生物力学论文2000字开头的学校

鲨鱼皮肤－泳衣一件泳衣，在悉尼奥运会上改变了世界泳坛的格局。几乎大半金牌得主都穿上一种特殊的泳衣———连体鲨鱼装。这种鲨鱼装仿造了海中霸王鲨鱼的皮肤结构，泳衣上设计了一些粗糙的齿状凸起，能有效地引导水流，并收紧身体，避免皮肤和肌肉的颤动。此后，仿生泳衣越仿越精。第二代鲨鱼装又增加了一些新的亮点，加入了一种叫做“弹性皮肤”的材料，可使人在水中受到的阻力减少4％。此外，还增加了两个附件，附在前臂上由钛硅树脂做成的缓冲器能使运动员游起来更加轻松；附在胸前和肩后的振动控制系统能帮助引导水流。海蜇－水母耳每当风暴来临前，最古老的腔肠生物海蜇仿佛能未卜先知，早早就离岸游向大海避灾。原来，海蜇有个“顺风耳”，其“耳”（细柄上的小球)中有小小的听石，上面布满神经感受器，能听到风暴产生时发出的次声波（由空气和波浪摩擦而产生，频率为8赫兹-13赫兹，传播比风暴、波浪的速度快）。模拟海蜇感受次声波的器官，科技人员设计出一种“水母耳”仪器，可提前15小时左右预报风暴。它由喇叭、接受次声波的共振器和把这种振动转变为电脉冲的转换器以及指示器组成。将这种仪器安装在船的前甲板上，喇叭做360°旋转。当它接收到8赫兹－13赫兹的次声波时，旋转自动停止，喇叭所指示的方向，就是风暴将要来临的方向。指示器还可以告诉人们风暴的强度。仿生成果走向产业京沪两地科学界级别最高的“香山科学会议”和“东方科技论坛”最近联合就仿生学召开学术研讨会，此举在科学界引起不小震动:为何给予仿生学如此高规格？缘自国际科研和高新技术产业的竞争态势。越来越多的科学家认识到：模仿自然更有无限的潜力和机会，更有可能提升原始创新的能力。人类进化只有500万年的历史，而生命进化已经历了约35亿年。大自然的奥秘不胜枚举。每当我们发现一种生物奥秘，就有可能成为我们一种新的设计可能性，也可能带给我们新的生存方式，仿生思维就是在大自然中寻找解决问题的方程式。10年前，许多国家就开始通过仿生学，提升科技创新活力和产业能级。在美国，有一项长期研究计划与仿生科技紧密相关，其优先发展的先进制造、先进材料和先进军事装备等，不少是从模拟与仿真入手；德国研究与技术部已就“21世纪的技术”为题，从仿生学出发，在电子技术、纳米技术、富勒碳材料、光子学、材料、生物传感器等领域投入了相当大的财力和人力；英国、日本、俄罗斯以及韩国等国都有相应的仿生科技和仿生产业中长期计划，在先进制造、材料、生物技术、高性能计算与通信计划等领域开展基础性研究。仿生成果已不断涌现，并开始从基础研究发展到商业化竞争阶段。中科院上海生命科学研究院植物生理生态研究所研究员杜家纬介绍，这些仿生学成果应用于经济、军事和人类卫生事业后，在全球经济中所创造的份额会越来越大。如德国轮胎设计专家根据跑行中的猫前爪垫的功能和蜘蛛网的柔顺结构及其稳定性，设计出一种AMC垫型轮胎，其表面的柔软性和硬性网状结构设计，具有较大的抓地性和运行精度，增加了轮胎与地面的摩擦力，使刹车距离从现在的19米缩短为9米，大大提高了安全性。这种轮胎已完成了实地试验，一旦投产，对世界轮胎业产生的冲击可想而知。又如，德国米勒公司新设计的一款洗衣机内桶表面结构仿造蜂巢和龟背壳形状，所洗的衣服非常干净，但洗涤过程却非常柔顺，不伤衣料。据统计，我国每年洗衣机更新量为500万台，有关专家已经担忧，一旦这种仿生洗衣机进入市场，将大大挤压我国的洗衣机市场。将仿生研究纳入国家战略机器人、纳米自洁涂料、生物农药……仿生科研在本市和全国其它城市的不少领域已有开展，但始终难以形成规模产业，缘于仿生学缺乏系统的研究规划和研究体系，因此源头创新性研究还远远不够。为此有关专家认为，科研主管部门、科技界和产业界都应转变观念和视角，从模仿国外转变为模仿自然，向大自然汲取科技创新的灵感。据了解，我国当前优先发展的高技术产业化重点领域共有141个方面，其中将近有30个领域与仿生学相关。例如:光传输系统，生物医学材料及体内植入物和人造器官，生物反应器及分离技术与成套设备，医药新剂型，新型医用精密诊断及治疗仪器，新型材料－纳米材料，膜工程技术，子午线轮胎生产技术及关键设备和原材料，新型传感器，工业机器人及机器人自动化生产线，环境与污染源监测仪器及自动监测系统，高效、安全新农药、兽药及生物防治技术，新型墙体材料等。由此可见，加强仿生科研和仿生成果的转化，将使我国的高新技术产业的质与量都产生飞跃。杜家纬介绍，21世纪的仿生学，正朝着微观、系统、智能、精细、洁净方向发展，更多地表现为将生物系统构造和生命活动过程融合到技术创新的设计思想中去。当前仿生结构和力学的研究在国际上受到高度关注，研制微型飞行器，机器昆虫和机器鱼等正形成热潮。在新材料研究方面，世界各国也都将目标放在模仿生物界的结构，如海洋壳类构造、蜘蛛丝、植物表面超微结构、动物角趾皮肤等等。仿生学是多学科的交叉，需要多学科的专家，尤其是生命科学家和工程技术专家的共同关注与参与。专家呼吁：要将仿生学的发展放在国家重要战略地位加以考虑，把握21世纪国际仿生学的发展方向和前沿，加强原始创新研究，从仿生结构与力学，仿生材料与微纳系统，仿生功能器件及控制，分子仿生，神经和信息科学等五大“仿生科学与技术”系统性基础研究方向，建立复杂生物体系的研究与发现体系。在仿生材料，仿生工艺，仿生机械，仿生功能器件，微纳米仿生技术，仿生传感器，基因仿生工程，组织仿生工程，生物膜仿生工程和人工智能等10个前沿领域，加强仿生研究和产业孕育。

生命科学哲学（Philosophy Of Biological Science）是本世纪六七十年代兴起的一股科学哲学思潮，虽然它的兴起主要是以本世纪50年代以后生命科学的蓬勃发展为基础，但从事生命科学哲学研究的哲学家们并不局限于把他们的哲学看作是一门部门哲学，而是更进一步，把他们的哲学看作是科学哲学的新范式：一种与传统的根植于物理科学之上的科学哲学相对的新的科学哲学。因此，当代人们提到生命科学哲学就有两层含义。狭义地讲，生命科学哲学是关于生物学的哲学，主要研究生命的本质、生物学的理论结构、概念框架、一般方法等问题。换句话说，生命科学哲学就是关于生命的本体论、认识论和方法论的哲学学科。在此意义上，“生命科学哲学”即是“生物学哲学”，它是科学哲学的一个子学科。广义地讲，生命科学哲学是科学哲学的新思潮。传统的科学哲学究其根本，都是以物理科学（包括物理学和化学等学科）为根据的，所以新哲学家们把这种哲学称之为物理科学哲学（Philosophy Of Physical Science）。新哲学则主要是以生命科学为基础而又兼顾物理科学。所以为了突出新哲学与传统哲学的不同，一些哲学家把这种新哲学称之为生命科学哲学。 1 生命科学哲学兴起的背景自然科学是哲学的基础，任何一种哲学的产生都与当时的科学背景密切相关。近代科学是从1543年开始的，虽然这一年出版的两本伟大著作中的一本——维萨里的《人体的构造》是生物学的一个分支，可是其后的一百多年，生物学并没有突飞猛进的发展，而运动学和力学却首先得以快速发展。1687年，牛顿的《自然哲学的数学原理》出版，使经典力学这座宏伟大厦最终落成。此后，物理科学的其它学科也都先后发展起来并逐步成熟。与此相对，生物学在牛顿时代尚处于孕育时期，用恩格斯的话说就是“还处于搜集材料的阶段”，牛顿的物理革命在当时并没有引起生物学的革命性变革。生物学思想的重大革新是在19世纪和20世纪才开始产生的。因此，当科学哲学在17世纪和18世纪开始发展起来的时候，或者说，当培根、笛卡尔、莱布尼兹和康德论述科学和科学方法时，完全是以物理科学为基础的。在这种情况下，物理科学的思想和方法自然成了评判一切科学的标准，大多数哲学家理所当然地把物理科学看作是科学的标准范式，认为一旦理解了物理科学，就能理解其它任何科学。尽管早在19世纪中叶，达尔文就曾说过生物学的成就将会使哲学出现新繁盛，可是19世纪的科学哲学仍然完全根植于物理科学之中，不论是第一代实证主义（孔德）还是第二代实证主义（马赫），他们关于科学的本质，科学的理论结构和概念框架、科学方法等等的论述，完全是以经典物理学为依据的。