科技导报

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封面图片说明:《科技导报》编辑委员会(2015-2019)

科技导报. 2017, 35(14): 0-0.

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复杂网络与复杂系统研究专题

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开展基于人工智能的煤炭精准开采研究,为深地开发提供科技支撑

袁亮

科技导报. 2017, 35(14): 1-1.

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近年来，中国工程院战略研究表明，我国将坚持以煤炭为主体、电力为中心、油气和新能源全面发展的能源战略，2050年以前以煤炭为主导的能源结构难以改变。我国煤炭资源总量相对丰富，已查明储量1.3万亿t，预测总量5.57万亿t，但是能够满足煤矿安全、技术、经济、环境等综合约束条件以及支撑煤炭科学产能和科学开发的绿色煤炭资源量约0.5万亿~0.6万亿t，只占煤炭预测总量的10%。若不提高煤炭资源回收率，绿色煤炭资源量仅可开采40~50年，未来或将大面积进入非绿色煤炭资源赋存区开采。我国煤层赋存条件差异大，地质构造复杂，开采深度快速向深部延伸，深地煤岩体面临高地应力、高瓦斯、高温、高渗透压，煤与瓦斯突出、冲击地压等动力灾害问题更加严重，大部分煤矿煤炭开采存在信息化程度不高、用人多、效率低及安全不可靠等问题。不仅如此，煤炭开采还能引起采矿区地表沉陷、水污染、植被破坏等环境问题。

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免疫疗法或是癌症的“终结者”

王丽娜

科技导报. 2017, 35(14): 7-7.

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最近几十年，在癌症的研究中，利用人体自身的免疫系统来对抗癌细胞是当前肿瘤研究的热点，免疫疗法备受关注，并被寄予了很大的希望。其中，T细胞是特异性免疫系统的代表，其免疫效果强烈，且特异性强，近几年，免疫肿瘤学的关注焦点基本都集中在T细胞上。近期，基于T细胞的免疫疗法取得重大进展。

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人工智能是否会威胁人类,现两极观点

祝叶华

科技导报. 2017, 35(14): 9-9.

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2017年6月26日，创新工场创始人兼CEO、人工智能工程院院长李开复在《The New York Times》发表题为“The real threats of artificial intelligence”的专栏文章，称人工智能的发展速度远超人类的认识与预期。他认为人工智能对世界经济失衡的影响和对全球权力格局的改变是目前人工智能对人类最大的威胁。

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对3D打印医疗器械管理的政策建议

蒋海洪, 李晓

科技导报. 2017, 35(14): 11-12.

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3D打印技术，又称为增材制造技术，是一种通过三维数据，通常由逐层加工的方式结合材料以制造构件的技术。近年来，随着技术的发展，3D打印已率先在医疗领域获得应用上的突破。这主要因为医疗行业个性定制化需求显著，鲜有标准的量化生产，而个性化、小批量和高精度恰是3D打印技术的优势所在^[1]。目前，3D打印在医疗器械领域的应用主要包括：体外医疗器械，如医疗模型、假肢、齿科手术模板等；个性化植入物，如颅骨修复、颈椎人工椎体及人工关节等；常规植入物，如关节柄的表面修饰、种植牙、补片等；加入细胞3D打印人体器官等^[2]。

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局部随机行为机器人可促进人类整体协作

刘勇, 卢宇鹏

科技导报. 2017, 35(14): 13-14.

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遵循原则办事一直以来被认为是人类高效合作的基础，然而最近一项研究表明，一定程度上不按常理出牌反而可以促进人类合作，实现大同。

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空间交互网络研究进展

闫小勇

科技导报. 2017, 35(14): 15-22. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2017.14.001

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空间交互网络是人、商品和信息等在地点之间流动而形成的嵌入在空间中的有向流网络。典型的空间交互网络包括国际贸易网络、人口迁移网络、人群出行网络及电话通信网络等。理解和预测空间交互网络中的流量分布模式不仅是区域科学、交通科学、经济地理学等很多领域长期以来的一个重要研究主题，在城市和交通规划、疾病传播防控、商业服务等领域也具有广泛应用价值。本文在简要介绍引力模型、介入机会模型等经典空间交互模型的基础上，着重对近年来复杂系统研究领域在空间交互网络建模方面的研究成果进行介绍，包括辐射模型、人口权重机会模型及空间交互网络上的随机游走模型等，并且对空间交互网络研究中存在的挑战性问题进行探讨，包括个体多样性行为建模、群体空间交互决策行为实验、数据驱动的活动-出行行为研究等。

