生物多样性科学前沿
第17卷第6期生 态 学 报Vo l.17,N o.6 1997年11月 A CT A ECO LO G ICA SIN ICA N ov., 1997
生物多样性科学前沿*
陈灵芝 钱迎倩
(中国科学院植物研究所,北京,100093)
摘要 由国际生物科学联盟(IU BS)在1991年首先提出,至今已由其它5个重要国际组织或项目(S COPE,
UNES CO,IC SU,IGBP-GCT E及IUM S)共同主持的DIVERS ITAS是迄今生物多样性科学研究唯一的国际
性项目。1996年7月,科学指导委员会草拟了本阶段新的操作计划,并于同年8月在IUBS执行委员会上讨论。
操作计划详述了10个组成方面的内容,其中5个为核心组成部分,其它5个为特别目标研究领域(ST ARs)。“生
物多样性对生态系统功能的作用”是最核心的组成方面,也是1991年提出的唯一的研究内容。生物多样性的
保护,恢复和持续利用既是重要的研究内容又是研究所要达到的最后目的。特别目标研究领域包括了土壤和
沉积物、海洋、淡水和微生物生物多样性等重要而过去未引起足够重视的领域。
DIVERSIT AS的研究内容与《生物多样性公约》中的有关条款十分吻合,说明科学研究就是为履行《公约》服务的。明确研究的指导思想,按中国国情选择好有代表性的优先地区以及开展国际合作,逐步与国际接
轨是下一步开展生物多样性研究应考虑到的几个方面。
关键词:DIVERSIT AS,生物多样性,生态系统功能,《生物多样性公约》,优先地区。
FRONTIERS IN BIODIVERSITY SCIENCE
Chen Lingzhi Qian Yingqian
(I nstitute of B otany,Chinese A cad emy o f S cience,B eij ing,100093,China)
Abstract DIVERSIT AS is the o nly inter national prog ramme of biodiv ersity science to date,w hich w as derived from the biodiv ersity pr ogram me of the Internatio nal U nio n o f Bi-olog ical Science(IU BS)in1991.Curr ently,the par tners co-sponsoring DIVERSITA S are IUBS,the Scientific Co mmittee on Pr oblem s o f the Env ir onm ent(SCOPE),the United Na-tio ns Educational,Scientific and Cultural Organization(U NESCO),the International Union of Microbio log ical So cieties(IU M S),the International Council o f Scientific Unions(ICSU), and the Inter national Geosphere-Bio sphere Prog ramm e thr ough its core pro ject o n Global Change and Terrestr ial Ecosystems(IGBP/GCT E).An o peratio nal plan has been pr epared by the Scientific Steering Co mmittes of DIVERSIT AS in July1966,and w as discussed on the Ex ecuitive Co um mittee of the IUBS in Aug ust,1996.T he detailed contents o f ten Pro-gram me Elements w er e described on the operational plan.Five of these ar e the core Pro-gram me Elements w hich represent the centr al parts of the DIVERSIT AS r esearch effor t. Inform ation on the or ig ins,m aintenance and change of biodiversity,on sy stematics,inven-
*国家“八五”重大基础研究项目“中国生物多样性保护生态学基础研究(PD85-31)”的一部分。
收稿日期:1997-02-25。
to rying and classification,and the monito ring o f biodiver sity contribute to the under stand-ing o f ecosy stem functio ning and its interaction w ith biodiversity ,w hich in its turn is basic fo r supporting the conservation,resto ration and sustainable use of biodiv ersity.T he other fiv e Special T ar get Ar eas of Research (STARs)are soil and sediment bio diversity ,mar ine bio diversity ,m icrobial biodiversity ,freshwater biodiversity and the human dimensions of bio diversity ,w hich are basically cro ss -cutting them es am ong the core Prog ramm e Elements and focus on problem s of special concern within biodiversity science,but o ften neglected or receive only limited attention.
The flexibility o f the DIV ERSIT AS Pro gramm e ,the scientific infor matio n provided by its Elements,as w ell as the international nuture o f the DIVERSIT AS agenda,all co ntribute to the prog rammatic needs of the parties to Convention on Biological Diversity as stated in its A rticles .T hree aspects have to be co nsidered for biodiversity studies in nex t five years plans.they are the correct g uiding ideolog y,selecting the pr io rity areas w ith representative according to the state of our countr y and joining to internatio nal progr am mes,such as Species 2000.
Key words : DIVERSITAS ,bio diversity ,ecosystem functio ning ,convention on bio logical diversity ,pr io rity areas .
世界人口无节制地增长、工业化进程不断地加速、人类消费水平无约束地提高,带来了森林大量砍伐、生物多样性急剧减少、大气CO 2浓度不断提高、不少发展中国家粮食短缺等等各种各样的恶果。因此,生物多样性保护、全球变化以及可持续发展已成为国际关注的3个热点。这3个问题的研究又相互联系、相互交叉,例如农业问题,就与3个方面都有密切的相关。此外,这3个问题也为各种不同的国际组织共同关心,列为这些组织的研究前沿或共同支持的项目或课题。
生物多样性的保护及持续利用问题自从1992年联合国环境与发展大会上《生物多样性公约》签署后,已引起世界各国政府及各界人士的重视。涉及生物多样性的科学研究,历史上有些部分从不同的角度已长期分别地在进行着,有的已有很长的历史,例如其中一个组成部分——系统学的研究已有200年左右的历史。但是从来没有像今天这样把生物多样性作为一门科学全面地加以考虑并进行研究。国际上一些知名的研究机构或学术团体都分别在某些领域内开展了工作,例如美国Smithsonian 研究院在生物多样性的测定和监测方面已进行了一定的研究,并且和人与生物圈(M AB)合作在这方面每年举办国际性的培训班;又如由美国植物分类学家学会、系统生物学学会等组织在1994年为加强系统学的研究提出了系统学议程2000(Sy stematics A genda 2000)等等。但都不如国际生物科学联盟(I U BS )等组织把生物多样性研究的各个方面系统地加以组织,取名DIV ERSIT A S,并推动国际性的合作。
1 DIVERSITAS 发展的两个阶段
IU BS 对生物多样性问题早就予以重视,并在1991年第24次全体会议上提出了“生物多样性的生态系统功能”研究项目,这是在生物多样性研究上的核心问题。到1992年时,研究内容扩大到研究生物多样性的起源、组成、功能、保持和保护。研究的角度是从遗传到生态系统水平的地球上所有生活的生物体。研究主题发展为4个:即“生物多样性的生态系统功能”;“生物多样性的起源和保持”;“生物多样性的编目和监测”;以及“家养种的野生近缘种的生物多样性”。同年,环境问题科学委员会(SCO PE)和联合国教科文组织(U N ESCO )等两个国际组织参加了进来,把此项目正式定名为DI VER SI T A S 。国际微生物科学联盟(I-
U M S )在1994年也参加到这个项目中去。
以上就是D IV ERSIT A S 发展的第一阶段。在第一阶段,DIV ERSIT AS 逐步成为政府间和非政府组织共同的合作伙伴。其目的是要明确生物多样566 生 态 学 报17卷
性关键的、前沿的科学问题;促进、加速和催化生物多样性起源、组成、功能、保持和保护等方面的科学研究;为各方面提供生物多样性的状况与地球上生物资源利用的可持续的正确的信息和预测模型。
1995年D IV ERSIT A S 项目在上述4个国际组织的基础上又增加了两个新的成员,即国际科学联盟委员会(I CSU )和国际地圈生物圈计划全球变化和陆生生态系统(IG BP /G CT E )。研究主题由4个扩大到9个组成方面,并用图解分为主要项目及交叉项目两个部分来表示[1,2]。主要项目也就是生物多样性研究的关键领域由5个方面组成,即:1)起源、保持和丧失;2)生态系统功能;3)编目、分类和相互关系;4)评估与监测;
