科技导报

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中国科学院暗物质卫星模似图

科技导报. 2016, 34(5): 0-0.

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2015年12月17日8:12,酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将暗物质粒子探测卫星"悟空"发射升空,卫星顺利进入预定转移轨道。

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探索暗物质属性——新物理的突破口

吴岳良

科技导报. 2016, 34(5): 1-6.

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在过去的几十年,人类对于整个宇宙的认识取得了辉煌的成就。逐渐累积的大量天文观测数据表明了大量暗物质的存在。我们的宇宙中,已知的基本粒子只占整个宇宙的不到5%,约25%是不发光的通过引力效应观测到的暗物质。但暗物质的属性是什么仍然是个未解之迷。描述微观粒子相互作用和运行规律的粒子物理标准模型取得了巨大的成功,然而粒子物理标准模型里却没有暗物质粒子的候选者。对暗物质的研究将极有可能孕育出新物理的重大发现,对于未来的基础科学发展具有重要的影响。正因为如此,目前世界各国都非常重视对暗物质属性的研究。我国在《国家中长期科学技术发展规划纲要》《国家"十一五"基础研究发展规划》等发展规划中也都把暗物质问题列为重要的科学前沿问题。科技部、中国科学院、教育部、国家自然科学基金委员会等相关部门都对暗物质的探测和研究给予了高度关注和重视。

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“十大”榜单与创新精神

鞠强

科技导报. 2016, 34(5): 7-7.

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岁末年初各行各业都会有一阵盘点旧年、展望新年的热潮,各大榜单纷纷发布,各种奖项也陆续揭晓。不过,也有一些评选直到2、3月份才公布结果,比如大名鼎鼎的奥斯卡奖。2016年2月底,备受科技界瞩目的两个新鲜出炉的"十大"让我们再次将目光投向科技的现状与前景,同时感受创新的巨大魅力以及未来的无限可能。

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“寨卡”成全球紧急公共卫生事件

王微

科技导报. 2016, 34(5): 9-9.

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西非埃博拉疫情蔓延的阴云还未完全散去,寨卡病毒又如暴风骤雨般袭击了美洲大陆。2016年2月1日,世界卫生组织召开紧急会议,宣布寨卡病毒的暴发和传播已经构成全球突发公共卫生事件。此时,距该组织宣布埃博拉疫情为国际卫生紧急事态仅仅过去一年半的时间。与前者相比,寨卡病毒似乎更为温和,鲜有致死病例,但它与新生儿小头症和其他神经系统并发症"非同寻常"的联系,更加引人忧心。

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国家自然科学基金间接费用政策解读

唐福杰, 郭蕾, 高素青, 郑仲文

科技导报. 2016, 34(5): 12-13.

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《国家自然科学基金资助项目资金管理办法》(以下简称"《资金管理办法》")由财政部和国家自然科学基金委员会(以下简称"基金委")联合修订颁布,自2015年4月15日正式实施。在《国务院关于改进加强中央财政科研项目和资金管理的若干意见》发布之后,该办法成为科技政策第一个"由天落地"的管理办法。

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暗物质的天文学探测

苏萌

科技导报. 2016, 34(5): 14-21. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2016.05.001

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暗物质和暗能量是宇宙主要的组成部分,被认为是"笼罩在21世纪物理学上的两朵乌云",是基础物理与宇宙学研究最前沿的方向之一。对暗物质突破性的研究进展将极大促进人们对基本自然规律以及宇宙演化的理解。国际上对暗物质的研究极为重视,美国和欧洲都为之进行了详细周密的规划,开展了一系列的相关项目规划。中国也将暗物质的研究纳入了中长期规划,在过去的几年中国在暗物质探测方面实现了长足进步,在四川锦屏山地下实验室开展多项暗物质直接探测试验,暗物质粒子卫星作为中国空间科学先导专项的首发星,也是中国发射的第1颗天文卫星,2015年12月成功发射。通过观测暗物质粒子湮灭后的粒子产物,有可能在间接探测方向实现对暗物质研究的革命性突破。本文简介暗物质概念提出的历史与暗物质探测的天文学观测手段。

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“悟空”玉宇探测暗物质——暗物质粒子探测卫星简介

常进, 冯磊, 郭建华, 范一中

科技导报. 2016, 34(5): 22-25. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2016.05.002