进入20世纪，实证主义发展到了它的第三代——逻辑实证主义。正如提出这种理论的核心人物所说，逻辑实证主义主要依据的自然科学理论是数理逻辑和20世纪初诞生的相对论和量子力学。面对这种情况，著名的生物学家和哲学家恩斯特·迈尔（ErnstMayr）不无遗憾地说：“自从伽利略、笛卡尔、牛顿以来直到20世纪中叶，科学哲学一直由逻辑学、数学和物理学所左右达数百年之久”( 〔2〕．piv)。然而，本世纪中叶以后，由于传统科学哲学的自身危机以及分子生物学革命和综合进化论的革新，使哲学家们开始转向对生物学的哲学概括，以便从生物学中找出科学的新范式，于是，有关生物学的哲学思考成为西方科学哲学讨论的一个最热点的领域之一。在这种讨论中，生物学哲学作为一门学科逐步成熟。我们先从传统科学哲学的危机谈起，传统科学哲学有三个主要的教条：一是分析命题和综合命题的区分，认为自然科学的命题是综合命题；第二是还原论，“即认为每一个有意义的陈述都等值于某种以指称直接经验的名词为基础的逻辑构造”；第三是演绎的解释理论，认为科学解释就是推理，一个需要解释的对象，只要它能从一些规律性陈述和一些前提条件中推导出来，它就得到了解释。其中第二点是逻辑实证主义的中心命题，这个命题换个说法就是认为，在科学中，观察（或经验）和理论是可以完全分开的，科学的本质就以经验为基础建立科学理论，科学理论的正确与否就是看它能否得到证实。奎因在《经验论的两个教条》中已对这种经验与理论的二分法以及第二个教条进行了批评。不过，决定性的批判则来自波普尔。波普尔认为，从逻辑的角度看，完全证实是不可能的，然而反过来，证伪却是可能的。由此，波普尔提出了证伪主义的科学纲领：科学的标志不在于它的可证实性，而在于它的可证伪性。由于波普尔的工作，科学哲学开始发生一个重大的转变：从研究科学理论的静态结构转向研究科学理论的历时结构。于是库恩的范式论、拉卡托斯的研究纲领方法论、费耶阿本德的无政府主义方法论等科学哲学理论相继出现，使传统的科学哲学出现严重的危机。我们再从生物学本身的发展看。自从1953年沃森（JDWatson）和克里克（FHCCrick）认定DNA的双螺旋结构以来，生物学便跨进了飞速发展的新时代。短短十多年的时间，遗传密码就得以破译，基因的作用机理也弄清楚，遗传工程亦开始实施。同时，由于新知识的渗透和综合，生物学的一些古老的学科，如进化论、胚胎学、分类学等也面貌一新。一时间，世界范围内出现了一股研究生物学的热潮，生物学成为继相对论和量子力学革命以来发展最快，成就最多的学科。生物学的这些革命性发展自然引起越来越多的哲学家对它的关注。他们或者利用生物学的成就重新评价以往科学哲学的适当性，或者从生物学中总结出独特的认识论、方法论和本体论问题。传统科学哲学的危机以及生物学的持续发展因此使生命科学哲学成为当代科学哲学研究中的最激动人心的领域。各种论文和论著大量涌现。1985年，在一些哲学家和生物学家的努力下，一本专门讨论生命科学哲学的杂志——《生物学与哲学》也在西方创刊。作为一股新的科学哲学思潮的生命科学哲学就是在70年代兴起的，在80年代和90年代，这门学科逐步成熟并不断发展。 2 自主论和分支论：当代生命科学哲学的两大派别近来西方出版的几乎所有生物学哲学的著作都以生物学在科学体系中占有什么位置，或者说生物学与物理科学相比有什么不同这个问题作为开篇。按照罗森伯格的说法，生物学和物理科学的关系问题是“生物学哲学的中心问题”。在此，我们可以换个说法，把这一问题看作是生物学哲学的基本问题，因为，第一，这一问题是任何一个生物学哲学家必须首先提出并要作出回答的问题。“生物学与其它自然科学是否不同和怎样不同是生物学哲学… …所面对的最突出、最明显、经常被提出、争议最多的问题”(〔3〕 P13)。第二，对这一问题的不同回答方式及结果，决定着生物学哲学讨论的几乎所有其它问题的回答方式及结果。生物学家和哲学家提出的有关生物学的逻辑的、认识论、本体论和方法论的较具体问题几乎都是围绕这一问题展开的，比如还原论与突现论的争论，关于社会生物学科学性争论，心身关系的争论等等都是如此。第三，对于生物学家和生物学哲学家来说，对这一问题的不同回答反映了他们对生物学应当前进的方向的不同看法。生物学的研究应当采取什么样的方法？未来生物学的重点在什么地方？对生物学和物理学关系问题的不同回答，直接关系到对这些问题的看法。关于生物学的地位或者说生物学与物理科学关系的争论一直在两对立的派别之间进行，这两个派别，一个可称之为分支论，一个可称之为自主论。分支论认为，生物学在原理和方法上与物理科学并没有什么不同，而且未来的研究到了一定的时候会将整个生物学还原为物理科学。与之相对，自主论则认为生物学理所当然地是一门自主的科学，因为它研究的对象、它的概念结构和方法论与物理科学根本不同。联系到前面提到的生命科学哲学兴起的背景，我们就可以看出，分支论和自主论实际上是对传统科学哲学危机和生物学迅速发展的两种不同的反映。从科学哲学的转折来看，本世纪五十年代后，由于波普尔的批判，科学哲学从逻辑实证主义走向与之相对的历史主义。然而，并不是所有的哲学家都在这种转折中追随波普尔、库恩等人放弃了实证主义，相反，有许多哲学家仍然坚持实证主义的基本原则，只是在细节上对实证主义作了不同程度的修改。这些哲学家有人把他们称作后实证主义者（Postpositivist）。后实证主义的基本观点是：（1 ）科学是通过建立越来越普遍的经实验验证并具有解释能力的经验概括发展的，这些经验概括进一步被组织到更普遍的理论中去以更加扩展和加深这些概括的解释的统一性和预言的精确性；（2 ）科学解释就是要把被解释的对象归并到普遍的规律或定律之下，因此，任何科学都需要规律或定律或至少是可改进的概括；（3 ）科学需要规律或定律还因为实践的预言和控制也是依据规律或定律做出的。没有规律或定律，不仅解释是不可能的，预言和控制就更不可能。（4）不同的学科有不同的发现、规律和理论，但所有这些发现、规律和理论将最终组成一个连贯的理论阶梯，在这个理论阶梯中，可从最基本的物理学的理论和规律出发推演出所有其它学科的理论和规律，即所有的学科最终可统一于物理学。当然后实证主义的观点并不仅是我们所列的这些，但对我们的问题这已足够。很显然，后实证主义的这些观点只不过是对实证主义的进一步修正而已，它们的基础仍然是物理科学。在生物学的惊人发展面前，这样的关于科学本性的结论适合生物学吗？很显然，从生物学目前的状况看，它还不能立刻地，明显地满足后实证主义的描述。生物学目前还不象物理科学那样有许多简单、精确、相互联结并具有解释和预言能力的定律或规律；它的许多发现和描述语言与物理学和化学的发现和语言很少联系；它研究的模型系统的普遍性也是有限的。所有这些特征使它成为验证后实证主义科学哲学的很好的场所。这些不同是表面的、暂时的，还是本质的、永恒的呢？于是，在哲学家中间，生物学与物理学是否不同和怎样不同的问题，就变为生物学是否和怎样与后实证主义的哲学图景相符合的问题。回答相符合的哲学家，就竭力从生物学中寻找材料证明后实证主义哲学图景的普遍性，并竭力证明生物学与物理学的上述差别是暂时性的。回答不相符合的哲学家则相反，他们从生物学寻找材料反对后实证主义的哲学思想，并竭力表明，生物学与物理学差别是永远不会消失的。以上是分支论和自主论争论的哲学根源——后实证主义和反实证主义（antipositivism）。分支论和自主论的争论还有其科学自身发展的依据。本世纪中叶以后，生物学中最激动人心的事件就是分子生物学的革命。由于这一革命，生物学的许多现象都可根据DNA 分子的结构得到解释。分子生物学的成功使许多生物学家以及哲学家坚信，生物学的所有现象最终都可以根据它们组成部分的物理化学规律完全得到说明，物理学和化学的方法完全适合生物学研究。