5)保护、恢复与持续利用。另一部分称为交叉项目,是根据问题的重要性和迫切需要而列出的,有下列4个方面,即:6)人类的影响范围(human dimensions );7)土壤和沉积物的生物多样性;8)海洋生物多样性;9)微生物多样性。这样的安排是不断完善、深入发展得出的。按IU BS 的提法,DIV ERSIT AS 已进入到下一个时期,或称为第二个阶段。至于上述9个方面研究目的及具体说明请参见钱迎倩、马克平[1]的报道,这里不再赘述。
为了完善第二个阶段的项目,1996-04-22日草拟了一个“操作计划”草案,提供1996-07在英国伦敦皇家植物园召开的第一届科学指导委员会全体会议以及1996-08-23～1996-08-24在匈牙利布达佩斯举行的I-U BS 执行委员会上讨论。这次提出的草案有两个重大的发展,首先是对1995年时提出的9个方面有了新的提法,更重要的是对前面5个方面不是平列地提出,而是用图表说明了其中的相互关系(见图1);其次是对9个方面作了更为详细的叙述,各个方面间的相互联系以及其它有关国际组织对这些方面的考虑也作了说明。再一点是在草案文本上已提出了第10个方面,即淡水生物多样性,但当时尚未展开。
“操作计划”草案把9个方面分为两个部分的新提法是核心组分(co re elements)以及特殊目标研究领域(special targ et ar eas of r esearch )简称ST A Rs ,9
个方面的提法也稍有变化。
图1 “操作计划”草案中DIVERSIT AS 9个组成方面关系的草图Fig.1 T he relationship betw een 9programme elem ents of DIVERS IT AS in the draft of “operational plan ” 从图1可以理解为在5个核心组分中最后一个方
面“生物多样性的保护、恢复和持续利用”既是一个
研究方面,又是要想达到的最后目标。前面4个组分
是为这个研究方面或最后目标服务的。“生物多样性
对生态系统功能的作用”又是其中的中心环节,其重
要性也就显而易见了。“起源、保持和变化”,“系统
学:编目和分类”以及“监测”等3个组成方面用3个箭
头指向“生物多样性对生态系统功能的作用”的研
究,说明这3个方面是后者开展研究的基础,其中尤
其是处于中间位置的“系统学:编目和分类”,更是基
础的基础。系统学研究的重要性,近年来又再次为国
际社会所强调,提出“系统学议程2000”这一重要报
告。系统学与生物多样性之间的密切关系,王晨等已
有专门的介绍[3]。对4个ST A Rs,“操作计划”草案中
说明了它们是5个核心组分之间的重要交叉领域。对这些领域的知识,过去经常被忽视或者仅得到有限的
重视。由于其重要性,被专门提了出来。
经过最近这次I U BS 执委会讨论后,提出了1996年当前DIV ERSIT A S “操作计划”的最后文本[4]。在这个文本中DIV ERSIT AS 有10个组成方面,淡水生物多样性已被正式提了出来。对这10个研究方面的相互关系,在草案的基础上又作了最后的修订(见图2)。
这里值得一提的是图1与图2与1995年的图[5]上的提法有3个不同之处,第一,原来提法是“生物多样性的起源、保持和丧失”,而最后定稿时改为“生物多样性的起源、保持和变化”;第二,“生物多样性的生态系统功能”改为“生物多样性对生态系统功能的作用”;第三是增加了“淡水生物多样性”。因为“淡水生物多样性”是新提出的问题,有必要在这里作些补充说明。由于各种不同的生境,隔离的水体和极为丰富的动、植物区系,使淡水生物多样性的研究有其特殊的科学和保护意义。对很多国家来说,5676期陈灵芝等:生物多样性科学前沿
图2 生物多样性科学的一个国际项目 DIVERS ITAS 的10个组分其中1～5为核心组分,6～10是特殊目标的研究领域
Fig.2 T en programme elemen ts of DIVERS IT AS ——
aninternation al programme of biodivers ity s cience Core programme elements are number 1to 5,and s pe-cial target ar eas of res earch (ST ARs )are n umbered 6to 10
淡水生态系统的保护和管理是要解决的主要问题之
一。下列的原因已引起淡水生物多样性发生了很大的
变化,其中主要的有:出于各种不同的用途而过量的采
水,各种水体生境自然的改变,化学污染和富营养化,
过度捕捞鱼类及其它水产品,外来种的入侵以及包括
酸雨、气温上升和荒漠化在内的全球变化,造成湖泊内
环流和营养供给的变化。上述这些因素都在深刻地影
响着生态系统内的淡水生物多样性。要通过考察与在
各种实验基础上提出的结论相结合,最后得到淡水生
态系统功能的预测模型及其基本理论。
2 生物多样性对生态系统功能作用的几个问题
生态系统功能亦称生态系统过程或简称生态过
程。它是组成系统内生物体与外界环境相互作用的过
程,也是系统内部生物之间以及生物与栖息地生境之
间相互影响、相互作用的过程。生态系统内生物的种类、数量及其不同的生物学、生态学特征,必然对生态系统功能起到深刻的作用。生态系统多样性的保护、功能的正常运行,对人类生存与发展至关重要。生态系统内生物多样性为人类提供各种资源,为人类生存环境提供多种生态效益,因此生物多样性对生态系统功能的作用无疑是生物多样性保护的核心。但是它又必须与物种多样性和遗传多样性保护密切结合,才能解决生物多样性保护、恢复和持续利用的问题。
2.1 生态系统的主要功能
生态系统的功能在生态系统水平上主要是指CO 2吸收和丧失,能量的固定、分配与消耗、养分的获得、保持、归还和流失,水分的获得、分配和平衡,生产力和生物量等等。这些功能是组成生态系统的生物与外界环境条件相互影响、相互作用的结果。另一方面,在生态系统中的生物与非生物组分中的水分、能量、养分的数量及构件(co nfigur atio n ),称之谓生态系统格局(ecosy st em pat terns )。
生态系统功能还包括系统的内部功能,主要有物种之间的特有相互关系,如系统内各营养级之间生物捕食的与被捕食的关系,植物、动物与微生物之间的关系,以及生物之间的互惠共存关系等等。这些生物之间相互作用的过程也称之为群落过程(comm unit y pr ocesses)。这些物种在系统中的多度和空间分布称为群落格局(co mmunity pat terns );生态系统的动态也是重要功能之一,系统的动态在时间尺度上无论是长期的还是短期的,都是组成生物对过去和现在的各种压力的反应及其适应的结果。群落的演替及林窗动态是生态系统动态的组成部分,生态系统的抗性及可塑性(r esilence)是系统的重要功能,也是维持生态系统的动力。某些生态系统对生境变化或人为干扰具有较强的抵抗能力,或在生境改变后具有较强的可塑性或称恢复能力。这些均与系统的结构、组成系统的物种多样性及遗传多样性密切相关;由于生态系统是由大小,高低不同的生物所组成,在生物与外界环境的作用下,形成了系统内的小气候。而处于不同生态位的不同物种,对受小气候的作用及其反馈也有所不同。
2.2 物种在生态系统功能中的贡献
生态系统的功能是受生物多样性的影响,关于组成生态系统的物种对系统功能贡献大小是否相同的问题,不同学者各抒己见,从而在组成物种的功能作用上有如下几个假设:
2.2.1 关键种(key stone species)假设 P aine [5,6]在海洋生态系统中对捕食生物首次用了关键种的概念。关键种是指一些物种由于它们的多度和作用对维持生态系统的完整性和稳定性具有重要作用。关键种的丢失,可能导致生态系统发生重大变化,以至破坏。关键种假设已受到很多学者重视。他们对关键种进行了分类,主要有捕食动物关键种;草食动物关键种;病原体生物关键种;竞争生物关键种;互惠共生生物关键568 生 态 学 报17卷
种,其中还包括有资源生物、传播生物和授粉生物关键种;地下活动的生物如土豚(食蚁兽)、兔子、鼹鼠、白蚁以及形成小丘的蚂蚁,它们对某些生态系统的维持具有十分重要的作用,因此也存在着地下生物关键种;对维持各种生态过程有重要影响的关键种,是维持生态系统功能的关键[7]。关键种假设提出后,不少学者认为对生物多样性保护,首先要着重于关键种的保护。
2.2.2 冗余假设(r edundancy hypot hesis) 这假设是由Walker [8]和Law to n 和Br ow n [9]所提出的,也有人建议称为功能补偿假设(functional compensat ion hy po thesis)。这假设认为某些物种在生态功能上有相当程度的重叠,因此其中某一个种的丢失不会对生态功能发生影响。
2.2.3 铆钉假设(rivet hy po thesis ) 该假设认为每一个物种都好像飞机上的一个铆钉,任何一个物种丢失,同样都存在使群落或生态系统过程发生改变的概率。这一观点是认为系统中的每一物种具有同样重要的功能。随着发展,这一假设有所变化,认为某些物种可以假设为是飞机上重要部位的铆钉,它比其它物种具有重要的作用。确定重要部位铆钉的依据是某些物种的数量,它们所占据的位置及其对相邻物种的影响。这种观点或多或少相似于关键种假设。
这几种假设欲阐明生物多样性对生态系统功能的作用,必须研究不同物种在系统中的贡献、它们的数量及其变化对生态系统功能的作用。这些假设必须通过观察和实验手段加以论证。关于关键种问题不少学者已在进行实验。
2.3 物种多样性变化与生态系统功能的关系
要了解物种的入侵和灭绝对生态系统功能的作用,应从以下5个方面进行重点研究。
2.3.1 生态系统中物种的数量,也就是物种的丰富度 物种数量无疑会影响生态系统稳定性及其某些生态过程。我们现在还不知道在一个系统中应有多少物种数量才可以维持系统的相对稳定性;对于各类不同的生态系统过程,物种的数量与生态系统某一过程速率之间关系的形式是怎样的;在哪一个点上,这种关系可以达到饱和。因为这种关系达到饱和后,物种的增加或减少都可能会产生很大影响。这种现象在物种比较少的生态系统中可能会出现,特别是在岛屿上。
2.3.2 必须要测定物种的多度 在生态系统中物种的多度往往是不同的,有优势种、常见而数量不多的物种以及数量很少的物种,它们在生态系统中的贡献是不同的。多度最大的物种,在生物量、生产力、养分和水分循环中占有重要比重。可以预见,系统中优势种的灭绝比多度少的稀有物种的丢失对生态系统的某些过程会产生更大的影响。
2.3.3 对每一个物种功能的探讨也是重要的方面 有一些物种和另外一些物种具有相似的功能,这些属于相似的物种可归属于同一功能群,在功能群中有的物种的消失对生态系统功能的影响较小。关于功能群的研究已受到重视。在生态系统中生产者、消费者和分解者3个主要组分中都可划分出不同的功能群,如根据植物生活型、生活史策略、叶子的结构、根系的深度、共生体、气体交换特征、对光周期的敏感性和抗水性等特性,可把具共同特性的一些物种归属于同一功能群;又如在生态系统中植物和植物器官的空间排列,具有水平和垂直的结构,如林冠的顶部、灌木丛、下木层、土表植物、根系在土壤中占有不同深度的植物,均可形成不同的功能群;植物的物候学特征也可作为划分功能群的标准;如幼苗与成熟个体,夏季一年生植物与冬季一年生植物,演替早期的物种与演替后期的物种均可构成不同的功能群;此外,还可根据生理特性分为C 3、C 4、CAM 植物功能群等。
