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篇1

Abstract:Thefirstrevolutionofnanosciencetookplaceinthepast10years.Inthisperiod,researchersinChina,HongKongandworldwidehavedemonstratedtheabilitytofabricatelargequantitiesofnanotubes,nanowiresandnanoclustersofdifferentmaterials,usingeitherthe“build-up”or“build-down”approach.Theseeffortshaveshownthatifnanostructurescanbefabricatedinexpensively,therearemanyrewardstobereaped.Structuressmallerthan20nmexhibitnon-classicalpropertiesandtheyofferthebasisforentirelydifferentthinkinginmakingdevicesandhowdevicesfunction.Theabilitytofabricatestructureswithdimensionlessthan70nmallowthecontinuationofminiaturizationofdevicesinthesemiconductorindustry.Thesecondnanoscienceandnantechnologyrevolutionwilllikelytakeplaceinthenext10years.Inthisnewperiod,scientistsandengineerswillneedtoshowthatthepotentialandpromiseofnanostructurescanberealized.Therealizationisthefabricationofpracticaldeviceswithgoodcontrolinsize,composition,orderandpuritysothatsuchdeviceswilldeliverthepromisedfunctions.Weshalldiscusssomedifficultiesandchallengesfacedinthisnewperiod.Anumberofalternativeapproacheswillbediscussed.Weshallalsodiscusssomeoftherewardsifthesedifficultiescanbeovercome.

Keywords:Nanoscience,Nanotechnology,Nanotubes,Nanowires,Nanoclusters,“build-up”,“build-down”,Semiconductor

I.引言

納米科學和技術所涉及的是具有尺寸在1-100納米范圍的結構的制備和表征。在這個領域的研究舉世矚目。例如，美國政府2001財政年度在納米尺度科學上的投入要比2000財政年增長83%，達到5億美金。有兩個主要的理由導致人們對納米尺度結構和器件的興趣的增加。第一個理由是，納米結構（尺度小于20納米）足夠小以至于量子力學效應占主導地位，這導致非經典的行為，譬如，量子限制效應和分立化的能態、庫侖阻塞以及單電子邃穿等。這些現象除引起人們對基礎物理的興趣外，亦給我們帶來全新的器件制備和功能實現的想法和觀念，例如，單電子輸運器件和量子點激光器等。第二個理由是，在半導體工業有器件持續微型化的趨勢。根據“國際半導體技術路向（2001）“雜志，2005年前動態隨機存取存儲器（DRAM）和微處理器（MPU）的特征尺寸預期降到80納米，而MPU中器件的柵長更是預期降到45納米。然而，到2003年在MPU制造中一些不知其解的問題預期就會出現。到2005年類似的問題將預期出現在DRAM的制造過程中。半導體器件特征尺寸的深度縮小不僅要求新型光刻技術保證能使尺度刻的更小，而且要求全新的器件設計和制造方案，因為當MOS器件的尺寸縮小到一定程度時基礎物理極限就會達到。隨著傳統器件尺寸的進一步縮小，量子效應比如載流子邃穿會造成器件漏電流的增加，這是我們不想要的但卻是不可避免的。因此，解決方案將會是制造基于量子效應操作機制的新型器件，以便小物理尺寸對器件功能是有益且必要的而不是有害的。如果我們能夠制造納米尺度的器件，我們肯定會獲益良多。譬如，在電子學上，單電子輸運器件如單電子晶體管、旋轉柵門管以及電子泵給我們帶來諸多的微尺度好處，他們僅僅通過數個而非以往的成千上萬的電子來運作，這導致超低的能量消耗，在功率耗散上也顯著減弱，以及帶來快得多的開關速度。在光電子學上，量子點激光器展現出低閾值電流密度、弱閾值電流溫度依賴以及大的微分增益等優點，其中大微分增益可以產生大的調制帶寬。在傳感器件應用上，納米傳感器和納米探測器能夠測量極其微量的化學和生物分子，而且開啟了細胞內探測的可能性，這將導致生物醫學上迷你型的侵入診斷技術出現。納米尺度量子點的其他器件應用，比如，鐵磁量子點磁記憶器件、量子點自旋過濾器及自旋記憶器等，也已經被提出，可以肯定這些應用會給我們帶來許多潛在的好處?？偠灾?，無論是從基礎研究（探索基于非經典效應的新物理現象）的觀念出發，還是從應用（受因結構減少空間維度而帶來的優點以及因應半導體器件特征尺寸持續減小而需要這兩個方面的因素驅使）的角度來看，納米結構都是令人極其感興趣的。

II.納米結構的制備———首次浪潮

有兩種制備納米結構的基本方法：build-up和build-down。所謂build-up方法就是將已預制好的納米部件（納米團簇、納米線以及納米管）組裝起來；而build-down方法就是將納米結構直接地淀積在襯底上。前一種方法包含有三個基本步驟：1）納米部件的制備；2）納米部件的整理和篩選；3）納米部件組裝成器件（這可以包括不同的步驟如固定在襯底及電接觸的淀積等等）?！癰uild-up“的優點是個體納米部件的制備成本低以及工藝簡單快捷。有多種方法如氣相合成以及膠體化學合成可以用來制備納米元件。目前，在國內、在香港以及在世界上許多的實驗室里這些方法正在被用來合成不同材料的納米線、納米管以及納米團簇。這些努力已經證明了這些方法的有效性。這些合成方法的主要缺點是材料純潔度較差、材料成份難以控制以及相當大的尺寸和形狀的分布。此外，這些納米結構的合成后工藝再加工相當困難。特別是，如何整理和篩選有著窄尺寸分布的納米元件是一個至關重要的問題，這一問題迄今仍未有解決。盡管存在如上的困難和問題，“build-up“依然是一種能合成大量納米團簇以及納米線、納米管的有效且簡單的方法。可是這些合成的納米結構直到目前為止仍然難以有什么實際應用，這是因為它們缺乏實用所苛求的尺寸、組份以及材料純度方面的要求。而且，因為同樣的原因用這種方法合成的納米結構的功能性質相當差。不過上述方法似乎適宜用來制造傳感器件以及生物和化學探測器，原因是垂直于襯底生長的納米結構適合此類的應用要求。

“Build-down”方法提供了杰出的材料純度控制，而且它的制造機理與現代工業裝置相匹配，換句話說，它是利用廣泛已知的各種外延技術如分子束外延(MBE)、化學氣相淀積（MOVCD）等來進行器件制造的傳統方法。“Build-down”方法的缺點是較高的成本。在“build-down”方法中有幾條不同的技術路徑來制造納米結構。最簡單的一種，也是最早使用的一種是直接在襯底上刻蝕結構來得到量子點或者量子線。另外一種是包括用離子注入來形成納米結構。這兩種技術都要求使用開有小尺寸窗口的光刻版。第三種技術是通過自組裝機制來制造量子點結構。自組裝方法是在晶格失配的材料中自然生長納米尺度的島。在Stranski-Krastanov生長模式中，當材料生長到一定厚度后，二維的逐層生長將轉換成三維的島狀生長，這時量子點就會生成。業已證明基于自組裝量子點的激光器件具有比量子阱激光器更好的性能。量子點器件的飽和材料增益要比相應的量子阱器件大50倍，微分增益也要高3個量級。閾值電流密度低于100A/cm2、室溫輸出功率在瓦特量級（典型的量子阱基激光器的輸出功率是5-50mW）的連續波量子點激光器也已經報道。無論是何種材料系統，量子點激光器件都預期具有低閾值電流密度，這預示目前還要求在大閾值電流條件下才能激射的寬帶系材料如III組氮化物基激光器還有很大的顯著改善其性能的空間。目前這類器件的性能已經接近或達到商業化器件所要求的指標，預期量子點基的此類材料激光器將很快在市場上出現。量子點基光電子器件的進一步改善主要取決于量子點幾何結構的優化。雖然在生長條件上如襯底溫度、生長元素的分氣壓等的變化能夠在一定程度上控制點的尺寸和密度，自組裝量子點還是典型底表現出在大小、密度及位置上的隨機變化，其中僅僅是密度可以粗糙地控制。自組裝量子點在尺寸上的漲落導致它們的光發射的非均勻展寬，因此減弱了使用零維體系制作器件所期望的優點。由于量子點尺寸的統計漲落和位置的隨機變化，一層含有自組裝量子點材料的光致發光譜典型地很寬。在豎直疊立的多層量子點結構中這種譜展寬效應可以被減弱。如果隔離層足夠薄，豎直疊立的多層量子點可典型地展現出豎直對準排列，這可以有效地改善量子點的均勻性。然而，當隔離層薄的時候，在一列量子點中存在載流子的耦合，這將失去因使用零維系統而帶來的優點。怎樣優化量子點的尺寸和隔離層的厚度以便既能獲得好均勻性的量子點又同時保持載流子能夠限制在量子點的個體中對于獲得器件的良好性能是至關重要的。

很清楚納米科學的首次浪潮發生在過去的十年中。在這段時期，研究者已經證明了納米結構的許多嶄新的性質。學者們更進一步征明可以用“build-down”或者“build-up”方法來進行納米結構制造。這些成果向我們展示，如果納米結構能夠大量且廉價地被制造出來，我們必將收獲更多的成果。