DNA 双螺旋结构发现者之一克里克就断言：“生物学当代运动的最终目标事实上就是根据物理学和有机化学解释生物学。对于这一点有很多理由。因为化学和物理学的相关部分……量子力学与我们关于化学的经验知识一起，表明能为我们提供建立生物学的确定性基础，这与牛顿力学……为比如机械工程提供基础是同样的方式。”(〔4〕P10)物理学和化学之所以能为生物学提供一个“确定性基础，”在这些人看来，是因为生物体最终是由物理材料——运动中的分子和原子组成的。这些分子和原子在生物体中被聚集在不同的组织水平上，一些水平甚至能避开其它水平自主地活动，但是最终都是物理学和化学的产物。因而克里克说：“最终人们希望生物学的整体可根据比它低的水平进而正好从原子水平得到解释”。(〔4〕P12)既然生物有机体可以从其组成部分的物理特性和化学特性得到解释，所以这些生物学家和哲学家继续断言，整个生物学最终将变为物理学和化学的一个分支。这些生物学家和哲学家就是我们所说的分支论者，概括起来，他们认为：“生物学最好能成为物理科学的一个分支，一个能够通过运用物理科学方法，现在特别是物理学和有机化学的方法发展的独立分支”。(〔3〕P16)他们把分子生物学作为用物理学和化学研究生物学的最成功的范例，因此，对他们来说，生物学的其余部分都应象分子生物学一样，主动地与物理化学靠近。目前，生物学和物理科学之间仍然存在着很大差别，有许多生命现象还不能用物理学和化学解释，但他们认为，随着生物学和物理学的发展，最终都可以用物理学和化学来解释。然而，除了分子生物学之外，群体遗传学、综合进化论、生态学、行为学、分类学等生物学学科在本世纪也得到了革命性发展，“都显示空前繁荣，茁壮成长”。这些学科都有其本身的词汇，方法论和概念结构，与其它学科特别是物理科学很少联系或只有最少的接触。因此，面对分支论的挑战，从事这些学科研究的生物学家以及从这些学科搜集材料的哲学家就认为，尽管物理学和化学方法在生物学研究中曾取得过振奋人心的成绩，但是物理学和化学的方法并不能完全适合生物学的主题内容。他们认为“生物学真正重要的目标以及获得这些目标的适当方法，与其它科学的目标和方法是如此不同，以致于生物学的理论和实践必须与物理学和理论实践保持持续的隔离。”(〔3〕p16) 这些生物学家和哲学家就是自主论者。根据他们的观点，生物学追寻的是回答物理学不能回答的问题，因而生物学必须运用物理学提供不了的方法和手段，当然，生物学也可自由地借用物理学的理论和方法，但它不能仅仅简单地靠借用发展，它必须形成自己的方法。生物学运用物理学方法在某些方面能够取得成绩，但生物学若运用自己独立的方法则会取得更大更明显的成就。分支论与后实证主义的观点是一致的，但在自主论者看来，后实证主义从物理学中得出的科学图景对生物学来说是完全错误的。生物学当然是一门自主的学科，后实证主义那种建立在物理科学基础之上的科学统一观念会使生物学走向迷途，并阻碍生物学的快速发展。除了分子生物学以及宏观生物学自身研究特点、研究方法使一些人支持分支论、一些人支持自主论外，未来生物学研究的重点在哪一个方面，也是人们支持分支论或自主论的重要原因，或者说是动机。著名生物学家和哲学家恩斯特·迈尔曾说：“许多物理学家坚信全部生物学的见解都能归结为物理学的定律，这种情况使许多生物学家为了自卫而主张生物学的自主性，很自然，不只是物理学家，而且信奉本质论的哲学家也极力反对这种生物学的解放运动，但是这种解放运动在最近几十年不断增强了力量。物理科学的原则，理论和定律是不是能说明生物科学中的每件事呢？生物学至少部分的是不是自主的科学呢？对于这些问题的冷静讨论，由于物理科学和生物科学明显的对抗情绪，甚至是互相敌对的情绪，就成为非常困难的事情。许多人曾经想把各门科学分类排列，把数学（或者特别把几何学）规定为科学的皇后。在为争取各项荣誉如诺贝尔奖金、政府及大学的预算、职位以及在非科学家中的普遍声望的竞争中，这种对立变得非常表面化了”。(〔1〕pp37—38) 从迈尔的话里我们可以看出，生物学家支持或反对生物学自主性的一个重要原因是为自己从事的职业的重要性作辩护。 3 争论问题的展开围绕“生物学和物理学是否不同和怎样不同这个基本问题，自主论和分支论展开了一系列的争论。从争论问题的普遍性程度看，主要有以下几个不同层次的问题：首先，最普遍的一个问题是生物学和物理学研究的目标或战略是否相同的问题。自主论认为，在生物学和物理学的基本研究战略中存在如下一个明显的差别：物理科学的解释框架是机械论的，而生物学的解释框架则是有目的的、目的论的或功能的。这里所说的机械论广义地说是指这样一种观点：一个系统的行为是通过它的组成部分的牛顿性质——位置和动量（或它们的其它替代量）决定的，一个机械（力学）系统的行为是该系统组成部分的位置和动量数值的数学函数。物理科学对其需要解释的现象都是通过扩展这些力学概念及建立这种数学函数解释的。生物学的解释框架则与此不同，主要是目的论的。这里所说的目的论是指通过寻求系统的目标、功能、需要来解释系统的行为。生物学在解释生物现象时不是通过寻求构成生命系统的力学行为来完成，而是通过发现整个系统以及它的组成部分服务的目标、功能或需要来解释。这就是说，生物学解释主要依靠的是对生物系统服务目标的正确辩别，而在物理科学中，没有目标、目的、功能、需要等概念的位置和空间。因此，生物学和物理科学研究的总体目标就不相同：一个通过把现象分解成它的组成部分的力学行为来解释，另一个则通过在一个给定的现象中辩别出一个功能网络来解释。在这种情况下，两个领域的基本研究战略就必然不同。分支论者也承认物理科学与生物科学在解释方式上存在这种差别，但与自主论者相反，他们认为这种差别是表面的，是可以排除的。争论的第二层次的问题是关于生物学和物理科学中理论的本性、数目和关系问题。物理科学的研究对象可区分出不同的层次，对不同层次对象的研究可形成不同的理论，发展出不同的学科分支。这些不同的学科分支和理论可能是独立研究、独立建立的，然而，在物理科学中已达到这样一种水平，不同层次的理论可以逻辑地、数学地整合在一起。力学、光学、热学、电磁学、量子力学、相对论以及化学键理论、化学动力学理论、平衡常数理论等，都如此紧紧地连结在一起，以致于我们可以把这些理论从更基本的到派生的加以分类，然后用基本的解释派生的，并且可以根据一个领域的理论新进展预测另一个领域理论发展的情况。相比之下，生物科学中的各种理论间的联系就没有这么紧密。进化论、遗传学、生态学、古生物学、胚胎学、发育学、生理学等等学科都有其自身的理论，但这些理论之间的联系，并不象物理科学那样可以形成演绎关系，可以数学地整合在一起。举例来说，进化论对生物学的地位，就象牛顿力学对物理学的地位一样重要，然而，它们的理论结构却大不一样。牛顿力学本身的定律可用数学公式表示，其定律之间可形成严密的推理关系，其理论体系可用公理化方法建立，而进化论的理论内容只能定性描述而不能数学化，尽管有人试图对进化论也作公理化处理。通过牛顿力学可以推演出物理科学其它领域的一系列理论，而通过自然选择理论却推不出比如分类学、古生物学、形态学、胚胎学、生态学、遗传学中的有关理论，尽管有人说自然选择理论统一了这些学科。面对生物科学与物理科学理论本性、数目和关系的这些差别，自主论认为，这反映了生物科学自身的独特特点，说明生物学是一门自主的科学，而分支论则认为这种差别是暂性的，这表明生物学在目前还不是一门特别完善的科学，随着生物学的发展，这种差别将最终消失。争论的第三层次的问题是关于生物学中是否存在规律以及规律的形式问题。一般说来，物理科学的理论是由一系列规律或定律经整合或演绎构成的。因此，传统科学哲学都把规律或定律看作是科学理论的象征，认为任何一门科学都应有自己独特的规律或定律。生命科学理论范式的形成，使一些人对此发生了怀疑。生物科学的理论是由规律或定律构成的吗？在当前的争论中，一些自主论者提出了否定意见，认为在生命科学中并不存在规律，他们认为规律或定律的观念是传统科学哲学的偏见，新哲学应摒弃这种偏见。