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近代科学论文大全11篇

时间:2023-03-29 09:21:36

绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇近代科学论文范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。

近代科学论文

篇(1)

本科毕业论文是在大学四年级第二学期开设的一门必修课,是本科生在四年教学培养计划中的最后一个环节,也是培养大学生走向社会的一个重要环节。通过撰写毕业论文,培养学生综合运用大学期间所学的理论知识和实验技能解决实际问题的能力,初步达到让学生可以独立分析和解决实际问题的目的。近年来,由于各大高校进行大幅扩招学生,在校本科生人数逐年增加,结果导致学生整体素质参差不齐,尤其是在一些非985、211的普通二本学校,此现象尤为明显。此外,有些学校还存在师生比例严重失调、教学资源紧张的问题,这些因素导致本科毕业论文质量逐年下降[1]。对于本科毕业论文质量问题,已有部分报道[2-4]。本文根据作者所在学校的应用物理专业为例,结合作者指导本科毕业论文的体会,对如何提高本科毕业论文质量进行初探。

1应用物理专业毕业论文教学现状

1.1完成毕业论文时间不足

我校应用物理专业本科生毕业论文安排在大学四年级下学期3月至6月份进行,短短的3个月时间学生要完成查阅大量的文献资料、学习毕业学习实验设备的使用方法、实验、分析、撰写论文。其间部分学生还要去找工作、面试(工作、考研面试等),真正完全投入实验的有效时间约为1个多月。因此,要想取得较好的实验结果是比较困难的。

1.2对毕业论文课程了解不足

根据对2012级应用物理专业学生的调查结果显示,学生对毕业设计课程非常了解的为0,了解的为43.5%,不了解的为56.5%,占到一半以上。对毕业论文撰写格式非常熟悉的为0,基本熟悉的为39.1%,不知道的占61.9%。对毕业论文考核标准不了解的高达73.9%。学生对毕业论文课程的认识不足必然会影响撰写论文质量。此外,学生对毕业论文的重要性缺乏认识。学生普遍认为毕业论文与就业无关,没有必要在毕业论文中投入过多的时间和精力,而把大部分时间都投入在考研和就业的事情上。甚至有的学生会认为只要找到工作或考上研究生,学校在毕业论文上会为他们开绿灯,完全忽略毕业论文的质量问题。因此,学生在撰写毕业论文过程中,缺乏主动性和创新精神,导致毕业论文质量下降。

1.3学生撰写论文能力差

大学生在学习期间很少、甚至没有阅读科学论文,也没有系统的学习论文的撰写方法,因此在撰写毕业论文的时候必然会导致一些抄袭、语言表达不恰当、格式不规范等问题。

1.4学生对论文选题不感兴趣

我校的毕业论文题目一般都是由指导老师拟定,然后让学生选择。有些题目拟的过大,超出了本科生研究的范围;有的题目拟的过窄,无法开展实际研究;有的选题与专业结合不紧密,学生对选题不感兴趣。最终,学生为了毕业,随便选取一个论文题目,应付差事,结果导致毕业论文质量降低。

2提高应用物理专业毕业论文质量的实践与探索

我校是一所以工科为主的高等学校,致力于培养高级应用型人才,学校注重对学生实际动手能力的培养。针对我校应用物理专业的毕业论文存在的以上问题,我们主要开展了一些实践措施以期提高应用物理专业毕业论文质量。具体措施如下:

2.1鼓励学生提前开始毕业论文准备工作

目前,我校应用物理专业四年级上学期的必修课程只有《固体物理》和《近代物理实验(4)》两门课程和其它选修课程。因此,通过鼓励学生提前完成选修课程的学习,在四年级上学期有一定的空闲时间开展毕业论文的前期工作,从而延长毕业论文执行时间,提高毕业论文质量。

2.2提前开展与毕业论文相关的宣传工作

鼓励各代课老师以及班主任提前对学生讲解毕业论文课程的重要性,必要时可在三年级下学期末或四年级上学期初开设关于毕业论文课程讲解的课程或讲座,让学生提前认识毕业设计课程的重要性、了解毕业论文的考核标准。使学生在做毕业论文时能够有备而战、进而保证毕业论文的完成质量。

2.3培养学生查找和阅读论文的能力

学生在撰写毕业论文之前,阅读专业论文量少,仅限于课本教材。因此,学生对撰写毕业论文的方法、结构和格式等了解不足。针对这些问题,有必要提前告知学生获取文献的途径。例如,利用图书馆网络学术数据库(同方、知网、维普网、以及Elsevier等英文数据库)查找相关的学术文章。通过阅读文献既可拓宽学生的知识面、弥补课堂教学信息量的不足,又可让学生了解论文撰写的结构、格式等基本要求,为将来撰写合格的、高质量的毕业论文奠定基础。

2.4指导教师提出高质量毕业论文题目

指导教师应该从自己在研课题中提出与学生专业课内容相关或符合的题目作为毕业论文选题。只有指导教师提出高质量的、学术性的、科学性强的、有理论价值的、应用价值的题目,学生才会有完成其的兴趣,才有可能写出高质量的论文。这样不仅能把科研和教学相结合,而且还能提高毕业论文质量,同时还有可能为学生在将来的进一步深造或工作中提供有益帮助。

3结束语

通过向学生讲解毕业论文课程的重要性、鼓励学生提前开始毕业论文的准备工作、培养学生查找和阅读文献的能力、提出高质量的论文选题等措施,可以充分调动学生创新的积极性、提高本科生毕业论文质量。

【参考文献】

[1]朱华跃,广东化工[J].41(2014)259.

[2]康红梅,职业时空[J].10(2014)51.

篇(2)

以儒家教育为主流的中国传统教育有天人合一、政教合一、文道结合、师道尊严等基本特征,其培养目标是造就一批“学而优则仕”的、具有理想人格的“君子”。传统教育的价值观以伦理道德教育为核心,注重对“人”的教育而轻视对“物”的教育。在这种教育背景下,“中国虽不乏科学技术的发明创造,但此类知识仅限于私人授受却没有进入课堂的机会,亦未获得‘形式化’的发展。因而,‘科学’在中国传统社会里始终停留在直觉层面和经验主义的水平上未得独立和弘扬”[1]。这种伦理型教育的畸形发展是以科学教育的萎靡为代价的。中国科学在春秋战国时期就已经发育,然而由于重农轻商等思想观念的影响,致使科学教育发展缓慢,多停留在实用的经验的层面而没有发展成一种系统的科学教育学说。传统教育只注重伦理道德的教化,发达了伦理文化而忽略了科学文化的发展,造成了中国教育中科学知识和科学精神的失落。

总体而言,我国传统教育对于封闭的、非机械化的农业文明有很多合理性,但是从人类社会文明的发展来看,自然科学和人文社会科学是推动人类文明进步的两大因素,缺失了科学内涵的以伦理教化为主的传统教育在近代西方文明面前,必然会产生危机感。尤其是的爆发,惊醒了晚清朝野的上下,也惊醒了中国的传统教育和文化。作为传播封建思想、伦理道德的工具——传统语文教育理所当然受到新思想、新观念的批判。传统语文教育在科学主义的影响下,加速了变革的趋势,主要体现在科学的话语对白话的技术化洗礼,使得以文言为学习载体的一统天下的局面被打破,白话逐步发展成为语文学习的重要载体。从表现方式来看,科学论文的公式和图表无法用竖排及无标点符号的方式表现,所以必须采用横排和新式标点;从语文知识来看,过去的内容与现代科学精神不合,必然会产生新的语法修辞知识来适应社会生活的需要;从语文学科目标设置来看,由于科学观的介入,使得目标设置由片面到具体,由笼统到详细,更加符合现代社会人才培养的规格要求。从语文学习内容来看,一些反映自然和科学常识的文章被吸收到语文教材中来,成为学生了解现代科学的一个窗口;从语文教学方法来看,严密的、高效的科学方法的产生,必然会促使只重“背诵”、“领悟”、“揣摩”、“抄书”的传统方法发生重大变革;从考试技术上看,科学的测验、实验方法的运用,使得传统的考试方法得以改造和发展。

二、现代教育的深入发展促成了传统语文教育的变革

清朝末年,在西方“船坚炮利”的威胁下,民族危机日益严重,传统教育已无法适应社会大转型时期的需要。为了维护和巩固统治地位,晚清政府采取了“废科举,兴新学”的举措。期间,全国各省大力兴办新式中小学堂,并把各省、府、县的大小书院一律改为高等、中等、初等学堂,还鼓励华侨兴办学堂。以学习西方科学为主体的新式学堂发展得十分迅猛,据统计仅在“1895~1899年,全国共兴办学堂约154所,其中1895年3所,1896年14所,1897年17所,1898年5月以前14所,期间106所,估计全盛时期学生总数达到万人”[2]。科举制度的废除之后,各新式中小学堂大都开设了语文科,然而普遍存在着奖励出身、忠君、尊孔等腐朽的做法,在新旧教育体制的交互碰撞下,兴办实业和办实学的矛盾始终未能得到有效解决。可以说,“制度的改变总比思想的改变要容易得多。我国科举制度作为一种制度清朝末年就消亡了,但是科举制度相伴随的教育思想作为一种传统的教育思想,仍有可能在人们的头脑中残存下来”[3],影响着现代教育制度的发展。因此,转变观念,完备教育体制,改善教育结构和布局,已成为民国初年接受西方科学观念的学者(如、黄炎培等)孜孜以求的目标。他们在积极介绍西方教育理论、观念、制度和方法的同时,提出了改革传统教育实行有利于资本主义发展的新教育主张,得到了社会的广泛响应和支持。

然而,就传统语文教育而言,早已沦为封建科举制度的附庸,重书面语轻口语,重文言轻白话,严重脱离时代的发展和社会生活的需要,阻碍着科学知识和科学精神的传播,与科举制度一样成为“空疏无用、禁锢人才”的批判对象。在批判和声讨之中,传统语文教育发生了重大变革。比如,1912~1913年,民国政府颁布了各级各类学校令,以及“壬子”学制的补充和修订文件,逐步形成了一套完整的学制系统,即“壬子——癸丑学制”。该学制废除了“读经讲经”科,把“中国文字”、“中国文学”两科统称为“国文”,这是语文独立设科以来第一个正式的语文名称。该学制使中国教育现代化又有了新的进展。教育性质的改变,教育观念的更新,推动着语文教育稳步向前发展,开始确立具有现代意义的教育目标,并建立起自己的学科体系。这标志着现代教育的巨大胜利,语文学科由此走上了独立发展的道路。