在未來的十年中，納米科學和技術的第二次浪潮很可能發生。在這個新的時期，科學家和工程師需要征明納米結構的潛能以及期望功能能夠得到兌現。只有獲得在尺寸、成份、位序以及材料純度上良好可控能力并成功地制造出實用器件才能實現人們對納米器件所期望的功能。因此，納米科學的下次浪潮的關鍵點是納米結構的人為可控性。

III.納米結構尺寸、成份、位序以及密度的控制——第二次浪潮

為了充分發揮量子點的優勢之處，我們必須能夠控制量子點的位置、大小、成份已及密度。其中一個可行的方法是將量子點生長在已經預刻有圖形的襯底上。由于量子點的橫向尺寸要處在10-20納米范圍（或者更小才能避免高激發態子能級效應，如對于GaN材料量子點的橫向尺寸要小于8納米）才能實現室溫工作的光電子器件，在襯底上刻蝕如此小的圖形是一項挑戰性的技術難題。對于單電子晶體管來說，如果它們能在室溫下工作，則要求量子點的直徑要小至1-5納米的范圍。這些微小尺度要求已超過了傳統光刻所能達到的精度極限。有幾項技術可望用于如此的襯底圖形制作。

—電子束光刻通常可以用來制作特征尺度小至50納米的圖形。如果特殊薄膜能夠用作襯底來最小化電子散射問題，那特征尺寸小至2納米的圖形可以制作出來。在電子束光刻中的電子散射因為所謂近鄰干擾效應（proximityeffect）而嚴重影響了光刻的極限精度，這個效應造成制備空間上緊鄰的納米結構的困難。這項技術的主要缺點是相當費時。例如，刻寫一張4英寸的硅片需要時間1小時，這不適宜于大規模工業生產。電子束投影系統如SCALPEL（scatteringwithangularlimitationprojectionelectronlithography）正在發展之中以便使這項技術較適于用于規模生產。目前，耗時和近鄰干擾效應這兩個問題還沒有得到解決。

—聚焦離子束光刻是一種機制上類似于電子束光刻的技術。但不同于電子束光刻的是這種技術并不受在光刻膠中的離子散射以及從襯底來的離子背散射影響。它能刻出特征尺寸細到6納米的圖形，但它也是一種耗時的技術，而且高能離子束可能造成襯底損傷。

—掃描微探針術可以用來劃刻或者氧化襯底表面，甚至可以用來操縱單個原子和分子。最常用的方法是基于材料在探針作用下引入的高度局域化增強的氧化機制的。此項技術已經用來刻劃金屬（Ti和Cr）、半導體（Si和GaAs）以及絕緣材料（Si3N4和silohexanes），還用在LB膜和自聚集分子單膜上。此種方法具有可逆和簡單易行等優點。引入的氧化圖形依賴于實驗條件如掃描速度、樣片偏壓以及環境濕度等?？臻g分辨率受限于針尖尺寸和形狀（雖然氧化區域典型地小于針尖尺寸）。這項技術已用于制造有序的量子點陣列和單電子晶體管。這項技術的主要缺點是處理速度慢（典型的刻寫速度為1mm/s量級）。然而，最近在原子力顯微術上的技術進展—使用懸臂樑陣列已將掃描速度提高到4mm/s。此項技術的顯著優點是它的杰出的分辨率和能產生任意幾何形狀的圖形能力。但是，是否在刻寫速度上的改善能使它適用于除制造光刻版和原型器件之外的其他目的還有待于觀察。直到目前為止，它是一項能操控單個原子和分子的唯一技術。

—多孔膜作為淀積掩版的技術。多孔膜能用多種光刻術再加腐蝕來制備，它也可以用簡單的陽極氧化方法來制備。鋁膜在酸性腐蝕液中陽極氧化就可以在鋁膜上產生六角密堆的空洞，空洞的尺寸可以控制在5-200nm范圍。制備多孔膜的其他方法是從納米溝道玻璃膜復制。用這項技術已制造出含有細至40nm的空洞的鎢、鉬、鉑以及金膜。

—倍塞（diblock）共聚物圖形制作術是一種基于不同聚合物的混合物能夠產生可控及可重復的相分離機制的技術。目前，經過反應離子刻蝕后，在旋轉涂敷的倍塞共聚物層中產生的圖形已被成功地轉移到Si3N4膜上，圖形中空洞直徑20nm，空洞之間間距40nm。在聚苯乙烯基體中的自組織形成的聚異戊二烯（polyisoprene）或聚丁二烯（polybutadiene）球（或者柱體）可以被臭氧去掉或者通過鋨染色而保留下來。在第一種情況，空洞能夠在氮化硅上產生；在第二種情況，島狀結構能夠產生。目前利用倍塞共聚物光刻技術已制造出GaAs納米結構，結構的側向特征尺寸約為23nm,密度高達1011/cm2。

—與倍塞共聚物圖形制作術緊密相關的一項技術是納米球珠光刻術。此項技術的基本思路是將在旋轉涂敷的球珠膜中形成的圖形轉移到襯底上。各種尺寸的聚合物球珠是商業化的產品。然而，要制作出含有良好有序的小尺寸球珠薄膜也是比較困難的。用球珠單層膜已能制備出特征尺寸約為球珠直徑1/5的三角形圖形。雙層膜納米球珠掩膜版也已被制作出。能夠在金屬、半導體以及絕緣體襯底上使用納米球珠光刻術的能力已得到確認。納米球珠光刻術（納米球珠膜的旋轉涂敷結合反應離子刻蝕）已被用來在一些半導體表面上制造空洞和柱狀體納米結構。

—將圖形從母體版轉移到襯底上的其他光刻技術。幾種所謂“軟光刻“方法，比如復制鑄模法、微接觸印刷法、溶劑輔助鑄模法以及用硬模版浮雕法等已被探索開發。其中微接觸印刷法已被證明只能用來刻制特征尺寸大于100nm的圖形。復制鑄模法的可能優點是ellastometric聚合物可被用來制作成一個戳子，以便可用同一個戳子通過對戳子的機械加壓能夠制作不同側向尺寸的圖形。在溶劑輔助鑄模法和用硬模版浮雕法（或通常稱之為納米壓印術）之間的主要差異是，前者中溶劑被用于軟化聚合物，而后者中軟化聚合物依靠的是溫度變化。溶劑輔助鑄模法的可能優點是不需要加熱。納米壓印術已被證明可用來制作具有容量達400Gb/in2的納米激光光盤，在6英寸硅片上刻制亞100nm分辨的圖形，刻制10nmX40nm面積的長方形，以及在4英寸硅片上進行圖形刻制。除傳統的平面納米壓印光刻法之外，滾軸型納米壓印光刻法也已被提出。在此類技術中溫度被發現是一個關鍵因素。此外，應該選用具有較低的玻璃化轉變溫度的聚合物。為了取得高產，下列因素要解決：

1）大的戳子尺寸

2）高圖形密度戳子

3）低穿刺（lowsticking）

4）壓印溫度和壓力的優化

5）長戳子壽命。

具有低穿刺率的大尺寸戳子已經被制作出來。已有少量研究工作在試圖優化壓印溫度和壓力，但顯然需要進行更多的研究工作才能得到溫度和壓力的優化參數。高圖形密度戳子的制作依然在發展之中。還沒有足夠量的工作來研究戳子的壽命問題。曾有研究報告報道，覆蓋有超薄的特氟隆類薄膜的模板可以用來進行50次的浮刻而不需要中間清洗。報告指出最大的性能退化來自于嵌在戳子和聚合物之間的灰塵顆粒。如果戳子是從ellastometric母版制作出來的，抗穿刺層可能需要使用，而且進行大約5次壓印后需要更換。值得關心的其他可能問題包括鑲嵌的灰塵顆引起的戳子損傷或聚合物中圖形損傷，以及連續壓印之間戳子的清洗需要等。盡管進一步的優化和改良是必需的，但此項技術似乎有希望獲得高生產率。壓印過程包括對準、加熱及冷卻循環等，整個過程所需時間大約20分鐘。使用具有較低玻璃化轉換溫度的聚合物可以縮短加熱和冷卻循環所需時間，因此可以縮短整個壓印過程時間。

IV．納米制造所面對的困難和挑戰

上述每一種用于在襯底上圖形刻制的技術都有其優點和缺點。目前，似乎沒有哪個單一種技術可以用來高產量地刻制納米尺度且任意形狀的圖形。我們可以將圖形刻制的全過程分成下列步驟：