关于功能群的划分,以及它们的功能作用还需要有实验的验证。功能群的研究在生物多样性对生态系统功能的作用中具有重要意义。
2.3.4 生物的某些性状对生态系统功能比起其它性状会有更大的影响 V it ousek [10]和Chapin 等[11]认为物种改变生态系统过程,最初是影响环境中的资源有效性,影响了水分和养分的供给和周转;又如引入具有固氮能力的物种,将会改变系统的生产力和营养元素循环,也可能改变系统的结构和物种组成;引进深根植物可以增加水分和养分的获得;增加了维持生态系统生产力的资源库的有效性;某些物种的特性会控制对资源的消耗,如食物链中处于高营养级水平的物种常常有此现象,就是所谓的高级-低级的控制(to p-
do w n co nt ro l );也有一些物种的特征会影响土壤资源库的水分、
养分供应速率,如固氮作用、凋落物的养分含量及其分解速率等等;再如土壤微生物群落中,不同物种对硝化和反硝化速率的影响,这过程就是所谓5696期陈灵芝等:生物多样性科学前沿
的低级-高级的控制(dow n-top contr ol),即营养级低的生物对高级生物的控制;从生物对资源的消耗而论;生物个体的高度或大小及其生物量相对生长速率都是预测生物对资源消耗的最重要特征。以植物为例,高大的植物种增加了对光能的获得,深根可以从基质中获得更多水和养分资源,以上这些都是物种的某些性状对生态系统功能作用的几个范例。
2.3.5 间接影响的物种 有的物种对生态系统功能作用很小,但是它们的间接影响却又很大。它们往往影响着生态系统过程有直接影响的物种多度,例如某些种子传播生物和授粉生物,它们在生态系统过程中影响较小,但是对某些优势种的繁育,又必须依靠它们进行授粉或种子迁移、传播。有的树种的种子必须通过某种生物的作用才易于发芽、更新。类似这类生物的变化,将间接地对生态系统功能产生重要作用。
综上所述,生物多样性对生物系统功能的作用,归结起来有7个大的方面:
生产力和生物量; 土壤结构、养分和分解作用;
水分的分布、平衡和质量;
大气性质及反馈; 生物世代/物种相互关系;
景观及流域的结构;
微生物活动。
这7个方面在Heyw oo d 等[12]编著的“全球生物多样性评估”一书中有详述的阐明。
3 DIVERSITAS 与《生物多样性公约》之间的关系
履行生物多样性公约当然是各缔约国的政府行为,但是要履行好《公约》必须有科学研究作为基础。《公约》条款中也明确了科学研究与培训作为履约的主要任务。DIV ERSIT AS 的研究项目作为生物多样性科学的前沿,必须要符合《公约》条款的要求,科学研究就要为履约服务。
从DI VER SIT A S 项目来说,除了明确当前科研10个组成方面外,还规定了要举办研讨班、会议以及出版各类型出版物以适应不同层次的各方人士的需要,这些措施就是为了达到《公约》第12条上有关研究和培训的规定及13条上有关公众教育和向公众宣传的要求,实际上D IV ERSIT A S 所有的组成方面都与第14条“影响评估和尽量减少不利影响”有关联,并且有益于生物多样性科学的基础设施和人才的建设。当然,
DIV ERSIT A S 项目中的每一个组成方面所得的研究成果又分别有助于履行《
公约》某些条款所规定的任务。现分别叙述如下:
项目组成1 生物多样性对生态系统功能的作用
这方面研究与《公约》第1条中的为生物多样性保护和持续利用所制定的国家政策、计划、各项项目提出有密切关系;它为第8条就地保护和第9条迁地保护服务;也为第10条(a )款,在国家决策过程中考虑到生物资源的保护和持续利用、(b)款采取有关利用生物资源的措施,以避免或尽量减少对生物多样性的不利影响、(d)款在生物多样性已减少的退化地区资助地方居民规划和实施补救行动等服务。
项目组成2 生物多样性的起源、保持和变化
为《公约》第1条,第6条保护和持续利用方面的一般措施,以及第8条,第9条和第10条服务。
项目组成3 系统学:生物多样性的编目和分类
为第7条查明与监测,第8条(j)款所涉及的地方社区的参与能力建设服务。
项目组成4 生物多样性的监测
为第7条,特别是(a )款中提到的已查明对保持和持续利用生物多样性至关重要的生物多样性组成部分的监测和(b)款中提到的要建立和评估抽样调查和监测所用的标准方法服务。
项目组成5 生物多样性的保护、恢复和持续利用
为第6条,第8条,第9条和第10条服务。
项目组成6 土壤和沉积物中的生物多样性
为第6条,第8条,第9条和第10条服务。
项目组成7 海洋生物多样性为第6条,第7条,第8条,第10条和第16条技术的取得和转让以及第17条信息交流和第18条技术和科学合作服务。570 生 态 学 报17卷
有关海洋生物多样性的研究项目,1995年在印度尼西亚召开的《公约》缔约国大会上和《公约》第25条所规定的科学、技术和工艺咨询事务附属机构(SBST T A )于1995年在法国召开的会议上都强调指出,正在制定本国的海岸和海洋生物多样性的国家级科研项目的国家数量不断在增加,因此在D IV ERSIT A S 中对海洋生物多样性这个ST A R 可以处在一个辅助的位子上。
项目组成8 微生物生物多样性
为第7条,第9条,第10条和第15条遗传资源的取得服务
项目组成9 淡水生物多样性
为第1条,第7条和第10条服务
项目组成10 人类的影响范围
为第8条,第9条,第10条与第11条服务
DIV ERSI T A S 与《
公约》的密切联系在“操作计划”上作了上述详尽的交代。4 几点商榷意见
DIV ERSI T A S 项目这10个研究方面的每一个既有其独立研究的内容和意义又相互有密切的联系。其中最核心的组成方面是“生物多样性对生态系统功能的作用”。在1991年IU BS 在讨论生物多样性研究领域时首先提出这个问题,发展到第二阶段,经过若干次的反复讨论而趋于成熟时,在图表说明中又把这问题放在核心的位置上。因此,本文对这个问题专门展开了讨论。
DIV ERSI T A S 项目10个研究方面,其每一个在历史上的研究基础以及目前的进展都是很不平衡的。例如系统学,虽然已经研究了近200年,可是仅以世界物种的发现和描述来看,完成的数量还只占一小部分,随着其它科学技术发展的渗透或借鉴,可能研究进展会加快,但任务还是非常艰巨。再以生物多样性的监测来说,发达国家在监测方法标准化上还未统一,未完全解决。此外,世界是如此之大,生态系统又是如此之多,哪些地区具有代表性或是监测的优先领域,监测结果能否反映一个地区,一个国家甚至是全球生物多样性的状况,对这问题还有不同观点。至于土壤和沉积物生物多样性,微生物生物多样性以及海洋生物多样性等等方面都是最近才提出来,研究的任务是非常繁重的。因此,生物多样性的研究在国际上还处于很不完善的地步、发展的初级阶段。对我国生物多样性研究提出几点商榷的意见。
4.1 指导思想问题 目前我们所处的情况与80年代末,制定第八个五年计划时不同。1992年《公约》已签订。我国已是缔约国成员之一,科学研究就必须为履约服务;要为我国甚至世界的生物多样性的保护、恢复和持续利用做出贡献。不同的部门或单位,应根据各自的性质和任务分别在应用、应用基础及基础研究不同角度进行工作。
4.2 代表性及基础问题 我国生物多样性的丧失是非常严重的,真实的现状是怎么样?按目前的国情其发展趋势又是如何?政府的决策者必须掌握这些真实的数据及趋势。此外,中国的各种生态系统的破坏也是惊人的。根据当地自然条件下能使生物多样性恢复的生境恢复也是亟待解决的。这些研究工作应在哪里进行?应该按中国国情从有代表性的优先地区,从不同角度加以考虑。当然也必须考虑到研究工作及人员的基础。人类的生存就是依赖于地球上的生物多样性,对一些野生动物的养殖,或对一些药用或其它有用植物的栽培当然是持续利用的手段之一,但如何合理持续利用野生的生物多样性,可能也是一个极为重要而经济的途径,也是一个重要研究方面。
4.3 与国际接轨问题 DIV ERSI T A S 已为我们提出了比较完善的生物多样性研究的各个领域。另外DI-V ER SIT A S 项目的本身也是一个国际项目,促进国际合作的项目。因此我们下一步的研究内容,尽可能与
DIV ERSIT A S 接轨,这既能提高我们的研究水平又能开展国际合作。
此外,应熟悉国际上与生物多样性有关的国际动态。钱迎倩、马克平[1]已对物种2000(Species 2000)作过一些介绍。根据新的资料介绍,物种2000项目已被U N EP 1996～1997的生物多样性工作项目(Biodiver sity Wo rk Pr og ram me)所批准,并与《公约》的情报交换所机制(Clear ing Ho use M echanism)相联系。1996年3月在菲律宾马尼拉召开的研讨会上,这项目已为18个分类学数据库组织所正式采纳。由于刚起步,当前只包括下列生物类群:病毒、细菌、珊瑚、软体动物、甲壳纲、双翅目、黄蜂、蛾类和蝴蝶、甲虫、鱼类、鸟类、哺乳类、菌物(fung i )、仙人掌类、棕榈类、豆类、伞5716期陈灵芝等:生物多样性科学前沿
形花类和古植物。物种2000项目已于1996年10月1日起正式实施,这项目也设想每年都有一个年度清单(a n-nual checklist),作为一年一次的参考资料,并在CD-R OM 和Inter net 上都合用。我国在分类学上已有很好的基础,在“八五”期间也都分别建立了数据库。为了与国际接轨,还应该加入这项目,将对下一步系统学的开展会有益处。Species 2000表示热情地愿与世界范围的任何生物类群的全球物种数据库管理者们取得联系 。
最后应提出的是,我们已有“八五”生物多样性研究的基础,在“八五”基础上,对生物多样性的认识与研究内容又有了新的认识,“九五”一定会有长足的进步。
参考文献
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10 Vitousek P M.Biological invasions and ecosystem processes:T ow ards and integration of population b iology and
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11 Chapin F S Ⅲ,Reynolds H L,An tonio C D'et al .Th e functional role of species in terrestrial ecos ystems.In:W alker
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12 Heyw ood V H,W ats on R T.Global Biod iv ersity A ssessment .UNEP,Cambridge Univer sity Press ,1995
572 生 态 学 报17卷 Sp ecies 2000秘书处的地址:Sp ecies 2000Secretariat,S chool of Biological S ciences,
Un iversity of S ou th amp ton ,S outham pton ,SO 167PX ,U .K .