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暗物质是当今科学研究的前沿热点研究领域。暗物质探测可以分为直接探测、间接探测和对撞机探测3类。其中间接探测是在宇宙线中寻找暗物质湮灭或者衰变产生的信号。2015年12月27号中国发射了第1颗用于暗物质粒子探测的空间科学卫星(DAMPE),它具有能量分辨率高、测量能量范围大和本底抑制能力强等优势,将中国的暗物质探测提升至新的水平。本文介绍暗物质粒子探测卫星的结构、性能优势和科学目标。

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基于地下实验室的暗物质直接探测实验

赵伟, 程建平, 岳骞

科技导报. 2016, 34(5): 26-31. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2016.05.003

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暗物质研究是当前基础物理研究的前沿热点课题之一,对天体物理学、宇宙学和粒子物理学等学科的发展具有十分重要的意义。暗物质的直接探测实验是进行暗物质研究的手段之一,也被认为是最为重要的一种方法。本文介绍:暗物质的不同探测方法、暗物质直接探测实验的原理;国际上主要的地下实验室、针对轻质量和重质量暗物质进行直接探测的典型实验及目前取得的进展;下一代实验将面临的挑战和机遇。

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陈学雷:“上天入地”搜寻暗物质

祝叶华

科技导报. 2016, 34(5): 32-34.

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20世纪初,看似完美的牛顿万有引力定律几乎可以解释除迈克尔逊-莫雷实验和黑体辐射实验以外的物理与天文学的一切运动过程,当时这2个无法被牛顿定律解释的实验被称为物理天空中的两朵乌云。也正是由于这两朵"乌云"的存在才促成相对论和量子力学的诞生,进而带来了一场物理学革命。现如今,相对论和量子力学仅能解释的宇宙成分的4%,而其余的96%由暗物质和暗能量构成,它们的本质还未知,可以说是21世纪物理学的另外两朵"乌云"。

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周宁:LHC“重出江湖”探寻暗物质

祝叶华

科技导报. 2016, 34(5): 35-37.

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在宇宙的物质成分中,大约70%不是由已知的物质构成,而是存在大量不可见的物质,天文学家很早之前就获得了支持这一观点的证据。20世纪,天文学家对许多涡旋星系的旋转速度进行了精确测量,他们发现星系外围部分的旋转速度远远大于预期,似乎有强劲的引力拉扯着那些外围的恒星,其拉扯强度远远超过可见恒星施加引力的总合。因此天体物理学家认为最合理的解释是,这些星系中包含一些无法被常规手段探测到的物质,却可能对星系施加引力作用,天体物理学家称这种目前无法探测到的物质为"暗物质"。

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“天河二号”助力探寻暗物质

祝叶华

科技导报. 2016, 34(5): 38-39.

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随着科学技术的向前推进,人类对宇宙大爆炸的认识也在不断提升,卫星和基地观测设备对宇宙微波背景的观测数据成果让人类以更精确的数据认识早期宇宙。不过,人类对宇宙137亿年的演化历程仍然知之甚少。虽然观测技术在近几年取得了巨大的进步,但理论模拟和计算机模拟等模拟技术仍然是天文学家探索未知宇宙的有力工具之一。

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引力波之后的下一个重大科学目标:暗物质

谭宝林

科技导报. 2016, 34(5): 40-41.

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广义相对论的4大推论及其验证1915-1920年期间,理论物理学家爱因斯坦(Albert Einstein)根据广义相对论提出了4大推论:1)水星每百年43 s的剩余进动。2)引力透镜效应,即光线在强引力场中发生弯曲,产生透镜效应。3)引力红移,引力场中的时钟变慢,从恒星表面射到地球的光线谱线会产生红移。4)引力波,大质量天体加速运动引起时空曲率变化,以波和光速在宇宙空间传播。

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宇宙的阴暗面:暗物质与暗能量

David N. Spergel, 肖智

科技导报. 2016, 34(5): 42-44.