三、现代语文改革运动促成了传统语文教育的变革

我国传统语文教育最大的特点就是说的是白话,写的、读的却是文言。由于文言难学,所以文化教育长期被统治阶级所垄断,成为少数人的“专利”,广大劳动人民也只能处于不会读、不会写、没有文化的愚昧状态。近代以来,随着西方科学技术和科学观念在中国的传播,许多进步的革新家为了宣传自己的思想和主张,都希望拥有最有利于表达和交流的语言工具,而文言文所表现的内容大多是面向过去的,远离现实生活的,是不利于学习和掌握的,因此,成了被严重抨击的对象。人们希望自己所学所用的语言文字应该是易读、易记、易写,其内容也应该是实用、高效的,而这些要求都不是古奥死板的文言文所具备的,所以使用以口语为基础发展起来的白话文就成了人们的追求。经过时期发起的语文改革运动对“俗语”的提倡及爱国志士对文言文的“空疏无用”的批判之后,19世纪末一场现代白话文运动首先在资产阶级改革派中掀起,“五四”时期白话文运动达到。

随着白话文运动的深入开展,以文言文为标志的传统语文教育受到严峻的挑战。白话文很快为广大民众所接受,1920年北洋政府教育部宣布小学率先实行国语和白话文教学。小学国语教科书逐步全部使用白话文编写;初中国文教科书在实践中不断进展,与文言文所占比例相比,白话文最终占据了大半“江山”;在一些版本的高中国文教科书中,白话文约占五分之一左右。现代汉语修辞、语法及各种语文知识开始在语文教学中穿插学习,白话文阅读和写作日益受到重视,文言文的学习难度大大降低,即便是高中也仅要求能读平易的古书即可,高中作文有专作文言文而改为文白兼作或文体不限。尤为值得强调的是口头语言的学习从无到有,听说能力训练开始在语文教育中占有一席之地,从而打破了传统语文教育只重书面读写而轻视口头表达、只重文言而轻视白话的局面。学习普通语言文字,提高阅读理解和写作能力,以应付社会和生活的需要,已经成为语文教育的一个主要发展方向,语文教育的实用性和工具性得到加强。总之,在现代语文改革运动的冲击下,20世纪早期的语文教育在革新传统语文教育基础上,日渐走上现代化、实用化的发展道路。

参考文献

篇(3)

科学知识社会学(Sociology of Scientific Knowledge,以下简称SSK)自20世纪70年代初在英国诞生后发展势头一直很迅猛,目前在国外社会学研究领域占据主流的地位。但在国内,人们对SSK的认识却只能说是刚刚起步。国内对SSK的最早介绍可以追溯到20世纪80年代,当时南开大学的刘甭浦教授在其主编的《科学社会学》一书中对SSK有初步评价。20世纪90年代末,国内第一本对SSK进行系统研究的专著《科学的社会建构—科学知识社会学的理论与实践》产生,一些主流的社会学和哲学杂志也开始密集地翻译SSK的论文,一些出版社则系统地引人了SSK的主要作品。尽管一直受到激烈的批评,但笔者认为SSK的研究也有其合理成分,如果对其作深人的反思,并从中得出有益的东西,则对我们的学术进步无疑是大有裨益的。

一、SSK产生的理论传统及历史背景

1. SSK的学术思想渊源。SSIC有多种学术思想渊源。该学派的代表人物马尔凯声称,他们是在库恩的哲学思想影响下,在批判了传统的实证主义科学观之后,研究科学知识的相对性和社会内容的学派。科学社会学家本·戴维指出:这个学派是在“反实证主义”哲学(、现象主义、社会学中的人类学方法)兴起和科学哲学中相对主义、建构主义的影响下产生的。并且,它与迪尔凯姆和曼海姆的知识社会学传统相联系。国内研究SSK的著名学者刘华杰则认为,SSK的思想可以追溯到19世纪德国图宾根学派的“教会编史学”、旧知识社会学、科学哲学家库恩后期的哲学及对传统科学哲学的反对。据此,可以这样认为,SSK既是对传统知识社会学的继承,也是对正统科学社会学的批判,更是在科学哲学尤其是库恩的思想影响下形成的。

2. SSK产生的社会文化背景。仅仅从思想渊源上解释SSK的产生,并不能完全说明其何以在短短的几十年间迅速发展为全球范围内科学人文大战的最主要根源,还必须对SSK产生的社会文化背景予以特别的关注。在西方,自柏林墙倒塌、冷战结束以来,硬科学(自然科学)在其自身发展中遇到了一些前所未有的、无法解决的困难如巨型化、实验周期延长等,其负面影响开始受到人们的普遍关注,人们对科学家的信心和信任有了持续的丧失。而另一方面,向来被自然科学压倒的人文科学认为科学实验室获得的太多资助与其产出是不成正比的,因此极力反对政府对自然科学的过多投资,认为人文科学应该享有和自然科学同等的地位。以上这些情况诱发和助长了对科学本身的考察,为以反对科学权威为主要特征的SSK提供了最有利的发展契机。在过去,国内对SSK社会文化背景的介绍普遍有所忽略,而这恰恰是全面理解SSK产生和发展的关键。

二、SSK的代表人物及其主要观点

SSK诞生于英国,后来走向欧洲其他国家、美国等。其在欧洲的代表人物有布鲁尔(D. Bloor )、巴恩斯(B. Barnes、马尔凯( Michael. Markey )、柯林斯(H,M. Chins)、拉图尔(Bruno. I,atour )、谢廷娜( Ka-rin D. Knorr一Cetina )、埃奇(D. 0. Edge )、惠特利( B. Whitley)等人,而在美国的知名学者为夏平( Shapin )、皮克林(Pickering)和平奇(Pinch )。 SSK学者从科学争论、实验室方法、科学家的文本及话语研究这三个场点展开研究,得出了不少成果,其观点从产生到分化可以说是五花八门,既有极端的也不乏温和的。下面是SSK学者的一些主要观点:

1否定自然界在科学知识产生过程中的决定作用。自18世纪启蒙理性主义诞生以来,科学知识一直被看做“自然之镜”,经验事实和逻辑规则决定了什么是科学知识,自然界作为科学争论的首要及最终仲裁人和确定者,具有举足轻重的作用。然而,SSK学者认为,科学思想并不是由客观的经验观察来检验的,人们也并不是按照与事实证据一致的原则来对相互竞争的理论进行选择的,因而,以往人们将自然界的性质和作用完全地夸大了。拉图尔认为,一个被科学家作为事实而接受的陈述被视为是由自然界决定的,但这一点并不会使这个陈述变成真理。谢廷娜也说;“在实验室里我们找不到描述主义所看重的事实和现实,实验室所表现的是尽可能排斥自然而不是包含自然于其中。”在这一看法上走得更远的是柯林斯,他直接宣称:“在科学知识的构造中,自然界仅仅担当极小的或微不足道的角色,甚至根本就不起作用。”总的说来,SSK学者认为,自然界不能决定什么是真理性认识;科学不会是建立在经验证实原则上的高度客观化的事业,其客观性极弱;不是自然界决定科学知识的形成,而是科学家的社会行为决定了自然规律要如何界定;科学理论并不是对自然的真实反映,自然界在确定科学的本质和真理上没有任何发言权。

2.科学知识在本质上是由社会建构的。正统的科学哲学家们向来认为,科学研究中存在发现和辩护两个过程,其中属于内部因素的辩护过程(归纳、逻辑推理等)起最重要的作用,科学从根本上是不受外部社会影响的。SSK学者则认为,恰恰相反,科学具有极强的与境偶然性和当地特质,社会性因素对知识具有更强的制约作用。马尔凯曾这样断言:“……至此,我已提出一个基本观点,即科学的内容就产生于科学外部的社会和文化因素的影响。”可以说,几乎在SSK学者的所有著作中,科学的社会建构性质都得到了充分的描述,他们尤为强调的是社会交往在科学知识形成中的作用。在《实验室生活:科学事实的建构过程》一书中,拉图尔和伍尔格详细考察了科学研究人员在实验室是怎样交往的,科学论文又是怎样在这种交往中产生的。而谢廷娜则重点强调,科学知识不仅受科学研究人员内部交往的制约,还受外部社会交往的制约。例如,为了得到工业界和出版界人士的帮助,为了得到政府官员的支持,为了在大学里谋取一个职位,都可能使一位科学研究者改变自己研究项目的名称和程度,甚至改变自己科学论文中的关键内容。总之,SSK学者坚持认为,科学知识其实就是社会建构的产物。

3.科学知识评价实际上是科学家的共同磋商及利益竞争。SSK学者认为,经验事实和逻辑程度并不能确定什么是科学知识,因为它往往无法判断什么是好的理论。一个科学成果得到确认其实是科学家磋商(negoianon)的结果,而通过科学磋商建立起来的结论就不是对物理世界的确定性说明,只是被在特定的文化和社会背景中的科学家们认为是正确的主张而已。科学知识在商谈与决定的链条中得以构成,这是一个包含修辞手法、语言技巧、科学家威信以及其他符号资源在内的说服与被说服的过程,其中资源关系、利益的融合与分裂等具有重要作用。巴恩斯指出:“事实是被集体界定的,任何知识体系由于其制度特征,必然只包含集体认可的陈述。”他还坚决认为,在科学知识社会学中,知识的社会磋商应该是一个合法的、实质上是一个基本的、然而在很大程度上尚未得到探讨的知识社会学的主题。

4.科学其实与其他文化一样,并不具有更多的真理性和更优越的地位。布鲁尔指出,人们以往是通过把科学当做某种圣物来对待而使其不受社会学审视的影响的,这其实是一种根本性的错误。他提出的强纲领性核心原则—对称性原则主张应当用同种类型的原因来解释理性信仰和非理性信仰。在SSK学者看来,科学就是一种文化,也是处在一定社会建构过程之中的信念,它是相对的,没有名副其实的“普遍有效性”,不存在科学的理性、客观性和真理的普遍标准。进一步地,SSK学者还认为“学科间的界限是约定性的,要使这些界限具体化,要把它们视为内在于不同领域或不同学科之间的不可违背的界限,肯定是一种错误”,而“这些界限与保护和维持这些社会集团自身的认知权威、智力霸权、职业构成以及借助于这些界限能够控制的其他的经济和政治力量直接相关”。总之,SSK从科学是一种文化出发,否定了自然科学知识具有至高无上的特殊地位,认为科学并不优于其他任何信念或知识体系,也并不比社会科学具有更多的真理性。

综上所述,不难看出,SSK对长期以来“科学思想和发现是由自然界决定的,而科学家研究自然规律的行为是受严格独特的科学规范和理性程序指导的,它不受社会因素的影响”这种传统观点提出了最直接的挑战。它以强调社会因素对科学的重要影响为基点,提出了一系列反对传统理性主义、知识的客观性和真理观的主张,就这一点而言,SSK有其创新和值得借鉴的一面。但SSK忽略了科学知识作为一种特殊的文化形态在认识活动中的独特作用,走到了极端的一面,因而受到了众多的非议。