国内外生物医药前沿科技发展趋势
国内外生物医药前沿科技发展趋势 王萍姚恒美 上海图书馆上海科学技术情报研究所 2005 年全球生物技术产业总产值达到633 . 1 亿美元，研发投入达到232 亿美元，年增长率为11％。其中生物医药依然是生物技术中最引人注目的领域。研究人员在药物设计、疫苗研究、抗体工程、新型药物输送技术等方面已取得众多突破。尽管目前我国在生物医药产业规模上仍落后于欧美等发达国家，但近年来在癌症治疗、蛋白质、免疫学等生物医药研究领域取得了长足的进步，成果屡次登上《科学》、《自然》等顶级国际权威期刊，并受到生物医药企业的高度关注。 一、国内外生物医药前沿技术发展趋势 药物设计 以核酸为靶的药物设计重要研发领域主要涉及两个方面：一方面是反义核酸、核酶与三链DNA的设计及其在医药领域的应用；另一方面是以核酸为靶的小分子药物研发。 目前全球约有20 余家公司在从事反义核苷酸的研究与开发，其中有23 种试用于临床，其中 4 种已进入三期临床试验阶段。反义核酸药物主要研发方向包括抗癌抑癌、抗耐药、免疫类、细胞因子类、抗病毒等。目前，反义药物方面己取得重大进展，第一代产品（Eyetech 公司用于抑制老年人眼疾的Macugen ）己有上市，第二代反义产品也己形成。核酶具有高度特异性，作为抗病毒基因治疗的新型分子，受到了广泛的重视，被认为是抗病毒基因治疗方案设计中重要探索方向。2004 年 6 月，美国宾夕法尼亚州立医学院开发出了一种抗乙肝病毒的SNIPAA盒式微型载体。该类研究在国内已有开展，中科院微生物研究所自2001 年起开展“核酶介导的果树抗类病毒基因工程”的研究。R 卜A干扰不仅可以深入揭示细胞内基因沉默的机制，而且还可以作为后基因时代基因功能分析的有力工具，广泛用于包括功能基因学、药物靶点筛选、细胞信号传导通路分析、疾病治疗等等，近年来已成为遗传学、药理学的重要研究手段。目前中国科学家也己纷纷开展了该项研究，国家自然科学基金等已立项支持。 疫苗研究 以美国为例，疫苗的需求每年增长8 . 6 % ，到2008 年时市值将达74 亿美元，到2013 年疫苗市值将达91 亿美元。其中先进技术应用趋向包括异质基础加强结种技术、蛋白质调控技术、类病毒技术、转基因技术等。美国细胞基因系统工程公司应用基因技术研制出一种新型的肺癌疫苗G 一V AX ，被视为运用修改过基因的活体细胞治疗癌症上的一个重要突破。 抗体工程 抗体分子是生物学和医学领域用途最为广泛的蛋白分子，通过细胞工程、基因工程等技术制备的多克隆抗体、单克隆抗体、基因工程抗体可广泛应用在疾病诊断、治疗及科学研究等领
Science公布的125个科学前沿问题
Science公布的125个科学前沿问题 Science公布了125个最具挑战性的科学问题，在今后1／4个世纪的时间里，人们将致力于研究解决这些问题。这125个问题如下（前25个被认为是最重要的问题）： 125个最具挑战性的科学问题 1.宇宙由什么构成? 2.意识的生物学基础是什么? 3.为什么人类基因会如此之少? 4.遗传变异与人类健康的相关程度如何? 5.物理定律能否统一? 6.人类寿命到底可以延长多久? 7.是什么控制着器官再生? 8.皮肤细胞如何成为神经细胞? 9.单个体细胞怎样成为整株植物? 10.地球内部如何运行? 11.地球人类在宇宙中是否独一无二? 12.地球生命在何处产生、如何产生? 13.什么决定了物种的多样性? 14.什么基因的改变造就了独特的人类? 15.记忆如何存储和恢复? 16.人类合作行为如何发展? 17.怎样从海量生物数据中产生大的可视图片? 18.化学自组织的发展程度如何? 19.什么是传统计算的极限? 20.我们能否有选择地切断某些免疫反应? 21.量子不确定性和非局部性背后是否有更深刻的原理? 22.能否研制出有效的HIV疫苗? 23.温室效应会使地球温度达到多高?
24.什么时间用什么能源可以替代石油? 25.地球到底能负担多少人口? 26.宇宙是否唯一? 27.是什么驱动宇宙膨胀? 28.第一颗恒星与星系何时产生、怎样产生? 29.超高能宇宙射线来自何处? 30.是什么给类星体提供动力? 31.黑洞的本质是什么? 32.正物质为何多于反物质? 33.质子会衰减吗? 34.重力的本质是什么? 35.时间为何不同于其他维度? 36.是否存在比夸克更小的基本粒子? 37.中微子是其自己的反粒子吗? 38.是否有解释所有相关电子系统的统一理论? 39.人类能够制造最强的激光吗? 40.能否制造完美的光学透镜? 41.是否可能制造出室温下的磁性半导体? 42.什么是高温超导性之后的成对机制? 43.能否发展关于湍流动力学和颗粒材料运动学的综合理论? 44.是否存在稳定的高原子量元素? 45.固体中是否有超流动性?如果有，如何解释? 46.水的结构如何? 47.玻璃态物质的本质是什么? 48.是否存在合理化学合成的极限? 49.光电电池的最终效率如何? 50.核聚变将最终成为未来的能源吗? 51.驱动太阳磁周期的原因是什么? 52.行星怎样形成?
物理学最前沿八大难题
物理学最前沿八大难题 当今科学研究中三个突出的基本问题是：宇宙构成、物质结构及生命的本质和维持，所对应的现代新技术革命的八大学科分别是：能源、信息、材料、微光、微电子技术、海洋科学、空间技术和计算机技术等。物理学在这些问题的解决和学科中占有首要的地位。 我们可以从物理学最前沿的八大难题来了解最新的物理学动态。 难题一：什么是暗能量 宇宙学最近的两个发现证实，普通物质和暗物质远不足以解释宇宙的结构。还有第三种成分，它不是物质而是某种形式的暗能量。 这种神秘成分存在的一个证据，来源于对宇宙构造的测量。爱因斯坦认为，所有物质都会改变它周围时空的形状。因此，宇宙的总体形状由其中的总质量和能量决定。最近科学家对大爆炸剩余能量的研究显示，宇宙有着最为简单的形状——是扁平的。这又反过来揭示了宇宙的总质量密度。但天文学家在将所有暗物质和普通物质的可能来源加起来之后发现，宇宙的质量密度仍少了2／3之多！ 难题二：什么是暗物质 我们能找到的普通物质仅占整个宇宙的4％，远远少于宇宙的总物质的含量。这得到了各种测算方法的证实，并且也证实宇宙的大部分是不可见的。
最有可能的暗物质成分是中微子或其他两种粒子： neutralino和axions（轴子），但这仅是物理学的理论推测，并未探测到，据说是没有较为有效的测量方法。又这三种粒子都不带电，因此无法吸收或反射光，但其性质稳定，所以能从创世大爆炸后的最初阶段幸存下来。如果找到它们的话，很可能让我们真正的认识宇宙的各种情况。 难题三：中微子有质量 不久前，物理学家还认为中微子没有质量，但最近的进展表明，这些粒子可能也有些许质量。任何这方面的证据也可以作为理论依据，找出4种自然力量中的3种——电磁、强力和弱力——的共性。即使很小的重量也可以叠加，因为大爆炸留下了大量的中微子，最新实验还证明它具有超过光速的性质。 难题四：从铁到铀的重元素如何形成 暗物质和可能的暗能量都生成于宇宙初始时期——氢、锂等轻元素形成的时候。较重的元素后来形成于星体内部，核反应使质子和中子结合生成新的原子核。比如说，四个氢核通过一系列反应聚变成一个氢核。这就是太阳发生的情况，它提供了地球需要的热量。当然也还有其它的种种核反应。 当核聚变产生比铁重的元素时，就需要大量的中子。因此，天文学家认为，较重的原子形成于超新星爆炸过程中，有大量现成的中子，尽管其成因还不很清楚。另外，最近一些科学家已确定，至少一些最重的元素；如金、铅等，是形成于更强的爆炸中。还有一点需要确定，即当两颗中子星相撞还会塌陷成为黑洞。
《现代科学技术前沿及其哲学问题》教学大纲