生物学若没有规律，生物学如何存在和发展呢？这些人认为在生物科学的理论结构中概念起着中心地位，生物学的发展表现在概念含义的扩展和新概念的提出。不过，也有一些自主论者象分支论者一样承认生物学中存在规律，但他们同时又认为，这种规律是独特的，与物理科学的规律相比，不仅在内容上而且在形式上都是不同的。这些自主论者认为，物理科学的规律反映的是推挽式的（push—pull）因果机制一个在先的原因产生一个或多个结果，而生物学的规律描述的却是生物目标、目的或功能与为了得到它们的生物系统之间的关系。目标和它解释的行为之间的关系不是物理意义上的因果关系，因为在物理科学中，在后的目标不能解释产生它的事件，但在生物学中，先在事件是由目标解释的。因此，物理科学中的规律是因果性的，而生物科学中的规律则是功能性的或目的论的。反对这一点的分支论者长期以来一直试图分析自主论者所说的规律的意义，以便它们也能在非目的论的概括下被表达。分支论者认为，生命现象不过是物理现象的一个复杂的种类，所以对生物学现象的描述与对物理现象的描述就没有什么种类上或本质上的区别。对他们来说，目的论描述或者是物理规律的方便省略，或者是通向另外的用物理规律对生命现象作更精确的描述的中转站。争论的第四个层次的问题是关于一些只在生物学中出现而不在物理科学中出现的概念和语词的含义的争论。比如关于生物学和物理学研究战略差别的重大争论目的论和因果关系的争论必然要涉及到一些概念，象“适合”、“适应”、“竞争”、“掠夺”、“拟态”等。在分子生物学中，人们毫无顾忌地使用象“识别”、“密码”、“错误”等概念。这些概念都是目的论的概念，在物理学中是不存在的。它们能被转译成没有目的论的概念吗？它们在生物学中的存在是否说明生物学有严重错误的内容？这些都是值得深入思考的问题。总之，围绕生物学哲学的基本问题，哲学家们在从整体研究纲领、目标直到个体概念四个不同层面的具体问题展开自己的讨论，这些问题即互相区别又互相联系，使生物学哲学从总体上既表现出内容上的多样性，又表现出统一性。

生物学结构转换思想与目的性概念摘要：本文主要探讨以基因学说和DNA 双螺旋模型为核心的现代生物学的方法论基础，指出机械还原纲领虽然对现代生物学的发展有其巨大贡献，但对于探索生命现象的复杂性还存在根本上的限制；有机论虽然肯定了组织结构的核心地位与可考察性，却又说不出生命整体是如何“突现”出来的。通过对皮亚杰结构主义观点的阐明，本文认为现代生物学的发展受制于一种关于结构变换的目的性概念框架，并着重分析了这种概念构架的基本内容、它与因果性概念的关系及其科学认识功能。　　　关键词：整体性　结构变换　目的性在现代生物学的发展中，基因学说与DNA双螺旋模型的建立，使人类对生命奥秘的探索进入到一个新的阶段，并使生物学知识体系发生了深刻的变化。这种知识的增长绝不是偶然的，它显然受制于一种新的科学方法论与概念框架的形成，关系到结构转换概念的使用与目的性概念的重建。本文所要探讨的正是这一问题。　　　　一基因学说与DNA双螺旋结构理论，作为现代生物学的理论基础，使人类对生命现象的认识深入到分子层次，与此同时也引出了一系列崭新的问题。这一情势正象有人比喻的那样，当我们打开门进入一个长廊之后，又会发现里面仍有很多未打开的门。那么，人类这种新探索究竟说明了什么呢？显然，现代生物学这一巨大进步宣告了活力论的破产，因为它证明在生命机体中根本不存在活力论者所说的那种非物理化学特质的、非广延性的精神性实体——活力；它表明生命机体中的主导因子原来就是基因或DNA分子——它是在电子衍射实验中可以观察到的东西，是通过遗传工程可以加以改变的对象。同时，它也证明活力论者所说的那种不能用物理化学术语加以考察的生命特质，并不构成一种科学解释。活力论主张活力不能用空间、时间、质量，原子、电荷等物理化学语言来表达，即认为生命特质不能表达为任何物理化学术语，这实际上是拒斥对生命本质的考察，表明活力并不是可用于科学解释与预测的实证科学概念。由于基因学说与分子生物学的发展，过去曾作为生命奥秘的大量生物学问题，如遗传与变异、生长发育、新陈代谢、体内调节等，在一定意义上都可用DNA、RNA、蛋白质、糖、脂肪等生物大分子及其生化反应来说明。这些术语作为实证的物理化学语言，对于生物学事实的解释与预测是卓有成效的。现代生物学成就无疑是机械还原纲领的一次巨大成功，但它是否证明了机械还原纲领对于生物学问题没有任何限制呢？显然没有。因为机械还原论旨在把有机体及其生命问题归结为粒子或场的相互作用及其在时空中运动变化的规律，并把这种规律看成是自然界的最基本的法则和对自然现象的最完备描述，认为对生命的科学阐明最终总可以归结为物理化学描述，而生物学知识的存在只是一种权益之计和人类暂时无知的表现。当这种方法论的有效性被加以扩大而推向极端时，它的固有局限性就会清楚地暴露出来。并且，这种局限性是一种根本上的限制，有着深刻的根源。第一、这种根本上的限制来自于生命结构的整体性与历时性。现代生物学认为，生命机体是一个能自身调节的有若干转换机制的整体性结构。一方面，有机体的任何一个层次及其组成要素，虽然对于维持有机体的整体性和生命机能都有自己特殊的贡献，但它们都不能代替生命机体的整体性，都不能孤立地表现出生命现象。生命作为一个整体，只有通过机体各层次及其组成要素所形成的整体结构及其转换才能显现出来，并且只有在它与外界环境的反馈循环中才能得以实现。另一方面，生命机体组织结构与整体功能的高度复杂性与完善性是自然历史的产物，是整个自然界长期演化的结果。生物大分子也是如此，如E ·迈尔所说：“生物在分子水平也是独特的是因为它们具有贮存从历史上获得的信息的机制，而非生物就不是这样……一切生物都具有从历史演变进化而产生的遗传程序”。（[1]，第17页）并且在生物演化的30多亿年中，整个宇宙环境与地球表面都发生了不可逆转的变化，有机生命的独特性就是在长期不可逆的自然演化中一系列结构变换的结果。正是这种结构整体性与历时性使机械还原方法受到了根本上的限制。现代科学是从两个方向达到这一认识的。一方面，玻尔通过对微观粒子运动的透彻理解，从作用量子的整体性达到对有机生命整体性的确认，指出：“生命本身的存在，不论就它的定义还是就它的观测来说，都应该看成生物学的一个不能进一步加以分析的基本假设，就如同作用量子的存在和物质的终极原子性一起形成原子物理学的基本根据一样。”（[2]，第24页）在玻尔看来，由于量子效应，正象原子的稳定性在本质上不能用经典物理学来加以描述一样，生命的整体特征也不能完全用普通的物理化学定律来加以解释。另一方面，作为有机论者，一般系统论的创始人贝塔朗菲从“突现论”的观点论证了系统的整体性，认为“构成特征不能由孤立的各部分的特征来说明。因此复合体的特征与元素特征相比是‘新的’或‘突然发生的’……作为具有相互关系的部分的总体的系统必须设想为瞬时间形成的”[3]正因为这样，生命机体结构具有不能还原为其组成要素与层次的整体特性。结构主义者皮亚杰在承认“一个整体并不是一个诸先决成分的简单总和”的前提下，既不同意“把整体看作先于成分”，也不同意把整体“看作是在这些成分发生接触的同时所得到的产物”，而认为“从结构这个术语的现代含义来讲，‘结构’就是要成为一个若干‘转换’的体系，而不是某个静态的‘形式’。”（[4]，第4—5 页）这里显然拒斥了活力论与“突现论”的主张，而把整体性看成是结构转换的结果。他指出：“如果象我们已经认为的那样，一个结构真的是一个能自身调节的有若干转换作用的整体性体系的话，那末有机体就是各种结构的原型了。”（[4]，第31 页）上述说法充分肯定了生命结构的整体性与历时性这一基本事实，指出对它的抽象因果分析并不是终究至极的，机械还原论本身是存在根本限制的。第二、这种根本上的限制还来源于物理化学实验安排的非完备性。