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摘要:地表下行短波辐射DSSR(Downward Surface Shortwave Radiation)的准确估算在气候变化研究和地表太阳能估算等领域具有重要作用.新一代静止气象卫星葵花-8(Himawari-8)具有高达10 min的对地观测能力,为DSSR近实时估算提供了新机遇.然而,日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)对外公开的葵花-8辐射产品中,没有将其反演的云、气溶胶产品作为DSSR的输入参数,从而没有形成一整套的DSSR估算算法流程,缺乏产品输出的一致性.大气中的云、气溶胶是DSSR的重要影响因子,本文重点考虑云、气溶胶对太阳辐射的影响,基于大气辐射传输模式RSTAR构建了DSSR查找表,开发了DSSR的快速计算方法,进而将JAXA葵花-8二级云、气溶胶产品(光学厚度,粒子有效半径等)作为快速化计算方法的输入参量,计算得到了DSSR.通过与JAXA葵花-8二级DSSR产品(JAXA DSSR)对比,发现两者具有很好的空间一致性.为了进一步评价本文的DSSR计算精度,分别选取了陆地(Yonsei)和海洋(0n_165e)的观测数据验证了2016年4、7、10和12月本文计算的DSSR和同时期的JAXADSSR产品,验证结果显示两者的DSSR在两个观测站点均具有非常高的相关性(全天空、晴空和云天条件下的相关系数R均大于0.88).在两个站点云天条件下的验证结果中,考虑了云相态并在冰云模型中使用了非球形冰晶粒子(六棱柱)来计算DSSR,获得了比JAXA DSSR更小的偏差.本文提出的快速化计算方法能快速准确地计算DSSR,可为计算地表辐射收支等研究提供重要数据支撑....
[期刊论文] 王子明
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北大核心 CSSCI
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摘要:系统生物学方法论的前沿研究由于其全方位和多层次的特点,成为科技哲学领域颇受关注的难点.系统生物学家们先后提出六种进路,即分子生物学方法论、新系统生物学方法论、机械论方法论、定性和因果模型方法论、综合模型方法论和数据与模型融合方法论以解决其方法论问题.尽管它们分别显示出其科学实践和理论意义的优越性,但因其缺点亦饱受诟病,故目前尚无单一主张获得诸方共识.要走出此困境,我们不仅应理清其历史的哲学矛盾根源,还需处理既有生物学现有方法论的融合和进一步探索生命的认识论问题.关于系统生物学哲学方法论前沿困境的思辨对于生物学各分支、系统科学乃至整个科学体系的拓展和延伸具有积极意义....
[期刊论文] 王子明
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CSTPCD CSSCI 北大核心
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摘要:人的本质和新生态文明建设密切相关.人的本质决定了新生态文明建设的今后方向和实践.人对世界的认识水平取决于科学的进展.基因科学的进展促进了对人本质的重新定义,但同时基因组工程导致的人工化也带来了哲学上的困境和难点.人的本质不应是单纯的生物学的意义,亦非形而上学的人性的混合体或是全部社会关系的总和,而是一种实体性、思想性和场性的融合统一.人类的本质必将随着人类自身的探索、发现、改造和创造镜界的不断提升而持续演进.同时,相对于神性,相对性的人类本质在参照体系中得以体现.新生态文明建设必然符合人的本质的演进规律....
[期刊论文] 王子明 孟建伟
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CSTPCD CSSCI 北大核心
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摘要:在生物学历史上大致经历了三次方法论的革命,并因此带来了生物学范式的三次转变.第一次整体论方法论革命是把生物作为整体进行科学研究,其主要代表学说为达尔文的进化论.第二次还原论的方法论革命更多地深入到生物的微观结构来研究生物的机制和功能,其标志理论为分子生物学.第三次新的整体论的方法论革命则体现了多种方法论、研究进路以及最新科技手段的多重融合,其代表学说为系统生物学.三次革命所呈现出不断递进的过程揭示只有对认识论的原理层面产生作用的方法论才是更为先进的方法论,也才可能对生命本质问题的探索产生深远影响....
