自然科学总论
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矩阵特征值定位理论李朝迁,李耀堂《矩阵特征值定位理论》较为全面、系统地介绍了矩阵特征值定位的基本理论、方法及其相关问题. 《矩阵特征值定位理论》共五章, 包括预备知识、Ger.gorin 圆盘定理与严格对角占优矩阵、Brauer 卵形定理与双严格对角占优矩阵、几类结构矩阵的特征值定位与估计(包括非负矩阵谱半径的估计、随机矩阵非 1 特征值的定位与估计、Toeplitz 矩阵特征值的定位等)以及与矩阵特征值定位相关的其他问题(如严格对角占优矩阵的 Schur 补、B-矩阵与实特征值的估计、线性互补问题解的误差估计、矩阵伪谱定位、区间矩阵特征值定位、非线性特征值定位、高阶张量特征值定位)等. 同时, 我们较为详尽地给出了上述各问题的相关文献, 以便于读者参阅, 还以附录形式给出了部分图的 MATLAB 代码. -
科学与生活李琳、杨海健 主编《科学与生活》共八章,分别从电子信息工程、化学与材料、计算机科学、生命科学与食品科学、生物医学工程、数学与统计、医学与药学以及资源与环境等八个社会普遍关注的专题入手,涉及50多个主题,以科普的形式和通俗的文字介绍生活中的科学知识,揭示生活现象背后的科学原理,期望为21世纪终身学习者提供一本以科学视角理解社会生活问题的读本,为读者学习科学知识、培养科学思维、提升科学素养、增强科学精神提供帮助。《科学与生活》可作为大学生科学素养教育课程的教材使用,也可作为社会大众科普性读物,供对自然科学知识感兴趣的不同层次的读者参考使用。 -
双碳目标下前沿技术部署与进展报告刘琦岩 等在《人类 21 世纪备忘录》①一文中,徐冠华院士等人提出了人类历史进程中存有“三大不动点议题”的论述——在人类文明的历史阶段,发展主题始终围绕能源、食品和健康三大议题展开。这三大议题是人类发展诸多议题中基础中的初始基础,支柱中的核心支柱。这三大议题当中每部分内容都用来刻画过生命赖以维系的要素指标或命名过某个历史阶段,如化石能源时代、核动力时代、刀耕火种、稻作文明、水产经济、能耗指数、蛋白质摄入量、可再生能源阶段、自然疗法时代、基因疗法时代等。这三大议题每个又都具有宏观累积效应——个体的或局部的问题,会以极快的速度累积成为巨大的、风险性极高的社会难题。其中,能源议题同食品与健康议题又不太一样, 因为对于温饱和健康状态的认知,个体和群体之间有很多通感。能源议题受地域、生产方式影响很大,它更多地取决于环境的变量与供给。这也许是相对于其他觉识,能源自觉更晚到来的一个原因。这里所讲的能源自觉,就是指人们对人与能源关系的认知、评价和主动改善的思考。人类的能源自觉只是近现代才产生并得到持续丰富的觉识,代价甚高,来之不易。 影响这三大议题的关键因素主要有 3 个方面:需求、科技和制 度。其中的科技,又是关键中的关键。因为需求有给定的方面,制度 总是事后成型的,只有科技既影响着需求的自我满足水平,又影响着 相关社会管理治理的体制机制。另外,需求和制度又反过来影响着相 关科技的发展、吸纳和运用。所以,关于科技前瞻展开的维度,除科 技自身外,也主要是从社会需求与制度选择中进行分析预测的。“环球同此凉热”,过去诗人的感慨如今已是全球共情共鸣的能源话题。面对气候变化、双碳约束、大气治理等日趋紧迫的全球问 题,能源科技和产业发展被认为承担着重要责任。从这个意义上讲, 主动感知、预测未来能源科技的方向和领域,是人类能源自觉的一种体现。对能源科技的谱系化、结构化分析,同时深入分析人与能源的关系、人类应用能源的各类场景、人类研发各类能源的潜力,这是 构建人类可持续发展社会的必修课。人类的能源自觉从缘起到现在, 在不断丰富和升级,并深受能源材料科技、能源互联网、绿色理念、 清洁制造、可持续发展、同一地球、人类命运共同体等诸多内容的 影响。因此,当今关于能源科技的感知和预测越来越精细,影响面 也越来越广。受新科技应用带来的改变,能源从生产端到消费端, 包括期间的过程、通道等都在发生巨大的变化。很多人类活动的空 间过去纯粹是能源消费单元,现在凭借能源新科技、新方式,加快 转变为绿色能源生产单元,在实现自身能源平衡的同时增加对全社 会能源平衡的贡献。实际上这给新能源技术体系带来很多新的架构、 新的业态和新的议题。“环球同此凉热”,气候变化事关全球社会经济可持续发展,积极应对气候变化已成为全球各国的共识。