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0 引言
蒸发波导是海洋大气环境中经常出现的一种特殊的表面波导,它是由于海面水汽蒸发使得在海面上很小高度范围内的大气湿度随高度锐减而形成的。蒸发波导一般发生在海洋大气环境40m高度以下的近海面大气中。当电波在近海边大气中形成的蒸发波导传播时,蒸发波导对其产生的影响主要表现在两个方面:一是增加电波传播的距离;二是增加电场强度。由于波导层使得电波来回不断反射,增加了其传播路径中的电场强度,从而使其能量衰减得以大大减缓,因此可使电磁波在波导层内进行超视距传播[1-3]。对气象雷达和大多数其它类型的雷达,蒸发波导可增加雷达测距、测角、测速的误差,增加雷达杂波,对微波通信也会产生显著影响。蒸发波导对军事作战尤其是对现代电子系统的影响,如估算电子支援探测系统和对抗探测距离以有效地发挥电磁干扰作用等,已显示出广阔的应用前景。
蒸发波导是一种极端超折射的自然现象,它具有超长水平尺度特征和显著的天气背景[2-3]。本论文以中国南海三亚湾海域西沙海域(北纬15°-20°,东经105°-115°范围)为例,对影响蒸发波导的气象要素进行了分析研究,研究结果可以更好地为我国海上、海岸运作的在役微波雷达、通信和侦察等电子系统服务。
1 基本理论
2 不同气象要素对蒸发高度的影响
根据上述方法,以中国南海西沙海域为例[6],利用2012-2013年的海洋船测数据,研究影响蒸发波导的不同气象要素。
(1)蒸发波导出现的概率
中国南海西沙海域海区蒸发波导出现概率如图2所示。
从图2可得出,我国南海西沙海域海区蒸发波导出现的概率随时间和季节的不同而不同,在一天之内,早上蒸发波导出现的概率较高,通常在80%左右,中午蒸发波导出现的概率较低,一般在60%左右。而且该海域海区蒸发波导冬季出现概率较高,一般在90%左右,夏季较低,在55%左右。
(2)影响蒸发波导高度的气象要素
中国南海西沙海域海区蒸发波导的高度在其他气象要素条件一定的情况下随月份变化、大气湿度、气海温差、风速等的变化情况如图3~6所示。
从图3可得出,我国南海西沙海域海区蒸发波导的高度一般在7~20m之间,冬季蒸发波导高度较高,秋季蒸发波导高度较低。
从图4可以看出,我国南海西沙海域海区蒸发波导的高度随大气湿度变化的敏感性较强,成近似反比关系,当大气相对湿度从70%变化到100%时,蒸发波导的高度也由40m逐渐减少到近5m,大气湿度越低,蒸发波导高度越高。
从图5可以看出,我国南海西沙海域海区蒸发波导的高度随气海温差变化的敏感性也较强,当气海温差小于2.0K时,蒸发波导的高度随着气海温差的增大而增高;当气海温差大于2.0K时,蒸发波导高度随着气海温差的增大而降低,蒸发波导的高度位于12m~18m之间。
从图6可以看出,我国南海西沙海域海区蒸发波导的高度随水平风速变化具有一定的敏感性,当水平风速大于4m/s时,蒸发波导的高度随风速的增大而变化缓慢,蒸发波导高度在15m左右;当水平风速小于4m/s时,其对蒸发波导高度的影响失真。
3 结论
蒸发波导是一种极端超折射的自然现象,它具有超长水平尺度特征和显著的天气背景。中国南海西沙海域海区蒸发波导出现的概率日变化和季节变化相当明显:在一天之内,一般早上出现的概率较高,中午蒸发波导出现的概率较低;而且该海域海区蒸发波导冬季出现概率较高,夏季较低。而中国南海西沙海域海区蒸发波导的高度在其他气象要素条件一定的情况下随月份变化、大气湿度、气海温差、水平风速等的变化有一定的敏感性:冬季蒸发波导高度较高,秋季蒸发波导高度较低;大气湿度越低,蒸发波导高度越高;当气海温差小于2.0K时,蒸发波导的高度随着气海温差的增大而增高;当气海温差大于2.0K时,蒸发波导高度随着气海温差的增大而降低;蒸发波导的高度随风速的增大而变化缓慢。相比之下,大气湿度对蒸发波导高度的影响较大,水平风速影响较小。
研究结果可以更好地为我国海上、海岸运作的在役微波雷达、通信和侦察等电子系统服务。
【参考文献】
[1]戴福山.大气波导及其军事应用[M].出版社,2002:4.
[2]张培昌,杜秉玉,戴铁丕.雷达气象学[M].北京:气象出版社,2001:114-121.
[3]刘成国.中国低空大气波导的出现概率和波导特征量的统计分析[J].电波科学学报,1999(2):60-66.
The university undergraduate course to practice the educational model innovation to explore and to practice――Take northwest farming and forestry scientific and technical university as example
Niu Hongtai
Abstract: Constructs the higher education powerful nation under the Chinese popularity educational background,must first from promotion higher education quality obtaining.But promotes the higher education quality to have to rely on the higher education education reform.Northwest farming and forestry scientific and technical university inherits and develops glorious produces study grinds the close union the outstanding school characteristic and the tradition,from reform practice teaching obtaining,went out a new time higher education reform new pathway.
Keywords: The practice educational model Education innovation Top layer design Practice teaching platform system Quality monitors and appraises
【中图分类号】G642.0【文献标识码】B 【文章编号】1009-9646(2009)09-0001-05
1.农林大学本科实践教学现状及其存在问题
近10年来,中国高等教育依靠合并、升级和扩招等措施的推动,实现了由“精英教育”向“大众教育”的转变。随着办学规模的快速扩张,教育质量成为全社会关注的焦点,迫切需要通过有效制度和机制对高等学校本科教学进行建设和监控,确保其规模、结构、质量、效益协调发展。为此,教育部于2001、2004年分别出台了《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》。其主旨是培养高质量的创新性人才。实践教学作为高校培养创新型人才的重要途径,其作用已日益彰显。2009年教师节前夕,国务院总理到北京市第三十五中学调研,并在该校听了五节课,下午同北京市部分中小学教师座谈。指出,“教育的根本任务是培养人才,特别是要培养德智体美全面发展的高素质人才。从国内外的比较看,中国培养的学生往往书本知识掌握得很好,但是实践能力和创造精神还比较缺乏。这应该引起我们深入的思考,也就是说我们在过去相当长的一段时间里比较重视认知教育和应试的教学方法,而相对忽视对学生独立思考和创造能力的培养。应该说,我们早就看到了这些问题,并且一直在强调素质教育。但是为什么成效还不够明显?我觉得要培养全面发展的优秀人才,必须树立先进的教育理念,敢于冲破传统观念的束缚,在办学体制、教学内容、教育方法、评价方式等方面进行大胆地探索和改革。我们需要由大批有真知灼见的教育家来办学,这些人应该树立终身办学的志向,不是干一阵子而是干一辈子,任何名利都引诱不了他,把自己完全献身于教育事业。我们正在研究制定的《国家中长期教育改革和发展规划纲要》,就是想通过改革来努力解决教育中存在的问题。”纵观全国高校的实践教学现状,普遍存在以下几个方面的主要问题,这些问题直接影响着人才培养质量以及培养创新性人才培养目标的实现。
1.1 实践教学普遍不足,学生动手能力差。这一则受中国传统观念的影响,二则由于中国的基础教育设施普遍不足,大学生在进入大学之前多数没有动手或很少动手做过实验或参与实践,基本上是“出了学校门,再进学校门”、在书桌上面度过的。
1.2 新入校的大学生和部分年轻教师,受中国教育习惯和传统观念的影响,普遍对实践教学重视不够,对新时期实践教学在培养创新、创造、创业“三创型”人才的重要作用认识不足,导致实践教学环节长期得不到各有关方面的足够关注。
1.3 校内实践环节多具封闭性、延后性和被动性。中国大学的校内实践环节,一般都是成熟的实践内容,且多为验证性实践,不利于学生综合实践技能的培养,加之社会需要的前沿技术得不到及时补充,造成体系封闭,新知识内容想要成为成熟案例,要经过较长时期的整理,造成信息延后。更有一些大学实践教学内容多年一成不变,学生科研能力得不到足够训练,长期造成学生被动学习的状况。
1.4 校外实践环节效率普遍比较低下。大学校外实践环节的设置本身即出于校内实践长期保持之不足,如果校外实践环节能充分而完整地实施,就能够完成实践能力和创新能力结合的人才培养需求。但自1999年高校招生规模扩大后,本科教育资源相对短缺,反映在实践教学体系上尤为明显。而且学生就业压力大,实践教学教师数量有限,造成校外实践质量下滑,效率偏低,无法达到预期的实践培养目标。
1.5 实践教学经费投入不足,实践成本高。实践教学各个环节的开展与完成,需要有足够的经费支持,而长期以来由于各大学实践教学经费普遍不足,加上物价上涨等因素,致使实践教学开支不断增大,造成实验室和校内实验基地建设相对滞后、校外实践教学基地不理想甚至难联系,严重影响实践教学质量的稳定保障与提升。
1.6 未能构建起科学的实践教学体系。原有的实践教学各环节大多围绕理论教学设置,成为理论教学的简单验证或重复,加之实践教学安排分散,各环节之间缺乏科学、有效的衔接与整合。
1.7 实践教学基地难以保证。一是一些实践教学接受单位鉴于技术和管理的保密性,担心学生会教学使其商业或技术秘密泄露,不愿接受;二是高校安排的实践教学时间相对较短,与接受单位所要求的时间较长形成矛盾;三是实践教学活动在一定程度上影响接受单位正常的工作进程。四是安全隐患的存在和责任分担不明确,导致实践教学接受单位产生无形压力。
为适应新形势、新任务的要求,如何深化实践教学体系改革,加快教学基地建设,促进大学生实践与创新能力培养,是中国各高等院校需要认真面对和研究、探索的新课题。
西北农林科技大学2005年以来,连续设立专门研究项目,资助必要的研究经费,开展此项研究探索与实践,取得积极成效。
2.农林大学本科实践教学模式创新研究与探索
2.1 改革探索的总体思路。
面对新的经济和社会发展需求及其变化趋势,西北农林科技大学充分认识到新世纪要求高校培养的本科人才不再是过分强调“知识型”为主的“专门化”人才,而是要培养知识、素质、能力协调发展的综合性、创新型人才。为此,西北农林科技大学研究与实践的着眼点是从深化实践教学体系改革入手,以实践教学基地建设为抓手,以提高大学生实践和创新能力为目标,充分发挥实践教学在人才培养过程中的重要作用。
2.2 改革探索的基本内容。
2.2.1 从顶层设计入手,优化人才培养方案,重构科学合理的实践教学体系。
构建科学、合理、可行的实践教学体系,是发挥实践教学在创新型人才培养过程中重要作用的体现,西北农林科技大学根据自身的办学特色和本科人才培养目标定位,探索构建了与理论教学体系密切联系而又相对独立的四大模块(课程实验、教学实习、科研与创新训练、创业实践)、十大环节(军事训练、课程实验、教学实习、专业劳动、生产劳动、生产实习、课程设计、社会实践、科研训练、毕业论文)、三个层次(基础实践、专业实践、生产实践)紧密结合且成龙配套的实践教学新体系。这个体系的构建既遵循了教育要循序渐进的科学规律,又涵盖了从课程到专业进而开展综合实践的全面实践能力的培养。
2.2.2 以培养学生创新能力和创新意识为目标,更新实践教学内容。
①以培养学生综合实践能力为目标,整合植物学、动物学、生态学、土壤学、气象学等课程教学实习,形成生物学综合实习。
②以培养和提高学生的基本工程意识以及适应现代化工程制造、研发为目标,全面开展“工程训练”实习。
③以加强大学生人文素质教育为目标,积极开展形式多样的“思想政治理论课”实践教学。
2.3 加大投入,统筹规划,搭建满足各层次各类专业需求的“三类”实践教学平台。
“三类”实践教学平台是,以学生基础能力培养为目标,构建基础实践平台;以满足学生专业基础与初步科研能力培养为目标,构建专业实践教学平台;以加强学生综合技能训练与创新能力培养为目标,构建综合生产实践平台。
西北农林科技大学具有注重学生实践能力培养的优良传统。学校在选址上充分利用杨凌 “三级”环境优势,形成了旱地―半干旱地―水地三类实践教学区分布,立足于西北干旱地区开展干旱半干旱农业研究,建立了干旱地区、半干旱地区以及水地农业实验站,充分满足了各类学生的专业实践教学。随着学校多学科格局的逐渐形成以及当今生命科学快速发展的现实需要,该校近年来又根据不同学科提出了“以生命科学技术改造传统优势农科专业”、“以现代工程技术提升传统工科专业”以及“以社会科学定位观测加强经管文法等专业”的教学理念,在此基础上对已有的基础实践教学平台进行了资源重新配置,提出了“立足校内、联系区域、拓宽校外”的实践教学基地建设模式,以满足不同层次、不同专业的实践教学需求。
2.3.1 立足校内、以满足学生基础实践为目标,构建校内实践教学平台。
① 西北农林科技大学系统整合各类实验室,建立了语言、计算机、物理、化学、生物、遗传工程、电工电子、测绘、微生物等9个校级实验教学中心和38个院级教学实验室。初步形成了完整配套的校内基础实践教学平台。
② 在校内新建或改建农业与生命科学教学实验园区、动物生产教学实验园区、林学与园林教学实验园区、工程训练中心、新天地设施农业科技园、博览园、社会科学定位观测站等,以满足不同学科不同专业学生的基本认知实践教学和部分专业实践教学的需要。
2.3.2 联系区域,以满足专业实践为目标,构建了区域化实践教学平台。
西北农林科技大充分学利用学校位于国家唯一的农业高新产业示范区的区位优势,积极加强与杨凌示范区的合作,为学生进入企业参与创新、创业训练搭建了平台。各学院根据学科和专业特点与对口企业建立合作关系,使学生就近进入工厂、企业了解生产实际,参与企业生产等全过程。目前在本区域内共建立了各类实践教学基地31个。如该校机电学院与杨凌天工实业有限公司联合共建的“西北农林科技大学天工工业设计研究所”,该校动科学院与陕西省饲料厂、杨凌本香集团、绿方生物公司等13家企业共建了动物科学与医学实践基地,该校园艺学院与鼎天济农公司、绿嘉农业商贸有限公司、新绿公司等企业合作建立了实践教学基地。
2.3.3 拓宽校外,以满足综合生产实践为目标,构建校外实践教学平台。
西北农林科技大学以技术服务为纽带,在学校所在地杨凌区以外分层次、分区域,按专业特点建立校企合作基地,目前已在全国16个省(市)建立了校外实践教学基地260个。该校充分利用校外实践教学基地数量充足、学科专业覆盖面广的优势,把学生的创业创新训练与解决实际问题能力提高紧密联系起来,让学生充分接触生产一线,为学生提供实践场所和就业渠道,经风雨、见世面、增才干、长能力,使学生的实践能力和创业创新训练真正落到了实处。
2.4 建立健全实践教学质量监控与评价体系。
为使实践教学真正发挥培养人才创新能力的目标,确保实践教学质量与效果至关重要。为此,西北农林科技大建立了完善的实践教学管理制度,规范实践教学的各个环节,同时加强“过程监控”,以保障实践教学的质量和效果。
3.农林大学实践教学模式创新的初步效果
3.1 创新实践教学体系。
3.1.1 按照办学指导思想和“高素质创新型人才”的培养目标要求,西北农林科技大对实践教学体系进行了总体设计和改革。调整实践课程学时、学分的对应关系,将实践教学课程学时与学分对应关系由原来的18∶1调整到32∶1,同时加大实践教学学时比重;课程实验学时在32学时以上的单独设课;在理论教学与实践教学安排上,要求实践教学环节在整个人才培养方案中的比例不得低于30%,其中综合性实践不得低于20%。集中进行的综合实验、实习、社会调查、科研训练等,1周记1学分。实验学时达到80% 的课程,按照实验技能课程对待。并要求综合性、设计性实验课程应占开设实验课程总数的90%以上。与此同时,为了突出实践教学,培养学生创新能力,西北农林科技大将课外科技创新、实践活动纳入人才培养方案,规定从2004级本科生试点、2005级全面推行本科生修够创新与技能8学分方可毕业。
3.1.2 形成了与理论教学体系密切联系而又相对独立的“四个模块、十大环节、三个层次”的实践教学体系,确保实践教学四年不断线。
3.1.2.1 按照课程实验、教学实习、科研与创新训练、创业实践四个模块,将课程实验、课程设计(论文)、教学实习、生产实习、科研训练、毕业实习(毕业论文或毕业设计)、军事训练、生产劳动、社会实践等进行整合,作为人才培养方案的大类课程之一,独立设置了课程模块,从而把实践教学在人才培养中的重要地位落到了实处。
3.1.2.2 将实践教学环节划分为基础实践、专业实践、综合生产实践三个层次和“三个阶段”,与人才培养的不同阶段合理匹配。基础实践层次主要结合学生公共基础课和专业基础课的学习安排,以课程实验为主,重点强化学生对理论知识的理解,培养学生对科学现象的观察能力、分析能力和解释能力,主要在1-2年级完成。专业实践层次主要结合学生专业课程学习安排,进行教学实习和技能训练,强化知识与实践的有机结合,培养学生的创新意识,主要在2-3年级完成。综合生产实践层次主要结合专业综合训练、毕业论文(设计)安排,重点培养学生科学研究的意识、方法和基本技能,主要在3-4年级完成。
3.1.2.3 通过将军事训练、生产劳动、专业劳动、社会实践、课程实验、课程论文(设计)、教学实习、生产实习、科研训练、毕业论文(设计)等十大环节作为培养方案的大类课程之一,从而把实践教学在人才培养中的重要地位落到了实处。
3.1.3 系统整合课程教学实习,实施综合化教学实习。将每学年第二学期末期与暑假定为“实践教学周”,各专业一至三年级在实践教学周至少安排1-4周综合教学实习。毕业论文(设计)实践周数不得少于10周。
3.2 创新“模块化”实践教学人才培养模式。
实践教学课程体系是人才培养的必要内容,是实现人才培养目标的根本保证。实践教学课程体系以人才培养目标为依据,以培养能力为本位,以适应市场为原则,把传授知识、培养能力、提高素质融为一体,建立“厚基础、宽专业、强技能、多方向”的人才培养模式。在这一基本要求指导下,建立了课程实验、教学实习、科研与创新训练、创业实践等四个实践教学模块。
3.2.1 课程实验模块按照实验内容、性质及目标,分为基础性实验、综合性实验和设计创新性实验。
基础性实验以验证性实验为主。重点对基础科学各类课程中的重要定理、现象、过程进行验证性和事实说明性实践,从而使学生加深理解,增强记忆,牢固掌握基本理论知识,同时兼顾培养学生的实际操作技能。在西北农林科技大学的农、理科专业课程教学中,都安排了大量的基础性实验。
综合性实验以培养学生运用所学知识综合解决问题的能力为核心,重点对基础科学、专业技术科学各类课程中涉及的综合性、实践性、专业性较强的教学内容安排综合性实验。在专家充分论证的基础上,西北农林科技大学对农学类、动物科学类专业生产课程教学实验进行全面整合,开设了植物生产学和动物生产学综合实验,同时将生命科学类、食品科学类专业的专业生产课程教学实验整合为生物技术综合实验,取得了很好的效果,教师和学生普遍反映教学效果良好。
设计创新性实验以学生为主体,实验方案、过程、结果分析全部由学生自主完成,以调动学生的创新积极性,启发创新思维,培养创新精神,增强创新能力。根据近年来大学生课外科技创新计划及国家大学生创新实验计划,西北农林科技大学在生物技术类专业积极开展了设计创新性实验。
3.2.2 教学实习模块以校内外实习基地为载体,以更新实习内容为核心,积极探索各类专业实习教学模式。
3.2.2.1 整合植物学、动物学、生态学、土壤学、气象学等基础课程教学实习,实施生物学综合实习。
增设综合性强的生物学课程教学实习是西北农林科技大学实践教学改革的重要内容之一。按照培养创新型人才的需要,该校将植物学、生态学、气象学、土壤学以及动物学野外教学实习进行总体调整,实习内容由单纯的植物学课程实习改为以植物学实习为主,包括动物学、生态学、土壤学和气象学等课程的部分内容,形成多学科的综合性实习。这样既丰富了课程实习的内容,提高了学生学习、应用综合性知识分析问题解决问题的能力,同时又节约了教学资源和教学成本。这一改革从2005年起步试行,2006年全面实施。2008年,该校共有农学、植物科学与技术、种子科学、植保、制药工程、园艺、设施、环境科学、水土保持、资环、草业、生物技术、生物工程、生物科学、林学、园林共17个专业56个班级1661人进行了这一生物学综合实习。通过对这一改革进行跟踪调查,教师和学生普遍反映实习效果很好。
3.2.2.2 全面开展“工程训练”实习,培养和提高学生的基本工程意识。
根据我国现代化建设目标要求,以培养工科类专业学生的工程制造、研发为主和以培养非工科类学生的工程意识为主的工程训练实习,是西北农林科技大学近年来在实践教学内容改革中迈出的一大步。根据专业学科不同,该校对所有本科专业增加不同层次的工程训练实习项目,并纳入实践教学环节,每周记1学分。将工程训练分为甲(4周)、乙(2周)、丙(1周)三个层次,其中甲层次主要面向机械设计制造及其自动化等机械工程类工科专业,以培养学生的工程制造、研发能力为主;乙层次主要面向电子信息工程、电气工程及自动化、计算机科学与技术等非机械类工科专业,以培养学生工程操作和一些工程制造能力为主;丙层次主要面向非工科专业进行认知实习,以增强学生的工程意识为主。
3.2.2.3 开展形式多样的“思想政治理论课”实践教学活动,加强大学生人文素质教育。
西北农林科技大学以培养和加强大学生人文素质教育为目标开展的《思想政治理论课》实践教学活动,使思想政治理论课的教学活动在实践教学环节上得到有效延展和深化,逐步扭转了思想政治理论课教学重理论讲授、轻实践教学的现状。结合该校的实际和《思想政治理论课》的特点,以开展思想政治理论课主题社会实践活动、大规模的假期主题式返乡社会实践为主要形式,要求紧贴社会现实生活和当前国内国际形势,以研究和服务“三农”为核心,充分利用寒、暑假这两个假期,组织学生进行大规模的返乡社会调查,让学生走出课堂,到社会这个广阔的天地中深入调查、参观访问,从事各种服务和生产劳动。为了将《思想政治理论课》实践教学落到实处,该校在培养方案中将思想政治理论课社会实践独立设课,设为3个学分,同时形成了“社会实践以学校为主导,校园实践以学院为主导,课程实践以教师为主导”的工作机制。学生通过查阅资料、走访调查、撰写报告等不同环节,有效提高了思想政治理论课教学的实效性,同时提高了大学生的国情意识和人文素质。
3.3 全面培养学生发现问题和初步解决问题的能力。
科研训练、生产实习、专业劳动、社会实践、毕业论文、科技创新等教学活动的安排,鼓励学生创新实践,通过教师专门指导、参与教师的科研、推广、社会服务活动以及在生产实践中完成毕业论文(设计),从而有效调动了学生的科研与创新的积极性,提高了学生发现问题和初步解决问题的能力。西北农林科技大学近几年的毕业论文(设计)指导中,在确定一名主要指导教师的同时,配备了一名科研指导教师,学生的毕业论文(设计)参与教师科研或推广活动的比例由原来的不足20%达到了目前的70%。
该校还将学生参与实践创新活动纳入人才培养方案,推行“创新与技能8学分”制,即学生必须通过参加课外科技创新、科技竞赛、发明创造、科研训练、社会实践等活动修满8个学分方可顺利毕业。
