第10版(科技)
专栏：
向普通灯泡告别
万芳
普通灯泡的缺点是只有5％的电能转化成了光能。最有潜力取代普通灯泡的是发光二极管。
发光二极管是彩色照明中能效最高的技术。比如，使用灯泡发蓝光的效率只有0.5％，但是用发光二极管发光则能够达到10％的能效。发光二极管的照明革命能否成功，取决于其照明亮度，研究人员正在设法使效率每年提高一倍。所以有可能在5年之内，其能效会超过荧光灯。此外，发光二极管还非常耐用，使用寿命可达10万小时。
第10版(科技)
专栏：
“生命之源”的奥妙
林子霄
我们每天喝水，用水。可以不夸张地说，所有生物之所以能生存，都是因为有了水，而水又是酸碱中性的。为了阐明这一奇妙特性的机理，耗费了人们数十年的时间。直到今年3月，科学家们才建立起第一个解释其内在机制的模型。
借助超高速计算机和新的算法，科学家得以模拟自然状态下几乎无法观察到的分子分裂。他们发现，一组水分子按照一种特殊编队将一个水分子团团围住，形成一个瞬间的电场，将质子从中心水分子中吸引出来。十亿分之一秒后，编队解体，这个质子或者重新回到原来的分子，或者变成自由质子四处游荡。无数个水分子按照类似的方式“动作”，使水中总是游离着等量的氢离子和氢氧根离子，而水也就成为一种最好的溶剂，在生命过程中发挥着重要的作用。
第10版(科技)
专栏：
四川省农业科学院生物技术育种工程中心应用植物克隆技术研究水稻、花木、水果、蔬菜等作物的转基因育种与分子标记辅助育种，取得了显著的经济效益和社会效益。上图为“克隆”花卉已经上市销售。新华社记者 刘前刚摄
第10版(科技)
专栏：
我国短期气候预测准确率明显提高
近年来，我国短期气候预测的准确率有了明显提高，国家级预报准确率在原有基础上提高了4％，区域级（省级）预报水平提高了5％到10％，预测与实况的相关系数提高了12％，处于国际先进行列。
短期气候变化是指从1个月到1年的气候变率和气候异常。许多灾害，如干旱、洪涝、低温、持续高温等，均与短期气候异常密切相关。以往，我国的短期气候预测主要依靠统计法，准确率不高，也不稳定。日前通过验收的国家“九五”重中之重科技项目新一代短期气候预测业务系统首次实现了动力气候模式与统计法相结合，大大增强了我国短期气候预测的物理基础和综合决策、预测能力。该系统已在近3年夏季降水预测中发挥了强大威力。 （李小平）
第10版(科技)
专栏：
记忆让视觉成形
区晓文
无论在科学家还是在诗人眼里，眼睛都像一架精确的照相机，向大脑提供细致入微的快照，从而形成了我们对这个世界的丰富视觉印象。
可最近，美国加州大学伯克利分校的研究人员发现，这个比喻过于诗意了。我们的眼睛向大脑传递的，只是大千世界一些简略而概括的轮廓和印象，这与我们鲜活的视觉印象形成了强烈的对比。
在3月29日的《自然》杂志上，科学家们给出了从视网膜到大脑之间的10—12个“输出频道”中所传递的信号。那都是一个被高度简化和抽象过的图像。研究人员认为，大脑是凭借记忆，才将这些信号重新组合起来，还原成栩栩如生的真实世界图景的。
第10版(科技)
专栏：
“太阳风暴”天外来
——话说太阳活动与灾害性空间天气
颜毅华
在沉寂了数月之后，从去年底进入活跃期的太阳活动重新进入了高潮。我国“风云二号”卫星太阳X射线探测器的实时监测结果证实，北京时间4月3日5时30分至7时40分左右，太阳爆发了有资料可查的1976年以来最强的太阳X射线耀斑。关于“太阳风暴”频频侵扰地球的报道，已成为公众关注的焦点。
太阳是一个能量和物质输出极富变化的天体。它的局部区域常常在数分钟或数小时的时间里，将巨大的能量和物质快速释放出来，这种现象称为太阳活动，如太阳耀斑、日珥喷发和日冕物质抛射等。