[硕士论文] 王子明
生物信息学 中国科学院大学 2017(学位年度)
摘要:如何从生物大数据中还原错综复杂的分子网络是系统生物学的核心问题。在传统的网络研究中,绝大部分研究依然集中在单个独立的网络上,对时间序列的数据而言,我们更希望挖掘出网络随时间变化的动态信息,传统的方法无法做到这一点。在近期的研究中,科学家们基于时间平滑性假设,对单个网络的动态过程提出了一些数学模型。但是这些数学模型并没有考虑多个个体的网络随时间变化的情形,而且这些模型对时间过程的平滑性也非常敏感。为了解决这些问题,本文提出了两种数学模型:
  第一种数学模型延用平滑性假设,并用组内相似性将其推广到多个个体的情形,这使得我们可以将个体的网络信息整合成群体信息,进而描述群体的状态转移。在实际数据中,我们对接受食道改道手术的病人在手术前后的多个时间点的多组学数据应用了我们的方法,由此得到了每个病人在每个时间点的网络,并根据这些网络表征群组的状态。这使得我们能够直观的看到病人群体在手术前后状态的变化,也使得我们可以更容易的对食道改造手术的疗效进行解释,并与之前的文献相印证。
  第二种数学模型用同步性假设用来取代平滑性假设,用于改善时间平滑性假设对时间平滑性程度过于敏感的问题。而所谓的“同步性”,就是假设每个网络在所有时间点上的变化是相似的。在我们的数值实验中,我们能看到当时间平滑性的降低,同步性模型的准确度几乎没有差异,而平滑性模型的准确度明显降低。进一步的,我们对弥散性大B细胞癌五种细胞系随时间的演化过程的转录组学数据使用这种数学模型,能得到具有生物意义的结果,加深我们对这种癌症发展过程的理解。
摘要:国家理想的最终是否以及如何实现必须依靠其本质的合理建构.国家理想的本质反映了国家内部各民族的根本需求并与人类的本质和生命的本质密切相关,这也印证了本需主义的哲学观.本质需要反映事物的本质并决定于事物的本质.从科学哲学角度出发得出的人类和生命的本质的三属性,即物质性、思想性和场性决定了国家理想的三个基本发展框架.国家理想的健康和持续演进必然应该符合人类和生命的本质属性需要.人类和生命的本质的自他一体的衍生博弈属性决定了国家理想的演进规律的特点.
摘要:科学究竟具有何种价值是科学范畴中的核心问题之一.对科学价值的实用主义尺度缺陷的反思使得人们重新开始制定关于科学的物质性、精神性和场性的三维价值评价体系.科学价值的本质由科学的本质所决定.科学的本质反映了人类的需求.另一方面,科学的发展不仅奠定了科学本身的价值,同时也促进了对人的本质需求和人的本质的认识.人的本质需求决定于人的本质.以上现象和内在联系从一个角度论证了本质需要反映主体事物本质的需要主义的基本观点.科学的价值必将伴随人类探索镜世界的不断拓展而持续演进.人类对科学价值的认识必然符合人的本质的演进规律.
摘要:生命的本质是哲学的终极问题之一.过程哲学站在哲学的新的历史起点,对如何理解生命的本质带来重要启示.在论述为什么生命的本质同时具有物质性、思想性和场性这三位一体中,过程哲学提供了逻辑上的理论支持.另一方面,过程哲学也揭示了生命三重本质属性的过程特征.最后,过程哲学还进一步解释了为什么人类对生命本质的认识论本身也是的一种过程的问题.