为了更进一步激发大学生的实践创新热情,该校设立了大学生科技创新基金。从2007年开始,该校每年设立科技创新基金100万元,资助500个校内大学生创新实验计划项目。2007-2008年该校国家大学生创新性实验计划项目资助80项,获批教育部资助经费60万元,学校配套资助100万元,参与项目的学生人数为160人。2001-2006年期间共设立大学生科技创新项目651项,资助金额210万元;2003-2006年设立校内大学生创新性实验计划项目为397项,资助经费总额为54.9万元。这一措施的实施,有力地促进了学生创新能力的培养,2005年以来学生在公开刊物上发表科技研究论文700多篇。
实践教学改革与探索初步取得良好效果。如该校最近几年生物技术专业学生保送、考取中科院系统和综合性大学的比例稳步上升。2008年生物技术专业(不含基地班)45名学生具有保送研究生资格,创历史新高,占2005级生物技术专业学生总数(不含基地班)的34%;占该校生命科学学院保送学生总数的49.5%,占全校农理科保送生的9.6%,居农理科专业首位。2008年生物技术专业有2名学生被保送到浙江大学、中国协和医科大学,5名学生保送到中科院系统。生物技术保外学生占生命学院保外学生总数的63.6%,占全校农理科保外学生总数的43.8%,位居该校农理科专业第一。2008年生技052班考研率为90%,上研率为72.7%,其中985、211院校和重点科研单位占到91.6%。2006年生物技术专业本科生27篇,占该校生命科学学院本科生总数的55.1%。其中张军林同学以第一作者发表研究论文4篇,合作发表研究论文4篇。2007和2008年生物技术专业主持和参与“国家生命科学与技术人才培养基地科技创新项目”的学生占生命学院主持和参与学生总数的56%;主持项目数占生命学院主持项目的55.6%;系统的理论与实验体系和扎实的实验素质与技能使中科院及许多综合型大学的同行们感到难以置信,积极认可了该校学生的培养质量,从而使该校学生在名校学生云集的复试过程中脱颖而出。马庆林同学报考南开大学微生物学专业,初试排名十一,扎实的实验技能使其复试排名跃居第一。毕引歌同学报考上海交通大学药学院组织再生专业,初试排名第五,复试过程中她针对导师的提问对答如流,复试排名位居第一。李驰同学报考北京生物制品研究所免疫学专业,初试排名第六,由于她出色的表现,最终复试排名第二。
实施开放式实验教学,为学生科研与创新训练提供条件。各专业均建立了创新实验室,让学生利用业余时间带项目进行科学研究。西北农林科技大学制定了《教学实验室开放管理暂行办法》,明确了开放的内容和范围,按照协作、共享的原则,对全校各类教学实验室进行开放式管理,开放范围覆盖农学、理学、工学、管理学、经济学等不同学科。各实验室在不影响正常实验教学的情况下,为学生提供必要的实验场地、实验材料、仪器设备、实验技术支持、安全防护措施等,同时配备了一批业务素质高的实验队伍。实验室实行定时开放和预约开放,学生可根据实验内容自行确定时间并进行预约。同时,学校要求有条件的科研实验室也实行开放式管理,允许学生带项目、课题进入开展试验研究。通过实验室开放,实现了资源共享。
3.4 有效培养和增强学生的创业意识和创业能力。
创业实践模块是一种最能体现创业教育特点和性质的模块。通过设置针对性、操作行性极强的创业设计、企业运营的实践,来培养学生的创业意识和能力。西北农林科技大学利用“挑战杯”大学生课外科技学术作品竞赛的契机,开展创业计划竞赛活动,同时,利用该校产学研结合的办学模式以及科研和科技产业优势,聘请创业指导教师,加强产学研创新实践基地建设,将企业项目纳入人才培养过程,让学生直接参与企业生产,实现学习与创业结合,积极推动学生开展科研活动和创业活动。
3.5 构建“专家指导学生,学生指导农民”的新型实践教学机制。
西北农林科技大学是全国第一所由教学和科研单位合并的学校,学校具有独特的科研、科技推广与社会服务传统和资源优势,建立有白水苹果、闫良甜瓜、秦岭北麓(眉县)猕猴桃、西乡茶叶、安康水产、清涧红枣、山阳核桃板栗等9个科技推广试验示范站、50多个科技示范基地和36个专家科技推广大院。学校充分利用这一优势和特色,探索出了一条“专家指导学生、学生指导农民”的实践教学机制。通过积极与学校推广处、科研处合作,组织学生深入科研推广站、基地、大院,参与科研推广活动,使学生的实践教学与科研、科技推广活动紧密结合,让学生充分参与生产实际,解决生产过程中的实际问题,学生在专家的指导下进行实践,然后通过自己的实践再去指导农民和相关企业等。目前我校农科类专业的学生基本都能与学校的科研推广基地形成对口关系,形成了学生从知识、理论到实践再到生产的科学合理的实践教学体系。
一、民办高校园艺专业本科人才培养规格与定位
民办高校园艺专业培养德智体美全面发展,具备较完整的现代生物科学知识体系、较宽厚的园艺基本知识,掌握较熟练的基本技能,具有较强实践能力和创新精神,能在果树园艺、蔬菜园艺、观赏园艺、设施园艺等方向领域从事现代园艺技术推广、产业开发、经营管理及教学和科研等方面工作的园艺专业的高素质应用技术型人才。园艺专业注重“厚基础、重实践、宽口径”的应用型人才培养,主要培养具有基本知识和理论、熟练的基本技能、较强实践能力和创新精神的高素质园艺应用型人才。本专业的学生主要学习园艺学的基本理论、基本知识,接受园艺植物生产全过程、管理和科研方面的基本训练,掌握园艺植物生产、技术开发和推广、园艺企业经营管理方面的基本技能和从事相关专业领域工作的适应能力。毕业生应达到以下要求:
1.知识要求:熟悉农业生产、农村工作和与园艺生产相关的政策和法规;掌握植物学、植物生理学、植物生态学、植物遗传学、园艺学的基本理论和基本知识。
2.能力要求:掌握园艺场规划设计、园艺植物栽培、品种选育和良种繁育、病虫害防治、园艺产品贮藏加工等方面的技能;掌握科技文献检索、资料查询的基本方法,了解园艺生产和科学技术的发展趋势,具有较强的调查研究与决策、表达能力、科技创新能力和计算机应用能力;熟练掌握一门外语,能顺利阅读本专业的外文书刊。
3.素质要求:掌握科学锻炼身体的基本技能,达到国家规定的大学生体育和军事训练合格标准,具有健全的心理和健康的体魄。
4.主干学科与核心课程:主干学科为园艺学,核心课程有蔬菜栽培学总论、蔬菜栽培学各论、果树栽培学总论、果树栽培学各论、观赏园艺学、设施园艺学、果蔬贮藏加工学、园艺植物育种学、园艺植物病理学、园艺植物昆虫学。
5.课程结构及学分比例:课程结构及学分比例见表1。实践教学总学时为1348学时,占总学时的比例为48%。
二、“六位一体”实践教学体系的构建
(一)构建实践教学体系
园艺专业实践教学的总体目标是通过专业实践使学生掌握园艺作物的种类与分类、生长发育与调控、园区规划与管理、良种繁育与选种育种、设施栽培、采后处理、果园、菜园年工作历的制定等生产全过程,了解市场营销方面的初步知识。摒弃“黑板上种蔬菜、栽果树”的理论讲授,构建园艺专业“六位一体”实践教学体系(图1)。
园艺专业实践教学体系由课程实践体系、综合实训体系和毕业实践体系构成,重点体现在六个方面(六位一体),在时间跨度上大致是由低年级(1―2年级)向高年级(3―4年级)伸延,在实践的深度、广度和实际应用范围上也是由简单向复杂、综合发展,逐步形成由浅入深、由室内分析验证到生产实际应用,具有梯形结构的实践教学体系。
(二)课程实践体系的特点
1.课程实验中基础课实验有基础化学实验、计算机应用基础实验、植物学实验、化学实验等,在第1―3学期开设;专业基础课实验,有生化及分子生物学实验、农业气象学实验、植物生理学实验、农业微生物实验、遗传学实验和土壤肥料学实验,在第3―5学期开出;专业实验如园艺植物昆虫学、园艺植物病理学、生物统计及田间试验设计、园艺植物栽培学、园艺植物育种学、果蔬贮藏加工等课程的实验在第5―7学期开设;其他如设施农业、果树和蔬菜3个方向选修课则分别在第6―7学用开设。基础课实验主要是进行分析测试、以验证理论,掌握试验研究的基础知识和方法;专业基础和专业课实验的任务则是配合专业课,解决理论教学中的实践性问题,并逐步为综合运用奠定基础。
2.教?W实习包括植物学、农业气象学、土壤肥料学、园艺植物昆虫学和园艺植物病理学教学实习,在第2―5学期执行。集中在校内完成理论和实践课中季节性强的实习内容和参观调查,如进行病虫害情况调查、农业气象观测、园艺作物种类识别、物候期观察和教学标本制作。
3.园艺专业实践课是结合园艺作物生产特点而设置的一门实践技术课,集园艺学基本原理、基本知识与实践操作于一体,强调动手能力的培养。总学时240,在第3―7学期开出,内容包括果树、蔬菜、设施园艺的生产与经营,课程综合了基本技能和各项操作技术,三者有机融合,组成园艺作物生产基本技能的主体。
(三)生产实践体系的特点
生产实践体系包括实训课和实践课(包括社会实践)。实训课从大二开始每个学期80学时;实践课在第4―7学期进行,每个学期64学时。根据蔬菜、果树的生产季节安排学生在校内基地从事园艺作物的生产管理,对周边地区园艺作物的生产状况进行调查,参观科研、生产基地,开展园艺产品市场调查和分析。通过训练,较系统地掌握生产管理技术。
社会实践一般安排在2―3年级,主要是利用假期结合农村园艺作物的生产实际开展社会调查和科技咨询,应用所学理论知识和技术指导生产,解答园艺生产者提出的技术问题,了解农业发展和对专业技术的需求。
(四)毕业实践体系的特点
包括毕业实习和创业教育,安排在第6―8学期,根据社会对人才的需求特点,因人而异,力求毕业论文与经济建设和农村实际相结合,分类开展科学研究、生产实践调查总结、专题调查和示范推广。毕业实习在第8学期进行,时间8周,安排学生到科研单位从事试验研究,去生产基地从事实地生产和科技推广应用,熟悉园艺作物生产、采后处理、贮运加工和上市流通全过程,对学生进行全方位的强化训练,努力提高毕业学生综合运用的能力。
毕业论文要求全员进行,毕业实践则一部分到招聘单位锻炼,另一部分进入生产管理环节,实行“模拟承包制”,给学生分地块,让其自己种地、施肥和栽树,自己管理,明确责任和义务,承包到人、到组,放手让学生参与生产、管理和经营决策。按农业产业的特点,划分为三个模块,学生以其中一个模块为实习的主要内容,兼顾其他一个或两个。三个体系之间相互衔接,彼此协调;在时间跨度上由低年级向高年级延伸,在深度和广度上由简单向复杂,综合发展具有梯形结构的实践教学体系。
三、实践教学的层次性(阶段性)
第一层次(增强感性认识阶段):主要采取直观的教学方法组织教学,学生一进校就接触专业。内容上安排种类识别、基本农事操作,使其了解农作物的种类、生长发育过程、生产用具、园艺设施和园艺植物的生产过程。
关键词:浙江大学;内迁;遵义;经济现代化
抗战初期,我国高校向西南、西北等省进行了史无前例的“文化大迁移”。一时间,西部省份高校云集,文化教育达一时之盛。1940年,浙江大学内迁遵义后,竺可桢及浙大师生以“求是”为校训,百折不挠,克难攻坚,使浙江大学从一个只有3个学院的地方性大学,逐步发展成为拥有7个学院、10个研究所、30个学系的闻名中外的高等学府,并取得了许多世界水平的研究成果,被英国科学史家李约瑟赞誉为“东方剑桥”。同时,浙大内迁也使遵义获得了前所未有的现代文明、最具忧患意识与时代使命感的知识分子及意义深远的现代化因子,使遵义的政治、经济、教育文化和人民的思想观念发生了历史性变迁,促进遵义多层面的现代化向纵深发展,达到“以一千余师生竭尽知能当可有裨与黔省”[1](P.115)。本文以浙大内迁为楔入点,透视其对遵义经济现代化发展的影响,以求欠发达地区现代化发展的特殊规律。
一、浙江大学内迁与遵义新型农业的发展
浙大迁遵后,充分利用其较先进的科技、文化资源优势,结合遵义经济现状,坚持教学科研与生产实践相结合,对遵义进行了多层面、卓有成效的开发,促进了遵义新型农业经济的出现和发展。
1.自然地理环境研究为农业发展提供科学依据。战前的遵义,是以水稻种植为主的单一型农业经济,对土地的依存度很高。浙大内迁后,史地研究所师生在张其昀主任的带领下,完成《遵义新志》编写,旨在为指导社会实践服务,“张其昀和他的师生们到达了这一目的……各章的结论,基本都有使用价值,可以解决实际问题。土地利用的结论部分,完全是改善遵义农业耕作制度、提高农作物产量的建议,还有合理利用土地资源的具体措施”[2],《新志》特别重视地图测绘作用,其倡导与实践“将耕地、森林、荒地、道路、房屋的分布填绘成图,并加以解释和建议”的土地利用图绘制,在当时国内尚属首次。[3](P.41)同时,浙大师生也十分重视气象气候条件对农业生产影响的研究。在气象学家涂长望指导,在遵义老城协台坝子弹库建立了测候所,负责气象气候的日常观测。其中,1945级高材生史以恒利用观测资料研究著述了《遵义的气候》,发现遵义地区多夜雨的气候特征,为农作物品种的选配、地区分布起到了重要指导作用。
2.农作物良种化培育为新型农业发展提供重要支撑。浙大迁遵后,农学院师生积极开展农作物良种化的科研活动,并取得丰硕成果。农艺系育成水稻良种5个,使当地的良种增产10%以上;小麦良种2个,扩大小麦栽种面积,改变鸦片种植的严重情况;育成油菜良种1个;试验并推广水稻作为杂种势利用;密植栽培与棉花早熟品种栽培,受到农民欢迎。[3](P.221)园艺系试种洋葱、番茄、甜瓜成功,选育优良果树品种9个,其栽种的甘薯,比当地品种增加3―4倍。[4]( P.366)同时,病虫危害也是改良农作物品种的手段之一。浙江大学病虫害系蔡邦华教授主持的五倍子研究,陈鸿逵教授主持的除虫菊枯萎病研究等课题均取得突出成果,特别是五倍子寄虫研究,明确了我国五倍子寄虫有两种,而蚜虫种类达九种之多,这一成果在西南、两湖、广西、陕西普遍推广。[3](P.259)
3.经济作物推广为农产品商业化发展提供核心动力。一是蚕业发展。贵州囿于交通梗阻、环境闭塞、科学文化落后等因素制约,养蚕业显得很不景气。柞蚕丝是遵义的特产,但桑蚕的饲养量很少,其蚕业发展十分有限。浙大内迁后,将家蚕留种饲养和当地的柞蚕饲养法结合,养蚕业取得了较大丰收。通过对桑树品种选育、柘叶饲蚕的试验研究及相关的研究,提出了改进贵州省蚕业生产的初步设想。同时,还制成了一代杂种,并设想通过蚕业技术改革,架构一个专业集中养蚕网络,以期提高蚕业养殖经济价值的目的。尽管由于战后浙大返杭,这一设想未能实现,但却给贵州桑蚕业的发展注入了新活力。二是茶业兴起。湄潭县地处大娄山南麓,乌江北岸,气候温和,阳光充足,土地肥沃,为茶叶生长提供了良好的环境条件。1939年,中央农业实验所和中国茶叶公司曾在湄潭筹建实验茶场,湄潭茶业实现了一定发展。浙大迁遵后,浙大师生在对湄潭土壤、气候及茶业发展史进行深入研究的基础上,将栽培、采摘、加工等先进科技融入湄潭茶树种植,培育了湄江茶(原名湄潭龙井)新品牌。随着湄潭茶业的持续发展,已构成湄潭的支柱产业,成为农民增收的重要来源之一。三是刺梨利用。我国著名的农业生物化学家、营养学家和农业教育家罗登义先生随浙大迁遵后,在科学研究中发现野果刺梨富含维生素C和维生素丙,其中维生素丙很容易被人体吸收利用,可给率达70%,因此前后发表有关论文近10篇,受到科技界重视,使刺梨身价百倍,一跃而成为富含维生素丙的蔬果之王,刺梨也因此被谓为“罗登义果”。以刺梨为原料制成的系列食品和饮料,如今已远销中外各地。
二、浙江大学内迁与遵义现代工业的发展
前的贵州工业甚为落后,完全是一个封闭的农业社经济会,近代工业仅是稀罕的新兴事物。[5] ( P.8)浙大迁遵后,一边坚持教学工作不放松,一边结合当地的实际情况搞工业生产研究,推进了遵义现代工业的出现与发展。
1.柞蚕的研究培育间接推动了遵义丝织业的兴起。1939年底,中国蚕桑研究所在遵义成立,研究任务主要由浙大生物系承担,其培育的“华临白号”优良蚕种和出版的《中国蚕桑研究所汇报》,对黔北蚕桑事业的发展奠定了良好基础。浙大迁遵后,加强蚕桑育种、桑树栽培、柘叶养蚕等领域的研究实践,推动了遵义丝织业的发展。1939年10月,贵州丝织公司在遵义由贵州企业公司等合资10万设厂,主要推广贵州的柞蚕丝种(据载柞蚕丝织品是时制造飞机的重要原料),为缫丝、织绸、制种三类,是抗战时期贵州两大纺织工厂之一。[5] ( P.20)
2.五倍子的研究为遵义第二化工厂的成立奠定了科学基础。浙大农学院蔡邦华、唐觉两教授对五倍子的研究,促进了遵义倍酸的生产和遵义第二化工厂的成立。以五倍子为原料生产的工业没食子酸、医药用鞣酸、焦性没食子酸、试剂食子酸、试剂鞣酸和工业单宁酸等6个主要产品,全部实现优质化,并远销美国、日本、巴西及东南亚各国。
3.锰矿的勘定和开发直接推动了遵义锰矿企业的建立。锰是近代重要的国防资源,是新式合金钢炼制的必需原料。浙大在遵期间,史地系刘之远副教授进行了多次野外地质调查,于1941年春将团溪乡民发现的“土铁矿”样品送化工系化验,结果为优良锰矿,其后他在团溪发现多处锰矿资源,将之写成《遵义县团溪锰矿》,并于1946年5月在《贵州经济建设(月刊)》发表了《遵义团溪锰矿概述》,为团溪锰矿研究作了重要记述。[3](P.413)此后,重庆方面就近取材,在团溪成立采运处,重庆大渡口钢铁厂生产所需锰砂,全部采自遵义,对抗战时所需国防资源,乃一大贡献。[5](P.115)与此同时,团溪锰矿的发现还直接推动了遵义锰矿企业的建立。1950年遵义的锰矿企业(即遵义铁合金厂)建立,很快发展成为中国第一家专业生产战略金属钛合金的企业,其生产的金属锰是全国独家生产的短线产品,结束了中国当时必须全部进口金属锰和低中炭锰钢用于生产高级合金钢的历史。[3](P.40)同时,浙江遵义化工厂利用锰粉成功研制了针状高锰酸钾,填补了我国高锰酸钾生产的空白。
三、浙江大学内迁与遵义科技人才的培养
人才是经济发展的关键。浙江大学迁遵后,结合遵义地方经济发展需要,在“求是”精神的指导下,坚持科学研究与经济发展并重,为遵义培养了大量科技人才。
浙大在文理、工、化3学院的基础上,先后增设了师范学院、文科研究所史地学部、理科研究所数学部、工科研究所化工部、理科研究所生物学部、农科研究所经济部和法学院等,开设了国文、史地、数学、化学、物理、生物、电机、化工、土木、机械、农艺、园艺、农艺、病虫害、蚕桑、农业经济及财政金融等课程,加上研究生教育的发展及通过茶蚕职业学校、教师进修班、星期讲习所、贵州教师函授学校等职业教育、短期培训的方式,为遵义培养近百余人的科技人才。此外,还有以罗登义教授为代表的许多外地专家及学生战后长期留在贵州、遵义,构成了遵义经济现代化最根本的人才推动资源,为遵义经济发展与科技进步作了积极贡献。
“教育是打开现代化大门的锁匙,是促进社会改造的最好媒介”。[6]抗战时期,高等教育机构的内迁,“并非一种纯粹不幸之事。因为她们所迁之地,过去在文化上是未开发之区,科学知识观念的传播,有助于推动国家内地的现代化”[7]。浙江大学内迁遵义,正是竺可桢校长及他的浙大师生步阳明先生之后尘,以“竭尽知能当有裨于黔省”之勇气和精神,发挥其文化、科技之资源优势,对遵义进行多层面、卓有成效的开发与建设,推动了遵义经济现代化发展。
当然,我们不可否认,由于当时政治、军事等因素的制约,遵义经济现代化变迁呈现了突发性、暂时性、阶段性与不平衡性等历史性缺陷。但缺陷与局部仅属于历史、时代的,我们不能忽视战时遵义现代化发展这一特殊的历史性事件,更不能忽视浙大内迁在遵义经济现代化发展历史中所扮演的重要角色。浙江大学立足地方,立足遵义社会实际和产业特点,促进自身人才科技优势与遵义资源优势的有效结合,实现自身发展和当地发展,人民拥护爱戴的双重效果。抗战时期浙大内迁对遵义及对经济社会所产生的巨大、深远的影响,是应该值得今日国人在深入推进西部大开发、巧借外力实现加速发展加快转型推动跨越及推进社会现代化过程中去思考、总结和借鉴。
参考文献
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一、问题的提出
游戏,一般指游乐、玩耍等娱乐活动。游戏的英文有play、game或recreation等不同译法,由此可见人们对游戏的理解各有不同。根据《辞海》的定义,游戏是以直接获得为主要目的,且必须有主体参与互动的活动。在动物世界里,游戏是各种动物熟悉生存环境、彼此相互了解、习练竞争技能、进而获得生存权利的一种增长本领的活动。在人类社会中,游戏一方面保留上述特质,另一方面也被人类赋予了多种形式和功能。传统游戏对儿童身体机能的发展和心理健康(认知能力、道德品质、社会性发展、人格完善)具有重要的养成作用。但是新浪网2009年进行的一项面向家长的在线调查显示10.4%的孩子每周游戏时间少于5小时,他们游戏方式排名前三位的是:看动漫23.6%,和家长去亲子乐园玩17.1%,玩拼图15.8%。可见我国儿童游戏正呈现室内化、亲子化、桌面化特征,尽管游戏手段越来越“高科技”,但儿童活动时间越来越少、活动空间越来越小,游戏方式却越来越孤独,离大自然越来越远,从中获得的集体性、互体验和快乐感越来越少。与此同时,一些传统儿童游戏正在渐渐失传、消亡。
近年在非物质文化遗产研究热的同时,对其中传统民间游戏的研究则相对冷淡。文献检索发现,近年围绕游戏对于儿童成长意义研究在幼儿教育、小学教育和体育教育等领域探讨较多,“玩耍是孩子的天性。适当的玩耍不仅有利于孩子的身心健康、大脑发育,还有利于有效地开展学习生活”,“传统游戏对儿童身心的健康发展和健全人格的形成影响巨大”已成为共识。但关于传统民间游戏及其保护性开发的研究却较少,从旅游开发的视角探讨传统民间游戏传承的研究则几乎为空白。
笔者认为,传统儿童游戏形成于一定的地理环境和历史条件下,是社会发展的产物,是某个地区经济发展特点、生产生活方式、民间信仰、教育观念、审美习惯和社会风俗等文化特征的体现,是人类智慧的结晶,是记忆着历史进程和民族文化的珍贵遗产,不能任其衰落下去。
二、传统民间游戏与旅游
游戏与旅游均有一个“游”字。游的本意为优游、逍遥、无拘无束。游戏中的“游”强调游乐、嬉戏,旅游中的“游”则强调在异地旅行、游览,但二者“游”的方式和目的却是殊途同归,即均是在闲暇时进行的,为了获得快乐的休闲活动。可见游戏与旅游具有天然的联系。
与其它非物质文化遗产相比,传统民间游戏不仅具有原真性、本土性、活态性、可视性和地域性等共性,而且具有更好的观赏性、参与性、趣味性和娱乐性,同时还具有文化内涵的丰富性。这说明传统儿童游戏具备了旅游吸引物的基本特性。
国际上存在四大经典游戏理论:一是以德国诗人、哲学家席勒为代表的“剩余精力说”。认为游戏是“剩余生命的刺激”,并由此区分了不同的游戏形式:体质上的过剩主要导致体力上的游戏;审美上的过剩导致艺术的、戏剧的或象征性的游戏。二是拉扎勒斯的游戏“松弛说”。认为游戏源于能量不足而不是能量过剩。三是哲学家帕特里克的“娱乐理论”。认为游戏源于娱乐的需要。四是格罗斯的生活预备说,又称“本能练习说”,是早期最全面、最庞大的游戏理论。认为儿童期的存在就是为了有机体能够游戏,而游戏的存在是为了实践成人的活动。他还指出,儿童的游戏随发展而变化。首先是实验性游戏,它包括感觉训练游戏和运动训练游戏。其次是社会性游戏,它包括玩打仗和追逐(打闹性的游戏),以及模仿的、社会的和家庭的游戏(戏剧性的游戏)。实验性游戏的目的是帮助发展自我控制,社会性游戏为发展人际关系的目的服务。我国有史记载的游戏史可追溯至先秦时期,传统的游戏理论侧重于探求游戏的起源,主要有:生产劳动说、军事战争说、社会风俗说、文化交流说等。它与国外的游戏理论相互补充,帮助我们认识了游戏的社会历史的、生物学的和心理学的根源。上述理论的剩余生命刺激、松弛、娱乐、本能练习等游戏动机其实都反映在当代旅游动机中,并分别与旅游心理学中的补偿动机、逃避动机、审美动机与求知动机大致对应。生产劳动、军事战争、社会风俗、文化交流等起源又与乡村旅游、怀旧旅游、民风民俗和文化体验游具有千丝万缕的联系。
传统民间游戏的传承以往多通过口耳相传、风俗习惯、节庆活动以及教育的形式进行,传统旅游活动则多以观光游览为主,二者以往的结合并不紧密。随着时代的进步,旅游日益成为一种跨越时空的综合性的审美活动,旅游中的异域空间环境、集体活动情境有利于深化人们对传统游戏中所蕴涵的文化背景的认知,游戏中的参与性、体验性更是迎合了旅游者深度体验、注重参与和交流的需求。
因此,在上述旅游动机与传统民间游戏所蕴含着的旅游吸引力之间建立桥梁,将传统民间游戏中的旅游资源转化为旅游产品,当是旅游保护性开发的主要任务。
三、传统儿童游戏的基本类型
传统儿童游戏有许多种类,具体名称、内容、方式因游戏者的民族、年龄以及所处的地理环境和时代不同有所差异。较常见的有乌丙安先生的四分法:室内生活游戏、庭院活动游戏、助兴游戏、各类博戏;钟敬文先生的三分法:智能游戏、体能游戏及智能与体能结合的游戏。笔者认为,按照游戏的旅游功能,传统儿童游戏可以分为三大类:
一是观赏性游戏。主要指那些体能活动较多、动作幅度较大、具有一定竞技性、便于观看欣赏的游戏。如放风筝、抖空竹、打陀螺、滚铁环,跳竹竿、跳长绳、斗鸡,等等。这类游戏适合在旅游景区、旅游节庆活动中作为表演项目展示。