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我的师祖,约翰·惠勒(John Archibald Wheeler),曾经简洁地概括"几何动力学"——一个他个人更喜爱的对广义相对论的称谓:"时空告诉物质如何运动,而物质告诉时空如何弯曲"。

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农业干旱遥感监测指数及其适用性研究进展

宋扬, 房世波, 卫亚星

科技导报. 2016, 34(5): 45-52. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2016.05.004

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干旱是影响农作物生长发育的主要气象灾害,且在全球气候变暖背景下,中国呈现出增多增强的干旱化趋势。本文综述主要遥感干旱指数的最新研究进展,并对其优缺点进行比较,分析了各类农业干旱遥感监测指数的适用性:1)与土壤水分指标密切相关的各指数比较适宜于农业旱情早期预警及土壤干旱型农业旱情监测,对作物生长前期未封垄时,植被覆盖度低,土壤裸露情况下有很好的监测效果;2)表征作物形态及生理指标的各指数比较适宜于农业作物生长过程中,尤其是在封垄后,植被覆盖度较高的时期的旱情监测;3)各类综合干旱指数的适用性广阔,可以根据作物整个生长过程中的不同时期进行改良调整,但由于需要大量参数计算保证其精度,限制了实际应用。

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蒸发岩盆地油气藏的形成

赵小庆, 郑绵平

科技导报. 2016, 34(5): 53-59. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2016.05.005

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世界上许多大型含油气盆地都有蒸发岩分布,蒸发岩与沉积盆地的含油气性有着非常密切的关系。为了探讨蒸发岩对沉积盆地含油气性的影响,本文通过大量文献调研。分析表明:泻湖和盐湖环境的生物种群可以作为烃源岩最好的母质;而蒸发岩盆地在独特的太阳池效应的作用下,有机质可以有效地转化为烃源岩;蒸发岩的储集性及其可塑性和流动性为油气储的运移和聚集提供了良好的通道;蒸发岩良好的封闭能力为油气的赋存提供了很好的圈闭。明确了蒸发岩对沉积盆地的含油气性控制机制。

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西藏班戈湖淡化湖水的自然蒸发和析盐规律

余疆江, 郑绵平, 伍倩, 王云生, 乜贞, 卜令忠

科技导报. 2016, 34(5): 60-66. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2016.05.006

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全球气候变暖给青藏高原的湖泊带来极大的影响,湖泊面积的扩大使湖水淡化严重,针对淡化碳酸盐型盐湖的研究意义重大。现场自然蒸发实验以班戈湖淡化碳酸盐型盐湖为研究对象,以Na⁺、K⁺/Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2--H₂O五元体系298 K介稳相图为指导,探讨了湖水的pH值变化以及碱金属元素含量对矿物析出的影响。实验结果显示,淡化湖水在自然蒸发过程中需要经历更长的时间才能出现矿物沉淀。湖水的pH值在经历一个缓慢的降低过程后,在蒸发后期又迅速升高,这主要与湖水中的CO₃^2-、HCO₃^-和OH^-含量有关,且与之正相关。在影响淡化湖水酸碱性质的主要碱金属元素中,Na的作用大于K,最后是Li。与之对应的矿物也由中性向碱性转变,表现出的矿物析出顺序为芒硝、石盐、钾芒硝、碳酸钠矾和天然碱。利用不同矿物的析出特性可以分阶段进行回收提取,对盐湖资源开发具有现实意义。

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五大连池尾山地区存在干热岩资源的可能性探讨

李胜涛, 张森琦, 贾小丰, 田蒲源, 金晓琳, 张超

科技导报. 2016, 34(5): 67-73. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2016.05.007

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干热岩被视为未来的清洁能源,是地热资源的重要组成部分,极具研究价值和开发前景。中国现阶段干热岩调查研究应遵循"面上开展,点上突破"的原则。基于"点上突破"原则,本文选取中国最新的火山群——五大连池火山群开展前期研究,通过搜集分析区域地质条件、岩石地球化学、深部CO₂气体,区域地球物理资料,探讨了五大连池尾山地区存在干热岩的可能性。研究结果表明,五大连池火山属于非深源火山,具备存在干热岩的可能,热源机制属于岩浆余热型,第四纪火山岩浆囊所处的深度上限值为3.3~3.4 km。区内深部CO₂气体来源于地幔岩浆冷却成岩过程中的脱排气作用,是幔源岩浆囊中岩浆结晶分异的结果。W8勘探孔及附近供水井发现高浓度CO₂的事实表明,在尾山与五大连池农场七分场之间的地下可能存在正在冷却成岩的岩浆囊。

