠源:连续纠缠光子源,每秒12.8对,对比度为95%;脉冲纠缠光子源,每秒1.4万对,对比度87%,在国际上处于领先水平.
4.1量子信息传输的奇特现象
两个纠缠的光子构成一条量子通道,通过对各个光子的操作,可实现许多新奇的信息传输功能.1997年,在实验上实现了所谓“量子隐形传态”,即将未知量子信息传送到远处的纠缠光子上而原先携带该量子信息的物理载体却留在原处不被传送.我们进一步研究了量子信息传输的许多有趣现象:(1)在实验上实现了单光子量子态的远程操纵,即局域地操作其中一个纠缠光子,可将远处的另一个纠缠光子制备在任意态上[11];(2)局域地对一个纠缠光子实施任意相位旋转操作,可将这个操作传送到远处,旋加在另一个光子态上[12];(3)在实验上演示了当纠缠通道被损坏时,可通过单光子局域操作来实现纠缠纯化,而不必通过非局域的操作[13].
4.2多光子物理学的研究进展[14]
多光子量子态具有许多重要性质,例如N个光子态的干涉所呈现的德布罗意波长减少到1/N,这可使相位测量达到海森伯极限的精度,用于光学刻蚀,其精度可提高到1/N.光子数越来越多的量子态,蕴含着越丰富的量子现象,但制备也更为困难.我们在理论上提出一种所谓“NOON态投影测量方法”,可用来制备和识别多光子量子态,在实验上演示了四光子和六光子德布罗意波长,并将著名的两光子洪-区-曼德尔(Hong-Qu-Mandel)干涉推广到多光子场合,在实验上证实了这种方法是多光子物理中重要而有效的实验方法.
4.3五光子纠缠态的实验实现[15]
首次在实验上实现了五光子纠缠态,并演示利用这个纠缠态可实现终端开放的量子隐形传态,即未知量子态被隐形传到终端的三个光子纠缠态上,然而按照三个粒子的合作可被制备在其中任一个粒子上.利用这个五光子纠缠态,在实验上还演示了量子纠缠浓缩和纠缠交换,为量子中继的实现研究迈开重要一步.
4.4六光子图态纠缠的实验实现[16]
该工作通过对多光子操纵技术的进一步发展,从实验上实现了基于光子比特“焊接”技术的量子计算机测试平台,成功地制备出国际上纠缠光子数量多的薛定谔猫态和可以直接用于量子计算的簇态.该项成果以封面标题形式发表在2007年2月1日出版的英国《Nature》杂志子刊《NaturePhysics》上,审稿人评价其是“光学量子计算领域至今最先进实验工作”和“一个出色的成就,为量子计算、量子纠错和量子力学基本问题的研究铺平了道路”.欧洲物理学会称赞该工作“为量子计算机的物理实现迈进了重要一步”.
5量子隐形传态的研究进展
5.1两个量子位复合系统量子量子态隐形传输的实验实现[17]
在国际上首次成功地实现了复合系统量子态隐形传输,首次成功地实现了六光子纠缠态的操纵,这为实用化的量子信息研究开创了新起点.对于容错量子计算、量子中继、普适量子纠错等重要研究方向具有极其深远的影响,《Nature》网站专门了“Pressreleases”,并在《Nature》杂志“研究亮点”栏目中对该工作进行专门报导,称赞该实验成果是在“在大尺度量子通信研究中取得长足进展”.该工作入选“2006年度中国十大科技进展新闻”.
5.2利用光子和原子量子比特的内嵌存储的量子隐形传输的实验实现[18]
内嵌存储的量子比特隐形传输是实现大尺度量子通信以及基于测量的量子计算的关键.尽管量子态的隐形传输以及量子比特的存储已经在原则上被证明,然而实现内嵌存储的量子比特的隐形传态在实验上仍旧很困难.
首次通过将光量子比特的态隐形传输至原子的比特上,从实验上实现了内嵌存储的量子比特隐形传输,在实验中,一个未知的极化光子态通过7m的距离隐形传输至一个原子比特,并成功地存储了8μs,该原子态可以被转换成光量子态,以用于进一步的量子信息处理.从光子态到原子态的隐形传输并且内嵌了可读存储的实现,使得有效的、可升级的量子网络有望在不久的将来被实现.
6量子信息处理器的研究进展
量子计算的最终实现取决于能否研制成功物理上可扩展的量子信息处理器,用它来有效地存储和处理量子信息.目前的研究水平离此目标还相差甚远,但科学家满怀着坚定信心正在向着这个目标步步逼进.我们在基于固态物理、量子光学和核磁共振量子计算物理实现的基础研究方面取得一系列理论和实验的重要进展.
6.1在理论上提出一种基于腔QED的新型量子信息处理器方案[19]
通过对腔的泄漏光子进行单光子探测,来实现不同腔中原子之间的纠缠,该方案具有制备效率高、抗噪能力强、易于寻址等优点.《Phys.Rev.Lett.》的审稿人赞道:“在寻求随心所欲的产生量子态的方案中,这可能是一篇里程碑的文章”.另外,利用高Q腔单个原子与腔外部单个原子的相互作用,设计了一种可行性很强的基于光子的量子计算方案,它以原子作为中介来实现光子与光子之间的受控相位门操作,该方案按目前的技术水平和抗噪能力是可以实现的,学术界对此予以很高评价.
6.2提出固态容错量子计算新方案[20]
固态量子计算被国际学术界认为是最有希望研究成功的途径之一,固态中量子比特之间的固有耦合是其易于扩展集成的优势根源,但在量子计算过程中往往要求断开量子比特间的这种固有耦合,这是固态量子计算遇到的新难题.我们提出“无相互作用子空间(IFS)”的新概念,利用编码方法可以实现逻辑比特之间的消耦合,同时证实,在实际固态模型中实施逻辑比特的任意操作和受控操作是可行的.进一步,将学术界业已认可的无消相干子空间(DFS)与IFS相结合,提出固态容错量子计算新方案,并在实际的固态模型中证明了其可行性.这开辟了固态量子计算的新研究方向.
6.3实验上实现量子受控非门的隐形传送[21]
基于量子光学系统的量子计算物理实现是另一种有希望途径,其优点是量子相干性好.但这类方案的不足之处是物理可扩展性差.分布量子计算方案是克服这个缺点的有效方法,即以只含少数量子比特的系统作为节点,采用纠缠通道将这些节点连成量子网络,便可实现量子计算.该方案的可行性取决于在相距甚远的节点之间能否实现两比特的量子受控门操作这一关键问题.特别是,在光子与节点量子比特之间非强耦合的条件下能否实现确定性的受控非门操作更是至关重要的问题.我们运用纠缠光子对在实验上将某个节点的两比特受控门操作经由纠缠量子通道隐形传送到远处的另一个节点上,实现了两个节点之间的确定性受控门操作,这个操作的平均保真度达到0.84.《Phys.Rev.Lett.》的审稿人认为“这是向分布量子计算的实现迈出的重要一步”.
6.4实验上实现独立光子间的量子逻辑门[22]
光子之间的相互作用非常微弱,在实验上要实现两个独立光子之间的受控非门操作是相当困难的.利用五光子纠缠技术,首次实现了非破坏性可升级的独立光子之间的量子逻辑门,这是线性光学量子计算研究中最基本和重要的一步.作为这种量子逻辑门的一个重要应用例子,还进一步在实验上用它来实现完全的量子隐形传态.
6.5混合态量子几何相的实验研究[23]
几何相是量子理论的重要概念,但什么是量子混态的几何相却尚未搞清楚.我们利用核磁共振(NMR)实验技术完成具备不同噪声的量子混态的制备,观测到了任意量子态的几何相.该工作受到国际学术界的高度关注.
6.6利用光子比特实现Shor量子分解算法[24]
我们在国际上首次用光子比特设计了一套线性光学网络,实验演示了15=3×5这个质数因子分解,并且确认了量子计算中多体纯纠缠的存在,验证了量子加速的根源问题.该工作获得了国际学术界的关注和认可.麻省理工学院教授SethLloyd评价该实验是“迈向光学量子计算的必要一步”.美国物理学会以“量子计算的重大突破”为题新闻稿,称赞“这一富有创造性的工作将有助于进一步应用于物理化学建模和超快搜索”.英国科技新闻杂志《NewScientist》以《量子计算威胁我们的机密数据》为题对实验做了长篇报道,称“出现能运行Shor算法的量子计算机具有极为深远的意义:这意味着未来量子计算机能够轻松地破解我们银行帐号,商业和电子商务数据使用的密码.”此外,美国的《ScienceNews》、德国的《InnovationsReport》等其他多家科学期刊和网站也纷纷报道了该工作.
6.7首次证明“量子开关”可被局域识别,为量子信息处理提供了一个实用方法[25]
此前,物理学家们证明了量子门操作可以被准确地识别,但该方法需要量子纠缠作为基本资源,而量子纠缠在现阶段实验中获取、保存与传输都有很大难度,因此实验实现的难度巨大.
我们利用幺正变换的基本性质,证明了量子门的识别过程中可以不需要耗费纠缠资源,仅使用局部操作和传统手段就可以完成识别功能,这一成果为量子信息处理过程的量子门操作识别和量子通信信通的识别提供的一个很好的工具.审稿人评价“对我们理解量子操作具有重要贡献”.
7量子信息应用研究的进展
7.1利用纠缠光子对在实验上检验了Kochen-Specker理论[26]
在量子物理学中,隐变量理论一直在挑战着量子力学的完备性.Bell不等式在实验上的违背证实了这种隐变量是不存在的,量子力学是完备的.但这个结论仅适合于类空事件的场合.Kochen-Specker理论更深刻揭示出与环境无关的隐变量(NCHV)与量子力学的不相容性,但以往只有两个对NCHV进行统计性检验的实验.我们完成了一个“全有或全无”类型的对NCHV的非统计性的实验检验,实验结果有力地说明了量子力学的正确性.
7.2首次利用核磁共振实现了量子博弈实验[27]
实验上验证了在量子博弈中,如果两个参与人都选择了量子策略,他们将获得双赢的结果,而在经典博弈中,任何一个理性的参与人都不可能获胜.这个有趣的研究成果,在国际学术媒体中引起广泛的兴趣,美国和英国物理学会发表了许多报道和评价.
7.3实验上实现高精度量子相位测量[28]
应用双模光子数态和自己独创的多光子投影测量方法,实验测得的相位精度超过相应的标准量子极限.该方法最有希望逼近海森伯极限.著名的美国物理学科网站以《测量精度冲破了标准量子极限》为题做了专文报道.
7.4实验上研制成功“量子机”[29]
这是宏观上展示量子力学反常行为的奇妙机器,其功能可抑制“庄家”的欺骗,在未来的量子信息产业中可能成为一种必备的商用机器.该文章发表后,《Nature》在其“研究亮点”栏目专文中作了报导,美国物理学科网站也以《物理学家建立量子机》为题予以长篇报道.
8结束语
量子信息技术已经成为各国战略竞争的焦点之一,我们有幸在起跑线上加入到这场关系到国家重大利益的竞争之中,就必须义无反顾地担负起这份历史责任,在这个新兴领域中为我国争得重要的一席之地.面对着这个巨大的挑战和难得的机遇,我们将以量子通信网络和量子计算机为研究目标,艰苦奋斗,永不放弃.雄关漫道真如铁,无限风光在险峰!