二是体验性游戏。主要指那些游戏过程娱乐性、趣味性或挑战性较强,能够吸引游客参与、体验的游戏,比如体验社会角色的过家家、堆积木、拍洋片,体验生产劳动或军事活动的如斗百草、斗蟋蟀、骑马马、打弹弓、丢沙包、抓子儿、捉迷藏、跳房子、石头剪刀布,以及诸如翻绳、折纸、七巧板、九连环、拼图、下棋、打牌等益智游戏。这类游戏可以排解旅途的疲劳和单调,具有活跃气氛、增强团队凝聚力、丰富旅游体验的作用,适合在旅途中开展。
三是综合性游戏。兼具上述两种功能的游戏,如找朋友、老鹰抓小鸡、拔河等。
显然,那些适宜户外开展的、参与性与观赏 性较强的游戏,其旅游价值相对较高。
趣味性、快乐性、互动性、参与性是游戏的基本特性,竞技性、集体性、娱乐的大众性则是其附属特性。上述特性与旅游的求新、求异、求奇、求美、求乐等动机追求相吻合,赋予了传统儿童游戏良好的旅游开发前景。
四、传统儿童游戏的旅游开发策略
(一)重视价值,建立校旅合作机制
真正的、纯粹的游戏是文明的主要基础之一。在我国,游戏一直是人类生活不可缺少的组成部分,参与着人类生活机制的调节,并影响着人们的道德观念、行为准则、审美趣味乃至思维方式,是一种具有丰富内容的文化形态。传统游戏对青少年的教育作用是任何高档玩具、电子游戏都取代不了的。学校、家庭和社会应该创造条件让更多的传统游戏回归,让孩子们在这些游戏中体验快乐,感受成长的乐趣。
必须加强对传统儿童游戏的文化、教育、旅游价值的重视,着手调查、搜集、整理,并在保护中发展创新。地方政府要像保护其它非物质文化遗产那样,将传统民间游戏的保护与传承纳入工作范畴。旅游管理部门要善于借助政府的力量统筹规划,获得文化、体育、财政、城乡建设等相关部门的支持。建立旅游景区与中小学校、行走学校、青少年培训机构、儿童医院、心理咨询与诊疗中心、夏令营等组织机构之间的合作机制,针对青少年成长中的问题或旅游需求,协作开发。
(二)因势利导,因地制宜,与时俱进,开发适宜的旅游产品
1、因势利导
传统儿童游戏一般并不是核心旅游吸引物,主要起着增加旅游产品的附加价值的作用。需要注意寻找与核心吸引物、主体吸引物之间的关系,适当借力,适时运用,使二者相得益彰。如结合民间节庆活动,适时开展元宵节赏花灯、清明节踏青放风筝、端午节小布虎、小葫芦驱邪、中元节(农历七月十五)放莲花灯普渡众生等游戏。此外,还要结合不同景区的特色开发不同类型的儿童游戏,如迪斯尼乐园、博物馆、科技馆、环球影城、野生动物园、海底世界、蝴蝶馆、美食场所、溜冰场等都是孩子们比较喜爱的景区,可结合它们各自侧重童话世界、科普知识、动物天地、美食、运动等不同的景区特色分别开漫趣味型、求索益智型、体能运动型、感官享受型、共享合作型等不同类型的游戏。
2、因地制宜
游戏起源于生产劳动、军事活动、社会风俗、文化交流,它们具有鲜明的地域特色。如盛产竹子的南方多使用竹制的玩具或器具进行游戏,抖空竹、跳竹竿、竹水车等,而黄土高原地区则以泥、陶玩具较多。同样是抓子,农耕发达地区的“子”多以棉布缝制成小袋子,并内盛黄豆、绿豆等种子而制成;临河地区的袋子里则多装小石子;而牧区的“子”则多直接用兽骨来取代了。因此,旅游开发中需要注意因地制宜,从游戏内容、道具、场地等方面,体现地域特色。
3、与时俱进
历史经验告诉我们,我国凡是经济繁荣时期,“娱乐”游戏观就会占上风,民间游戏也相应趋向通俗化、商业化以及教化的世俗化。上述规律一方面要求我们,在游戏的旅游开发中不能墨守成规,要及时更新理念,融入时代元素,增强时效性。为了增强传统游戏的趣味性和旅游吸引力,应该允许从旅游心理需求出发,在开发中进行适当的改编和创新。主要方式有:(1)用现代生活场景创设游戏情境和游戏空间(比如用在火锅中捞菜代替传统的渔网捞鱼游戏,用游客选择客房类型代替抢地盘游戏)。(2)根据游客类型和承受能力确定游戏的挑战性、竞争性和变化性。(3)将现代游戏与传统游戏结合起来,如将斗百草与野外生存训练、将捉迷藏、丢手绢与定向运动相结合。另一方面,我们还要注意青少年心理的稚嫩性、敏感性和脆弱性,把握分寸,汲取精华,剔除糟粕,避免低俗化。
(三)细分市场,体现差异
游戏是儿童的天性。传统儿童游戏在青少年教育中具有多种功效,因此,修学旅游中的儿童游戏开发可以分为以下几种情形:
1、面向广大青少年的户外活动游戏
结合学校素质教育、第二课堂等活动的开展,将传统儿童游戏与春游、秋游、野营等集体户外活动整合开发,侧重突出知识性、趣味性、团体性。通过真实世界的户外游戏活动,使孩子们体验在阳光下、在运动中亲近大自然的快乐,帮助他们摆脱长期独自活动,沉浸于电脑、电视、网络虚幻世界的影响,引导他们在游戏中体验独生子女难得的兄弟姐妹般的亲情,提高人际交往能力,增强集体意识和合作精神,克服自私、冷漠、缺乏关爱与合作意识等问题。
2、针对部分疾患儿童的治疗性游戏
目前我国青少年的肥胖症和心理疾病发病率均呈逐年上升趋势,其中因缺乏体能运动、缺乏游戏而导致过度紧张、焦虑,或因不当游戏而沉溺于网络世界是主要原因之一。而通过适当的传统游戏、体能运动游戏、健康游戏来治疗肥胖症、多动症、自闭症、抑郁症、社交困难、网络成瘾等问题,也是目前发展态势良好的新型治疗途径。因此,那些自然环境保护良好、风景优美、具备疗养条件的旅游景区可与医疗机构积极配合,通过开发适宜的游戏旅游产品,建立游戏旅游诊疗基地,帮助上述患儿进行诊疗与康复训练,并使他们在游戏中获得认同感和自信心,在游戏的愉快体验中促进身心健康。
3、面向部分特殊爱好和需求的特色游戏
针对青少年中那些具备一定爱好和特长,对生物学、气象学、野外观测、户外拓展、山地自行车、极限运动等具有特殊喜好的青少年,可将传统儿童游戏与现代运动休闲方式结合起来,开发具有强智能、多体能、高挑战性的特色游戏。帮助他们在这类游戏中增长知识,拓展视野,实现一定目标,获得成就感,并在体验游戏规则与个体自由的辩证关系中,感悟人生哲理。
(四)优化专业设置,加强人才培养
当前我国对游戏开发的研究多见于网络游戏,传统游戏则少人问津。我国高校专业设置中,传统民间游戏多赋存于民俗学,同时其它专业也有涉及,如体育专业中关于游戏方式的探讨,汉语言文学中对游戏故事及其象征意义的讨论,艺术专业中对游戏形象设计的研究等,但尚没有形成独立的体系。这种现状势必影响我国传统民间游戏的保护与传承。应从优化高校专业设置着手,加强传统民间游戏研发专门人才的培养。现阶段可以在民俗学、旅游学、休闲学、体育学等专业中划分出专门方向,开设传统民间游戏开发设计有关课程。
五、鄂西生态文化旅游圈传统儿童游戏旅游开发的具体途径
鄂西生态文化旅游圈包括位于湖北西部的襄阳、荆州、宜昌、十堰、荆门、随州、恩施、神农架等8个市州(林区),拥有神农架、长江三峡、恩施大峡谷、三峡大坝和丹江口水库等驰名中外的自然保护区、风景名胜区、世界水利工程奇观,是全国重要的生态功能区。拥有2个世界文化遗产、9个国家级自然保护区、35个国家非物质文化遗产,地域民俗独特,生态文化旅游资源十分丰富。该地区传统民间游戏十分丰富,融汇了荆楚文化、巴土
文化、三国文化和佛道巫宗教文化的特色。1990年代中期曾经有两首儿歌《雀尕飞》和《推磨歌》从宜昌诞生,一时间传遍大江南北,就是在当地十分流行的幼儿游戏的基础上改编而成的。
因此,鄂西生态文化旅游圈传统儿童游戏的旅游开发必须在保持其本真性的同时,借助传统游戏良好的文化内涵及其拓展性和延伸性,注意发掘地方特色元素来进行。主要途径有:
(一)景观化途径
将某些传统民间游戏活动的角色、场景转化为雕塑、园林构景小品等旅游景观或建设主题街区。如拍洋画、斗百草、堆沙雕、下五子棋等造型,“鬼捉人’、滚铁环等群像雕塑,跳房子游戏中虚拟的“房子”,等等。
(二)体验化途径
从民间游戏的起源或内涵出发,开发出深度体验的产品。如将打弹弓、转城门、叫阵游戏(“我们要求一个人’)与投掷、射箭、攻城、攻阵等古代军事活动结合起来开发系列军事旅游产品。
(三)线路化途径
以游戏在文化交流中传播的路径为线索,将分散在各个地区的儿童游戏按照一定主题、类型进行串联,设计旅游线路。
(四)商品化途径
将民间游戏中所使用的道具、器材,开发为旅游商品。如具有鄂西地域特色的蝴蝶风筝、关羽的刀、张飞的黑面具、橘皮弹弓、“兔儿泥”棋子、三峡石七巧板、杏仁做的哨子、不同形状的陀螺、以及草、藤、木、竹、石、陶、泥、布、纸、种子、毛皮、兽骨、贝壳等就地取材制作的乡土玩具。此外,也可发掘传统儿童游戏中的益智性、健身性、趣味性、象征性因素,开发设计新的旅游商品。
我国正步入休闲旅游时代,修学旅游、家庭旅游、亲子旅游、体育健身旅游正在蓬勃发展,随着旅游者自身素质的不断提高,在旅游中追求文化目标的动机也将不断增强,传统民间游戏的旅游价值还将得到进一步彰显。如果说旅游开发是一种利用性保护,那么从长远看,还应加强、传统民间游戏的研究性保护。如何将游戏活动设计得内涵深刻、形式活跃、规则合理、程序巧妙,将游戏空间创设得自然、古朴、奇幻、神圣、充满情趣,并便于组织操作,与旅游活动有机衔接,使游客在游戏中有所领悟、体验丰富,是传统民间游戏理论研究与实践努力的方向。
[参考文献]
[1]付海燕,刍议传统游戏的消逝与儿童身心发展fJ],科技信息,2009,(17).
[2]新浪亲子中心[EB].http://baby.sina.com.cn/diaocha/chuantongyouxi/.
[3]酉杰峰,传统游戏的开发策略及思路[J]。学术论坛,2009,(11).
[4]乌丙安,中国民俗学[M],辽宁大学出版社,1985,373.
[5]王健,非物质文化遗产与旅游的不解之缘[J],旅游学刊,2010,25(4).
[6]钟敬文主编,民俗学概论[M],上海文艺出版社,1998,66.
[7]张园园,传统游戏(非物质文化遗产)现实空间的保护和利用研究[D],西安建筑科技大学硕士学位论文,2008:6-7.
[8]齐爽,民俗学视野下的民间玩具研究-以北京地区为例[D],中央民族大学硕士学位论文,2006,6-7.
[9](荷)胡伊青加著,成穷译,人:游戏者,对文化中游戏因素的研究[M],贵州人民出版社,1998:7.
[10]传统游戏:让快乐如此简单[N],石家庄日报,2009,3,23.
一、问题的提出
游戏,一般指游乐、玩耍等娱乐活动。游戏的英文有play、game或recreation等不同译法,由此可见人们对游戏的理解各有不同。根据《辞海》的定义,游戏是以直接获得为主要目的,且必须有主体参与互动的活动。在动物世界里,游戏是各种动物熟悉生存环境、彼此相互了解、习练竞争技能、进而获得生存权利的一种增长本领的活动。在人类社会中,游戏一方面保留上述特质,另一方面也被人类赋予了多种形式和功能。传统游戏对儿童身体机能的发展和心理健康(认知能力、道德品质、社会性发展、人格完善)具有重要的养成作用。但是新浪网2009年进行的一项面向家长的在线调查显示10.4%的孩子每周游戏时间少于5小时,他们游戏方式排名前三位的是:看动漫23.6%,和家长去亲子乐园玩17.1%,玩拼图15.8%。可见我国儿童游戏正呈现室内化、亲子化、桌面化特征,尽管游戏手段越来越“高科技”,但儿童活动时间越来越少、活动空间越来越小,游戏方式却越来越孤独,离大自然越来越远,从中获得的集体性、互体验和快乐感越来越少。与此同时,一些传统儿童游戏正在渐渐失传、消亡。
近年在非物质文化遗产研究热的同时,对其中传统民间游戏的研究则相对冷淡。文献检索发现,近年围绕游戏对于儿童成长意义研究在幼儿教育、小学教育和体育教育等领域探讨较多,“玩耍是孩子的天性。适当的玩耍不仅有利于孩子的身心健康、大脑发育,还有利于有效地开展学习生活”,“传统游戏对儿童身心的健康发展和健全人格的形成影响巨大”已成为共识。但关于传统民间游戏及其保护性开发的研究却较少,从旅游开发的视角探讨传统民间游戏传承的研究则几乎为空白。
笔者认为,传统儿童游戏形成于一定的地理环境和历史条件下,是社会发展的产物,是某个地区经济发展特点、生产生活方式、民间信仰、教育观念、审美习惯和社会风俗等文化特征的体现,是人类智慧的结晶,是记忆着历史进程和民族文化的珍贵遗产,不能任其衰落下去。
二、传统民间游戏与旅游
游戏与旅游均有一个“游”字。游的本意为优游、逍遥、无拘无束。游戏中的“游”强调游乐、嬉戏,旅游中的“游”则强调在异地旅行、游览,但二者“游”的方式和目的却是殊途同归,即均是在闲暇时进行的,为了获得快乐的休闲活动。可见游戏与旅游具有天然的联系。
与其它非物质文化遗产相比,传统民间游戏不仅具有原真性、本土性、活态性、可视性和地域性等共性,而且具有更好的观赏性、参与性、趣味性和娱乐性,同时还具有文化内涵的丰富性。这说明传统儿童游戏具备了旅游吸引物的基本特性。
国际上存在四大经典游戏理论:一是以德国诗人、哲学家席勒为代表的“剩余精力说”。认为游戏是“剩余生命的刺激”,并由此区分了不同的游戏形式:体质上的过剩主要导致体力上的游戏;审美上的过剩导致艺术的、戏剧的或象征性的游戏。二是拉扎勒斯的游戏“松弛说”。认为游戏源于能量不足而不是能量过剩。三是哲学家帕特里克的“娱乐理论”。认为游戏源于娱乐的需要。四是格罗斯的生活预备说,又称“本能练习说”,是早期最全面、最庞大的游戏理论。认为儿童期的存在就是为了有机体能够游戏,而游戏的存在是为了实践成人的活动。他还指出,儿童的游戏随发展而变化。首先是实验性游戏,它包括感觉训练游戏和运动训练游戏。其次是社会性游戏,它包括玩打仗和追逐(打闹性的游戏),以及模仿的、社会的和家庭的游戏(戏剧性的游戏)。实验性游戏的目的是帮助发展自我控制,社会性游戏为发展人际关系的目的服务。我国有史记载的游戏史可追溯至先秦时期,传统的游戏理论侧重于探求游戏的起源,主要有:生产劳动说、军事战争说、社会风俗说、文化交流说等。它与国外的游戏理论相互补充,帮助我们认识了游戏的社会历史的、生物学的和心理学的根源。上述理论的剩余生命刺激、松弛、娱乐、本能练习等游戏动机其实都反映在当代旅游动机中,并分别与旅游心理学中的补偿动机、逃避动机、审美动机与求知动机大致对应。生产劳动、军事战争、社会风俗、文化交流等起源又与乡村旅游、怀旧旅游、民风民俗和文化体验游具有千丝万缕的联系。
传统民间游戏的传承以往多通过口耳相传、风俗习惯、节庆活动以及教育的形式进行,传统旅游活动则多以观光游览为主,二者以往的结合并不紧密。随着时代的进步,旅游日益成为一种跨越时空的综合性的审美活动,旅游中的异域空间环境、集体活动情境有利于深化人们对传统游戏中所蕴涵的文化背景的认知,游戏中的参与性、体验性更是迎合了旅游者深度体验、注重参与和交流的需求。
因此,在上述旅游动机与传统民间游戏所蕴含着的旅游吸引力之间建立桥梁,将传统民间游戏中的旅游资源转化为旅游产品,当是旅游保护性开发的主要任务。
三、传统儿童游戏的基本类型
传统儿童游戏有许多种类,具体名称、内容、方式因游戏者的民族、年龄以及所处的地理环境和时代不同有所差异。较常见的有乌丙安先生的四分法:室内生活游戏、庭院活动游戏、助兴游戏、各类博戏;钟敬文先生的三分法:智能游戏、体能游戏及智能与体能结合的游戏。笔者认为,按照游戏的旅游功能,传统儿童游戏可以分为三大类:
一是观赏性游戏。主要指那些体能活动较多、动作幅度较大、具有一定竞技性、便于观看欣赏的游戏。如放风筝、抖空竹、打陀螺、滚铁环,跳竹竿、跳长绳、斗鸡,等等。这类游戏适合在旅游景区、旅游节庆活动中作为表演项目展示。
二是体验性游戏。主要指那些游戏过程娱乐性、趣味性或挑战性较强,能够吸引游客参与、体验的游戏,比如体验社会角色的过家家、堆积木、拍洋片,体验生产劳动或军事活动的如斗百草、斗蟋蟀、骑马马、打弹弓、丢沙包、抓子儿、捉迷藏、跳房子、石头剪刀布,以及诸如翻绳、折纸、七巧板、九连环、拼图、下棋、打牌等益智游戏。这类游戏可以排解旅途的疲劳和单调,具有活跃气氛、增强团队凝聚力、丰富旅游体验的作用,适合在旅途中开展。
三是综合性游戏。兼具上述两种功能的游戏,如找朋友、老鹰抓小鸡、拔河等。
显然,那些适宜户外开展的、参与性与观赏
性较强的游戏,其旅游价值相对较高。
趣味性、快乐性、互动性、参与性是游戏的基本特性,竞技性、集体性、娱乐的大众性则是其附属特性。上述特性与旅游的求新、求异、求奇、求美、求乐等动机追求相吻合,赋予了传统儿童游戏良好的旅游开发前景。
四、传统儿童游戏的旅游开发策略
(一)重视价值,建立校旅合作机制
真正的、纯粹的游戏是文明的主要基础之一。在我国,游戏一直是人类生活不可缺少的组成部分,参与着人类生活机制的调节,并影响着人们的道德观念、行为准则、审美趣味乃至思维方式,是一种具有丰富内容的文化形态。传统游戏对青少年的教育作用是任何高档玩具、电子游戏都取代不了的。学校、家庭和社会应该创造条件让更多的传统游戏回归,让孩子们在这些游戏中体验快乐,感受成长的乐趣。
必须加强对传统儿童游戏的文化、教育、旅游价值的重视,着手调查、搜集、整理,并在保护中发展创新。地方政府要像保护其它非物质文化遗产那样,将传统民间游戏的保护与传承纳入工作范畴。旅游管理部门要善于借助政府的力量统筹规划,获得文化、体育、财政、城乡建设等相关部门的支持。建立旅游景区与中小学校、行走学校、青少年培训机构、儿童医院、心理咨询与诊疗中心、夏令营等组织机构之间的合作机制,针对青少年成长中的问题或旅游需求,协作开发。
(二)因势利导,因地制宜,与时俱进,开发适宜的旅游产品
1、因势利导
传统儿童游戏一般并不是核心旅游吸引物,主要起着增加旅游产品的附加价值的作用。需要注意寻找与核心吸引物、主体吸引物之间的关系,适当借力,适时运用,使二者相得益彰。如结合民间节庆活动,适时开展元宵节赏花灯、清明节踏青放风筝、端午节小布虎、小葫芦驱邪、中元节(农历七月十五)放莲花灯普渡众生等游戏。此外,还要结合不同景区的特色开发不同类型的儿童游戏,如迪斯尼乐园、博物馆、科技馆、环球影城、野生动物园、海底世界、蝴蝶馆、美食场所、溜冰场等都是孩子们比较喜爱的景区,可结合它们各自侧重童话世界、科普知识、动物天地、美食、运动等不同的景区特色分别开漫趣味型、求索益智型、体能运动型、感官享受型、共享合作型等不同类型的游戏。
2、因地制宜
游戏起源于生产劳动、军事活动、社会风俗、文化交流,它们具有鲜明的地域特色。如盛产竹子的南方多使用竹制的玩具或器具进行游戏,抖空竹、跳竹竿、竹水车等,而黄土高原地区则以泥、陶玩具较多。同样是抓子,农耕发达地区的“子”多以棉布缝制成小袋子,并内盛黄豆、绿豆等种子而制成;临河地区的袋子里则多装小石子;而牧区的“子”则多直接用兽骨来取代了。因此,旅游开发中需要注意因地制宜,从游戏内容、道具、场地等方面,体现地域特色。
3、与时俱进
历史经验告诉我们,我国凡是经济繁荣时期,“娱乐”游戏观就会占上风,民间游戏也相应趋向通俗化、商业化以及教化的世俗化。上述规律一方面要求我们,在游戏的旅游开发中不能墨守成规,要及时更新理念,融入时代元素,增强时效性。为了增强传统游戏的趣味性和旅游吸引力,应该允许从旅游心理需求出发,在开发中进行适当的改编和创新。主要方式有:(1)用现代生活场景创设游戏情境和游戏空间(比如用在火锅中捞菜代替传统的渔网捞鱼游戏,用游客选择客房类型代替抢地盘游戏)。(2)根据游客类型和承受能力确定游戏的挑战性、竞争性和变化性。(3)将现代游戏与传统游戏结合起来,如将斗百草与野外生存训练、将捉迷藏、丢手绢与定向运动相结合。另一方面,我们还要注意青少年心理的稚嫩性、敏感性和脆弱性,把握分寸,汲取精华,剔除糟粕,避免低俗化。
(三)细分市场,体现差异
游戏是儿童的天性。传统儿童游戏在青少年教育中具有多种功效,因此,修学旅游中的儿童游戏开发可以分为以下几种情形:
1、面向广大青少年的户外活动游戏
结合学校素质教育、第二课堂等活动的开展,将传统儿童游戏与春游、秋游、野营等集体户外活动整合开发,侧重突出知识性、趣味性、团体性。通过真实世界的户外游戏活动,使孩子们体验在阳光下、在运动中亲近大自然的快乐,帮助他们摆脱长期独自活动,沉浸于电脑、电视、网络虚幻世界的影响,引导他们在游戏中体验独生子女难得的兄弟姐妹般的亲情,提高人际交往能力,增强集体意识和合作精神,克服自私、冷漠、缺乏关爱与合作意识等问题。
2、针对部分疾患儿童的治疗性游戏
目前我国青少年的肥胖症和心理疾病发病率均呈逐年上升趋势,其中因缺乏体能运动、缺乏游戏而导致过度紧张、焦虑,或因不当游戏而沉溺于网络世界是主要原因之一。而通过适当的传统游戏、体能运动游戏、健康游戏来治疗肥胖症、多动症、自闭症、抑郁症、社交困难、网络成瘾等问题,也是目前发展态势良好的新型治疗途径。因此,那些自然环境保护良好、风景优美、具备疗养条件的旅游景区可与医疗机构积极配合,通过开发适宜的游戏旅游产品,建立游戏旅游诊疗基地,帮助上述患儿进行诊疗与康复训练,并使他们在游戏中获得认同感和自信心,在游戏的愉快体验中促进身心健康。
3、面向部分特殊爱好和需求的特色游戏
针对青少年中那些具备一定爱好和特长,对生物学、气象学、野外观测、户外拓展、山地自行车、极限运动等具有特殊喜好的青少年,可将传统儿童游戏与现代运动休闲方式结合起来,开发具有强智能、多体能、高挑战性的特色游戏。帮助他们在这类游戏中增长知识,拓展视野,实现一定目标,获得成就感,并在体验游戏规则与个体自由的辩证关系中,感悟人生哲理。
(四)优化专业设置,加强人才培养
当前我国对游戏开发的研究多见于网络游戏,传统游戏则少人问津。我国高校专业设置中,传统民间游戏多赋存于民俗学,同时其它专业也有涉及,如体育专业中关于游戏方式的探讨,汉语言文学中对游戏故事及其象征意义的讨论,艺术专业中对游戏形象设计的研究等,但尚没有形成独立的体系。这种现状势必影响我国传统民间游戏的保护与传承。应从优化高校专业设置着手,加强传统民间游戏研发专门人才的培养。现阶段可以在民俗学、旅游学、休闲学、体育学等专业中划分出专门方向,开设传统民间游戏开发设计有关课程。
五、鄂西生态文化旅游圈传统儿童游戏旅游开发的具体途径
鄂西生态文化旅游圈包括位于湖北西部的襄阳、荆州、宜昌、十堰、荆门、随州、恩施、神农架等8个市州(林区),拥有神农架、长江三峡、恩施大峡谷、三峡大坝和丹江口水库等驰名中外的自然保护区、风景名胜区、世界水利工程奇观,是全国重要的生态功能区。拥有2个世界文化遗产、9个国家级自然保护区、35个国家非物质文化遗产,地域民俗独特,生态文化旅游资源十分丰富。该地区传统民间游戏十分丰富,融汇了荆楚文化、巴土
文化、三国文化和佛道巫宗教文化的特色。1990年代中期曾经有两首儿歌《雀尕飞》和《推磨歌》从宜昌诞生,一时间传遍大江南北,就是在当地十分流行的幼儿游戏的基础上改编而成的。
因此,鄂西生态文化旅游圈传统儿童游戏的旅游开发必须在保持其本真性的同时,借助传统游戏良好的文化内涵及其拓展性和延伸性,注意发掘地方特色元素来进行。主要途径有:
(一)景观化途径
将某些传统民间游戏活动的角色、场景转化为雕塑、园林构景小品等旅游景观或建设主题街区。如拍洋画、斗百草、堆沙雕、下五子棋等造型,“鬼捉人’、滚铁环等群像雕塑,跳房子游戏中虚拟的“房子”,等等。
(二)体验化途径
从民间游戏的起源或内涵出发,开发出深度体验的产品。如将打弹弓、转城门、叫阵游戏(“我们要求一个人’)与投掷、射箭、攻城、攻阵等古代军事活动结合起来开发系列军事旅游产品。
(三)线路化途径
以游戏在文化交流中传播的路径为线索,将分散在各个地区的儿童游戏按照一定主题、类型进行串联,设计旅游线路。
(四)商品化途径
将民间游戏中所使用的道具、器材,开发为旅游商品。如具有鄂西地域特色的蝴蝶风筝、关羽的刀、张飞的黑面具、橘皮弹弓、“兔儿泥”棋子、三峡石七巧板、杏仁做的哨子、不同形状的陀螺、以及草、藤、木、竹、石、陶、泥、布、纸、种子、毛皮、兽骨、贝壳等就地取材制作的乡土玩具。此外,也可发掘传统儿童游戏中的益智性、健身性、趣味性、象征性因素,开发设计新的旅游商品。
我国正步入休闲旅游时代,修学旅游、家庭旅游、亲子旅游、体育健身旅游正在蓬勃发展,随着旅游者自身素质的不断提高,在旅游中追求文化目标的动机也将不断增强,传统民间游戏的旅游价值还将得到进一步彰显。如果说旅游开发是一种利用性保护,那么从长远看,还应加强、传统民间游戏的研究性保护。如何将游戏活动设计得内涵深刻、形式活跃、规则合理、程序巧妙,将游戏空间创设得自然、古朴、奇幻、神圣、充满情趣,并便于组织操作,与旅游活动有机衔接,使游客在游戏中有所领悟、体验丰富,是传统民间游戏理论研究与实践努力的方向。
[参考文献]
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[2]新浪亲子中心[eb].http://baby.sina.com.cn/diaocha/chuantongyouxi/.