1．在一塊模版上刻寫圖形

2．在過渡性或者功能性材料上復制模版上的圖形

3．轉移在過渡性或者功能性材料上復制的圖形。

很顯然第二步是最具挑戰性的一步。先前描述的各項技術，例如電子束光刻或者掃描微探針光刻技術，已經能夠刻寫非常細小的圖形。然而，這些技術都因相當費時而不適于規模生產。納米壓印術則因可作多片并行處理而可能解決規模生產問題。此項技術似乎很有希望，但是在它能被廣泛應用之前現存的嚴重的材料問題必須加以解決。納米球珠和倍塞共聚物光刻術則提供了將第一步和第二步整合的解決方案。在這些技術中，圖形由球珠的尺寸或者倍塞共聚物的成分來確定。然而，用這兩種光刻術刻寫的納米結構的形狀非常有限。當這些技術被人們看好有很大的希望用來刻寫圖形以便生長出有序的納米量子點陣列時，它們卻完全不適于用來刻制任意形狀和復雜結構的圖形。為了能夠制造出高質量的納米器件，不但必須能夠可靠地將圖形轉移到功能材料上，還必須保證在刻蝕過程中引入最小的損傷。濕法腐蝕技術典型地不產生或者產生最小的損傷，可是濕法腐蝕并不十分適于制備需要陡峭側墻的結構，這是因為在掩模版下一定程度的鉆蝕是不可避免的，而這個鉆蝕決定性地影響微小結構的刻制。另一方面，用干法刻蝕技術，譬如，反應離子刻蝕(RIE)或者電子回旋共振（ECR）刻蝕，在優化條件下可以獲得陡峭的側墻。直到今天大多數刻蝕研究都集中于刻蝕速度以及刻蝕出垂直墻的能力，而關于刻蝕引入損傷的研究嚴重不足。已有研究表明，能在表面下100nm深處探測到刻蝕引入的損傷。當器件中的個別有源區尺寸小于100nm時，如此大的損傷是不能接受的。還有就是因為所有的納米結構都有大的表面-體積比，必須盡可能地減少在納米結構表面或者靠近的任何缺陷。

隨著器件持續微型化的趨勢的發展，普通光刻技術的精度將很快達到它的由光的衍射定律以及材料物理性質所確定的基本物理極限。通過采用深紫外光和相移版，以及修正光學近鄰干擾效應等措施，特征尺寸小至80nm的圖形已能用普通光刻技術制備出。然而不大可能用普通光刻技術再進一步顯著縮小尺寸。采用X光和EUV的光刻技術仍在研發之中，可是發展這些技術遇到在光刻膠以及模版制備上的諸多困難。目前來看，雖然也有一些具挑戰性的問題需要解決，特別是需要克服電子束散射以及相關聯的近鄰干擾效應問題，但投影式電子束光刻似乎是有希望的一種技術。掃描微探針技術提供了能分辨單個原子或分子的無可匹敵的精度，可是此項技術卻有固有的慢速度，目前還不清楚通過給它加裝陣列懸臂樑能否使它達到可以接受的刻寫速度。利用轉移在自組裝薄膜中形成的圖形的技術，例如倍塞共聚物以及納米球珠刻寫技術則提供了實現成本不是那么昂貴的大面積圖形刻寫的一種可能途徑。然而，在這種方式下形成的圖形僅局限于點狀或者柱狀圖形。對于制造相對簡單的器件而言，此類技術是足夠用的，但并不能解決微電子工業所面對的問題。需要將圖形從一張模版復制到聚合物膜上的各種所謂“軟光刻“方法提供了一種并行刻寫的技術途徑。模版可以用其他慢寫技術來刻制，然后在模版上的圖形可以通過要么熱輔助要么溶液輔助的壓印法來復制。同一塊模版可以用來刻寫多塊襯底，而且不像那些依賴化學自組裝圖形形成機制的方法，它可以用來刻制任意形狀的圖形。然而，要想獲得高生產率，某些技術問題如穿刺及因灰塵導致的損傷等問題需要加以解決。對一個理想的納米刻寫技術而言，它的運行和維修成本應該低，它應具備可靠地制備尺寸小但密度高的納米結構的能力，還應有在非平面上刻制圖形的能力以及制備三維結構的功能。此外，它也應能夠做高速并行操作，而且引入的缺陷密度要低。然而時至今日，仍然沒有任何一項能制作亞100nm圖形的單項技術能同時滿足上述所有條件?，F在還難說是否上述技術中的一種或者它們的某種組合會取代傳統的光刻技術。究竟是現有刻寫技術的組合還是一種全新的技術會成為最終的納米刻寫技術還有待于觀察。

另一項挑戰是，為了更新我們關于納米結構的認識和知識，有必要改善現有的表征技術或者發展一種新技術能夠用來表征單個納米尺度物體。由于自組裝量子點在尺寸上的自然漲落，可信地表征單個納米結構的能力對于研究這些結構的物理性質是絕對至關重要的。目前表征單個納米結構的能力非常有限。譬如，沒有一種結構表征工具能夠用來確定一個納米結構的表面結構到0.1À的精度或者更佳。透射電子顯微術(TEM)能夠用來研究一個晶體結構的內部情況，但是它不能提供有關表面以及靠近表面的原子排列情況的信息。掃描隧道顯微術（STM）和原子力顯微術（AFM）能夠給出表面某區域的形貌，但它們并不能提供定量結構信息好到能仔細理解表面性質所要求的精度。當近場光學方法能夠給出局部區域光譜信息時，它們能給出的關于局部雜質濃度的信息則很有限。除非目前用來表征表面和體材料的技術能夠擴展到能夠用來研究單個納米體的表面和內部情況，否則能夠得到的有關納米結構的所有重要結構和組份的定量信息非常有限。

篇2

――《自然》雜志高級記者特克蘭?勃特勒談中國在奧運賽場之外的偉大競爭

如果將這比作一場奧林匹克賽，中國得分為9.8，而美國則為2.3。

――長期在中國工作的美國疾控中心官員伊普將中國震災后與美國卡特里納颶風災害后的應對措施作了比較后說

我猜測，圍棋應是外星人創造的。當然，對于這一說法，我也沒有證據。我只是覺得，圍棋太深奧了，人類不可能創造出來。

――棋圣聶衛平稱“圍棋是外星人發明的”，因為圍棋太難，很難想象是由四五千年前的人類創造

袁老就是有七八架私人小飛機也配！

――《袁隆平陪老伴逛車展》的配圖新聞熱爆網絡。與往常網絡中總是充滿仇富的討伐聲不同，對于袁隆平買車，網民卻一邊倒地支持

做公司要盡量培養“生人文化”，而不是“熟人文化”。中國企業不能令行禁止，就是因為大家都是熟人，制度沒法執行。西方在這一點上就比較好，都是“生人心態”，都按照制度辦事。

――中外公司文化的不同

容量縮水了，價格沒變，這不就是變相漲價嗎？

篇3

從一定意義上講，科學論文的發表是科學成果被人們承認的唯一形式。一定頻次的引用反映了某篇論文重要性的程度，超高頻次的引用，常可認為其研究成果引發了科學研究的熱點或在科學研究中取得突破。因此，近期化學科研論文的引用情況也體現了化學學科前沿的科學研究成果，以及當前國際化學前沿的特點和變化趨勢和研究方向。據中科院文獻情報中心的報道，90年代的化學研究前沿領域有：

（1）富勒烯C60的研究導致發現了自然界一類新的物質――碳的另一種存在形式，并對宇宙內碳循環和經典芳香性的關系這一理論化學的關鍵問題有了全新的認識，開辟了新的化學研究領域。

（2）模擬程序和密度泛函理論的發展引起整個化學領域的革命，使量子化學成為成千上萬化學家手中的工具，可用以預測和闡明物質的化學性質。

（3）對不同管徑和纏繞角的單壁碳納米管的結構和導電性質的研究展示了單壁碳納米管在納米分子電子學領域的應用前景。

（4）人工合成新藥的發展：天然抗癌藥物的人工合成以及用以開發新藥的組合化學方法。

（5）組合化學新研究領域的發展打破了傳統藥物開發的模式，可同時合成和篩選大批生物活性物質，大大縮短了新藥開發的時間。組合化學技術還被廣泛應用于催化劑的篩選、手性化合物合成等材料科學領域。

（6）仿生聚合物是一種先進材料，它的人工合成向模仿機體功能的“目標”邁進了一步。

（7）分析化學在這一階段已不再僅僅是化學家手中的工具，它已發展為一門分析科學。它一方面為人們提供關于物質，特別是構成生命的基本物質的組成和結構甚至生命過程的信息；另一方面，在精密分析儀器本身的研制上不斷獲得進展。

（8）計算機技術的飛速發展使化學家的研究手段產生巨大變革。有關生物大分子（如蛋白質、核酸）多維結構圖像實現和精細結構表達的程序及軟件包的研究受到化學界的極大關注。

（9）有機反應、不對稱合成及催化是90年代以來的持續熱點。這是一個有工業應用前景和巨大市場潛力的、一直很活躍的研究領域。

在經歷了20世紀的空前繁榮發展后，進入21世紀，化學學科面臨著四大難題。第一，合成化學難題――化學反應理論；第二，功能結構化學難題――結構和性能的定量關系；第三，生命現象的化學機制――生命化學難題；第四，納米尺度難題。徐光憲院士等科學家認為21世紀是信息科學、合成化學和生命科學共同繁榮的世紀，化學的微觀方法和宏觀方法相互結合，相互滲透這一潮流將進一步向前發展，并提出了新世紀的化學科學包含了對下列八個層次的物質對象的研究：

（1）原子層次的化學：其中包括核化學、放射化學、同位素化學、sp區元素化學、d區元素化學、4p區元素化學、5f區元素化學、超5f區元素化學、單原子操縱和檢測化學等。