太阳上的一切剧烈活动本质上是太阳大气磁场的变化与重新组织所致。太阳活动具有近似11年的活动周期，表现为太阳表面黑子数目和面积大小的变化、10厘米波长上太阳射电流量的变化等。
尽管早在两千多年前，我国的《汉书·五行志》中就有关于太阳黑子的第一次文字记载，但人类直到18世纪才开始系统记录黑子变化并进行编号。目前，太阳正处于1996年开始的第二十三个活动周，2000年与2001年是太阳第二十三周活动高峰期。
在太阳活动爆发时，常常伴有X射线、紫外线辐射增强，高能粒子流暴涨和日冕物质抛射等。X射线、紫外线约8分钟可以抵达地球，影响电离层和中高层大气的电离与热状态。高能粒子流，如太阳质子事件，快的可在数小时内抵达地球，使地球数万公里高空的质子流量突增千万倍，影响航天安全。高达百万摄氏度的日冕物质以每秒数百公里至上千公里的超音速呼啸而来，形成冲击波似的风暴于两三天内到达地球，可引起地球极光、全球电离层扰动、电离层暴、地磁场突然扰动、地磁暴与亚磁暴、20到30公里以上的中高层大气密度和温度突增以及高能电子流量增强事件等，会对航天、通讯、导航和电力等高技术系统造成巨大危害，形成所谓的空间灾害性天气事件。人们类比地球上发生的风暴天气，将这些太阳剧烈活动称为“太阳风暴”。
在太阳峰年期间，太阳风暴的强烈影响非常显著。1989年3月13日至14日，太阳风暴造成加拿大魁北克地区电网停电，600万人遭受停电之苦，挨冻一天。同时，全球无线电信号受到干扰；日本一颗通信卫星异常；美国一颗卫星轨道下降。后来魁北克电力公司耗资13亿加元改善系统性能，希望在这个太阳峰年中经受住考验。在上个太阳高峰期里，高能粒子造成我国“风云二号B”气象卫星于1990年提前报废。在本次太阳高峰期里，2000年7月14日发生的一次太阳耀斑和日冕物质抛射事件，使得电离层发生强烈的突然扰动和电离层暴，短波通讯中断，所有科学卫星受损减寿，如美欧合作耗资20亿美元的SOHO太阳科学卫星的探测器减寿一年，日本ASCA卫星失控，我国短波通讯遭受严重干扰等等，带来了一系列的空间灾害。
因此，空间灾害性天气是通过高技术系统影响人类生活、社会、经济发展和国家安全的。越是高技术系统，在空间天气的灾害面前受到的影响越大，而空间灾害性天气的根源正是太阳活动。
现在，人们已经知道磁场在太阳活动中起着至关重要的作用。太阳活动是一种大尺度磁场的宏观物理行为，大多数无法在地球实验室里再现。毫无疑问，它服从牛顿定律和麦克斯韦方程。但是，在许多方面，现有理论都无法解释。尽管100年来取得了非凡的成就，但是人们仍不清楚牛顿定律和麦克斯韦方程如何控制这些大尺度行为，从而导致耀斑和日冕物质抛射等现象的发生。
目前，太阳物理、日地关系和空间天气过程的研究已经成为国际上最富活力的一个科学领域。我国科技部也于最近批准了国家重点基础研究发展规划项目“太阳剧烈活动与空间灾害天气”，以在空间天气过程的关键环节研究中取得突破性进展。而日前正式启动的“地球空间双星探测计划”，也是要提高对航天活动和地球空间环境灾害性扰动的安全保障能力。
（附图片）
压题照片为1996年7月6日SOHO卫星在远紫外波段观测到的一次太阳耀斑引起的日震现象。
图中的日震波像水波纹一样以10公里／秒的速度在太阳表面传到了距震心10万公里以外的地方。这次耀斑产生的日震能量比1976年唐山大地震时所释放的能量高数万倍以上。每幅图尺寸为22万×22万公里。
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专栏：科技杂谈
谁来决定基础研究方向
蔡睿贤
近来，我国盛行以美国SCI（科学引文索引）检索目录——有时还加上类似的EI检索目录——所检索的论文，作为各种基础性科研评价的标准。各种报刊每年刊登各所著名大学与研究所入选SCI数的排名，一些行业、部门内部更是以“SCI论文”数量为准则进行排序评估。于是乎，各有关单位纷纷以此为准，争取名列前茅。