参考文献
[1]ShorPW.Proceedingsofthe35thIEEESymposiumonFoundationsofComputerScience.1994,20
[2]DuanLM,GuoGC.Phys.RevLett.,1997,79:1953;Phys.Rev.,1998,57:737;1998,57:2399
[3]KwiatPGetal.Science,2000,290:498;KielpinskiDetal.Science,2001,291:1013;ViolaLetal.Science,2001,293:2059
[4]DuanLM,GuoGC.Phys.RevLett.,1998,80:4999
[5]HuangYF,LiWL,LiCFetal.Phys.Rev.A,2001,64:032305
[6]CheflesA.Contemp.Phys.,2000,41:404
[7]ZhengSB,GuoGC.Phys.RevLett.,2003,85:2392
[8]OsnaghiSetal.Phys.Rev.Lett.,2001,87:037902
[9]HanZF,MoXF,GuiYZetal.Appl.Rev.A,2005,86:221103;MoXF,ZhuB,HanZFetal.Opt.Lett.,2005,30:2632
[10]ChenTY,ZhangJ,BoileauJCetal.Phys.RevLett.,2006,96:150504
[11]XiangGY,LiJ,YuBetal.Phys.Rev.A,2005,72:012315
[12]XiangGY,LiJN,GuoGC.Phys.Rev.A,2005,71:044304
[13]WangZW,ZhouXF,HuangYFetal.Phys.RevLett.,2006,96:220505
[14]XiangGY,HuangYF,SunFWetal.Phys.RevLett.,2006,97:023604
[15]ZhaoZ,ChenYA,ZhangANetal.Nature,2004,430(54—58):02643;ZhaoZ,YangT,ChenYAetal.Phys.RevLett.,2003,90:207901
[16]LuCY,ZhouXQ,GühneOetal.NaturePhysics,2007,3:91
[17]ZhangQ,GoebelA,WagenknechtCetal.NaturePhysics,2006,2:678
[18]ChenYA,ChenS,YuanZSetal.NaturePhysics,2008,4:103
[19]DuanLM,KimbleHJ.Phys.RevLett.,2003,90:253601
[20]ZhouXX,ZhouZW,GuoGCetal.Phys.RevLett.,2002,89:197903;ZhouZW,YuB,ZhouXXetal.Phys.RevLett.,2004,93:010501
[21]HuangYF,RenXF,ZhangYSetal.Phys.RevLett.,2004,93:240502
[22]BaoXH,ChenTY,ZhangQetal.Phys.RevLett.,2007,98:170502
[23]DuJ,ZouP,ShiMetal.Phys.RevLett.,2003,91:100403
[24]LuCY,BrowneDE,YangTetal.Phys.RevLett.,2007,99:250504
[25]ZhouXF,ZhangYS,GuoGC.Phys.RevLett.,2007,99:170401
[26]HuangYF,LiCF,ZhangYSetal.Phys.RevLett.,2003,90:250401
[27]DuJ,LiH,XuXetal.Phys.RevLett.,2002,88:137902
科学技术论文范文篇4
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5.4变异本
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5.5.3题名在整本报告、论文中不同地方出现时,应完全相同,但眉题可以节略。
5.6序或前言序并非必要。报告、论文的序,一般是作者或他人对本篇基本特征的简介,如说明研究工作缘起、背景、主旨、目的、意义、编写体例,以及资助、支持、协作经过等;也可以评述和对相关问题研究阐发。这些内容也可以在正文引言中说明。
5.7摘要
5.7.1摘要是报告、论文的内容不加注释和评论的简短陈述。
5.7.2报告、论文一般均应有摘要,为了国际交流,还应有外文(多用英文)摘要。
5.7.3摘要应具有独立性和自含性,即不阅读报告、论文的全文,就能获得必要的信息。摘要中有数据、有结论,是一篇完整的短文,可以独立使用,可以引用,可以用于工艺推广。摘要的内容应包含与报告、论文同等量的主要信息,供读者确定有无必要阅读全文,也供文摘等二次文献采用。摘要一般应说明研究工作目的、实验方法、结果和最终结论等,而重点是结果和结论。
5.7.4中文摘要一般不宜超过200~300字;外文摘要不宜超过250个实词。如遇特殊需要字数可以略多。
5.7.5除了实在无变通办法可用以外,摘要中不用图、表、化学结构式、非公知公用的符号和术语。
5.7.6报告、论文的摘要可以用另页置于题名页之后,学术论文的摘要一般置于题名和作者之后、正文之前。
5.7.7学位论文为了评审,学术论文为了参加学术会议,可按要求写成变异本式的摘要,不受字数规定的限制。
5.8关键词
关键词是为了文献标引工作从报告、论文中选取出来用以表示全文主题内容信息款目的单词或术语。每篇报告、论文选取8个词作为关键词,以显著的字符另起一行,排在摘要的左下方。如有可能,尽量用《汉语主题词表》等词表提供的规范词。为了国际交流,应标注与中文对应的英文关键词。
5.9目次页
长篇报告、论文可以有目次页,短文无需目次页。目次页由报告、论文的篇、章、条、附录、题录等的序号、名称和页码组成,另页排在序之后。整套报告、论文分卷编制时,每一分卷均应有全部报告、论文内容的目次页。
5.10插图和附表清单
报告、论文中如图表较多,可以分别列出清单置于目次页之后。图的清单应有序号、图题和页码。表的清单应有序号、表题和页码。
5.11符号、标志、缩略词、首字母缩写、计量单位、名词、术语等的注释表符号、标志、缩略词、首字母缩写、计量单位、名词、术语等的注释说明汇集表,应置于图表清单之后。
6主体部分
6.1格式
主体部分的编写格式可由作者自定,但一般由引言(或绪论)开始,以结论或讨论结束。主体部分必须由另页右页开始。每一篇(或部分)必须另页起。如报告、论文印成书刊等出版物,则按书刊编排格式的规定。全部报告、论文的每一章、条的格式和版面安排,要求划一,层次清楚。
6.2序号
6.2.1如报告、论文在一个总题下装为两卷(或分册)以上,或分为两篇(或部分)以上,各卷或篇应有序号。可以写成:第一卷、第二分册;第一篇、第二部分等。用外文撰写的报告、论文,其卷(分册)和篇(部分)的序号,用罗马数字编码。
6.2.2报告、论文中的图、表、附注、参考文献、公式、算式等,一律用阿拉伯数字分别依序连续编排序号。序号可以就全篇报告、论文统一按出现先后顺序编码,对长篇报告、论文也可以分章依序编码。其标注形式应便于互相区别,可以分别为:图1、图2.1;表2、表3.2;附注1);文献〔4〕;式(5)、式(3.5)等。
6.2.3报告、论文一律用阿拉伯数字连续编页码。页码由书写、打字或印刷的首页开始,作为第1页,并为右页另页。封面、封二、封三和封底不编入页码。可以将题名页、序、目次页等前置部分单独编排页码。页码必须标注在每页的相同位置,便于识别。力求不出空白页,如有,仍应以右页作为单页页码。如在一个总题下装成两册以上,应连续编页码。如各册有其副题名,则可分别独立编页码。
6.2.4报告、论文的附录依序用大写正体A,B,C,……编序号,如:附录A。附录中的图、表、式、参考文献等另行编序号,与正文分开,也一律用阿拉伯数字编码,但在数码前冠以附录序码,如:图A1;表B2;式(B3);文献〔A5〕等。
6.3引言(或绪论)
引言(或绪论)简要说明研究工作的目的、范围、相关领域的前人工作和知识空白、理论基础和分析、研究设想、研究方法和实验设计、预期结果和意义等。应言简意赅,不要与摘要雷同,不要成为摘要的注释。一般教科书中有的知识,在引言中不必赘述。比较短的论文可以只用小段文字起着引言的效用。学位论文为了需要反映出作者确已掌握了坚实的基础理论和系统的专门知识,具有开阔的科学视野,对研究方案作了充分论证,因此,有关历史回顾和前人工作的综合评述,以及理论分析等,可以单独成章,用足够的文字叙述。
6.4正文
报告、论文的正文是核心部分,占主要篇幅,可以包括:调查对象、实验和观测方法、仪器设备、材料原料、实验和观测结果、计算方法和编程原理、数据资料、经过加工整理的图表、形成的论点和导出的结论等。由于研究工作涉及的学科、选题、研究方法、工作进程、结果表达方式等有很大的差异,对正文内容不能作统一的规定。但是,必须实事求是,客观真切,准确完备,合乎逻辑,层次分明,简练可读。
6.4.1图
图包括曲线图、构造图、示意图、图解、框图、流程图、记录图、布置图、地图、照片、图版等。图应具有“自明性”,即只看图、图题和图例,不阅读正文,就可理解图意。图应编排序号(见6.2.2)。
每一图应有简短确切的题名,连同图号置于图下。必要时,应将图上的符号、标记、代码,以及实验条件等,用最简练的文字,横排于图题下方,作为图例说明。曲线图的纵横坐标必须标注“量、标准规定符号、单位”。此三者只有在不必要标明(如无量纲等)的情况下方可省略。坐标上标注的量的符号和缩略词必须与正文中一致。照片图要求主题和主要显示部分的轮廓鲜明,便于制版。如用放大缩小的复制品,必须清晰,反差适中。照片上应该有表示目的物尺寸的标度。
6.4.2表
表的编排,一般是内容和测试项目由左至右横读,数据依序竖排。表应有自明性。表应编排序号(见6.2.2)。每一表应有简短确切的题名,连同表号置于表上。必要时,应将表中的符号、标记、代码,以及需要说明事项,以最简练的文字,横排于表题下,作为表注,也可以附注于表下。附注序号的编排,见6.2.2。表内附注的序号宜用小号阿拉伯数字并加圆括号置于被标注对象的右上角,如:×××1),不宜用星号“*”,以免与数学上共轭和物质转移的符号相混。表的各栏均应标明“量或测试项目、标准规定符号、单位”。只有在无必要标注的情况下方可省略。表中的缩略词和符号,必须与正文中一致。表内同一栏的数字必须上下对齐。表内不宜用“同上”、“同左”、“””和类似词,一律填入具体数字或文字。表内“空白”代表未测或无此项,“—”或“…”(因“—”可能与代表阴性反应相混)代表未发现,“0”代表实测结果确为零。如数据已绘成曲线图,可不再列表。
6.4.3数学、物理和化学式
正文中的公式、算式或方程式等应编排序号(见6.2.2),序号标注于该式所在行(当有续行时,应标注于最后一行)的最右边。较长的式,另行居中横排。如式必须转行时,只能在十,-,×,÷,<,>处转行。上下式尽可能在等号“=”处对齐。小数点用“.”表示。大于999的整数和多于三位数的小数,一律用半个阿拉伯数字符的小间隔分开,不用千位撇。对于纯小数应将0列于小数点之前。示例:应该写成94652.023567;0.314325不应写成94,652.023,567;.314,325应注意区别各种字符,如:拉丁文、希腊文、俄文、德文花体、草体;罗马数字和阿拉伯数字;字符的正斜体、黑白体、大小写、上下角标(特别是多层次,如“三踏步”)、上下偏差等。示例:I,l,1,i;C,c;K,k,к;O,0,o,(°);S,s,5;Z,z,2;B;β;W,w,ω。
6.4.4计量单位
报告、论文必须采用1984年2月27日国务院的《中华人民共和国法定计量单位》,并遵照《中华人民共和国法定计量单位使用方法》执行。使用各种量、单位和符号,必须遵循附录B所列国家标准的规定执行。单位名称和符号的书写方式一律采用国际通用符号。
6.4.5符号和缩略词
符号和缩略词应遵照国家标准(见附录B)的有关规定执行。如无标准可循,可采纳本学科或本专业的权威性机构或学术团体所公布的规定;也可以采用全国自然科学名词审定委员会编印的各学科词汇的用词。如不得不引用某些不是公知公用的、且又不易为同行读者所理解的、或系作者自定的符号、记号、缩略词、首字母缩写字等时,均应在第一次出现时一一加以说明,给以明确的定义。