（2）分子層次的化學：現已合成的2000余萬種分子和化合物，通常分為無機、有機和高分子化合物。但近30余年來合成的眾多化合物，如金屬有機化合物、元素有機化合物、原子簇化合物、金屬酶、金屬硫蛋白、富勒烯、團簇、配位高分子等很難適應老的分類法。21世紀將研究分子的多元分類法，如按照分子片結合方式和生成的分子結構類型分類，可分為0維、1維、2維、3維分子等。

（3）分子片層次的化學：原子只有110余種，但分子數目已超過2000萬種，因此有必要在原子和分子之間引入一個“分子片”的新層次，在21世紀應該開展分子片化學的研究。

（4）超分子層次的化學：其中包括受體和給體的化學、鎖和鑰匙的化學、分子間的非共價作用力、范德華引力、各種不同類型的氫鍵、疏水-疏水基團相互作用、疏水-親水基團相互作用、親水-親水基團相互作用、分子的堆積組裝、位阻和各種空間效應等。

（5）宏觀聚集態化學：其中包括固體化學、晶體化學、非晶態化學、流體和溶液化學、等離子體化學、膠體化學和界面化學等。

（6）介觀聚集態化學：包括納米化學、微乳化學、溶膠-凝膠化學、軟物質化學、膠團-膠束化學和氣溶膠化學等。

（7）生物分子層次的化學：包括生物化學、分子生物學、化學生物學、酶化學、腦化學、神經化學、基團化學、生命調控化學、藥物化學、手性化學、環境化學、生命起源、認知化學和從生物分子到分子生物的飛躍等。

（8）復雜分子體系的化學。從以上分類可以看出，新世紀化學別值得關注的有化學信息學、分子片化學、超分子化學、生命化學、納米化學、理論化學和復雜分子體系的化學等。

隨著化學分支學科的重組及其它學科的交叉、融合和不斷滲透，21世紀初化學學科的前沿方向與優先領域有：綠色化學與環境化學中的基本化學問題、材料科學中的基本化學問題、合成化學、化學反應動態學、分子聚集體化學、理論化學、分析化學測試原理和檢測技術新方法建立、生命體系中的化學過程、能源中的基本化學問題、化學工程的發展與化學基礎等。

參考文獻：

[1]劉春萬.研討我國理論化學跨入新千年發展的一次盛會[J].化學進展，2000， 36（2）： 230-232.

篇4

有機食品并非更營養

倫敦衛生和熱帶醫學院的研究人員說，消費者支付更高價格購買有機食品，部分原因是認為它們具有健康方面的好處，從而在2007年創造了一個價值估計達480億美元的全球有機食品市場。

然而，對過去50年發表在科學文獻上的162篇科學論文進行系統審閱后，人們發現有機食品同常規生產的食品之間沒有很大不同。

該研究報告的作者之一艾倫?丹古爾說：“我們的研究顯示，目前沒有證據說明，人們有理由基于營養上的優越性而選擇有機食品?！?/p>

這項研究由英國政府的食品標準局委托進行。研究結果公布在《美國臨床營養學雜志》上。

家庭爭吵可引發孩子頭痛

一項新的研究表明，家庭爭吵多和缺乏自由的時間，都可以讓兒童患上頭痛病。高達30％的世界各地的兒童抱怨說每周至少頭疼一次。

美國俄亥俄州的克利夫診所的研究人員強調，經歷一周一次以上的家庭爭吵的男孩，他發展成為頭痛病患者的風險要比正常兒童高1.8倍。

有點小煩惱更健康

美國《心理學》雜志報道，科學家發現，與無憂無慮的“樂天派”相比，有些小煩惱的人反而更健康更富有。

美國伊利諾伊大學的心理學家迪納博士和他的同事們，在96個國家對12萬人進行了長達20多年的調查研究，內容包括他們的生活滿意度(10分滿分)和收入狀況。結果顯示，生活滿意度為8～9分之間的人比10分的人擁有更多的物質財富。另一項調查是針對美國數所大學的學生展開的。結果表明，最開心快樂的人雖然最善社交，但是在學習成績上卻低于適度快樂的人。研究還發現，雖然快樂的人比易怒、低沉的人更健康，更易成功，但生活中有些小煩惱，而依然保持樂觀的人，健康狀態更好，壽命也更長。研究人員表示，生活中要學會做個快樂的人，但也要存有憂慮意識。

心存惡念難長壽

美國匹茲堡大學的醫學專家發現對周圍人懷有惡念的女性往往比善良友好的同齡女性短命。這個由希拉里?廷德爾博士領導的研究小組對10萬名女性進行了多年的跟蹤調查。開展這項工作的想法源于荷蘭科學家此前的研究，他們發現，樂觀男子比性格刻薄、悲觀的男性活得更久。

研究人員對這些人進行了復雜的心理問卷，以便了解其生活觀念和對人的態度。結果表明，負面情緒、小人之心和惡念會引發高血壓和高膽固醇。8年的跟蹤顯示，樂觀者心臟病的發病風險要比悲觀者低9％，而因各種原因死亡的幾率也比后者小14％。此外，較之心思不善者，快樂的人把更多時間用在健身上。

多種食物對眼睛有益

德新社援引德國營養協會發言人西爾克?雷斯特邁爾的話說，β－胡蘿卜素會在人體內轉化為維生素A，而維生素A可以保護眼睛視網膜和晶狀體不受自由基侵害。自由基是新陳代謝中氧化反應的副產物，會損壞正常細胞。

雷斯特邁爾說，具有β－胡蘿卜素類似功能的還有葉黃素和玉米黃質。它們主要存在于綠色蔬菜及玉米中，能夠有效降低患白內障及黃斑變性等導致老年人失明的疾病的風險。此外，具有抗氧化性能的維生素C和維生素E也能保護眼睛不受日光傷害。維生素C主要源于柑橘類水果，而維生素E主要來自植物油、榛子和粗糧。

睡太少易得糖屎病

這項研究由新英格蘭研究中心和耶魯大學醫學院合作，以1709位40歲～70歲的男性為受訪對象，進行長達15年的追蹤研究。

結果發現，睡6～8小時是最健康的。相反的，每晚睡5～6小時的男性，得糖尿病的風險高兩倍；睡眠時間超過8小時的男性，得糖尿病的風險更高三倍。

喝1杯葡萄酒皮膚損害少2／3

意大利研究者選擇了，348名乳腺癌患者，并根據接受放射治療的劑量分為3組。結果發現，乳腺癌患者如果在放療當天喝1杯葡萄酒，皮膚受損程度大約是13.6％：不喝葡萄酒的女性皮膚受損是38.4％。由此得出，喝葡萄酒的患者在放療后，皮膚損害會減輕。這項研究成果發表在8月份的《國際放射腫瘤生物物理學期刊》上。

常吃魚增強皮膚抗紫外線能力

《美國臨床營養》的一項研究結果指出，該研究跟蹤調查了1100名澳大利亞成年人，發現每周吃三兩魚(尤其是三文魚和金槍魚)的人，五年后有皮膚癌前期皮膚損傷的人減少了30％。這種皮膚損傷又叫做光化角化病，是慢性日曬損傷的最普通癥狀，如果不加治療的話，很容易就會發展為皮膚癌。流行病學家阿黛爾-格林博士說，這是因為魚類中豐富的ω－3脂肪酸起了防護作用，能保護細胞膜不受自由基的損害。

防曬霜或引發癡呆癥

據英國媒體報道，阿爾斯特大學兩名專家在歐盟贊助下展開了一項為期3年的研究，以確定防曬霜和老人癡呆癥是否有任何關聯。這項研究試圖找出人體內的納米顆粒，如同在防曬霜中發現的相同顆粒，是否會引發神經變性疾病如老人癡呆癥和帕金森病癥。結果研究者發現，透過靜脈或肺部滲入體內的納米顆?？奢斔椭列游锏哪X部。

篇5

? 基礎科學和前沿技術研究綜合實力顯著增強，取得一批在世界具有重大影響的科學技術成果，進入創新型國家行列，為在本世紀中葉成為世界科技強國奠定基礎。

科技工作的指導方針：

? 自主創新，重點跨越，支撐發展，引領未來。

關鍵數字（到2020年）：

? 全社會研究開發投入占GDP比重提高到 2.5%以上

? 科技進步貢獻率達到 60%以上

? 對外技術依存度降低到 30%以下

? 本國人發明專利年度授權量 進入世界前5位

? 國際科學論文被引用數 進入世界前5位

關鍵數字：15

綱要涉及的時間段，從2006年到2020年

解讀：科技部研究中心創業投資研究所所長 房漢廷

這個時間段是從“十一五”規劃的開始到“十三五”規劃的結束。其一，未來15年，人均GDP處于1000~3000美元區間，是社會各種矛盾的多發期、凸顯期，同時也是機遇期。如果順利通過這個時期，我國就能順利成為中等發達國家；如果不順利，就可能呈現出拉丁美洲國家的形態。其二，十六大報告中提到，到2020年實現人均GDP翻兩番，實現小康社會。科學技術的發展，能為全面建設小康社會提供強有力的支撐。其三，中國有望在2020年實現和平崛起。我國傳統的經濟增長方式已經走到盡頭，環境、資源等方面的壓力，人民對幸福生活的追求，這些都要求我們轉變經濟增長方式。要解決未來的可持續性發展問題，中國的經濟增長方式必須實現從要素驅動到技術/創新驅動的轉變。