相应地，各单位也就都以SCI收录为准则评价科技人员。例如，评职称，就得看有无SCI或EI收录论文；连博士、硕士答辩，也会有同样要求；有些单位，为能发表更多的“SCI论文”，以便有更好的排序，更直接规定发表一篇“SCI论文”，发奖金若干。此风日益蔓延，几乎成了导向准则，我国基础性研究方向好像变成由SCI来决定了。
但是SCI录取的决定，原本是美国费城一所民间文献机构——科学信息研究所——为科技人员方便寻找文献而编制的，并没有决定文章好坏的任务，再说此信息研究所也没有这份权威。事实上，问起很多外国权威学者，他们都认为入选SCI并没有什么特殊含义，不宜作为评价论文的绝对标准，进而变成引导科研方向的指挥棒。中国科学院外籍院士田长霖就对我明确表达过这样的意见。我在国外也没有听说过这种炒作SCI的风气。
另外一个事实是：近来不少国外青年学者回国服务，竞选教育部特聘教授或进入中国科学院的“百人计划”等，他们不少都为国内机构要他们列出所发表的“SCI或EI论文”感到愕然。他们在国外从来没有去关心这个数据，只好去国内有关情报所现找。我也曾就这个问题直接去请教我国科学界影响很大的一些学者。他们的回答是一致的：SCI是检索文献用的，在评估时也可以参考一下，但现在炒得太过火了。
然而，既然SCI和EI已经成为事实上的标准，我国的学术期刊也就不得已地想尽办法，要人家收录本刊的论文进入SCI或EI。据知，各种“公关”、“走后门”的事不少，结果是不少国内很有名气的一级学报尚未被收录，而有些不见得最有名的大学学报却进去了。
总而言之，SCI或EI收录论文并非评价准则，它们的西方发源地也是这样认为的。所以我呼吁，在科教兴国的今天，国家要重视这个现象，予以纠正。
当然，用SCI等来评定，很简单省事。另外，的确也可以避免中国的人情风或腐败风。但是与基础研究的评判标准和方向选择等重大问题相比，这些问题总是低一级的问题。所以我建议应该讨论并建立一项比较科学合理的评价方法，每个学科也不应该完全一样。
最后还想再说一句：在一些场合，社会主义的中国实际上是受西方歧视的。鼎鼎大名的诺贝尔和平奖和文学奖的评选就是明证。科学方面的情况好一点，但也不是真那么“民主”和“平等”。对SCI与EI等，也同样要清醒点，不要这么迷信。
（作者为国家自然科学基金委员会工程与材料科学部主任、中国科学院院士）
第10版(科技)
专栏：
遨游太空 道中有“道”
——浅谈卫星的运行轨道
尹怀勤
每逢卫星发射，我们总会听到“从××发射中心升空，××时间之后，成功进入距地球××公里的××轨道”之类的报道。那么卫星的轨道到底有多少种，在哪里发射又有何讲究呢？
总的说来，卫星轨道不外乎4种。顺行轨道的特征是轨道倾角即轨道平面与地球赤道平面的夹角小于90度。在顺行轨道上运行的卫星，绝大多数离地面较近，高度仅为数百公里，故而通常将这种轨道称为近地轨道。我国地处北半球，要把卫星送入这种轨道，运载火箭要朝东南方向发射，这样能够利用地球自西向东自转的部分速度，从而可以节约火箭的能量。我国用长征二号F运载火箭发射的神舟号试验飞船和神舟二号飞船，采用的就是顺行轨道。我国这类进入近地轨道的航天器都是在酒泉发射中心升空的。
逆行轨道的特征与顺行轨道刚好相反，因为发射耗能较高，所以一般不利用这类轨道，只有一种叫做太阳同步轨道的常被采用。由于地球不是理想球体，其重力分布是不均匀的。这样，在逆行轨道上的卫星，轨道平面会由西向东进动。适当调整卫星的轨道高度、倾角和形状，可使卫星轨道平面的进动角速度恰好等于地球绕太阳公转的日均速度。这就是应用价值极大的圆形太阳同步轨道。在太阳同步轨道上运行的卫星，可在相同的当地时间和光照条件下观察云层和地面目标，气象、资源、侦察等应用卫星大多采用这类轨道。我国进入此类轨道的卫星，均在太原发射中心起飞。