三、对SSK的批评

SSK关于科学本性、科学与社会关系等观点,已经被西方一些主流思想教育课本和权威部门制定的科学家行为规范吸收进去。在这一点上,SSK已经达到了自己的预期目标,成功地为自己的发展赢得了合法地位。但是,SSK并不因此而止步,它更多地试图把“理性”包含在“社会”之下,由此遭到了来自多方面的批评。这里主要讨论来自科学家、科学哲学家、科学史家及科学社会学的批评。 1.来自科学家方面的批评,最显著的莫过于索卡尔大战。在这次科学人文大战中,以美国物理学家索卡尔的诈文为导火线,物理学家、生物学家等众多科学家对SSK及其他一些后现代主义理论进行了严肃的批评,其规模空前。索卡尔指出:SSK及后现代主义者近年来的一些主张明显是一种放纵的胡说。比利时理论物理学家让·布里克蒙特对SSK的许多主张感到困惑和震怒,他指出证据对理论的不确定并没能瓦解科学的客观性,相反使科学的成功变得更为卓著。生物学家威尔逊则认为,SSK要摆正位置,把社会决定奠基在被检验过的和认真思考过的客观知识基础上才是科学的一切。佛兰克林对两个经典案例(柯林斯的实验者回归和皮克林的建构夸克)进行分析并表明:科学家选择某些理论或概念(如皮尔逊的四元相关系数、物理学家偏爱史坦福大学的E122实验而不是华盛顿一牛津大学的实验),是有着可靠的科学、实验与数学等方面的认识根据的,而不是靠科学家偏好或意识形态(如优生学的意识形态)的驱动。

2.在科学哲学家的批评中,劳丹与布鲁尔关于科学信仰解释权之争最有影响。劳丹1981年在《社会科学哲学》杂志上撰文,认为SSK是一种伪科学,其主张是荒缪的,“当且仅当信念不能用它们的合理性来说明时,知识社会学才可以插手对信念的说明’,。⑨劳丹坚信迪昂一奎因论点(理论不确定观点)不妨碍科学合理性标准的存在,恰恰相反,它反映了经验在科学理论选择中的作用。对SSK主张的对称性原则,劳丹认为,对称性只是一种虚幻,因为不论是科学研究的个体抑或群体,他们所持有的理性信仰和非理性信仰具有完全不同的产生条件,因而不可能对称。而在社会学解释模式是否为科学信仰的科学的、惟一的、优先的解释模式这一问题上,劳丹认为,科学在本质上是一种人类活动而不只是社会活动,社会学解释模式不会是惟一的和优先选择的模式。

3.科学史家的批评则在于,他们认为SSK的科学史案例分析存在不少历史常识性错误。科学史家平林克通过对历史事实的检验指出,在夏平与谢佛的“霍布斯一波义耳之争”案例研究中错误地表述了历史,歪曲表达了波义耳和霍布斯的实际工作。历史学家玛格丽特·C·雅各布指出,拉图尔对17世纪近代科学诞生的社会学分析在史料上存在着严重的错误和歪曲,其对英国历史的相对主义的诊释常常忽视了某些历史关键点,是通过谴责“现代性制度及其实践而获得的”。

4.在来自科学社会学方面的批评中,默顿学派指责SSK的做法是危险甚至是“发疯”和“邪恶”的,因为它摧毁了最牢固的人类知识大厦,会导致一种反科学。“利益模式”是SSK理论主张中最受科学社会学家批评的。朱克曼认为:“断言科学知识反映生产这些知识的群体的利益是不能令人信服的。利益模式不能解释为什么社会利益明显不同的科学家会经常持有相同的理论立场,也不能解释为什么有些科学家所采取的理论立场是与他们的阶级或职业利益相反的。”本·大卫则指出:“即使科学知识与其提出者的利益之间存在联系,这种联系也从未超出最初的创始阶段。例如在麦肯奇和马尔凯讨论的英国统计学案例中,精英主义、优生学与统计学方法之间的联系,在皮尔逊之后就消失了。”而在其他一些科学社会学家看来,利益模式的问题不在于将科学知识归结为利益磋商,而在于它不能表明这种磋商实际上是怎样进行的,以及为什么在这种磋商过程中论战一方会逐步占据主导地位。

尽管受到来自以上多方面的批评,SSK的强硬立场并没有改变。1991年,布鲁尔在其再版的《知识与社会意象》后记中宣称,现有的批判无法改变他对强纲领的坚定信心。布鲁尔的同盟者更是鼓励SSK研究者们不要恐慌,因为时间将会证明一切!而以科学家为首的另一战斗方则继续坚守科学理性,认为SSK应该首先遵循科学的价值服从于严格的社会分析原则,重新研究一些具有积极意义的社会学课题,而不是更贪婪地去攻击科学研究。就目前的发展态势来看,彼此的基本原则立场都没有放弃,两者之间的鸿沟仍在不断扩大。

篇(4)

【关键词】历史主义;科学哲学;思想;范式

一、历史主义科学哲学范式的内涵

范式概念的首次提出者库恩在其著作《科学革命的结构》一书中作了初步的解释,“它们的成就空前地吸引一批坚定的拥护者,使他们脱离科学活动的其他竞争模式。同时,这些成就又足以无限制地为重新组成的一批实践者留下有待解决的种种问题”,[1]范式作为描述整体科学结构的概念,包含科学共同体的信念、哲学观点、公认的科学成就、方法论准则、共有的世界观,乃至于教科书或经典著作、实验仪器等等,具有极其复杂的内涵,范式在科学研究中有着重要的地位,贯穿科学发展的始终,至今也已成为人文社会科学中的一个基本范畴。范式是一个具有多层次结构的范畴,对于范式的运用,在此,我们应明确历史主义科学哲学范式研究,是科學哲学研究的一个新视角的体现,也是一种新的研究模式。通过库恩对“范式”的解释我们可以看出,“范式”的运用历史地重现了科学发展的规律,库恩用范式描述科学发展的模式,则体现出了科学发展模式的动态性特征。

二、对传统科学哲学的批判

历史主义不赞同逻辑经验主义认为科学研究的任务在于把作为研究对象的科学知识进行语言的逻辑分析,科学知识的直线式积累看作是科学进步的标志。历史主义认为知识的增长并不是一个累积的叠加过程,而是一个革命的渐进的过程,这一结论是基于科学知识的动态研究的结果,因为动态发展模式本身就是一个上下波动的过程,简单的累积叠加体现不出跨越式的进步,量变的渐变过程体现不出质变的大飞跃,难以与科学的大发展相匹配。

针对批判理性主义的观点,历史主义是这样批判的。波普尔曾指出:“科学应该被看成是从问题到问题而进步的。随着这种进步,问题的深度也不断地增加”。[2]从这个角度上看,证伪的科学知识增长模式确实也说得上是一种反归纳主义的模式,不断的试错,不断的证伪这个过程就是不断的否定的过程,从辩证的观点看来,就是仅仅只强调了质变的飞跃,“所谓‘不断推翻’的‘增长’,这本身就是一种悖论”,[3]这种发展观是片面的。历史的发展具有不间断性,在这个不间断的过程中,总会存在着类似于常规科学的累积时期,虽然累积时期同样蕴含着新范式的萌芽,但是也确实是范式的不断发展时期,波普尔却“把科学事业中非经常性的革命特点赋予了整个科学事业”。[4]

历史主义与批判理性主义在研究对象所采取的角度也是不一样的。批判理性主义从个人的理性的角度去研究科学的发展,其实蕴含着诸多的主观因素在内,波普尔的建立在“科学发现的逻辑”之上的“理性的重建”,其实也就是一种制定知识产生的程序法则,科学研究只要以此法则为基准,便会不断获得真理性知识,以个人的理性为基础的建构正是波普尔的理论出发点。但是,库恩认为:“科学尽管是由个人进行的,科学知识本质上却是集团的产物,如不考虑创造这种知识的集团的特殊性,那就既无法理解科学知识的特有效能,也无法理解它的发展方式。从这一点说,我的书本质上是属于社会学的,但也绝不容许这个问题离开认识论”。[5]由此可看出,科学知识本质上就属于社会的产物,脱离了社会因素将会不能很好解释科学的发展,科学研究的任务并不是像波普尔所说的那样理性的重建科学发展的历程,而是“要充分倾听历史的呼声”。[6]在对批判理性主义进行批判方面,库恩曾经指出:“我们都关心获得科学知识的动态过程,更甚于关心科学成品的逻辑结构”,[7]历史主义把社会历史因素渗透于研究过程之中,得出该流派独特的见解以及理论成果。

三、历史主义科学哲学范式的内部发展

随着科学哲学不断发展,历史主义登上了科学哲学历史的舞台,历史主义在自身的发展中形成了新、旧历史主义两个流派,他们都是在对逻辑经验主义、批判理性主义批判基础上将研究视角从科学理论逻辑分析转移到特定的社会历史领域,针对不同的范式建构起科学理论,阐释科学发展的动态模型发展机制,都给科学实践活动带来了深远的影响。

旧历史主义主要代表库恩的范式研究,表明在不同范式条件下,对科学理论的理解应采取不可通约性原则,要想达到对科学理论成果的清晰理解,就必须考虑当时的历史语境。库恩还认为,科学理论的产生脱离不了诸如顿悟与直觉等非理性因素的影响,非理性因素是科学所必需的重要因素,是科学产生的基础,非理性因素对范式的产生与选择起到了实质的推动作用。拉卡托斯的科学研究纲领的范式依然没有脱离科学哲学与科学史,还是处在历史主义的大框架下进行的科学研究,在理论思想发展的过程中还体现出了历史与逻辑的有机统一,是一种开创性的进展,他的科学研究纲领实质上指的是相互联系的理论系统,单个理论并不能称之为科学的单元,既然科学研究纲领实质上指的是相互联系的理论系统,那么其发展过程也是一个循序渐进的不间断过程,是一个历史再现的过程,随着经验事实的不断增长,那么相应地科学理论也会不断增长。费耶阿本德把库恩的非理性主义不断强化,认为非理性是科学之所以成为科学的重要因素,任何把非理性因素排除在科学之外的做法,其最终的结果是“必将消灭科学”。[8]费耶阿本德的范式研究方法我们可以把它说成“怎么都行”,法无定法是其思想的重要体现,是对一元论的传统挑战,有利于多元理论间的竞争与发展,使人们可以从更深一层视角研究科学发展模式,使科学发展不局限于单一方法原则,为思想进一步繁荣奠定理论基础。

新历史主义的重要代表人物之一夏佩尔,夏佩尔的理论研究依然是从科学史出发来考察科学发展的问题,他不认同库恩、费耶阿本德的范式的不可通约性观点,理由在于研究对象没有脱离客观世界范畴,同属一个范围的对象并不会有不可比的障碍,范式的不可通约将会带来科学的进步与合理性无法成立,这也是他们的相对主义与非理性主义产生的一个重要根源。而作为八十年代新历史主义另一主要代表人物劳丹,与夏佩尔的思想理论方向则有所不同。劳丹关于“科学问题”的范式认为,科学的发展,理论的进步主要在于问题能够得到不断地解决,科学的目标就是不断增强解决问题的能力,以问题为导向,以解决问题为突破的科学研究,问题是会不断发展变化的,解决方式也会随着问题发展与时俱进,劳丹还在科学发展动态模式理论的建构中,阐释科学发展的本质是在于渐进式的发展,科学内部的各要素是处在一个相互联系的有机系统之中,跨越式的革命进程是不应该存在于相互联系的要素之间。