關鍵數字：2.5％

綱要提到，“到2020年，全社會研究開發投入占國內生產總值的比重提高到2．5％以上?！?/p>

解讀：科技部研究中心創業投資研究所所長 房漢廷

研究開發投入是一個國家的戰略投資，具有超前性。從國際上來看，按照統計規律，一個創新型國家的研究開發投入增長速度高于國民生產總值的增長速度。另外，當一個國家的全社會研究開發投入占國民生產總值的比重達到2%時，這個國家才具備基本的創新能力。2%是個臨界點。芬蘭的這個比重是3.5%，韓國是3%。低于2%，則這個國家基本處于老系統的維持狀態，基本不具備創新能力。

在我國，這個比重目前是1.23%，有望在2006年實現一個跳躍式增長，然后進入穩定增長的狀態。2020年時，中國的資源將更緊張，對創新的要求也會更高。如果預期目標實現，中國將在2020年年基本成為創新型國家。2.5%是一個并不難實現的目標。我們看到，南方的很多民營企業已經在主動地加大企業的研發投入。

關鍵數字：60％

綱要提到，到2020年，“力爭科技進步貢獻率達到60％以上”。

解讀：科學技術部部長 徐冠華

我們現在要建設創新型國家，要自主創新，是由我們全面建設小康社會的目標所決定的。我們現在提出來到2020年要全面建設成小康社會，意味著從改革開放開始到2020年的40年里，中國的GDP平均增長率都要超過7%。經濟增長率有兩個很重要的決定性因素，一個是科技進步的貢獻率，還有一個是投資率。我們現在如果要達到全面建設小康社會的目標，就意味著從現在起，如果保持目前的科技進步貢獻率，也就是39%左右的水平，我們的投資率必須有大幅度的增加，至少要達到52%的高水平，而這幾乎是完全不可能做到的。即使我們的投資率保持在目前40%的水平，都已經算是很高的了。那么，我們只有把科技進步貢獻率從目前的40%左右提高到60%，才能夠達到2020年的發展目標。

關鍵數字：30％

綱要提到，到2020年，“對外技術依存度降低到30％以下”。

解讀：科學技術部高新技術和產業化司司長 廖小罕

科技競爭力排在我國前面的國家，他們的一個特點就是科技上的對外依存度都在30%以下，而我們國家目前的對外依存度是60%左右。

60%數字背后顯現出的是我國科技自主創新的不足，這樣的后果便是我國在經濟上、國家安全上、國際貿易上都要受制于那些科技實力高于我們的國家。所以，我國首先要自主創新戰略，力爭在國際競爭中掌握自動權。自主創新也分為原始性創新、集成創新和引進消化吸收后創新三種不同的方式，而不是一定要完全從頭開始研究。我們應該在全球范圍內主動利用科技資源，形成國際化研發體系，提升國際科技合作的層次和規模。只有對外依存度數值降低，我們才可以掌握核心技術和產業鏈上重要環節的制控權，并最終落實到推動我國的經濟發展和提高我國的國際競爭力上。

關鍵數字： 5

綱要指出，到2020年，本國人發明專利年度授權量進入世界前5位。

解讀：

創新產出高是創新型國家的基本特征之一。世界公認的20個創新型國家擁有的發明專利總數占到全世界的99%。和一些具有較強創新能力的國家相比，中國雖然已具備一些基本條件，但離創新型國家還有一定距離。據了解，2005年國家知識產權局一共受理了17.3萬項專利申請，其中本國人的申請達到53%左右。單就信息產業而言，本國人的專利授權量占總量的22%～30%。過去的三、四年是信息產業專利申請數猛增的一個階段。

國務委員陳至立曾經在中國科協2005年學術年會上指出，我們要抓住信息技術更新換代和新材料技術迅猛發展的難得機遇，掌握裝備制造業和信息產業核心技術的自主知識產權。充分表達了對自主知識產權的關注。

據業內人士分析，隨著時間發展，達到本國人專利授權量世界第五的目標是很有希望的，情況理想的話還可能達到第三或第四。到2020年，我國將成為創新型國家，成為世界最重要的知識和技術產出國之一。

關鍵數字：5

綱要指出，到2020年，國際科學論文被引用數進入世界前5位

解讀：中國科學技術信息研究所副所長 趙新力

目前，我國國際科技論文數量連續3年保持世界第5位，但論文的被引用數在世界排名剛剛從第18位上升到第14位。論文是展示科研成果的最快捷方式，也是國際上了解同行進展的主要渠道?！氨灰脭怠眲t是最直接、最簡潔地體現國際學術界認可程度的指標。

十五期間，我國在國際上能夠被檢索收錄的論文總篇數（包括EI、SCI、STP、ISTP等）在整體上不斷向前推移。目前在科技論文發展的道路上，主要的問題是受語言的限制。學術界應該共同創造更好的英文發展環境，培養國際上認可的精品期刊，在國內更多地舉辦國際性學術會議，提高科研人員用英文發表文章的能力和驅動力。

說這個目標沒有挑戰是不對的，但是按照目前我國科技人員的努力程度、國家對科學技術的支持程度和目前工作的加速度，我們對實現這個目標還是充滿信心的。

信息產業作為國民經濟的基礎產業、先導產業和支柱產業，其在中國未來15年的科技發展中將扮演怎樣的重要角色？透過綱要的總體部署中的關鍵數字，我們看到信息產業的重要作用和位置凸顯出來：

重要性1：

11個重點領域中，信息產業及現代服務業為其中之一

重點領域的含義：是指在國民經濟、社會發展和國防安全中重點發展、亟待科技提供支撐的產業和行業。

重要性2：

68項優先主題中有7項屬于信息產業及現代服務業

優先主題含義：是指在重點領域中急需發展、任務明確、技術基礎較好、近期能夠突破的技術群。

確定優先主題的原則：一是有利于突破瓶頸制約，提高經濟持續發展能力；二是有利于掌握關鍵技術和共性技術，提高產業的核心競爭力；三是有利于解決重大公益性科技問題，提高公共服務能力；四是有利于發展軍民兩用技術，提高國家安全保障能力。

信息產業及現代服務業領域的7個優先主題：

1. 現代服務業信息支撐技術及大型應用軟件；

2. 下一代網絡關鍵技術與服務；

3. 高效能可信計算機；

4. 傳感器網絡及智能信息處理；

5. 數字媒體內容平臺；

6. 高清晰度大屏幕平板顯示；

7. 面向核心應用的信息安全。

圖1 信息產業在優先主題中的比重

重要性3：

16個重大專項中，4個與信息產業直接相關

重大專項含義：是為了實現國家目標，通過核心技術突破和資源集成，在一定時限內完成的重大戰略產品、關鍵共性技術和重大工程，是我國科技發展的重中之重。

與信息產業直接相關的4個重大專項：

1. 核心電子器件；

2. 高端通用芯片及基礎軟件；

3. 極大規模集成電路制造技術及成套工藝；

4. 新一代寬帶無線移動通信。

圖2 信息產業在重大專項中的比重

重要性4：

27項前沿技術中，有3項屬于信息技術

前沿技術的含義：是指高技術領域中具有前瞻性、先導性和探索性的重大技術，是未來高技術更新換代和新興產業發展的重要基礎，是國家高技術創新能力的綜合體現。

信息技術領域的前沿技術：

1． 智能感知技術

重點研究基于生物特征、以自然語言和動態圖像的理解為基礎的“以人為中心”的智能信息處理和控制技術，中文信息處理；研究生物特征識別、智能交通等相關領域的系統技術。

2． 自組織網絡技術

重點研究自組織移動網、自組織計算網、自組織存儲網、自組織傳感器網等技術，低成本的實時信息處理系統、多傳感信息融合技術、個性化人機交互界面技術，以及高柔性免受攻擊的數據網絡和先進的信息安全系統；研究自組織智能系統和個人智能系統。

3． 虛擬現實技術

重點研究電子學、心理學、控制學、計算機圖形學、數據庫設計、實時分布系統和多媒體技術等多學科融合的技術，研究醫學、娛樂、藝術與教育、軍事及工業制造管理等多個相關領域的虛擬現實技術和系統。

圖3 信息技術在前沿技術中的比重

重要性5：

4個重大科學研究計劃中，其中之一與信息產業密切相關

重大科學研究計劃的含義：根據世界科學發展趨勢和我國重大戰略需求，選擇能引領未來發展，對科學和技術發展有很強帶動作用，可促進我國持續創新能力迅速提高，同時具有優秀創新團隊的研究方向，這些方向的突破，可顯著提升我國的國際競爭力，大力促進可持續發展，實現重點跨越。

4個重大科學研究計劃：其中的量子調控研究與信息產業密切相關

1． 蛋白質研究

2． 量子調控研究：以微電子為基礎的信息技術將達到物理極限，對信息科技發展提出了嚴峻的挑戰，人類必須尋求新出路，而以量子效應為基礎的新的信息手段初露端倪，并正在成為發達國家激烈競爭的焦點。量子調控就是探索新的量子現象，發展量子信息學、關聯電子學、量子通信、受限小量子體系及人工帶隙系統，構建未來信息技術理論基礎，具有明顯的前瞻性，有可能在20～30年后對人類社會經濟發展產生難以估量的影響。