[博士论文] 王子明
科学技术哲学 中国科学院大学 2016(学位年度)
摘要:本研究从“系统生物学自组织方法论应该采取哪条进路”的问题入手,在对相关国内、外文献和案例进行收集、整理、比较分析的基础之上,聚焦两类主要系统生物学自组织方法论进路“下而上的机制派”和“上而下的模型派”之间的论战,围绕其各自相关的方法论群组的立场、机制、建模和科技等要素展开,对两派的优点及缺陷加以剖析和论证。
  首先,论文通过对研究背景、意义等问题的梳理,总结出“论战的主要议题是本研究关键切入点”的认识,并据此建立起论文写作的逻辑框架。其次,“机制派”与“模型派”基于各自的立场和研究方向展开彼此论战。其议题主要体现为:归纳还是演绎;还原还是整体,机制还是建模。第三,机制派的一方,从分子生物学和新系统生物学的角度,试图通过自下而上的方式,利用不断累积的机制类实验定理,渐进地构建出生物自组织的模型。机制派在做出重要贡献的同时也反映出自身的严重缺陷以及与模型派紧密联系的特征。第四,模型派的一方,试图通过自上而下的方式,利用与数学建模结合的实验生物学、分子生物学和组学的数据搜集,渐进验证出生物自组织的模型以及相关演绎的生物学机制。模型派在做出重要贡献的同时也反映出自身的不足及其与机制派紧密联系的特征。第五,鉴于机制派和模型派方法论的重要进步紧密联系于模型观、机制观和技术观发展的现实,我们发现在近些年新思维的带动下,系统生物学自组织的方法论研究也呈现出一种新的机制与模型融合的方向。这类新思维包括:经历了三次生物学范式革命后,归纳出现的生物是一种复杂自组织系统的新模型观;影响进化生物学和分子生物学机制的博弈论新机制观;以及以大数据、云计算、3D打印、全息照相和人工智能等新方法为代表的新一代科学技术观。第六,基于机制派和模型派彼此联系和相互补充的现实,通过分析、总结其理论渊源和实践的例证,进而论证并提出关于机制和模型并重的系统生物自组织方法论的哲学思想。
[硕士论文] 王子明
生态学 中国科学院大学 2016(学位年度)
摘要:趋同进化(Convergent evolution)是自然界中较为常见的进化现象。趋同进化是自然界不同物种应对相同环境变化所产生相似的适应性结果,也是达尔文自然选择理论的重要支持证据。在基因组研究普及之前,对于趋同进化现象的研究主要集中于生理结构等表型水平。随着基因组数据的不断积累,具有表型趋同进化现象的物种间,是否同样在蛋白序列水平上也发生大规模趋同进化现象,值得深入研究。
  疣猴亚科(Colob inae)是灵长类中主要以纤维素含量较高的植物叶片为食物的类群,在长期的进化过程中,疣猴亚科物种逐步具备与反刍动物具有类似的反刍消化道结构和消化能力。这种疣猴亚科与反刍动物之间的表型趋同进化现象是研究适应性进化的有力证据。
  本研究,我们首次以涵盖金丝猴和反刍动物代表物种牛羊等物种的哺乳动物全基因组数据,全面开展了疣猴亚科代表物种金丝猴(Rhinopithecusroxellana)与反刍动物(Bovidae)之间的趋同进化比较基因组分析,系统探讨了趋同进化在基因组蛋白质序列水平发生的规模和规律。
  通过三种不同趋同进化检测方法,主要得到以下三个结论:
  1、不同趋同假设物种树的似然值差异进行基因趋同进化检测的方法,并不能有效检测出发生趋同进化的基因。
  2、不同物种共同快速进化方法推测物种间引起表现趋同进化的基因的方法,当物种自有的快速进化基因基数差别较大,共同快速进化方法可能不适用于进化关系较远的物种间趋同进化研究。
  3、基于所做分析的物种间的趋同进化位点进行直接鉴别和统计的方法,发现两两物种比较产生的趋同进化位点总数、平行进化位点总数和趋异进化位点总数三者存在较强线性关系。金丝猴与牛羊两种反刍动物的比较组合数据符合该线性关系。
  金丝猴与反刍动物共同祖先之间平行进化的基因数量与猴亚科两个物种与反刍动物共同祖先的发生平行进化的基因数量相比,呈现明显的加倍趋势,发生平行进化的基因显著富集于能量代谢相关通路,推测金丝猴的部分基因的序列变化经历了反刍动物牛羊的共同祖先相似的变化过程,存在一定程度的趋同进化现象。
  这些发现展示了基因组层面疣猴亚科与反刍动物之间的趋同进化情况,为趋同进化的比较基因组研究提供了新的视野。
摘要:人的本质和新生态文明建设密切相关。人的本质决定了新生态文明建设的今后方向和要求。人对世界的认识水平取决于科学的进展。基因科学的进展促进了对人本质的重新定义,但同时基因组工程导致的人工化也带来了哲学上的困境和难点。人的本质不应是单纯的生物学的意义,亦非形而上学的人性的混合体或是全部社会关系的总和,而是一种实体性、思想性和场性的融合统一。人类的本质必将随着人类自身的探索、发现、改造和创造镜界的不断提升而持续演进。同时,相对于神性,相对性的人类本质在参照体系中得以体现。新生态文明建设必然符合人的本质的演进规律。
摘要:人类对世界的认识水平取决于科学的进展.基因科学的进展促进了对人类本质的重新定义,但同时人工进化也带来了哲学上的困境和难点.人类的本质不应是单纯的生物学的意义,亦非形而上人性的混合体或是全部社会关系的总和,而是一种实体性、精神性和关系性的融合统一.人类的本质必将随着人类自身的探索、发现、改造和创造的镜界的不断提升而持续演进.
