自然界中脂肪酸合酶(FAS)以FASⅠ和FASⅡ两种形式存在。存在于动物中的FASⅠ是由多活性中心构成的复合酶,存在于植物和细菌中的FASⅡ则是由多个独立蛋白构成的酶体系。FASⅠ和FASⅡ中催化酮酰基团还原的酶有一定同源性,酶催化动力学和酶抑制动力学的性质相似,因分子量过大,目前尚无详细的FASⅠ空间结构信息。通过比较两种类型FAS中酮酰还原酶结构与功能的异同,进一步了解FASⅠ的结构与功能。对两种不同进化程度和存在形式的同源酶进行比较研究,将有利于揭示复合酶的结构与功能,并利于寻找新型特异性蛋白抑制剂,为新药开发提供先导化合物,具有十分重要的理论意义和应用价值。

应用瞬时混沌强度对Logistic模型进行了研究,发现它具有表现混沌程度的作用;尽管它是一个随机过程,有较强的随机性,然而它对Logistic模型的r仍有很强的指示作用。定义了步数混沌强度(n-stepchaometry)的概念,它更方便于实际计算,而使用者并不必理会均方积分的概念。应用于研究Henon映射时,发现了以21为基数的周期窗口体系,在一个狭窄的区间内混沌与周期交替出现,其中还包含以189和252为初始周期的倍周期分岔。

浸润性是固体表面的重要特征之一,它是由表面的化学组成和微观几何结构决定的。日前我们关于荷叶和水稻叶的研究显示,一种具有较大接触角和较小滚动角的超疏水表面,需要微米和纳米级的结构有机结合形成复合结构,而且表面微观结构的排列方式会影响水滴的运动趋势。通过对水黾腿表面结构的详细研究,得到了超疏水性质与微、纳米结构取向之间的关系。据此,我们已成功制备出了超疏水和超双疏的纳米界面材料,并实现了热响应性和光响应的超疏水与超亲水可逆“开关”材料。

证明了1维和n维欧氏空间中均匀分布的点集的均匀度定理,这是随机性点集空间性质研究的基础,也是混沌点集空间性质研究的基础;将均匀度理论应用于混沌研究中发现,从倍周期分岔到混沌的过程,均匀度(独占线长度)则从确定性收敛变为均方收敛。独占线长度可以用于鉴别混沌的程度,以此为基础定义并计算了混沌强度(chaometry)。通过混沌强度可以实现对混沌模型和混沌序列的定量评价。混沌可以解释为:轨道点集均匀化。

作为科学研究的新领域,人类意识问题对自然科学的研究构成了重大挑战。通过介绍意识科学研究中的3个具有代表性的理论,勾画了意识科学理论研究的基本现状。

指出张武寿同志曲解了笔者的氢分子结构模型,其“商榷文”(发表于本刊2004年第5期)中进行的论证、公式推导及计算结果都是错误的。

化学生物学在探索生命起源上发挥着巨大的作用,涉及化学进化过程的各个领域。本文简要介绍了化学进化过程中几个关键问题的研究现状和进展,着重强调了磷在化学进化过程中举足轻重的作用,并希望以磷为突破口来探索生命起源中的关键问题。

本文概述了人类基因组的概念、实施基因组计划的科学技术前提,阐释了成果的主要内容,尤其是从中获得的9点重要的新认识,进而指出了今后在学术和应用两方面的主要研究内容。

本试验以“神舟三号”飞船搭载的树莓试管苗和“神舟四号”飞船搭载的月季试管苗为材料,研究空间环境对植物试管苗形态学、细胞学、生理学及分子生物学特性的影响。经空间处理后,月季试管苗株高、叶片数及植株鲜重均显著大于地面对照。和地面对照相比,空间处理的树莓和月季试管苗叶片细胞形状、叶绿体、线粒体等细胞超微结构发生较大变化。空间处理后,月季试管苗叶片中SOD、CAT及POD3种保护酶的活性均有增加,丙二醛的含量下降。经空间处理的树莓和月季分别和地面对照进行RAPD分子标记检测,均扩增出多态性带,空间条件有可能导致植物DNA水平上的变化。