对于生命结构的物理化学考察，玻尔指出：“生物学研究的条件和物理学研究的条件是不能直接相比的，因为保持研究对象的活命的必要对前一种研究加了一种限制，这种限制在物理学中找不到它的对应。例如，如果我们企图研究一个动物的各种器官，直到能说出单个原子在生命机能中起什么作用的地步，那么我们就无疑地要杀死这个动物。在有关生命机体的每一实验中，必然要在各机体所处的物理条件方面留下某种不确定性；而这种想法也就提示说，我们必须留给机体的最小自由，将刚好大到足以使该机体对我们‘保守其最后秘密’的地步。”（[2]，第11页）显然，如果想用一种实验装置来分析构成生命机体的所有原子的行为，就象原子物理学实验对单个原子行为所作的观测那样，那么这种实验装置便排除了维持机体生命活动的可能性。任何实验装置，只要它把生命机体控制到能用物理化学方式来准确描述的程度，就一定会阻止其生命活动的自由体现。在玻尔看来，正象在原子物理学的实验安排中，对于坐标与动量这样一些不可对易量的观察不能同时被满足一样，在有关生命现象的实验安排中，尽可能完备的物理学观察与生命的自由体现也不能同时被满足。即原子物理学实验与满足生命活动的生物学观察条件是不能相容的，不能同时实现的。在探讨生命结构时，任何物理化学观察都不可能是完备的、无条件的，都必须留给对象某种“最小自由”，以维护机体结构与行为概念存在的权利。第三、这种根本上的限制来源于机械决定论时间概念和因果结构自身的局限性。严格的机械决定论研究纲领对于近代乃至现代实证科学的发展起到了巨大的推动作用。但正如普利高津指出的，这种方法论在引入时间的方式上却存在着很大的局限性，因为其严格决定论的因果规律对于时间反演具有不变性，时间变量只不过是作为一个可逆的几何参数而出现，因而物理坐标随时间向前与向后移动都是允许的，将来与过去起着同样的作用，它们相互等价、不加区分。这样，自然界就被描绘成了一个简单的静态的存在着的力学体系，一个没有组织结构与发展演化的世界，一个没有创造与有序的寂静的宇宙。这就构成了“存在的物理学”与严格决定论方法所固有的一个佯谬，因为“它为人们揭露了一个僵死的、被动的自然，其行为就象是一个自动机，一旦给它编好程序，它就按照程序中描述的规则不停地运行下去。”[5] 这显然与生物学所描绘的复杂的、演化的、丰富多采与生机盎然的自然相背离。这种佯谬不仅是时间问题，它显然来自于严格决定论概念框架或因果结构本身的局限性。为了不违背生物学的基本事实并摆脱这一困境，平衡态热力学在物理学中第一次引入了时间箭头，把熵增加的方向等同于系统自发演化的方向。但它所表征的时间对应于由不可逆过程所导致的无序增大的趋向，从而排除了系统自发产生有序的可能性，而仍与有机系统的组织化有序化过程相矛盾。正因为这样，普利高津才提出“耗散结构”与自组织概念，以与生物学结构变换概念相接轨。第四、这种根本上的限制来自于有机组织中微观过程之本质上的偶然性与多自由度非线性耦合的随机效应。对于生命机体，当观察深入到微观层次时，常会涉及到量子力学几率概念所描述的随机性问题。如在生命机体中便存在着基因的自发突变与诱发突变。由于这种过程接近于量子过程的水平，而量子效应所涉及到的是微观对象之本质上的随机性，这就使我们在原子尺度上对生命系统进行严格决定论的因果描述受到了一种根本上的限制。另外，对于生命结构这样极端复杂的系统，当用物理学方法考察其运动状态时，也会遇到多自由度非线性耦合的随机效应问题。这种非平衡非线性系统在一定阈值条件下会出现混沌现象，它涉及到的是一种无法确定的系统内在的随机性，这完全是由于系统内部非线性因素的作用而不仅是外界的扰动所引起的。这样，我们在宏观状态上对有机系统进行严格决定论的物理描述，也受到一种根本上的限制。另外，逻辑实证主义的尝试也表明，生物学定律在逻辑上是不能从物理化学定律推导出来的，即使在物理学中这种机械还原也只是部分有效。所有这些表明，机械还原论与严格决定论对于探讨生命问题确实是不充分的，它过于狭隘了。因此必须要有一种新的更广阔的概念构架，它既能否定、超越这种方法论的局限性，又能对其合理性加以整合、同化和补充。　　　　二那么，现代生物学究竟受制于一种什么样的科学方法论呢？对此，有机论者曾提出“突现论”的主张，强调了生物机体等级森严的组织秩序和各组成部分相互依赖的整体性，认为生命是机体整体结构所具有的功能，是机体各层次与诸要素在整体作用中的瞬时“突现”。有机论者注重了组织结构的核心地位与可考察性，它既否认关于生命本质不可进行物理化学考察的活力论观点，又否认关于生命问题之物理化学描述具有终极性与完备性的机械论观点。虽然这些思想都是合理的，但把它作为现代生物学的方法论基础似乎还不够，因为有机论只是断言整体性的存在，却又说不出整体性是如何“突现”出来的。

力学是研究有关物质宏观运动规律，及其应用的科学。工程给力学提出问题，力学的研究成果改进工程设计思想。从工程上的应用来说，工程力学包括：质点及工程力学刚体力学，固体力学，流体力学，流变学，土力学，岩体力学等。人类对力学的一些基本原理的认识，一直可以追溯到史前时代。在中国古代及古希腊的著作中，已有关于力学的叙述。但在中世纪以前的建筑物是靠经验建造的。 1638年3月伽利略出版的著作《关于两门新科学的谈话和数学证明》被认为是世界上第一本材料力学著作，但他对于梁内应力分布的研究还是很不成熟的。纳维于1819年提出了关于梁的强度及挠度的完整解法。1821年5月14日，纳维在巴黎科学院宣读的论文《在一物体的表面及其内部各点均应成立的平衡及运动的一般方程式》，这被认为是弹性理论的创始。其后，1870年圣维南又发表了关于塑性理论的论文水力学也是一门古老的学科。早在中国春秋战国时期(公元前5～前4世纪)，墨翟就在《墨经》中叙述过物体所受浮力与其排开的液体体积之间的关系。欧拉提出了理想流体的运动方程式。物体流变学是研究较广义的力学运动的一个新学科。1929年，美国的宾厄姆倡议设立流变学学会，这门学科才受到了普遍的重视。研究方法分实验研究和理论分析与计算两个方面。但两者往往是综合运用，互相促进。实验研究工程力学包括实验力学，结构检验，结构试验分析。模型试验分部分模型和整体模型试验。结构的现场测试包括结构构件的试验及整体结构的试验。实验研究是验证和发展理论分析和计算方法的主要手段。结构的现场测试还有其他的目的： ①验证结构的机能与安全性是否符合结构的计划、设计与施工的要求； ②对结构在使用阶段中的健全性的鉴定，并得到维修及加固的资料。理论分析与计算结构理论分析的步骤是首先确定计算模型，然后选择计算方法。土力学在二十世纪初期即逐淅形成，并在40年代以后获得了迅速发展。在其形成以及发展的初期，泰尔扎吉起了重要作用。岩体力学是一门年轻的学科，二十世纪50年代开始组织专题学术讨沦，其后并已由对具有不连续面的硬岩性质的研究扩展到对软岩性质的研究。岩体力学是以工程力学与工程地质学两门学科的融合而发展的。从十九世纪到二十世纪前半期，连续体力学的特点是研究各个物体的性质，如梁的刚度与强度，柱的稳定性，变形与力的关系，弹性模量，粘性模量等。这一时期的连续体力学是从宏观的角度，通过实验分析与理论分析，研究物体的各种性质。它是由质点力学的定律推广到连续体力学的定律，因而自然也出现一些矛盾。于是基于二十世纪前半期物理学的进展，并以现代数学为基础，出现了一门新的学科——理性力学。1945年，赖纳提出了关于粘性流体分析的论文，1948年，里夫林提出了关于弹性固体分析的论文，逐步奠定了所谓理性连续体力学的新体系。随着结构工程技术的进步，工程学家也同力学家和数学家一样对工程力学的进步做出了贡献。如在桁架发展的初期并没有分析方法，到1847年，美国的桥梁工程师惠普尔才发表了正确的桁架分析方法。电子计算机的应用，现代化实验设备的使用，新型材料的研究，新的施工技术和现代数学的应用等，促使工程力学日新月异地发展。质点、质点系及刚体力学是理论力学的研究对象。所谓刚体是指一种理想化的固体，其大小及形状是固定的，不因外来作用而改变，即质点系各点之间的距离是绝对不变的。