[3]酉杰峰,传统游戏的开发策略及思路[j]。学术论坛,2009,(11).
[4]乌丙安,中国民俗学[m],辽宁大学出版社,1985,373.
[5]王健,非物质文化遗产与旅游的不解之缘[j],旅游学刊,2010,25(4).
[6]钟敬文主编,民俗学概论[m],上海文艺出版社,1998,66.
[7]张园园,传统游戏(非物质文化遗产)现实空间的保护和利用研究[d],西安建筑科技大学硕士学位论文,2008:6-7.
[8]齐爽,民俗学视野下的民间玩具研究-以北京地区为例[d],中央民族大学硕士学位论文,2006,6-7.
[9](荷)胡伊青加著,成穷译,人:游戏者,对文化中游戏因素的研究[m],贵州人民出版社,1998:7.
[10]传统游戏:让快乐如此简单[n],石家庄日报,2009,3,23.
人本时代的到来
大量资料表明,美国的道德水平1965年开始迅速下滑,直到90年代中期开始回升。西方各国大致也走过了同样的道路。⑴美国的信息社会开始于60年代,从此开始了新生的信息社会与旧有的工业社会相重叠的发展过程,这个交替时期到了90年代中期出现了重大转折,新经济开始涌现,并带动了经济长达十多年的高速增长。虽然2000年第二季度美国纳斯达克股市开始崩溃,美国经济也在以后的时间里开始下滑,但是,作为新的生产方式的新经济并没有终结,新经济正在混乱中重整旗鼓并将迅速发展。
从60年代信息社会的到来到90年代新经济的出现,是由工业社会向信息社会转折的时期,社会大转型带来了道德的大混乱。信息社会的到来把发展转移到了主要依靠知识以及掌握知识的人的基础之上了,新经济时代的到来使人才在发展中的意义更是爆发式地提高。这种现象的出现首先是由于技术的巨大进步。技术的巨大进步,以类似于加速度的方式大大提高了经济和社会发展速度,使得发展环境瞬息万变,极不稳定⑵。这种新的环境必然要求极高的应变能力、创造能力和决策能力。这是比技术能力更为关键的能力。据报道,“信息时代公司的市场价值约有90%是由专利、软件和雇员的聪明才智组成的”,于是“以人为经营的基幢的企业管理理念进一步被确认,善待人的道德也就成为企业内外的发展和竞争之源。与此同时,在教育、物质、医疗以及军事等等领域个人化发展趋势十分明显。这一切都说明人的社会地位迅速提高,人的精神、人的本质的空前挺立。有的论者认为,这种发展趋势将动摇资本主义的基础,并使企业这一固定的“容器”失去必要性。⑶
新经济具有3个特征:一是在网络整合之下高新技术是新经济的依托;二是人的思想观念、应变能力、创造能力以及决策能力是新经济的灵魂;三是充分自由的社会环境和充分的个性解放是新经济得以生存和发展的必要条件。但这只是具有历史发展总体的意义,而在具体的发展和管理中,劳动力总是受制于掌握了生产资料的人,这说明人是受制于物的。但由于知识经济时代的到来,目前不仅在历史总体上而且已经在具体的发展和管理中把人的因素提到了决定性的地位。新经济时代的到来,使得主体得到充分的张扬。现在历史正在提供一种这样的可能性:人受制于物的历史将要结束,人本时代已经到来。这是一个从来没有的人类历史的伟大革命,它将解构阶级和资本主义的基矗伴随这场革命的是观念以及道德的巨大革命,“道德已经成为竞争的源泉”。这种革命使社会正在向互相依存共同发展的文化社会发展。⑷
新的媒体大革命与新的文艺复兴
中世纪末在欧洲发生了伟大的文艺复兴运动,开辟了世界史上的一直影响到今天的伟大时代。这是一场包括经济、政治、文化社会各个领域的全面的革命。但是在这场大革命中,以罗马教皇为中心旧专制势力构成了革命的极大障碍,特别是在欧洲的中部和北部,更是如此。这时欧洲的媒体用于书写的是牛皮和羊皮,价格极贵,很难普及。15世纪中期德国人约翰·古登堡发明了金属活字印刷术,印制了大量宣传新教精神的小册子,印数极大,价格很便宜,普通人都可以买得起,大面积地普及了新思想。中世纪新媒体(纸媒体)对于旧媒体的取代,是那个时代的文艺复兴运动(社会大革命)的一个组成部分。人类历史上的最伟大的革命总是伴随着媒体的大革命。目前我们正在进入具有同样意义甚至其意义更加巨大的革命运动时代。这是一场新的文艺复兴运动,它将全面地改变人类的生活,经济正在主要地通过文化的手段而不是主要地通过物质的手段获得财富,民主政治正在向世界各个角落延伸,网络将推动民主的巨大发展,文化的力量正在迅速上升并不断地走向多元化,教育正在向整个社会和整个人生延伸,学科技术正在走向复杂甚至与社会人文科学整合,大规模战争越来越难以发生,战争的伤亡正在大幅度减少,武器开始走向“慈善”。我们已经看到,网络的出现正在以巨大力量解构着旧的观念和秩序。与旧文艺复兴不同,旧的文艺复兴时代的印刷革命所创造的是人类生活与其中的新的思想文化环境,而新的文艺复兴中的网络媒体大革命,不仅仅将带来新的思想文化环境,而且还正在创造着人类与所有生存于其中的物质环境的必不可少的联系,人类将生存于网络以及网络消亡之后的更新的传播技术所构成的媒体环境之中。新的媒体对于传统媒体的取代,不仅仅是一次媒体大革命,而且是人类生存方式的大革命。⑸
这样一个新的时代的到来必然要求我们传播学学术建设要从一个全新的视角去考虑,传播学将成为与社会各个领域、与社会各种学科广泛整合的显学。
未来的传播学发展
1984年美国科学家迈克耳孙说:经典科学“已经把绝大多数的重要基本原理牢固地树立起来了”,“未来的物理学真理将不得不在小数点后第6位去寻找”。但是,20世纪的发展却大大超出了迈克耳孙的预言。量子理论、相对论、系统理论、模糊理论、混沌理论,特别是90年代出现的复杂理论,把整个科学推向了崭新的发展阶段。美国学者米歇尔·沃尔德罗普在《复杂》一书的《概述》中劈头就写道:复杂理论是“如此之新,其范围又是如此之广,以至于还无人完全知晓如何确切地定义它,甚至还不知道它的边界何在。然而,这正是它的全部意义之所在。”从这本书的内容来看,“复杂”理论囊括的不仅仅是各门自然科学,而且还涉猎了各种社会现象和社会科学⑸。在世纪之交科学正在发生空前巨大的变革。迈克耳孙的预言实际上宣布了科学的终结,但是,这种科学不过是在19世纪达到最高峰的机械论科学而已。20世纪的科学向着非线性、复杂化和有机化的方向发展。社会是一个有机的全息装置,科学的这种发展与社会的发展是同步的,社会各个领域之间的关系,全球化的发展都呈现出这种方向。后现代主义最有价值的观念甚至中心观念是边界不清和多元共生,所反映的就是这种新的社会发展趋势。这种趋势可以概括为最简单的几个字:开放与整合。这是20世纪人类社会与知识系统发展最有价值、影响最为深远的内核,是伴随着新的文艺复兴而来的空前伟大的思想革命,这次思想革命将有可能把人类社会引向建立普遍生态关系的文化社会之中。20世纪的前卫发展彻底地否定了机械论,传播学学术思想的发展方向与这种社会整体发展方向是一致的。
我曾经对于现代社会发展总趋势作了这样的描述:一方面向多元化、小型化发展,一方面又在这个基础上向整合方向发展,这是离散-整合发展趋势。⑹在我的研究中,根据离散-整合的现代社会发展趋势对于世界未来发展做了走向文化社会的预测,这是高度离散-整合的从而组成生态关系的社会发展模式。在我看来,它有着现实的根据,并且是较为美好的、值得追求的未来发展的可能性。历史发展具有不确定性,我对于未来的预测不可能是完全准确的,但是目前有两个事实是学者们的共识:一是人类正处在一个大变革的时代里,一是网络正在走进社会生活的各个领域,构筑人类新的生存环境。我主张传播学的研究要走向与人文社会科学广泛整合的道路有以下三方面的根据:1、是社会发展的需要。这种需要既是未来的也是现实的;2、是传播学自身发展趋势的需要;3、是创造的需要。从一般意义上讲,任何创造都是走向边缘之后多元文化整合的结果,因此,传播学的发展必须走向与各种学科相融合的道路。面对新的时代,如果说各门学科甚至包括自然科学都必须把自己的教学和科研放在这种时代的大背景之中,那么,由于网络是正在形成的新的社会的整合力量,在这种广泛的相互整合的各门学科的发展中,这是宏观整合研究,传播学具有采取这样发展方向的更充分理由。传播学与各个社会领域实践相结合的应用研究当然不可忽视,它的重要性出自于社会各个领域都需要网络传播的参与,传播学必须对于这种参与分门别类加以研究。在多数情况下,这种应用研究是细化研究,它是与宏观整合研究不可分离的传播学发展的两极。没有宏观整合研究,细化应用研究将看不清方向和失去意义;没有细化应用研究,宏观整合研究将失去基矗这是传播学学术建设的离散-整合道路,它将从两个方向深入到社会大转型发展的实践之中,也只有从这两个方向同时切入才能够有效地深入其中。现在已经可以看到,随着新的社会的到来,混乱将不可避免地伴随其过程之中,传播学的这种研究不仅是不可避免的,而且对于当代社会和未来社会尽量减少混乱较为健康地发展具有极其重大的意义,从现在起就应当引起足够的重视。
方法
1.研究方法比研究结论更重要
2001年7月上旬我在香港参加“华人社会传播学研讨会”,其间出席了一个研究生们发表演说的会议,台湾香港的研究生们提交的论文与内地研究生们提交的论文有一个明显的不同,就是前者很注重学术规范,后者则不太注重学术规范。我问过他们,在学校里是否开过研究方法之类的课程。港台的研究生们说开过,内地的研究生们则说没有开过(出一个例外)。90年代的内地学术界有着“学问家凸显,思想家淡出”的说法,所谓学问家凸显的表征之一就是对于研究方法的日益重视(当然,这种重视也包含着对于学术腐败批判的意义在内),而对于学术研究方法的强调主要还是在诸如社会学这样的老学科领域,而传播学还没有什么人出来强调这个问题。这种现象可能是内地传播学还处在年轻落后阶段的一种标志。我们知道,港台的传播学研究开始的时间比内地要早得多,在这次会议上反映出来的这种不同也印证了这样的问题。内地的传播学研究对于学术规范的重视不够还有其他一些原因,譬如中国文化系统中的偏重于定性研究传统的影响,还譬如内地传播学研究是从内地的传统新闻学研究过渡来的,而内地传统的新闻学是意识形态的一部分,党八股传统十分严重,科学的研究方法和规范观念很淡,甚至没有。但是随着中青年学者涌现,这种情况正在改变。
在一定意义上讲,方法比结论更重要。结论是多种可能的一种选择,而方法则是这种选择的途径。在我的学校学习经历中,数学考试中一道数学题如果运算的方法是正确的,只是得数不对,老师还是可以给一点分的;而运算的方法是错误的,虽然得出的最后数据是对的,老师是不会给分的。我的理解,前者可以视为是部分的错误,得数不对而运算方法正确一般是疏忽造成的,但是它却为后来得出正确的数据开辟了可能性;后者则是完全的错误,得数的正确只是一种巧合或者什么其他原因造成的。
2.极端相对主义的谬误
对于内地传播学研究方法的影响还来自于极端相对主义。
90年代初,后现代思潮开始进入中国,后现代主义根据现代社会的发展否定了机械论的思维方式,强调了研究的相对意义。但是它发展到后来却走向了极端,出现了极端相对主义,中心被解构,基础被解构,本质被解构,一切都被解构,剩下来的只有极端相对主义被宣布为惟一的真理(其实这是虚无主义)。这种观念与中国传统中的“鸡与蛋”的典故很是一致,根据这种典故,人们无法说清楚到底是先有鸡还是先有蛋的问题。在有些人看来,世界上只有这种鸡与蛋的“混沌”一种状态,二元对立从来就不存在。依我看,此种哲学大谬不然,没有二元的对立,哪有混沌状态?没有离散,哪里来的整合?谁跟谁混沌?谁跟谁整合?混沌状态正是由于存在着二元对立才存在。只承认混沌不承认区别(对立)实际上是认为世界是同质化的,一切都是同质的。但是世界绝不是这个样子。斗争哲学的错误在于只是强调对立,否定了整合;只是强调整合或混沌,不承认对立或离散,同样是错误的,它必然带来一切学术研究的消亡。世界既是相互对立而又相互联系的,学术研究也一定是相互对立而又相互联系的。
一切都被解构,却结构了另一个惟一,这就是极端相对主义--这是后现代主义的极端相对主义自身的悖论。为了避免这种悖论,惟一的办法是什么都不要说,--这是佛教的体验而非科学的研究;这还或许是另一个宇宙的规则,而非我们这个可视宇宙的规则。但是,我们需要的是我们这个可视宇宙的科学研究,因此我们必须放弃这样的极端相对主义。
极端相对主义可能是工业社会向信息社会转型大混乱的一种观念反映,但是80年代之后事态有了转折,譬如在美术界,那种将美术自身都消解了的美术,重新回归作为艺术的美术,写实主义重新登上了艺术殿堂。以我有限的知识所知,近十几年国内外都有些学者尖锐地批评后现代主义中极端的相对主义。后现论中的混沌理论是一种极端的相对主义。而混沌理论起源于气象学,其创始人之一的EN洛伦兹1993年出版的《混沌的本质》一书的序言中写到混沌现象时说:“这种现象表面看是随即的,不可预报的,而事实上却是按着严格的且经常是易于表述的规则运动着。”⑺1992年出版的美国学者理查德·沃林德《文化批评的观念》一书里写道,新实用主义者罗蒂“反基础主义的核心策略是,反对普遍而客观的价值的所有断言,这个策略的一个逻辑后果采纳了某些彻底的相对主义,--那是一种罗蒂全力拥护的相对主义”。但是,“一旦关于普遍价值的所有断言都是不可靠的,那么我们怎么能正当地把宽容当作一种能够在怀疑论者的猛烈攻击下幸免于难的价值来赞扬呢?”⑻大名鼎鼎的后现代学者、《后现代状况》作者、法国的利奥塔在1998年出版的《非人》一书中也对于极端相对主义进行了批评。书中写道,在现代社会中,祛魅的自然观成为科学精神的主流,人类因此忘记了自身正是被其狂妄驾御、索取对象的一部分。自然的报复于是狂怒般地呈现出来。附魅的自然观由此而出。《非人》一书还指出,从达尔文到现代的一些大科学家一直到弗洛伊德和利奥塔本人不断地解构人在宇宙中的特殊性和主性体地位。但是,这种对人类的打击是为了解放人类,贬低和否定人类的特殊性和主体地位是为了突出人类在自然界中的特殊性和主体性地位。利奥塔在《非人》里建构了他的本体论,他的本体论为现代性提供了彻底的本体论解释性。⑼
中国学者张志扬写了一本书《偶在论》,著名哲学家邓晓芒在题为《作为一种训练的偶在论》对这本书进行了评论。邓晓芒先生写道,张志扬的偶在论只是固守其“预防和检验机制”,即限于发出“警告”,加以“提醒”,却无权做出断言。邓先生说:“我甚至认为,混淆作为一种训练(检验机制)的偶在论和作为一种断言(独断论)乃是作为一种本体论(存在论)的偶在论,是后现代主义的通玻”他还指出,不要下“任何”断语,则它本身就是“一元论”的虚无主义。“从形而上学上讲,偶在论只不过是用来装备某种存在论(本体论)的辅助手段,它可以‘提醒例外’,发出‘警告’,但是前提是:必须先有一个普遍化的倾向(保持统一性)观点摆在它前面”。⑽
20世纪从科学到社会的发展越来越复杂和交叉,呈现出混沌局面,简化论遭到了极大的打击;20世纪的社会又是一个充满着空前混乱和巨大灾难的世纪。一方面,人类取得了极大的主要是经济的社会进步,一方面人类又犯下了空前巨大的错误,包括两次世界大战以及苏联和东欧的解体。人类从文艺复兴时代以来所形成的美好理想受到了无情的打击。庞绍堂在《现代性本体论解读》一文里引用黑格尔的话说,我们现在的处境有点像“对犯错误的忧虑产生了对知识的不信任。”⑾。这些可能就是极端相对主义产生的背景。后现代主义及其极端相对主义并不具有永恒的真理性,它不过是人类社会发展定阶段的一个过渡性观念征候群之一。
只有逃离极端的相对主义的迷雾才可能进行学术研究,而学术研究就不能没有分析。当然,鸡与蛋的“研究”出路还是可以突破的,这就是,想办法使你们的鸡蛋受精,孵化出小鸡来,由它啄破鸡蛋壳,出路由此而来。你要认识小鸡,就必须首先对于它的各个器官、系统、甚至无穷尽的更为微妙的东西进行分析。这种分析研究往往需要同时进行广泛联系的整合研究,但是分析研究是无论如何不可舍弃的。而且在这种分析研究中还应当得出一个“普遍化的倾向”。
创造
传播学研究与教学大致可以分为3个层面,一是应用层面,二是知识层面,三是思想层面。本文主要是根据思想层面的需要论述的。
在当前空前的社会大革命中,一如以往的社会大革命一样,一定会伴随着伟大的创造和伟大的思想家的涌现。
在当前对于学术规范的强调中,有时给人一种主流学术规范霸权倾向的印象。世界是极其复杂的,因此,研究方法也必须是极其多样的;规范自然必要,但是,规范又有规范的弊端(我在上述香港会上就看到过这样的论文:学术规范很周全,但是有价值的内容却什么也没有。)所谓研究方法和学术规范,它也可能造成创造和思想阐发的障碍。
英国科学家和思想家霭理斯对“科学家”提出了可能让许多人嗤之以鼻的阐释。他说,“真实的科学家”“不是职业科学家;他甚至愿意别人把他喜欢科学看作只是一种嗜好。从一般职业科学家的观点来看,他可能是一位业余科学家。……我怀疑他是否真正精通任何专门的文献,……在我展读的加尔顿的信中,看到他无法正确地拼出威斯曼的名字时,不禁付之一笑。对科学的态度,加尔顿可说是开风气之先,……对那些才开始或还没有引人好奇的事物具有无法满足的好奇心”。
霭理斯又说:“天才不是凭借职业或苦心训练来达成使命的,而是凭着自然的功能,照亮世界的暗处,在人类的经验不那么正统的领域里,创造科学。”这样的“业余科学家”是一位彻底的艺术家”,“他从未做过其他别的事”,“只有他的传奇才是真实的。”
霭理斯对科学家有他自己的标准。在他那里,“真实的科学家”像是科学哲学家,而“职业科学家”则像是我们通常称的专家。专家是现代社会运转的须臾不可离开的人才。但是霭理斯毕竟还是更推崇“真实的科学家”的⑿。霭里斯之所以有这种偏爱,在我看来是因为“真实科学家”具有高度的文化素养、无法满足的好奇心和巨大的创造性。其中美国心理学家和神经生理学家卡尔·普里布莱姆认为,人的本质是创造性的生命。动物总是用同样的方法活着,而人总是在寻求新的东西,时刻在改变着事物,这就必须认识世界,这就是创造。⒀创造的问题是提出问题的问题。伟大的科学家爱因斯坦认为:“提出一个问题往往比解决一个问题更为重要,因为解决一个问题也许是一个数学上的或实验上的技巧,而提出新的问题、新的可能性,从新的角度看旧的问题,却需要创造性的想象力,而且标志着科学的真正进步。”提出问题(创造)不再是一般方法的问题了,一般的方法在此已经消失,更根本的方法却由此而出。它是人生境界的问题,或许这种人生境界带有先天的部分原因,但是,它肯定又与人的后天所形成的价值观与追求有关。爱因斯坦说:“我没有特殊的天赋,我只有强烈的好奇心。谁要是体验不到它,谁要是不再有好奇心,也不再有惊讶的感觉,他就无异于行尸走肉,他的眼睛是模糊不清的。”这种好奇心带来了心理注意力的强大集中,像强大的光柱一样集中于他的研究视野之上。这种研究视野不是仅仅限于专业的、狭隘的,而是超越专业的,广阔的。创造是什么?创造就是多元文化要素的整合并在这个基础上的抽象。专业中心地带不存在多元文化要素,难于实现创造;而边缘地带才是多元文化相聚之处,从而才是创造爆发的土壤。学者创造就是学者将心理注意力的光柱长期地集中于有关的边缘地带之后的产物。这种集中,一方面突破了专业的围墙,另一方面又拒绝走向诸如物质的、虚名的领域的诱惑,不顾甚至看不到威胁和打击。在这种景况中,发现和创造便自然而然地流淌出来。马克·吐温说过:“人的思想是了不起的,只要专注于某一项事业,那就一定会做出使自己都感到吃惊的成绩来。”⒁
苏联科学家费英别尔格还指出,科学的成功导致了对理性和逻辑的崇拜,而贬低了直觉。但是正是这种直觉构成了一切科研的基矗当然,一般的学术规范和研究方法是对于直觉进行证明的工具。对于一个学者来说,总还是应当使自己的成果有事实的和逻辑的根据。当最后将科研成果呈现给社会的时候,一般说来,我们还是应当用大致符合规范的方法去叙述,以求使我们的研究成果具有一般社会通行证。但是,对于旁观者来说,我们的注意力应当更多地放在成果论题的重要性和观点的创造性上,而不应当在规范方面过于苛求,我们甚至还要在规范和方法上鼓励创新和性格张扬,造成一个有利于创新的环境。在社会大转型从而极其需要创造的时代里,这样态度尤其具有重大意义。创造之初总是不成熟的、片面的,认识到这一点对于我们如何处理这类问题应当是有帮助的。
从《现代传播-北京广播学院学报》(当时的刊名是《北京广播学院学报》)1994年第1期开始,我们将这份刊物定位为以广播电视为中心的现代文化学术刊物。这一期发了我的《现代文化批判》一文,也就是从那时开始我的研究转向了现代文化。我主编《现代传播》期间,这份刊物的发展与我个人的发展是完全一致的,我几乎旁无所顾,总是按着我自己的理解以提高质量为惟一标准选稿办刊。刊物有了一些影响,同时差距很大甚至相互对立的各种评价都有。我只是体验到我与我的写作和刊物融为一体了。至今我还相信,研究者应当具有与研究对象之间互即互入、物我两忘的境界,这样,研究者的个性才能显现,没有个性的研究是没有灵魂的研究。这是研究者的生命投入,研究者的研究成果是研究者的生命幻化,是研究者用心血泼洒出来的。犹如中国画中的泼墨技法一样。有些人批评我的论文具有不应该具有的浪漫色彩,但我的感悟是,人的心理深处充满着浪漫色彩和准宗教情感,甚至可以认为准宗教情感和艺术感觉才是精神深层的存在。当研究者进入“互即互入、物我两忘”的“深度昏迷状态”之后,这种浪漫和准宗教情感就可能浮现出来。在这里科研与艺术已经没有了什么界限,也与宗教没有了什么界限。我相信,进入这种“昏迷状态”的学者仔细体味一下自己的体验都会有这种感悟。
研究方法可以分成技术性的和哲学性的两种,前者体现为通常的学术规范,后者是学者内心深处散发性、整合性的直觉灵性,它是不呈现于文字,而是存在于实际行为中“存在的哲学”。符合规范化的研究方法是完全必要的,因为它使得研究具有在现代条件下可以取得的可靠性和通行证;我们更需要承认和追求研究中的直觉,直觉是人类认识世界的原点和创造的源头。如同社会发展的其他方面一样,社会的发展使人类的研究方法不断精致化,精致化增加了研究成果的说服力和实用性,但是它的另一个结果是使研究远离认识的原点,失去了创造性。传播学建设需要这两个方面的结合。作为人的创造物,已有的研究方法既是有用的又可能形成“所知障”。面对着社会空前大革命及与之相伴的混乱和困惑,社会需要而且能够涌现出一批新的思想家。思想家是具有巨大创造力的,他们往往不拘泥于公认的学术研究的思维方式和研究方法。生活于信息社会初期的麦克卢汉的传播研究使用的是非科学的“文学思维”,曾经普遍地不被承认,甚至被鄙视,但是随着时间的推移,他被认为是近代以来人类的几个大思想家之一。思维方式与研究方法的突破是最大创造。文艺复兴时期人类创造了分析的思维方式,一直重大影响了至今几百年科学与学术甚至历史的发展。在人类社会空前大转型的时代里,思维方式和研究方法可能实现重大的突破。鉴于我们已进入了一个空前大革命的时代,思维方式与研究方法应当发生重大突破,实际上20世纪的思维方式越来越走向复杂和兼容。传播学研究将成为深入社会各个领域进行研究并与各门学科相整合的显学,思维方式与研究方法的突破将具有极其重大的意义。这种突破不大可能是对于原有的思维方式和研究方法的完全解构,而是多元方法的生态关系的整合。鉴于这种基本认识,任何方法的霸权都是不可取的。
注释
⑴参见以下论文:
[美]弗朗西斯·福山的论文《大混乱--人性和社会秩序重建》,原文发表在美国《大西洋月刊》1999年第5期上,中文译文载上海《外国哲学社会科学文摘》杂志1999年第10-11期上;
[美]兰布罗的文章《构筑美国政治的十大趋势》,原载美国《世界与我》杂志1999年9月号,中文译文载于上海《外国社会科学文摘》2000年第4期上;
[美]安吉·坎农和卡罗·林克莱纳:《青少年现状》,原载美国《世界与我》杂志1999年9月号,中文译文载于上海《外国社会科学文摘》2000年第4期上。
⑵参见[美]阿尔温托夫勒:《未来的冲击》,中文版,中国对外翻译出版公司1985年版,第1页。
⑶参见朱光烈:
《文化社会与文化范式》,载《现代传播》1997年第5期;
《新经济:生产方式的革命》,载《中国经济时报》2000年8月4日;
《新经济鼓起道德“重建”之风》,载《21世纪》2000年第5期。
⑷参见朱光烈:
《我们将化为“泡沫”--信息高速公路将给传播业带来什么?》,载《北京广播学院学报》1994年第2期,北京《新华文摘》1994年第12期。
《传统媒体:你别无选择》,北京《中华读书报》2000年8月23日;
《媒体大革命》,载上海《新闻大学》2000年冬季号,中国人民大学书报资料中心《复印报刊资料·新闻与传播》2001年第2期;
《人类传播史上的三座里程碑--媒体“大灭绝”与社会大革命以及网络的消亡》,载《网络传播与社会发展》一书,陈卫星主编,北京广播学院出版社2001年出版。
⑸[美]米歇尔·沃尔德罗普:《复杂》,中译本,陈玲译,生活、读书、新知三联书店1997年出版。
⑹见《搅拌机效应与未来文化猜想--兼评“亚洲价值”论》,载《现代传播》1996年第3期。
⑺[美]E.N.洛伦兹:《混沌的本质》,中译本,气象出版社,1997年版,序言第1页。
⑻[美]理查德·沃林《文化批评的观念》,中文版,商务印书馆,2000年版。
⑼[法]让·弗郎索瓦·利奥塔《非人》,中文译本,商务印书馆2000年版。
⑽见《中国图书商报》2001年6月21日。
⑾见《中华读书报》2001年6月7日。
⑿[英]霭理斯:《生命之舞》,载《二十世纪巨人随笔·生命之舞》,光明日报出版社,1995年版,第23页。
Abstract:AlthoughScienceandTechnologyhavecloseconnectionandsimilarities,butafteralltheyaretwodifferentconcepts.Thispaperdiscussestheirdifferencesfromthepursuingaim,researchableobject,activity''''sdirection,processofquesting,concernedproblems,adoptivemethods,thoughtmodes,constitutiveelements,languageexpressions,finalresults,evaluativestandards,containsofvalues,normoffollowing,occupationalconstitution,socialinfluences,historicaloriginanddevelopment,developmentandprogress.