6.5结论
报告、论文的结论是最终的、总体的结论,不是正文中各段的小结的简单重复。结论应该准确、完整、明确、精练。如果不可能导出应有的结论,也可以没有结论而进行必要的讨论。可以在结论或讨论中提出建议、研究设想、仪器设备改进意见、尚待解决的问题等。
6.6致谢
可以在正文后对下列方面致谢:国家科学基金、资助研究工作的奖学金基金、合同单位、资助或支持的企业、组织或个人;协助完成研究工作和提供便利条件的组织或个人;在研究工作中提出建议和提供帮助的人;给予转载和引用权的资料、图片、文献、研究思想和设想的所有者;其他应感谢的组织或个人。
6.7参考文献表
按照GB7714-87《文后参考文献著录规则》的规定执行。
7附录
附录是作为报告、论文主体的补充项目,并不是必需的。
7.1下列内容可以作为附录编于报告、论文后,也可以另编成册。
a.为了整篇报告、论文材料的完整,但编入正文又有损于编排的条理和逻辑性,这一类材料包括比正文更为详尽的信息、研究方法和技术更深入的叙述,建议可以阅读的参考文献题录,对了解正文内容有用的补充信息等;
b.由于篇幅过大或取材于复制品而不便于编入正文的材料;
c.不便于编入正文的罕见珍贵资料;
d.对一般读者并非必要阅读,但对本专业同行有参考价值的资料;
e.某些重要的原始数据、数学推导、计算程序、框图、结构图、注释、统计表、计算机打印输出件等。
7.2附录与正文连续编页码。每一附录的各种序号的编排见4.2和6.2.4。
7.3每一附录均另页起。如报告、论文分装几册,凡属于某一册的附录应置于各该册正文之后。
科学技术论文范文篇5
计算机技术应用在教学过程中的具体方面是非常多并且涉及面非常广泛,从计算机技术的作用来讲主其在教学中的应用主要体现在以下几个方面:很多教师将计算机技术作为辅助教学的工具,能够帮助教师完成一些教学管理以及教学的过程。在很多高校学生都将计算机作为一种学习的工具。通过让学生参与一定的项目并用计算机辅助完成,这使得学生学习的速度和学习的能力大大提高了,使得学习的过程中更加简短和有针对性。另外还有的老师将计算机用于自己教学成果的检验和对自己教学思想的检验,也就是这种教学软件工具对于计算机教学具有非常重要的意义。
二、计算机科学技术在教学中的应用
2.1多媒体教学工作中交互式的计算机技术应用
将多媒体应用于教学过程中增强与学生之间的交互性是计算机技术在教学中的一个最为典型的应用。随着我国高等教育的不断发展,关于一门课的教学资源也是越来越丰富,通过精品课程网站的建设,使得网上的教学资源进一步得到了极大的丰富,在这些教学资源中不乏精品的课件、视频或者是图片这些对于教师本身教学水平的提高增强学生学习的兴趣具有非常重要的作用。绝大多数的教学资源都是以计算机技术为基础的,为了提高自身的教学水平以及增强学生学习的兴趣,作为教师可以将这些多媒体技术巧妙的应用于自身课堂的教学过程中。通过在教学过程中穿插多媒体能够帮助学生进一步加深对于所学知识的理解,同时在教学的过程中通过有效的利用计算机技术可以增强学生和老师之间的互动,使得学生对于教师上课的或者是教学过程存在的一些意见和看法及时的反馈到教师这里,对于教师教学方式的调整以及教学水平的提高具有非常重要的现实意义。
2.2远程通信、网络技术在教育中的作用
在高等院校的教学工作中,网络技术以及远程通信技术的应用在教育的过程中发挥着越来越重要的作用。该技术是网络技术以及通信技术的一个结合,另外还有多媒体技术作为教育的基础,利用计算机技术的网络交互性,使得远程教育得到实现。这种远程教育的方式已经在很多著名的高校流传开来比如网易公开课,在远程教育实现的过程中计算机网络技术、通信技术以及多媒体技术都得到了充分的体现。目前在我国,已经有越来越多的教育工作者和研究者将经历放在远程教育的研究上。在传统的教学模式中虽然也存在师生之间的交流,但是二者之间的交流大多是以语言为载体,并且很多学生碍于面子不愿意和老师进行过多的交流,这个时候计算机技术中的交互性优势就得到了充分的体现。
三、计算机在教学中对学生创新能力的作用
3.1营造良好的创新教育教学环境是培养学生创新能力的关键
通过教育的环境的创新,在一定程度上能够激发学生的创新能力,这种教学环境的创新包括教学心理上的创新以及计算机教学环境上的创新,如果在学生讨论的过程超出了教学设计的范畴,作为教师来讲不应该强行的将学生的思路拉回到课堂当中来,而是应该对学生的质疑给予鼓励,讲出心中的疑惑,这是培养学生创新能力的关键。再利用计算机实现教学的过程中如果学生对于老师的讲述提出了质疑,作为教师不能给学生一味的否定,应当通过适当的方法引导自身想法所出现的问题,让学生通过教师的引导自己否定自身不正确的想法。通过这样的教学方式能够在很大程度上提高学生的学习积极性,能够帮助其树立信心,使得学生在课堂当中时刻保持活跃的思路。但是在这种教育创新环境的营造过程中,要将这种做法的起始点和落脚点都放在对于学生创新能力的培养上,计算机教学具有开放性的特点,再利用计算机进行教学的过程中,要时刻了解计算机技术的发展,并将可以利用的计算机技术应用在教学当中。要通过计算机技术和网络技术的应用使得教学的过程中从课内延伸到课外,从学校内延伸到学校外,要不断的将计算机中的有利于教学的新技术应用在教学过程当中,将计算机应用在各个学科和各个专业领域的教学实践当中,通过计算机使得学生对于学科知识综合运用的能力得到增强,使得学生面对实际问题解决实际问题的能力得到了质的提升。
3.2激发创新思维是培养学生创新能力的重要手段
3.2.1激发学生的学习兴趣
只有学生在学习的过程中有了学习的兴趣和学习的动机才能实现较好的教学效果,学习兴趣对于学生学习具有非常重要的作用,唯有这样才能够使得学生在学习的过程中具有学习的主动性和积极性,也才会对课堂教师所讲授的知识感兴趣,在课堂中才能够保持注意力。教学方式对于学生学习兴趣的提高有非常大的帮助,通过计算机多媒体的形式进行教学能够在很大程度上提高学生学习兴趣,进而提高学校的效果。
3.2.2灵活结合教材,激发学生的创新思维
通过计算机与相应课程的结合来开展教学,按照教学大纲与相应的教育理念来进行教学设计,能够使得学生的创新能力得到极大的提升。在进行教学课程设计的过程中,教师应当结合学科知识与计算机知识的结合,来出相应的题目,这些题目不仅要难度适中而且还能够提高学习创新学习的能力。
四、计算机科学技术在教育中应用的展望
要想使得计算机技术在教学中得到更为广泛的应用,加强计算机应用的范围以及应用的深度,那么就要对学生的教学方式进行积极的创新。目前很多很多方面的应用创新都是在实践的过程中发现的思路。在教学的过程中不断的利用计算机技术实现对于知识的深入理解与应用创新,才能够对传统的教学方式进行彻底的变革,在一定程度加深学生对于知识的理解与应用。在对知识进行学习和探索的过程中,在对某个领域中的模型或者是知识进行验证理解的过程中,一般都会建立相应的推测方法,或者是数学模型来解决相应的问题,在这个过程中很多学生利用计算机来建立实际问题数学模型并利用计算机编程来求解模型的结果最终对于数学知识以及其应用有了更深层次的理解,对于知识的理解以及能够灵活运用在很大程度上又推进了学生对于知识的理解,这使得学生学习能力得到了培养使得学习利用计算机技术来解决实际问题的能力得到了提升,这使得学生学习知识的能力、理解知识以及运用知识的能力得到了质的提升。
五、结语
科学技术论文范文篇6
一、对科技认识的深化亟待用法律予以确认
1995年5月,党中央国务院决定实施科教兴国战略。这是中央根据科技革命迅猛发展,知识经济初见端倪……而作出的重大决策。它不是一时的权宜之计,而是带有根本性和长期性的大战略;它不仅仅是指导科技部门的行为准则,而是指导全国科技工作的行动纲领。科教兴国实施几年来的显著成效也说明,这一决策英明正确。因此,迫切需要把科教兴国的战略以法律形式确认,通过法律保障使其成为调整全社会科技关系的带有强制性的行为规范。
党的15届5中全会在关于“十五”国民经济和社会发展计划的建议中把“以改革开放和科技进步为动力”作为指导方针之一,随后由国务院提出计划纲要草案,经全国人大批准,正式写进“十五”计划。
把科技进步和改革开放并列作为两大动力,摆在和改革开放同等重要的位置,这是党和国家对科技进步认识的深化和发展,科技进步和改革开放一样,都是强国之路,这一重要命题,需要上升为国家意志的法律,用以规范各级领导和广大人民的行为。
二、《科学技术进步》的调整对象亟待修改
一是《科学技术进步法》要把相关的国家行政组织纳入调整范围。社会主义的根本任务是发展生产力,在科学技术已成为经济和社会发展的决定性因素的情况下,经济建设必须转移到依靠科技进步和提高劳动者素质的轨道上来,而《宪法》和《组织法》又赋于了各级政府经济管理和科技管理的职责,因此科教兴国是各级政府的最大任务,各级党政第一把手都要亲自抓第一生产力。适应这一要求,《科学技术进步法》必须把各级政府及其职能部门应当承担的科技方面的权利和义务明确下来。
国家行政组织是我国科技行政主体的主要承担者,但这一特点并不妨碍它们在一定条件下成为相对人。也就是说某一级政府,政府有关科技、财政、税务、工商、人事等部门在科技行政法律关系中处于被管理地位时,它便成为行政相对人。现行的《科学技术进步法》仅仅对科技管理部门的法律责任予以明确,而没有把其它国家行政组织中涉及科技行政法律关系的相对人的权利义务明确下来,亦没有明确相应的法律责任。
二是《科学技术进步法》要把国有企业及科技计划的受益人纳入调整范围。
中国特色的社会主义的科技法律要考虑公有制为主体这一中国国情。负有国有资产保值增值责任的国有企业必须承担相应的科技方面的权利和义务;尤其是负有国家安全(经济安全、国防安全等)责任的国有企业更需要明确其在科技方面的权利和义务,并规定其应承担的法律责任。
权利和义务是对等的,享受税收优惠政策的高新技术企业要承担相应的法律责任;获得科技计划支持的企业也必须承担相应的法律责任。
三、丰富的科技实践为科学技术进步的修改奠定了基础
资金、人才和环境是制约科技进步的突出障碍,而《科学技术进步法》恰恰在这些最紧要的问题上过于笼统原则。例如,对政府科技经费的投入只提到“国家”“国家财政”,而没有对地方“各级人民政府”和“各级财政”提要求;且只讲“逐步提高”投入水平,而没有定量要求;只有科学技术经费增长的相对数要求;而没有经费基数和绝对数增长要求。至于“不作为的法律责任”就更谈不上了。针对地方科技投入不足问题,各级科技部门从1995年开始,通过创建科技兴市、科教兴市先进城市,采取倡导鼓励的办法,促进了地方科技经费的落实;从1998年开始,各地通过实行党政科技目标考核责任制的形式,督促科技经费的落实,收到了较好的效果。这些行之有效的办法需要总结完善成为法律条款,加之,政府科技投入不到位的地方仍不少,的确需要以国家法律形式,从定量要求上予以规范,使其具有普遍的约束力和特殊的强制力。在解决科技创新的资金方面,政府除加大财政投入作为引导外,采取税收优惠政策为扶持手段,虽然目前出台了不少这方面的政策,但由于《科学技术进步法》中没有关于有关部门不执行这些政策的制裁办法,致使这些政策落实的难度大,不少企业只能望梅止渴。
为鼓励高新技术发展,创造科技创新的软硬环境,全国相继成立了53个部级高新技术开发区,各地纷纷创建科技园区,落实人才政策和税收优惠政策,提供便捷服务,打造优良的基础设施,某些地区如北京市还出台了有关条例。这些成功经验都需要在《科学技术进步法》中予以肯定,通过法律规范予以推行。
近几年来,涌现了一大批重视人才,重视研发投入,加大自主知识产权开发的优秀企业,为《科学技术进步法》规范企业科技行为提供了大量生动实例。总结这方面的经验,在引导企业加大投入的同时,必须发挥法律具有强制性的特点,对国有企业、高新技术企业的研发投入提出明确而具体的要求。
此外,走出科技立法的误区,加大科技执法检查的力度,也是修改的重要内容。从某种意义上讲,没有执法检查监督,就发挥不了法的作用;而仅有检查,没有制裁处罚,就没有体现出法的权威和震摄力。因此,《科学技术进步法》应当在规范法律后果方面,对科技工作的不作为行为制定惩罚性的法律条款。
四、其他立法不能替代《科学技术进步法》的修改
以上笔者从三个方面说明《科学技术进步法》在内容上修改的必要性。而涉及法律的修改,要按照《立法法》规定的程序才行。能否采取法律解释或行政法规的立法途径来解决呢?