综上,历史主义的发展一个显著的特点在于,把非理性因素的科学研究中的作用提到了一个高度,体现了历史主义的创新性。非理性主义观点出现之后,虽不可避免遭到攻击与驳斥,但是,毕竟非理性主义还是有着历史的因素包含其中,考虑到当时理性主义指导下的科学对人类社会带来的诸多负面效应,单纯理性原则似乎抵挡不了对科学的种种质疑,一时也得不到理性主义的合理解释,这样的局面正好给了非理性一个很好的契机,给了科学哲学的新发展方向一个很好的机会,这也就是后来我们看到的,以库恩为主要代表的旧历史主义强调的非理性因素对科学的重要作用,后经费耶阿本德的继承与发展,更留下了浓墨重彩的一笔。

四、历史主义科学哲学范式的特点

历史主义科学哲学范式的一大特点就是突出主体性,在西方科学哲学在从客观主义、绝对主义到主体主义、相对主义的根本性转变过程中,历史主义扮演了关键的角色。在历史主义之前,无论是逻辑经验主义还是批判理性主义,都主张把主体性排除在科学研究之外,认为主体性会造成科学知识认知的偏差,通过排除主体性的归纳与演绎的结果是得到绝对客观的科学知识理论的前提。历史主义充分肯定主体性因素在科学认识中的作用,科学知识的普遍必然性并不是直接来源于经验事实,也不是直接来源于对先验公理的演绎,人的主体性对科学知识的產生也占据着重要的影响,科学共同体发挥主体性的作用把科学与客观外部世界联系起来,科学知识最终还是由主体的能动性所做出的非逻辑、非理性所决定的,这种主体性是有着积极的意义,充满着创造性,并不局限在狭隘的观念和框架之中。

历史主义把科学哲学与科学史相结合,重视科学史的研究,与历史史实的联系,科学研究以科学史为指导,是区别于早期科学哲学将科学研究聚焦于逻辑方法的一大进步。历史主义在考察新事实与新理论在科学发现的关系中就很好地体现出了对历史事实的重视,在氧的发现的例子考察中,对C.W.舍勒、约瑟夫·普利斯特列以及拉瓦锡的研究成果都做了细致的分析,但是究竟谁是氧的最初发现者,由于没有确定权威的标准作为判断的依据,所以最终难以定断。氧被发现了的历史事实,给予我们这样的启示,科学发现不同于类似于看见这样一种瞬间性的行为,把科学发现单纯归属于某一时刻、某一人,科学发现是一个过程,脱离历史发展的过程性,是不符合历史与现实的,历史发展的过程性,不仅有类似于量变的积累,还有类似于质变的飞跃,蕴含着量质变的辩证关系,把科学的发展与历史紧密结合。由此可见,科学史对科学的发展起着至关重要的作用。

历史主义探究科学发展强调历史性思维。研究科学哲学的目的应该在于重现科学的历史,这一重现的过程不必遵循着正统派“逻辑重建”的原则。然而,历史重现与逻辑重建是背道而驰的,这倒不是说明历史主义在科学发展的历程中偏离了方向,而是恰恰说明了这是对正统派中的阐释科学合理性的片面说法进行的修正,指出纯粹的逻辑分析的缺陷。在对新旧理论的逻辑分析上,历史主义从历史学的角度出发,指出了新范式理论与旧范式理论在逻辑上存在着不一致的方面。

历史主义范式的特点还体现在以动态发展模型来研究科学发展的历程。在范式基础上把科学发展模式解释为前科学时期、常规科学时期、反常与危机、科学革命直至新的常规科学时期这样循环往复的过程,体现出了历史发展的过程性,符合科学发展史的实际情况,常规科学时期可以把科学的进步看成以累积的方式不断发展着,而科学革命时期,新范式的建立标志着新的科学共同体取代旧的科学共同体的过程,这是一个质变的跨越过程,因此,这一具有历史性、社会性动态发展模式开创了诠释科学发展的新视野。

历史主义范式还十分注重理论间的不可通约性来进行科学哲学的研究。“不可通约性”术语的由来在库恩的《结构之后的路》一书中有这样的说明,“等腰直角三角形的斜边与直角边不可通约,圆的周长与半径不可通约,这意味着不存在一个长度单位可以将一组数中的两个数都整除而没有余数。即不存在公约数”。[9]在后来的发展中,“不可通约性”便被用来说明科学理论间以及其词汇、概念间的不可比较性,不过,这里的不可通约性并不是绝对的,等腰直角三角形的斜边与直角边不可通约,但是斜边与直角边的长度还是可以比较的,这仅是一种局部的不可通约性。人们往往习惯于运用现实的理论原则审视过去的理论,简单地把过去的科学成分剔除出科学的范畴,然而,过去的理论并不是它们被取代就不科学了。

五、历史主义范式对科学哲学的意义

历史主义范式代表着一种典型历史观的历史方法论,历史主义科学哲学流派把研究对象聚焦于“过程”,历史主义中的代表人物之间的理论有批判与继承,一定程度上推动了辩证思维的发展,对历史主义范式的探索,无论是在理论的参考价值,还是在研究视角的启发,对未来的科学发展模式的研究都有其重要的借鉴意义,对后继发展的理论具有重要的参考价值,还提供给人们一种新的思维方式,让人们更好的理解科学哲学的发展史,对现代科学发展作深刻的哲学反思,体现出特定的社会历史背景并彰显时代特征。

继历史主义之后,范式理论得到了广泛的应用,历史性地融入了科学哲学的研究中,对科学共同体的科学观产生重大的影响,科学共同体科学观的形成以及思维方式的发展都是以范式的形成为基础的,现代科学家的任务在于对前范式进行整合,把不符合范式的发展要求的内容进行修正,不断扩大范式的作用范畴。虽然历史主义的时代使命在当时的历史背景下已经完成,但是它对后继发展的科学观有着深远的影响,我们现在应该思考的并不是实质的对与错的关系,应该是把范式理论的背景、经过及影响做深入分析,简单的做出对错划分最终对科学的长远发展并没有什么实质的意义,没有无懈可击的科学理论,只有随时展而不断涌现出更加符合历史发展客观现实的理论。理性主义占统治地位的时代背景下,后现代哲学虽然不能完全颠覆理性主义的位置,但是,历史主义奠基者还是充当了时代思想的先锋,对理性主义进行有力的批判,突破传统的理论创新以及时代创新精神,是值得无数后继者的学习的。

【参考文献】 

[1] 库恩.跛子和瞎子、哲学和科学史[J].自然科学哲学问题, 1981(2). 

[2] 波普尔.猜测与反驳[M].上海译文出版社,1986. 

[3] 库恩.《必要的张力》纪树立等译[M].黑龙江科学技术出版社,1981. 

[4] 库恩.科学革命的结构,金吾伦胡新和译[M].北京大学出版社,2003. 

[5] 库恩.发现的逻辑还是研究的心理学必要的张力[M].福建人民出版社,1981. 

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中图分类号:DF523.1 文献标识码:A 文章编号:1005-5681(2013)03-0167-03

一、问题的提出

署名有什么意义呢?首先,发表著述或各种文字作品必须有署名,无论出现在文头或文尾,署名表示作者对所阐述的内容和观点的确定,以及要背负起因文字内容传播而产生的责任和义务。其次,从文献发展历史来看,署名的出现稍后于书籍、文献的产生,它受到社会制度、文化权利和生产力发展的制约。再次,科学技术的发展和文化大繁荣、文化权利越来越表现在言论自由、出版自由和信息传播的广度和深度。署名的地位越来越受到重视。频频出现的剽窃事件已经让人们深刻认识到,文责自负之余,署名权和署名利应该必须得到尊重和保护。署名牵涉到责、权、利和社会伦理等方方面面,尊重知识尊重人才的根本,就是尊重作者的劳动成果和知识产权的不可侵犯。

二、署名发展历史与现状

(一)署名发展史略述

汉代以前的书籍都没有署名。春秋战国前,都是“官有其器,而民无其器”,文献只服务于统治阶级的需要。在史官文化的主宰下,“古未尝有著述之事也,官师守其典章,史臣录其职载,文字之道,百官以之治而万民以之察,而其用已备矣。是故圣王书同文以平天下,未有不用之于政教典章,而以文字为一人之著述者也。”“学在官府”、“王命作册”“官守其书”是文献产生和存在的主要方式。奴隶制的宗法制度,使“有官斯有法,故法具于官;有法斯有书,故官守其书;有书斯有学,故师传其学。有学斯有业,故弟子习其业。官守学业皆出于一,而天下以同文为治,故私门无著述文字。私门无著述文字,则官守之分职,群书之部次,不复别有著录之法也。”翻勿庸讳言,书出于官府,藏于官府,民众是没有可能接触到的。孔子的伟大就在于他利用自己能够接触到官书的便利,修《春秋》、定《礼》《乐》、删诗书、序易传,将知识和思想向下传播。虽然孔子自认为“述而不作”,《汉书·艺文志》中也说:“当时弟子各有所记,夫子既卒,门人相与辑而论纂,故谓之《论语》。”但他的所作所为所述,被其弟子理顺出一套儒家的哲学思想,作为一种精神财富,为后人作述和统治阶级束民提供了理论依据。因此,后世奉为六经的《易》、《书》、《诗》、《礼》、《乐》、《春秋》虽然没有孔子的署名,但其中的哲学思想精髓已经被深深地烙上了孔子的印记。

“从战国起,学问开始向今日所谓求知识、求真理的方向发展。”史官文化被逐步打破,以百家争鸣为文化特色的“士”阶层知识分子“将学问视为天下公理,而不是争名夺利的工具,这样自然也没有在作品上标明作者姓名的诉求。”“诸子百家”是春秋战国时期学术领域内各思想流派的代表。虽然各门派都有自己鲜明的思想理念和著述,但“盖古人著书,不自署姓名,惟师师相传,知其学出于某氏,隧书以题之,其或时代过久,或学未名家,则传者失其姓名矣。即其称为某氏者,或出自其人手著,或门弟子始著竹帛,或后师有所附益,但能不失家法,即为某之学。”《老子》、《孟子》、《庄子》、《墨子》、《韩非子》等著作都概莫能外,都没有署名。徐嘉锡先生认为:“自《诗》分为四,《春秋》分为五,乃题姓氏于传之上以为识别。其后一传之中,又多别自名家,各为章句故训,于是复题其姓氏。盖其初由后人追题者,久而变为著名自署矣。其初只称氏者,久而并署姓名矣。今虽不能考其所自始,要是汉、晋以后之事。”对于古书不具署名还有一种看法,“陈启源《毛诗稽古篇》云‘盖古世质朴,人惟情动于中,始发于诗歌,以自明真意。非若后世能文之士,欲暴其才,其所作辙系以名氏也。及传播人口,采风者因而得之,但欲识作诗之意,不必问其何人作也。’陈氏的话虽然是就《诗经》而言的,但可推之于先秦古书。大概最初作家进行创作,是为了表达一种思想、一种感情。署名与否,无关紧要;人们传诵它,采风者收集它,看重的都是它的内容、思想,至于作者何人,并不重要。这是古书不题撰人的原因之一。其二,有很多古书成于众人之手,是集体智慧的结晶。因书不成于一时一人之手,所以不题撰著人。”此观点认为,先秦诸子书,撰非一人,成非一时,实际是各个学派的集体创作。