《现代科学技术前沿及其哲学问题》教学大纲 第一讲自然科学与哲学 1、从自然科学对哲学的作用和哲学对自然科学的作用说明自然科学与哲学的关系。 关于哲学与自然科学的关系从自然科学对哲学的作用来看，也就是哲学的根和源的问题：（一）自然科学是哲学的重要基础。1、哲学是从非哲学开始的。这里哲学是指科学的哲学，不是指某些“意识形态的哲学”。同任何知识领域一样，哲学不能从它自身产生出来，哲学从具体科学开始。2、自然科学是哲学的重要基础。（1）自然科学的新成就，特别是自然科学的一些重大突破，向哲学提出了新的问题，要求予以解决；而哲学则由于充分认识到向自己提出问题的现实基础，从而正确地解决由于自然科学发展所面临的问题。（2）自然科学的发展为哲学提供了丰富的材料。自然科学是产生哲学的土壤，为哲学提供丰富的养料。（3）科学的哲学只有吸取新的自然科学成就，才能战胜各种非科学、反科学的哲学。（二）脱离自然科学的哲学是贫困的哲学。自然科学强烈地影响着每一代的哲学思想。 1、每一代的哲学思想无不打上自然科学发展的印记。 2、自然科学的进步必然要改变唯物主义的形式。 3、倾听科学实践的呼声，对自然科学的新成就作出新的科学概括。从哲学对自然科学的作用看：1、自然科学的产生离不开理论思维，而理论思维需要哲学的向导。2、科学的哲学对自然科学发展起促进作用。3、蔑视哲学是错误的。 4、自然科学要关心哲学问题。 5、哲学不是自然科学的“裁判官”。 6、哲学为自然科学提供最一般的世界观和方法论。 7、检验科学真理的标准是科学实践，而不是哲学。 8、马克思主义哲学是给科学开路的。 9、哲学鼓励百家争鸣。10马克思主义哲学要在现代科学成就的基础上同自然科学相结合。 2、为什么说自然科学的进步必然要改变唯物主义的形式？ 唯物主义的内容、范畴、概念，要随着自然科学的发展而增添新的内容，甚至改变。十九世纪末二十世纪初，自然科学的迅速发展，特别是爱因斯坦相对论的创立。自然科学发生了巨大的革命，唯物主义的时空观也发生了变革。相对论揭示了时空之间以及时空与物质之间的内在联系，不仅革新了牛顿的时空观，而且也革新了仍然以经典力学为基础的恩格斯的时空观。随着自然科学的发展，特别是现代自然科学的发展，唯物主义的其他概念、范畴，诸如因果性、必然性与偶然性以及认识论的许多问题，都同前人的许多命题、思
生物科学前沿简介
第八讲生物科学前沿简介 一、20世纪生物科学发展的历史回顾 记者：匡先生，在展望生物学绚丽的发展前景之前，您能否简要的回顾20世纪生物学领域所取得的引人注目的成就呢？ 匡廷云院士：由于19世纪以来，物理学、化学、地学以及技术科学的理论成就和技术进步，为生物学家认识生物发展规律提供了许多新的手段、方法。所以19世纪末20世纪初，生命科学取得了巨大的发展。在20世纪在生命科学领域有两次革命性的突破。第一次是孟德尔遗传学的再认识和摩尔根的基因论。孟德尔开创了经典遗传学，揭示了生物遗传现象。摩尔根主要用实验手段证明了基因是有序排列在染色体上的。 到了20世纪中叶，迎来第二次突破性进展，即沃森和克里克发现DNA双螺旋结构。沃森是生物学家，当时刚刚在美国拿到博士学位，研究噬菌体，后来到了英国。而克里克是个物理学家，当时在剑桥读Ph.D，用X射线衍射研究蛋白质晶体结构。沃森的贡献是在于确定DNA 两对特异性碱基的配对。克里克的贡献在于他极力主张建立物理模型，从分子、原子之间的距离和角度就可以得到最大限度的变量和稳定条件。特别有规则的双螺旋结构大大减少了变量数目。物理学家和生物学家完美的结合发现了DNA双螺旋结构。这是第二个突破性的里程碑。 图2 玉米籽粒的孟德尔遗传 图3 DNA 双螺旋
DNA双螺旋结构的建立开辟了生物学的新纪元。在这个基础上产生了基因工程、蛋白质工程。因此生物技术的发展对科技的发展对科技的发展、社会的进步的推动力是巨大的。由于分子生物学的发展、信息科学的发展人类才有可能识破自身的基因。在20世纪末大规模的开展人类基因组计划，破译人类的基因全序列。这个计划与曼哈顿原子弹计划、阿波罗登月计划并称20世纪人类三大科学计划。可以说20世纪生物学是飞速发展，取得了巨大的成就，为21世纪生命科学的腾飞打下了坚实的基础。
关于现代物理学在科技中的应用
现代物理学在航天技术中的应用 我国航天技术持续的不断发展，为我国空间科学的发展以及空间探测奠定坚实的基础。空间的物理学研究将不仅带动我国基础科学研究，而且将引领我国航天技术水平的进一步提高，有效促进空间科学与航天科技水平的协调发展。自上世纪90年代开始，我国利用“神舟”号飞船和返回式卫星，在空间材料和流体物理以及空间技术研究等领域开展了大量实验研究，取得一批重要成果。根据我国空间科学中长期发展规划，将利用返回式卫是进行微重力科学实验，同时探讨进行引力理论验证的专星方案。空间的物理学研究涉及空间基础物理、微重力流体物体、微重力燃烧、空间材料科学和空间生物技术等学科领域。空间基础物理涉及当今物理学的许多前沿的重大基础问题，在科学上极为重要，在我国还是薄弱领域。随着我国经济实力的增长，应该适时地安排引力理论家验证的专星研究。一、空间引力实验与引力波探测基础物理实验研究检验现有引力理论的假设和预言、寻找新的相互作用和引力波探测将为认识引力规律和四种相互作用的统一理论提供实验依据。加强空间引力实验和空间天文观测对于我国在空间基础科学领域参与国际竞争和发展高新空间技术具有重要牵引意义。与会专家认为应开展如下研究工作: 1、空间等效原理实验检验(TEPO); 2、空间微米作用程下非牛顿引力实验检验(TISS); 3、激光天文动力学空间计划(ASTROD); 4、空间引力波探测。 二、空间的冷原子物理和原子钟研究 冷原子和玻色爱因斯坦凝聚是当代物理学中最活跃的领域之一，它为探索宏观尺度上物质的量子性质提供了独一无二的介质。该领域的研究可以加深人们对基本物理规律的理解，同时具有重要的应用前景。此外，高准确度的时间频率标准是精密测量和探索研究基本物理问题的关键和基础，在应用技术上均占有是十分重要的地位。微波原子钟与光钟在空间物理有着广泛的应用前景，它不仅可以改进卫星定位导航系统，而且在深空跟踪和星座定位等深空科学上有着不可替代的作用。为了突破地面实验的温度极限和空间尺度，增加测量时间，以便进行更高精度的测量和探索新的物理现象，在微重力环境下进行冷原子物理实验是非常必要的。专家建议开展如下研究工作: 1、空间实验室中的物质波及其相干性研究; 2、微重力条件下用冷原子和玻色爱因斯坦凝聚探索物理极限; 3、空间超高精度微波原子钟; 4、空间高精度光钟。 三、微重力流体物理 微重力流体物理是微重力科学的重要领域，它是微重力应用和工程的基础，人类空间探索过程中的许多难题的解决需要借助于流体物理的研究。在基础研究方面，微重力环境为研究新力学体系内的运动规律提供了极好的条件，诸如非浮力的自然对流，多尺
2020年专业技术人员公需科目《当代科学技术前沿知识》试题与答案
2020年专业技术人员公需科目《当代科学技术前沿 知识》试题与答案 一、单项选择题（共20题，共40分） 1. 信息材料旨在实现信息的产生、发射、传输、接收、获取、存储和显示等功能使用，下列属于信息材料的是() A.第三代半导体材料 B.超大容量信息存储材料 C.先进磁性材料 D.激光晶体 参考答案 答案：ABC 2. 目前，以疫苗为主的生物治疗目前在全球迅速发展，下列哪些属于以疫苗为主的生物治疗()。 A、T细胞激活与调节 B、树突状细胞疫苗 C、溶癌病毒治疗 D、T细胞过继转移 参考答案 答案：ABCD 3. ( ) 指的是利用量子叠加或量子纠缠来获得更高灵敏度和分辨率的新型传感器。 A、生物传感器 B、位移传感器
C、红外传感器 D、量子传感器 参考答案 答案：D 4. 量子材料指的是由于其自身电子遵循的量子力学规律而产生奇异物理特性的材料，下列不属于量子材料的是( )。 A.石墨烯 B.铜氧化物高温超导体 C.铁基超导体 D.锂离子电池 参考答案 答案：D 5. 2009年，科技部、中共中央组织部、工业和信息化部三部委联合启动国家 农村农业信息化示范省建设工作。以下哪个省市未被列入先期示范工作中：()。 A、山东 B、湖南 C、江苏 D、安徽 参考答案 答案：C 6. 目前，全球固体废物领域技术创新最为活跃的国家是以下哪个国家：()。 A、美国 B、德国
C、日本 D、中国 参考答案 答案：D 7. ()有望成为继药物治疗、手术治疗后的第三种疾病治疗途径。 A、精准医学 B、再生医学 C、预防医学 D、康复医学 参考答案 答案：B 8. 关于重大慢性病的说法，不正确的是（)。 A.重大慢性病多为终身性疾病，很难根治 B.并发症危害大，疾病后期的致死致残率高 C.对人类健康和发展造成了极大的负面影响 D.不会造成经济损失 参考答案 答案：D 9. 深海生物资源主要是指生活在海洋大陆坡和洋底水深( )之间，具有开发利用价值的生物。 A.小于200米 B.200~3000米 C.3000～5000米
生物学学科前沿讲座报告
生物学学科前沿讲座报告 通过多位老师的精彩授课，我对生命科学前沿有了初步的了解，特别是对肿瘤的发病机理以及别对肿瘤的治疗方法有较为清晰认识。因为我对肿瘤感兴趣，下面就我在课堂上及课外的所学对肿瘤做一个小总结并发表自己的一些粗浅的看法。 首先，肿瘤是在各种致病因素的作用下，身体局部细胞在基因水平上失去对其生长的控制，导致异常增生所形成的新生物，这种新生物常形成局部肿块，这种肿块称作肿瘤。或机体组织细胞在内外致病因素的影响和作用下，使细胞的DNA发生结构和功能异常形成一种异常增生的肿块。肿瘤有良性和恶性之分，良性肿瘤不会扩散到身体其他部份，或是侵入别的组织，除非压迫到重要的器官，否则也不会影响生命。恶性肿瘤则会侵略其他器官，转移到身体其他部位而危害生命。 其次，肿瘤组织的结构，功能和物质代谢，不仅与正常的细胞组织完全不同，而且与再生性增生也有质的不同。虽然它是由正常细胞转变而来，与正常组织细胞有一定程度的相似性，但其生长失去控制，与整个机体不协调并能转移且缺乏正常的形态结构和物质代谢，因此没有正常的生理机能，对机体百害而无一利； 再次，肿瘤具有异质性即同一肿瘤内部由于肿瘤细胞系不同而造成的肿瘤细胞的差异，主要表现在组织学、抗原性、免疫性、激素受体、代谢性、生长速度和对化学药物敏感性、浸润和转移等差异。肿瘤的异质性，不仅发生在不同个体、不同部位、不同病理类型而且不