针对陈景先生用经典静电力学方法计算氢分子结构的3篇文章,提出了不同的学术见解。

自然界中许许多多包含大量基本单元的复杂系统可以用复杂网络来描述。近年来发现各种不同领域的复杂网络具有一些共性。本文介绍我们统计得到的中国电力网所具有的符合这些共性的性质 ,以及基于这些共性所提出的一个可能在这种粗糙程度上再现中国电力网发展历程的动力学模型。这种对电力网极其简化的描述思路 ,也许可以给电力网建模的研究提供一些启示。

目前,国际上已形成了非线性科学和复杂性问题、复杂网络的研究热潮。本文介绍了复杂性问题与复杂网络的开创性研究工作,论述了复杂网络的基本特征和网络建筑艺术与方法,比较了生物系统中的复杂网络,指出复杂性科学研究及其应用对21世纪的科学与社会的发展具有重大的作用。

传统的技术经济预测原理与方法,面对复杂和不确定性现象的发生,其局限性日益显露出来,制约了人们预测的能力。以混沌理论为代表的复杂系统理论,有着不同于传统科学的视角和思维框架,并正在促进预测范式的转换。本文介绍应用混沌理论研究技术经济系统预测所取得的成果,阐述混沌理论关于预测的基本思想和假定,给出基于混沌理论的预测原理。

一、“超光速”是人类合理的希望和追求的目标人类对速度的关注由来已久。光子的运行速度是c=299792458m/s;狭义相对论(SR)认为 ,超过光速(即V>c)是不可能的。这被称为“光速极限”(limitoflightspeed) ,也叫“光障”(lightbarrier),被认为是物理学的基本法则之一。地球大约是距今45亿年前形成的 ,而最古老的生物大约产生于38亿年前。众所周知 ,地球上人类的过度繁衍已造成了严重的问题 ,从现在起再过大约70～80年 ,地球上的拥挤以及生存条件的恶劣即可能达到极限。因而 ,科学家们早就设想过“必须向外太空移民”。

量子力学是在1900年普朗克的“量子论”及1905年爱因斯坦的“光电效应”基础上, 源于对自然界中最简单的氢原子结构的研究而发展起来的。1913年玻尔提出了量子化的氢原子结构理论, 取代了卢瑟福的小太阳系模型, 满意地解释了氢原子的线状光谱。为探讨量子化的原因, 以及为了解复杂原子结构并解释其光谱这一系列科学需求, 德布罗意、薛定谔、玻恩、海森堡、狄拉克等一批卓越的物理学家, 经过短短十三四年的努力, 到1926年建立起了量子力学。此后, 量子力学向纵深发展, 深入到原子核、质子、中子, 直至夸克、胶子、中微子等基本粒子, 形成了量子物理学。

经典力学中质点的属性[1]1.牛顿力学中质点的属性唯物主义哲学认为:时间、空间是运动着的物质的存在形式, 既没有脱离物质的时空, 也没有脱离时空的物质。根据唯物主义关于时空的论述, 物理学中人们对物体运动状态的描述, 就应包含对物体自身时空特性的描述。物体的运动状态是由物体间的相互作用决定的, 但描述物体运动状态的自然定律, 物体在时空中表现的形象特征, 都必须通过人类的观察发现。观察需要观测信号和观测仪器。现今人类能利用的场信号有4种:一是电磁场(光), 二是引力场, 三是弱力场, 四是强力场。

地质学在我国从发轫到发展已经有80多年的历史, 在我国著名地质前辈李四光、谢光荣、黄汲清, 以及刘东生、涂光帜、叶光俊等地质学家的艰苦努力和精心培育下, 得到了重要的发展; 特别是解放后, 地质学和地质勘探工作得到了国家的特别关注, 1953年国家计委提出了“地质工作要大发展, 大转变”的方针, 组建了地质部、中国科学院, 建立了地质学部。

