资料参考: 中国玉文化的传承与发展在中国的五千年华夏文明史贯穿了玉文化,它也是华夏文明最重要的组成部分,在古玉器中,良渚玉器及后来的战国玉器以其不可思议的精湛技艺给我们留下了一份宝贵遗产,同时也为研究中华文明历史提供了令人信服的佐证。在中国古代玉器的发展历史中,当推战国、汉、清三个历史时代为鼎盛期,其工艺水准为一个时代的颠峰,究其原因首先是玉器及玉文化融于了当时的政治、文化、礼教及生活之中,从当朝的统治者到黎民百姓,对玉器有着一种崇拜,将玉器所具有的玉德融于社会的道德之中;其二是政治安定、社会稳定、物质丰富、文化发达。在中国悠久的玉文化历史中,对现代玉文化影响力最大的当属清代,它不但是中国玉文化的一个辉煌时期,而且是为后人留下大量艺术珍品的时期。这一时期宫廷玉作及皇家贵族完整的玉文化理念也对后人有着极深刻的影响。但清朝玉文化发展也是不平衡的。从顺治建立政权到康熙时代止(1644—1722),此阶段为清朝刚刚建立政权时期,根基未稳,而经济也处于恢复期,加之崇尚节俭,所以像玉器这样的奢侈品基本上在宫廷玉作中是没有的,据故宫博物院藏品统计,万余件玉器藏品中,未发现顺治到康熙年号的作品。雍正经乾隆至嘉庆(1723—1820)为清中期,经康熙这位中国历史上了不起的君主的统治,建立了统一的多民族国家,社会稳定,经济繁荣,加之乾隆酷爱中国文化,所以中国玉文化也进入了一个蓬勃发展时期,特别是乾隆24年之后至嘉庆初年,在约40年的时间里,出现中国琢玉史上新的高潮时期,遗存了众多丰富多彩的珍贵玉器,展现出琢玉史上的辉煌成就。道光至宣统(1821—1911)年,属清朝晚期,社会动荡不安,经济衰退国力不振,列强入侵,玉文化日渐衰落,而玉雕技艺也日渐西落。 清代的玉文化鼎盛时期在乾隆盛世的后期。著名玉器专家杨伯达以乾隆二十五年(1760年)为界将乾隆盛世分为前、后两个不同时期:前期宫廷玉器发展缓慢,主要琢治了一些仿古玉和时作玉,乾隆二十五年后,玉器制作进入了一个繁荣昌盛时期,这一时期,回部每年两次向朝廷进贡玉料四千斤,玉料增多,促进了宫廷的玉业发展,同时城市经济繁荣,富有的商人、庶民都在购买各式玉器,扩大了玉器的供应量,但同时也出现了诸多问题,所以促使乾隆提出了一整套治玉理念:端正俗样、崇尚师古,提倡画意、推广痕玉。所谓"俗样"即玉肆在玉器供不应求的情况下,不顾玉质玉性,制作了大量的样式庸俗、做工粗糙的大路货,同时"华嚣"之风盛行,一些纹饰浅浮轻巧,有失庄重大度的玉器涌现,被乾隆称之为"玉厄"。 "崇尚师古"是乾隆为了扭转"俗样"的局面,同时也为表明其慕古意识而提出的,并且大批制作了仿古彝玉器,以推动玉文化向正确的方向发展。在此思想指导下,乾隆后期大量仿商周到秦汉青铜器的玉器,客观上带动了玉文化的发展。同时他还提倡"良材不雕"、"古尚简约"的艺术准则。"提倡画意"也是提升玉文化的一个重要措施,玉不但是一种珍稀物质,同时也是一种文化载体,其表现内容及手法与图画相似,故乾隆提倡画意,在制玉石山水时,将中国山水画精髓融入其中,写实写意相结合,如同画家追求笔墨情趣一般,如"关山行旅"、"大禹治水"都是以绘画为蓝本,雕制而成,并且充满了诗情画意,此种思想的推广,极大地带动了玉文化的提升,为后来玉雕山水制作产生了巨大影响。"推广痕玉",痕玉即痕都斯坦玉的简称,即是印度莫卧儿王朝的作品,痕玉有着鲜明的阿拉伯风格,其造型、图案都充满着异国情调;在做工上"莹薄如纸,纹饰细如毛发,器表圆混光滑,抚处不留手。"