赤道轨道的特征是轨道倾角为0度，卫星在赤道上空运行。当其在赤道上空36786公里高的圆形轨道上由西向东运行一周时，恰好是23小时56分4秒，与地球自转1周的时间相同。这时候，从地面看上去，卫星好像固定在赤道上空某一点不动，故这条轨道又被称为地球静止轨道。在静止轨道上均匀分布3颗通信卫星即可进行全球通信的科学设想早已变为现实。世界上主要的通信卫星都分布在这条轨道上。我国共向静止轨道发射过15颗卫星，它们都是从西昌发射中心腾空的。
就卫星的轨道类型而言，还有一种倾角为90度的极地轨道。它由于轨道平面通过地球南北两极而得名。其优点是，在这种轨道上空运行的卫星可以飞经地球上任何地区上空。我国的长征二号丙火箭曾以一箭双星的方式6次从太原起飞，把12颗美国铱星送入这种圆形极地轨道。
第10版(科技)
专栏：
近来，关于地层断代标志“金钉子”的报道见诸报端，不断有读者来电来函，他们共同关心的一个问题是——
为什么叫“金钉子”？
本报记者 贾西平
前不久，在阿根廷举行的国际地质科学联合会确定，我国浙江长兴煤山剖面为古生界、中生界地层断代界线的标志——“金钉子”（见本报4月2日第六版）。有读者问什么叫“金钉子”？这个问题比较专业，记者请教了中国地质大学的殷鸿福院士，试着作答。
地球的年代分为前古生界、古生界、中生界和新生界。每个界又分为多个系。系与系之间的全球标准就俗称为“金钉子”。显然，“金钉子”不止一个，但却有大小之分、主次之分。二叠系是古生界最末一个系，三叠系是中生界最早一个系。所以，浙江煤山的“金钉子”既是二叠系与三叠系界线的标志，又是中生界与古生界之间的标志，被认为是地质历史上三个最大的断代“金钉子”之一。
“为什么叫金钉子不叫银钉子？”“金钉子”是国际地层委员会的命名，金子贵重表示重要，钉子钉下后固定不动，表示是一个永久的标志；另外，也有国际地质学界约定俗成的成分。
生物是反映地质历史最灵敏的物质形态。认识地球的最好办法就是研究每一历史时期的生物化石。不同的化石，就成为划分不同年代的标志。百余年来，科学家一直试图确定各个年代之间的分界线，但迄今为止，大约只有一半的年代有了自己的“金钉子”，其中引人注目的古生界和中生界之间的界线还始终存在争议。而这一界线的确立，对我们人类关系重大。
古生界开始于5.4亿年前，结束于2.5亿年前。古生界动物群主要是无脊椎动物中的三叶虫、软体动物和腕足动物。古生界末期地球经历过一次包括全球大海退在内的“灾变群”，90％的物种灭绝。中生界开始于2.5亿年前，结束于6700万年前，又被称为“爬行动物代”、“菊石时代”和“裸子植物时代”。中生界后期的地壳运动对动物的演化产生了巨大影响，恐龙等动物种类趋于灭绝。
对于古生界和中生界的划分，地质学界100多年来，一直沿用耳菊石化石作为标志，但由于耳菊石分布的局限性，无法充分解释全球范围内的地质现象。
1986年，殷鸿福院士提出，将我国地质工作者在浙江长兴煤山发现的“牙形石化石”作为划分古生界和中生界的标准化石，以此确定古生界和中生界的分界线。这一新颖的观点一经提出，就在地质学界引起强烈反响，甚至遭到一些人的反对。
在科学研究中，一种理论引起争议是很正常的。我国科学工作者采取对外开放，吸收国际同行；对内联合，与中科院南京古生物所等科研人员一起，用了近10年时间对浙江煤山进行考察研究，取得了丰硕成果。他们发现的大量伴随全球大海退等灾难事件所留下的动物尸体化石，反映了当时全球动物大灭绝的悲惨景象。
1996年，中、美、俄、德等国的9名科学家在国际刊物上发表联名文章，推荐以中国浙江长兴煤山的“牙形石化石”为划分古生界和中生界的标准化石。此后，经过国际学术组织三轮投票，最终由国际地质科学联合会认可，确定了煤山在地质学上的“金钉子”地位。