理论力学的理论基础是牛顿定律，它是研究工程技术科学的力学基础。固体力学包括材料力学、结构力学、弹性力学、塑性力学、复合材料力学以及断裂力学等。尤其是前三门力学在土木建筑工程上的应用广泛，习惯上把这三门学科统称为建筑力学，以表示这是一门用力学的一般原理研究各种作用对各种形式的土木建筑物的影响的学科。在二十世纪50年代后期，随着电子计算机和有限元法的出现，逐渐形成了一门交叉学科即计算力学。计算力学又分为基础计算力学及工程计算力学两个分支，后者应用于建筑力学时，它的四大支柱是建筑力学、离散化技术、数值分析和计算机软件。其任务是利用离散化技术和工程力学数值分析方法，研究结构分析的计算机程序化方法，结构优化方法和结构分析图像显示等。如按使结构产生反应的作用性质分类，工程力学的许多分支都可以再分为静力学与动力学。例如结构静力学与结构动力学，后者主要包括：结构振动理论、波动力学、结构动力稳定性理论。由于施加在结构上的外力几乎都是随机的，而材料强度在本质上也具有非确定性。随着科学技术的进步，20世纪50年代以来，概率统计理论在工程力学上的应用愈益广泛和深入，并且逐渐形成了新的分支和方法，如可靠性力学、概率有限元法等。编辑本段《工程力学》《工程力学》是由中国科协主管、中国力学学会主办、清华大学土木系承办的以工程应用为特点的全国性学术刊物。主要报导力学在工程及结构中的应用，刊登力学在科研、设计、施工、教学和生产方面具有学术水平、创造性和实用价值的论文，包括力学在土木建筑、水工港工、公路铁路、桥梁隧道、航海造船、航空航天、矿山冶金、机械化工、国防军工、防灾减灾、能源环保等工程中的应用且具有一定学术水平的研究成果。所以，它是力学刊物中专业覆盖面最宽、行业涉及面最广的期刊之一。《工程力学》主管单位：中国科学技术协会主办单位：中国力学学会承办单位：清华大学土木系出版单位：《工程力学》杂志社[1] 国际统一刊号：ISSN1000-4750 国内统一刊号：CN11-2595/O3 国际刊名代码：(CODEN)GOLIEB 性质及等级：EI全刊收录的一级学会主办的O3力学类核心期刊。百种中国杰出学术期刊。在各类科技期刊排名中，载文量、被引频次及影响因子均位居前列。其中1999年在力学类期刊中影响因子位居第一位，2002年名列第二年期数：月刊。每年另有两期正规增刊(审批、Ei收录) 印张及版面：16个印张256页，大16K双栏邮发代号：82-862编辑本段《工程力学》资料工程力学作者：宋本超，卞西文主编《工程力学》出版社：国防工业出版社[2] 出版时间： 2010-1-1 开本： 16开 I S B N ： 9787118063950 定价：￥00内容简介本书以教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》为指导，以“必需、够用”为原则进行编写。本书共20章，由静力学、材料力学以及运动学与动力学三部分组成。静力学部分包括静力学基本概念、简单力系、平面任意力系、空间力系等内容，主要研究受力分析和刚体的平衡问题，是材料力学的基础。材料力学部分包括轴向拉伸或压缩、扭转、剪切与挤压、弯曲变形、强度理论、组合变形和压杆稳定等内容。运动学与动力学部分包括点的运动、刚体的基本运动、点的运动合成、刚体的平面运动、质点和刚体的动力学基础、动能定理以及动静法等内容。为了便于学习，每章后面均附有思考题和习题，并在附录中给出了答案。本教材可作为高等职业院校机械类、机电类专业的教材。各院校也可以根据学时的安排和专业需要选讲部分内容。目录第一篇静力学引言第1章静力学基本概念和物体受力分析 1 静力学的基本概念 1 刚体的概念 2 力的概念 3 集中力与均布载荷 4 力系 5 平衡 2 静力学公理 1 力的平行四边形法则（公理一） 2 二力平衡公理（公理二） 3 加减平衡力系公理（公理三） 4 作用和反作用定律（公理四） 3 约束和约束反力 1 约束相关概念 2 常见的约束类型 4 物体的受力分析和受力图思考题习题第2章简单力系 1 汇交力系合成与平衡的几何法 1 汇交力系合成的几何法 2 平面汇交力系平衡的几何条件 2 平面汇交力系合成与平衡的解析法 1 力在坐标轴上的投影 2 合力投影定理 3 平面汇交力系合成的解析法 4 平面汇交力系平衡的解析条件 3 力对点之矩与合力矩定理 1 力对点之矩的概念 2 合力矩定理 4 平面力偶理论 1 力偶的概念 2 力偶的性质 3 平面力偶系的合成 4 平面力偶系的平衡条件思考题习题第3章平面任意力系 1 力的平移定理 2 平面任意力系向一点简化 1 平面任意力系向一点简化 2 平面一般力系简化结果 3 平面任意力系的平衡条件 1 平面一般力系的平衡条件和平衡方程 2 平面平行力系的平衡方程¨ 4 静定与超静定问题的概念及物体系统的平衡 1 静定与超静定问题 2 物体系统的平衡 5 考虑摩擦时的平衡问题思考题习题第4章空间力系 1 力在空间直角坐标轴上的投影 1 力在空间直角坐标轴上的投影 2 合力投影定理 2 力对轴的矩 1 力对轴之矩 2 合力矩定理 3 空间力系的平衡及其应用 1 空间力系的简化 2 空间力系的平衡方程 3 空间任意力系的平衡问题转化为平面问题的解法 4 重心与形心 1 物体的重心 2 平面图形的形心 3 用组合法确定平面组合图形的形心思考题习题第二篇材料力学引言第5章轴向拉伸和压缩第6章剪切与挤压第7章圆轴扭转第8章弯曲内力第9章弯曲应力第10章弯曲变形第11章应力状态分析和强度理论第12章组合变形第13章压杆稳定第三篇运动学与动力学引言第14章点的运动第15章刚体的基本运动第16章点的合成运动第17章刚体的平面运动第18章质点和刚体动力学基础第19章动能定理第20章动静法附录Ⅰ 常用图形的几何性质附录Ⅱ 型钢表附录Ⅲ 习题答案参考文献编辑本段《工程力学》资料书名: 工程力学《工程力学》作者：赵晴出版社：机械工业出版社出版时间： 2009-6-1 ISBN: 9787111266075 开本： 16开定价: 00元内容简介本教材适用于工科非机类各专业本科生，机械类各专业自学考试本科生，机类各专业专科生，参考学时40-90学时。学时安排可分为三种：少学时（40学时）讲授静力学基础、平面力系平衡方程、杆件四种基本变形强度设计和压杆稳定设计；中学时（65学时）讲授静力学、材料力学全部内容；多学时（90学时）讲授静力学、材料力学、运动力学全部内容。本教材内容编排以够用为度，兼顾理论体系完整；注重与工程实际问题的联系，重点突出，难点分散；全部插图具有三维效果。为了方便学生的学习，每章配有附录，对本章的知识点进行小结；选择典型问题进行讨论、讲解；总结解题方法；设置思考题供学生学习。为降低学生购书成本，此部分附于随书光盘中。图书目录序前言绪论第一篇静力学第一章静力学基础第一节力的概念及其性质第二节力矩的计算第三节力偶的计算第四节约束与约束力第五节物体的受力分析习题本章小结及扩展练习（见随书光盘）第二章平面力系的简化第一节平面汇交力系的简化第二节平面力偶系的简化第三节平面一般力系的简化习题本章小结及扩展练习（见随书光盘）第三章静力学平衡问题第一节平面力系的平衡条件和平衡方程第二节物体系统的平衡问题第三节考虑摩擦的平衡问题第四节空间一般力系的平衡问题习题本章小结及扩展练习（见随书光盘）第四章重心及平面图形的几何性质第一节物体的重心坐标公式第二节平面图形的几何性质习题本章小结及扩展练习（见随书光盘）第二篇材料学第五章材料力学的基本概念第一节变形固体的概念第二节杆件的内力和应力第三节杆件的基本变形和应变本章小结及扩展练习（见随书光盘）第六章杆件的内力和内力图第一节直杆轴向拉伸（压缩）时的轴力与轴力图第二节轴扭转时的内力及内力图第三节梁弯曲时的内力及内力图习题本章小结及扩展练习（见随书光盘）第七章拉（压）杆件的应力、变形分析与强度设计第一节拉伸与压缩杆件的应力与强度设计第二节拉伸与压缩杆件的变形第三节拉（压）杆超静定问题第四节材料受拉伸与压缩时的力学性能习题本章小结及扩展练习（见随书光盘）第八章剪切挤压实用计算第一节剪切与挤压第二节剪切与挤压的强度计算习题本章小结及扩展练习（见随书光盘）第九章圆轴的扭转应力、变形分析与强度、刚度设计第一节圆轴扭转时的切应力分析第二节圆轴扭转强度设计第三节圆轴扭转变形与相对扭转角第四节扭转时圆轴的剐度设计习题本章小结及扩展练习（见随书光盘）第十章梁的强度第一节弯曲梁横截面上的正应力 …… 第三篇运动力学附录参考文献 [3]编辑本段《工程力学》资料《工程力学》武昭晖张淑娟葛序风主编 16开 2008年8月出版定价：00元 ISBN 978-7-301-13653-9 出版社：北京大学出版社内容简介本书是依据教育部最新制定的高职高专教育机械类及近机械类专业工程力学课程教学基本要求编写而成的。