由于乾隆对痕玉的赞美及喜爱,仿痕玉的风潮波及扬州、江宁、北京等地,一时间仿制痕玉之风盛起,民间玉肆称痕都斯坦玉器为"蕃作",称"仿痕玉"为"仿蕃作",流传至今不衰,所以说"蕃作"的纹饰的工艺特征的十八世纪以来的玉坛产生了深远的影响。隋唐时代 经济繁荣,文化发达,对外交往密切,长安成为国际性都市。这时的手工业极其兴隆,手工艺品也是对外贸易的重要商品。但此期玉器出土甚少,现在知道的不过玉杯、佩饰、带扣、带板、玉簪、衮册等很少几种。唐代玉器和器形与汉代和魏晋南北朝的风格不同,大量出现花鸟、人物饰纹,器物富有浓厚的生活气息。有实用价值的杯碗增多,并出现新型饰件和表示官阶高下的玉带饰物等。南北宋、辽、西夏、金及元代 此时的玉器,是在唐代基础上发展起来的。宋代以来,用于实用和装饰的玉器占据重要地位,在社会上广为传播,与祭器典章文物相对而言,被称为“玩物”,这些玉器的碾琢水平也很高。由于南北割据和受不同民族文化的影响,在玉器上反映出民族和地方特色。两宋玉器,以龙凤呈祥图案为多,因受工笔画影响,所以非常重视神态。宋代不仅工商繁荣,贸易发达,而且道教盛行,理学泛滥,这也对玉雕产生影响,以神龟、仙鹤、龙凤等为题材的玉雕就是当时这些社会思潮的反映。西夏、辽、金、元玉器则以花、鸟、虎、鹿和鱼水纹饰为主,而且以佩饰和嵌件较多。实用品有杯、洗、带板等;以鸟、鱼、兽等为题材的工艺品增多,对玉器的碾琢融入了本民族的生存意识和乡土感情。明代 明代的生产力有很大发展,城市手工业、商业繁荣,玉器制造也相当发达。这时玉雕的趋向是进一步走向世俗化。明代程朱理学泛滥,道教以及民俗信仰深入民间。人们要求社会安定,祈求神灵保佑,以获得今世的荣华富贵。这种社会要求反映在工艺领域就是吉祥图案大为盛行。明代玉器的吉祥图案有八仙、三星等神仙,寿、喜等文字,桃、灵芝、梅、竹、兰、鹿、鹤、鸳鸯等动植物,以及龙、凤、螭虎、角端等瑞兽异禽。吉祥图案有时成为主题图案,有时做装饰点缀,表现出吉祥图案的普遍性与深入性。 明代因喝茶饮酒之风弥漫,致玉制壶杯出现,并与日俱增,此种玉雕最富于时代感。同时,继宋之后,明代艺术仿古之风逐渐形成,影响到玉器生产上仿古玉昌盛。仿古玉滥觞于宋,盛行于明清,主要以青铜器和古玉器为祖型加以改造琢成。 明代书法绘画艺术进一步影响了工艺美术的发展和提高。此时,玉器工艺也或多或少受到文人画的某些影响,碾琢写意山水和诗句、款识。这种反映文人趣味的玉器,前代是不见的。玉器与社会文化生活的关系也日臻密切,文人在书斋作画、书写,往往也使用玉制文具或以玉做陈设装饰。 明代统治者为巩固其封建统治,沿袭旧制在冠服制度上用玉来标志等级贵贱。与前代不同的是:系在官袍上的带板用玉数量增加,皇帝、公、侯、驸马和一品文武官员的革带均以玉板做装饰标志。 明代玉雕具有时代风格,刀法粗犷有力,出现“三层透雕法”,镂雕十分精细。北京、苏州、扬州是当时的三大玉琢中心。宋应星《天工开物》认为:“良工虽集京师,工巧则推苏郡。”苏州的玉琢工艺在当时被推为全国之首,对明代玉器工艺的发展和提高作出了历史性贡献。明代中期以后,玉琢技艺发展更快,出现了不少琢玉大师,以陆子冈最为有名,由他琢制的玉器,称为“子冈玉”。但明代玉琢在碾磨细研这最后一道工序上,存在“求形不求工”的现象。 