3． 納米研究

4． 發育與生殖研究

圖4 信息產業在重大科學研究機會中的比重

網友評論

網友一：首先我要說，我本人也是干機械的，看了這個帖我快要流淚了，看著工廠中一個個外國名牌我心痛啊。每當我看到外國車時，我的心里是愧疚，對不起大家的感覺，因為我是搞制造的，可我知道咱們祖國連汽車外殼的曲面精加工都困難，更甭提發動機了。快點懂事吧，醒醒吧，別再沉迷于GDP又增長了，你看看咱們制造的產品的質量，心痛啊！

網友二：愿望是好的，實現目標靠的是人才和管理技術，的方式已經不現實了。

網友三：請創造一個以創新為榮、抄襲盜版為恥的文化，一個獎勵創新、保護創新者權益的制度，一個公平透明的核查機制。

網友四：這是提高全民素質和綜合國力的最佳手段！擴大基礎設施投資拉動經濟的時代已過去，要為15年后勞動力資源下降提前做準備。

網友五：好！不過要有稅收政策的支持，要讓創新的企業有錢賺。

網友六：切不可花拳秀腿哦，要以實際為主，現在的大學生工程師數量那么多，可真正能派上用場的卻寥寥無幾，先思考一下這個問題再說吧，中國人什么時候能打破靠關系成功，就有希望了。

網友七：觀念很好，但應當出臺好的政策避免高級人才的外流，科技創新需要更多的人才。

網友八：方向是不錯，但怎么執行是問題，而且如何加強保密，保證成果不被他人竊取更成問題，國人的保密意識和措施一直都不怎么樣。

網友九：良好的制度比大力倡導更起作用，現在內外資不公平的待遇是一個方面，我想肯定還有其它對國民創造力的限制，我們當前要做的是去掉那些不公平的制度，否則無論如何倡導也白搭！

篇6

近年來，專業巡天望遠鏡的誕生大大減少了在自家后院天文臺里的觀測者們在某些領域做出科學貢獻的機會，例如搜索小行星和彗星。但是現在，廉價、高分辨率、現成的商品攝譜儀可以填補這個空缺了。甚至在中小口徑望遠鏡上安裝攝譜儀，就可以通過揭示一顆恒星的溫度、化學組成，或者通過揭示天體上原子激發和電離的物理條件，從而獲得有科學意義的結果。

使用加納利天體物理研究所的31英寸反射望遠鏡，Eversberg和他的團隊觀測了天鵝座中的三顆沃爾夫—拉葉星：WR 134、135和137。它們的光球層被高密度氣體云包裹，這些氣體云以非常快的速度運動和旋轉。目視觀測者不會發現這類恒星有什么異常，但氣體云可以在恒星光譜中產生明亮的發射線。通過研究這些譜線，天文學家們可以探索被遮掩的恒星表面與其強勁星風之間的關系，同時檢測這些星風的周期性和隨機的凝聚性。

Eversberg表示：“我們可以說就是光譜天文學中專業人員與業余人員合作的經典范例。”他在位于波恩的德國空間局工作，卻組織了這項以志愿者為主體的光譜研究。他和Anthony Moffat（蒙特利爾大學，加拿大魁北克?。┮煌l起了這項活動。2009年，他們有目的地組織了一批業余愛好者來到Tenerife島，對一顆溫度極高的雙星WR 140進行近星點觀測，這顆雙星是星風碰撞雙星中被研究得最充分的。他們得到了比2001年僅有專業近星點觀測時多5倍的光譜數據。有了這些業余愛好者的數據，專業天文學家深化了對于該系統的質量、軌道周期和軌道傾角方面的認識。

有了這些來自世界各地的參與者，Eversberg和Moffat組建了ConVento團隊（ConVento在意大利語中意為“隨風”），團隊成員包括致力于星風研究的業余愛好者和專業天文學家。ConVento成員主要使用他們自家的后院天文臺，但是在Tenerife島操作專業級別的望遠鏡卻是這個活動的亮點。Eversberg說：“2009年取得的成功，幫助我們為2013年的觀測活動申請到了望遠鏡時間。專業天文學家已經知道了我們的存在，而且也知道我們能夠干什么?！?/p>

捕捉一次性事件

專業天文學家們可以使用絕大多數最先進的望遠鏡和設備，它們都位于世界上最好的觀測臺址。但他們卻沒有業余愛好者所擁有大量觀測時間。長期的測量、巡天和監視需要幾周甚至幾個月的望遠鏡時間，而專業天文臺的觀測時間常常有許多人申請，很難為一支團隊提供這么多時間。而一臺裝有制式攝譜儀的8英寸～20英寸（約合20.32厘米～50.8厘米）望遠鏡也能夠很好地完成這些工作。即便在有光污染的城市，獲得亮星光譜也是有可能的。而且，即使某個晚上在你那里烏云密布，別處的伙伴也能充當替補。

光譜觀測也因此成為了一項新興的、蓬勃發展的“公眾科學”，特別是在歐洲的業余愛好者群體中。目前盡管這種觀測正在發展，但參與人數仍然相對較少。Thierry Garrel說：“法國現在大約有30位認真的觀測者，可能另有約100人對這個領域感興趣?！彼欠▏肮庾V觀測者組織”（ARAS）的成員，該組織是歐洲最活躍的業余天文學組織。

但是這些專注的觀測者中也很少有人完全傾心于這項工作。Eversberg說：“光譜觀測顯得有些枯燥乏味。你必須花費無數個夜晚來獲取數據以供他人分析，而且更槽榚的是，這些數據并不是美麗的照片，而只是圖表和數字?！钡愕幕貓蟛⒉粌H僅是可以在科學論文中署名。正如Eversberg指出的那樣：“我們的工作不是拍攝無數張獵戶星云的照片，而是見證那些一次性發生的事件?！?/p>

讓我們看一看長周期食雙星。在這種系統中，兩顆恒星周期性地互相掩食，目前已經發現了幾十個這樣的雙星系統，但只有幾個得到了較好的研究。它們的長軌道周期使其成為業余愛好者的最佳觀測對象。已知最好的一個食雙星就是御夫座ε，它于2009年～2011年之間通過距離極小點，并且此時有一個暗氣體塵埃云在主星前方越過。上次掩食發生在27年前，當時業余愛好者還沒有攝譜儀。據英國的業余光譜學家Robin Leadbeater報告，有超過800條業余愛好者拍攝的光譜并已被納入專業數據庫，正在幫助天文學家們研究奇怪的蝕云。通過觀測770納米的鉀吸收線，Leadbeater在這團蝕云使恒星變暗前幾個月，以及真正的交食結束之后很久，都看到了這團蝕云。

其它長周期食雙星還包括仙后座AZ和仙王座VV，其軌道周期分別是9.3年和20.3年。仙王座VV將會演化為一個變雙星，它由一顆老年超巨星和一顆熾熱的矮星組成，其光譜顯示出了很強的氫和鐵的發射線。這些譜線來自于這對恒星周圍延展的氣體包層，它們隨時間演化的方式，與星風的模式和速度以及恒星特征參數和軌道參數有關。

由于剛剛推算出仙后座AZ將有一次交食，Cezary Galan（哥白尼大學，波蘭）建議業余愛好者們在2014年全年對其展開持續監測。Galan在他的網頁上寫道：“連續密集的測光觀測和光譜觀測是很必要的。對仙后座AZ的長時間尺度變化進行監測需要大量觀測者的參與，以降低天氣的影響，同時保證對交食過程中最重要階段的觀測成功?！苯刂?013年6月初，業余愛好者提交了總共250個光譜中的2/3。Galan說：“業余觀測者對這個活動的興趣之大，遠遠超過了我的預期?！?/p>

與此同時，Darryl Sergison（?？巳卮髮W，英國）請求業余愛好者對低質量金牛座T型星進行光譜監測，以幫助天文學家更清晰地了解年輕類日恒星的周圍環境，并查明它們的各式各樣的盤、生長過程和外向流結構的特征。這項研究在今年秋天將會達到，但是對其中三個目標的監測從去年年底就已經開始了。

長期項目的最佳范例是國際Be型恒星觀測活動，它已經運行了超過10年。大約20%的B型星（此類恒星占肉眼可見恒星的20%）會顯示出氫發射線，有時還有氦和鐵的發射線，它們還會以數小時到數十年不等的時間尺度變化。天文學家們認為，這些發射線是由恒星快速旋轉時拋出的氣體外殼或盤造成的，它們在赤道處的離心力足以克服自身引力。但是光譜的變化卻讓人難以理解。因此，業余愛好者拍攝的光譜資料就至關重要了。天文學家們總共已經收集了約600顆Be型星的超過72000條光譜，其中有29000條（40%）僅僅出自于49位業余愛好者之手。這些數據被儲存在Be型恒星光譜數據庫中，由業余愛好者和專業天文學家共同維護，天文學家們在20多篇論文中使用了這些數據。

成為業余光譜學家

還有其它許多有趣的目標可供業余愛好者選擇，從新星、超新星到小行星和彗星。這些都可以得益于現在出現的廉價、現成的商品攝譜儀。而僅僅10年前，業余愛好者還沒有高分辨率光譜觀測所必需的儀器，除非他們自己制作。