科学技术论文范文篇7
在21世纪的今天,“科技”可以说是世界范围使用频率非常高的一个词语,国家及地区间的竞争更是以科学技术为核心的竞争。经过启蒙运动后二百多年的发展,科技给人们的生活带来了翻天覆地的变化,极舒适、极丰裕、极自动化与智能化的物质生活方式充分体现了人类理性活动的巨大发展。“科技理性”成为具有天生合法性、合理性的第一理性,并逐渐渗透进人类生活的方方面面。
“科技”是“科学”(包括“基础理论科学”与“应用科学”)与“技术”的合称,“科学”主要是认识论目的,用于探索和发现自然、社会、人自身等未知领域的现象、本质及规律。基础理论科学与应用科学的不同之处在于,前者注重定性的理论探索,后者则注重定向的应用性探索,与现实生活联系更紧。而“技术”是应用科学具体化、物质化的表现,通过在生产活动中对科学的应用,以一种现实性的力量体现出来。应该说,应用科学与技术具有相同的目的和价值导向,即对规律的应用;所不同的是应用科学还处于应用性理论探索层面,而技术则处于应用性物质实践层面,从应用科学到技术的转化,就是从抽象到具体,从“纸上应用”到“手上应用”的转化过程。对于科学技术的属性问题,一直以来社会普遍强调和认可它的生产力属性,“科学技术是第一生产力”就是对科学技术在生产中的地位的充分肯定。随着社会对科学技术需求的急剧增加,人们的目光都集中在科技进步所带来的生产力的空前发展上,而对于科学技术的存在本身却很少进行深入的反思。实际上,一味强调科学技术的生产力属性,是晚期资本主义社会调整统治方式、建立新的合法性基础的重要依据,当科学技术作为一个相对独立的变量按其进步的逻辑决定社会发展和运行轨迹,并为人们带来了更加殷实和舒适的物质生活时,人们反抗的意识就会在不知不觉中消弭。科学技术成为一种更加隐蔽的统治工具和不可抗拒的宰制力量逐步侵入到人们的思想意识当中,并发展出“科技理性”作为绝对至上的理性原则来指导和规范人们的思想和行为。
对科学技术持保守主义观点的人认为,对科学技术的盲目信任和依赖,必将把人类社会推向一个由机器来调控世界的未来,到那时,“技术系统再也不是按照行动着的主体的协调计划来运行,由科学、技术、工业、军事和管理结成的自主发展的动力体系,将超越人的构思,不受社会和人的制约和指挥,成了一个自然的过程”[1]。人的主观意识将毫无意义,人们将不得不面对“用技术对抗技术”的无奈境地。保守主义的观点似乎又过于悲观,认为科学技术的发展,毫无民主和自由可言,人类将受控于自己的创造物而无法解脱。这一观点同自由主义观点其实具有相同的前提预设,即科学技术对社会发展具有重大的导向作用,所不同的是一个认为导向“天堂”,另一个认为导向“地狱”。围绕科学技术的这两种争论都毫去例外地陷入了自己预设的理想主义怪圈,就“科学技术”谈“科学技术”将无法预见“科学技术”以外的其他可能性或出路,同时在不经意间也成了“技术统治论”的帮凶,科学技术的意识形态化也会随之加剧。
二、科学技术面临的生态难题
环境经济学有一个著名的论题叫“杰文斯悖论”,即“某种特定资源的消耗和枯竭速度,会随着利用这种资源之技术的改进而加快,因为技术改进会使以这种资源为原料的产品价格大幅度降低,而价格降低会进一步刺激人们对这种产品的需求和使用”[2]。这个论题其实揭示了科学技术在开发和利用自然资源方面所面临的生态难题,本想通过先进的科学技术提高对自然资源的利用效率,可结果却大大加剧了自然资源的耗竭速度。那么,科学技术在生态问题上到底扮演着何种角色?如果说它是“理性”的,那么又该如何解释它所带来的“非理性”的后果?
随20世纪中后期以来世界范围内生态危机的日益加剧,愈来愈多的人对科学技术在解决生态问题上的作用不再盲目乐观,而是抱着批判和反思的态度来看待“科学技术”。环境社会学家卡顿和邓拉普认为,生态问题的加剧归因于人们普遍遵循的“人类例外范式”(HumanExceptionalismParadigm,简称HEP),认为人类不同于其他动物,科学与文化的累计可以使进步无限延续下去,并最终解决所有社会问题。这一假设直接导致一种错误的观点,即环境的负荷能力可以无限制增长,愈取愈得,从而否定了匮乏的可能性。面对“杰文斯悖论”对“科学技术”的质疑,科技乐观者辩解道,所谓资源有限论和生态危机加重论都是对资源与环境问题的静态观点,这只是现阶段生产方式和技术体系条件下出现的暂时的生态失稳现象,而随着科学技术的进一步发展,会开发出新的可利用资源,并推广使用新的廉价的环保技术来解决环境污染问题。这一论点存在几方面的问题:一是否定“临界自然资本的存在”,开发新的自然资源依然是对自然界的攫取,只是从匮乏资源向相对丰富资源的转移,使用“可再生资源”也并不意味着取之不尽,用之不竭,当超出自然资源的自我更新和可再生的能力范围,依然会导致自然资源的匮乏,科学技术该如何回答“维持生物圈所必需的临界自然资本”问题;二是“所谓的科技发展观”,把资源与生态问题看作科技发展中不可避免的一个阶段,就是不顾自然法则,不顾人类和社会整体利益和长远利益的“唯科技主义”的狭隘发展观。这种观点将直接导致“先污染后治理”的合法化,使环境问题非但不能有效缓解,反而在“科学发展”的指导下愈演愈烈。三是“局部大于整体”的论断,科技的发展确实可以开发出经济有效的环保技术,但从当前的世界形势看,这些技术的使用只能在局部范围内解决某个具体的能源或环境问题,并不能从根本上解决世界范围生态问题日益严峻的现实,这其中有技术壁垒问题,有发达国家(或地区)向发展中国家(或地区)污染转移问题,还有“片面技术化”导致的生态环境进一步恶化问题等等。
这些问题的存在,说明科学技术并不是万能的良药,使用不当将会造成无法预计的严重后果。乌尔里希·贝克在《风险社会》一书中强调:“我们生活在文明的火山口上:风险威胁的潜在阶段已经接近尾声了,不可见的危险正在变得可见,对自然的危害和破坏——越来越清晰地冲击着我们的眼睛、耳朵和鼻子”[3]。对于科学技术应用的风险性评估已经到了迫在眉睫的紧要关头。
三、科学技术与生态价值的关系
1.科学技术作为生产力与生态价值的关系
传统科学技术的发展和应用主要表现为探索自然和社会的生存和发展规律,并运用这些规律去改造自然和社会的过程。而随着资本主义工业化的发展,科学技术的开发和应用更多地偏向于利用自然,满足人们最直接、最大化的物质需要,而对于是否符合自然和社会发展规律反而被忽略了,这就直接导致人类生产行为的盲目性和急功近利化。在“科技是第一生产力”、“科技兴国”、“科技竞争”等口号的感召下,各个国家无不投入巨大的财力、物力发展科学技术,似乎只有科学技术才能引领文明进步的方向,只有科学技术才能带给人类光明美好的未来。科学技术已不只是认识、改造自然和社会的工具和手段,而成了“生产力”本身,这就意味着发展科学技术就是解放和发展生产力,反之,就是逆生产力的前进方向而行。
在人们大谈特谈“科技是第一生产力”的时候,却有意或无意地忽视了“生产力”的一个非常重要的面向,就是作为生产力的主体的“人”。生产力是人们认识和改造自然世界和人类社会的能力,这个能力体现在人的目的理性活动的客体化程度、使用技术手段的水平,劳动强度与获得收益的比值,以及潜在的规则约束。科学技术的进步对于人的目的理性活动的拓展的确具有重要作用,但它只是工具,无法代替人类自主的理性思维,当它脱离人的控制,而成为一种独立自主的“能力”的时候,就是人类必须面对的“机器伦理”与“人类伦理”交锋的时候。
对科学技术规则的强调,就是要把科学技术的发展纳入全人类共同的利益和价值的考量表中,就是要平衡科学技术发展与人类其它同等重要的价值原则之间的关系。生态价值,作为人类社会发展必须遵循的价值原则,是一种基于关注所有生命形态和谐共生的价值形式,它把人类视为生态系统中的一个有机组成部分,与其它生命系统相互联系相互影响,共同构建生物共同体的和谐、健康、稳定、完整与统一。生态价值对于科学技术的发展和应用具有重要的导向作用,当科技发展以人与自然、人与人、人与社会的和谐共生为基础,就会朝着有利于全人类以及整个生态系统的福祉方向发展,而将可能造成的不利后果降至最低。科学技术的应用离不开物质生产领域,人类物质生产的需要也是科学技术开发和应用的直接动力,所以对科学技术进行生态价值考量的同时,也需要对生产过程和生产方式进行相应的价值考量,即这种生产过程和生产方式是否既符合人与社会的需要原则,同时又符合人与自然的物质变换原则。当前,一些发达资本主义工业化国家已经开始了生产方式的“生态化”转向,以适应后工业化时代的发展需要。
