新科技、新概念、新名詞

編者按:十一屆全國人大常委會專題講座上,全國人大常委會副委員長、中國科學(xué)院院長路甬祥以“迎接新科技革命挑戰(zhàn),引領(lǐng)和支撐中國可持續(xù)發(fā)展”為題,從世界處在新科技革命前夜、各國更加重視科技創(chuàng)新,突破關(guān)鍵核心技術(shù)、提高我國產(chǎn)業(yè)競爭力,面向未來前瞻部署、引領(lǐng)和支撐我國可持續(xù)發(fā)展,加快國家創(chuàng)新體系建設(shè)、走中國特色科技創(chuàng)新道路等四個方面作了詳細(xì)闡述。講座述及許多科技新詞,新詞表達(dá)新概念,新概念昭示未來。本刊特刊出講稿中涉及的部分新詞及注釋,以饗讀者。

1.化石能源:煤、石油、天然氣是由古代生物的化石沉積而來,所以稱為化石能源?；茉磳俨豢稍偕茉?是目前全球最主要的能源?；茉吹拇笠?guī)模開發(fā)利用奠定了現(xiàn)代文明的基礎(chǔ),但化石能源的枯竭是不可避免的,同時帶來了嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題。

2.電磁感應(yīng)現(xiàn)象與麥克斯韋方程組:電荷產(chǎn)生電場,流動的電荷產(chǎn)生磁場。后來,人們發(fā)現(xiàn)處于變化的磁場中或者在磁場中運動的導(dǎo)體上能產(chǎn)生電壓,這個現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。大約在 1861年英國科學(xué)家麥克斯韋以微分方程的形式寫出了電場、磁場之間以及同各自的源,即電荷和電流之間的關(guān)系,稱為麥克斯韋方程組。該方程組系統(tǒng)而完整地概括了電磁場的基本規(guī)律,并預(yù)言了電磁波的存在。對麥克斯韋方程組的理解導(dǎo)致了對光的本性的深刻認(rèn)識和狹義相對論的產(chǎn)生。

3.云計算:用于描述平臺以及應(yīng)用程序類型的一個術(shù)語。云計算平臺可以根據(jù)需要,動態(tài)地提供、配置、重新配置以及取消提供服務(wù)器。“云”中的服務(wù)器可以是物理機(jī)器,也可以是虛擬機(jī)器。高級的“云”通常包括其他計算資源,如存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)裝置、防火墻及其他安全設(shè)備。云計算也指那些經(jīng)過擴(kuò)展后可通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行訪問的應(yīng)用程序。

4.自旋電子、量子器件、分子器件

自旋電子:電子除了有電荷以外,還有一個內(nèi)稟的性質(zhì),即自旋。利用電子自旋這個特征來傳遞、存儲、處理信息的電子學(xué)就稱為自旋電子學(xué)。

量子器件:利用量子效應(yīng)工作的器件。

分子器件:是基于有機(jī)分子/有機(jī)材料的光電信息功能器件。相對于無機(jī)半導(dǎo)體器件,分子器件的構(gòu)建方法簡單,可以柔性化、多功能化、更加小型化,容易剪裁和調(diào)控。因此,分子器件具有廣闊的應(yīng)用前景,科學(xué)家預(yù)示分子器件將在下一代電子工業(yè)中發(fā)揮重要作用。

5.光電子、量子、基因計算

光電子:光可以激發(fā)固體中的電子到高能量狀態(tài),反過來電子從高能量狀態(tài)回到低能量狀態(tài)可以發(fā)射光子。用于光的產(chǎn)生、探測、操控等目的的電子學(xué)器件就是光電子器件。研究和利用這類器件的電子學(xué)就是光電子學(xué)。

量子:是對拉丁語 quantum(多少)的翻譯。量子力學(xué)研究當(dāng)體系的作用量接近作用量單位(普朗克常數(shù))時所表現(xiàn)的特殊行為。量子的特性體現(xiàn)在分立性上,同連續(xù)性的存在相區(qū)別。量子力學(xué)的處理問題方式已經(jīng)貫穿了整個物理學(xué),并擴(kuò)展到了物理學(xué)之外。

基因計算:基因計算是受生物進(jìn)化過程啟發(fā)發(fā)展起來的一種進(jìn)化性算法,用于為解決搜索、優(yōu)化、機(jī)器學(xué)習(xí)等方面任務(wù)的編程。

6.近終尺寸形貌加工:是一類比較先進(jìn)的工業(yè)加工技術(shù),使初始制造產(chǎn)品如鑄件、鍛件等非常接近其最終所需要的形狀,這樣可以減少傳統(tǒng)的表面加工如車削和磨削的工作量,從而大大節(jié)約加工成本。

7.抗逆性:指生物具有的抵抗不利環(huán)境的某些性狀,如抗寒、抗旱、抗鹽、抗病蟲害等。生物受到脅迫后,一些被傷害致死,而另一些雖然生理活動受到不同程度的影響,但它們可以存活下來。如果長期生活在脅迫環(huán)境中,通過自然選擇,不利性狀不斷被淘汰,有利的性狀被保留下來并不斷加強,形成對某些環(huán)境因子的適應(yīng)能力,采取不同的方式去抵抗各種脅迫因子。