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交通网络与通信网络中的路径策略

陈博奎, 蒋艳群, 颜登程, 汪秉宏

科技导报. 2017, 35(14): 23-26. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2017.14.002

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交通网络和通信网络在现代生活中扮演着越来越重要的角色，人们几乎每天都会接触到这两种网络，世界各国政府都在加强相关基础设施建设。然而单纯地增加基础设施，例如拓宽道路、增加带宽，并不能满足人们日益增长的需求；更重要的是优化管理，充分利用现有的资源提高这两种网络的运行效率，而提高它们运行效率的关键就是设计合理有效的路径策略。本文介绍了交通网络和通信网络的相同和不同之处，回顾了交通网络中用于指导车辆行驶的路径选择策略和用于指导行人通行的行走策略，以及通信网络的路由策略及算法。通过比较交通网络和通信网络，发现基于全局信息的策略均好于基于局部信息的策略。然而由于受到网络规模的限制，基于局部信息的路由策略更适合应用在通信网络上。基于全局信息的路径选择策略更适合应用在交通网络上。

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复杂系统在城市交通网络中的应用

刘铭, 闫亚美, 黄炎

科技导报. 2017, 35(14): 27-33. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2017.14.003

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面对日益严重的城市交通问题，分析和研究城市交通复杂网络的特性，对解决城市交通相关问题和合理规划城市布局具有十分重要的实际意义。本文首先介绍了复杂系统相关理论知识，包括复杂系统研究中常用的几种统计特性和不同拓扑结构下的复杂网络的发展历程；然后从交通流问题、不同拓扑结构对交通网络的影响、网络中心节点、级联失效现象和网络稳定性5个方面分析了复杂网络在城市交通系统中的应用；最后对复杂系统在城市交通网络中的未来研究方向和发展趋势进行了展望。

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多层超网络探索中的若干问题与思考

方锦清

科技导报. 2017, 35(14): 34-41. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2017.14.004

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网络科学已进入更高的超网络科学探索阶段，近年来探索多层次超网络已成为国内外令人关注的前沿课题之一。本文探讨超网络特点，列举了2个典型实例，论述了理论模型及其重要性，讨论了非线性超网络数理问题的艰巨性，介绍了多层次超网络的研究路线和进展概况，提出探索中的问题并进行思考。

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500强企业高科技超网络

刘强, 方锦清, 李永

科技导报. 2017, 35(14): 42-49. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2017.14.005

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随着复杂网络研究的深入，越来越多的研究发现单一网络不能完全反映现实网络的复杂性和多样性，无法全面刻画和揭示错综复杂的实际网络的全貌及其内在规律。现实世界广泛存在着“网络的网络”或称“超网络”，具有多层次、多维数、多属性、多目标、相互依存、关联和耦合等特点，已成为网络科学今后最富挑战性的前沿课题之一。本文综述了近年来超网络探索概况，介绍了中国原子能科学研究院网络科学小组在多层超网络模型和500强企业高科技超网络研究方面取得的进展。目前超网络研究尚处于起步阶段，还有许多未知的领域需要去探索和研究。

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多层网络上的逾渗相变

李明, 汪秉宏

科技导报. 2017, 35(14): 50-55. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2017.14.006

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逾渗模型的机制虽然简单，但是它涉及到统计物理与非线性物理中的众多理论与问题，在一些网络化的自然、技术与社会系统中，逾渗模型都得到成功应用。近年来，为了刻画更为复杂的相互作用系统，多层网络的概念被提出。而相应系统上的逾渗问题研究，也进一步引起研究人员关注。在这些研究中，逾渗模型不但成功解决了一些现实问题，其本身也展现出一些新现象，例如不连续相变。本文介绍了多层网络上逾渗模型的基本机制及相关连通性的度量，讨论了其中不连续相变的涌现与系统维度的关系，并对相关理论解析方法做简单介绍。

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统一混合模型网络的熵——揭开复杂系统复杂性表现

李永, 方锦清, 刘强

科技导报. 2017, 35(14): 56-62. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2017.14.007