生态化生产方式应该说是科学技术与生态价值的有机结合,是对工业化生产方式的技术基础进行的彻底的生态化改造,比起开发和使用具体的环保技术来解决生态问题更加有效,是从生产源头截断可能造成的环境危害。因此,对技术开发和应用的可行性评估非常重要,既要保证“它是一种高效率获取所需物质资料的技术,而且是一种无公害技术;是一种能对生产过程及其环境影响进行全程监控的技术,即对生产与自然关系进行有效控制的复合技术,……它不仅体现为对自然的改造能力,而且还体现在对自然的建设能力”[4]。也就是说,对于技术的评估,不能片面追求经济利益的最大化,而要全面考量它的生态价值、社会价值等综合价值。只有建立这样的技术评估体系才能有效保障生态化生产方式和生产过程的顺利进行。
2.科学技术作为意识形态与生态价值的关系
前面我们谈到,科学技术除了生产力的属性之外,还具有意识形态属性,虽然在现代工业社会,这一意识形态表现得更为隐蔽和难以察觉,但它确确实实存在着,并在潜移默化中将意识形态的合法性灌输到民众的思想意识当中。科学技术作为统治阶级赋予的具有合法地位的意识形态,不仅要人们相信它能解决任何问题,还要他们感觉到:不存在某种外在力量的压迫或意识形态的灌输,是他们通过自己的价值判断所作出的理性选择。他们相信科学技术的无限力量,更相信科学技术的缔造者和应用者——科技专家的无限力量,他们的话就是金科玉律,只有他们能带领人们走出危机,走向光明。所以,当出现某一社会问题时,总会听到“专家论证”、“专家预测”之类的话,他们的话总是具有神圣的权威性和不可辩驳性,以至于他们认定的结果,往往就是民众认定的科学的结果,至于论证的过程—因为是科学—太专业化和技术化,民众难以企及也就不会太在意了。但是在现实生活当中,科学技术的论证结果有时会与民众的切身感受不相符合,以至于他们不得不思索一个问题:究竟该相信科学技术,还是相信他们自己的眼睛?在冲突的过程中,科学技术的意识形态性质也从合法化外衣下逐渐显现出来。
以生态案例为例,来分析一下科学技术作为意识形态与生态价值的关系。前段时间有关环境事件的报道很多,其中很多事件都涉及到科学技术对污染的评估与民众切身感受到的污染程度之间的差异。一则事件是说,民众普遍反映当地饮用水受到严重工业污染,因为当地的癌症发病率在近几年明显升高,但专家的检验报告却说,水质合格,达饮用水安全标准;另一则报道称,几个村民把漂浮在河面上的死鱼烂虾背到乡镇府门口作为水污染的证据,但却被告知无法证明那些死鱼烂虾就是来自那条重污染的河流;还有一起事件,村民状告一家化工企业排放有毒废水,造成许多村民鱼塘里的鱼大量死亡,但专家却说不能认定排放废水与鱼死亡之间存在必然的因果联系,甚至通过技术认定,得出该化工厂达到国家污水排放标准的结论,令人瞠目结舌。另外一则案例可以说把科学技术的意识形态化表现得淋漓尽致,就是前些时候由几名自称具有科学良知的科学家所披露的全球气候变暖的内幕,他们声称:全球气候变暖并不是政府所大力宣传的二氧化碳气体的超标排放造成的,二氧化碳气体排放与全球性气候变暖之间根本不存在必然性因果联系,太阳黑子的活动才是气候变暖的真正原因。政府不惜花大价钱扶持科学家群体来论证二氧化碳对气候变暖起决定性作用,就是纯粹的意识形态目的——引起全球性生态恐慌,使某些政治家能利用环境问题来捞取政治资本。科学作为政治的附庸上演的这出闹剧让世界哗然。于是有学者站在民众立场上提出质疑:如果科学技术走到了常识的对立面,如果看似精确、量化的数据却不能客观公正地反映认识对象,那么科学技术是否还能称之为“真科学”[5]。
当科学技术的意识形态化无限膨胀时,生态价值将如何体现?原本客观真实的价值标准因为政治的横加介入而蒙上了灰暗的国家意识色彩。以平等、和谐、共生、统一为基础的生态价值观也因此遭到科学技术意识形态化的严重践踏。生态价值不再是人们平等共享的价值权利,而沦为被少数人御用的政治工具。科学技术的意识形态化不但成就了“无声的统治的艺术”,同时也造就了“沉默的大多数”。绝大多数民众实际上被阻挡在科学技术大门之外,或者说被阻挡在所谓的专家系统之外,科技符号仅仅是少数人掌握的密码,而普通大众只有在门外等待技术专家为他们做出“意识形态化”的“解码”,而无权搭建起与科学技术直接对话的通路。科学技术变成了一种权力,科学技术资源的不平等分配和信息传递的非对称性也造成了普通大众制度性的弱势地位。在环境问题上,科学技术如果不淡出意识形态色彩,不但会误导普通大众的生态价值观念,而且还会使环境问题愈演愈烈。笔者在对环境事件的调研中深有感悟:仅仅依靠技术指标或者官方公布的调查结果来判定环境污染状况,不仅对环境治理无益,而且更加有害。
四、结论
对于如何协调好科学技术与生态价值的关系,需要多学科的共同努力。就生产力方面来说,需要转变工业化生产方式,代之以生态化生产方式来协调科学技术与生态价值的关系;就意识形态方面来说,因为生态环境问题关乎每一个人的切身利益,所以就不能把做为社会绝大多数的普通民众排除在科学技术之外,他们拥有对科学技术的开发、进展、使用等情况的知情权、监督权、参与权与否决权;科学技术知识有必要走出专家世界的狭小范围,而走进普通大众的生活世界,并与民众所能理解的生活常识进行平等对接和对话,要让他们感到科学技术是常识的深化和精确化,而不是常识的对立面,或者仅仅是一种“技术语言”;此外,科学技术的研究机构应该成为独立运作的部门,工作其中的科学家共同体应该具备公正、正义的“科学精神”和生态伦理道德,以全人类和整个生态系统的利益为重,这样既能有效规范科学技术的发展(使科学技术的发展以生态价值的基础性原则),也能有效约束科学家自身的行为,同时还能引导全社会积极构建健康和谐的生态生存理念和生态生活方式。因此,在科学技术发展中引入生态价值考量,对于科学技术本身、人与环境、人与社会的发展都是大有裨益的。
参考文献:
科学技术论文范文篇8
主题词科学技术创新复杂性系统整体思维
科学技术创新是复杂的非线性系统,而复杂性来自混沌与秩序的边缘。在圣塔菲研究所成立的时候,原来“混沌理论”一词已被宏大的“复杂性理论”所取代了。混沌理论对其范围有严格限制,仅限于对自然界系统的非线性动态行为的数学研究。相反,复杂性理论则被认为可以用于复杂自然系统和社会系统中随时间变化的行为层面。社会系统并不仅仅是由它们的组成部分之间相互作用的固定规律所限定的“复杂适应性系统”(complexadaptivesystems)。相反,它们是可能随时间演化而改变其自身发展规律的“复杂演化系统”(complexevolvingsystems)。
科学技术系统创新运动是一个貌似无规则运动的有序性演化过程,具有典型的复杂系统特征。第一,多因素性。技术本身是各因素非线性相互作用的结果,技术不等于各因素简单相加。各技术要素在技术系统中也不再是原来的因素,因素自身在技术系统动力下也发生了相变,或者说,技术性因素、实体性因素与知识性因素都具有了技术所拥有的整体性。技术因素的作用方式要受技术系统运行模式和运行状态的制约。第二,多层次性。尽管技术的各因素受技术系统动力的作用发生了相变,但技术本身却生成了一种稳定模式。技术的稳定模式是由技术本身决定的,是由科学的技术应用与技术理论的层次性决定的。科学技术系统内有稳定的周期解,周期解内还有混沌区,这种结构无穷次重复着,具有各态历程和层次分明的特征,即存在有界性。第三,多变性。复杂非线性科学技术的创新过程本质就是经历混沌走向有序,因此具有混沌伸长和折叠的特性,这是形成敏感依赖于初始条件的主要机制。伸长是指系统内部局部不稳定所引起的点之间距离的扩大;折叠是指系统整体稳定所形成的点之间距离的限制。经过多次的伸长和折叠,轨道被搅乱了,形成了新对称结构或混沌。
由于科学技术创新系统具有典型的复杂非线性系统特征,因此,可对其运用复杂性理论进行管理。
1转变思考方式
牛顿力学是近代科学的典范,是近代科学建立的基础,牛顿力学是典型的决定性理论,是可测量和可预测的。20世纪初物理学的两次重大变革所创立的相对论和量子力学,分别排除了牛顿的绝对时空观和测量过程的完全可控性。混沌理论的诞生打破了拉普拉斯决定论,被视为20世纪继相对论和量子力学的第三次革命。混沌理论认为,非线性系统运动具有无穷大周期且始终限于有限区域、轨道永不重复的、性态复杂的运动,不可能无限精确和无限长时间地测量和计算连续变量。混沌理论解决了困扰牛顿(Newton)力学的三体问题,创立了研究n维相空间的不确定解的理论,混沌理论使人们认识到非线性系统演化既是决定论的又是随机论的。决定论的可预测性,只适用于那些宏观的缓慢的周期或准周期的稳定运动,然而,这样的运动实在是太少了。
科学技术创新复杂系统倡导最重要的事情是改变固有的思考方式,放弃机械论和宿命论,学会欣赏并应付联系、物力论(Dynamism)和不可预测性。因为科学技术创新过程是多因素复杂非线性相互作用的结果,所以对确实存在的运行模式(即现实存在)进行领会,即正视多元化存在,并对不可预测的事件进行反应。为了使科学技术创新过程自我发展为“复杂演化系统”,有必要对学习、多样性和影子系统(Shadowsystem)观点的多元化进行鼓励。
2并不是对每件事都需要进行控制