全书共分3篇12章，第1篇为静力学部分，第2篇为材料力学部分，第3篇为运动学和动力学部分。本书文字简明，内容精练，简化理论推导，注重理论应用。本书可作为高职高专机械类及近机械类专业60~70学时工程力学课程的教学用书，也可供有关技术人员参考。目录第1篇静力学第1章静力学的基本概念和物体的受力分析第2章平面力系第3章空间力系第2篇材料力学第4章轴向拉伸与压缩第5章剪切与挤压第6章圆轴扭转第7章平面弯曲第8 章强度理论与组合变形时的强度计算第3篇运动学和动力学第9章点的运动第10章刚体的运动第11章动能定理第12章动静法编辑本段相关院校很多理工科学校都开设工程力学这个专业。研究生专业排名前十的学校分别是（排名依据中国研究生院分专业排名）： 1、大连理工大学 2、上海交通大学 3、同济大学 4、南京航空航天大学 5、哈尔滨工业大学 6、清华大学 7、北京理工大学 8、浙江大学 9、西安交通大学 10、重庆大学

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议论文是由论题，论点，论据，论证诸多要素组成。论题，即作者在文章中提出来要进行论述的问题，或说是论证的对像。论点，又叫论断，它是作者对所论述的问题提出的见解，主张和表示的态度。论据，是指用来说明观点的材料。论证，就是运用论据说明论点的逻辑过程和方法。

双峰二中创建八十年，培养人才三万余人。在教育、科技、军政、工农、艺术各界出现了众多有成就的人物。据1996年建校七十周年时的不完全统计：教育战线大学的正副教授、中学的特级教师，科技战线高级工程师以上，军政界地师级以上，工农战线的企业家、养殖家以及艺术、技能方面有突出成就或有著作问世者，总数在五百人以上。以下仅为部分之简单介绍。（转自《双峰二中七十周年校庆纪念册》）欧阳崇一又名欧阳祜，青树坪人，起陆高小一班毕业。湖南和平解放前夕，任国min党第一兵团司令部第四处上校处长，主管后勤业务。积极趋向弃暗投明，抗拒执行白崇禧对长沙的破坏命令，促使司令员陈明仁和平起义。和平解放后，任兵团军需处长、省政府参事、省政协委员等职。他对母校感情甚深，曾来信说：“我1949年能走向光明，是与母校的教育分不开的，堪可告慰。” 匡燕鸣双峰人，起陆高小四班毕业。1960年及1979年两次回校任党支书、校长。工作刻苦实干，文化大革命后拨乱反正，恢复学校元气，备著辛劳。荣膺全国教育战线劳动模范称号。后调任双峰一中党支书、校长。戴鸿仪青树坪人，起陆高小十一班毕业。四十年代曾回起陆初中任教，是有名数理老师。中国矿业大学北京研究生部教授，其与人合作发明的“矿用强力运输带横向断裂预报装置”获国家专利。享受国家特殊津贴。欧阳谦叔又名欧阳熙，青树坪人，起陆高小十六班毕业。曾任湖北歌剧团编剧、作曲。是著名歌剧《洪湖赤卫队》的主要作曲者。国家一级作曲家。其论文《歌剧探索三十年》曾发表于北京《音乐理论》杂志及《中国歌剧艺术文集》。1990年，他与爱人一同回到母校与师生们联欢，后又为母校校歌作曲。欧阳骅青树坪人，起陆初中十二班毕业。空军航空医学研究所研究员、教授、硕士和博士论文评审委员。编写了《中国航空百科词典》、《中国医学检验全书》及论文40余篇。所发明“管式液冷防暑降温背心”获国家专利。对母校怀有深厚感情，为庆祝母校七十周年校庆与爱人曾月英捐出多年积蓄设希望奖，要求奖励家庭困难而品学兼优的学生，以报答国家和母校对他们的培育之恩。王文介双峰县花门镇人，起陆初中十三班毕业。中国科学院南海海洋研究员、国际海洋研究委员会中国工作组委员、硕士研究生导师、国家特殊津贴获得者。获得过中国科学院科技进步二等奖，广东省科技进步特等奖、国家海洋局科技成果三等奖。主持和参与专门著作16本。有论文和译文60余篇在国内有关学报刊物发表。曾月英（女）青树坪人，起陆初中十五班毕业。1956年考入空军第二飞行学院，毕业后，分配空军专机师任飞行员，担任过中央首长专机机长。1987年被授予空军上校，一级飞行员。其机组获“英雄机组”称号，个人曾荣立二等功一次，三等功二次。三十年飞行近五千个小时，行程达200万公里，飞过四十多次专机，参加过常年的战备值班，执行过临时的抢险救灾，均安全而出色地完成了任务。王影原名李醒辰，永丰镇人，二中初五班毕业。1963年大学毕业后分配在林业部湖南农林工业设计研究院工作，并任该院副总工程师。他主持、设计的工程，多次获部、省奖励及先进称号。由于他的突出贡献，1993年起，享受政府特殊津贴。系民盟湖南省委副主委，第六届省政协委员，省八届人大常委。李希特双峰人，二中初十五班毕业。现为县文化局干部，中国剪纸学会会员、农工民主党县委常委、政协双峰常委。1995年，联合国教科文组织和中国民间文艺家协会联合授予他“民间工艺美术家”称号。有作品百余幅在报刊发表，并多次在展出中获奖。其《凤朝阳》《凤凰戏牡丹》经选送日本、瑞典展出。其三分钟人像剪影，以快、准、美受到中外好评，誉为“湘中一绝”。欧阳梦轲青树坪人，二中初二十一班毕业。1985年临池学书，兼学装裱。1988年获全省农民书法大奖赛三等奖，1990年获全省国土杯书法大赛二等奖，1993年获国际和平杯书法赛三等奖。其作品编入《中国国际艺术大观》。《人民日报》及《人事与人才》报道了其自学成才的事迹。王振华青树坪人，二中高一、二班毕业。乘改革开放东风，在农村发展养殖事业。全国养猪协会副理事长、湖南省动物人参系列产品开发公司总经理。荣获全国农村科普工作先进个人、全国科技致富能手、湖南省优秀科技工作者等称号。谢和平双峰县甘棠镇人，二中高三十一班毕业。现任四川大学校长、教授、博士生导师。中国科学院国际材料物理中心成员。他在岩石损伤力学和分形几何结合方面取得了开创性的成果，从而推动岩石力学的发展，他的学术成果在国内外产生了较大的影响。1992年被评为中国青年科学家。被聘至美、英、波兰、德国各大学讲学。共发表论文40余篇，英文著作3部，中文著作2部。

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因为生命的起源和生命的极限时相互联系的，有关的，而我们最主要的是要了解生命，观察生命，使生命不轻易被收到伤害。。。。

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你这是写教育教学类的论文还是只是说要写生物类的论文呀~这样~生物类的论文你可以去看下（生物过程、计算生物学、微生物前沿）这样的期刊~教育教学的话~你可以去看下（教育进展、创新教育研究）这样的吧

只知道第2问，蛋白质变性就是蛋白质在化学、物理、生物等因素的作用下使其空间结构发生变化，失去原有的活性及功能。可以对蛋白质变性研究，来开发治愈阮病毒带来的疾病等待高手完善！

答案是：B。B项是错误的，田鼠的摄食量减去粪便量即为同化量。D项是正确的，田鼠的同化量是7乘以10的9次方，下一营养级最多得到它20%的能量，也就是40乘以10的9次方。