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磐安结构性黄土的构度及动强度衰减特性

孙萍, 李荣建, 刘军定, 张媛, 张帅

科技导报. 2016, 34(5): 74-78. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2016.05.008

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以磐安黄土为样本,基于无侧限单轴抗压试验得到的磐安黄土构度指标,分析了原状黄土与重塑黄土的结构性差异;通过动三轴试验,对原状黄土、重塑黄土在天然含水率、饱和含水率条件下的动强度衰减特性进行了对比研究。结果表明,天然含水率的原状黄土及重塑黄土均具有较强的结构性,原状黄土的结构性更强,其动强度明显高于重塑黄土的动强度;虽然饱和过程使得原状黄土的动强度大大降低,但饱和原状黄土的动强度仍高于饱和重塑黄土的动强度,且饱和原状黄土的动孔压增长趋势明显慢于饱和重塑黄土;具有较强结构性的黄土,其动强度曲线不会出现归一化。

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短期模拟微重力对SD乳鼠海马组织细胞的效应

曾凡, 王馥丽, 王香寒, 王德美, 高海军, 邓玉林, 庆宏

科技导报. 2016, 34(5): 79-83. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2016.05.009

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为了探究模拟微重力对新生乳鼠海马脑区的影响,将新生1 d SD(Sprague Dawley)鼠的海马脑区分别做组织块培养和原代细胞培养,将培养物随机分为模拟微重力组1 d组和地面对照组。回转1 d后,用苏木精-伊红染色法(HE染色)、显微镜观察等方式检测组织块表面及内部形态变化,并用流式细胞术检测原代细胞的凋亡情况。通过明场和相差显微镜观察到与对照组相比,组织块经过1 d的模拟微重力刺激后,其厚度发生变化,组织块边缘变薄,透光度增加;HE染色结果显示,与对照组相比,模拟微重力组组织块内部细胞分布散乱。流式细胞仪检测结果显示,原代细胞在经过1 d的模拟微重力刺激后,其细胞凋亡率与对照组相比无显著差异。以上实验结果说明,经过1 d的模拟微重力后,海马组织块的表面和内部形态发生了较大变化,但凋亡率和地面对照组的相比无显著差异。

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燃煤电厂电除尘PM₁₀和PM_2.5的排放控制VII:以2×600 MW机组为例分析讨论电除尘选型和改造

梁志宏, 李栓宝, 陈俊峰, 张金海, 陈宝瑞, 薛祥忠, 王仕龙, 闫克平

科技导报. 2016, 34(5): 84-88. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2016.05.010

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分析了2×600 MW机组所配套的两台双室五电场电除尘器(ESP)的设计、选型和改造。每台电除尘配套20台高压电源、一台炉配40台高压电源,改造工作不仅包括更换原80台单相电源为80台三相电源,而且将第一和第二电场的极板、极线及振打系统全部做了更换,改造后电除尘出口PM₁₀和PM_2.5(粒径分别低于10 μm和2.5 μm的颗粒物)的排放分别低于15 mg·Nm^-3和1.0 mg·Nm^-3,PM_2.5占PM₁₀的比例在6.5%~7.5%,与改造前比较PM_2.5下降了95%以上。

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车载武器界面多任务下的目标辨识绩效

薛庆, 王萌, 刘敏霞, 洪玮博

科技导报. 2016, 34(5): 89-92. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2016.05.011

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现代车载武器的人机界面包含大量信息,界面内容的合理排布有利于提高作战效率。为探索多任务下人的目标辨识绩效,设计了多任务作业模型,被试同时进行两项彼此独立的模拟任务,通过记录并分析不同位置下辨识目标的反应时间和正确率,为界面的科学设计提供依据。实验结果表明:人的目标辨识绩效受目标位置影响,在深灰色背景下多任务状态时,相比其他位置,左下方出现的目标在反应时间和正确率方面都有绝对优势,而右上方和右下方分别在正确率和反应时间上有所不足,可在3处安排不同重要程度的信息。