科学技术对客观事物既进行决定论描述又进行概率统计论描述,这两种描述方法已经共存了几百年。决定论认为,任何一个力学系统只要知道现在的行为就可预测系统的未来行为。概率统计论认为,受许多偶然因素的影响,系统的未来状态并不完全确定,需要用概率统计方法来描述。
KAM定理很好地解决了决定论和概率论这对貌似矛盾的问题。KAM定理指出,保守系统有可积和不可积之分,可积系统的运动是规则的,遵循决定性规律,不可积系统表现出随机性,成为统计物理学的基础。对不可积系统,KAM环面包围着随机层,当不可积系统的自由度少和扰动不大时,KAM环面包围的随机层测度极小而可忽略不计,统计物理学就不适用了,而应该应用牛顿定律。当不可积系统的自由度和扰动很大时,根据“阿诺德扩散”,KAM环面逐渐减少而随机层迅速扩大,系统只具有极少数的规则运动,规则运动变为次要的,系统出现了大量的混沌运动,这时才能用统计物理学来研究该系统。
科学技术创新过程是一个近可积哈密顿系统,随机成分有限,导致不可积性的扰动项很小。在科学技术创新知识系统处于混沌性态时,确定论和概率论随机交替作用,但确定论占据主流位置,基本能朝向希望的途径发展。随机成分确实存在但有限,因此,在复杂的非线性技术创新过程中,不可能对每件事都进行控制。应该相信混沌性态是貌似不规则的有序,科学技术复杂演化系统不仅反作用于环境,还会反作用于自身,随着时间的发展,科学技术总会不断出现新的有序状态。
3与环境共同演化
复杂性理论借鉴湍流研究思路和方法,认为科学技术创新系统同时存在混沌子空间和对称子空间,两种性态此消彼长,不断和外界环境互动而发生转换。在湍流中规则运动包含有小尺度的混沌运动,在混沌运动中又包含着更小尺度的规则运动。这说明,科学技术创新系统是与外界环境紧密联系,并不断互动发展的耗散系统。
科学技术创新系统与环境相互影响、共同演化,这就需要时刻准备好对环境进行反应,凭直觉领会那些驱动科学技术创新变迁的环境模式,根据需要进行适应,而且随时准备抓住各种出现的机遇。科学技术创新系统的三种性态,稳定区域(墨守陈规)、不稳定区域(瓦解崩溃)和混沌边缘(变革栖息地)中,混沌边缘最适宜与环境共同演化。
在混沌边缘,在一种“有限不稳定状态”下,正统系统(主流文化、结构权力等级体制)和影子系统(蕴藏矛盾、变化潜力的非正式组织)能维持一种具有创造性的张力。正统系统可以提供清楚的指导,对适当的结构和程序进行授权,以及抑制人员中的不安情绪。同时,影子系统可以激发观点的多样性,并且削弱正统系统的力量迫使它进行不断变革。这样,组织行为表征为耗散结构,组织在不断变化的现实面前能以新的方式执行基本任务或者追求崭新的基本任务,组织的创造性和创新方面的潜能都展现了出来。
4整体思考
技术创新系统的复杂非线性要求寻找整体模式来思考问题,并用整体的方式来控制创新过程,而不是试图控制每一个细节。整体思考是探索那些在不利的模式下能够产生最大影响的微小变化,并施加微扰改变系统运行轨道,避免蝴蝶效应。
4.1建立连接
在经典物理学中,时间是可逆的,事物的发展不存在演化;空间是平滑的、线性的;时间和空间不相关联,各自独立存在。复杂性理论认为,由于非线性的作用,时间的变化是单向的、不可逆的,既可以实现从有序到无序的变化,也可以通过自组织实现从无序到有序的演化;空间也不是平滑的,不仅存在整数维也存在分数维,整数维是分数维的近似和抽象。此外,通过考察系统中某一物理量随时间的变化序列,可以重构相空间,得出奇怪吸引子的维数。这表明复杂性空间的形成也反映了事物发展在时间上的积累。因此,在复杂非线性系统运动中,时间和空间是相互关联的,应该将时间和空间看成一个统一体,系统地把握事物发展过程中时间和空间的关系。
科学技术创新过程从本质上来说是一个时空整体性的,任何因素在时间维度或者空间维度的变异都可能影响到其他因素的正常功能,进而影响整个进程。而整个系统的各个组成部分在复杂系统的动力机制下,似乎只能通过彼此之间以及与整体的关联来得到了解。因此,科学技术创新过程关注的焦点应该是各种因素的时空关联,正是时空关联的模式决定了一个系统的表现。整个系统处于密切关联之中,并与他们的环境不断进行交换,与之共同演化。
4.2适应复杂性
混沌理论是关于非线性的科学,它认为世界的本质是非线性的,线性只是非线性的特例。经典物理学的线性观,导致了事物发展的简单性、确定性和还原性。复杂理论的非线性观,是线性与非线性、简单性与复杂性、确定性与随机性、局部与整体的辩证统一,它们之间是可以互相转化、对立而统一的,前者是事物发展的暂态,后者是事物发展的更基本的更普遍的本质特征。因此,研究问题时应把握事物发展的本质特点,具体问题具体分析。在研究复杂性现象时,用复杂性方法来处理将会显得简洁而有效,反之,采用简单性的方法来研究将会显得繁杂而无效并且得不到事物发展的本质特点。例如,奇怪吸引子是很复杂的,它可以采用自相似和分数维来简单表示,但如果采用探究轨道的简单方法来研究将是得不到一条确定轨迹的。同样,在研究简单性事物时,如果采用复杂性的方法来研究也将是无效的。
将多元高阶方程化简以便求解,即将复杂现象简单化是我们的思维定势。然而在科学技术创新过程中,过于关注细节往往不能产生创新成果,在创造性思考时,复杂性思维是必要的。虽然复杂性思维可能不符合常规,甚至会引来混乱和困惑,那是不可避免的,甚至是受欢迎的。很多创新团队刻意追求工作环境、工作方式的不可思议,目的是激发人的创造性,而不是被惯常的生活习惯所泯灭。最好的想法不总是来自高层,而且组织内的人都想事业有成,控制只是一种幻想,如果给予适当的扶持,每个人都有可能做作出一番自己的事业。
4.3让过程成为进行时
物理学中的经典力学、相对论和量子力学,它们所揭示的是关于简单性事物的基本规律,事物的发展是线性的、可逆的,必然也是前因后果的。而关于非线性现象的复杂理论,由于存在奇怪吸引子,事物的发展结果必然会导入吸引子,呈现出目的性。由于生物学、社会学等是关于复杂性现象的科学,因而也就是目的性的科学。事物发展的因果性是基本的、暂态的,而事物发展的目的性是事物的最终结果,两者是不可分离的。事物发展的目的性要通过事物发展的因果性来保证,而事物的因果发展必将会导致一定的目的性。
物理系统,如天气预报是由有限的确定性定律来支配的,有可能观察到奇怪吸引子是怎样产生的。然而,科学技术创新是人类一项复杂的创造过程,受到无穷多个因素及大量随机因素的影响,奇怪吸引子似乎说明不了什么。由于人类表现出来的自我意识和自由意志,科学技术创新的行为不可能用相同的方式进行解释。人类可以思考和学习,根据自身目的进行行动,而且能够反对及驳斥假定适用于他们行为的任何规则。因此,在方法论上要求我们做每一件事情时必须要制定所要达到的目的,而对于实际工作中的每一步则要实事求是地遵循事物发展的基本规律,只有这样才能最终取得成功。
4.4复杂演化管理
逻辑思维是从事科学研究的强大思维武器,科学研究中所揭示的规律性是通过严密的逻辑推理来保证其正确性的。当然,知觉、灵感等非逻辑思维也是很重要的,它往往能导致科学研究的重大突破。在研究科学问题的过程中,往往会陷入混沌迷蒙的境地。根据混沌现象的长期不可预测性和遍历性,我们将无法通过逻辑思维一步步地走出混沌。因此,这时就应该不拘泥于传统理论,而要大胆地猜测、冒险和创新,进行直接的下意识思维,然后再把中间过程联系起来进行逻辑思维来判断这种猜测的正确与否。所以说,逻辑思维是很重要的,知觉、灵感等非逻辑思维也是不可缺少的。
复杂性理论不是系统的,而是整体观的方法,它所强调的不是稳定性而是重视创造性与变革,追求的是“成为学习型组织”。当创新思维被非逻辑思维推向远离平衡态的时候,自组织过程会自然而然发生,它们可以产生更多的变异体并且对周围环境进行更加灵活反应。
参考文献
1AliOkasaoglu,TayfunAkgul.ChaoticMaskingSchemewithaLinearInverseSystem[J].PhysicalReviewLetters,1997(4)
2H-JStockmann,QuantumChaos:AnIntroduction[M].北京:世界图书出版公司,2003
3迈克尔·C·杰克逊著.高飞,李萌译.系统思考——适于管理者的创造性整体论[M].北京:中国人民大学出版社,2005
4黄润生,黄浩.混沌及其应用[M].武汉:武汉大学出版社,2005
5王兴元.复杂非线性系统中的混沌[M].北京:电子工业出版社,2003
6周守仁.复杂性研究与混沌控制及其哲学阐析[M].成都:四川教育出版社,2001
7弗朗索瓦·吕尔萨著.马金章译.混沌[M].北京:科学出版社,2005
科学技术论文范文篇9
中国年年修水利,为什么年年闹水灾,水利是怎么修的?
社会已快进入21世纪了,防洪抢险怎么还那么落后,看不到现代化技术的影子?