对于汉代以前著述不署名的原因,仁者见仁智者见智。有观点认为“作为书籍领域后起之秀的经籍与子书,无法摆脱官书及其悠久传统的制约,只能继承官书传统在此基础上逐步加以变革。因此,官书之特征(不准公众传播、作者不署名、书无定本)不仅是官书的基本特征,也是汉以前经籍与子书的基本特征。”因此,多重原因造成了汉以前书籍虽以著作为主,却没有署名。

中国社会历史的发展,造就了史官修史的古老传统同时,还有私人修史的传统。从汉朝到隋朝的几百年间,编著以传注、义疏、史书为主要出版书籍,不仅著述出现署名,而且署名的形式各有不同,很多书籍可以从书名了解到作者的署名。参看《汉志·诸子略》中的很多文献名可见一斑。署名的出现不是出于偶然,“晋代以后著作署名的盛行及逐渐规范,说明著作署名权问题已引起人们普遍的关注,作品与作者的归属关系在人们的意识中得到了强化。”唐代雕版印刷术以后,图书出版事业蓬勃发展,书籍文献传播的范围空前,作者署名所附带的信息更加详细。“汉以后,文献多署作者名姓,但标法不一。有的先标籍贯(郡望)再写姓名或字号,有些署名将时代、籍贯、官职、封号、爵位、姓名、著作方式等十几项连写,宋及明清著作书名多采用这种方式。有些著作除署撰者姓名外,还署“主修”、“协理”、“鉴定”、“校阅”等。有些著作不署真实姓名,而属字号。古人名号情况复杂,加上职官就更难以理解。因此,为了理解古人署名,有必要掌握一定的职官制度及名号知识。”很显然,署名现象已经受权利、名利所累,通过明确的分工细做,成为一种文化权力的符号。

总之,古代图书作者署名从无到有,署名前的修饰附加成分由简到繁,不仅反映出古代作者在逐步重视通过著书立说来阐述个人立场、主张、思想,标记自己的著述,而且,署名受到“官本位”影响,学而优则仕之风盛行,著述立说只围绕经典,论经明道,以适应统治阶级的需要,署名成为一种地位的象征。周予同先生认为:“经是中国封建专制政府‘法定’的古代儒家书籍,随着中国封建社会的发展和统治阶级的需要,经的领域在逐渐扩张……”试想,如果没有受到统治阶级专制思想的制约,中国古代“独尊儒术”的局面会大大改变。比如西方具有较早文明史的古希腊就是如此。“古希腊时期宗教的势力尚未强大,这就为历史、哲学、医学、诗歌和戏剧等非宗教类著作的创作和发展提供了条件。当时学术和文艺创作比较自由公开,不少文人和学者纷纷通过自己的著作署名来扩大影响或创立学派。这就导致署名的非宗教著作日益增加。如柏拉图和亚里士多德以其哲学著作奠定了希腊古典哲学的基础。”因此,著书立说不能简单地归结为个人行为,它受社会制度、文化权利影响。著述作者阐述观点时,必须站在一定的阶级立场,为阶级阶层服务。

古人能够著书立说的一定有不一般的背景,不仅包括他必须有较广博的学识,还要有一定的社会地位。通常是史官、诸侯、博学之士或藏书家。从文献发展历史脉络来看,他们中间最早能够触及公藏典籍的是史官,只有这些人能够接触到王室或皇亲国戚家的藏书,后来有由于政治原因能够得到赏赐书籍的王爷和官员,以及在皇家整理书籍中形成的书院或由于宗教发展而形成的寺观收藏,最少也是有私家收藏的富人。所以,一些著述的作者署名,带有时代、官职、爵位、封号,采用何种体裁等就不足为奇了。

到了近代,人们明显地认识到署名已经牵涉到了个人利益、权利和名誉。比如,“清代有不少“主持风雅”的贵官,如毕沅、阮元……,幕中罗致了不少学人名士,由他们帮助编书刻书,往往用的就是座主的名字。有钱而好名的出版家为人刻书,自己也挤进去挂个“同撰”名字的也不少,至于列名刊校的就更多了,其中多半是醵资刻书者。阮元的《积古斋钟鼎彝器款识》,书中的考证,大多出自阮元的学生朱为弼之手。在杭世骏的《三国志补注》和赵一清的《三国志补注》的双胞案的大辩论中,明确地反应了学术界对著作权的重视与对不道德的剽窃行为的深恶痛绝。”1910年,由清政府颁布了我国历史上的第一部著作权法《大清著作权律》。官方第一次从法律上确立了署名的尊严、权利和义务,以及受到国家机器保护的不可侵犯性。

(二)现代社会署名多样化现状分析

历史进入现代社会阶段,署名无论从形式、内涵和权力都发生了变化。拿纸本书为例:一本书的问世,不仅包含有作者的署名,还有出版单位署名,策划编辑署名、责任编辑署名,封面设计等也要署名,更多呈现的是分工责任的明确和市场化反作用于著述而体现出的利益均分。同样,如果这本书的出版引发了不好的结局或反响,不仅作者有责任,连带著作上相应署名都要受到不同程度的影响,包括经济、政治、伦理道德、文化反响等等方面。

随着各类学科,包括自然科学和社会科学不同体裁的文章、著述的面世,现代署名方式与古代大有不同。“中国古人并不曾把文学、史学、宗教、哲学各别分类独立起来,毋宁是看重其相互关系,及其可相通合一处。因此中国人看学问,常认为其是一整体,多主张会通各方面而作为一种综合性的研究。”古代中国,做学问其实都是围绕经、史、子、集的研究,而其中经是一切学问的本源,正所谓“辨章学术,考镜源流”就是指天下学问源于经,尊于经,不可背道而驰。古人历来有鄙视“小说家”的风气,认为小说家之流出于裨官,所述皆为街谈巷议,道听途说,不能与正统学术思想相提并论。也就是因此,文学创作因不人流而缺少作为文献所具有的署名要求。也有人认为,“文学署名之所以落后于历史、哲学著作的署名其原因固然是多方面的,但其中应有文学意识不强、文学没有独立性的原因,当然也还有文学不及历史、哲学那么受重视的原因”。所以,署名在文学作品中的真正作用不能体现出来。

而自然科学研究成果一旦成为著作出版,俨然带有科学研究的品性。“科研著作的署名即标注出该著作的作者姓名。作者应为科研课题的负责人和全体参加人员。署名的方式可有多种,视具体情况而定。著作若为一人独立完成,则在题目下直接单独署名;若为几人合作完成,则为几人共同署名,名次先后应按贡献大小依次排列,不应‘论资排辈’;若作者较多,则可在题目下写出若干个主要作者的姓名,其余作者可在后记中逐一列出。”“在论著上署名,一方面是表明其在研究工作中做出的贡献,另一方面已说明其对论著应负有的责任。”科技著述相对于文学作品更加具有严谨性和严肃性,署名的顺序表明个人在某项研究中的贡献大小。

随着网络普及化发展,一个新的文学现象——网络文学催生出新的署名方式——网名。网名更与真实姓名相去甚远。此外,微博、博客等也是人们以网络为媒介表达自己对社会热点、民生问题等观点的一种写作方式。用真实姓名作为网名的不多,通常是名人名家用真实姓名较多,他们的言论有广泛的社会影响力。以网络为背景的文学创作、微博或博客,作为文字信息的可信度和稳定性不高,但它们涉及的范围、内容较广,可以作为信息检索的线索。

三、多重文化背景下的署名利用

在图书馆出现之前,利用名人导读书目获取图书信息。比如,龙启瑞编撰的《经籍举要》,张之洞编撰的《书目答问》,梁启超的《国学入门书要目及其读法》、《要籍解题及其读法》等名人撰述。张之洞在《书目答问中·略例》中有这样一段话:“读书不知要领,劳而无功;知某书宜读而不得精校精注本,事倍功半。”因此,择名师名人之撰著,是研读古籍之捷径。

对于现代人来讲,图书馆和网络是获取知识和信息主要途径。在计算机出现之前,图书馆使用过很多种文献目录,其中有一种责任者目录就与署名有关。“它是按照文献责任者(包括个人、机关团体或会议等)的名称字顺组织而成的目录。其主要作用有:1、以责任者名称提供文献检索途径。2、揭示图书馆入藏某一责任者的全部著作。责任者通常包括著者、编者、辑者、校订者、注释者、绘图者等。对于某些知名责任者的笔名及其他别名,必须采用参照法引导读者找到他的全部文献;对于刊载在某些文集、期刊中的有关著者的重要著作,也给予适当反映。”嗍

当机读目录成为图书馆查阅书籍的主要手段时,署名是不可或缺的检索条件。数据库的建设和利用更成为许多高校和公共图书馆信息存储和利用的重要手段。打开任何电子资源数据库,利用作者署名检索相较于主题词检索和关键词检索而言,命中速度快,效率高。在数据库建设方面,对于高校而言,在某一学科领域内,“经过审核的优秀论文可以作为经典论文进入数据库,以供作者写作时进行阅读、吸收、参考:其参考文献又会形成新一轮的引用认同文献与作者合集。一定程度上,如果引用认同的是高质量论著与杰出作者,说明其研究是站在高起点上进行的;如果引用认同的大多是陈旧过时的劣质论著,说明作者的研究视野狭窄,成果质量也不会太高。”因此,越是具有名人或杰出作者署名的论著或文章,被引用的次数越多。在某种程度上,署名成为衡量文献质量的标准。

通过网络博文获取信息也成为当代读者在除图书和数据库之外获得信息的重要途径。在各学科领域的学术界领军人物。他们通过博客这种便捷的方式。从各自的学术研究角度,对社会热点的经济问题、法律问题、政治问题提出自己的观点和思想。比如邹新明等在《“北大博文”的思路、做法及思考》一文中举例了北大名师如张颐武、林毅夫等人的博文,指出“从北大学者博客的内容看,这些博文相当于书写时代的日记、札记、随笔等,这些资料不仅是他们个人的学术史和传记的重要资料,也是北大学术史,乃至中国思想文化史的重要资料,这些博客成为历史学家研究我们这个时代的重要参考。由于博客的自由随意的特点,很多博文更能反映北大学者的真性情,这些文字是在正式出版的著作、论文中难得一见的,因此更显珍贵。”