8.干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué):干細(xì)胞是一類具有自我更新和多向分化潛能的細(xì)胞,在一定條件下可以分化為多種機(jī)體功能細(xì)胞。干細(xì)胞因其高度“可塑性”,在細(xì)胞替代治療、組織工程、組織器官移植、新藥篩選及生殖遺傳工程方面具有巨大應(yīng)用前景和價值,已成為生命科學(xué)研究領(lǐng)域中的熱點。再生醫(yī)學(xué)是通過機(jī)體自身的具有修復(fù)功能的干細(xì)胞,或植入具有多向分化潛能的干細(xì)胞、功能組織與器官來增強、修復(fù)和替代人體內(nèi)老化、受損、病變和有缺陷的組織與器官,以重建和恢復(fù)受損組織的正常結(jié)構(gòu)與功能,達(dá)到治療重大疾病的目的。

9.暗物質(zhì),暗能量:暗物質(zhì)是指具有質(zhì)量但不會和光發(fā)生任何作用的物質(zhì)。暗能量是指充滿宇宙空間,使宇宙膨脹加速、具有負(fù)壓力的能量。按照現(xiàn)有理論,宇宙的總體物質(zhì)—能量組分中,暗能量是主導(dǎo)成分,約占 74%,暗物質(zhì)約占22%。暗能量的發(fā)現(xiàn)是 20世紀(jì)宇宙學(xué)乃至物理學(xué)最主要的發(fā)現(xiàn)之一。暗能量和具有正常引力作用但基本不參與電磁作用的暗物質(zhì)一起,構(gòu)成了今日宇宙中 96%的物質(zhì)和能量,決定著宇宙整體的演化。

10.反物質(zhì):在粒子物理學(xué)里,反物質(zhì)是反粒子概念的延伸,反物質(zhì)是由反粒子構(gòu)成的。物質(zhì)與反物質(zhì)的結(jié)合,會如同粒子與反粒子結(jié)合一般,導(dǎo)致兩者湮滅,且因而釋放出高能光子 (伽瑪射線)或是其他能量較低的正反粒子對。反物質(zhì)無法在自然界找到,除非是在稍縱即逝的少量存在 (例如因放射衰變或宇宙射線等現(xiàn)象)。

11.光合作用與光催化:光合作用指植物、藻類利用葉綠素和某些細(xì)菌利用其細(xì)胞本身,在可見光的照射下,將二氧化碳和水 (細(xì)菌為硫化氫和水)轉(zhuǎn)化為有機(jī)物,并釋放出氧氣 (細(xì)菌釋放氫氣)的生化過程。光催化是研究物質(zhì)因受光的影響而產(chǎn)生催化效應(yīng)的一個學(xué)科。光催化過程指在光催化劑存在時,由光照射 (激發(fā))引起的化學(xué)反應(yīng)過程。

12.合成生物學(xué):指在基因組技術(shù)為核心的生物技術(shù)基礎(chǔ)上,以系統(tǒng)生物學(xué)思想為指導(dǎo),綜合生物化學(xué)、生物物理和生物信息技術(shù),利用基因和基因組的基本要素及其組合,設(shè)計、改造、重建或制造生物分子、生物體部件、生物反應(yīng)系統(tǒng)、代謝途徑與過程乃至具有生命活力的細(xì)胞和生物個體。

13.物聯(lián)網(wǎng):指在物理世界的實體中部署具有一定感知能力、計算能力和執(zhí)行能力的各種信息傳感設(shè)備,通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)施實現(xiàn)信息傳輸、協(xié)同、控制和處理,從而實現(xiàn)廣域或大范圍的人與物、物與物之間信息交換需求的互聯(lián)?；ヂ?lián)網(wǎng)主要解決人與人之間的通信,而物聯(lián)網(wǎng)則主要實現(xiàn)人與物、物與物之間的通信。物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施在一定程度上與互聯(lián)網(wǎng)重合,但從應(yīng)用角度看,物聯(lián)網(wǎng)大大擴(kuò)展了互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用。

14.生物制造:指運用現(xiàn)代制造科學(xué)和生命科學(xué)的原理與方法,通過單個細(xì)胞或細(xì)胞簇的直接或間接的受控三維組裝,完成具有新陳代謝功能的生命體的成形制造,修復(fù)或替代人體病損組織和器官。生物制造屬生物工程范疇,使傳統(tǒng)制造擺脫了“無生命”的物理、化學(xué)模式,被賦予了“生命”,從而大大豐富了制造科學(xué)的內(nèi)涵。

15.后 IP網(wǎng)絡(luò):現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)是基于 TCP/IP協(xié)議通信的網(wǎng)絡(luò),已逐漸暴露出其在可擴(kuò)展性、移動性、安全性、服務(wù)質(zhì)量、可靠性等方面的本質(zhì)性缺陷。目前發(fā)達(dá)國家已經(jīng)開展了“從零開始”(Clean Slate)的革命式方法的互聯(lián)網(wǎng)下一代研究,即后 IP網(wǎng)絡(luò)。正是基于此背景,溫總理在 2009年 11月 3日向首都科技界發(fā)表講話時指出,要“及早部署后IP時代相關(guān)技術(shù)的研究”。

16.深層地?zé)?狹義上指地面以下 3～10km深部低滲透性巖體中賦存的熱量,俗稱“干熱巖”地?zé)崮?。廣義上指采用人工制造熱儲的工程化技術(shù)(國外稱為增強地?zé)嵯到y(tǒng))開采的深部地?zé)崮堋?/p>

17.釷(Th):一種放射性金屬元素,原子序數(shù)為 90,屬錒系元素。經(jīng)過中子轟擊,可變?yōu)殁?233,因此被認(rèn)為是一種潛在的核能資源。它在地球上的儲量幾乎同鉛一樣豐富。