所以我想就这两个问题谈些意见。
社会愈发展,对灾害愈脆弱
许多人会天真地认为,随着社会的发展,科学技术的进步,国力的增强,防灾救灾的能力会逐步提高,各种自然灾害所造成的损失会逐年减少,乃至彻底杜绝各种灾害所造成的损失。实际上,这可能只是一种美好的心愿。事实证明,社会愈发展,相对于自然灾害愈脆弱。其原因在于:
诱发自然灾害的因素具有极大的能量。人类在可以预见的期间内还不可能具备足以与其抗衡的技术和能量。据测算,最大地震的能量相当于2000颗投在广岛的原子弹,最大级火山爆发的能量又是地震能量的10~100倍,而一次台风可带来1000亿立方米的降雨。因此在遭遇大型自然灾害时人类还很难完全控制和防御它。由此而得出的结论是人类必须树立与自然灾害长期共存的思想,到任何时候自然灾害都不可能完全杜绝。换句话说,自然灾害将伴随人类社会的始终,人类应当作的不是企望消灭自然灾害,而是学会如何适应自然灾害,在我们力所能及的条件下,把自然灾害所造成的损失控制在最小范围内。
自然灾害损失将随社会发展同步增长。随着社会经济的发展,人口与资产向洪泛区集中的趋势将有所加强。我国约有1/3的耕地、1/2的人口、2/3的资产位于受洪涝灾害威胁的洪泛区内。一般而言,在沿河两岸平原地区,土地资源及水资源较丰富,交通便利,历史文化悠久,因而人口和资产的密度都远大于山区、丘陵区和干旱及半干旱地区。同时这些地区又多是洪涝灾害多发的洪泛区域。总体来说,沿河两岸地区经济发展快,逐渐形成沿江沿河经济带。城市密集,人口与资产增长迅速。而且老的城区及居民集中区大多首先选择相对安全的地域,而新的开发区、城镇新区则只能向相对风险较大的区域拓展,如低洼易涝地区,泥石流容易发生的沟口地区等,没有更多的选择余地。而且这些地区土地便宜,也诱使一些不了解灾害风险的人前往开发。总之,洪泛区特别是高风险地域内人口及资产的迅速增加,社会总体财富的增加,在发生同样洪水的条件下,所造成的财产损失逐年增加是必然趋势。日本从1973年至1973年的10年间,由台风所造成的经济损失增加了一倍。我国90年代初每年由洪涝灾害所造成的经济损失约800亿元左右,近几年都在2000亿元左右。
社会的发展将导致致灾因子增强。社会经济的发展常表现为城市化,即城镇面积增加。相对洪涝灾害而言,城市化将使原有的农田变为住宅区或道路,其结果是城区周围透水地面减少,不透水地面增加。因而在相同降雨条件下雨水向地下的渗透量减少,在地面上流动的水量增加,使城区洪涝灾害致灾因子增强。这主要体现在两个方面,一是地表径流加大,洪水增加,灾情加重;另一方面由于地下水补充减少,使城区地下水位下降,加上超采地下水,引起地面沉降,则更容易产生内涝。
城市现代化使其总体承灾能力降低。越是现代化城市相对于自然灾害越脆弱,这并不是耸人听闻之言。现代化城市人口及财产密度大,地下设施多,立体交叉道路多。而且电、水、煤气、通讯、交通、信息产业发达,而且各自形成网络,这些网络构成了城市的生命线系统,如人体的血液、呼吸、神经系统一样。城市依赖生命线系统维持正常运行,任何一个系统出现故障都可能导致城市某种程度的瘫痪,造成较大的经济损失。而且一个系统出现故障还可以诱发其它系统的故障。例如,一个变电站被洪水淹没可能导致供电系统故障,由此又可导致供水、通讯、交通、信息等系统不能正常工作。1982年日本长崎大水导致交通全部瘫痪,仅汽车就被冲入大海2万余辆,其原因是这些汽车都是所谓新式“全自动汽车”,门窗也全靠电动开闭,突然遭遇洪水使电路集中的底盘被淹,结果电路失灵,门窗无法开启,汽车便如船一样漂如大海,车毁人亡。美国1993年密西西比河发生大水,使信息网络被破坏,完全依赖于计算机管理的厂矿企业及管理部门陷于瘫痪,仅此损失数亿美元。生活生产的现代化,使社会更依赖于各式各样的网络,而一旦这些网络失灵,人们将会手足无措。
当然,上面我所列举的各种观点只反映了现代社会随经济发展而因自然灾害所产生的经济损失会不断增加的一个方面;另一方面随现代科学技术的进步,社会总体抗灾能力也会不断提高。如自然灾害的预测、预警技术,先进的灾害信息传达技术,现代化的交通、运输工具,住宅及工程建筑物标准的不断提高,都可能使因灾害造成的伤亡人数大为减少。因此在发达国家发生非突发性自然灾害时,其伤亡人数都在数十人范围内。有的国家提出:“即使发生大洪水,也不死一人”的目标,看来也是可以实现的。我国历史上多次发生死亡百万、数十万人的大水灾,但随现代化技术的进步,一般每年因洪水死亡人数已降至2000人左右。
综上所述,面对现实,我们无法防止自然灾害的发生,但是可以通过我们最大限度的努力,使自然灾害所造成的经济损失最大限度地减少,特别要把减少灾害伤亡人数作为防灾减灾的首要目标。为实现这一目标,一般可以采用两种措施,即工程措施与非工程措施。工程措施即通过修建各种防灾工程设施提高全社会生产生活环境的安全度,减少灾害风险。非工程措施即通过各种行政、技术管理手段,制约社会的不当行为,建立与自然灾害特点相适应的生产生活方式,以减少灾害发生时可能产生的损失。工程措施是对自然环境的改善,非工程措施是改善人与自然的关系,两者的目标都是最终减少自然灾害所造成的损失。
新兴科技成果,逐渐溶入古老的防洪技术
防洪技术是一门非常古老的技术,“兵来将挡,水来土掩”筑堤防洪已成定论。因此在长达数千年的中国防洪史中,筑堤技术、堤防抢险技术已成为我国防洪技术的主流,特别是围绕筑堤技术逐渐成为遥堤、缕堤、格堤、月堤、减水坝组成的堤防系统,以及与之相适应的提防守护、岁修制度也十分完善,流传至今。但总体而言,至解放前夕,我国的大江大河都未能形成十分完整的防洪工程体系,防洪标准非常低,难以抵挡较大洪水,因此三年两灾,洪涝灾情十分严重。洪水常漫及数省,因灾死亡人数常达数十万人,1939年海河水系大水造成100万人死亡。
解放后,由于国家的统一和经济实力的不断增强,水利事业才取得迅速的发展,设立了七大流域管理机构,实施流域的统一规划和治理。在五十年的时间内建设15米高以上大坝8400余座,修筑和加固江河堤防25万公里,基本形成了完整的防洪工程体系。历来以害海闻名的黄河安然无恙,全国各大江河基本能控制一般洪水,而且防洪标准在不断提高。但由于水利工程建设的特点,如投资大,三峡大坝建设需1500亿,一般在大江大河上筑坝投资总在数百亿;工程量大,长江的堤防建设在解放后动用土方达10亿立方米,每公里堤防加高1米,常需增加土方2~3万立方米。因此,构筑堤、坝等防洪工程体系必须以就地取材、以土石为主,难以大量采用新材料。即使如此,也需要每年数百亿元投资。由于十年动乱等原因,在相当长一段时间内水利工程建设投入严重不足,欠债太多,防洪标准比其它国家低很多,出现了经济快速发展及防洪标准偏低的严重矛盾,也是近年来水灾损失不断增加的主要原因。但是,不能对此操之过急,也不能指望在很短时间内就形成我国高标准的防洪工程体系。要根据我国的经济实力,不断增加对水利的投入,并且要保持逐年稳定的投入,使大江大河的防洪标准逐渐提高。并且利用现代科学技术中的新成果,使其不断溶入我国古老的防洪技术,创造出适合我国国情的现代防洪技术。目前在我国防洪工程中已逐渐广泛应用的新兴技术包括:
(一)现代通讯技术
在防洪抢险中,洪水预报、水情及灾情的迅速传达是十分重要的环节。直到八十年代,大部分防洪信息还要靠电话、电报、对讲机来传达。通讯速度慢、可靠性差,服务范围小,一遇汛期恶劣天气,常造成通讯中断。1975年8月河南板桥及石漫滩水库出现险情时,由于电话中断,不能及时向下游传达,发生溃堤后造成8.4万人死亡的惨剧。但随着现代通讯技术的进步,光缆通讯、微波通讯、卫星通讯、移动通讯、流星追踪通讯等广泛在防洪中应用,保证了信息的及时传递。
(二)水情预报技术。
要准确预报水情,必须正确预报降雨。对降雨预报分为长期、中期、短期预报、实时预报。长期预报是跨年度预报,中期预报是跨月预报,短期预报一般是指近1~3天内的预报,实时预报是近1~2小时内的预报。目前全世界都还没有解决长期预报问题,中期预报的可靠性也很差,短期预报的精度不断提高,实时预报已有较好的精度。但是随着雷达测雨、卫星云图、全球气象数值模型等新技术的应用,降雨预报的预见期逐渐加长,精度不断提高。对1998年洪水的预报应当说是十分成功的。在5~6月份气象和水利部门就发表了在长江流域可能发生1954年型大水的预报,防汛部门召开了全国防汛工作会议进行了紧急部署。由于在人力物力上有了充分的准备,保证了98全民防洪斗争的胜利。
雷达测雨在欧美及日本已广泛应用,它可以精确地预报数小时后流域内降雨强度、分布、移动方向及移动速度等,是实时降雨预报的有力工具。
利用卫星云图通过对云层厚度、温度等方面的分析,辅以其它气象因素的判断,可以较好地进行短期降雨预报。
利用全球气象数值模型,对全球水、汽输移进行计算模拟,可以进行全球气象形势分析,再与历史上类似年份的气象形势对比分析,可以进行中、长期降水预报。
在雨情预报的基础上,由于现代计算机技术的迅速发展,河道洪水演进,即洪水预报以及洪水灾情预报技术都有很大提高。流域产汇流模型、水文学预报模型、水力学预报模型、人工神经网络预报模型等都在不断完善。针对黄河含砂量高,河床冲淤变化激烈的水沙预报模型也投入使用。江河洪水预报技术将日臻完善。
(三)信息管理技术。
在防洪决策过程中,将会涉及大量水文、气象、工程、社会经济等方面的信息。目前已初步形成了与国家防汛抗旱总指挥部办公室联网的信息管理系统,由水利部信息中心负责信息管理。
在信息管理中还广泛地应用了地理信息系统、卫星定位系统、多媒体等新技术。在北京可以及时获得全国各地的水情、灾情及有关的各类信息。
(四)遥感监测技术
在洪水发生时,对洪水的举动、灾情等实行大范围的监测是十分必要的。而利用卫星遥感、机载遥感对灾情进行实时监测已取得十分重要成果,已实现在多云天气、夜间的成功监测。监测的画面可从现场直接向北京传送。不仅可准确判断淹没范围,还可以判断淹没水深,以及淹没农田的减产幅度等,水利部遥感中心已成功地对辽河、淮河、长江洪水进行了有效的监测。与地理信息系统相结合,还可以通过遥感技术准确地判断洪水灾害所造成的经济损失及受灾人口等。
(五)防洪决策技术
集通讯、信息管理、洪水预报、灾害监测、洪水优化调度等新兴技术为一体的防洪决策支持系统已在各大流域内逐渐形成。黄河、长江、淮河等都已初具规模,目前国家防洪抗旱总指挥部正集中全国专家在制定全国防洪决策指挥系统的实施方案。防洪科学决策已指日可待。
(六)推广洪涝灾害风险图。
利用数值模拟技术可以准确地预见各江河遭遇超标准洪水或工程失事情况下可能发生的洪涝灾害,包括可能发生的淹没范围、水深、持续时间、洪水流速等。据此可推断各地域遭遇洪涝灾害的危险程度。以此为依据,可制定各地的土地开发利用规划、确定防洪标准、洪水保险收费标准、堤防保护范围等,对洪涝灾害实行有效的风险管理。除上述在管理方面的软科学技术进步之外,在防洪工程建设技术中也取得了较为明显的进步。
(一)筑坝技术
已初步实现了机械化实行和科学管理。在混凝土重力坝建设中目前成功的发展了混凝土碾压筑坝技术,加快了施工进度,节省了投资。在土石坝方面成功地应用了面板堆石坝技术和无纺布防渗土坝施工技术,都达到了国际先进水平。
在建设超200米高大坝时,溢洪道下游的消能防冲技术我国已领先于世界水平。近年来在我国广泛应用的宽尾墩消能为代表的收缩式消能工以及掺气减蚀等技术属我国首例。
(二)堤坝防渗技术
科学技术论文范文篇10
主题词科学技术创新复杂性系统整体思维