相反,署名问题也会给资料搜集工作带来困扰。我们在搜集网络信息时,不能判断信息的真假原因,主要是缘于署名问题。网络署名常常是五花八门,网络作者根据自己的爱好、习惯、引人关注程度等起网名,来表达自己的想法和观点。网名的随意性和不确定性使得有一定价值的信息搜集起来很麻烦。有些信息只能起提供线索的作用,是否采用,只有深入挖掘才能找到信息的源头进行判断。比如,我们在做民俗图片搜集时,经常会遇到没有时间、地点和详细描述,又有资料价值的图片或视频,必须咨询学者专家的意见,对资料做简单的描述,以便录入数据库。还有一些网友会将自己家乡发生的民俗活动视频或图片发到网上,只有网名和上传时间,其它我们想知道的内容一概没有,但是这种记录民俗的资料很稀有,我们只能用自己的方式将它著录并保留下来,遗留问题就是知识产权问题。

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中图分类号:G807.4文献标识码:A文章编号 :1007-3612(2007)05-0665-03

本文试图从民族传统体育学科产生的时代背景入手,分析探讨影响该学科发 展的几个基本理论问题,以期夯实民族传统体育学科体系的基石。

1民族传统体育学科产生的时代背景

1.1民族传统体育理论研究的必然趋势 民族传统体育几千年来在我国一直广泛地生存与发展着,几乎与我国的文明史一样长久。然 而人们自觉地意识到“民族传统体育”这个概念,或者说开始自觉地对“民族传统体育”进 行研究,却始于之后。以前,中国只有土生土长的体育形态,可以说,近 代体育史之前的中国体育史就是中国的民族传统体育史。因为“民族”并不是自然拥有的, 在出现‘西方’之前,人们并不看重它,甚至对它相当漠视。“民族”这个概念是随着“西 方”的出现而出现的。[1]对于中华民族来说,如果没有“西方”出现的历史景观 ,也不 会有“民族”产生的历史契机,于是当然也就不会有“民族传统体育”意识的自觉。“民族 传统体育”正是自近代以来随着西方文化的强势入侵,与起源于希腊、发展成熟于西方文化 氛围中的现代体育相区别而提出的[2]。因此,该学科也就在上个世纪初的“新旧 体育”和“土洋体育”的论争中而萌芽。

由于历史的原因,自开始到我国的“”结束,我国在民族传统体育领域的 理论研究几乎没有进展。

民族传统体育作为一个独立的研究领域是自上个世纪80年代开始兴盛起来的。在此之前,武 术作为民族传统体育学科的前身,已经经历了多年的研究与发展,成果颇丰。而且,武术作 为一门独立的学科,在1990年代中期已基本成熟,并形成了自己独特的学科体系。然而,随 着我国教育、体育等事业的飞速发展,人们逐渐认识到武术毕竟只是我国众多民族传统体育 项目中的一颗璀璨明珠而已,它并不能代表我国民族传统体育的全部,在我国悠久的历史和 广袤的大地上,还有许多闪闪发光的体育项目,也还有许多可以经过改造和发展有可能成为 优秀体育运动的项目。这些体育项目都是在我国传统文化的浸润下发生发展的,他们有着共 同的文化根脉,而这些项目却由于各种原因并没有像武术那样在新的时代焕发出勃勃的生机 ,有些甚至濒临失传。因此,有必要加强对我国整个民族传统体育的研究,也有必要、有可 能在共同的文化基础上对民族传统体育作为一门独立的学科进行研究和发展。于是,民族传 统体育作为一个独立的研究领域,或者说作为一门独立的学科,开始进入人们的视线。 首先,1980年代在全国范围内对我国的民族传统体育进行了大规模的挖掘整理工作(包括武 术运动的专项挖掘整理工作),为该学科的科学研究提供了丰富的资料。其次,建立了一批 民族传统体育研究室,一些体育学院如成都体院等组建了民族传统体育研究室,中国体育博 物馆还专门组建了民 族民间体育研究室,统一领导和协调全国民族体育的研究工作。另外,关于民族传统体育的 各种学术研讨会也纷纷开展起来,如1991年在上海体育学院举办的“亚 洲民族体育的现状与未来”国际学术研讨会、2003年在湖南吉首大学召开的“东方传统体育 学术研讨会”和每4年一次的“全国少数民族传统体育运动会科学论文报告会”,还有我国 民族传统体育的精华――武术运动自80年代末开始的每年一次的学术研讨会等,加之国内一 些有影响的学术刊物如《浙江体育科学》等还曾开辟民族传统体育的研究专栏,为广大研究 者提供了一个学术交流的平台,促进了研究的繁荣和深入。这些活动为民族传统体育作为一 个研究领域向一门学科迈进做好了内部力量的集聚。

1.2中国社会发展的迫切要求 进入1990年代之后,随着我国政治、经济、文化等方面国际地位的迅速提升,以及在举国体 制下我国竞技体育在世界体坛业已取得的骄人成就,我国已不再满足于“竞技体育强国”的 发展模式,有关部门意识到必须走“体育强国”(既是竞技体育强国,又是体育发达国家, 如美国、澳大利亚等)[3]的发展道路。因此,我国政府于1990年代中期提出了“ 奥运争光计划”和“全民健身计划”。

由于我国民族传统体育具有多样性和具有因地、因时、因人制宜的特点,可以在全民健身计 划中发挥现代竞技体育无法取代的作用;由于我国在政治、经济、文化等方面国际地位的迅 速崛起,而我国的民族传统体育却在西方现代体育的冲击下举步为艰,与我国的社会发展极 不适应和协调;又由于1990年代以来全球化的趋势日益加剧,这种全球化又在相当程度上表 现为西方化,使得许多发展中国家的文化在日益增长的西方文化的压力下出现了发展的危机 ,而大力发展民族传统体育可以振奋民族精神、促进民族团结、增强民族认同感;另外,鉴 于学术界在民族传统体育研究领域所取得的成果和民族传统体育与源于西方的竞技体育体系 具有深刻不同的理论基础和价值观念等差异,研究和振兴我国的民族传统体育就逐渐受到普 遍重视。于是应运而生,1997年国务院学位委员会和原国家教委就在体育学一级学科下设立 了民族传统体育二级学科,并于1998年列入了教育部颁布修订的高校本科专业目录。自此, 民族传统体育作为一门学科(或专业)便正式诞生了。

2民族传统体育学科建设的基本理论问题

我国的民族传统体育学科是基于一定的时代背景而产生的,因此,该学科就具有极强的时代 性特点。那么,关于该学科建设的诸多基本理论问题也应基于这一时代特性而进行研究和探 讨。

众所周知,每门学科都有其特定的研究对象。一门学科只有确定了它的研究对象,才能有效 地进行研究,探讨其发展规律,形成其理论体系和方法体系。同志曾说:“对于某一 现象领域所特有的某一种矛盾的研究,就构成某一门科学的对象。”显然,民族传统体育学 的研究对象就是民族传统体育在理论上与实践中的基本矛盾问题。由此引出了该门学科建设 中的两个基本问题:1) 该学科的研究范畴是什么?2) 该学科在理论上与实践中所要解决的 基本矛盾问题是什么?

2.1关于学科的研究范畴 民族传统体育学科的研究范畴集中表现为对“民族传统体育”概念的界定。它是关于该学科 理论研究的一个重要的逻辑起点,也是该学科的一个最基本的理论问题。概念界定的准确与 否直接影响着人们的认识程度。

在对“民族传统体育”进行阐释时,不同的学者有不同的理解,但大致有四种说法:1) 是 长期流传在各民族民间的以锻炼身心和娱乐为目的的各种活动(或游戏)的总称;2) 是历代 产生并大多流传至今和由外族传入并在我国生根发展的一切体育活动;3) 是某一个民族或 几个民族在一定范围内所开展的传统体育活动,它是相对于外民族传入的、现代体育项目而 言的;4) 是在中国人居住的地方开展的具有中华民族传统特色的体育活动的总称。[4 ]

如果从词性分析,“民族传统体育”是一个偏正词组,它首先应该是“体育”,其次用“民 族传统”来限定这种体育。显然,它不是“民族体育”和“传统体育”的简单相加。“民族 ”是用来表示其空间特征的,“传统”是用来表示其时间特征的。它应该是一个既具有时间 特征又具有空间特征的集合,即:既是民族的又是传统的,是“民族的”和“传统的”复合 相加。

那么,何谓“民族的”?是世界上一切民族的还是特指中华民族的?是特指少数民族的,还 是包括汉民族在内的所有中华民族的?如果不考虑该学科产生的时代背景,仅从广义的角度 来看,它应该是指包括世界上所有民族的传统体育活动。然而,参考该学科产生的时代背景 ,从狭义的角度理解,该学科的研究视域应该是既包括汉民族也包括各少数民族在内的传统 体育,而不应仅仅指我国少数民族的传统体育。当然,在具体的研究中也不应排除世界其它 民族的传统体育,但在操作时其主流应该是采用比较体育学的方法,目的是为解决我国的传 统体育在理论上和实践中存在的矛盾问题。

何谓“传统的”?《现代汉语词典》解释:“传”是“由一方交给另一方;由上代交给下代 。”“统”是指“事物彼此之间连续的关系。”“传统”是指“世代相传、具有特点的社会 因素。”那么,“传统体育”就是指在历史上得以形成经世代相传并延续至今的体育活动。 显然,它不是指过去发生过、曾经有过的活动,更不包括已经死亡、消失了的“过去”,如 投壶、蹴鞠等已消亡的活动,而是指今天仍然“活在”人们生活之中的传统体育活动,如武 术、龙舟、舞龙舞狮等仍在开展的体育活动。[5]当然,在具体的研究中不排除历 史上曾经 有过但现今已消亡的体育活动,但在操作时也同样应该采用比较体育学的方法,目的是为解 决仍在开展的传统体育在当今时期存在的理论问题和实践问题。

综上所述,“民族传统体育”特指包括汉民族在内的中国各民族在长期的历史发展过程中逐 渐形成、继承和延续的富有民族文化色彩和特征的体育活动。值得注意的是,由于我国的民 族传统体育产生于天然经济时代或自然经济时代,它们赖以产生和发展的广大农村地区和民 族地区的经济、科学、文化相对落后,许多体育活动仍然没有摆脱其原生形态或次生形态的 烙印,还带有浓郁的文娱色彩,与杂技、舞蹈、民俗活动和宗教活动浑为一体。因此,在具 体研究时应注意“体育”与其它活动的区别,避免研究领域的泛化。

2.2关于学科的基本任务 一门学科的基本任务就是要解决该学科在理论上与实践中存在的基本矛盾问题。它是该门学 科展开系统研究的基点,其它问题都围绕该主要矛盾问题而展开。显然,在民族传统体育学 科的初创时期,必须明确该学科所要解决的主要矛盾问题。而这个问题正依赖于它所产生的 时代背景。

