新科技、新概念、新名词

新科技、新概念、新名词

编者按:十一届全国人大常委会专题讲座上,全国人大常委会副委员长、中国科学院院长路甬祥以“迎接新科技革命挑战,引领和支撑中国可持续发展”为题,从世界处在新科技革命前夜、各国更加重视科技创新,突破关键核心技术、提高我国产业竞争力,面向未来前瞻部署、引领和支撑我国可持续发展,加快国家创新体系建设、走中国特色科技创新道路等四个方面作了详细阐述。讲座述及许多科技新词,新词表达新概念,新概念昭示未来。本刊特刊出讲稿中涉及的部分新词及注释,以飨读者。

1.化石能源:煤、石油、天然气是由古代生物的化石沉积而来,所以称为化石能源。化石能源属不可再生能源,是目前全球最主要的能源。化石能源的大规模开发利用奠定了现代文明的基础,但化石能源的枯竭是不可避免的,同时带来了严重的生态环境问题。

2.电磁感应现象与麦克斯韦方程组:电荷产生电场,流动的电荷产生磁场。后来,人们发现处于变化的磁场中或者在磁场中运动的导体上能产生电压,这个现象称为电磁感应现象。大约在 1861年英国科学家麦克斯韦以微分方程的形式写出了电场、磁场之间以及同各自的源,即电荷和电流之间的关系,称为麦克斯韦方程组。该方程组系统而完整地概括了电磁场的基本规律,并预言了电磁波的存在。对麦克斯韦方程组的理解导致了对光的本性的深刻认识和狭义相对论的产生。

3.云计算:用于描述平台以及应用程序类型的一个术语。云计算平台可以根据需要,动态地提供、配置、重新配置以及取消提供服务器。“云”中的服务器可以是物理机器,也可以是虚拟机器。高级的“云”通常包括其他计算资源,如存储区域网络、网络装置、防火墙及其他安全设备。云计算也指那些经过扩展后可通过互联网进行访问的应用程序。

4.自旋电子、量子器件、分子器件

自旋电子:电子除了有电荷以外,还有一个内禀的性质,即自旋。利用电子自旋这个特征来传递、存储、处理信息的电子学就称为自旋电子学。

量子器件:利用量子效应工作的器件。

分子器件:是基于有机分子/有机材料的光电信息功能器件。相对于无机半导体器件,分子器件的构建方法简单,可以柔性化、多功能化、更加小型化,容易剪裁和调控。因此,分子器件具有广阔的应用前景,科学家预示分子器件将在下一代电子工业中发挥重要作用。

5.光电子、量子、基因计算

光电子:光可以激发固体中的电子到高能量状态,反过来电子从高能量状态回到低能量状态可以发射光子。用于光的产生、探测、操控等目的的电子学器件就是光电子器件。研究和利用这类器件的电子学就是光电子学。

量子:是对拉丁语 quantum(多少)的翻译。量子力学研究当体系的作用量接近作用量单位(普朗克常数)时所表现的特殊行为。量子的特性体现在分立性上,同连续性的存在相区别。量子力学的处理问题方式已经贯穿了整个物理学,并扩展到了物理学之外。

基因计算:基因计算是受生物进化过程启发发展起来的一种进化性算法,用于为解决搜索、优化、机器学习等方面任务的编程。

6.近终尺寸形貌加工:是一类比较先进的工业加工技术,使初始制造产品如铸件、锻件等非常接近其最终所需要的形状,这样可以减少传统的表面加工如车削和磨削的工作量,从而大大节约加工成本。

7.抗逆性:指生物具有的抵抗不利环境的某些性状,如抗寒、抗旱、抗盐、抗病虫害等。生物受到胁迫后,一些被伤害致死,而另一些虽然生理活动受到不同程度的影响,但它们可以存活下来。如果长期生活在胁迫环境中,通过自然选择,不利性状不断被淘汰,有利的性状被保留下来并不断加强,形成对某些环境因子的适应能力,采取不同的方式去抵抗各种胁迫因子。