業余愛好者希望獲得簡單而強大的儀器，以進行有科學意義的研究。受此激勵，法國業余愛好者Fran？ois Cochard、Olivier Thizy、Christian Buil和Yvon Rieugné專門為業余愛好者設計了一種商業級高分辨率攝譜儀，后來發展為Lhires品牌?，F在，他們的Shelyak儀器公司可以提供各種價位、覆蓋所有分辨率的攝譜儀。歐洲南方天文臺的工程師Jesús Rodríguez、Carlos Guirao和Gerardo ávila，以及德國馬普地外物理研究所的專業天文學家Vadim Burwitz是歐洲的另一個攝譜儀來源。他們的“光譜發燒友俱樂部”與德國的Baader Planetarium公司合作，向業余愛好者提供攝譜儀。

但是硬件只是故事的一部分。怎樣才能知道，你是否有業余光譜學家所必備的技能呢？Eversberg說：“這種技能需要學習?！币虼烁鞣N互聯網交流平臺是極其重要的，例如ARAS主持的網上論壇和新聞組，以及德國的Spektroskopie論壇等。在這些平臺上，光譜愛好者們可以交流觀測技術和設備的相關知識，策劃新的觀測活動，以及討論觀測結果。大多數討論都是用英語進行的，以便更多的人可以參與。

篇7

The Functional Transformation of the University Library in the Knowledge Economy

Yang Haiyan（Library of Zaozhuang University， Zaozhuang， Shandong， 277160）

Abstract： This article analyzes the social factors that influence the development of library science， discusses the development trend of library science and elaborates the functional transformation of university library in the knolegde economy and points out that in order to achieve the functional transformation， the construction of university library should be expanded.

Key words： knowledge economy； library science； university library； functional transformation

CLC number： G258.6Document code： AArticle ID： 1003-6938（2010）01-0118-04

21世紀是信息社會時代，也是知識經濟時代。在知識經濟環境下，科學技術已滲透到社會生產和生活的每一個領域，改變著人們的生產方式、生活方式以及思維方式。以信息科技和生命科技為核心的現代科學技術給人類社會的發展提供了新的強大動力。知識經濟已成為當今世界的主流經濟，它對各行業、各領域都產生了巨大的沖擊和深遠的影響，對圖書館的影響更是滲透到各個方面。

面對知識經濟的大環境，大學圖書館必須抓住機遇，轉變職能，更好地為用戶服務。

1影響圖書館學的社會發展因素

1.1知識經濟對圖書館學的影響

知識經濟其實質就是高科技經濟、高文化經濟、高智力經濟，是以高科技產業為支柱，以智力資源為依托的可持續發展的經濟。知識經濟可以理解為“主要由新技術革命推動經濟發展與增長的經濟形態”。它是一個創新的“蜂聚”時期，又是一個更加依靠知識和創新來促進發展的時期。1990年，聯合國研究機構首次提出“知識經濟”。知識經濟的主導產業是知識產業，即知識的創造、傳播、擴散、應用；知識經濟時代創造社會財富的主體力量是知識化的勞動者，勞動與知識的結合達到一個新的水平；知識、技術與信息成為最重要的生產要素；掌握知識的人成為組織賴以生存和發展的關鍵。

知識經濟對社會科學包括圖書館學的影響是巨大的。首先，在研究重點上有關“知識”的命題凸現出來，即隨著知識價值得到充分認識和利用，學習知識、傳遞知識、利用知識、創造知識、共享知識的社會取向和運行機制將逐步建立。終身學習、按需學習會在社會個體之間廣泛普及。社會科學包括圖書館學將對知識的社會化與社會的知識化投入大量的研究資源；其次，由于知識生產不是線性的，而是跳躍性的或是無序的，因此，多學科合作解決問題的研究方式、方法會得到進一步加強。以圖書館學來說，因其宗旨是為人們獲取知識提供最佳工具和方法，因此，面臨著未來因“知識獲取機會非均等性”造成的“非知識群體”的出現，圖書館學將與其他人文社會科學共同攜手對此問題進行研究并尋找解決方案；第三，從研究對象上看，世界性問題的出現，如環境保護、世界金融一體化、國家之間的貧富差距、人類共同遺產的確定等，拓寬、加深了社會科學的研究領域。社會科學有可能在這些全球性“問題域”建立起新的學科生長點。對于圖書館學來說，未來圖書館的形成，也將為圖書館學拓展出新的研究領域；第四，從研究方法上看，知識經濟全球化的發展趨勢導致了整體化思維、復雜性理論的出現。隨著人類相互依賴感的加強、盤根錯節的整體化結構（經合組織軍事集團等）的不斷出現，全球意識、世界歷史也正在形成。因此，社會科學必須從全球廣度去思考各種問題，強調社會系統的復雜性，承認各種文化傳統中的差異性、互補性，為探索世界各國可通融的方法與理論作出努力。以全球圖書館為例，網絡技術與虛擬空間可以消除地理界限，但各國人文界限（制度上的差異與不同觀念的敏銳性）卻始終存在，這是各國圖書館需要認真研究并加以解決的重大課題。

1.2社會發展的網絡化對圖書館學的影響

計算機網絡是計算機群體的集合，它們彼此用傳輸介質連接起來，并遵守共同的協議進行通信。網絡化是指由于以計算機技術、互聯網技術、現代通信技術為支撐的信息網絡的高速發展，人類社會生活正在發生數字化、網絡化變化的狀態或過程。

社會發展網絡化是20世紀末由新技術革命所引發的。雖然技術本身不能決定社會過程與社會制度的變革，但信息知識的交流傳播是重要的人類活動，因而網絡化這種信息處理與傳播新方式的廣泛普及應用，必將對社會狀態、社會運行帶來全方位、綜合性的改變。一個以數字化網絡為基礎，以計算機技術、通訊技術為工具的新型社會正在出現并將呈現以下特點：（1）互聯網帶來了極為浩繁的信息資源，人們能更全面、及時地獲取自己所需要的信息知識；（2）互聯網使人的交流與交往呈現出“對話性”的特點，人類認識世界的方式也由主客對立式變成了主客交際式；（3）網絡空間創造出來的虛擬實在，擴大了人類實踐活動的范疇；⑷網絡技術使社會生活呈現出數字化、虛擬化趨勢，人們的生產、生活方式正在改變，如工作環境變小、電子商務普及、產品與服務更傾向于個性化、家庭生活方式智能化等。

社會發展的網絡化對社會科學研究也產生了深刻的影響。首先，從研究條件上看，網絡不僅為社會科學研究提供了豐富的信息知識，如各種人文社會科學文獻數據庫提供了更多更完整的研究資料，而為了有效利用這些大量涌現出來的資料，研究人員必須學會新技巧，建立使用信息的新策略，他們對數字圖書館乃至圖書館員的依賴也會越來越強；其次，從研究手段上看，網絡不僅為社會科學研究者提供了新的寫作方式（電腦寫作）、協作方式（網上討論），使得“無形學院”內部的新觀點、新發現、新材料能即時獲取，而且也為學術批評提供了新的途徑。再次，從價值認同上看，技術力量在短期內的聚合與裂變，在強化了人們對技術的依賴的同時，也強化了人們對技術的崇拜，人文社會科學的重要價值被某些人忽略。如圖書館學“學術共同體”近年對技術表現出的巨大熱情，超過了以往任何一個時代。然而他們卻很少顧及和討論技術的后果。

1.3科學的社會化與社會的科學化對圖書館學的影響

科學活動發展到知識經濟時代，其地位、規模、影響已發生重大變化。概括地講，就是科學高度社會化，社會高度科學化。

科學社會化首先是指科學活動的組織形式由個人或集體發展到了國家規模乃至國際規模。如，國際地球物理年計劃、國際太陽峰年計劃、國際核物理與粒子物理研究計劃、人類基因計劃等大型國際計劃與日俱增?？茖W技術向社會各領域滲透，科學知識、科學方法和科學精神日益成為社會生活中行為規范和價值觀的基礎。隨著微電子技術、通信技術和信息網絡的迅猛發展，使人們的知識領域不斷擴大，視野日益開闊，生活方式發生變化，在形成了一些新價值觀念的同時，新的文化心理結構正在建立，科學已成為社會價值觀念發生變化的根本動力。隨著科學不斷進步，勞動者的文化素養不斷提高，科學方法和科學精神逐步成為人類認識世界的基本觀念。社會的科學化還表現為人類社會發展更加需要科學的力量。

科學的社會化與社會的科學化對圖書館學的影響是巨大的。首先，科學論文的國際合作在增加。近年來，在《科學引文索引》（SCI）所統計的期刊上，有一半以上的論文是多個作者的合作研究成果，其中三分之一以上是國際合作的。同時，世界各地的研究人員廣泛利用和引用他國的研究成果；其次，科學技術推動圖書館學的發展。最近，我國科學家研制出目前世界上信息存儲密度最高的納米有機材料，其信息存儲密度高達1014Bit/cm2，信息容量比現有光盤高100萬倍！按照這一密度，世界上最大的圖書館――美國國會圖書館的所有信息可存放在一塊方糖大的盤上?？茖W的發展為圖書館學研究的國際交流提供了更加便利的條件。