前已所述,该学科的产生是在我国综合国力蒸蒸日上,社会环境急剧变革,竞技体育强国的 地位逐步确立,全民健身大势所趋。与此同时,在以西方化为主要特征的全球化浪潮下,西 方现代体育成为国际体育的主流,在强大的西方文化的压力下,各发展中国家倍感本民族文 化的生存和发展危机,迫切需要振奋民族精神,增强民族认同感和自豪感的大背景下产生的 。时代对民族传统体育提出了更高的要求,要求我们充分认识其价值、挖掘其功能,使它不 仅在全民健身中发挥独到的作用,而且在增强民族认同感和民族自信,以及振奋民族精神等 方面发挥更大的作用,使它成为建设社会主义和谐社会中的积极因素。然而,我国民族传统 体育发展的现状却不容乐观。目前,我国的民族传统体育不仅在其健身的科学性、竞技的规 范性等方面亟待整理、研究和发展,在人文精神的内涵和其社会属性的研究方面也缺乏系统 而深入的研究,缺乏广泛的探讨,因而它即不能在宏观层面给人们以更多的指导,也无法在 微观层面使人们恰当地行动。也就是说,民族传统体育的现状远远落后于时代的要求和人们 对它的期望与需求。因此,民族传统体育学科所要解决的主要矛盾问题,就是社会历史发展 对民族传统体育运动提出的要求和人们对民族传统体育活动的需求与民族传统体育本身的发 展状况不相适应的矛盾问题。该学科的基本任务也正是要解决这一主要矛盾问题。无论是对 民族传统体育客观规律的研究,还是对其功能、特点、价值的研究,无论是对其理论知识原 理的研究,还是对其活动方式、方法的研究等等,都是基于这一主要矛盾问题而展开的。这 一基本任务就是民族传统体育作为一门学科赖以成立的逻辑基石。

篇(7)

通过详细介绍仿生学在石油工程领域的发展现状,提出了石油工程仿生学的概念,指出了建立石油工程仿生学的必要性,概括了石油工程仿生学的特点和研究方法,并梳理了其发展趋势。目前,仿生学在钻井、管道、井筒等领域取得了实质性进展。未来石油工程仿生学研究应遵循科学的研究方法,按生物原型阶段、数学模型阶段和工程实现阶段循序渐进地加深研究成果,尽可能避免模仿的复杂性;同时加强在模仿中的创造与创新。石油工程仿生学发展应以生产中的技术需求为根本出发点,以改善现有的或创造崭新的技术系统为目的,有层次、分阶段地开展应用研究,在功能材料、表面性能、信息获取与处理、工程实现等方面为关键技术问题的突破提供创新性解决方案和技术手段,经知识积累、成果转化和工业化应用3个阶段,逐渐形成涵盖勘探、开发、工程的仿生技术体系。

关键词:

仿生学;石油工程仿生学;仿生技术体系;材料仿生;表面仿生;信息仿生;工程仿生

为了适应环境、延续生命,自然界中的生物经过亿万年的进化和优胜劣汰,造就了近乎完美的结构、形态和功能。五彩缤纷的自然界一直是人类产生各种技术思想和发明创造灵感的不竭源泉,从千百年前模仿蜘蛛织网发明渔网,到近代模仿鸟类飞翔发明飞机,再到21世纪模仿鲨鱼皮结构发明鲨鱼皮泳衣,人类一直在向大自然学习,利用仿生原理和思想推动技术进步,对仿生学的使用也从无意识向有意识转变。仿生学是研究生物系统的结构、性状、原理、行为以及相互作用,从而为工程技术提供新的设计思想、工作原理和系统构成的技术科学[1]。自仿生学诞生到20世纪末,科研工作者经过几十年的探索,逐步加深了对仿生学的认识和理解,初步掌握了仿生学研究方法,完成了基础知识的积累。进入21世纪,仿生学的思维和方法迅速渗透到各个学科和行业,研究成果大量涌现,根据发表科学论文数量推断,这一阶段的成果占了总数量的近90%。在这一时期,仿生学在石油工程中也出现了应用案例,不仅利用仿生学理论解决了钻井、管道防护等技术难题,并且对石油工业的技术创新理念和思维也产生了日益重要的影响。本文介绍了仿生学在石油工程领域的一些重要研究成果,在对仿生学在石油工程领域发展历程深入分析的基础上,提出了建立石油工程仿生学的必要性,并概括了石油工程仿生学的研究特点和方法,梳理了其发展方向。

1仿生学在石油工程领域的应用现状

仿生学的本质是模拟生命系统,其学科结合和行业结合的特点促进了优秀的仿生研究成果从科学研究走向生产实践,最终投入实际应用。仿生学和石油工程的交叉在钻井、管道、井筒、油藏等领域也产生了一些研究成果。

1.1钻井领域

1.1.1仿生钻井液井壁稳定问题一直是困扰国内外钻井的难题,水平井比直井的井壁失稳问题更加突出[2]。中国石油大学(北京)根据海洋生物贻贝足丝蛋白的超强黏附能力,研制了仿生强固壁钻井液体系[3]。该技术在聚合物主链上接枝类似贻贝足丝蛋白中的一种关键基团,合成类似贻贝蛋白质的水溶性聚合物。仿生钻井液体系在岩石表面自发固化形成致密且具有黏附性的“仿生壳”,起到维持井壁稳定的作用。试验井现场钻井试验表明,该仿生钻井液体系在抑制钻屑分散、稳定井壁、携屑等方面效果显著[4]。此外,模仿细菌结构开发了含仿生绒囊的钻井液[5],在钻井过程中无需固相即可暂堵漏失储层。目前,仿生绒囊钻井液已在煤层气欠平衡钻井、空气钻井、防漏堵漏、快速钻进等方面发挥了作用。

1.1.2仿生PDC钻头机械钻速与使用寿命是衡量钻头性能的两个重要指标[6],聚晶金刚石复合片(PDC)钻头因其出色的切削岩石速度和较长的使用寿命已成为最常用的破岩工具之一。然而,常规PDC钻头依然存在金刚石与硬质合金结合力不足、防黏效果不明显、磨损较快等缺点,为此,吉林大学开展了仿生钻头研究工作,研发的仿生钻头已从最初的单一功能仿生,发展到目前的耦合仿生,钻头性能也由单一的减黏脱附发展到减阻、耐磨、切削效率等指标的综合提升[7-9]。仿生耦合PDC钻头借鉴了竹子中纤维素和木质素的分布方式,牙齿中有机/无机2种不同材料的梯度复合形式,树木的年轮排布,贝壳表面的非光滑形态,以及蝼蛄前足的快速挖掘特点等多种生物特性,并将其进行耦合设计,如图1所示。现场试验表明,仿生耦合PDC钻头比常规PDC钻头钻进速度提高1.5倍,缩短了施工周期,降低了钻井成本。

1.2管道防护

1.2.1仿生水草海底防冲刷技术海底管道是海上石油输送上岸的主要方式[10],然而,海底复杂流场所引起的海底冲刷造成了管道悬空,给海洋采油安全和海洋环保带来重大风险。由于常规水下抛石、砂包堆垒、混凝土沉排垫等方法效果不理想,中国石油大学(华东)和中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司提出了一种模拟海草黏滞阻尼作用的仿生水草海底防冲刷技术[11,12],原理如图2所示。当海底水流经过仿生水草时,其流速降低,减小了对海床的冲刷;同时,仿生水草促进海流携沙的沉降淤积,逐渐形成被仿生水草加强的海底沙洲,达到了埋管目的。现场试验表明,防冲刷仿生水草施工1年后泥沙淤积厚度达20~50cm,防护效果良好。该技术在海管悬空治理中得到了大范围推广应用。

1.2.2仿生血小板管道修复技术英国Brinker公司模仿血小板在伤口处凝结的原理,开发了一种管道修复技术[13]。在管道流体中加入Platelets微粒,当其流至裂缝处时,流体压力迫使其进入裂缝,达到阻止泄漏的目的,如图3所示。该技术已应用在BP公司Foinaven油田的注水管道和阿帕奇公司在Forties油田超期服役的原油集输管道上,为管道安全运行发挥了重要作用。

1.3井筒领域

1.3.1仿生泡沫金属防砂技术中国疏松砂岩油藏分布范围广、储量大,开采过程中必须采取防砂措施。根据骨松质的三维立体结构,提出了一种仿生泡沫金属防砂技术[14]。泡沫金属内部为三维孔隙结构[图4(a)],砂体进入孔隙后沉积在其中,但流通孔道不会被堵死,实现了常规平面防砂到三维立体防砂的转变[图4(b)]。基于仿生泡沫金属的复合防砂管[图4(c)],由不同孔隙度的多个泡沫金属防砂层、导流层、保护层等组成,该结构不仅扩大了防砂的粒径范围,还保障了防砂管的渗流能力和结构强度。目前,已发展出防砂粒径0.15mm、0.25mm、0.35mm的系列化仿生泡沫金属防砂工具,在油田应用5口井,对于出砂严重的井,防砂效果显著,大幅延长了检泵周期。

1.3.2仿生非光滑表面膨胀锥技术膨胀管作业过程中,膨胀锥与膨胀管内壁间存在巨大的摩擦阻力。为了降低摩擦阻力,提高膨胀锥的耐磨损性能,以穿山甲为仿生对象,模拟其体表的高强度保护鳞片结构,研发了仿生非光滑表面膨胀锥[15](图5)。仿生膨胀锥变径段采用激光刻蚀、超音速火焰喷涂、离子束沉积等方式进行表面织构蚀刻以及表面硬质涂层涂覆。仿生膨胀锥在中国石油大庆油田进行了4井次的现场试验,结果表明,与传统胀锥相比,仿生膨胀锥降低膨胀压力15%以上,表面无明显磨损痕迹,延长了使用寿命,降低了作业风险。

1.3.3仿生振动波通讯技术自然界中,沙蝎、大象等动物能感受由固体介质即大地所传导的振动波,据此进行信息传递。受此启发,研发了一种仿生振动通讯技术[16],该技术在井口安装大功率振动信号发生器作为波源,油管或套管为传输介质,将振动信号传输到井下,井下工具接收到振动信号并进行解调处理,实现地面和井下无线传输,技术原理和振动信号发生器如图6所示。