8.干细胞与再生医学:干细胞是一类具有自我更新和多向分化潜能的细胞,在一定条件下可以分化为多种机体功能细胞。干细胞因其高度“可塑性”,在细胞替代治疗、组织工程、组织器官移植、新药筛选及生殖遗传工程方面具有巨大应用前景和价值,已成为生命科学研究领域中的热点。再生医学是通过机体自身的具有修复功能的干细胞,或植入具有多向分化潜能的干细胞、功能组织与器官来增强、修复和替代人体内老化、受损、病变和有缺陷的组织与器官,以重建和恢复受损组织的正常结构与功能,达到治疗重大疾病的目的。

9.暗物质,暗能量:暗物质是指具有质量但不会和光发生任何作用的物质。暗能量是指充满宇宙空间,使宇宙膨胀加速、具有负压力的能量。按照现有理论,宇宙的总体物质—能量组分中,暗能量是主导成分,约占 74%,暗物质约占22%。暗能量的发现是 20世纪宇宙学乃至物理学最主要的发现之一。暗能量和具有正常引力作用但基本不参与电磁作用的暗物质一起,构成了今日宇宙中 96%的物质和能量,决定着宇宙整体的演化。

10.反物质:在粒子物理学里,反物质是反粒子概念的延伸,反物质是由反粒子构成的。物质与反物质的结合,会如同粒子与反粒子结合一般,导致两者湮灭,且因而释放出高能光子 (伽玛射线)或是其他能量较低的正反粒子对。反物质无法在自然界找到,除非是在稍纵即逝的少量存在 (例如因放射衰变或宇宙射线等现象)。

11.光合作用与光催化:光合作用指植物、藻类利用叶绿素和某些细菌利用其细胞本身,在可见光的照射下,将二氧化碳和水 (细菌为硫化氢和水)转化为有机物,并释放出氧气 (细菌释放氢气)的生化过程。光催化是研究物质因受光的影响而产生催化效应的一个学科。光催化过程指在光催化剂存在时,由光照射 (激发)引起的化学反应过程。

12.合成生物学:指在基因组技术为核心的生物技术基础上,以系统生物学思想为指导,综合生物化学、生物物理和生物信息技术,利用基因和基因组的基本要素及其组合,设计、改造、重建或制造生物分子、生物体部件、生物反应系统、代谢途径与过程乃至具有生命活力的细胞和生物个体。

13.物联网:指在物理世界的实体中部署具有一定感知能力、计算能力和执行能力的各种信息传感设备,通过网络设施实现信息传输、协同、控制和处理,从而实现广域或大范围的人与物、物与物之间信息交换需求的互联。互联网主要解决人与人之间的通信,而物联网则主要实现人与物、物与物之间的通信。物联网的基础设施在一定程度上与互联网重合,但从应用角度看,物联网大大扩展了互联网的应用。

14.生物制造:指运用现代制造科学和生命科学的原理与方法,通过单个细胞或细胞簇的直接或间接的受控三维组装,完成具有新陈代谢功能的生命体的成形制造,修复或替代人体病损组织和器官。生物制造属生物工程范畴,使传统制造摆脱了“无生命”的物理、化学模式,被赋予了“生命”,从而大大丰富了制造科学的内涵。

15.后 IP网络:现代互联网是基于 TCP/IP协议通信的网络,已逐渐暴露出其在可扩展性、移动性、安全性、服务质量、可靠性等方面的本质性缺陷。目前发达国家已经开展了“从零开始”(Clean Slate)的革命式方法的互联网下一代研究,即后 IP网络。正是基于此背景,温总理在 2009年 11月 3日向首都科技界发表讲话时指出,要“及早部署后IP时代相关技术的研究”。

16.深层地热:狭义上指地面以下 3～10km深部低渗透性岩体中赋存的热量,俗称“干热岩”地热能。广义上指采用人工制造热储的工程化技术(国外称为增强地热系统)开采的深部地热能。

17.钍(Th):一种放射性金属元素,原子序数为 90,属锕系元素。经过中子轰击,可变为铀 233,因此被认为是一种潜在的核能资源。它在地球上的储量几乎同铅一样丰富。