联合国政府间气候变化专 门委员会(IPCC)的评估报告越来越清楚地表明,人类活动是引起 气候变化的主要原因。截至 2020 年,全球已有 54 个国家实现碳达 峰, 占全球碳排放总量的 40%,且多数为法国、德国、美国、日本、 英国等发达国家,并提出到 2050 年实现碳中和。2020 年 9 月 22日, 以习近平同志为核心的党中央审时度势,做出中国加快实现碳达峰、 碳中和(以下简称“双碳”)目标的重大决策,充分体现了中国作为 负责任的发展大国,把应对全球气候变化、推动生态文明建设当作 自身高质量发展的内在要求,彰显了中国构建人类命运共同体的责 任担当,对于中国乃至全球未来可持续发展均具有重要的战略意义。 法国、德国、美国、日本、英国等发达国家在发展过程中重视 应对气候变化的双碳前沿技术的规划部署,实施了一系列科技计划 与研发措施,取得了一系列技术进展。国际能源署(IEA)、国际可 再生能源署(IRENA)、全球风能协会(GWEC)、国际原子能机构 (IAEA)等国际组织机构也围绕太阳能、风能、核能等技术发布了 一 系列研究报告,提出了一系列促进清洁能源技术发展及低碳发展的 对策与建议。这些前沿技术部署与研发,对于我国政府相关管理机 构、科研院所、企业等创新主体,及时了解前沿技术动态,把握发 展态势,做好决策部署和创新准备,具有显著的借鉴意义。 为积极支撑科技创新驱动以实现双碳目标,科技部成立了碳达 峰碳中和科技工作领导小组,负责组织与协调各司局双碳相关工作。 领导小组在第一次会议中就提出要尽快形成《碳达峰碳中和科技创新行动方案》的研究计划,并推进《碳中和技术发展路线图》的编 制,推动成立“碳中和关键技术研究与示范”重点专项。中国科学技 术信息研究所(以下简称“中信所”)作为科技部直属事业单位,积 极配合相关工作安排,新成立了“区域创新发展研究中心”,并安排 所重点一期与二期双碳关键技术相关项目,统筹协调、积极开展与双 碳相关的情报跟踪监测与研究工作,中信所特意组织区域创新发展 研究中心的研究团队编撰本书,根据所承担任务要求,主要在新能 源、低碳减碳零碳方向选取了 7 个技术领域,对当今全球主要发达国 家的能源科技、产业、经济的创新发展给予了深入的研究分析。在研 究过程当中,支撑了有关部门与地方政府关于双碳议题的科学决策,促 进了相关科研院所、高校、企业、政府等主体围绕双碳目标实现深入的 交流互鉴。本书共分为 7 章。第 1 章主要介绍太阳能技术相关法律法规、战 略与研发计划部署,主要国家太阳能技术研发投入,太阳能技术论 文与专利,以及太阳能技术最新进展等;第 2 章主要介绍风能技术相 关法律法规、战略与研发计划部署,主要国家风能技术研发投入,风 能技术论文与专利,以及风能技术最新进展等;第 3 章主要介绍核能 技术相关法律法规、战略与研发计划部署,主要国家核能技术研发投 入,核能技术论文与专利,以及核能技术最新进展等;第 4 章主要介 绍氢能技术相关法律法规、战略与研发计划部署,主要国家氢能技术 研发投入,氢能技术论文与专利, 以及氢能技术最新进展等;第 5 章 主要介绍燃料电池技术相关法律法规、战略与研发计划部署,主要国 家燃料电池技术研发投入,燃料电池技术论文与专利,以及燃料电池 技术最新进展等;第 6 章主要介绍 CCUS 技术相关法律法规、战略与 研发计划部署,主要国家 CCUS 技术研发投入,直接空气捕集 CO2技 术论文与专利,以及 CCUS 技术最新进展等;第 7 章主要介绍储能技 术相关法律法规、战略与研发计划部署,主要国家储能技术研发投 入,超级电容器技术论文与专利,以及储能技术最新进展等。 -
结构化动态系统的盲辨识俞成浦《Blind Identification of Structured Dynamic Systems》全面且深入地研究盲系统辨识问题,通过利用系统模型的结构特性,提供确定性辨识解决方案,以揭示相关数值计算的基本代数性质。基于子空间的辨识方法是处理传统盲辨识问题和**状态空间辨识问题的一种常用方法,它将被广泛应用和推广,以解决若干具有挑战性的结构化系统盲辨识问题。从*优化的角度看,子空间辨识技术可以看做是求解低秩矩阵分解或低秩极小化问题的方法,但它不能处理具有结构约束的动态系统的盲辨识问题。针对这一问题,提出了一种差分凸规划方法,该方法比传统的基于梯度的优化方法能得到更可靠的辨识结果。总之,《Blind Identification of Structured Dynamic Systems》旨在为处理具有挑战性的系统事变问题提供*到深刻的求解思路/见解。 -