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统一混合网络理论模型引入4个混合比，对复杂网络相关的随机性、确定性、变速增长进行调控，这样更符合随机性与确定性统一的现实世界网络。总结了复杂网络的3种类型熵：Boltzmann-Gibbs熵、非广延熵S_q和开放网络的熵与混合比之间的关系。熵从本质上揭示了网络的熵变与无标度网络的幂律指数之间的函数关系，阐明了复杂网络的演化机制及复杂性变化的特点。

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参照零模型的双层网络结构相关性检测

崔丽艳, 许小可

科技导报. 2017, 35(14): 63-74. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2017.14.008

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多层网络是近年来提出的新型复杂网络模型，在级联故障分析、信息传播、链路预测和网络同步等诸多领域均有广泛应用。多层网络的任意两层网络结构间往往存在关联性和耦合性，如何检测两层网络之间是否具有结构相关性并对其进行定量刻画是一个非常重要且亟待解决的问题。本文首先分3个层次总结并提出度量双层网络结构相关性的方法与统计量，其中第1层次是检测双层网络整体上的连接相关性，第2层次检测两层网络所有节点之间整体上的度度相关特性，第3层次是检测双层网络富节点之间的连接相关性。由于这3种相关性的计算和度量都依赖于网络统计量进行，而统计量的绝对数值往往没有意义，因此提出了以多种双层网络的零模型作为参照物，通过假设检验方法来量化双层网络之间的结构相关性，分析了这种结构相关性存在的内在机理。最后，使用一个实证双层网络——全球语言多层网络验证了本文研究范式的有效性。本文研究可检测出实证多层网络中任意两层之间复杂的耦合作用。

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中国东部主要沉积盆地型热储产出特征与地热开发利用建议

李朋威, 何治亮, 冯建赟, 张英, 陈新军, 武晓玲

科技导报. 2017, 35(14): 75-79. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2017.14.009

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通过对188口地热井的井口温度和单井产水量的统计分析，初步查明了中国东部主要沉积盆地热储的产能特征。结果表明，中国东部沉积盆地型热储总体上以温热水和热水为产出特征，单井产水量以中、高产为主，总体上热储产能以蓟县系雾迷山组和寒武系-奥陶系最大，其次为新近系明化镇组和馆陶组，其中，岩溶裂隙型热储产能变化较大，表明其具有较强的非均质性。建议东部地区积极开展多元化、梯级化地热利用；在地热开发利用过程中，如果基岩地层埋藏较浅可优先选择蓟县系雾迷山组和寒武系-奥陶系岩溶裂隙型热储作为目的层，同时应加强岩溶裂隙型热储非均质性及其与产能关系的研究；而当基岩地层埋藏较深可考虑新近系馆陶组与明化镇组砂岩孔隙型热储。

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中国竹子标准国际化优势与发展

刘贤淼, 费本华

科技导报. 2017, 35(14): 80-84. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2017.14.010

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结合国内外竹子标准现状，分析了中国竹子标准国际化的优势，探讨了拟优先制定的竹子国际标准及措施。中国是世界上最主要的产竹国，竹类种质资源、竹林面积、竹材蓄积量及产量均居世界首位，也是世界最大的竹产品生产和出口国，在竹材加工技术研发方面整体处于世界领先水平，中国竹子标准国际化在国家顶层设计、资源、产业化、贸易、科研及国际组织等方面具有明显的优势。为推动中国竹子标准国际化，要加快制定相应的战略规划，进一步加强竹子领域的基础研究与实验，并建立标准国际化人才培养和激励的长效机制。

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智能电动汽车的感知、决策与控制关键基础问题及对策研究

李克强

科技导报. 2017, 35(14): 85-88. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2017.14.011

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电动化与智能化的融合是新一代汽车技术发展的前沿，因其所具有的环保、安全特性而在国际上引起极大关注。本文梳理总结了智能电动汽车的感知、决策与控制等方面的发展趋势和现有问题，指出智能电动汽车属于多学科交叉领域，集成难度高；其动力来源与传统汽车不同，这也带来了电池安全性、能量回收、动力学模型等基础问题。最后给出适合中国国情且清晰可行的研究对策，指出了该研究可带来的预期经济与社会效益。

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碳酸盐岩油藏缝洞单元离散数值模型及压力响应曲线特征

陈方方, 刘曰武, 丁志文, 万义钊, 曹文, 高大鹏, 李奇

科技导报. 2017, 35(14): 89-95. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2017.14.012