不同环境条件下的交替选育作用[1—6]虽已有成功的应用, 但在恶劣环境下筛选后再回归到同类优越环境下培育, 并反复循环选育的优良生物品种, 特别是选育强毒高免疫原性的超高增殖病毒株, 经体内外环境交替培育获得高变异率肿瘤细胞系并实现异类肿瘤在体实验转化的现象, 尚未见报道。我们在进行水貂肠炎细小病毒 (MEV)灭活疫苗研制中, 偶然利用敏感与钝感猫肾细胞系交替选育MEV获得超高增殖率毒株[7—10];在将鸭乙型肝炎病毒 (DHBV)正义与反义重组质粒经脂质体包被后转染痘苗病毒感染的人类143细胞系时, 无论大大推迟或提前接种重组质粒均收到了良好的转染效果, 获得重组病毒蚀斑并使之得以纯化。

概率的几种解释[1][2]1.置信度解释概率的置信度解释又叫信念度解释或主观解释。代表人物是拉姆赛、德·芬内蒂和萨维奇(萨维奇称其为私人主义解释)。所谓置信度, 是指特定个体对待特定命题真实性相信的程度。也就是说概率是对个人信念合理性的量度。概率的置信度解释表明, 事件本身并没有什么概率, 事件之所以被指派有概率只是指派概率的人头脑中所具有的信念证据。一方面, 不同的人对同一事件的置信度不相同, 因此, 置信度是相对的; 另一方面置信度又随个人的认识程度和所具有的知识状态的改变而改变, 因此, 置信度又具有可变性。置信度的可变性和相对性是概率主观解释的核心。

精细结构常数在自然科学中的重要地位20世纪上半期, 电子的量子理论建立起来。设电子质量为m, 电荷为(-e), 真空中光速为c, 则可算出e²/mc²=2.8×10-13cm, 其值约为电子的经典半径。另一方面, 令h为Planck常数, h/mc为电子的Compton波长。如取两者之比, 则得一无量纲常数: α= e²c=2πe²hc 1137 (1)它表征基本电荷相互作用的强弱。

量子信息论是经典信息论与量子力学相结合的新兴交叉学科, 它是一门用量子力学的世界观来重新构建信息理论的科学。如今, 量子信息论已经成为一门独立的学科, 并且在许多方面已显示了它超越经典信息论的地方。这一点可以体现在量子信息领域的两位权威Bennett和DiVincenzo最近在《自然》杂志上对量子信息所做的总结性评价上: 从经典信息到量子信息的推广, 就像从实数到复数的推广一样。

自上个世纪中叶DNA被发现以来, 生物科学取得了飞跃的进展, 以致有些人预言本世纪将是生物科学的世纪。基因组织的的发现和破译给生物科学的发展带来了巨大的可能性, 与之相伴的生物工程所具有的巨大经济和社会效益更引起了各国政府和社会的高度关注, 以致于基因科学和工程成为当前生物科技研究的中心。但笔者认为, 仅仅以此为中心是失之偏颇的。

一、弦理论的基本思路概要记得有一位哲学家说过, “你要知道梨子……, 就要……而你若要知道原子的组织同性质, 就得实行物理学和化学的实验”.现代科学告诉我们, 包括梨子在内的世界万物都由原子所组成, 而原子又由电子与夸克所构成。然而, 根据最新的超弦理论, 所有这些粒子实际上又都可以分析为在超微小尺度上振动着的一根闭合的弦。也就是说, 一切物质, 作为其终极实在的不是点状的粒子, 而只是细线状的小环。被人们认作粒子的, 实质上都像一根无限纤细的橡皮筋, 或似一根振荡、跳动的丝线。在超弦理论中, 把这种作为宇宙万物结构与功能的最小单元称作弦。

光速c究竟是极限?还是壁障?这是当前某些实验物理学家和某些理论物理学家争论的热点[1].黄志洵教授[1]在”对开放空间中微波异常传播现象的探讨“一文中, 详细介绍了20世纪90年代以来, 几个突出的开放空间超光速c(FTL)实验的方法和结果, 许多事实(包括实验室研究和天文观测)表明, 超光速c现象是客观存在的。