同病期的恶性肿瘤其生物学行为表现不同，即使是同一部位、同一病理类型和病期的肿瘤，其生物学行为也存在着很大的差异。因此，忽视了肿瘤的异质性，利用一般治疗肿瘤的方法治疗肿瘤往往达不到理想效果 由于肿瘤存在异质性，因此，要获得理想的治疗效果就必须对每个患者“区别对待”，也就是说要进行个性化的诊断和治疗，对于每一个肿瘤患者，都必须根据患者的具体情况，包括临床因素、肿瘤的分子病理学特点、甚至基因特征等，制定出科学、合理的个体化治疗方案，以期获得最佳的治疗效果。 总之癌细胞都是独一无二的，只有知道是哪些特定的癌细胞在作怪时，才能有针对性地对患者进行治疗。肿瘤虽然不难被人认出，但是它们的活动和发展过程却各不相同，故每一位肿瘤患者的病情都是独一无二的，因此应该根据每个肿瘤患者的具体病情进行针对性的治疗即个体化治疗，才能制订出适合患者的治疗方案。 最后，我相信个性化治疗将最终将会在临床中得到实现，肿瘤的治疗也必将开创一个新的纪元。 学院：医学院 姓名：王彪 学号：2013236084
数学科学前沿简介
第一讲数学科学前沿简介 第一讲数学科学前沿简介 一、20世纪数学研究的简单回顾 记者：林先生，您好。首先我们非常感谢您在百忙之中抽出时间接受这次访谈，为全国中小学教师介绍有关数学学科前沿的一些基本情况。科学研究跨入了新世纪的门槛，我们看到，各门学科一方面在回顾学科发展历程，另一方面也在展望本学科的发展前景。您从1956年进入中科院正式从事数学研究工作，到现在已经将近半个世纪，在这半个世纪里，您一直奋斗在数学研究的前沿。您能根据您这么多年对数学的研究，回顾一下20世纪数学的发展历程，在这个历程中，数学研究有哪些重大进展和重大成就？ 林群：据您所说的，站在数学内部看，上个世纪的数学必须归结到1900年8月6日，在巴黎召开的第二届国际数学家大会代表会议上，38岁的德国数学家希尔伯特(Hilbert, 1862--1943)所发表的题为《数学问题》的著名讲演。他根据过去特别是十九世纪数学研究的成果和发展趋势，提出了23个最重要的数学问题。这23个问题通称希尔伯特问题。这一演说成为世界数学史发展的里程碑，为20世纪的数学发展揭开了光辉的一页。在这23个问题中，头6个问题与数学基础有关，其他17个问题涉及数论、不定积分、二次型理论、不变式理论、微分方程、变分学等领域。 到了1905年，爱因斯坦创立了狭义相对论（事实上，有两位数学家，庞加莱和洛伦兹也已经走到了相对论的门口），1907年，他发现狭义相对论应用于物理学的其他领域都很成功，唯独不能应用于万有引力问题。为了解决这个矛盾，爱因斯坦转入了广义相对论的研究，并很快确立了“广义相对论”和“等效理论”，但数学上碰到的困难使他多年进展不大。大约在1911年前后，爱因斯坦终于发现了引力场和空间的几何性质有关，是时空弯曲的结果。因此爱因斯坦应用的数学工具是非欧几何。1915年，爱因斯坦终于用黎曼几何的框架，以及张量分析的语言完成了广义相对论。 还有您讲的德国女数学家诺特（Emmy Noether 1882~1935）发表的论文《Idealtheorie in Ringbereiche（环中的理想论）》标志着抽象代数现代化开端。她教会我们用最简单、最经济、最一般的概念和术语去进行思考：如同态、理想、算子环等等。
物理学最前沿八大难题资料
物理学最前沿八大难 题
物理学最前沿八大难题 当今科学研究中三个突出的基本问题是：宇宙构成、物质结构及生命的本质和维持，所对应的现代新技术革命的八大学科分别是：能源、信息、材料、微光、微电子技术、海洋科学、空间技术和计算机技术等。物理学在这些问题的解决和学科中占有首要的地位。 我们可以从物理学最前沿的八大难题来了解最新的物理学动态。 难题一：什么是暗能量 宇宙学最近的两个发现证实，普通物质和暗物质远不足以解释宇宙的结构。还有第三种成分，它不是物质而是某种形式的暗能量。 这种神秘成分存在的一个证据，来源于对宇宙构造的测量。爱因斯坦认为，所有物质都会改变它周围时空的形状。因此，宇宙的总体形状由其中的总质量和能量决定。最近科学家对大爆炸剩余能量的研究显示，宇宙有着最为简单的形状——是扁平的。这又反过来揭示了宇宙的总质量密度。但天文学家在将所有暗物质和普通物质的可能来源加起来之后发现，宇宙的质量密度仍少了2／3之多！ 难题二：什么是暗物质 我们能找到的普通物质仅占整个宇宙的4％，远远少于宇宙的总物质的含量。这得到了各种测算方法的证实，并且也证实宇宙的大部分是不可见的。
最有可能的暗物质成分是中微子或其他两种粒子： neutralino和axions（轴子），但这仅是物理学的理论推测，并未探测到，据说是没有较为有效的测量方法。又这三种粒子都不带电，因此无法吸收或反射光，但其性质稳定，所以能从创世大爆炸后的最初阶段幸存下来。如果找到它们的话，很可能让我们真正的认识宇宙的各种情况。 难题三：中微子有质量 不久前，物理学家还认为中微子没有质量，但最近的进展表明，这些粒子可能也有些许质量。任何这方面的证据也可以作为理论依据，找出4种自然力量中的3种——电磁、强力和弱力——的共性。即使很小的重量也可以叠加，因为大爆炸留下了大量的中微子，最新实验还证明它具有超过光速的性质。 难题四：从铁到铀的重元素如何形成 暗物质和可能的暗能量都生成于宇宙初始时期——氢、锂等轻元素形成的时候。较重的元素后来形成于星体内部，核反应使质子和中子结合生成新的原子核。比如说，四个氢核通过一系列反应聚变成一个氢核。这就是太阳发生的情况，它提供了地球需要的热量。当然也还有其它的种种核反应。 当核聚变产生比铁重的元素时，就需要大量的中子。因此，天文学家认为，较重的原子形成于超新星爆炸过程中，有大量现成的中子，尽管其成因还不很清楚。另外，最近一些科学家已确定，至少一些最重的元素；如金、铅等，是形
高中生物教学中渗透生物科学前沿知识的探讨
高中生物教学中渗透生物科学前沿知识的探讨 傅碧贞（厦门市集美区杏北小学厦门 361022） 摘要：随着《全日制义务教育生物课程标准(实验稿)》及《普通高中生物课程标准(实验稿)》的颁布，新一轮的基础教育课程改革正在越来越广阔的范围展开，给传统的中国基础教育带来了前所未有的冲击。新课程标准在基本理念、课程目标、课程内容、课程评价、教学建议等方面都有了较大变化，同时在教学的内容要求上也有了较大的突破，新课改的理念之一就是“注意学科渗透，关心科技发展”，新增内容的教学要求虽不高，却有助于弥补生物教学长期存在的不足，也适当加大了前沿生物知识的比重。为了满足中学生物新课标的要求和国家对人才培养的需要，在高中生物教学中渗透生物科学前沿知识是非常必要的，本文从渗透生物科学前沿知识的功能以及渗透的途径进行了初步的探讨。 关键词：高中生物教学渗透生物科学前沿 生物科学前沿是指生物科学最新的研究成果或正在进行的研究课题或未来研究发展的趋势。生物科学前沿知识在高中生物教学中有着教材基础知识不可替代的教育功能。 随着《全日制义务教育生物课程标准(实验稿)》及《普通高中生物课程标准(实验稿)》的颁布，新一轮的基础教育课程改革正在越来越广阔的范围展开，给传统的中国基础教育带来了前所未有的冲击。新课程标准在基本理念、课程目标、课程内容、课程评价、教学建议等方面都有了较大变化，同时在教学的内容要求上也有了较大的突破，新课改的理念之一就是“注意学科渗透，关心科技发展”，新增内容的教学要求虽不高，却有助于弥补生物教学长期存在的不足。我国新一轮课改也适当加大了前沿生物知识的比重，在确保基础性的前提下，对教学内容进行了一定的扬弃。如何让生命科学前沿知识更好的服务高中生物教学，如何把握前沿知识和基础知识的过渡和衔接，如何通过前沿知识向学生传达生物科学的研究方法和思考方式，更好的服务基础知识的教学，是每个生物教师都在思考的问题。 1 对传统生物教学的反思 在当下人们固有的思维模式中，重视英语和数学的思维根深蒂固，对于生物课并没有足够多的重视和认识，教学效果并不理想，生物教师积极性也不高。思传统的生物教学主要有以下三个方面缺陷: 1.1 联系现代生活实际不紧密生活中的真实生物 现象是复杂的，尤其是现代生活中出现的许多新现象大多不能用传统生物学知识去完整地进行解释。比如分子进化论，就不能用达尔文的进化理论来很解释。而传统中学生物的教学往往将其看作一个简单的经典系统。显然，这种教学不能
【前沿科技】改变未来的十大前沿科技!!