科学技术创新是复杂的非线性系统,而复杂性来自混沌与秩序的边缘。在圣塔菲研究所成立的时候,原来“混沌理论”一词已被宏大的“复杂性理论”所取代了。混沌理论对其范围有严格限制,仅限于对自然界系统的非线性动态行为的数学研究。相反,复杂性理论则被认为可以用于复杂自然系统和社会系统中随时间变化的行为层面。社会系统并不仅仅是由它们的组成部分之间相互作用的固定规律所限定的“复杂适应性系统”(complexadaptivesystems)。相反,它们是可能随时间演化而改变其自身发展规律的“复杂演化系统”(complexevolvingsystems)。
科学技术系统创新运动是一个貌似无规则运动的有序性演化过程,具有典型的复杂系统特征。第一,多因素性。技术本身是各因素非线性相互作用的结果,技术不等于各因素简单相加。各技术要素在技术系统中也不再是原来的因素,因素自身在技术系统动力下也发生了相变,或者说,技术性因素、实体性因素与知识性因素都具有了技术所拥有的整体性。技术因素的作用方式要受技术系统运行模式和运行状态的制约。第二,多层次性。尽管技术的各因素受技术系统动力的作用发生了相变,但技术本身却生成了一种稳定模式。技术的稳定模式是由技术本身决定的,是由科学的技术应用与技术理论的层次性决定的。科学技术系统内有稳定的周期解,周期解内还有混沌区,这种结构无穷次重复着,具有各态历程和层次分明的特征,即存在有界性。第三,多变性。复杂非线性科学技术的创新过程本质就是经历混沌走向有序,因此具有混沌伸长和折叠的特性,这是形成敏感依赖于初始条件的主要机制。伸长是指系统内部局部不稳定所引起的点之间距离的扩大;折叠是指系统整体稳定所形成的点之间距离的限制。经过多次的伸长和折叠,轨道被搅乱了,形成了新对称结构或混沌。
由于科学技术创新系统具有典型的复杂非线性系统特征,因此,可对其运用复杂性理论进行管理。
1转变思考方式
牛顿力学是近代科学的典范,是近代科学建立的基础,牛顿力学是典型的决定性理论,是可测量和可预测的。20世纪初物理学的两次重大变革所创立的相对论和量子力学,分别排除了牛顿的绝对时空观和测量过程的完全可控性。混沌理论的诞生打破了拉普拉斯决定论,被视为20世纪继相对论和量子力学的第三次革命。混沌理论认为,非线性系统运动具有无穷大周期且始终限于有限区域、轨道永不重复的、性态复杂的运动,不可能无限精确和无限长时间地测量和计算连续变量。混沌理论解决了困扰牛顿(Newton)力学的三体问题,创立了研究n维相空间的不确定解的理论,混沌理论使人们认识到非线性系统演化既是决定论的又是随机论的。决定论的可预测性,只适用于那些宏观的缓慢的周期或准周期的稳定运动,然而,这样的运动实在是太少了。
科学技术创新复杂系统倡导最重要的事情是改变固有的思考方式,放弃机械论和宿命论,学会欣赏并应付联系、物力论(Dynamism)和不可预测性。因为科学技术创新过程是多因素复杂非线性相互作用的结果,所以对确实存在的运行模式(即现实存在)进行领会,即正视多元化存在,并对不可预测的事件进行反应。为了使科学技术创新过程自我发展为“复杂演化系统”,有必要对学习、多样性和影子系统(Shadowsystem)观点的多元化进行鼓励。
2并不是对每件事都需要进行控制
科学技术对客观事物既进行决定论描述又进行概率统计论描述,这两种描述方法已经共存了几百年。决定论认为,任何一个力学系统只要知道现在的行为就可预测系统的未来行为。概率统计论认为,受许多偶然因素的影响,系统的未来状态并不完全确定,需要用概率统计方法来描述。
KAM定理很好地解决了决定论和概率论这对貌似矛盾的问题。KAM定理指出,保守系统有可积和不可积之分,可积系统的运动是规则的,遵循决定性规律,不可积系统表现出随机性,成为统计物理学的基础。对不可积系统,KAM环面包围着随机层,当不可积系统的自由度少和扰动不大时,KAM环面包围的随机层测度极小而可忽略不计,统计物理学就不适用了,而应该应用牛顿定律。当不可积系统的自由度和扰动很大时,根据“阿诺德扩散”,KAM环面逐渐减少而随机层迅速扩大,系统只具有极少数的规则运动,规则运动变为次要的,系统出现了大量的混沌运动,这时才能用统计物理学来研究该系统。
科学技术创新过程是一个近可积哈密顿系统,随机成分有限,导致不可积性的扰动项很小。在科学技术创新知识系统处于混沌性态时,确定论和概率论随机交替作用,但确定论占据主流位置,基本能朝向希望的途径发展。随机成分确实存在但有限,因此,在复杂的非线性技术创新过程中,不可能对每件事都进行控制。应该相信混沌性态是貌似不规则的有序,科学技术复杂演化系统不仅反作用于环境,还会反作用于自身,随着时间的发展,科学技术总会不断出现新的有序状态。
3与环境共同演化
复杂性理论借鉴湍流研究思路和方法,认为科学技术创新系统同时存在混沌子空间和对称子空间,两种性态此消彼长,不断和外界环境互动而发生转换。在湍流中规则运动包含有小尺度的混沌运动,在混沌运动中又包含着更小尺度的规则运动。这说明,科学技术创新系统是与外界环境紧密联系,并不断互动发展的耗散系统。
科学技术创新系统与环境相互影响、共同演化,这就需要时刻准备好对环境进行反应,凭直觉领会那些驱动科学技术创新变迁的环境模式,根据需要进行适应,而且随时准备抓住各种出现的机遇。科学技术创新系统的三种性态,稳定区域(墨守陈规)、不稳定区域(瓦解崩溃)和混沌边缘(变革栖息地)中,混沌边缘最适宜与环境共同演化。
在混沌边缘,在一种“有限不稳定状态”下,正统系统(主流文化、结构权力等级体制)和影子系统(蕴藏矛盾、变化潜力的非正式组织)能维持一种具有创造性的张力。正统系统可以提供清楚的指导,对适当的结构和程序进行授权,以及抑制人员中的不安情绪。同时,影子系统可以激发观点的多样性,并且削弱正统系统的力量迫使它进行不断变革。这样,组织行为表征为耗散结构,组织在不断变化的现实面前能以新的方式执行基本任务或者追求崭新的基本任务,组织的创造性和创新方面的潜能都展现了出来。
4整体思考
技术创新系统的复杂非线性要求寻找整体模式来思考问题,并用整体的方式来控制创新过程,而不是试图控制每一个细节。整体思考是探索那些在不利的模式下能够产生最大影响的微小变化,并施加微扰改变系统运行轨道,避免蝴蝶效应。
4.1建立连接
在经典物理学中,时间是可逆的,事物的发展不存在演化;空间是平滑的、线性的;时间和空间不相关联,各自独立存在。复杂性理论认为,由于非线性的作用,时间的变化是单向的、不可逆的,既可以实现从有序到无序的变化,也可以通过自组织实现从无序到有序的演化;空间也不是平滑的,不仅存在整数维也存在分数维,整数维是分数维的近似和抽象。此外,通过考察系统中某一物理量随时间的变化序列,可以重构相空间,得出奇怪吸引子的维数。这表明复杂性空间的形成也反映了事物发展在时间上的积累。因此,在复杂非线性系统运动中,时间和空间是相互关联的,应该将时间和空间看成一个统一体,系统地把握事物发展过程中时间和空间的关系。
科学技术创新过程从本质上来说是一个时空整体性的,任何因素在时间维度或者空间维度的变异都可能影响到其他因素的正常功能,进而影响整个进程。而整个系统的各个组成部分在复杂系统的动力机制下,似乎只能通过彼此之间以及与整体的关联来得到了解。因此,科学技术创新过程关注的焦点应该是各种因素的时空关联,正是时空关联的模式决定了一个系统的表现。整个系统处于密切关联之中,并与他们的环境不断进行交换,与之共同演化。
4.2适应复杂性
混沌理论是关于非线性的科学,它认为世界的本质是非线性的,线性只是非线性的特例。经典物理学的线性观,导致了事物发展的简单性、确定性和还原性。复杂理论的非线性观,是线性与非线性、简单性与复杂性、确定性与随机性、局部与整体的辩证统一,它们之间是可以互相转化、对立而统一的,前者是事物发展的暂态,后者是事物发展的更基本的更普遍的本质特征。因此,研究问题时应把握事物发展的本质特点,具体问题具体分析。在研究复杂性现象时,用复杂性方法来处理将会显得简洁而有效,反之,采用简单性的方法来研究将会显得繁杂而无效并且得不到事物发展的本质特点。例如,奇怪吸引子是很复杂的,它可以采用自相似和分数维来简单表示,但如果采用探究轨道的简单方法来研究将是得不到一条确定轨迹的。同样,在研究简单性事物时,如果采用复杂性的方法来研究也将是无效的。
将多元高阶方程化简以便求解,即将复杂现象简单化是我们的思维定势。然而在科学技术创新过程中,过于关注细节往往不能产生创新成果,在创造性思考时,复杂性思维是必要的。虽然复杂性思维可能不符合常规,甚至会引来混乱和困惑,那是不可避免的,甚至是受欢迎的。很多创新团队刻意追求工作环境、工作方式的不可思议,目的是激发人的创造性,而不是被惯常的生活习惯所泯灭。最好的想法不总是来自高层,而且组织内的人都想事业有成,控制只是一种幻想,如果给予适当的扶持,每个人都有可能做作出一番自己的事业。
4.3让过程成为进行时
物理学中的经典力学、相对论和量子力学,它们所揭示的是关于简单性事物的基本规律,事物的发展是线性的、可逆的,必然也是前因后果的。而关于非线性现象的复杂理论,由于存在奇怪吸引子,事物的发展结果必然会导入吸引子,呈现出目的性。由于生物学、社会学等是关于复杂性现象的科学,因而也就是目的性的科学。事物发展的因果性是基本的、暂态的,而事物发展的目的性是事物的最终结果,两者是不可分离的。事物发展的目的性要通过事物发展的因果性来保证,而事物的因果发展必将会导致一定的目的性。
物理系统,如天气预报是由有限的确定性定律来支配的,有可能观察到奇怪吸引子是怎样产生的。然而,科学技术创新是人类一项复杂的创造过程,受到无穷多个因素及大量随机因素的影响,奇怪吸引子似乎说明不了什么。由于人类表现出来的自我意识和自由意志,科学技术创新的行为不可能用相同的方式进行解释。人类可以思考和学习,根据自身目的进行行动,而且能够反对及驳斥假定适用于他们行为的任何规则。因此,在方法论上要求我们做每一件事情时必须要制定所要达到的目的,而对于实际工作中的每一步则要实事求是地遵循事物发展的基本规律,只有这样才能最终取得成功。
4.4复杂演化管理
逻辑思维是从事科学研究的强大思维武器,科学研究中所揭示的规律性是通过严密的逻辑推理来保证其正确性的。当然,知觉、灵感等非逻辑思维也是很重要的,它往往能导致科学研究的重大突破。在研究科学问题的过程中,往往会陷入混沌迷蒙的境地。根据混沌现象的长期不可预测性和遍历性,我们将无法通过逻辑思维一步步地走出混沌。因此,这时就应该不拘泥于传统理论,而要大胆地猜测、冒险和创新,进行直接的下意识思维,然后再把中间过程联系起来进行逻辑思维来判断这种猜测的正确与否。所以说,逻辑思维是很重要的,知觉、灵感等非逻辑思维也是不可缺少的。
复杂性理论不是系统的,而是整体观的方法,它所强调的不是稳定性而是重视创造性与变革,追求的是“成为学习型组织”。当创新思维被非逻辑思维推向远离平衡态的时候,自组织过程会自然而然发生,它们可以产生更多的变异体并且对周围环境进行更加灵活反应。
参考文献
1AliOkasaoglu,TayfunAkgul.ChaoticMaskingSchemewithaLinearInverseSystem[J].PhysicalReviewLetters,1997(4)
2H-JStockmann,QuantumChaos:AnIntroduction[M].北京:世界图书出版公司,2003
3迈克尔·C·杰克逊著.高飞,李萌译.系统思考——适于管理者的创造性整体论[M].北京:中国人民大学出版社,2005
4黄润生,黄浩.混沌及其应用[M].武汉:武汉大学出版社,2005
5王兴元.复杂非线性系统中的混沌[M].北京:电子工业出版社,2003
6周守仁.复杂性研究与混沌控制及其哲学阐析[M].成都:四川教育出版社,2001
7弗朗索瓦·吕尔萨著.马金章译.混沌[M].北京:科学出版社,2005
科学技术论文范文
时间:2023-04-06 19:19:36 阅读:0
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