2圖書館學的發展趨向

2.1更加重視知識領域的研究

從未來發展趨勢看，圖書館學的 “知識域”將包括以下一些研究范疇：（1）知識形式研究。如知識的載體，知識類型，知識的組分，知識的表達手段和方式等；（2）知識集合研究。如知識的組織，知識資源的配置，知識的檢索，知識的優控，知識集合的管理，知識集合的社會作用等；（3）知識受眾研究。如知識受眾需求與服務，知識交流與學習機制，知識建構，知識測度等。

2.2學科發展從細化走向整合

圖書館學經過一定階段的細化發展之后，就會逐漸向整體化、綜合化方向轉變并呈現一定特點。（1）一些重要前沿課題將吸收眾多學科交叉匯聚一點，形成新的學科生長點。這些課題主要有數字圖書館、網絡資源導航、數字化參考咨詢、知識的人工智能服務、知識學習與知識建構等；（2）圖書館學與其它同族學科（如文獻學、情報學、檔案學）的融合進一步加強；（3）圖書館學內部分支學科將在新的研究角度與研究方法的支持下出現整合趨勢。如“知識組織”將把傳統的文獻分類學、目錄學、主題法、索引學、檢索語言、工具書研究等眾多分支整合在一起（同時也保持他們的相對獨立性），而“知識發展”將會把情報分析與預測、文獻計量學、知識測度與評價聯系在一起。

2.3理論、應用發展并重

圖書館學不僅是促進圖書館發展的“館內”科學，它也會從“館內”走向“館外”，變成社會人群主動獲取知識的方法論。為此，理論研究將承擔起觀念轉移、原理闡釋的指導任務，而應用研究則將通過實證的探索提供具體的工具與方法。理論研究將通過對真實問題的切入，逐步糾正自身長期以來形成的膚淺化傾向，實用研究也將注重為理論創新提供原料和動力。理論研究與應用研究將通過國家重大創新工程或前沿課題進行有機融合，相互促進，共同發展。

3大學圖書館的職能轉變

大學圖書館作為高校的知識倉庫與信息中心，在人才培養與科學研究中發揮著重要作用。然而，在知識經濟環境下，隨著知識載體的電子化、智能化，信息傳輸的全球化、網絡化，給大學圖書館帶來了嚴峻的挑戰。面對類型廣泛、快速便捷的各種信息渠道，面對浩如煙海、形式多樣的文獻信息，面對需求多樣化、最具時代感的讀者群，大學圖書館必須轉變職能。

3.1知識傳播中心，為人的全面發展供應知識資源

大學圖書館是門類齊全的知識信息服務機構，隨著電子閱覽室、數字化館藏的建立與普及，以及數字圖書服務、網絡信息資源導航等項目的開展，圖書館仍將是廣大校園用戶獲取知識和信息最方便、最經濟的理想場所。大學圖書館作為知識傳播中心，要為人的全面發展、基本技能與根本素質的提高供應知識資源。知識傳播的功能表現為：實現人類知識成果社會經濟價值橋梁或紐帶作用，提高社會成員知識擁有水平、培養和造就更多的“知識人”、為知識經濟社會創造良好的社會環境。

3.2通過知識組織揭示知識體系，提供知識服務

知識發現、數據挖掘、本體論、語義網絡等信息檢索技術的發展，令文獻信息檢索服務的“粒度”變得更細，通過信息的析取、鏈接、嵌入和重組來形成恰好符合用戶需要的知識產品成為可能。圖書館通過知識組織揭示知識體系，并完整地提供給教學科研人員，便利他們尋找新知識的生長點，激發他們知識創新的靈感，促使主觀知識（隱知識）向客觀知識（顯知識）的轉化運動，增加人類知識總量。大學圖書館要通過運用語法、語義、語用等信息序化方法，以及信息的優選、濃縮、重新表達等信息優化的基本方法，將大量的、分散的、雜亂的信息經過整序、優化，形成一個便于有效利用的知識系統，為教師和學生提供所需要的知識服務。

3.3以用戶為中心的知識服務，重在解決個性化需求

借助于現代信息技術和網絡傳播手段，大學圖書館將原有傳統文獻轉化為數字化信息資源，與新購置的數字化信息資源一起進行科學的整合、重組、分類、組織，形成新的數字資源體系。并對網上信息資源進行收集、篩選、加工，建立導航庫、特色庫，即建立虛擬網上資源系統。在此基礎上，通過一定的個性化定制機制形成適應用戶或用戶群組需要的動態過濾、析取和組合的資源、工具和服務集合，為數字信息用戶構建一個提供個性化知識服務、交流與工作的虛擬空間。［1 ］大學圖書館根據用戶的個性化需求，開展個性化服務。個性化服務是針對特定讀者或用戶需求的專門服務。［2 ］即通過信息定制服務、信息推送服務等“量體裁衣”式的知識服務，最大限度地滿足個體的知識需求，從而實現對校園用戶群體知識需求的整體保障，推動大學的知識創新與發展。

3.4培養用戶的知識能力、利用知識進行創新的能力

在信息時代，每個人每時每刻接受大量的信息，而只有那些知道如何探求知識和利用知識的人，才是國家最有價值的資源。大學圖書館要利用一切有效途徑幫助用戶得到獲取知識的知識，使他們了解數據庫現狀、因特網資源、工具書，懂得知識收集貯存、創新開發、檢索評價的知識。知識的獲取、內化、利用和創新能力，已經成為個人素質發展的重要方面。在信息素質教育中，大學圖書館除了以圖書館為基地，開展多種類型的信息素質教育活動外，還可將信息素質培養融合于核心課程的教學之中，由圖書館員、學科專家、任課教師共同參與課程設計，使學生的信息體驗不再是孤立地學習傳統的檢索課程，從而提高用戶的知識能力。［3 ］

4大學圖書館建設的拓展

為實現上述職能轉變，須拓展大學圖書館建設，如數字圖書館建設，知識檢索服務，網上咨詢服務，網絡知識整序等。知識經濟和現代信息技術（媒介）為大學圖書館提供了新的發展環境。在這種環境下，大學圖書館必須以網站和主頁為結點為用戶提供知識服務，讀者通過結點與圖書館進而與知識發生聯系。

4.1數字圖書館的建設

數字圖書館建設是指組織數字化信息及其技術進入圖書館并提供有效服務。［4 ］首先是圖書館書目數據庫的建設，提供本館收藏的中外文圖書、中外文科技期刊、會議記錄、學位論文等文獻的書目信息；其次建立專業期刊目次，圖書館將訪問網上電子期刊、電子學報、學術論壇等所獲得的專業期刊的目錄信息存檔收錄，然后向用戶提供期刊目次通報，擴大知識服務范圍、方便學界了解學術動態。在此基礎上進行數字圖書館建設，將傳統文獻型產品轉化為數字型產品，也就是大學圖書館館藏文獻的數字化。

4.2知識檢索服務

在圖書館主頁上設置檢索界面，包含盡可能多的檢索途徑，便于讀者查詢；設置導航欄目，或以文摘形式報道免費數據庫，進行網絡導航服務。

4.3網上咨詢服務

在圖書館主頁上設立網絡咨詢室，通過電子信箱等方式和讀者聯系，及時了解讀者的需求，聽取讀者的意見或建議，加強與讀者的交流與溝通，及時解決讀者提出的個性化問題，使每個人在較短的時間內獲得特定問題的特定答案或解決方法、途徑等。

4.4網絡知識整序

大學圖書館要根據本校學科要求，有針對性地收集、下載網絡信息，篩選、提煉出其中的知識資源。收集要講究知識的完整性與系統性。將這些資源有序化，進行分類、標引、排序工作，形成全文數據庫或題錄數據庫。網絡信息分類的目的在于分辨信息的知識性并為用戶提供知識服務。大學圖書館應注重元數據的收集與收藏，為分類標引工作做好準備。［5 ］

5結語

在知識經濟環境下，知識經濟的發展、社會發展的網絡化、科學的社會化與社會的科學化等社會發展因素，對圖書館學產生了深刻的影響，使圖書館學的研究對象、研究重點，研究條件、研究方法、研究手段等發生了微妙的變化。同時圖書館學研究的國際合作逐漸加強，圖書館學與其他人文社會科學共同攜手開展研究的深度和廣度逐步深化和拓展。受此影響，圖書館學的發展出現新的趨向：更加重視知識領域的研究；學科發展從細化走向整合；理論研究與應用開發并重。

在圖書館學的指導、引領下，大學圖書館必須轉變職能以適應知識經濟環境的客觀要求：大學圖書館作為知識傳播中心，要為人的全面發展、基本技能與根本素質的提高供應知識資源；通過知識組織揭示知識體系，提供知識服務；以用戶為中心的知識服務，重在解決個性化需求；培養用戶的知識能力，提高他們獲取知識和內化知識的能力，以及利用知識進行創新的能力。為實現這些職能轉變，要拓展大學圖書館建設，如數字圖書館建設，知識檢索服務，網上咨詢服務，網絡知識整序等。

參考文獻：

［1］孫翌，郭晶.基于博客的高校圖書館學科化知識服務平臺實證研究［J］.圖書與情報，2009，（5）：104-107.

［2］柯平.當代圖書館服務的10個理念［J］.圖書館建設，2006，（4）：1-5.

［3］洪拓夷.高校圖書館用戶信息素質教育組織模式［J］.圖書館建設，2007，（3）：42-45.