【前沿科技】改变未来的十大前沿科技！！ 大家都在说在科技日新月异的今天，任何我们觉得不可能的事物，都有可能变成现实。但如何使思想落地呢？落地的感觉是简单、轻松的，最好的状态。大家也都在说就像一百年前，当时的人们无法想象到如今繁荣的互联网一样。但怎样才能很落地地想到20年、30年、50年乃至100年后呢？如此，当属就幸福了，从容了，有信心了。 目前可粗粗看到的，在智能制造的大趋势下，新的科技会让人们的生活方式彻底改头换面，大踏步迈向另一个新纪元。但现在，仍不断地涌现出新的令人兴奋的新科技层出不穷，它们似乎也正在改变着我们的世界，改善着我们的生活。但如何认识其总规律呢？ 1.人工智能，人制造的机器可能比人本身先开悟为什么人工智能是目前科技界的努力方向？事实之一，在这个正常社交越来越被忽略的年代，能够与人类互动，能解读人类情感的社交机器人变得受欢迎。据悉，今年6月软银公司开发的Pepper社交机器人上市时，1000台Pepper 在一分钟内就被抢购一空。事实之二，据国际专家小组报道，到2030年，专业化的人工智能应用将日益普遍和更加实用，有利于经济发展和生活质量提升。这是一个为期100年的人工智能影响研究项目产生的第一项研究成果。
现在也有人工智能被应用到我们生活的成功案例，例如最近谷歌的AlphaGo刷遍了社交网络，风头一时无两，也将大家对人工智能（Artificial Intelligence，缩写AI) 的讨论推上了风口浪尖。趋势是，自然语言处理和社会认知算法的共同提升，再加上前所未有的丰富数据，很快就会让智能数字助理服务一个人生活的方方面面，例如管理财务和健康状况，甚至帮他挑选要穿的衣服。这些都是在十年前不存在甚至很难想象到的职业。智能是人类的智能，它需要延伸，无限延伸，没有解决不了的问题，只有暂时提高不到一定程度的智能。机器可能会比人先开悟，也就是说人靠工具开悟也不算丢人类的脸。智能首先是哲学问题。 2.无人机和飞行汽车，物质延伸也是非常令人神往的 插上翅膀从来就是人的梦想。无人机最初的出现是为了运用于军事技术，现如今却也广泛运用于消费和商业的各个领域。例如，无人机如今被应用于电力巡检、新闻报道、桥梁、自然灾害后的地形勘察，以及其他一些令人眼前一亮的应用，比如打击非法狩猎等。目前，Amazon 和谷歌正在研发可以用于日常家居的无人机。初创公司Zioline 的无人机可以运送医疗供给到陆运很难抵达的偏远乡村。此外，新的一轮初创公司正致力于研究出出会飞的汽车。The Terrafugia这部能飞的汽车日前进行了首次公开试飞，并在空中翱翔了20分钟后顺利着陆。虽然无人驾驶车目
物理学前沿简介
放射物理与防护绪论 物理学是自然科学中基本的学科，是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。在尺寸标度上涉及从基本粒子到整个宇宙，在时间标度上从飞秒级的短寿命到宇宙纪元。物理学确立的新概念和理论，已经成为人类对周围世界认识的不可分割的部分，直接影响到社会生产和生活，对社会发展起着推动作用。一、物理学的发展 纵观物理学的发展史，根据它不同阶段的特点，大致可以分为物理学萌芽时期、经典物理学时期和现代物理学时期三个发展阶段。 (一)物理学萌芽时期 在古代，由于生产水平的低下，人们对自然界的认识主要依靠不充分的观察，和在此基础上进行的直觉的、思辨性猜测，来把握自然现象的一般性质，因而自然科学的知识基本上是属于现象的描述、经验的总结和思辨的猜测。那时，物理学知识是包括在统一的自然哲学之中的。 在这个时期，首先得到较大发展的是与生产实践密切相关的力学，如静力学中的简单机械、杠杆原理、浮力定律等。在《墨经》中，有力的概念(“力，形之所以奋也”)的记述；光学方面，积累了关于光的直进、折射、反射、小孔成像、凹凸面镜等的知识。《墨经》上关于光学知识的记载就有八条。在古希腊的欧几里德(公元前450-380)等的著作中也有光的直线传播和反射定律的论述，并且对光的折射现象也作了一定的研究。电磁学方面，发现了摩擦起电、磁石吸铁等现象，并在此基础上发明了指南针。声学方面，由于音乐的发展和乐器的创造，积累了不少乐律、共鸣方面的知识。物质结构和相互作用方面，提出了原子论、元气论、阴阳五行说、以太等假设。 在这个时期，观察和思辨虽然是人们认识自然的主要手段和方法，但也出现了一些类似于用实验来研究物理现象的方法。例如，我国宋代沈括在《梦溪笔谈》中的声共振实验和利用天然磁石进行人工磁化的实验，以及赵友钦在《革象新书》中的大型光学实验等就是典型的事例。 总之，从远古直到中世纪(欧洲通常把五世纪到十五世纪叫做中世纪)末，由于生产的发展，虽然积累了不少物理知识，也为实验科学的产生准备了一些条件
地理学研究的前沿问题
地理学研究的前沿问题 从国际地理学发展来看，地理学研究的前沿和热点问题包括：地理学综合研究，即自然地理和人文地理的融合；地表过程多圈层耦合与交叉研究；气候变化的环境效应及其适应对策；气候变化、文化差异与区域冲突；自然与人类因素对陆表过程作用的综合研究；自然灾害形成过程与风险分析；城市化与气候变化研究；生态系统演化及其服务功能；全球辐射平衡、碳循环与水循环的遥感综合观测与模拟；地理学与地理信息科学的整合；复杂地表信息时空尺度效应研究；大数据、地理信息科学和全球决策；地理学与环境、健康问题；实验地理与技术手段现代化；未来地球研究；全球环境变化及全球环境变化中的人文因素。 另外，在美国《科学》杂志2014 年7 月发布的125 个国际科学前沿问题中，地球到底能负担多少人口？温室效应会使地球温度达到多高？生态系统对全球变暖的反应如何？为什么一些国家向前发展而有些国家停滞不前等问题，也都是需要地理学及相关学科共同研究解决的问题。 从中国地理学发展来看，除关注国际地理前沿问题外，还要特别重视对面向未来的中国地理教育，中国地理学的回归与定位，中国城市化以及区域城镇化发展模式，现代地理科学理论方法与技术，人文地理与自然地理的融合等问题的研究。同时，陆表过程主要作用因子的量化研究，地表覆被/ 土地利用变化及人地关系研究，干旱半干旱区和冰冻圈研究，青藏高原对全球气候变化响应与适应性研究，西南山地灾害及其风险管理，国土空间优化与生态文明建设，和谐社会与区域均衡发展，中国经济快速发展背景下的生态环境脆弱性评价，中国特色新型城镇化与城市群发展，新型城镇化与低碳城市建设，信息化与地理学等问题，也是具有中国特色的地理学热点问题。 与此同时，地理学作为一门经世致用的学问，作为从事国情研究的主要学科，按照党的十八届三中全会《决定》提出“加强中国特色新型智库建设，建立健全决策咨询制度”的要求，应抓住时机，充分发挥学科优势，组织科研力量，推进“智库”建设，加强科技战略咨询研究，发挥科技思想库作用，服务政府决策和社会发展，这也是新时期我国地理科学事业发展的核心工作。
数学科学前沿简介(第一讲)概览
数学的分类 纵向：初等数学和古代数学 17世纪以前 数量数学 17-19世纪 近代数学 19世纪 现代数学 20世纪 横向：基础数学（代数、几何、分析） 应用数学 计算数学 概率论与数理统计 运筹学与控制论 国外：纯粹数学、应用数学、概率论 第一讲数学科学前沿简介 一、20世纪数学研究的简单回顾 站在数学内部看，上个世纪的数学必须归结到1900年8月6日，在巴黎召开的第二届国际数学家大会代表会议上，38岁的德国数学家希尔伯特(Hilbert, 1862--1943)所发表的题为《数学问题》的著名讲演。他根据过去特别是十九世纪数学研究的成果和发展趋势，提出了23个最重要的数学问题。这23个问题通称希尔伯特问题。这一演说成为世界数学史发展的里程碑，为20世纪的数学发展揭开了光辉的一页。在这23个问题中，头6个问题与数学基础有关，其他17 个问题涉及数论、不定积分、二次型理论、不变式理论、微分方程、变分学等领域。 到了1905年，爱因斯坦创立了狭义相对论（事实上，有两位数学家，庞加莱和洛伦兹也已经走到了相对论的门口），1907年，他发现狭义相对论应用于物理学的其他领域都很成功，唯独不能应用于万有引力问题。为了解决这个矛盾，爱因斯坦转入了广义相对论的研究，并很快确立了“广义相对论”和“等效理论”，但数学上碰到的困难使他多年进展不大。大约在1911年前后，爱因斯坦终于发现了引力场和空间的几何性质有关，是时空弯曲的结果。因此爱因斯坦应