1.4油藏领域纳米机器人是仿生信息感知和传递的典型代表。纳米级机器人随着注入流体进入油藏中,记录分析油藏压力、温度以及流体形态,并将这些信息储存在随身内存中,之后纳米级机器人从产出流体中被分选出来,进而提供了在油藏旅途中提取的重要信息。沙特石油公司已经对纳米机器人的尺寸进行了评估,对加瓦尔油田阿拉伯-D油藏中的850块岩心进行了分析,得到了孔隙-喉道尺寸分布图,大多数孔隙喉道尺寸大于5μm。为了避免桥堵,纳米机器人的尺寸应为孔隙喉道的约1/4。目前,纳米颗粒注入试验以及软件模拟等工作已在进行中[17-19]。此外,国内外近年来提出了仿生形状记忆聚合物材料(ShapeMemoryPolymer,简称SMP)[20,21],利用SMP材料能够在转变温度控制下随意变形的特性,设计了结构简单、座封可控的仿生封隔器,座封过程不受井下流体性质影响,胶筒尺寸可定制,并且通过调节SMP的转变温度,可适应不同井下温度,以满足不同井深条件下的完井需求。除了硬件,还出现了“软性”仿生研究成果。例如,中国科学院王守觉院士提出了“仿生模式识别”的概念,将传统模式识别的“区分”事物转变为“认识”事物,使之更接近人类“认识”事物的特性[22]。石油工作者将这一理论应用到了油气管道工况识别中,在样本较少的情况下取得了较高的识别准确率[23]。

2石油工程仿生学发展展望

目前,仿生学虽然已经在石油工程领域取得了一定的研究成果,有些甚至已经在油田现场试验,但仿生学与石油工业的结合依然只是“星星之火”,没有达到燎原之势。为了系统、全面地推动仿生学与石油工程的融合,向自然界寻找推动石油工业进步的灵感和启发,2009年中国石油勘探开发研究院成立了中国第一个石油工程仿生研究部门,开展仿生学在石油工程中的应用研究。

2.1建立石油工程仿生学的必要性经过几年探索,笔者所在的石油工程仿生研究部门开展了仿生泡沫金属防砂、非光滑表面、仿生振动波传输等多项研究,取得了阶段性成果,部分已进入现场应用阶段。总体来说,通过专项研究迅速找到了石油工程和仿生学的结合点,并从最初的研究思路转化为研究成果,成功应用于石油工程现场,解决了油田技术需求。这充分说明了开展石油工程和仿生学的结合研究是合理的、可行的,从长远来看,建立“石油工程仿生学”是非常有必要的。“石油工程仿生学”是借鉴生物系统的结构、原理、功能等特征为石油工程技术难题提供解决方案的应用科学。建立“石油工程仿生学”意味着更加系统地开展仿生学在石油工程领域的应用研究,有利于更有针对性地发掘石油工程的仿生创新源头,有利于更有目的性地开展仿生基础研究,有利于加速仿生学科研成果的应用转化,有利于仿生学思维和方法在石油工程领域的普及与传播,以点带面,促进石油工程与仿生学的全面结合。

2.2石油工程仿生学的研究特点石油仿生学研究可以分为3个阶段:生物原型阶段,数学模型阶段和工程实现阶段。首先研究生物某种功能的实现机制和结构特点;然后研究并简化其结构,抽象出物理模型,进而建立数学模型;最后采用技术手段,制备实物模型,实现对生物系统的工程模拟[24,25]。仿生学作为前沿领域,研究成果大多属探索类,注重理论性和超前性,而石油工程作为应用行业,以现场需求为驱动力,更加注重科研成果的实用性和推广性。因此,在科研实践中,石油工程仿生学应以满足生产中的技术需求为根本出发点,以改善现有的或创造崭新的技术系统为目的,有层次、分阶段地进行单元仿生或多元耦合(协同)仿生[26]研究。同时,石油工程仿生学在模仿生物的特性或功能时,要尽可能避免模仿的复杂性,要在模仿中创造(创新),研究成果与仿生原型并不一定完全相同,以期最快地解决生产实践难题,然后循序渐进地加深研究成果的仿生特性,由研究成果实用化向仿生最优化分阶段推进。根据这一特点,确定了石油工程仿生学研究和应用的2种主要方式:①需求驱动型,在石油工业的科研和生产实践中提出技术问题或功能需求,有针对性寻找并借鉴生物的同类或相似功能,经过可行性研究后开展仿生学三阶段研究工作;②源头驱动型,加强与世界仿生学研究机构之间的交流与合作,密切关注仿生学或生命科学研究的最新成果,找准其与石油工业技术需求的结合点,开展应用研究。笔者研究团队的研究成果充分体现了石油工程仿生学研究特点的适用性,验证了研究方法的合理性与可行性。例如,泡沫金属研发之初采用泡沫镍作为基材,虽然在技术上具有明显优势,但高昂的价格阻碍了推广应用,为此,继续开展研发工作,开发出不锈钢泡沫技术,使其具有了推广应用的条件;仿生非光滑表面膨胀锥技术则是充分借鉴了其他研究机构的成果,优化改进之后应用于膨胀锥,不仅解决了油田生产难题,还促进了仿生研究成果的应用转化;仿生振动波通讯技术则是在原理上借鉴了动物的通讯方式,但在实现过程中通过大幅提高信号发射强度的方式避免了高灵敏度、小信号接收器开发的复杂性,从而在最短时间内实现生产井指令由地面到井下的无线传输。

2.3石油工程仿生学的发展方向

随着石油工程仿生学系统性研究的启动,研究内容体现出了明显的方向性,但研究的深度和广度依然不足。根据石油工业的技术现状、需求和特点,以及仿生学的整体发展水平,未来石油工程仿生学应注重材料仿生、表面仿生、信息仿生和工程仿生4个方面的系统性研究,以点带面,形成涵盖勘探、开发、工程的仿生技术体系。

2.3.1材料仿生材料仿生的目的是仿制天然材料或利用生物学原理设计和制造具有生物功能,甚至是具有真正生物活性的材料。石油工程领域的材料仿生主要分为2类:①在机械、电学、化学、物理等方面具有仿生特性的主体材料,此类材料或在宏观上体现出明显的仿生特征,或通过外场刺激可调控其分子的长度、结构、化学组成、表面形貌等,进而调控材料性能,如轻质高强材料、仿生记忆材料、压电材料、可降解材料等,该类仿生材料主要用来替代石油工业中常用的钢铁、橡胶、陶瓷等,作为其核心功能部件,或作为传感器敏感元件,大幅提升现有材料、工具以及传感器的性能指标;②具有强化、修复、、保护等作用的微观仿生材料,提高现有制剂性能、界面结合效果等,此类仿生材料多以添加剂的方式应用。

2.3.2表面仿生自然界许多生物体的表面结构是非光滑的,无论是陆地、海洋或是天空中的生物,其表面的不同形貌往往都是为适应不同的生活环境经过长期进化而来的,而表面仿生是在仿生对象表面实现类似生物的表面结构,从而表现出更好的表面性能。未来,石油领域的表面仿生多是对机械部件表面进行处理,重点应集中在仿生非光滑表面和仿生浸润性两个方面。加强对不同生物功能表面结构的研究和模仿,将仿生非光滑功能表面应用到大量处于恶劣环境中的设备、管线、平台中,提高运动组件的减阻、耐磨、脱附等性能,以及非动组件的防腐、防垢等特性,延长装备寿命,提高作业效率,降低安全风险;对材料表面进行仿生浸润性处理,使其具有自清洁、亲油、疏油、亲水、疏水等不同浸润性特征组合,从而衍生出新的功能特性。目前正在利用表面仿生技术对前文提到的仿生泡沫金属进行处理,利用低温等离子体表面处理技术,在泡沫金属表面涂覆一层厚度为30~40nm的聚全氟烷基硅氧烷薄膜,使其具有新的表面浸润性特征,根据需要实现疏水、亲水、疏油、亲油等不同特性组合,在工矿、石化、冶金、机械、环保等领域具有广泛的应用前景[27]。

2.3.3信息仿生信息仿生主要是对生物信息获取、大数据处理以及生物间信息沟通、协同等特性的模拟与实现。石油工程领域的信息仿生主要可分为2类:①借鉴生物在信息感知和传递方面的特性,研制新型传感或信息传递装置,提高信号采集的精度、广度及适用范围,此类信息仿生技术可用于油田生产数据的精确采集,以及信息的高效传递,从而提高油田生产状态的实时监测与控制水平;②在信息处理方面借鉴生物的大数据处理机理和方法,提高大数据处理能力和智能化水平,建立决策机制,并将其应用在地震解释、油藏认识、开发方案制定以及油田综合管理等方面,促进油田勘探开发高效运行。

2.3.4工程仿生目前,工程仿生是对生物某种功能的模仿,注重仿生功能的实现,不强调机理相似:①对生物功能的模仿和实现,此类仿生多是受某种生物功能启发,注重结构相似或生物功能的工程实现,体现生物功能的智能性,并能够满足生产实践需求。目前,石油工程领域的控制方式正在由传统的机械方式向自动化和智能化方向转变,在这一转变过程中引入工程仿生,不仅能够优化功能结构和控制方式,还能够促进功能拓展,提高作业效率和便捷化程度。②材料仿生、表面仿生、信息仿生等方面的工程实践方法。现有的诸多仿生学研究成果还局限在实验室环境,在其向工业应用转化的过程中,一方面要解决成果本身的适用性问题,另一方面需要具备切实可行的工程实践手段。

2.4发展展望石油工程与仿生学的结合依然处于初级阶段,大多数研究成果为“形似”仿生。随着生命科学研究水平的提高以及技术手段的完备,生命科学从生物结构、功能、特性等研究,逐渐深入到生命活动规律、发育规律、生命本质、生物之间和生物与环境之间的相互关系等研究。生命科学的发展加深了对生命本质的认识,不仅能够拓宽石油工程仿生研究的广度,更加深了研究深度;反之,石油工程仿生学的发展也使得人们在具体的科研实践中深化了对生物本身及其活动的理解,进一步促进生命科学研究,并将研究成果有形化[28]。此外,电子、材料、控制等学科的技术进步也将促使石油工程仿生研究成果越来越“神似”。石油工程仿生学未来发展大概可以分为3个阶段,即知识积累、成果转化和工业化应用(图7)。2020年前,为知识积累阶段,任何一个学科领域的发展,都需要长期的知识积累,其中既包括仿生学基础理论知识的积累与储备,也包括石油工程仿生学研究人才和研究方法的积累,这一阶段要不断加深对仿生学本质的认识与理解,探索并逐渐形成石油工业与仿生学的结合模式;2020年到2025年为成果转化阶段,对实验室研究成果进行简化和鲁棒研究,使之在性能或功能上能够满足现场应用的要求,形成基本完备的工程实现技术和手段;2025年后,部分研究成果在生产、成本、效率、能耗、作业工艺等方面能够满足大规模工业化应用的要求。2008年提出的仿生井概念是未来石油工程仿生发展的集中体现[17],代表了未来石油工程仿生研究成果的高度融合。未来的油井会像植物一样“生长”,像植物寻找土壤中湿润的地方一样寻找油气,一旦钻好垂直井(种植井)后,井将会“按自己的方式生长”。一个智能的分支会延伸到一块含油区域,一旦该区域水淹后,就将这个分支“砍掉”,并在另一个含油区域“长出”另一个分支,如此反复。