2002年5月, 由清华大学物理系主办的ICCF-9在新落成的清华紫光国际科技交流中心举行。会议收到来自19个国家(中、美、日、意、俄、英、法、德、以、罗、白、乌、澳大利亚、韩、印度、印尼、朝, 西、希)的108篇论文, 共计124位代表赴会。其中的47位中国代表提交了19篇论文。这是该国际会议历届会议中, 中国代表人数及论文数最多的一次。会议上的学术交流集中地反映了”凝聚态中核科学“研究的最新重要进展。

宏观作用机制及客体的运动状态在经典力学中, 我们讨论的相互作用力主要有引力、电磁力以及由此援引出来的弹力和摩擦力(机械力)等。说“援引”, 是因后二力也是起源于引力和电磁力。无论是对宇宙星体运动, 还是日常的机构运动及电磁运动, 我们均赋予了一个基本的前提假设, 即相互作用力本质上是连续的、不间断的。也即在经典力学中, 我们认为引力、电磁力及所有的机械力本质上均是连续的作用。连续作用(也即作用量子h0)的设定, 必然给人类认识世界、描述世界定下了一个与之相适应的基本特征。没有相互作用的世界是不存在的, 人类对世界的认识离不开对相互作用的认识。

水问题的重要性1.社会经济层面上(1)涉及资源水是一种宝贵的自然资源, 农业要水、工业要水、生活要水、维持生态不退化也要水。人口的增长和对更高生活标准的渴望带来了对淡水的更大需求。前联合国秘书长加利曾说过: “中东的下一场战争将为水而战, 而不是为政治。”对10多亿人口的我国来说, 水资源安全的难点是, 水源不能依赖进口, 不像矿产资源那样。(2)涉及灾害大气降水是地球上淡水的主要来源。降水过多、过于集中, 常常引起大江大河出现洪涝灾害。从趋势看, 我国洪涝灾害日益加剧。从1950年至1989年, 我国平均每年洪涝面积约1.2亿亩; 而1990年至今, 平均每年洪涝面积达2.5亿亩。

20世纪50年代以来 ,地球科学的发展异常迅速 ,其基本特征是从以分析为主向以综合为主的方向转变。综合是有层次的。首先是在单个地球圈层层次上 ,如20世纪60年代板块构造假说的建立 ,使人们认识到岩石圈是一个不断产生和消亡的有机整体 ;再到多个地球圈层层次上 ,如20世纪80年代由美国学者提出的地球系统科学 ,它以多个地球自然圈层构成的地球系统为研究对象[1].20世纪90年代国际上开始实施的地圈生物圈计划 ,就是以它为指南。地球系统科学是一门大地球科学[2]但仍属于自然科学范畴。

电子既是电荷的载体 ,同时又是自旋的载体。以研究、控制和应用半导体中数目不等的电子和空穴（或多数载流子和少数载流子）的输运特性为主要内容的微电子学是20世纪人类的文明和发展的最重要的推动力之一。众所周知 ,在这里电子的输运过程仅利用它的荷电性由电场来控制 ,自旋状态并没有被考虑。但是 ,从上个世纪90年代以来 ,科学家发现人类同样可以利用电子的自旋来操纵它的输运过程 ,这正是磁学研究的最新前沿---自旋电子学所要研究的主要内容。进入21世纪 ,越来越多的利用自旋电子学制造的相关器件正一步步走入人们的日常生活 ,有理由相信自旋将会像电荷一样在21世纪里造福人类。