用的数学工具是非欧几何。1915年，爱因斯坦终于用黎曼几何的框架，以及张量分析的语言完成了广义相对论。 德国女数学家诺特（Emmy Noether 1882~1935）发表的论文《Idealtheorie in Ringbereiche（环中的理想论）》标志着抽象代数现代化开端。她教会我们用最简单、最经济、最一般的概念和术语去进行思考：如同态、理想、算子环等等。 还有其它许多数学大成果。20世纪近50名菲尔兹数学奖得主的工作都是数学内部的大成果。但从数学以外，或从推动社会发展这个角度来看，也许与计算机的算法研究有关的数学，更有影响。这种研究发生在第二次世界大战前后，有三位数学家（图灵、哥德尔、冯.诺依曼），而不是工程师，由于对于计算机的诞生、设计和发展起了奠基和指导的作用，因此被列入20世纪“百年百星”的名单中。另外两位获得诺贝尔奖的纯数学家（康托洛维奇、纳什）也是与算法研究（或军事数学）有关，后者被拍成电影，刚获得奥斯卡奖。我国首届国家最高科技奖（不是数学奖）得主吴文俊的工作也包括了算法的研究。有一次在中国十 大科技进展中有一项数学家堵丁柱的工作，也是有关算法的。值得注意的是，这些人都没有获得菲尔兹奖。与算法研究（或军事数学）有关的，还有筹学、密码学以及大规模科学工程计算等等。二十世纪中，以算法为主干的数学研究对于外部世界，科技和军事，有相当直接的影响。本世纪（信息、材料、生物）是否还会如此？ 二、数学研究领域的重大难题 应该说在20世纪，无论是经典的数学分支，还是新兴的数学分支，都取得了相当大的进展。然而我们也看到，在数学研究的历程中，存在诸多遗憾，很多难题至今没有解决，或者没有得到完美的解决。在数学研究当中在数学领域存在着哪些重大难题？ 至于难题，应该说解决需要很大的决心，我以为我们科研工作者能做好自己的本职工作，上个世纪没有解决的难题，这个世纪也未必可以解决。应该说二十世纪是数学大发展的世纪。从报道上看，数学的许多重大难题得到了解决，如费
2020当代科学技术前沿知识92分
当代科学技术前沿知识(共50题，共100分) 一. 单项选择题(共20题，共40分) 1.（）是国际上首个独立掌握火星着陆巡视探测技术的国家。[2分] A前苏联 B美国 C日本 D中国 2.无人遥控潜水器最早出现在（），主要用于考古方面的研究。[2分] A1953年 B1973年 C1993年 D2003年 3.在生命起源的理论中，（）主张从物质的运动变化规律来研究生命的起源，认为在原始地球的条件下，无机物可以转变为有机物，有机物可以发展为生物大分子和多分子体系，直到最后出现原始的生命体。[2分] A特创论 B生源论 C泛胚种论 D化学进化论 4.海洋立体观测监视系统是利用多种技术手段，进行海洋综合、立体观测监视的组合系统，下列不属于海洋立体观测监视系统的技术手段的是（）。[2分] A调查船观测 B深海生物资源 C浮标监测 D卫星遥感 5.载人潜水器，特别是载人深潜器是当代海洋科技的制高点之一。下列属于我国载人深潜器的是（）。[2分] A“双鱼座”4号 B“深海6500”号 C“和平Ⅱ”号 D“蛟龙”号 6.（）年，前苏联成功发射人类第一颗人造地球卫星，开创了空间科技的新纪元，人类从此进入空间时代。[2分] A1947 B1957 C1967 D1977
7.（）由一层石墨层片卷曲而成，是结构最简单的碳纳米管。[2分] A单壁碳纳米管 B多壁碳纳米管 C石墨烯 D富勒烯 8.海岸带生境具有独特的生物群落和极高的生态价值，下列不属于海岸带生境的是（）。[2分] A热液口 B珊瑚礁 C湿地 D三角洲 9.相比传统燃油车，以下哪点不属于纯电动汽车的缺点：（）。[2分] A续航里程短 B充电时间长 C车辆能耗高 D仅适用于市区内通勤 10.1948年，（）物理学家伽莫夫等提出了大爆炸宇宙模型，该模型取得巨大的成功。[2分] A前苏联 B美国 C德国 D英国 11.近年来，一系列信息技术的发展及其在设施农业中的结合应用，颠覆了传统农业生产方式，发展出了智能高效的设施农业。以下哪项信息技术与设施农业的智能化发展无关：（）。[2分] A物联网 B云计算 C人工智能 D集成电路 12.载人潜水器，特别是载人深潜器是当代海洋科技的制高点之一。下列不属于载人深潜器的是（）。[2分] A“海翼”号 B“蛟龙”号 C“深海勇士”号 D“鹦鹉螺”号 13.纳米材料分为零维、一维、二维和三维材料，石墨烯属于（）纳米材料。[2分] A零维
【原创】回答美国《科学》杂志提出的125个重大科学前沿问题(2)
【原创】回答美国《科学》杂志提出的125个重大科学前沿问题（2） 文/简浩 据2018年01月12日07:44新浪科技载，北京时间1月12日消息，据国外媒体报道，目前，《科学》杂志提出125个重大问题，其中涉及到宇宙形成、地球演化、生命兴起和人类生理谜团等。以下分别回答125个其中的10个科学前沿问题： 30、是什么给类星体提供动力？答： 宇宙高速自转运动的中心，会不断积累热能，久而久之，形成宇宙大爆炸，本质就是“超能核聚变”。聚变出新一轮的质子、中子、电子、离子等轻物质，又会形成一轮又一轮的年轻的“类星体”，在宇宙空间自转运动的螺旋辐射动能推动下，仍然继续向外圆螺旋扩张。 所有星系的前半生，都曾经是“极端天体”中的“类星体”，银河系也不例外。 类星体看似星系，又不完全像是普通星系，看似恒星，又不完全像是普通恒星，所以被称作“类星体”。 新形成的类星体距宇宙中心最近，公转度最快，物质分子就会产生剧烈震荡，因此，类星体就像滚雪球一样，“公转特快、自转特慢、占空特小、密度特大、热能特大、亮度特大”，释放的能量却是普通星系的数千倍以上，亮度是正常星系的千倍以上。 类星体边公转、边螺旋、边扩张、边膨胀，前一轮扩张到外圆轨道的类星体公转运动开始减速，类星体内的空间开始伸展、密度变小、能量变小、亮度变小、占空变大，后来逐渐演变为正常星系。 宇宙中所有星系（包括类星体）的公转速度和自转速度，都有一个共同而普遍的规律，也是宇宙的基本规律：距离宇宙中心（重力源）越近的星体，位能会越小，自转速度则越慢，而动能会越大，公转速度则越快。反之，距离宇宙中心（重力源）越远的星体，位能会越大，自转速度则越快，而动能会越小，公转速度则越慢。 这就是类星体为什么会高速公转运动，能给类星体自身带来巨大动能的原因。 31、黑洞的本质是什么？答： 黑洞里面是中子或夸克。黑洞是实体天体，不是虚拟物质。所有星系中心都有黑洞存在，黑洞是“统领星系”的实体“极端天体”。 黑洞的特征：“质量特大、引力特大、磁场超强、密度超大、能量超大、热能超大、自转太快、体积太小”，就是光线也逃不脱黑洞的引力。 黑洞的运行机制：“边高速自转、边疯狂吞噬、边高温高压、边高能聚变，边增加自重、边超能喷射”。黑洞吞噬的天体物质，只有少数与黑洞是同类的物质被黑洞吸收，大多数非同类物质不能被黑洞吸收，都要从黑洞的两极喷射出去。因此，黑洞能使自身星系的总体质量逐渐增加，能使恒星、行星等天体物质也逐渐增加。 黑洞的本质：进行天体物质的“循环回炉”、“脱胎换骨”、“物质洗牌”，黑洞的本质就是一座强大的“高能核聚变工厂”。喷射散发的质子、中子、电子、离子，大多数又形成了新恒星，银河系外围边缘的年轻恒星就是这样的来历。 黑洞喷射的高能粒子：基本都是新生恒星的“原料”氢元素物质，而产生的重元素物质微乎其微，只能形成极少量的星际尘埃。 被黑洞吞噬的已经衰老的天体物质，经过黑洞“秘密”的聚变“深加工”，喷射出来的高能粒子，从此获得“重新做人”的机会，焕然一新，成为年轻的新粒子、新质子。 黑洞带着星系的公转运动，由于公转速度高，一般最低速度也有600km/s，这样一来，黑洞就会像“弯道超车”一样，黑洞就会发生倾斜。 黑洞倾斜的规律：距离宇宙中心越近的星系，黑洞倾斜度则越小，反之，距离宇宙中心越远的星系，黑洞的倾斜度则越大。
生命科学前沿课程
生命科学前沿课程 邹琪启明生物U201014975 高考后，在录取通知书里，我看到了学校关于启明学院这个拔尖创新人才培养地的考试选拔通知，而我有3个选择——材料类创新试验班、基础学科生物实验班、基础学科物理实验班。看到生物两个字，我突然找到了一种方向感，因为我从小就对大自然感兴趣，常常在自家后院里摆弄一些花花草草、翻开墙角的砖头来观察、解剖各种奇异的虫。在生物学科的理论学习上，我也不觉枯燥，因为它常常让我将知识与实际联系起来，让我觉得只有学像生物这样的学科才能为现实乃至整个社会有所贡献。天隧人愿，我成功地考上了启明生物实验班，在这里，听了闫云君等教授的精彩讲座后，更是对生物学的爱一发不可收拾。生命科学前沿课程一共八讲，给予了我们对生物学各个分支的一些了解，展现了我们华科大研究团队对于生物研究的美好前景。 第一讲中国生物技术创新战略与发展政策第一节课，我坐在第一排最靠近闫教授的位子上，深深地被他的活力和对生物学的热情所打动。他讲到了学校关于启明学院的重视，寄予了我们殷切地期望。闫教授还结合自己学生时代的刻苦努力告诫我们要珍惜时间、学会自主学习、能吃苦、单纯地生活。为我们量身定制的是“1+3”的模式，即在大二时就可以有自己的导师进行实地的创新生物研究，本科毕业前要在SCI上发表文章。我们有良好的资源，而与此同时，我们需要付出比常人多得多的努力。闫教授还教导我们，在本科阶段，我们的目标是：①构架理论体系；②建立基本的动手能力；③培养创新能力；④做一个好人。 一番谆谆教诲后，闫教授进入了课题——中国生物技术创新战略与发展政策。其主要内容包括： 1.生物技术创新引领现代生物经济蓬勃发展： 例如，医药生物技术创新、农业生物技术创新、工业生物技术创新。 2.生物技术创新推动疾病预防、诊断与治疗手段的变革，孕育新的医学革命： 重大传染疾病疫苗的开发确保人类健康和安全； 重大疾病分子分型和个体化诊疗引领个性化医学发展； 生物技术药物研发风起云涌，产业化日新月异。