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缝洞型碳酸盐岩油藏储集体类型多样，如何充分利用试井测试资料认识钻遇储层特征是后期挖潜增产的关键，并且常规解析试井模型中无法考虑井与缝洞的位置关系导致解释结果误差较大。为此，根据缝洞单元内缝洞与井的分布特征，分别建立了井钻遇和未钻遇缝洞2种离散数值试井模型，并进行有限元求解，分析了缝洞体大小以及缝洞体与井之间距离对井底压力响应曲线的影响。采用该方法对塔里木哈拉哈塘油田14口井测试资料进行试井分析，结果表明，受缝洞体的影响，井底压力响应曲线特征可分为：缝洞发育-未钻遇缝洞-井在缝洞附近、缝洞发育-钻遇缝洞、钻遇多个连通的缝洞、基质为主-缝洞不发育以及缝洞不发育-钻遇个别缝洞5种类型。

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2017英国皇家学会夏季科学展概览(III)

田恬

科技导报. 2017, 35(14): 96-96.

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本期科学共同体推介为读者介绍2017年英国皇家学会夏季科学展22项展览中的最后8个展览项目，更多内容可以参考英国皇家学会官方网站。

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哈佛大学地理系的解散与地理学的崛起

袁涛

科技导报. 2017, 35(14): 97-97.

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在哈佛大学300多年的历史里仅仅取消过一个学科——地理学。1948年，哈佛大学在校董会上宣布解散地理系。哈佛大学地理系的“倒下”在学术界引起了巨大震动。哈佛大学的地理系可谓是全美历史最悠久的地理系，师资力量也最强，是地理学科领域内的权威。这样的一个系为什么要解散呢?这还要从头说起。

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赫兹永载史册的电磁波实验带给人类的福祉和启示

吕增建

科技导报. 2017, 35(14): 98-98.

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信息时代的今天，人们尽情享受高科技发展的成果，这其中电磁波起着不可替代的作用，从我们日常使用的蓝牙技术到宇宙飞行等，都离不开电磁波。1887年，赫兹（Heinrich Rudolf Hertz，1857-1894）通过实验证实了电磁波的存在，从那一刻起，他注定是要把无线通讯这个福祉带给全人类。

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研究生导师该如何与“90后”研究生相处

马臻

科技导报. 2017, 35(14): 99-99.

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以下这个故事反映了一位“90后”研究生进课题组后遇到的困境以及她的“70后”导师在与研究生互动过程中的转变。故事表明，师生关系、研究生在职业规划上的迷惘和刚进课题组时的不适应，都会影响研究生的感受和科研进展，因此这些都需要妥善处理。

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贪婪的大脑:意识科学的神奇与诡秘

姜永志

科技导报. 2017, 35(14): 100-100.

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意识问题不仅是当代人文社会科学最基本和最困难的问题之一，也是自然科学研究中令人着迷的研究领域。笛卡尔“我思，故我在”的哲学命题，表明了有意识的思维是自明的，不可置疑。然而，从当代社会科学和自然科学的视角来看，意识仍然是大脑中最神秘的问题之一。意识研究的诡秘之处在于，它因主体的意识本身而被提出。意识之谜的独特魅力还在于“意识在宇宙中，还是宇宙在意识中”，这样一个“庄生晓梦迷蝴蝶”的谜题需要如何开展科学研究，才能揭示基于大脑的意识是如何产生和如何运作的?英国的脑科学专家丹尼尔·博尔所著的《贪婪的大脑：为何人类会无止境地寻求意义》，为我们从意识科学的整合视角，揭示了意识是如何产生、运作，以及是如何对人的行为产生影响的。博尔的意识运作模式解释了我们的大脑为何会贪婪的寻求信息，尤其是那些具有模式化的信息，例如，当个体的生理需求得到满足之后，人们会通过玩游戏或者从事其他富有挑战性的活动来消遣时光。在博尔看来，玩游戏这种探寻结构的行为有重大的进化意义。同时，博尔还将认知与创造力相联系，为解禁意识这一神奇与诡秘的领域提供了独特的见解。

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新闻时段2017-07-01至2017-07-15

祝叶华

科技导报. 2017, 35(14): 5-6.

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2017-14科技界声音

祝叶华

科技导报. 2017, 35(14): 8-8.

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2017-14科学共同体要闻

王丽娜

科技导报. 2017, 35(14): 10-10.

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2017年, 第35卷, 第14期　刊出日期：2017-07-28

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