地理科学研究是有地区性的。我们要从全国和世界的眼光来研究中国一个地区的地理问题 ,即所谓从中国研究世界、从世界研究中国 ;但必须立足于一个地区的详细研究 ,工作才能深入 ,才能有所创新。黄河是中国 ,以至世界的一条非常重要的河流。地理学研究理所当然应以黄河地理为一个重点 ,从全球变化和可持续发展的观点来研究 ,以发挥中国和本地区优势。在地区上 ,黄河地理研究应以中下游为重点 ,主要包括下列3个方面。黄河文化地理文化地理（cultural geography）是地理学中比较薄弱的一部分 ,但在黄河地理研究中却具有很重要的位置。

地理科学研究是有地区性的。我们要从全国和世界的眼光来研究中国一个地区的地理问题 ,即所谓从中国研究世界、从世界研究中国 ;但必须立足于一个地区的详细研究 ,工作才能深入 ,才能有所创新。黄河是中国 ,以至世界的一条非常重要的河流。地理学研究理所当然应以黄河地理为一个重点 ,从全球变化和可持续发展的观点来研究 ,以发挥中国和本地区优势。在地区上 ,黄河地理研究应以中下游为重点 ,主要包括下列3个方面。黄河文化地理文化地理（cultural geography）是地理学中比较薄弱的一部分 ,但在黄河地理研究中却具有很重要的位置。

大爆炸宇宙模型 [1 -3]1 宇宙演化与生命起源是自然界最大的奥秘自古以来 ,无数先哲和学者为揭开宇宙的创生和生命的起源提出了种种假设。相传5000年前伏羲氏得《河图》而创画八卦。伏羲八卦方位图的要义是 :太极生两仪 ,两仪生四象 ,四象生八卦 ,八卦生六十四爻。这就是说 ,天地宇宙是由简单向复杂演化的。我们的祖先能在几千年前对天地万物的生长发展过程 ,提出这样高度概括的哲学总结 ,实是难能可贵的。这种发现的宇宙观 ,并不带有上帝创造世界等神话迷信色彩。这是朴素的唯物论 ,也是人类历史上最早提出了二进位记数制 ,直到今天仍有深远的哲学意义。

大爆炸宇宙模型 [1 -3]1 宇宙演化与生命起源是自然界最大的奥秘自古以来 ,无数先哲和学者为揭开宇宙的创生和生命的起源提出了种种假设。相传5000年前伏羲氏得《河图》而创画八卦。伏羲八卦方位图的要义是 :太极生两仪 ,两仪生四象 ,四象生八卦 ,八卦生六十四爻。这就是说 ,天地宇宙是由简单向复杂演化的。我们的祖先能在几千年前对天地万物的生长发展过程 ,提出这样高度概括的哲学总结 ,实是难能可贵的。这种发现的宇宙观 ,并不带有上帝创造世界等神话迷信色彩。这是朴素的唯物论 ,也是人类历史上最早提出了二进位记数制 ,直到今天仍有深远的哲学意义。

在复杂性科学和物质多样性研究中,尺度效应至关重要。尺度的不同常常引起主要相互作用力的差异,导致物质性能及其运动规律和原理的质的区别。 通常把尺度粗分为宏观、微观和介观（Mesoscopic）.但微观的含义有两种,生物学上的微观通常是指肉眼看不见,用光学显微镜（放大几百倍）可以看见的东西,如把微生物、细菌、细胞等称为徽观生命。它们的尺度大致在100μ到0.1μ之间。而物理学和化学中的微观,是指原子和小分子的尺度,即0.1-1nm的尺度。为避免混淆,笔者建议把前者称为“显微观（Optico-microscopic）,后者称为”微观（Microscopic）“.介观是指介乎微观与宏观之间。

在复杂性科学和物质多样性研究中,尺度效应至关重要。尺度的不同常常引起主要相互作用力的差异,导致物质性能及其运动规律和原理的质的区别。 通常把尺度粗分为宏观、微观和介观（Mesoscopic）.但微观的含义有两种,生物学上的微观通常是指肉眼看不见,用光学显微镜（放大几百倍）可以看见的东西,如把微生物、细菌、细胞等称为徽观生命。它们的尺度大致在100μ到0.1μ之间。而物理学和化学中的微观,是指原子和小分子的尺度,即0.1-1nm的尺度。为避免混淆,笔者建议把前者称为“显微观（Optico-microscopic）,后者称为”微观（Microscopic）“.介观是指介乎微观与宏观之间。