生物小论文 (关于种子) 一、种子的发芽率种子发芽率一般是指在适宜的条件下，经浸种吸足水分的种子，在l0天内发芽的种子数占供试种子总数的百分率。它是决定种子质量和实用价值，确定播种量和用种量的主要依据。不同的种子，其发芽力往往有很大差别，相同的种子，其发芽力也会有变化。种子的发芽力受栽培条件、成熟程度、收获时的气候、入库时的种子含水率以及贮藏条件好坏、贮藏时间长短等多因素的复杂影响。如果不进行发芽测定，盲目地进行浸种、催芽或者直接播种，就有可能出现出苗不齐、苗数不足、甚至完全不出苗等现象，其结果不仅浪费粮食，又耽误了季节，造成生产被动。认真做好种子的发芽力测定，周密计算用种量，有计划地进行生产，不但可以避免出现上述情况，还可以提高产量。水稻种子发芽率常用的测定计算方法是：先从供试品种的种子容器中，分上、中、下、边缘、中央不同部位分别随机取出少量种子，去除杂质后，在水温20—30℃条件下浸24小时，然后将吸足水分的种子以100粒为一组，分成四组，分别均匀排列在铺有滤纸或草纸的4个培养皿内，并分别以等量适量的水，放在气温30—35℃环境条件—下，逐日记载发芽数，从试验开始记载10天，最后分组计算其发芽率，四组的平均数即为该种子的发芽率，其计算公式为：发芽率（%）=发芽的种子数*100/供试种子总数二、种子发芽需要的条件种子发芽必需的条件是水分、温度、氧气及阳光。水分是种子发芽的首要条件。种子必须吸收足够的水分才能加速种子内部的生理作用，促进酶的活动，有利于贮藏养料的溶解和胚的增长，从而促进种子的萌发。温度也是种子发芽必要条件之一。种子在吸收足够水分和氧气后，还需要一定的温度才能萌发，温度是种子萌发的能量来源。温度作用在于促进酶的活性，种子萌发的最适温度也就是酶的最适宜温度。此外，温度也直接影响到种子吸水快慢和呼吸强弱。在一定温度范围内，温度越高，种子吸水越快，呼吸也越强，发芽越快。种子发芽试验需要大量的氧气。种子发芽时呼吸作用增强，如种子缺氧呼吸，造成种子不宜发芽。不同作物种子，发芽时对光的反应不同。大部分农作物种子（如玉米、禾谷类等种子）对光照要求不严格。这些种子发芽试验时用光照或黑暗均可。有一些好光性的种子如烟草种子，芹菜种子等，只有在光照条件下才能发芽或促进发芽。还有一些嫌光性的种子，如黑草种有光照时会抑制发芽。这些种子发芽试验时应给黑暗处理。三、种子萌发的过程当一粒种子萌发时。首先要吸收水分。子叶或胚乳中的营养物质转运给胚根、胚芽、胚轴。随后，胚根发育，突破种皮，形成根。胚轴伸长，胚芽发育成茎和叶。我也曾经做过两次种子萌发的实验，是用绿豆做的，第一次实验的时候，因为总是忘了给种子加水，结果种子全都干死了，终于第一次实验以失败而告终。接着马上就迎来了第二次实验，这次记得了上次的教训，我的种子终于发芽了

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人类经过漫长的奋斗历程，在改造自然和发展经济方面建树了辉煌的业绩;与此同时，由于工业化过程中的处置失当，不合理地开发利用自然资源，以致造成了全球化的环境污染和生态破坏，对人类的生存和发展构成了严重的威胁。目前，世界范围内的环境压力有增无减，环境危机日益严重。初中生正处在掌握环境知识、养成良好环境习惯的重要时期，他们环保素质的高低对今后的生态环境有直接影响，因此在初中生物教学中加强环境教育十分重要。笔者结合自己的教学实际，就生物教学中如何加强环境教育谈点粗浅的体会。立足课本以“纲”为纲，以“本”为本，是义务教育的基本要求和中心目标，也是对学生进行环境教育的前提和基础。在生物教学中，应对散见于各章节中的生态环境知识及“生物与环境”一章给予充分的重视，从内涵和外延两个方面分析基本概念，点拨指导训练学生说概念、比较概念、识记概念和运用概念;运用示意图和典型实例引导学生认识生物形态结构与功能之间、生活习性与环境之间以及生物与生物之间的关系，使学生逐步树立起生物与环境相适应的科学观点;通过识记、理解、综合应用及实际操作，培养学生对环境问题的兴趣，并训练其观察能力、记忆能力和想像思维能力，培养学生客观求实、崇高理性、崇尚实验的科学精神，最终达到“课本奠基”的目标。略加延伸生物教材内容十分丰富，但受学时及篇幅限制，有关生态环境方面的内容叙述往往十分简约，教学中如果“照本宣科”就难以达到预期目的;相反若在教学中对有关叙述略加延伸，会取得较好效果。如在讲授“光合作用的意义”时，可对光合作用吸收二氧化碳放出氧气作如下延伸:通常1公顷的阔叶林，在生长季节，每天可吸收1000kg二氧化碳，释放750kg氧气，如果以成人每天呼吸需要消耗0 75kg氧气，排出0 9kg二氧化碳计算，城市居民每人平均有10m2的林木面积，就能得到充足的氧气供应，并足以消除二氧化碳的危害。又如对“青蛙捕食”可作如下延伸:据测定，1只泽蛙1天可食虫266只，如按每天平均吃虫量50只统计，每亩稻田有1000只泽蛙，每天可消灭二化螟、三化螟等害虫达5万多只。延伸是对教材叙述的“展开”或“例说”，恰当运用可使生态环境知识进一步具体化、直观化，生动有趣味，学生喜闻乐见，但在运用中不可“画蛇添足”或“本末倒置”。适当引入教学中，一些抽象或复杂的环境问题初中生不易接受，成为教学的难点，还有一些比较重要的环境知识点比较隐蔽，容易被忽视，成为教学的“盲点”。将课外一些环境知识适当引入，可帮助学生理解难点，重视“盲点”，并能激发学生的学习兴趣，开扩视野，丰富知识。如在讲授“合理灌溉”时，为教育学生节约用水，可引入:农业灌溉用水量很大，据在华北地区调查，种1亩蔬菜大约需水5×104kg～5×104kg，每亩小麦需水4×104kg～5×104kg，1亩棉花需水5×104kg～5×104kg。灌溉应采取“滴灌”或“喷灌”，不应采取“大水漫灌”，以免造成浪费。又如讲授“呼吸卫生”时可引入:一个成人每天通过鼻子呼吸新鲜空气大约2万多次，吸入空气量达15m3～20m3，约为每天所需食物和饮水重量的10倍，如果吸入的空气不清洁或含有有毒成分，对人体健康危害极大。在讲述人口问题时，可引入:地球上的食物充其量只能养活80亿人。我国科学家根据对国土资源、人口增长、生活资料增长和就业等问题的分析，认为我国适度人口总数为6 5亿～7亿，按照这个目标，我国现有人口已超出5亿，因此必须严格控制人口的自然增长，实行计划生育。适当引入是对教材环境知识的丰富和补充，应防止牵强附会或引入过多，加重学生的学习负担。专题讲座教材具有一定的稳定性和滞后性，而环境问题却每日每时地在世界范围内发生着，为了引起学生对环境热点问题的关注，可以适时对学生进行专题讲座。如结合环境纪念日进行专题讲座。在植树节(3月12日)、水日(3月22日)、地球日(4月22日)、环境日(6月5日)、人口日(6月11日)、荒漠化日(6月17日)、土地日(6月25日)、清洁地球日(9月第三个周末)、世界粮食日(11月16日)举行相应的专题讲座;也可结合教材内容进行讲座，如在讲过“探索生物的奥秘”后可以“当今世界面临的四大问题”为专题进行讲座;在讲过“预防食物中毒”后可以“食物污染”为专题进行讲座;也可结合突发的重大生态事件进行专题讲座，如1998年七八月份我国发生了百年不遇的特大洪水，可及时向学生作“生态平衡不容破坏”的专题讲座。积极实践根据教学内容，组织学生调查城镇或居民点的环境状况，观察小型冶炼厂、葡萄酒厂等企业污水的排放量及注入河流后引起河段的变化，观察生活垃圾随处堆放对水质、周围空气的污染及蚊蝇的可怕孳生等，组织学生清理“白色污染”、调查化肥农药农膜的使用情况等，指导学生课外阅读《寂静的春天》《环境保护》等科普读物，学用结合，提高实践的科学性和预见性。实践活动锻炼了学生的观察能力和动脑动手能力，使学生进一步明确环境污染的普遍性和严重性，从而激发他们的责任感和使命感，并为良好环境素质的养成打下坚实的基础。

你要是老师的话干嘛不自己写啊鄙视作弊的人中国的教育已经很差了你··· ···