今天,在玉器商店里,人们会选购一件玉器佩挂在身上,他们有的是出于装饰的喜好,有的是为了寓意吉祥,还有一些人,他们佩戴玉器的目的却是基于一种驱灾辟邪的心理暗示。 在玉文化的传统中,驱灾避邪的理念非常奇特,而它的渊源,则是来自于汉代先人一种独特的玉器风尚。 与西方文化不同的是,古老中国的玉器文明不仅从未间断过,而且随着时间的推移,玉文化的内涵却愈显丰富和厚重。 李博生认为,玉作为我们民族来讲,被视为大地的舍利,佛教的一座庙得到一个佛指舍利,庙就有了核了,这个庙就站住了,就开始受香火了,因为它有那个舍利,玉,应该视同为大地的舍利,那是石头里面的精品,那是大地的骨架的精品。 这种中西方文化的差异,很多学者试图做出解释,但最终也无法找到一个令人满意的答案,这种文化现象似乎也只能定格成一个无从考究的历史悬案了。 追溯并思索这段历史,学者们认为,当一个民族在历史的演进中,从发祥到融合并走向文明的时候,对于文明的传承从来就不会间断过,一种伴随历史走来的古老传统必然会随着时间的推移而形成一种文化的积淀,它们会悄然而又深刻的融入到一个民族的历史血脉之中。
具体如下:
玉器(Jade Ware),即使用天然玉石加工制成的器物。中国早在八千多年前就有了玉器,并不间断地延续到现在。玉器的出现是远古石器的延续与创新。
因此古玉器的出现,在于新石器时期晚期的中华古人创造了使用解玉砂琢碾加工玉石的方法。古玉器是人类古代文明里中华文明所独有的器物。因古代碾法已经失传,以加工方式区分,用碾法制作的玉器均为古玉器,而凡使用电动金刚工具等现代技术加工的玉器称为新玉。
中国玉器自史前出现起,即是最高规格的器物,主要用作礼器和配饰。有祭祀天的玉璧,祭祀地的玉琮,有祭祀四方的圭、璋、琥、璜。史前典型的玉器见于红山文化和良渚文化等。
我觉得和田玉最好历史悠久而且参加了奥运
植物是生命的主要形态之一,包含了如树木、灌木、藤类、青草、蕨类、及绿藻、地衣等熟悉的生物。下面是由我整理的关于植物的科学论文,谢谢你的阅读。
关于植物检疫问题的思考
摘 要:植物检疫是防止检疫性有害生物传播蔓延、保护农业生产安全的主要措施,也是保护农产品贸易顺利进行的前提。本文分析了植物检疫及其积极意义,并针对存在的问题提出了对策建议。
关键词:植物检疫;林业;可持续发展
为了保护一个国家或地区林业的生产、生态系统的安全以及其可持续发展,极有必要对植物及其产品采取的一系列旨在防止危险性有害生物传播和定殖的综合性管理措施,植物检疫就是其中的重要一环。
一、植物检疫的定义与内涵
***一***植物检疫的定义
植物检疫是指为了保护一个国家或地区林业生产和生态系统的安全,由法定的专门机构,依据有关的法规,对植物及其产品在流通前、流通中和到达新的种植或使用地点后所采取的一系列旨在防止危险性有害生物传播和定殖的综合性管理措施。
***二***植物检疫的内涵
植物检疫的目的是要防止危险性有害生物通过人为活动***贸易或非贸易的***进行远距离传播,保护一个国家或一个地区林业生产和生态系统的安全。植物检疫工作所针对的有害生物是指那些危害严重,防治困难,主要通过人为活动进行远距离传播、国内尚未发生或虽有发生但分布不广的有害生物。
二、植物检疫的积极意义