机器人学和自动机的小文化史 犹如希腊神话中捏土造人的提坦神普罗米修斯,人也致力于使自己成为生命的创造者。普罗米修斯的命运是众所周知的。在他为人类带来人类完成自身的文明所需要的最后一物──火之际,就被宙斯缚在高加索山上,并忍受着宙斯的神鹰所施予的最残酷惩罚。不仅如此,宙斯还通过美貌绝伦的潘多拉带给人类传播一切灾害的”潘多拉之匣“.或许我们还能联想到犹太神话中的犹太大师用黏土所创造的无言的人造假人戈尔木（Golem）,Golem在希伯来语中意味着无灵魂的物质（Seelenlose Materie）.在《创世界》一书中按照希伯来语的字母组合,Golem又被塑造为犹太民族的保护神。

机器人学和自动机的小文化史 犹如希腊神话中捏土造人的提坦神普罗米修斯,人也致力于使自己成为生命的创造者。普罗米修斯的命运是众所周知的。在他为人类带来人类完成自身的文明所需要的最后一物──火之际,就被宙斯缚在高加索山上,并忍受着宙斯的神鹰所施予的最残酷惩罚。不仅如此,宙斯还通过美貌绝伦的潘多拉带给人类传播一切灾害的”潘多拉之匣“.或许我们还能联想到犹太神话中的犹太大师用黏土所创造的无言的人造假人戈尔木（Golem）,Golem在希伯来语中意味着无灵魂的物质（Seelenlose Materie）.在《创世界》一书中按照希伯来语的字母组合,Golem又被塑造为犹太民族的保护神。

在《天地生人学术讲座》（在中国科学院自然科学史研究所的支持下 ,该讲座已历时１０年 ,举办了４００多次讲座）第３９３讲和第４０３讲上 ,对地球是相对开放系统还是相对封闭系统展开了热烈争论。随着争论的深入 ,与会者对系统划分标准的不同理解也显露了出来。其实 ,这种分歧在学术界早已存在。在两次讨论会上笔者都主张 ,距今３８亿年以来 ,地球在近似封闭的状态下进化。笔者在本文中结合讨论会上争论的焦点和学术界在此问题上的分歧 ,进一步阐述自己的观点 ,并认为这实质上是自组织理论中面临的一个难题。

当代对达尔文进化 论的争论几乎是全方位的，尽管当今达尔文主义者的立场和论调与原先的达尔文的进化论已有很大出入，比如：现代综合进化论对自然选择的创造性作用的突出强调、间断平衡论对达尔文随机渐变理论的重新解释，等等，但现代达尔文主义者对作为达尔文进化论核心的自然选择理论一般都是坚持的。本文试图立足于现代自然科学发展的前沿，对这一理论做出再反思。一、人工类比之误与“创造性”虚设达尔文的进化机制实质上可以概括为两个过程，第一步是随机的遗传变异。即进化根源于个体中随机的遗传性变异（突变）的积累。这些随机突变被看作是左右生物存在的生命的物理决定因素，也被看作是所有进化新特性的源泉。

当代对达尔文进化 论的争论几乎是全方位的，尽管当今达尔文主义者的立场和论调与原先的达尔文的进化论已有很大出入，比如：现代综合进化论对自然选择的创造性作用的突出强调、间断平衡论对达尔文随机渐变理论的重新解释，等等，但现代达尔文主义者对作为达尔文进化论核心的自然选择理论一般都是坚持的。本文试图立足于现代自然科学发展的前沿，对这一理论做出再反思。一、人工类比之误与“创造性”虚设达尔文的进化机制实质上可以概括为两个过程，第一步是随机的遗传变异。即进化根源于个体中随机的遗传性变异（突变）的积累。这些随机突变被看作是左右生物存在的生命的物理决定因素，也被看作是所有进化新特性的源泉。