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反应堆停冷系统阀门接管失效分析

王斐, 朱伟, 温榜, 蒋国富, 唐洪奎, 尹春艳, 彭艳华, 任亮

科技导报. 2016, 34(5): 93-96. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2016.05.012

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反应堆检修过程中发现停冷系统的阀门接管出现裂纹,裂纹出现在焊缝坡口部位,为分析裂纹产生的原因,需对阀门接管进行失效分析。采用目视检测和渗透检测方法,对裂纹出现的区域进行无损检查,确定了裂纹的数量和方向。根据无损检查结果对典型裂纹区域进行了显微分析和成分分析。检查结果表明,裂纹从管壁内侧向外侧扩展,裂纹周围晶粒未发现变形痕迹,裂纹区域与非裂纹区域晶粒未发现区别;裂纹横断面呈现脆性断裂特征,裂纹内部发生了腐蚀,腐蚀产物的主要成分为氧;结合阀门接管的运行工况分析认为,该阀门接管失效原因为应力腐蚀。

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4G LTE标准演进及其必要专利竞争态势分析

高芳, 赵志耘, 张旭, 赵蕴华

科技导报. 2016, 34(5): 97-103. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2016.05.013

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梳理了3GPP关于LTE的标准化进程及当前各版本的研究重点,概述了ETSI在标准必要专利管理中的作用,通过对LTE标准必要专利进行分析,揭示了全球主要国家(地区)、重要专利权人的竞争态势。关于如何成为5G标准及产业的引领者,分析表明:把握3GPP LTE标准各版本重点聚焦项目演进与增强的重要契机,更加积极主动的向ETSI披露标准必要专利,并在全球主要市场和重点分支技术做到均衡布局等。

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罕见病需要更多关注

田恬

科技导报. 2016, 34(5): 106-106.

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2016年2月29日为第9个国际罕见病日,根据世界卫生组织(WHO)定义,罕见病是指患病人数占总人口数0.65%~1%的疾病,目前经确认的罕见病近7000种,其中由遗传缺陷所致的罕见病将近80%。为使世界各地对罕见病产生关注,各地区和国家都举办了各种社会活动,以使得罕见病患者走入公众视线,促进相关科学研究,并制定法律法规保护罕见病患者的利益。

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永远怀念我的老师谢家麟先生

高杰

科技导报. 2016, 34(5): 107-109.

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2016年2月20日8:12分,我的老师、中国科学院高能物理研究所谢家麟院士与世长辞了。2月21日早晨,与我的两位师兄王光伟和裴国玺研究员一同去谢先生家里,家中只有师母范先生和家人,再也见不到我们的老师谢先生了。我再一次深深感受到了时空流变的力量,它使人相遇,使人分离。

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如何善待中国国家留学基金委项目

吴建永

科技导报. 2016, 34(5): 110-110.

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中国国家留学基金委(ChineseScholarship Council,CSC)近年来每年都资助上万名从学生到教授不同层次的学者到国外访学。这种"千手千眼观音"的方式最有可能把国外实验室的优势引进国内,并润物细无声地把世界基础科研的中心转移到中国。

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创业维艰写沧桑,功在千秋放光芒

陈仁全

科技导报. 2016, 34(5): 111-111.

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中国早期地学有着鲜明的时代特点,既吸收了西方发达国家先进的科学思想,又在本国广袤的土地上有许多划时代的发现。自1913年中央地质调查所成立起,地学先辈们便在时代动荡、交通不便、物资匮乏的条件下,为了科学探索和救国自强,开始风餐露宿、跋山涉水,东到江浙沿海,西至西藏新疆,开创中国早期地学事业。

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新闻时段:2016-02-16至2016-02-29

祝叶华

科技导报. 2016, 34(5): 5-6.

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2016-05科技界声音

祝叶华

科技导报. 2016, 34(5): 8-8.

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2016-05科学共同体要闻

李娜

科技导报. 2016, 34(5): 10-11.

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2016-05国内期刊亮点

王丽娜

科技导报. 2016, 34(5): 104-104.

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2016-05国外期刊亮点

王丽娜

科技导报. 2016, 34(5): 105-105.

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2016-05图书推介

祝叶华

科技导报. 2016, 34(5): 112-112.

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2016年, 第34卷, 第5期　刊出日期：2016-03-13

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