科技成果转化生态环境和制度优化郭菊娥等《科技成果转化生态环境和制度优化》以实现高水平科技自立自强为目标,*先对科技成果转化的关系进行解构,阐述了科技成果转化主体的功能定位与生态关系;其次分析核心企业主导科技成果转化的实现机制,包括决策逻辑、投资机制、契约机制与共享机制;*后系统论述了政府支持科技成果转化的激励机制与政策保障。《科技成果转化生态环境和制度优化》揭示了科技成果转化创新要素的实体关系、价值活动、演化机理以及实现机制契约条件因素的影响效应等,为我国核心企业主导科技成果有效转化提供决策依据。 -
科学的历程储朝晖值全国深入实施科教兴国战略之际,《科学的历程:追望叶企孙》以曾为中国科教兴国做出卓越贡献的教育家、科学家叶企孙先生在清华大学和西南联合大学的杰出表现为线索,探索建设一流大学的奥秘;以他曾经在科教兴国中发挥的卓越成效,追溯探寻科教兴国的密码;以几所学校在科学教育中传承叶企孙精神的新探,展现当下如何开展好科学教育,培育科学新人。《科学的历程:追望叶企孙》作者的相关研究揭示出科教兴国既需要探新,也需要传承;科教兴国是目标,是途径,更应是行动。希望《科学的历程:追望叶企孙》的出版能激发更多的有此兴趣和志向的人在遵循科教兴国的规律、更好地使用科教兴国密码的基础上思考与行动。 -
大科学治理常旭华,陈强“大科学”始于曼哈顿计划和阿波罗登月计划,兴于大洋钻探计划和人类基因组计划。当前,全球正处在新一轮科学和技术革命的前夜,科研范式、科研模式、科研手段发生了深刻性变革。通过大科学计划和大科学工程,组建以战略科技力量为代表的大型科研机构,开展以高通量、大规模为基础的集中式科研活动已成为各国政府的共同选择。围绕科研组织模式变革趋势,本书通过“大科学”国际探索和“大科学”中国实践两个姊妹篇,系统阐述了“大科学”的治理内容,包括运作规律、载体建设、项目管理,以及“大科学”与“小科学”的关系处理,提出了中国未来发展“大科学”的治理框架与对策建议。 -
三江源国家公园自然教育陈哲在对三江源国家公园生态系统、生物多样性及其保护管理充分调查了解的基础上, 根据园区内公众生态环境知识、生态保护现状, 结合公园自然教育现状, 编制适合中小学生的自然教育读本。计划幼儿园一本, 小学1-3 年级一本, 小学4-6 年级一本, 初中一本, 高中一本, 共5 本。同步制作电子图书, 方便阅读。读本使用中小学生读得懂的语言、辅以科学手绘、配以相关的立体图书, 将三江源园区中与公众息息相关的生态知识传递给他们, 使他们系统了解三江源森林、草地、湿地、荒漠等生态系统, 野生动植物生物多样性, 传统的生态智慧等内容, 以提高中小学生的自豪感、归属感、责任感,增强生态保护意识。 -
三江源国家公园自然教育仲俊涛三江源国家公园自然教育读本共5本,包含幼儿园1本,小学1~3年级1本、4~6年级1本、初中1本、高中1本。自然教育读本内容包括冰川雪山、湖沼湿地、草原草甸、荒漠戈壁和森林灌丛等生态系统以及三江源国家公园内野生动物植物资源情况等。读本内容深入浅出,通过文字、照片、插画、地图,以及充满故事性、趣味性的叙述方式,让中小学生快速全面了解三江源国家公园及生物多样性的相关知识。通过三江源全景手绘地图、3D立体遥感卫星影像图,拉页的形式看“立”起来的三江源,让孩子直观感受三江源,体会地理的乐趣和妙用。通过手绘插图,引导孩子认识藏羚羊、雪豹、黑牦牛、黑颈鹤、藏狐、藏野驴等这些常年生活在三江源的小可爱们,以及众多的植物。 -
求索的浪漫“灿若星辰浙大人”丛书编委会气球遇到海水能够全天候发电?“久居兰室而不闻其香”的奥秘究竟是什么?通过仿生软体智能机器鱼,就能成功“打卡”马里亚纳海沟;精准识别水平转移基因,揭秘雄性昆虫的“恋爱”密码……在浩瀚的宇宙里,对新知的求索有无限浪漫,每一次科学的发现都是一记闪耀的花火,都能照亮某一处黯淡的角落。本书是“灿若星辰浙大人”之科学研究系列的第三本,记录了浙江大学2020年至2022年在科研创新方面的精彩发现和发明,收集这一盏盏闪亮的火光,通过三个篇章,讲述科学的发现和创新,以科普的方式展现科技新知带给人们生活和认知的改变。全书轻松易读,配以图片,是一册干货满满的通俗类科普读物。