摘要:新城市精神是立足于人的本质视角和需求的新一代城市精神理念.人的本质与城市精神密切相关.城市精神的本质是人的精神.城市精神归根结底反映的是人的本质需求,而人的本质需求是由人的本质决定的.世界城市精神更多体现的是人的本质的场性.人的本质决定了城市精神建设的今后方向和实践.人对世界的认识水平取决于科学的进展.基因科学的进展促进了对人本质的重新定义,但同时基因组工程导致的人工化也带来了哲学上的困境和难点.人的本质不应是单纯的生物学的意义,亦非形而上学的人性的混合体或是全部社会关系的总和,而是一种实体性、精神性和场性的融合统一.人类的本质必将随着人类自身的探索、发现、改造和创造镜界的不断提升而持续演进.同时,相对于神性,相对性的人类本质在参照体系中得以体现.新城市精神建设和世界城市精神建设必然要符合人的本质的演进规律.
[博士论文] 王子明
村料学 中国科学院大学;中国科学院研究生院 2010(学位年度)
摘要:金属玻璃被誉为继钢铁和塑料后材料领域的第三次革命,随着该类材料工程化应用的推进,对腐蚀问题的关注显得尤为重要。金属玻璃具有单相均匀的结构特征及成分设计的灵活可控性,这些为深入认识腐蚀问题提供了全新的视角。目前,少量元素添加是强玻璃形成能力体系的一个重要特征,但其对腐蚀行为的影响尚不清楚;另外,非晶态结构自身对腐蚀行为的作用机制也值得关注。
   本论文选取几种典型的金属玻璃模型体系,澄清了非晶态结构自身对腐蚀的作用机制并系统地研究了少量元素添加对金属玻璃选择性溶解和表面钝化膜稳定性的影响,揭示了与金属玻璃结构和成分相关的腐蚀行为的一些本征特性。本研究对合金腐蚀基本问题的理解、高耐蚀金属玻璃体系的设计有重要的指导意义。主要研究结果总结如下:
   (1)依据Ni50Nb50金属玻璃多晶型晶化的特点,首次澄清了非晶态结构自身特性对腐蚀行为的作用机制。研究发现非晶态结构能够抑制纳米尺度蚀点的萌生,该特性源于与材料结构密切相关的钝化膜/金属界面缺陷。同时,对亚稳蚀点的统计分析表明,非晶态结构可以有效促进初期蚀点的再钝化,而蚀点的进一步长大则主要依赖于合金成分。
   (2)详细研究少量Y元素添加对Fe基块体金属玻璃腐蚀行为的影响,确定了钝化膜稳定性与其半导体特性的关联性,并阐述了钝化膜的半导体掺杂效应。Fe基金属玻璃表面钝化膜为双层膜结构,外层膜为高价(Mo6+和Cr6+)离子组成,决定膜的过钝化溶解,内层膜为高度掺杂的Fe的氧化物,控制膜的半导体特性;Y3+离子通过对内层膜的半导体掺杂实现对外层膜稳定性的控制。该工作为设计或控制金属玻璃耐蚀性能提供了一条新的途径。
   (3)突破了合金选择性溶解的传统观念,在CuZr(Al)体系金属玻璃中通过少量元素(如Ni)添加实现了合金组元溶解倾向的反转,并证实了局域化学键合在合金溶解中的决定性作用。在此基础上,提出了局域原子相互作用模型,定量地理解了少量元素添加对金属玻璃溶解的作用机制,即Ni原子的引入改变了其周围Cu和Zr原子的化学作用环境,使得不同团簇内Cu与Zr原子溶解倾向发生改变,最终表现为电化学行为和表面形貌的巨大差异。
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