KeyWords:science,technology,comparisonofsimilaritiesanddifferences,clarifyvingconcepts.
在现代,科学和技术关系密切,之所以如此,除了二者相互依赖和相互促进——科学要借助技术更新设备、启示问题、激励灵感,技术要借助科学提高理论水准、扩展发明视野、开拓新奇领地——之外,也在于科学和技术确实有诸多相通或相近之处。正如考尔丁所说,科学和技术二者都处理物理世界,使用相同种类的物质世界的知识。二者在研究中使用经验方法,雇用在科学中受训练的人,使用类似的词汇表。技术因它所应用的知识依赖科学,有时也为科学进展提供未加工的材料,即新观察或其他的激励研究的东西。
考尔丁只是笼统论之。其实,条分缕析一下科学和技术的各个要素,问题就更清楚了。例如,在建制方面,科学与技术都是高度创造性的行当,它们都给予那些能够以有意思的方法合成完全不会在其他人那里发生的思想的人们以一种奖励。在规范方面,科学和技术都具有非本地化和世界主义的特征。科学不是由于定义才是普适的,而是通过许多努力消解本地发现的与境的。技术不是自动地可用于其他境况的,它要求技术和境况两方面适应,以创造起作用的技术。这个消解与境过程的社会方面也是深入科学和技术之域消解与境,它在于在实践、流通和网络创造之间的交流。在结构方面,一切科学都有理论、观察、实验这三个部分,技术同样如此。因此,把技术和科学对立起来的做法是毫无意义的。科学和技术都进行观察和实验,提出理论,提出关于(通过实验)造成一定条件的方式的陈述。在基础研究问题上二者也有一定的重合。在方法方面,技术研究与科学研究没有什么区别。其研究周期图式都是一样的:确定问题;用现行的理论知识和经验知识解决问题;倘若尝试失败,就找出某些可能的解决问题的假设以至整个假设-演绎系统;借助新概念系统寻求问题的解决;检验解决问题与结果;对假设或初始问题的表达方式做出必要的修正。在评价方面,
任何特定技术的发展是否值得的裁决必须永远是暂定的,对借助新证据重新评价是开放的。以这种方式,对于科学使用的问题不能给出永恒的答案,正如科学理论本身的真理问题不能给出永恒的答案一样。
特别使我们感兴趣的是,在哲学底蕴方面,科学和技术都体现了操纵或摆布的思想。西方科学是作为实验科学发展起来的,而为了进行实验,它必须发展精确和可靠的操纵能力,也就是说进行检验的技术,人们操纵摆弄是为了检验。技术也操纵自然界的对象,同时也引起新的人操纵人的过程,或者说社会实体操纵人类个人的过程。随着技术的发展发明了新的和十分微妙的操纵方式,在这种方式中,对事物的操纵同时需要人类接受操纵技术的奴役。
也许正是由于这些相通或相近之处,不少人认为,科学和技术没有本质上的不同,或者没有原则性的区别,在二者之间是无法划界的。譬如,克罗斯和巴克坚持,在20世纪,科学和技术就形式而言似乎是一个有机的整体,在不把二者蛮横地弄得支离破碎的情况下,不可能把科学和技术作为分离的实体与整体分开。雷斯蒂沃则一言以蔽之,纯粹科学的神话是近代科学作为礼拜堂的基石。近代科学的意识形态使我们之中的许多人相信,在科学和技术之间可以划界,并因我们社会和环境的疾病而责备技术。
诚然,在科学和技术之间“存在边界起初不可能十分尖锐地显示出来的领域,正如在遗传工程和基因治疗的情况中那样”。诚然,“许多现代建制的探究形式把科学的知识进展的兴趣与特定技术的较大效率的目标融合在一起,一致在二者之间不存在建制上的划线。科学和技术在医学科学没有简单的可维持的区分,虽然在极端的对照中是清楚的。”诚然,在科学和技术之间的任何区分实际上都可能强烈地受到意识形态因素的影响,如规划的制定和资金的提供就涉及区分问题。科学和技术的区分还缺乏明晰的和毫不含糊的划界标准,在一种与境中是所谓“科学”和“科学的”东西,在另一种与境中往往被称为“技术”和“技术的”东西,反之亦然。然而,
不管怎样,从学理上讲,科学和技术毕竟不是一回事,二者的区别众多而明显。从实践上讲,把二者混同起来,也会在实际工作造成不应有的危害——我国科学政策和科研管理方面的诸多偏差,在很大程度上归因于混淆了科学和技术的概念和辖域。为此,我们必须尽可能把科学和技术区分开来,以便于澄清概念上的混乱和纠正管理上的不当。
邦格曾经以表格的形式,列举了科学和技术之间的某些相似点和和相异点。陈昌曙教授也从十个方面揭示了科学与技术之间原则上的、本质性的不同:基本的性质和功能,解决问题的结构和组成,研究的过程和方法,相邻领域和相关知识,实现的目标和结果,衡量的标准,研究过程和劳动特点,人才的素质和成长,发展的进展和水平,社会价值、意义和影响。在我的心目中,科学和技术一直是两个有别的概念和范畴。在混乱日盛且大有蔓延之势的情况下,我接连写了数篇强调科学和技术有别的文章,力图予以匡正。当时我没有研读多少资料,主要是凭直观和经验发议论的。在这里,我准备把原来简略的框架和十分有限的文字予以扩充,比较详尽地厘清一下科学和技术的差异。
(1)从追求目的上看,科学以致知求真为鹄的,其目标在于探索和认识自然;技术以应用厚生为归宿,其意图在于利用和改造自然。科学着眼于理论知识的不断进展,技术追求生产目标的有效实现。尽管技术也涉及知识——应用零散的经验知识和系统的科学知识,也创造一些实用性知识——但是它把知识工具化。也就是说,科学把知识始终视为目的,而技术仅仅把知识当作手段。
尽管在某些现实的研究课题或项目中,致知求真和应用厚生这两个目的是相伴出现的,即便研究者只涉及一个方面;尽管每一个正确的科学理论都可能潜在地导致技术应用,而每一项技术研究项目也可能促进科学知识的进展;但是,这并不能掩盖科学和技术在目的上的鸿沟之分。考尔丁对此洞若观火:科学和技术的基本区分还是在于目的。科学的目的是获取知识,技术的目的是应用知识控制物质。技术人员的问题是分派给他的,希望他提供答案;而科学中某种研究自由是基本的。于是,科学的发展遵从它自己固有的需要,即对真理的追求;而技术的发展遵循公众的物质需要。桜井邦朋也一语中的:
科学和技术本来是有差别的东西,科学被认为是就隐藏在我们周围扩展的自然中所看到的各种现象的奥秘中的真理,换言之,是就各种事实和在它们之间存在的法则研究的学问;与之相对,技术是立足于把科学的成果作为在我们的生活中有用的东西熟练使用的目的而加以研究、而组成的东西,是实用性极强的东西。
不用说,纯粹科学,如果它是实验性的,也控制和改造世界,但只是为了认识实在在很小的规模上这样做,而不是以此为目的。科学是为了认识而去变革,而技术却是为了变革而去认识。希尔也表达了类似的看法:“科学可以可以发明、改进和推广仪器工具,但是这不是它的首要关心。它的首要任务是认识,并通过认识扩大我们的知识。技术并不这么多地关心认识,它关心为最佳的利益而生产和使用。”
(2)从研究对象上看,科学以自在的自然实在为研究对象,不管这些对象是实体实在还是关系实在,不管它们是以物质形态存在还是以能量或信息形态存在,也不管它们是有生命的还是无生命的。总而言之,它们是自在的自然的。当然,为了获取自在的自然实在的知识,实验科学家也在受控实验中对其进行某些干预,但是这种干预是小规模的、不成气候的。更重要的是,如此干预只是作为获取自然奥秘的手段,而决不是为干预而干预,决不是把干预自然作为目的。相反地,技术的对象则是现实的或拟想的人造物,也就是说,它要设计或制造出某个自然界中没有的人工东西来。当然,技术也针对自在的自然对象做研究和试验,例如研究和利用天然石头作为建筑材料,但是无论从研究的出发点讲,还是从试验的结局上讲,都聚焦于实用和使用,其结果,已经使自在的自然存在变成为人的非纯粹的自然存在了,如砌墙基的方形花岗岩石料、抛光和切割的大理石平板。
(3)从活动取向上看,科学活动是好奇取向的(curiosity-oriented),与社会与境和社会需要关系疏远;技术是任务取向的(mission-oriented),与社会现实和社会需求关系密切。科学本来就是在有闲暇的条件下,由人的好奇天性触发的。科学爱好的激起,科学问题的提出,研究冲动的萌生,在很大程度上无一不是由好奇心驱使的。一个没有好奇心和惊奇感的人,是不会成为天才的科学家的。科学的好奇既表现在对自然现象的好奇(如爱因斯坦对指南针的好奇)上,又表现在对科学理论的好奇(如爱因斯坦对欧几里得几何学的好奇,对空间和时间问题的好奇,对经典力学和电动力学关于运动相对性解释的不协调的好奇)上,这些都可能成为新发现的导火线或助产士。爱因斯坦说得好:
重要的是不停地追问。好奇心有它自己存在的理由。一个人当他看到永恒之谜、生命之谜、实在的奇妙的结构之谜时,他不能不从心理感到敬畏。如果人们能够每天设法理解这个秘密的一点点,那就足够了。永远不要失去神圣的好奇心。
他还这样讲过:“如果要使科学服务于实用的目的,那么科学就会停滞不前。”
另外,技术像现代社会的许多建制一样,其取向往往是短视的,科学则不是如此、也不能如此。多尔比认为,短视的观点可能在技术的语境中被捍卫,但是却会使科学研究遭难。因为集中关于可预见的眼前利益,会使科学完全转向应用的和任务取向的科学,会减少产生未曾料到的新知识的能力,从而也会使未来技术的源泉枯竭。因为技术常常是为了满足眼前的需求而研制、应对市场当下的急需而生产的,所以不得不采取急功近利的态度和做法。科学一般不会如此短视,因为科学与人的物质欲求和市场的急需没有多少联系。假若出现短视的科学,也只能欲速则不达,美国攻克癌症计划的失败就是一个鲜明的例子,因为科学的发现是无法预见和计划的,只有在科学内部的各种条件具备和时机成熟之时(如旧有理论的完备,相关学科的发展,实验资料的积累,天才科学家的关注等)才有可能取得理论突破。正是由于取向的不同,科学研究的自由度要大得多,而技术的进展则要受到社会与境多方面的约束和限制。
(4)从探索过程上看,科学发现的目标常常不甚明了,摸索性极强,偶然性很多,失败远多于成功。因此,科学家在探究过程中随时掉转方向、动辄改换门庭是常有的事。诚如俗语所说:你本来要进这一个房间,却步入另一个屋子。在这种情势下,你根本无法计划和组织科学研究;即使硬着头皮做出计划,也不过是镜花水月而已,你根本无法在实践中实施。大凡头脑机敏的科学家对这一点都心知肚明。一般来说,他们只有一个大致的研究范围,至多只有一个飘忽不定、若隐若现的靶子,但是他们却具有审时度势、随机应变的本领——这是他们成功的秘诀之一。
相比之下,技术发明对准的靶子往往事先就很明确,可以做出比较详细、比较周密的组织和规划,然后或按图索骥,或有的放矢,偶然性较少,成功率较高。美国的曼哈顿计划和登月计划,中国的两弹一星工程,就是技术项目计划周到、组织严密、完成出色的绝佳表演,而刚才提及的美国攻癌计划则是计划科学失败的典型例证。正如我先前所写的:学术科学或基础研究是不可计划和组织的!组织和计划的学术科学不利于科学发展!在这里,爱因斯坦的告诫值得我们认真汲取:“人们能够把已经做出的发现的应用组织起来,但是不能把发现本身组织起来。只有自由的个人才能做出发现。”他还说:
科学史表明,伟大的科学成就并不是通过组织和计划取得的;新思想发源于某一个人的心中。因此,学者个人的研究自由是科学进步的首要条件。除了在某些有意识的领域,如天文学、气象学、地球物理学、植物地理学中,一个组织对于科学工作来说只是一种蹩脚的工具。
(5)从关注问题上看,科学需要了解“是什么”(what)和“为什么”(why),而技术面对的问题则是“做什么”(dowhat)和“如何做”(howdo)。邦格用一句话点明:技术的中心问题是设计而非发现。正因为如此,技术虽然以应用科学为基础,但是并非机械地追随应用科学。尽管实际情况远比想象的复杂——大量的、很好的甚至是很出色的科学工作,是在有着明确技术目的的研究过程中完成的,而且科学家自己在“科学”与“技术”职业之间来更而不改变自己实际从事的工作——然而“这些构成科学的问题是认识论意义上的问题,而技术研究的本质却是一件经济的和社会的工作。”
更为值得注意的是,科学发现的原创性和技术发明的原创性是不同的。“这两者的原创性都受人欣赏,但是在科学中,原创性在于比别人更深入地看到事物的本质的能力,而在技术中,原创性则在于发明家把已知的事实转化为惊人的利益的创造力。”因此,技师的启发性热情是以他自己迥异的焦点为中心的。他遵循的不是自然秩序的前兆,而是能使事物以一种新的方式运作以便达到某一可接受的目的,并能便宜地得到利润的可能性的前兆。在向新的问题摸索着前进时,技术专家所考虑的必定是科学家所忽视的利益与危害的整个全景图。他必定对人的需求特别敏感,并有能力评估他们准备满足这些需求时所付出的代价。科学家的眼光则全神贯注在大自然的内部法则上。
(6)从采用方法上看,科学主要运用实验推理、归纳演绎诸方法,而技术多用调查设计、试验修正等方法。考尔丁承认,技术研究的方法与科学方法有类似之处,如在实验中控制可变因素,使用矫正的参数,但是作为一个整体的方法根本不同于科学方法。科学的实验指向理解研究中的系统,本质上与科学方法的其他部分即说明的假设形成关联。没有导致新理解的实验是失败,实验通常借助一些假设设计,以便证实它或否证它。另一方面,技术的实验除了部分利用科学已经赢得的知识外,仅利用试错法,它不导致对自然的任何新的理解。技术通常满足于列举的观察资料,以方便的形式达到某种特定的目的,而不追求理解观察资料之间的关系。技术以科学的理解为先决条件,但它通常不为理解做贡献。广泛而精确的定量资料表并不构成知识,尽管它们可以是科学家的未加工的材料。
(7)从思维方式上看,科学思维除了在科学发现的突破时刻以形象思维为主外,在大多数场合下是以抽象思维和概念思维见长的,而技术思维是具象思维和形象思维统治着技术设计和工业设计。由于科学理论具有非自然的特征,科学思维必须摆脱与常识相联系的自然思维强加的模式,以理性批判和概念分析开路。技术思维在早期是直接与常识和经验密切相关,尔后出现的以科学理论为基础的技术,还带有常识思维和自然思维的胎记和烙印,它直接沿着现成的科学知识下行,化形而上的抽象为形而下的具体,注重可行性和成本效益分析。沃尔珀特径直指明,技术的许多方面是看和非词语的,这完全不同于科学思维。这并不是说,科学家不使他们建构的概念和机制形象化,不过对科学来说,说明是基本的,必须把图像翻译为语言和符号,尤其是数学。由于未受词语化的理论的牵累,技术设计者在他们的心智中把不同的要素会聚在新组合中。与科学相对照,从文艺复兴直到19世纪的技术知识刊载在图示占统治地位的书中——信息主要以绘图的形式刊载。
尤其值得指出的是,技术思维是由技术理性或曰主观理性、工具理性主导的,科学思维则在很大程度上体现的是科学理性或曰客观理性、纯粹理性。所谓客观理性,按照霍克海默等人的观点,是指客观结构是个体思想和行为的量尺,而非人和他的目标。在这里,关键是目的而不是手段。也就是说,客观理性关心的是事物之“自在”而不是事物之“为我”,它要说明的是那些无条件的、绝对的规则而不是假设性的规则。所谓技术理性,关心的是手段和目标,追求效率和行动方案的正确,而很少关心目的是否合理的问题。它是围绕技术实践形成的一套基本的文化价值。它预设了笛卡儿式的主体-客体、精神-自然的二元对立,也预示了一种人对自然的新的体验方式:人作为主体,雄居于所有客体之上,把世界看成是一个可以纵和统治的集合体。它包括这样一整套基本文化旨趣:人类征服自然,自然的定量化,有效性思维,社会组织生活的理性化,人类物质需求的先决性。
(8)从构成要素上看,科学的构成要素可以说是非物的——科学知识体系纯粹是非物的;研究过程虽然离不开实验设备的支撑和物资的消耗,但是这些物本身并不进入科学的结果即科学理论之中。尤其是,基础研究或学术科学对物的依赖是很少的,甚至可以忽略不计,一支笔加几张纸足矣——难怪有人把相对论和量子力学革命称为“纸上的革命”。即便非要把科学与物扯在一起,科学也只是“抽象物”的科学或“物之共相”的科学。相反地,技术则是实实在在的物的技术,时时处处与具体物打交道,起码或多或少是离不开物的。尽管在学术层面,学人对技术构成要素的理解还有“技术非物”和“技术是物”的歧见,但是技术恐怕很难完全与物脱离干系。只是“对于不同的技术,物的因素所占的份额和所起的作用是有所区别的。或者说,在人工自然的创造或技术活动中,人们可以让物质实物扮演各种角色,如载体角色、对立体角色、匹配体角色和包容体角色(这当然是不确切的划分)。”
(9)从表达语言上看,科学语言也使用日常语言进行事实的描绘和实验的叙述,但是其中无论如何缺少不了科学概念或术语。在科学理论中,更偏重抽象的概念说明和的繁难的数学推演,这一点在科学的典型代表物理科学中表现得淋漓尽致。特别是要严密、精确地陈述科学理论,非数学语言和数学公式莫属。相形之下,技术语言多是具体的、平实的描述,缺乏复杂的概念分析和数学演绎。在技术中也运用数学工具,但大都是具体的数值罗列和一般的数字计算,技术结果也不要求绝对精确,只要满足实用需要,在某一误差范围内得出具体的数值即可。尤其是,表达科学知识和理论的科学语言的是可传达的、可交流的、可用文字和数学符号书写和记载的,科学共同体实际上是科学语言共同体,这个共同体使用相同的词汇表或词典。可是,在技术方面,情况就不同了:有些技术事项是无法用语言、文字或数学符号表达清楚的,因此得借助图示、模型、样品等来说明。更为歧异的是,不少属于技术的技艺、诀窍之类的东西根本无法用语言解释和传达,也无法从书本学到手,只能像师傅带徒弟那样,边干边学,边观察边体味,才能逐渐达到心领神会、游刃有余的境界。此类知识就是波兰尼所谓的“私人知识”(personalknowledge)或不可言传的知识(tacitknowledge)——后者也可译为“意会知识”或“默会知识”——技术知识的某些分野就归属这样的知识。
(10)从最终结果上看,科学研究所得到的最终结果是某种关于自然的理论或知识体系,技术活动所得到的最终结果是某种程序或人工器物。科学成果是人类精神的非物质成就,而不是设计和生产的物质成品。史蒂文森断定,科学不是技术,它不在于器械的发明。科学的中心关注和最终结果是knowingwhat即真理的知识,与knowinghow即如何做的技术知识相对。当然,这两类知识是相互关联的,尤其是在现代。沃尔珀特断言,科学的最终产物是观念和信息,也许是在科学论文中;技术的最终产物是人工制品,比如说钟表和电机。与科学不同,技术的产物不是针对自然实在衡量的,而是借助于新奇性和特定的文化加于其上的价值衡量的。巴萨拉(Basalla)道同志合:“虽然科学和技术二者包含认知过程,但是它们的终极结果是不同的。创新的科学活动的最后产物最可能是写成的陈述、科学论文、公布的实验发现或新的理论见解。相对比,创新的技术活动的最后结果典型地是对人工制造的世界的添加物:石锤、钟表、电动机。”
(11)从评价标准上看,对科学的评价以是非正误为主,以优劣美丑为辅,真理和审美是其准绳;对技术的评价是利弊得失、好坏善恶,以功利和价值为尺度。沃尔珀特一言蔽之:“技术的成功与欲求和需要有关,而科学的成功依赖于与实在符合。”对此,多尔比论述说,就作为知识形式的科学和技术而言,二者之间的关键区分是,技术借助于实用标准“它奏效吗?”评价,而科学知识则借助于“它为真吗?”评价。他继而指出:
对技术和科学而言,成功的标准依然是不同的。在技术中,成功与起作用的产品、尤其是与在目前市场条件下在商业上的产品俱来。相对照,在科学中,成功的标准不是它起作用,而是它被接受为真。
(12)从价值蕴涵上看,作为知识体系的科学大体上是价值中立(value-neutrality)的,或者说其本身仅蕴涵为数不多的价值成分;而技术处处渗透价值,时时体现价值,与价值有不解之缘。莫尔就是这样看问题的。他说,真正的科学知识在伦理的意义上是善的,而在技术中,情况就完全不同了。每一项技术成就,必然使人又爱又恨(有矛盾心理):它能够或善或恶,技术必然是双刃工具。尽管把已知的技术成就分类为善或恶从来也不是确定的,但是任何一项给定的技术总是在伦理上能够分为善或恶,这取决于人心中的目的,取决于过去、现在和将来的边界条件。邦格详细地陈述了他的观点:对科学家来说,所有具体对象都是同样值得研究的,而不涉及价值问题。技术专家却不是这样:他把实在分为原料、产品和其他部分(即一堆无用之物),他最珍视产品,其次是原料,最轻视其他部分。技术知识和技术活动的价值准则是与纯粹科学的价值中性相对立。技术专家凡事都要衡量其价值,而科学家只衡量自己的活动和成果的价值。科学家甚至以摆脱价值观念的方式去处理价值问题。虽然基础研究作为心理过程的评价,它也做出价值判断,但是这完全是内在的:它们涉及科学研究的要素,诸如资料、假设和方法,而不涉及科学研究的对象。另一方面,工程技术专家不仅做出内在的价值判断,而且也做出外在的价值判断:他评价他能得手的每一事物。基础研究就其自身目的而言,是寻求新知识,是不涉及价值的,在道德上是中性的。当可以做某些有利于或不利于他人的幸福或生活的事情时,才涉及道德,工程技术专家恰恰在这里有份儿。他们应该遵守可以称之为技术命令(technologicalimperative)的东西:
你应该只设计或帮助完成不会危害公众幸福的工程,应该警告公众反对任何不能满足这种条件的工程。
(13)从遵循规范上看,科学遵循的规范是美国科学社会学家默顿所谓的普遍性(universalism)、公有性(communism)、无功利性(disinterestedness)、有组织的怀疑主义(organizedscepticism);技术的规范与此大相径庭,它以获取经济效益和物质利益为旨归,其特质是事前多保密,事后有专利。波兰尼看到这种天壤之别:“科学知识与技术操作原则之间的不同被专利法认识到了。专利法对发现和发明做了鲜明的区分。发现增加我们关于大自然的知识,而发明则建立一个服务于某一得到承认的利益的新的操作原则。”普赖斯也十分清楚:
存在着科学和技术之间最为重要和最有意思的一种对照。大家都明白,在科学上只要你第一个发表了,你就打败了其他人。通过发表来表明你对知识产权的私有要求。非常不可思议的是,你的发表越公开,你的产权要求就越安全地为你所独占。在技术上则是另一回事。当你做出发明时,你必须为其取得专利,你必须防止工业间谍的窃取,你必须看见它远在能够被竞争者复制或取代之前就被制造出来并销售出去。在技术上你得用通常的保护方法来确保你的私有权。
他进而揭橥,这种差异的原因在于,从哲学意义上看,即使科学是对规律的一种概括和发明过程,自然却非常强烈地表现出似乎只有一个世界可以被发现,如果波义耳没有发现波义耳定律,那么必然会有其他人去发现。但是,技术中的大部分竞争比在科学中有更多的回旋余地。技术是一种文明所获得的,而科学则让人感到更像是自然的规定而不是人的大脑所拥有的。
(14)从职业建制上看,科学和技术无疑是相互渗透的,并且经常看上去好戴着同一顶帽子或穿着同样的实验服装。但是将两者混淆起来的做法是把表面的东西——例如机构联合——当成了深层的东西。在科学共同体中,其主要成员是以思想型、理论型、动脑能力见长的研究员和教授;而在技术共同体中,其主要成员则是以实践型、经验型、动手能力见长的发明家和工程师。前者的建制实体是国家科学院、科学各学科研究所、科学学会、综合大学的科学研究机构等,后者则是国家工程院、工科院校的研究机构、工程学会、工业部门的研究所、工业实验室、高技术开发区的企事业单位等。不同的职业建制也体现在人才培养模式的差异上。科学人才的培养主要在综合大学的理科院系和科学研究所进行,注重理论知识、概念辨析、数学基础、逻辑推理的训练;技术人才主要在工科院校、工业研究所和实验室培养,偏重专门技能知识、数值计算、实际操作的训练。尽管这两种角色可以转换,也有可能一身二任,但是转化总得有一个学习和适应过程,而且“双肩挑”的人毕竟是稀少的,即便兼而有之,此类人物也是有所侧重的。
(15)从社会影响上看,科学和技术对社会的影响都是巨大而深远的,而且各自作为子文化,都是文化进化的重要推动力,显示出很强的文化渗透性。但是,二者的社会影响无论如何是有相当大的差别的。科学主要是观念形态的东西,它的社会影响基本上是思想上的和精神上的,尤其是科学思想、科学方法和科学精神直接作用于人的心灵,促使人更新观念、提升素质、完善人性,而它对政治、经济、军事、环境和生态基本上没有直接的影响。技术则不然:技术往往是以器物的形态出现的,它对人的思想和精神的影响是间接的,但是却直接作用于社会的其他各个方面,其影响是巨大的,而且具有两重性。反过来,由于科学自身的本性,社会对科学的影响较小、约束力弱,但是对技术影响很大、约束力也强烈得多。
(16)从历史沿革上看,技术的历史是古老而漫长的,可以说从原始人打制第一块石器时就开始了,而科学的历史沿革是相当短暂的,至今不过三百余年的历程,即使把科学的萌芽时期计算在内,也仅仅有两千多年。与技术的历史相比,科学的历史短得简直可以忽略不计。此外,技术依赖于科学的时间,就更为短暂了。沃尔珀特对此印象深刻,他进而还洞察到科学和技术在历史上相互影响的不对等性,以及科学起源与技术起源在特点上的差异。他说,在确立科学的非自然本性(反常识的和反直觉的)时,必然要在科学和技术之间做出区分。区分的证据主要来自历史。技术比科学要古老得多,它的大多数成就——从原始农业、陶器的烧制、金属的冶炼制造、大教堂的建筑乃至蒸汽机的发明——无论如何是独立于科学的,直至19世纪科学才对技术产生影响(合成染料和电气工业)。这些技术基于常识和经验的实践手艺,而实践取向无助于纯粹知识。技术的历史大都是无名的历史,这再次不同于科学。就观念和器械而言,历史上的科学严重地依赖可以得到的技术,技术对科学有深刻的影响,反过来,科学对技术的影响是相当晚近的事情。一旦承认科学和技术之间的区别,科学在希腊的起源就呈现出特殊的意义。科学的特殊本性对科学仅仅一次出现负责。往往被认为是科学家的中国人实际上是熟练的工程师,对科学做出的贡献微不足道。他们的哲学是神秘主义的。容许科学在西方得以发展的,也许是理性和支配自然的定律的概念。史蒂文森也明确地意识到,与科学不同,技术在某种程度上对一直存在的每一种人类文化是共同的。与技术不同,科学并不是在人类历史的每一个阶段都存在或在每一个文化传统中都存在。
(17)从发展进步上看,科学和技术都具有发展进步的性质,在这一点它们与文学、艺术、哲学不尽相同。但是,它们二者在发展进步的特点上判若黑白。列维特揭示,科学发展与技术进步,科学与作为在社会、经济、历史中展开的技术的逻辑,是很不相同的,尽管这两个建制看起来并肩前进。关键的差别在于,科学——仍然是指对惟一的物理世界的探索——的确是逻辑的,无论是作为一个过程还是作为已经完成的提炼过的理论结构。科学的发展结构基本上是树枝状的,即新的知识分支不断从老的枝干上生长出来,尽管在更深的层次上是一体的。与之相比,技术展开的机制完全不同。那些在生长点和结点工作的人是混合的集群,很难以一种简单的方式加以概括。关键人物可以是科学家或工程师,但也可能是行政领导、官僚、银行家、军官或政治家。技术的进步、后退、停滞或分叉看起来并不遵循任何可以概括的逻辑。沃尔珀特指出驱使科学和技术发展的动力大相径庭:对技术来说,它是市场的需求或进展中的技术“造成”的需要。情况似乎是,发明活动是受发明的预期的价值支配的,在投入高峰时即是发明高峰——科学往往不是这样的。斯科利莫夫斯基(H.Skolimowski)认为,二者进步在目标上各行其是:与科学进步的目标在于接近真理相对应,技术进步的内在目标在于提高有效性。这种有效性在具体的技术实践中表现为精确性、耐久性和低成本(或称效率性)。还有一点必须提及:尽管科学知识单元在进化过程可能出现复杂和多样的局面,但这只是暂时的、过渡的现象,它最终必将趋向简单性和惟一性。可是,技术物品的单元在进化中趋向复杂性和多样性,各种用途的锤子,各种大小和型号的扳手、螺丝,各种面料和花色品种的纺织品,各种配方和商标的牙膏、香皂等等。
科学和技术在历史上的绝大多数时间是分离的,科学大规模地转化为技术的高峰时期也寥寥可数,可是在现代,科学趋于技术化和技术趋于科学化也是不争的事实。为此,斯平纳提出认知-技术合成体(cognitive-technicalcomplex)和现实化的科学(realizedscience)的概念,拉图尔甚至和盘托出了“技科学”或“技术科学”(technoscience)的生硬概念。这种科学技术一体化的思想是后现代主义的主题思想之一,诚如福曼(P.Forman)所言,技术取向的科学(technologicallyorientedscience)以及科学取向的技术(scientificallyorientedtechnology)其范围之广和力量之大是众所周知的。这是后现代性之结果。为了说明科学和技术之间的密切关系,人们提出了诸多说明模型,例如“线性模型”、“舞伴模型”、“杂交模型”等。这些模型都有可取之处,也道出了部分真理。但是,线性模型似乎简单化了一些,把科学和技术复杂、多变的关系描绘得过于径直,而且易于引起技术神话。舞伴模型亦有把科学和技术互动过程简单化之嫌,同时它忽略了这样一个事实:科学和技术不仅可以跳双人舞,而且有时也独舞。杂交模型把科学和技术视为一个新的综合体,这实际上已经使二者一体化了——这是我们绝对不能同意的——尽管这种一体化是部分的一体化而非整体的一体化。我觉得,可以接受的比较周全的观点也许是:
科学和技术是有联系的,但并非一体化;科学和技术是有区别的,但并非决然对立;科学和技术有时是互动的,但互动的形式多种多样,互动的过程错综复杂,而不是线性的和一义的。
参考文献
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国人有意或无意地把科学视为“生产力”和“财神爷”,国人习惯于或集体无意识地把“科学和技术”称为“科学技术”、进而简化为“科技”,就是这种现状的生动反映。有趣的是,这种状况在东邻日本也存在。正如桜井邦朋所言:“在我国,把科学和技术看做同质的东西,在各种场合把‘科学技术’归拢在一起使用。像现在这样的科学发现经过不了多久就被应用于技术,进入到我们的生活之中,在屡屡经历这样的经验期间,随之认为科学和技术是水平同质的东西。”参见桜井邦朋:《現代科学論15講》,東京教学社,1995年,p.1。
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邦格厘清了一种误解:“经常有人认为,技术与文化是格格不入的,甚至是彼此对立的。这是一种错误的观点,是对技术过程尤其是对革新性技术过程的理论丰富性完全无知的表现。……事实上,技术并不是一个孤立的组成部分,它与整个文化的其他各个分支有很大的相互作用。而且在现代文化中,只有技术和人文学科(特别是哲学)与其他文化分支有很大的相互作用。具体地说,技术与系统的哲学的几个分支(逻辑、认识论、形而上学、价值论和伦理学)都有很强的相互作用。”参见邦格:技术的哲学输入和哲学输出。
海森伯对此有具体的说明:从18世纪和19世纪初起,形成了一门以发展机械操作过程为基础的技术,这起初只是旧手工工艺的发展和扩充,其基本原理人人都能掌握。甚至在蒸汽机得到应用以后,技术的这一特性并未得到根本改变。但是,19世纪后半叶出现的电工技术,使得技术与旧手工工艺的联系已经不复存在,电力这种自然力的开发不是来自人们的直接经验,而是基于科学理论。参见海森伯:《物理学家的自然观》,吴忠译,北京:商务印书馆,1990年第1版,第6~7页。
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普赖斯的说法有一定的道理:科学的正常成长更多地来自科学,而技术的正常成长更多地来自技术。技术专家用的科学大多数是他们在学校学习和大众知识中的科学,而科学家用的技术大多数是伴随他们成长起来的那些技术。两者之间的强有力的相互作用只出现在很少的时候,因而引人注目地形成历史山脉的高峰。在17世纪的科学革命中,有一种从工匠技艺状态向新型科学仪器的有力转换,它使科学从古代状态突破而获得爆炸性的增长,并带来现代的实验传统,带来望远镜、显微镜、气压计、温度计、抽气机和各种静电机械。在我们这一代,工业革命已经达到一个新水平,主要通过物理学——特别是爱迪生的电学——科学找到了它回报技术的方法。在大多数情况下,科学并没有给技术许多帮助,但偶尔你会遇到像晶体管和青霉素这样完全相反的反常事件。同样必须注意的是,这里存在的引人注目的例外而不是规律。高峰不是典型。不能以牛顿和爱因斯坦的标准去判断科学家。不能以晶体管的特例去判断科学对技术的影响。承认科学和技术大体上是只有松散联系的系统,人们的动机目的甚至训练都非常不同,属于完全不同的类型,这在理智上是没有什么困难的。普赖斯:《巴比伦以来的科学》,第170~171页。
对于人口的增长问题,我们分别用logsitic阻滞增长模型和灰色系统模型进行了预测分析,结果表明logistic阻滞增长模型得出的结论与约翰·贝丁的预测符合较好,得出 ,2020年世界人口预测将达到80.86亿。由一些有效数据,建立合理的灰色系统模型对未来的2030年粮食储存量进行推算,得出2030年的粮食储存量,从而论证了约翰.贝丁顿提出的观点是科学的。能源问题我们建立了灰色系统模型进行了分析,结果得出是。
得出个个子模型关系后再采用主成份分析法,得出最终的贡献率,个个变量因子对于结果的贡献率。然后用BP神经网络综合分析了完美风暴。
在2030年,资源和粮食都同时短缺,也就是说按现在这个程度发展在2030年将发生食品、水和能源短缺,如果未来数年内没有充分准备的话,到 2030 年,世界将面临“完美风暴”,出现大的动荡。人口的持续增长将会在未来 20 年里引发对食品、水和能源的大量需求,与此同时,各国政府还必须应对气候变化。所有这一切都将同时到来。据贝丁顿教授说,再过 20 多年,全球人口将增加到大约 83 亿。仅此一点,就意味着全球资源需求将在未来变得更大。贝丁顿博士警告说,资源短缺压力将急剧增加,气候变化将使问题恶化。目前,全球的粮食储存量太小,只有年消费量的 14%,一旦发生干旱或者洪灾,粮食就会严重短缺。他说:“我们的粮食储备是 50 年来最低的,到 2030 年,我们对粮食的需求会增加 50%,同时,我们对能源的需求也会增加 50%,淡水的需求会增加 30%。”我们的创新之处在于:一.利用灰色系统进行了对世界人口的预测。二.利用主成份分析法给出了个个变量之间的关系。三. 运用BP神经网络进行了对于完美风暴的预测。
一.问题的重述
贝丁顿说,人口的持续增长将会在未来 20 年里引发对食品、水和能源的大量需求,与此同时,各国政府还必须应对气候变化。所有这一切都将同时到来。据贝丁顿教授说,再过 20 多年,全球人口将增加到大约 83 亿。仅此一点,就意味着全球资源需求将在未来变得更大。贝丁顿博士警告说,资源短缺压力将急剧增加,气候变化将使问题恶化。目前,全球的粮食储存量太小,只有年消费量的 14%,一旦发生干旱或者洪灾,粮食就会严重短缺。他说:“我们的粮食储备是 50 年来最低的,到 2030 年,我们对粮食的需求会增加 50%,同时,我们对能源的需求也会增加 50%,淡水的需求会增加 30%。”
21世纪是人类发展最快的时期,也是我们引领世界的辉煌时期。 近几年来,科学技术的迅猛发展加速了人类文明的繁荣。同时亦增强了人类对自然环境的影响能力,引起了全球各种问题出现了突出的矛盾,成为社会最严重的挑战。正如英国科学家约翰.贝丁顿于3月18日所说,由于气候变化和人口增长将导致食品、水和能源短缺,从而引发大规模移民、公共骚乱和国际冲突,最终在2003年造成“完美风暴”的发生。并且,约翰.贝丁顿也提出,我们的粮食储备是50年来最低的,到2030年,我们对粮食的需求会增加50%,同时,我们对能源的需求也会增加50%,淡水的需求会增加30%,问题由此而生,约翰.贝丁顿提出的观点是否科学,我们有必要根据资料对此观点进行验证。我们以人口与粮食的关系为重点进行论述,假如,到2030年,我们对粮食的需求会增加50%。则在人口随着年份的增加而按照阻滞增长模型进行增长,同时在每年粮食总量不变下,粮食贮存量的变化和粮食消费量的变化建立三者的关系。
二.问题的分析
2.1对问题背景的分析
如今,由于气候的变化以及人口的迅速增长使得食品、水和能源的短缺,并且人类的生活环境变得更加恶劣,如果长此以往,战乱与国际冲突,将随时可能爆发,人类的生存面临这巨大的挑战。所以,对现在人类生活环境状况的评估是非常具有必要性的,同时对于人口增长、能源、粮食和淡水的需求预测也是很有必要的,因为只有做好了,预测分析工作,才能够对未来的发展趋势由很好的了解,对与制定补救措施具有很大的帮助。
2.2对约翰· 贝丁顿观点的论证分析
对于文中约翰· 贝丁顿所提到的,人口、能源、粮食和淡水需求量到2030年会发生重大变化。为了来论证这一观点的正确性,首先就是搜集相关的数据,然后利用相关的模型对上述四个因子分别进行预测。通过模型所得到的预测值来判定约翰· 贝丁顿观点的正确性。
2.3对人口、能源、粮食、淡水之间关系的分析
研究人口、能源、粮食、淡水之间关系的意义在于对运用于人类生存危机状况量化处理的模糊综合估计方法中权值矩阵的确定起到关键作用,所以,通过利用主成分分析法可以求出四者之间的相关性,并且通过相关性可以构建四者之间的函数关系。
2.4对“完美风暴”危机预测模型的分析
人类生存环境的危机状况是一个抽象的概念,没有具体数值来表示。那么,对于这种情况,我们必须找到一种方法,使这种危机的状况能够被量化,于是我们选择用风险度来描述风险和时间的关系。
在得到每一年的危机状况的估计量化值(模型中我们称为危险评判参数)后,我们可以通过构建世界人口、能源、粮食和淡水需求量这四个因子与所求得的量化值之间的关系,于是利用BP神经网络来构建两者之间的输入输出关系,并且通过BP神经网络的网络训练模拟功能,可以预测出2030年人类生存环境的危机状况,以此进行判断“完美风暴”发生的可能性。
三.模型的建立以及求解
I.主成分分析法分析完美风暴一.世界人口增长的预测
3.1 logistic阻滞增长模型预测世界人口
3.1.1模型的准备
表3.1.1 世界人口随时间变化
1970至2006年世界人口统计(单位:万人)
年份
人口(万人)
1990
528500
1991
538500
1992
548000
1993
557200
1994
562980
1995
571606
1996
574560
1997
584590
1998
589848
1999
597773
2000
605412
2001
613010
2002
619973
2003
627252
2004
636969
2005
644598
2006
651776
图3.1.1世界人口随时间变化
用EXCEL可以画出以上图形,虽然看起来是线性的,是由于纵坐标取值比较大的缘故,实际上并非是线性的,并且是符合logistic阻滞增长增长模型的。
表3.1.1b近几年世界总人口情况
年份
年总人口数(亿)
出生率(%)
死亡率(%)
自然增长率(%)
1991
53.84
27
9
1.7
1992
54.2
26
9
1.7
1993
55.06
26
9
1.6
1994
56.07
25
9
1.6
1995
57.02
24
9
1.5
1996
57.71
24
9
1.5
1997
58.4
24
9
1.5
1998
59.26
23
9
1.4
1999
59.82
23
9
1.4
2000
60.67
22
9
1.4
2001
61.37
22
9
1.3
2002
62.15
21
9
1.3
2003
63.14
22
9
1.3
2004
63.96
21
9
1.3
3.1.2模型的假设
(1)世界人口的增长符合logistic阻滞增长模型,可以用此模型求解.
3.1.3logistic阻滞增长模型的建立以及求解
于是有:
(1)
对 的一个最简单的假定是,设 为 的线性函数,即
(2)
设自然资源和环境条件所能容纳的最大人口数量 ,当 时人口不再增长,即增长率 ,代入(2-2)式得 ,于是(2-2)式为
(3)
将(2-3)代入方程(2-1)得:
(4)
解方程(2-4)可得:
(5)
3.1.3模型的求解
为了对以后一定时期内的世界人口数做出预测,我们首先从世界银行数据库上查到世界人口从1990年到2007年部分年份总人口的数据
(1)将1990年看成初始时刻即 ,则1991为 ,以次类推,以2007年为t=7作为终时刻。用函数(5)对表3.1.1中的数据进行非线性拟合,运用Matlab编程得到相关的参数 ,可以算出可决系数(可决系数是判别曲线拟合效果的一个指标):
可以算出可决系数 得世界部分年份人口变化趋势的另一拟合曲线:
(2-7)
进行预测得(单位:千万):
X(20)=80.86
表3.1.3 各年份世界总人口用不同拟合曲线预测数(单位:亿)
由上表可以看出:在2020年总人口就已经超过了80.86亿,比较接近的预测。
3.1.4型的误差检验
在估计阻滞增长模型的参数时没有用到2000年的实际数据,是为了用它做模型检验。我们用模型计算的2007年世界人口总数与已知的实际数据相比较,来检验模型是否合适。
经计算,误差仅为0.0186%,故可以认为该模型的精度是很高的。
其中算法及程序见附录
3.2 灰色系统模型预测世界人口
灰色系统理论的微分方程为GM模型,GM(1,1)表示1阶,1个变量的微分方程模型.