第10版(科技)
专栏：
小城镇建设——
软科学研究大有可为
继《小城镇新论》、《小城镇大战略》之后，湖南人民出版社最近又推出了作者李云才的新作《小城镇经济学概论》。这是我国在小城镇建设方面又一重要的软科学研究成果。
10多年来，李云才长期在基层做“城乡结合”的领导工作。感性认识与理性认识不断碰撞，促使他在1996年就提出了“小城镇，大战略”的观点。他把小城镇建设提高到解决农村、农业、农民问题的战略高度来认识，提出农村的根本出路在于农村城市化，农业发展的根本出路在于产业化，农民致富的根本出路在于减少农民，中国经济持续健康发展的根本出路在于城乡一体化，这是推进农村现代化乃至整个中国现代化的战略选择。
正如作者所说，“小城镇建设与发展的广泛性、社会性，使其研究的内容专而有兼；小城镇建设与发展存在的诸多现实问题，使其研究方法具有理论研究、科学研究与对策研究兼备的特色；而较强的动态性，又使其研究结果具有一定的可塑性，”需要有科学、系统的研究方法。国内软科学和经济学等领域的专家对此极为重视，他们认为，软科学研究在小城镇建设中大有可为。 （王龙才）
第10版(科技)
专栏：
日前，吉林省第一台流动天文馆来到长春市第一中专学校，为学生们上了一堂生动的天文科普课。这是吉林省天文科协工作人员在为学生们讲解天文知识。 新华社记者 迟海峰摄
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专栏：
光污染——
不只源自玻璃幕墙
1996年，上海出现了第一起因城市建筑物玻璃幕墙折射引起光污染的环保投诉，随后各地有关玻璃幕墙光污染的投诉不断增多。但也正是人们目光过于集中的原因，“光污染”一词的范围被锁定在玻璃幕墙上，而忽视了身边其它的光污染。
长期从事光污染研究的专家胡向明指出，除玻璃幕墙外，建筑物的釉面砖、磨光大理石以及家装中普遍采用的各种装饰材料，户外闪烁的各色霓虹灯、广告灯和娱乐场所的彩色光源，也都可能对我们的身体健康和周围的环境造成各种不良影响，甚至家庭用灯、电视、电脑等也是造成光污染的污染源。
医学研究发现，人们长期生活或工作在逾量的或不协调的光辐射下会出现头晕目眩、失眠、心悸和情绪低落等神经衰弱症状。城市中的夜景灯光由于采用人工光源而非全光谱照射，会扰乱人们正常的生物钟规律，使人倦乏无力。
作为夜生活主要场所的歌舞厅中的光污染危害，能使长期活动和工作在其间的人正常细胞衰亡，出现血压升高、心急燥热等各种不良症状。其中缤纷的色彩光源也会影响人类大脑中枢神经，使这一控制人体活动的“主机”受损。
胡向明说，给人们带来诸多危害的光污染缘何长期被忽视？原因在于其危害的潜在性和人们对其缺乏认识。目前，世界各国全面、系统的光污染研究均在起步阶段，光污染的认定缺乏相应的立法和可供参照的环境标准。同时，它对人体的影响也不易在短时间内为人们所察觉。他建议，目前对光污染应采取以预防为主的防治方法。 （宗焕平）
第10版(科技)
专栏：
火焰在太空燃烧
柯载贤
在太空没有引力的状态下，火将怎样燃烧？这个看上去有些异想天开的问题，正在成为科学家们一项严肃的研究课题，因为研究的结果会帮助宇宙飞船避免火灾。
美国航空航天局的科学家指出，在地球的引力下，火会向上燃烧，而烟尘会随着火向上，到达火焰的尖端，使火焰变成黄色；但是在太空没有引力的情况下，没有对流作用，火焰会变成球状，没有烟尘，而火焰的颜色是蓝色的。
科学家们解释说，了解火焰在太空没有引力、对流不会发生的情况下，怎样燃烧和怎样熄灭，对于宇宙飞船避免火灾，有着十分重要的意义。
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