记原始数据序列 \* MERGEFORMAT 如下:
\* MERGEFORMAT
它的时间响应序列为:
\* MERGEFORMAT
其中, \* MERGEFORMAT
即: \* MERGEFORMAT
因此通过计算得:表3 \* MERGEFORMAT 的值
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
53.84
108.04
163.1
219.17
276.19
333.9
392.3
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
451.56
511.38
572.05
633.42
695.57
758.71
822.67
然后计算 \* MERGEFORMAT 的紧邻均值生成序列 \* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
其中, \* MERGEFORMAT
计算得到:表4 \* MERGEFORMAT 的值
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
53.84
80.94
135.57
191.135
247.68
305.045
363.1
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
421.93
481.47
541.715
602.735
664.495
727.14
790.69
我们称方程 \* MERGEFORMAT 为灰色GM(1,1)模型,其中 \* MERGEFORMAT 是需要通过建模求解的参数,若 \* MERGEFORMAT 为参数数列,且 \* MERGEFORMAT 其中 \* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT 则求微分方程 \* MERGEFORMAT 的最小二乘估计系数列,满足
\* MERGEFORMAT
称 \* MERGEFORMAT \* MERGEFORMAT 为灰微分方程, \* MERGEFORMAT 的白化方程,也叫影子方程.
因此,根据上述所说则有
1.白化方程 \* MERGEFORMAT 的解或称时间响应函数为 \* MERGEFORMAT
2.GM(1,1)灰微分方程 \* MERGEFORMAT 的时间响应序列为 \* MERGEFORMAT
3.取 \* MERGEFORMAT ,则 \* MERGEFORMAT
4.还原值
\* MERGEFORMAT
根据方程对参数的 \* MERGEFORMAT 作最小二乘估计,得
\* MERGEFORMAT (21)
设 \* MERGEFORMAT
由于 \* MERGEFORMAT ,可得GM(1,1)模型的白化方程为
\* MERGEFORMAT (22)
它的时间响应式为
\* MERGEFORMAT
由此得模拟序列
\* MERGEFORMAT
相应的值为: \* MERGEFORMAT 的值
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
53.84
54.52
55.25
56.00
56.75
57.51
58.28
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
59.07
59.86
60.66
61.48
62.30
63.14
63.99
灰色系统模型的检验
定义1.设原始序列
\* MERGEFORMAT
相应的模型模拟序列为:
\* MERGEFORMAT
残差序列:
\* MERGEFORMAT
相对误差序列:
\* MERGEFORMAT
1.对于 \* MERGEFORMAT ,称 \* MERGEFORMAT 为k点模拟相对误差,称 \* MERGEFORMAT 为滤波相对误差,称 \* MERGEFORMAT 为平均模拟相对误差;
2.称 \* MERGEFORMAT 为平均相对精度, \* MERGEFORMAT 为滤波精度;
3.给定 \* MERGEFORMAT ,当 \* MERGEFORMAT 成立时,称模型为残差合格模型.
定义2 设 \* MERGEFORMAT 为原始序列, \* MERGEFORMAT 为相应的模拟误差序列, \* MERGEFORMAT 的绝对关联度,若对于给定的 \* MERGEFORMAT ,则称模型为关联合格模型.
定义3 设 \* MERGEFORMAT 为原始序列, \* MERGEFORMAT 为相应的模拟误差序列, \* MERGEFORMAT 为残差序列.
\* MERGEFORMAT \* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT \* MERGEFORMAT
1.称 \* MERGEFORMAT 为均方差比值;对于给定的 \* MERGEFORMAT ,当 \* MERGEFORMAT 时,称模型为均方差比合格模型.
2.称 \* MERGEFORMAT 为小误差概率,对于给定的 \* MERGEFORMAT ,当 \* MERGEFORMAT 时,称模型为小概率模型合格模型.
表3.2.1精度检验登记参照表
精度等级
相对误差
关联度
均方差比值
小误差概率
一级
0.01
0.9
0.35
0.95
二级
0.05
0.8
0.5
0.8
三级
0.1
0.7
0.65
0.7
四级
0.2
0.6
0.8
0.6
由已知数据我们算出的结果为
表 3.2.2残差序列
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
-0.32
-0.19
0.07
0.27
0.20
0.12
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
0.09
-0.04
0.07
-0.11
-0.15
-0.03
\* MERGEFORMAT \* MERGEFORMAT
计算得平均相对误差: \* MERGEFORMAT
模拟误差: \* MERGEFORMAT .精度为一级
计算 \* MERGEFORMAT 与 \* MERGEFORMAT 的灰色关联度 \* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
精度为一级
计算均方差比
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
所以,由 \* MERGEFORMAT 均方差比值为一级计算小误差概率
由 \* MERGEFORMAT
表 3.2.3 计算得出的 \* MERGEFORMAT 的值
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
0.001428
0.318571
0.188571
0.071428
0.271428
0.201428
0.121428
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
\* MERGEFORMAT
0.091428
0.038571
0.071428
0.108571
0.022285
0.000857
所以 \* MERGEFORMAT 小误差概率为一级.
故可以用
\* MERGEFORMAT 来进行预测.
预测的结果为
表 3.2.4预测的世界人口总数
年份
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
总人口(亿)
64.84
65.72
66.59
67.49
68.39
69.32
70.24
年份
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
总人口(亿)
71.19
72.14
73.11
74.09
75.08
76.09
77.11
年份
2019
2020
2021
2022
2023
2024
2025
总人口(亿)
78.14
79.2
80.26
81.34
82.43
83.54
84.66
年份
2026
2027
2028
2029
2030
总人口(亿)
85.79
86.95
88.11
89.3
90.49
由于灰色模型对于近期的预测较准确,但是随着时间的推移,未来的不确定因素将增多,从而对所产生的值会产生,一定得波动,影响测量的精确性.因此我们这里采用改进的DGM(1,1)离散灰色预测模型对数据进行改进,因为离散灰色模型具有很好的稳定性,因此对于中长期的预测会产生很好的效果.
二,能源问题的预测:
石油的多少往往还和一个国家的经济水平,经济发展联系在一起,大多数国家为了扩大GDP值,盲目的开发开采石油,造成大量的浪费和污染问题.因此我们可以同时预测国家的GDP和石油的消耗量.
石油随时间变化规律曲线
a坡度分析
设原始序列:
(39)
其中,, 称为非等间距序列.
记: (40)
定义1 设
其中,则称式(1) 为非等间距序列第 区间的坡度.那么平均坡度即为:在灰色系统的拟合过程中, 坡度平滑的区间精度较高, 但在坡度波动较大的区间,其拟合值与原始数据的偏差较大.从减小非等间距间数据的波动考虑, 对非等间序列进行坡度优化分析, 可以通过局部插值来消除当坡度有较大波动时所产生的较大的误差.
b模型的求解
自变量序列, 经坡度优化分析后, 将第个区间的坡度平均坡度进行比较, 将第 区间作 \* MERGEFORMAT 插值, 可得到新的自变量序列: (42)
式中,为第个区间内的第节点.用线性插值计算所插入节点处的函数值:
(43)
其中, .原始序列
插入若干数据后变成新的序列:
分析非等间距序列的区间, 并对其进行合理地插值, 其实质是修正了数据波动所引入的误差,因而能更好地反映出数据的变化趋势,从而可大幅度地提高拟合和预测精度.
c以新序列为原始序列建立灰色距模型
记原始时间序列 为:
(45)
若其中.则称 为非等间距序列 的一次累加生成(1—A GO ) 序列.
定义2 当 接近于指数规律变化时, 白化微分方程为:
式中, 为发展灰数; 为内生控制灰数.设为待估参数向量,, 利用最小二乘法求解得:其中
将 时间响应离散化, 得:
L
(6)将值代入离散模型计算预测累加值 , 并还原为预测值:
其中
通过灰色模型可求得两者的预测响应函数分别为:
通过计算可以得到相应的预测值.可求得1970~ 2004 年世界能源总消耗量预测响应函数的后验差, 平均相对误差 , 小概率事件; 世界GDP 预测响应函数的后验差, 平均相对误差, 小概率事件.可知此模型精度为一级.能源消费增长同经济发展之间有一定的依赖关系.通常把能源消费年平均增长率与国民生产总值年平均增长率之比称为能源消费弹性系数.从上述数据可得到世界能源消费总量和GDP总量的回归方程为:
相关系数为0.9922,线性关系明显相关数据和运算过程程序见附录
图1 原油随时间的图
三.用灰色系统对粮食问题预测
在将来,新兴经济体需求、能源价格上涨、气候变化、粮食出口限制改变粮食供需关系,增加粮价不确定性,世界粮食价格是长期问题!
粮食价格将可能继续攀升,至少会维持在高位.联合国粮农组织在2008年1月份预测,今年全球主要粮食作物的产量将会低于需求量约3000万~4000万吨,约占全年总产量的1.5%~2%左右.另一方面,全球粮食库存在最近30年间不断下降,2007年已经降到了30年来的最低点.供需结构和库存水平共同决定了将来的粮食价格走势.
在短期,也有很多因素促使粮价上涨.石油价格的上涨已经是一种不可避免的趋势,如果在此基础上进一步上升,就会使得粮食价格出现上涨.另外,异常气候的因素可能使粮食短缺问题雪上加霜,可能会使将来的粮食价格产生巨大震荡.
最后,从长期来看,目前的粮食价格上涨的趋势将会持续.根据资料显示,在10年之内谷物价格将至少上涨10%,可能达到20%.对于更长远的将来如果没有大的变动的话,粮食价格将进一步上涨.
我们通过对近几年的世界粮食总产量和消费总产量,对现在存在的粮食问题以及到2030年粮食的消耗问题进行预测.
我们根据1990年到2007年的数据分别对以后的粮食生产量和消耗量进行预测.
图1粮食生产与消耗的总量图
图2 粮食需求量随时间变化
通过图2我们可以看到,近几年谷物的生产量与消耗量大体相当,几乎没有剩余量或者出现亏损的局面,至于2007,2008年是全球谷物大丰收,粮食产量得到很大的提高,计算时没有太大的根据性,因此我们舍弃07,08的数据对以后几年到2030年的粮食总产量和消耗量进行预测分析.应用灰色预测模型,我们最终得出的结果是:
谷物生产量(亿吨)
23.63
谷物消耗量(亿吨)
26.2
我们可以看到到那时,每年生产地谷物根本不够实际消耗的谷物的总量,库存量以消耗殆尽,对于其他的粮食作物,我们可以近似的认为它们和谷物有同样的属性,在产量和消耗上,没有太大的区别.都是以同样的趋势变化,因此,到2030年全球将出现大的粮食危机问题.到时由于缺少粮食将发生不可预料的后果.
四.气候问题:
全球气候问题主要是伴随着人口的急剧增长、森林的过度砍伐、资源的粗犷性利用,而造成温室气体比例升高,全球变暖,进而引发冰川融化、局部地区发生海啸,干旱和洪涝等恶劣的气候变化和对生态的破坏.所以气候问题可以粗略的分为森林危机和全球变暖.
五.森林危机:
森林有“地球之肺”的美誉,可以净化空气、生产氧气;有着改变低空气流,有防止风沙和减轻洪灾、涵养水源、保持水土的作用.而且是许多动物的栖息地,也是多类植物的生长地,是地球生物繁衍最为活跃的区域.特别是对气候有很好的调节作用,但目前全球森林覆盖面积的变化的形势很不容乐观,“地球之肺”已布满斑痕:
全球森林主要集中在南美、俄罗斯、中非和东南业.这4个地区占有全世界60%的森林,其中尤以俄罗斯、巴西、印尼和民主刚果为最,4国拥有全球40%的森林.
联合国环境规划署报告称,有史以来全球森林已减少了一半,主要原因是人类活动.根据联合国粮农组织2001年的报告,全球森林从1990年的39.6公顷下降到2000年的38.亿公顷.全球每年消失的森林近千万公顷.
即使从1990年至2000年的10年间,人工林年均增加了310万公顷,但热带和非热带天然林却年均减少1250万公顷.收集资料分析得到下面几个地区的森林现状:
南美洲共拥有全球21%的森林和45%的世界热带森林.仅巴西一国就占有世界热带森林的30%,该国每年丧失的森林高达230万公顷.根据世界粮农组织报告,巴西仅2000年就生产了1.03亿立方米的原木.
俄罗斯2000年时拥有8.5亿公顷森林,占全球总量的22%,占全世界温带林的43%.俄罗斯上个世纪90年代的森林面积保持稳定,几乎没有变化,2000年生产工业用原木1.05亿立方米.
中部非洲共拥有全球森林的8%、全球热带森林的16%.1990年森林总面积达3.3亿公顷,2000年森林总面积3.11亿公顷,10年间年均减少190万公顷.
东南亚拥有世界热带森林的10%.1990年森林面积为2.35亿公顷,2000年森林面积为2.12亿公顷,10年间年均减少面积233万公顷.与世界其它地区相比,该地区的森林资源消失速度更快.
而更为令人担忧的事实是,在乱砍滥伐盛行的同时,非法砍伐也在大行其道.在非洲,加纳有1/3原木为非法采伐;喀麦隆的大多数木材公司都参与非法木材贸易.印度尼西亚有70%的出口木材来自非法采伐,每年高达6000万立方米.俄罗斯每年从远东地区非法采伐的木材约150万立方米,森林受盗伐的面积逐年扩大.
六.气候变暖:
现阶段大气中CO2浓度已近灾难临界点,据相关气象观测和科学研究表明,1 750年大气中的CO2体积分数为 \* MERGEFORMAT , 2005年增加到 \* MERGEFORMAT 为65万年来最高,并且CO2仍以每年 \* MERGEFORMAT 的速度增长.《应对气候挑战》最新报告指出:当全球平均气温比1750年时升高2℃后,引发灾难的临界点就会出现.研究发现,大气中CO2体积分数达到 \* MERGEFORMAT 后,气温升高2℃就不可避免.CO2体积分数依照目前的增长速度,10年内就会跨过 \* MERGEFORMAT 这一门槛.近年来气候变化之快是过去一万年所没有的.照此计算到2030年时大气中CO2体积分数达到 \* MERGEFORMAT ,气温将升高3℃左右,给人类带来无穷的灾难:
气候变暖,不仅仅是气温的高低问题,首先引发的是全球性的环境问题,进而涉及到人类社会生产、消费和生活方式以及生存空间等社会发展各个领域的重大问题,甚至危及人类的发展与生存.数据显示气候变化构成的威胁“接近核威胁”,这种威胁的效果“也许在短期内不如核爆炸造成的毁灭那样强烈”,但“今后30 年或40 年的气候变化可能对人类的栖息地造成急剧伤害”.尤其是20 世纪80 年代以来,环境问题逐渐从区域性、局部性向全球性、整体性扩展,出现了全球性的生态环境危机,气候变化对世界全方位、多尺度和多层次的影响.随着气候的持续变暖,极端气候事件在世界各地频繁发生,对自然生态系统和人类生存环境直接产生了严重影响.
七冰川融化,海平面上升
伴随近百年来的气温升高,全球冰川普遍退缩.阿尔卑斯山1850—1975年冰川面积缩小了35%,而到2000年,这一比例增至50%;喜马拉雅冰川正以每年10~15 m 的惊人速度后退;而支撑印度最大的河谷盆地干戈特里(Gan-gotri)冰川也正以每年约30 m的速度后退.未来50 年,我国青藏高原多年冻土空间分布格局将发生较大变化,大多数岛状冻土退化,季节融化深度增加迈克.赞普(MichaelZemp)称,在受到热浪冲击的2003 年夏天,就有7英寸厚的冰川融化.Michael Zemp等采用遥感、数字地形和数字模拟技术,预测结果为夏季升温3℃, 可使阿尔卑斯山现存的冰川减少80%,而上升5℃,则该地区的冰川消失.高山、高原湖泊中,一些依赖冰川融水补给的小湖,最终可能因冰川融水减少而消失.冰川径流对气候变化的反应要比河川径流更加敏感.海平面上升、海岸线后退是世界沿海各地都面临的一场危机,对沿海、海岛地区的生态及居民生产、生活将造成严重威胁.格陵兰冰盖如果完全融化,将使海平面上升7 m.专家预测,在印度尼西亚约1.8 万个岛屿中,约2 000个岛屿将在30年内因气候变化而被海洋吞噬;地势较低的南大洋国家要求岛民为彻底迁移作准备.
八.加剧旱涝及其他气象灾害:
气候变暖影响到气压的正常波动和洋流的规则运动,大气环流因此而局部变化,由此带来的降水、风暴及气温分布失常,使地表径流、旱、涝灾害频率加快加剧.
九.空气质量恶化
气温上升会增加地面臭氧含量,而臭氧是烟雾的主要成分,导致空气质量进一步下降.
气候变化与经济社会发展息息相关,未来气候变化对经济社会发展造成的影响日益明显,甚至对国家的兴亡和各行各业的发展都会带来风险.全球变暖,正成为世界各国政府都不得不正视的问题.图1表示的是以1861—1900年全球平均地表气温为基点,截至2005年全球平均地表气温的变化.可以看到,与上世纪初相比,到2005年全球平均地表气温上升了近1摄氏度.气象学家预测,气候变化会影响到人类的基本生活元素——水的获得,粮食生产,健康和环境.随着全球变暖,数以亿计的人将遭受饥饿,水资源匮乏和沿海洪水的威胁.2006年英国政府的斯特恩报告对全球变暖可能造成的经济影响给出了迄今为止最为全面的评估.
如果不立即采取强有力的措施,森林的砍伐和温室气体的排放用现在变化趋势来衡量,2030年时人类的生产、生活、生存将会受到前所未有的威胁.
十.移民问题:
(一)国际移民的规模与分类:
国际移民指在原籍国以外的国家居住超过一年以上的人.近年来,全球移民的人数呈逐年增长的趋势.据联合国人口署统计,国际移民在1970 年只有8200 万人,2000年迅速增至1. 75亿.1980—2000 年, 发达国家接纳的移民人数从4800万剧增至1. 1亿,发展中国家接纳的移民人数也从5200万增至6500万.目前国际移民人口已接近2亿,约占全球人口总数的3% ,而且这支队伍还在快速扩大.联合国2006年的《国际迁徙与发展》报告就此指出:“人类已经进入第二个迁徙时代.”国际移民分为四种划分方式:
第一,分为自愿移民和被迫移民,前者或出于追求更好生活条件或与家庭团聚而移民,后者则指因人道主义灾难、种族清洗、战争等被迫离开家园.
第二,分为经济移民和政治移民,前者因就业或追求更多经济利益移民,包括熟练工、非熟练工、临时工、客籍工 等,后者则因逃避战争或政治迫害移民.
第三, 分为合法移民和非法移民,国际移民委员会(IOM)统计世界每年大约新增400万非法移民,占移民总数的30—50%,其中约半数的非法移民牵涉偷渡、人口走私等国际犯罪活动.
第四,分为永久移民和短期移民,前者以永久居住为特点,后者包括客籍工、季度工等.
(二)当前国际移民的特点:
首先,分布呈现不平衡态势.从移民去向看, 2005 年的数据显示, 美国等发达国家仍是世界移民优先选择的定居国.
图13 移民的分布
2005年移民最多的国家人数分布
国家
美国
俄罗斯
德国
乌克兰
法国
移民人数/万
3840
1210
1020
680
650
其次,难民、非法移民是数量庞大的特殊移民群体.目前, 2亿的国际移民中包括生活在发展中国家的920万名难民,巴基斯坦的难民最多,人数超过100 万.2000—2004 年, 世界难民人数增长了24%;仅2004年,寻求难民庇护者就达67. 6万, 比2003年剧增19%.
此外, 非法移民问题也愈演愈烈,成为令各国政府头疼的难题.目前,美国现有非法移民约1000万,每年新增50万左右;欧洲的非法移民超过500万, 约占其移民总数(5600万)的10%.再次,移民特别是非法移民自身人身安全和权利保护状况堪忧.第一,移民特别是非法移民的人身安全面临很大威胁.非法移民由于得不到法律承认,在非法穿越边界时面临被“蛇头”抛弃和遭到其他意外伤害的危险.其次,移民的工资待遇和劳动条件得不到保障,被剥削和虐待情况时有发生.相较本地工人,移民劳工特别是非法劳工的工作条件普遍缺乏安全保障和医疗福利保障,超时工作屡见不鲜,经历工伤事故的几率很大;许多非法移民被走私者控制,无法自主地选择工作,甚至被强制或胁迫从事,其中妇女和儿童的境况尤其糟糕.第二,移民的社会地位仍然偏低.移民被看成是对所在国经济的临时补充力量.尽管在定居国居住多年并承担着很多公民的义务和责任(如按时向所在国纳税等) ,很多移民非但未获得公民权,也未获得和本地居民同等的法律地位.由于宗教、文化和价值观的差异,移民也容易在政治和文化上遭遇排斥和边缘化.如果一些当地团体刻意煽动对移民的歧视和仇恨,定居国社会对外来移民的恐惧和偏见情绪将更加强烈.
十一.淡水问题:
水危机是指自然灾害和社会与经济异常或突发事件发生时,对正常的水供给或水灾害防御秩序造成威胁的一种情形.看待水危机的视角不同,建立的应对机制与做出的决策将大不相同.根据国外经验,一个国家用水超过其水资源可利用量的20%时,就很有可能发生水危机.
水是哺育人类的乳汁.没有水的哺育,就没有生命的繁衍;没有水的世界,将是死亡的世界.地球上因为有了水,才变得生机勃勃.然而,由于种种原因,一方面人类对水的需求与日俱增,另一方面人为的浪费,使水资源不断枯竭.水资源危机将成为2 1 世纪人类面临的最为严峻的现实问题之一.
世界水资源及其发展趋势:地球上水的储量很大,但淡水只占2.5%,其中易供人类使用的淡水不足1%.据专家最新估计,全球陆地上可更新的淡水资源约42.75万亿 \* MERGEFORMAT ,其中易于使用的约12.5~14.5万亿 \* MERGEFORMAT .按1995年人口统计,全球人均淡水资源约7450 \* MERGEFORMAT ,其中易于使用的淡水人均约2180 ~2440 \* MERGEFORMAT .可见,地球上的淡水资源是有限的.
我们取12.5万亿 \* MERGEFORMAT 进行计算,很容易得出,到2030年时,我们的人均占有水量为1381.376045 \* MERGEFORMAT (取人口总量为:90.45948亿)
表13 水量的影响
人均占有水量 \* MERGEFORMAT
1700
1000
500
产生影响
水压力
水短缺
水危机
这是我们不考虑水的需求会增加、水资源会浪费产生的结果,这时已经处于水压力状态了,如果加上各方面的原因,最后的结果将远远小于这个值,很有可能达到水危机的地步!
水的需求随人口和经济发展而迅速增长.从1940-1990年,在50年时间内,全球总用水量增加了4倍.1995年全球用水总量已达36000亿m3,人均 用水628 \* MERGEFORMAT ,约占易用淡水资源量的27~30%.
水资源在地球上的分布是很不均匀的,有的地方多,有的地方少.据联合国调查,全球约有4.6亿人生活在用水高度紧张的国家或地区内,还有1/4人口即将面临严重用水紧张的局面.
随着社会经济的发展,人类对水资源的需求量不断增大.本世纪以来全世界淡水用量增长了8倍,其中农业用水增长了7倍,城市用水增长了12倍,工业用水增长了20倍,而且世界淡水用量以每年 5%的速度递增.目前世界上大约有90个国家,40%的人口出现缺水危机,30亿人缺乏用水卫生设施,每年有300万到400万人死于和水有关的疾病.到2025年,水危机将蔓延到48个国家,35亿人为水所困.水资源危机带来的生态系统恶化和生物多样性破坏,也将严重威胁人类生存.过去50年中,由水引发的冲突共507起,其中37起有暴力性质,21起演变为军事冲突.专家警告:随着水资源日益紧缺,水的争夺战将愈演愈烈.
十三..综合影响:
如下图所示,这些综合的原因共同导致了2030年“完美风暴”的发生,它们不是相互独立的个体,只要其中一个因素发生变化,相应的都会发生或大或小的变化,只是对于2030年来说,各种矛盾都汇集到了它的附近,致使产生不可估量的后果!
a.主成分分析法的建立
分析认为人作为一种主观能动性很强的群体,相对于能源,粮食,淡水有着很大的不同,现在我们就通过主成分分析法来定量的研究人口,能源,粮食,淡水,这几个因子之间的关系,并以人作为事件结果,其他的作为影响因素主成分分析是现代统计分析中的一种有效方法。假设某一个现象受多个因素同时影响,则可以考虑采用主成分分析法,有大量的实测数据中识别到底哪些因素对其发生产生主要的作用。
基本思想如下:把原来的各个指标化为可数的几个互不相连的(或相互独立)的综合指标,达到数据化简、揭示变量之间的关系和进行统计。
详细的计算步骤:
(1)数据标准化变换
设实际观测了 个 维样本:
将 通过以下的标准化变换化为矩阵 的过程,称之为标准化变换。
其中
(2)求相关矩阵
现引进相关矩阵:
按照以上的公式利用数学软件,比如Matlab计算出相关矩阵。
(3)求相关矩阵 的特征值与特征向量
可以使用软件,也可以使用迭代法求 的特征值与特征向量。用迭代法的具体步骤如下:
a)求 的各列之和,记为:
;
b) ,构造向量 作为初始迭代向量;
c) 计算 ,其各个分向量记为 ,取 ,作向量 ;
d) 按(c)做法进行迭代,则 , 中的各元素的最大值即趋向于第一特征值 , 即是第一特征向量;
e)求主成分,对 作正则变换,即得 对应的单位特征向量 ,并且记 ,则 的各分量分别代表 的第一主成分, 刻画了第一主成分的贡献率
求第二主成分:用相关矩阵 与 , 计算矩阵
则 仍是 阶对称矩阵,按照前面的1)到5)的方法,相应计算出 ,同理求出 ;
f)按照上面的方法依次求出 。
其中,主成分贡献率: ,累计贡献率:
如果 个特征值的累计贡献率大于某个预期的目标,如85%~95%,则可以认为这 个因素是原问题的主成分,这时,原来的问题的因素减少,研究问题的维数就相应的降低了。
Ⅱ.基于BP神经网络的“完美风暴”危险预测模型 一.输入输出数据的归一化处理
由于BP神经网络训练样本集中输入、输出(目标)样本参数的绝对值离散性有时太大或过于集中,在网络权值矩阵误差函数逼近过程中,易产生局部误差最优或误差震荡等缺陷(如右图示)。必须对输入、输出进行归一化处理,防止在网络权值矩阵误差函数训练时不会进入局部误差最优或误差震荡等缺陷区域。此外,归一化处理可以使得具有不同物理意义和量纲的输入变量赋以同等重要的地位,避免数值大的变量掩盖数值小的变量,避免神经元饱和,保证网络的收敛性,提高网络的收敛速度。归一化处理:我们可采用下列公式将数据压缩在(0,1)的范围内,
二.输入/输出向量设计及网络层数的选取
人口、能源、粮食、淡水对应4个参数,显而易见,输入变量是一个4维的向量,同时由上一个模型得到了五个风险等级评判参数,所以输出变量是一个5维的向量,即危险指数。在样本中,由于各种数据都是实际的测量值,因此这些数据可以对网络进行有效地训练。如果从提高网络的精度的角度出发,一方面可以增加网络训练样本的数目,另一方面还可以增加网络层数。由于样本数目足够,在此模型中我们建立三个BP网络进行分析。
对于BP网络,有一个非常重要的定理。即对于任何在闭区间内的一个连续函数都可以用单隐层的BP网络逼近,因而一个三层BP网络就可以完成任意的 维到 维的映射。
隐层的神经元数目选择是一个十分复杂的问题,隐单元的数目与问题的要求、输入输出单元的数目都有直接关系。隐单元的数目太多会导致学习时间过长、误差不一定最佳,也会导致容错性差、不能识别以前没有看到的样本,因此一定存在一个最佳的隐单元数。根据Kolmogorov定理[2],采用一个 的三层BP网络作为状态分类器。其中 表示输入特征向量的分量数, 表示输出状态类别总数。由于 =4,我们得知隐层的神经元数目为9个。
三.学习速率与训练方法的确定
学习速率决定每一次循环训练所产生的权值的变化量。过大的学习速率可能导致系统的不稳定,但是过小的学习速率将导致训练时间较长,收敛速度很慢,不过能保证网络的误差值趋于最小。一般情况下,学习速率的选取范围在0.01~0.9之间。
为了保证系统的稳定性, 我们选择网络学习速率为0.05。鉴于自适应学习速率通过保证稳定训练的前提下,达到了合理的高速率,可以减少训练时间。在本题中,我们采用自适应学习速率( )训练方法。
四.传输函数的选取
期望误差的控制,通过对网络训练参数的设定实现。考虑到具体网络训练时的训练精度和训练时间,同时确保能够对系统进行较好的预测,保证预测的实际精度,我们在网络中使训练次数极值 ,网络训练的误差允许值 。
五.期望误差的选取
期望误差的控制,通过对网络训练参数的设定实现。考虑到具体网络训练时的训练精度和训练时间,同时确保能够对系统进行较好的预测,保证预测的实际精度,我们在网络中使训练次数极值 ,网络训练的误差允许值 。
六.训练样本的确定
我们选择1987~2002年的世界人口、能源需求、粮食需求、淡水需求的统计数据为训练样本,以2003~2006年的数据为检测样本,归一化后的训练样本请具体参考附录4.
神经网络模型为:
MACROBUTTON MTPlaceRef \* MERGEFORMAT SEQ MTEqn \h \* MERGEFORMAT (1)
式中,
----输入层输入列向量( );
----隐含层输出列向量;
----神经网络的输出值;
----输入层到隐含层的权值;
----隐含层到输出层的权值;
----隐含层的阈值;
----输出层的阈值;
该模型可用图直观表示如下:
得到的神经网络的权值矩阵请具体参考附录6
四.模型结果及其分析
一.关于主成分分析法结果的分析
1.对于人口的预测两个模型得出的结果都比较合理,和约翰提出的相吻合,得出80.86的值。
2.对于能源,水资源的预测也较为标准。
3.得出了个个因子对于总结果的贡献率,结果在2030年发生完美风暴。
二.关于BP神经网络结果的分析
得出的结果也和约翰的预言一样,将在2030年完胜完美风暴。
三..对2030年“完美风暴”进行预测结果
通过上述模型的构建,我们已经对1987至2002年十六年的世界人口、能源需求量、粮食需求量、淡水需求量的统计样本与危险评判等级参数之间的关系进行了神经网络的训练,得到了能够反应两者之间的关系(是一个复杂的网络结构,通过权值矩阵来表示特征),若对“完美风暴”进行预测,只要将2030年所预测的世界人口、能源需求量、粮食需求量、淡水需求量的值输入神经网络中,就会输出相应的危险评判等级参数,于是根据参数就可以判断“完美风暴”发生的可能性。
经上述工作,我们得到了2030年世界人口、能源需求量、粮食需求量、淡水需求量的预测样本如下:
世界人口(万人)
能源需求(标准油:万桶)
粮食需求(万吨)
淡水需求(亿立方米)
931070
121412
25944
152137
通过神经网络模型的模拟训练的到以下五个危险评判等级参数:
表5.8 2030年危险评判等级参数
19.6700
13.6741
15.4244
24.5720
26.9043
四.对能源、粮食、淡水需求量、世界人口预测值的分析
通过各种模型我们预测出2030年世界人口、能源、粮食、淡水需求量的预测值,并且我们将以2006年的数据作为人类生活环境的现状。
表1人类生活现状与预测值对比
年份
2006
2030
世界人口(万人)
651776
931070
能源需求量(标准油,万桶)
83719
121412
粮食需求量(万吨)
17770
25944
淡水需求量(亿立方米)
96452
152137
通过上表的数据我们可以得到以下结果:
(1)世界人口达到93亿,远远超过83亿
(2)能源需求量增加45.09%
(3)粮食需求增加45.9%
(4)淡水增加57.7%
根据上面四个结果,初步论证了约翰• 贝丁顿的“完美风暴”理论的正确性。
五.对BP神经网络的“完美风暴”预测值的分析
通过神经网络的模拟可以得到2030年的危险评估等级参数,将表5.8与表5.7.1的比较不难发现,到2030年,人类生存系统的危险评估等级参数非常高,达到危险的级别,证明了“完美风暴”发生的可能性非常大。并且我们也预测出2030年至2040年的危险评估等级参数,得出随着时间的不断推移,“完美风暴”发生的可能性越来越大,人类生存的环境将变得更加危险、恶劣,结果如下:
2031
19.7421
12.2322
24.3235
23.4214
11.3444
2032
21.4323
21.2445
13.4326
21.4313
21.3254
2033
24.0521
28.6923
26.9076
28.8943
28.3772
2034
25.4890
28.0485
28.9985
20.4787
29.8473
2035
29.0982
29.7872
29.0785
20.8893
29.9746
2036
30.8741
34.8983
38.7658
32.8989
33.6786
2037
38.6482
38.9874
38.6985
30.9875
39.8786
2038
39.8185
35.7623
40.8392
38.8899
45.2989
2039
43.8972
42.9824
32.0835
41.9782
41.8974
2040
48.9878
49.7864
48.7676
44.4896
35.3254
六..对BP神经网络的稳定性分析
鉴于模型的目的是为了预测,所以模型的稳定性显得尤为重要,必须对模型进行稳定性分析。
BP算法是一个有效的算法,由于具有理论依据坚实、推导过程严谨、物理概念清晰和通用性好等特点,是当前网络学习的主要算法。同时存在一些不足,主要有:训练时间长,出现局部极小值,网络结构难以确定等。本文在建立神经网络模型过程中,通过预处理以及合理选择训练方法实现网络收敛、避开局部极小值,有效地提高了模型的稳定性。
(1)数据正规化处理(归一化)和Matlab工具箱函数prestd实现数据正规化,通过对样本集数据参数和输出样本数据参数进行正规化处理,可有效防止网络训练进入局部误差最小或误差震荡缺陷[14];
(2)根据 进行设计隐含层节点数,有效设计网络,保证训练精度、减少训练复杂度、缩短训练时间
(3)考虑到数据样本的随机性和非线性性,采用对非线性问题解决较好的S型传输函数。S传输函数使得输出值在0和1之间,使算法收敛速度加快,对每次训练进行有效调整,达到加速收敛目的;
(4)倾向于选取较小的学习速率以保证系统的稳定性,学习速率的选取范围一般在0. 01~0. 9之间。我们选择网络学习速率为0. 05 。
(5)采用traingdx训练函数训练,附加动量法使反向传播减少了网络在误差表面陷入低谷的可能性有助于减少训练时间。
综上所述,本文建立的神经网络模型通过合理的处理和有效的方法选取,确保BP网络高精度快速收敛。确保预测模型的精度和健壮性。
五.模型的优缺点分析
模型的优点:
1、运用灰色预测模型它能够根据数据的变化规律,较准确的预测数据.得出的数据有一定的准确度,并且模型检验好.
2、在此基础上由于是对较长时间的预测,为了保证模型的稳定性,我们又运用了离散型的灰色预测模型,它能保证模型具有很好的稳定性,对于长期的预测也会较准确.
3、运用微分方程模型,在已知增长率的情况下,能很好的预测在将来人口等因素的变化,有很好的稳定性和准确性.
4、本文所用数据来自联合国统计局、世界经济年鉴和世界统计年鉴,具有很强的真实性与代表性;
5、本文在建立了基于主成分分析法的危机预测模型,将危机发生的标准进行了量化处理;
6、本文在预测人口增长时使用了组合预测模型,大大提高了模型的预测精度;
7、本文将原模糊问题具体划分为若干问题,文章的思路清晰且具有很好的连贯性。
模型的缺点:
1.在建立危机预测模型时没有完全考虑到所有的因素;
2.在考虑环境与气候因素的影响时,只做出了定性的分析。
3.由于对较长时间的分析预测加上数据来源可能的不准确性,导致算出来的误差增加;对于问题原因的讨论不全面导致遗漏有些因素或者我们假设时忽略了一些因素,也可能造成误差的增大.
总之,该模型实用性较强,可以印证约翰提出的论断。
六.模型的改进方向
1.在主成分分析时增加变量因子,全面考虑,量化题目中给出的个个函数及其参数。
2.在算结果时对结果进行人为的修正。
七.写给有关政府部门的报告
(一)能源可持续发展
1.当今能源的现状
1994年末全球的一次能源的可采储量为14277.34一吨标煤,其中煤占73.1%,石油占13.8%,天然气占13.1%,而当年的开采量为104.481亿吨标煤。静态储采比137年,即经过137年后,一次性能源将被开采完全。这绝不是危言耸听,而是铁一样的事实,即使科技的进步使我们的开采技术提高,但是那也只是推迟期限,能源枯竭终究会到来,对此我们该怎么办呢?要想从本质上解决能源问题,就要从能源的本身入手,积极开发新型能,就是一种有效而长远的方法。风能,太阳能,地热能,潮汐能,生物质能源都是新兴的清洁可再生能源,各国要努力在这方面投资开发,使之形成产业化。比如在农村地区,利用秸秆和畜禽粪便发展沼气,具有广阔的前景。
2.提高公民的节能意识
公民的节能意识在解决能源问题中同样扮演着重要的角色,在这方面挪威的方法就很值得借鉴。在挪威政府把增强公众的节能意识作为可持续发展的重要一环。在书店及公共图书馆里常年摆放着各种免费的环保方面的宣传资料,在中小学的教科书里也增加了相应的环境能源保护部分,政府还出台一系列政策加强企业的节能意识。
3.加强国际之间的合作
21世纪,世界各国更加重视发展,事实早已表明,任何国家没有发展就没有前途。发展需要能源,而世界常规能源并不是取之不尽,用之不竭的。发展的迫切要求和能源的匮乏已经不只是某些国家的问题了,世界各国都必须面对能源短缺的现实。当前国际油价居高不下是世界各国所面临的严峻挑战,所以一方面需要各国在能源方面做出开源节流的努力,另一方面也需要积极扩展新的发展思路,开展国际之间的对话,彼此增强了解,广泛合作,才能有利于解决国际能源问题。
4.开发新的能源技术
当今最新的,也是发展最成熟,最有前景的新能源就是核能。核能发电对环境的污染小,经济效益高。目前发展比较好的是核裂变发电,但是尽管能源潜力大,由于其具有放射性,且发电原料在地球上很稀少,且提纯困难,所以虽然被广泛使用,但是必将被另一种核能替代,那就是核聚变。核聚变无污染,且原材料非常丰富,所以被人们认为是人类最有希望的能源。
人类的文明是建筑在对于能源的认识和掌握上的,每一次人类文明的跨越都与能源技术的进步密不可分。因此要实现可持续发展,世界必须进行一次能源革命,这不仅是技术上的一次革命,能够使世界的能源系统持续保证经济的发展和社会进步;同时也是观念上的一次革命,需要我们树立“科学发展观”
建立一个新的能源体系,使可持续发展化为全社会的动力和目标,是和谐社会成为我们永远赖以生存的环境。
(二) 粮食可持续发展
认真确立以农业为基础,始终坚持不放松粮食生产的基本思想解决粮食问题,其中的一个有效途径是提高粮食的产量。可以通过稳定粮食的播种面积,挖掘潜力,扩田增粮。俗话说“皮之不存,毛将焉附”,有田才有粮,所以全世界范围内一定要保证种粮面积,但是这并不等于是无节制的开发,向在某些地区依然存在的刀耕火种现象依然存在,这威胁的就不只是人类的嘴巴问题,更切身的是关系到人类长久生存的权利。
2.加大科研资金的投入
全世界都要改变粮食生产的模式,要有原来的规模效益向节约型、集约型转变,努力提高粮食的产量,积极做到科技兴农。一方面可以加大科研经费的投入,另一方面要鼓励农业科技人员到粮食生产的第一线,进行技术指导,加强农、科、教的紧密结合,扶持种粮能手和种粮大户,提高农民科技水平等等。另外,在整个世界要积极推进农业机械化,多采用大规模农场式的收中,努力提高集团效益。
3.加大农产品的流通机制
现在在世界的好多地方,出现着这样的问题,就是农民的生产往往不能提供社会所需,设置有时候是背道而驰的。面对这个问题,各国政府一定要加大农产品的流通体制改革,引导农民按市场规律调整农村经济结构,种植结构,养殖结构等等。政府要加强对市场的价格的调控能力,提高抵御市场风险的功能。只有农民这个粮食的原产者掌握好的方向,整个社会的粮食问题就走在了一条正确的道路上。
总之,最重要的是保护和合理开发利用资源,防止掠夺式、破坏性和浪费型的发展方式。保护和开发并重。建立适应社会市场的农业发展机制,世界的粮食可持续发展就有了希望。
(三) 水的可持续发展
水是生命的源泉,但是地球上的淡水资源却极为的有限。地球上有70.8%的面积被水所覆盖,但其中的97.5%是咸水。余下的淡水中却只有87%是人类暂时难以利用的两极冰盖、高山冰川和高原地带的冰雪。因此,人类真正能够利用的水仅占地球总水量的0.26%。
目前,水资源短缺问题相当的严重,世界上有80多个国家约15亿人面临着缺水的威胁,其中26个国家的3亿多人完全生活在缺水的状态中,并且这一趋势人在加剧。预计到2010年的缺水国将增加到34个。
此外,水污染,水浪费等水环境危机更是加大了水短缺问题。部分国家经常遭受干旱、水资源短缺、地下水位下降,荒漠化逐渐扩大。
八.参考文献
【1】 李静萍,谢邦昌,多元统计分析[M],北京:中国人民大学出版社,2008
【2】 安维默,王吉利,统计电算化[M],北京:中国统计出版社,2000
【3】 黄勇安,李文成,高小科:Matlab7.0/Simulink6.0应用实例仿真与高效算法开发[M],北京:清华大学出版社2008
【4】 龚沛曾等C/C++程序设计教程[M] 上海:同济大学出版社 2004
【5】 李茜,王丰效,李晓静,多变量灰色预测模型的matlab程序,福建电脑,卷期号:32-48,2007年11期;
【6】 魏一鸣,范英,韩智勇,中国能源报告(2006)战略与政策研究[M].北京:科学出版社,2006
【7】 张 帆,俞奇勇,基于GM 的能源消费量坡度优化预测模型,水电能源科学,第25卷第3期,116-220,2007
【8】 刘勇 白林,《基于 的回归分析模型在经济预测分析中的应用》,《中国管理信息化》,第11卷第15期,第66页~第67页
【9】 刘志平 石林英,《最小二乘法原理及其MATLAB实现》,《中国西部科技》,第17卷第17期,第33页~第34页
【10】姜启源 谢金星 叶俊等,《数学模型(第三版)》[M],北京:高等教育出版社,2007
【11】 刘思峰 谢乃明,《灰色系统理论及其应用》[M],北京:科学出版社
九.附录
1.matlab程序实现人口预测参量的求解
>>a [52.85 57.16 60.54 64.45] ; % 在此只取几值,然后求其平均值
>>t[0 5 10 15];
M文件代码如下:
X=52.85;
a= [52.85 57.16 60.54 64.45];
For j=1:1:5
i=14:15
M(i)=exp(-i):;
[xm,r]=solve[’ a(i)=xm/(1+(xm/52.85-1)* M(i)^r)’, ’ a(i+1)=xm/(1+(xm/52.85-1)* M(j+1))^r’];
t=1:1:30;
y=xm/(1+(xm/52.85-1)*exp((-r)*n));
plot(t,y,’b’t,a’ro’)
2.c++程序实现人口预测
#include "iostream.h"
#include "math.h"
#define N 30 // 定义符号变量以提高程序的普遍应用性
double peoplenumber(int n) //定义人口预测函数
{double x;
x=180.987/(1+(180.987/52.85-1)*exp((-0.0336)*n)); //预测函数
return x;
}
void main()
{int i,j(0);
double p[N];
for( i=0;i<N;i++)
{j=j+1;
p[i]= peoplenumber(j);} //预测人口数存入数组,调用人口预测函数
cout<<"人口预测logistic阻滞增长模型预测结果:"<<endl;
for(i=9;i<N;i++)
cout<<"第"<<i+1<<"年世界人口总是:"<<p[i]<<endl; //输出第n年的世界人人口总数
}
得出的结果:
备注:预测结果(单位是亿)
3.、1970~2006年世界人口统计数据(单位:万人)
年份
人口(万人)
1990
528500
1991
538500
1992
548000
1993
557200
1994
562980
1995
571606
1996
574560
1997
584590
1998
589848
1999
597773
2000
605412
2001
613010
2002
619973
2003
627252
2004
636969
2005
644598
2006
651776
4、1965~2006年世界能源需求量(标准油,单位:万桶)
年份
能源需求量
1990
66830
1991
66811
1992
67519
1993
67377
1994
68666
1995
69830
1996
71489
1997
73591
1998
73928
1999
75549
2000
76280
2001
76828
2002
77737
2003
79158
2004
81898
2005
83080
2006
83719
5、1987~2006年世界粮食需求量(单位:万吨)
年份
粮食需求量
1990
16542
1991
16608
1992
16683
1993
16754
1994
16824
1995
16850
1996
16910
1997
16928
1998
16930
1999
16973
2000
17118
2001
17230
2002
17492
2003
17460
2004
17495
2005
17573
2006
17770
6、1975~2006年世界淡水需求量(单位:立方米)
年份
淡水需求量
1990
39387
1991
39712
1992
40245
1993
41012
1994
43021
1995
46012
1996
50234
1997
55743
1998
61081
1999
65279
2000
70523
2001
74533
2002
78674
2003
83423
2004
87654
2005
91987
2006
96452
7.基于灰色理论的区间预测模型的在MATLAB上的实现代码:
%区间拟合函数求解
%拟合上函数
format long
x=[1 3 5 7];
y=[172430 175180 177670 183650];
f=@(a,x)(172430-a(1)/a(2))*exp(-a(2)*x)+a(1)/a(2);
[xx,res]=lsqcurvefit(f,[1,1],x,y) %结果数据 -7.51166737366709*10^3 -0.00004916823135*10^3
y1=(172430-149720)*exp(0.05111*x)+149720
plot(x,y1)
%区间拟合下函数
x=[2 6 11];
y2=[172220 176380 187640]
f=@(a,x)(172220-a(1)/a(2))*exp(-a(2)*x)+a(1)/a(2);
[xx,res]=lsqcurvefit(f,[1,1],x,y2) %结果数据 -7.51166737366709*10^3 -0.00004916823135*10^3
x=[1:12]
y2=(172220-152775)*exp(0.04917*x)+152775;
plot(x,y2)
%样本观察
x=[1:12];
y=[172430 172220 175180 175980 177670 176380 183650 184180 184950 187640 187640 189369];
y1=(172430-149720)*exp(0.05111*x)+149720;
y2=(172220-152775)*exp(0.04917*x)+152775;
plot(x,y,x,y1,x,y2)
%预测总趋势
x=[1:40]
y1=(172430-149720)*exp(0.05111*x)+149720;
y2=(172220-152775)*exp(0.04917*x)+152775;
plot(x,y1,x,y2)
jieguo=(y1+y2)/2
%结果:
(308453-197632)/197632
ans =
0.56074421146373
%预测结果
(7.5265-5.5502)/5.5502
ans =
0.3561
8.归一化后的神经网络训练样本
1
0.0952
0.0452
1
0.0971
0.0456
1
0.0977
0.0449
1
0.0962
0.0446
1
0.0957
0.0443
1
0.0937
0.0443
1
0.0949
0.0449
1
0.0955
0.048
1
0.0979
0.0526
1
0.0998
0.0598
1
0.0995
0.0684
1
0.1009
0.0771
1
0.1006
0.0832
1
0.1006
0.0908
1
0.1
0.0962
1
0.1
0.1016
9.神经网络权值样本
的矩阵
-0.0003
1.4996
0.0000
0.1114
0.0010
-0.8895
0.0000
-0.1879
-0.0008
1.0007
0.0000
-0.1790
0.0006
0.6688
0.0000
-0.2018
0.0005
-1.6956
0.0000
0.0505
0.0004
-0.9619
0.0000
-0.1823
0.0000
1.0965
0.0000
-0.1699
-0.0003
1.2249
0.0000
0.1555
0.0005
-0.8912
0.0000
0.1879
-0.0003
0.6332
0.0000
0.2036
0.0003
-0.2021
0.0000
-0.2171
0.0009
-1.7340
0.0000
-0.0217
-0.0001
-1.7297
0.0000
-0.0267
0.0006
-1.3718
0.0000
-0.1348
-0.0002
-1.4203
0.0000
-0.1267
-0.0008
-0.9607
0.0000
0.1823
0.0005
1.1794
0.0000
0.1610
-0.0002
-1.5214
0.0000
0.1066
-0.0013
-1.7410
0.0000
-0.0102
-0.0007
1.5662
0.0000
0.0958
的权值矩阵
-0.7230
0.9048
0.0340
-0.3546
0.0728
-0.6341
-1.0878
-0.7804
1.0115
-0.1780
0.1086
0.3968
-0.7142
-0.4737
0.9897
-1.4304
0.2776
0.2403
-1.0801
-1.3143
-0.0909
0.5139
1.1321
-1.3840
-0.8866
0.2027
0.0880
0.8417
-0.7847
0.4148
-0.9240
0.1843
-0.0587
-0.6443
-0.7613
-0.2070
-1.0837
0.1852
-0.0760
0.6968
0.0767
-0.1004
0.8627
0.0299
-0.2922
0.6816
0.7106
0.6381
0.1281
0.1788
-0.1406
-1.2258
0.2076
0.1697
0.9721
-0.4403
0.8129
0.8384
-0.9358
0.8717
0.5459
-0.1019
0.2277
-0.7660
-0.2656
-0.3723
-0.2732
-0.6195
0.1951
0.0976
-1.0444
2.5403
-1.8956
1.6311
0.5697
1.9262
-1.2993
1.8654
-0.8001
2.0897
-0.0916
1.2959
0.1931
1.1619
-0.2416
1.0940
0.6147
-0.8345
0.3543
-0.4817
0.6996
-0.4140
-0.9026
0.7450
-0.4116
-0.1089
-1.0921
-0.9064
-0.5705
1.3922
的权值矩阵
-160.5697
106.8334
-90.0593
-54.0237
165.4181
110.2566
-96.5197
-132.3848
74.4748
-77.0965
35.4486
170.2018
168.4408
141.5726
144.2084
75.7570
-121.6810
135.0404
163.1824
-153.7970
的权值矩阵
1.4945
0.3172