***一***开展植物检疫是保障植物和生态建设可持续发展的需要
植物的可持续发展,在一定程度上受到病虫害的制约。病虫害贯穿于植物生产的全过程,随时都可遭到病虫的危害,轻者影响林木开花、结实、材积增长,重者整株、大片枯死。植物检疫是一项防患于未然的工作,它可以把检疫性有害生物阻截在国门之外,消灭在产地之内,减轻防治工作的压力和经费的开支,也提高了种苗的质量和造林的成活率;它不仅是一项长期的预防措施,也是一种从根本上治理病虫害的方法。
***二***开展植物检疫能有效防止***有害生物的传入
众所周知,在自然界中,生物的分布是有地域性的,一种有害生物要从原发生地传播到另外一个新的地区,由于自然屏障的阻隔,单靠自身的能力往往是办不到的,必须依靠外力的帮助。另一种是人为活动***贸易或非贸易性***。这两种传播途径,以人为传播最为重要,因为许多有害生物可潜伏在植物及其产品的内部,或依附在其外表,或混杂在其间,借助植物及其产品的调运、邮寄,把它们携带到自身所难以到达的地方。有害生物一旦进入一个新的生态系统,如果有其寄主植物存在,而又避开了原产地天敌的制约,则很容易在那里定殖下来,迅速繁衍下去,氾滥成灾。要解决这一问题,最好的办法就是积极地开展植物检疫。森检工作就是要***品质优良的林木、花卉新品种引进来,同时又要防其有害生物传入。
三、植物检疫工作中存在的问题
随着农业产业化结构的不断调整,城市化程序的发展,特色蔬菜、中药材、花卉苗木、草皮等种植面积迅速扩大,种子、苗木等繁殖材料,农产品及花卉苗木等植物和植物产品调运频繁,调运量不断增大,农业植物检疫工作不但任务繁重,而且面临的形势严峻。
***一***植物检疫的品种范围较窄 客观地说,目前只有水稻种子、蔬菜种子进行了规范化的产地、调运检疫。其他如水果类、蔬菜类、商品粮等大量农产品的产地、调运检疫很少开展。
***二***调运带证率较低 从事农产品及花卉苗木等植物生产经营单位对植物检疫法规及工作内容了解甚少,部分经营者认为检疫就是收费。极少数经营者很不配合,严重影响了检疫工作的顺利开展。市场销售的农产品及花卉苗木普遍存在无证调运现象,以汽车运输的尤为严重。大部分经营者认为,只要取得农产品《产地检疫合格证》或植物检疫证明编号,运输时就不需要办理调运《植物检疫证书》。据调查,在持证运输的农产品及花卉苗木中,省内调种带证率明显低于省间。
***三***植物检疫技术水平较低 植物检疫是一项技术性很强的工作,肩负著保护国家植物生产安全的重任。植物检疫员需要由工作作风正、法制观念强、业务能力精的人员担任。而目前从事植物检疫工作的人员有相当一部分人不懂业务,有的虽然懂业务,但法律知识少,不能胜任植物检疫工作。在检疫过程中,由于没有相关仪器装置,目前检疫物件只能靠产地检疫及产地检疫证书加以判断,很多调运的植物及产品产地检疫又很不规范,在调运过程中凭直觉来判断有无检疫容易产生很大误差。
***四***植物检疫实施难
虽然有相当完善的植物检疫法规但实际操作难。农业部《植物检疫条例实施细则***农业部分***》、《山东省植物检疫办法》等对应施检疫的植物及植物产品的规范化检疫有明确规定,但实际上大多数应施检疫的植物及产品的产地调运没有检疫。虽有健全的检疫队伍但发挥职能作用难。由于缺乏经费,加上植物检疫功能弱化,各地疫情调查、疫情分布、调运检疫等经常性检疫工作淡化或难开展,多数检疫员没有发挥职能作用。检疫把关口但把关难。交通、铁路、邮电等运输企业或个人应凭“植物检疫证书”正本承运、收寄应施检疫的植物和植物产品,配合植物检疫部门做好植物检疫工作。交通、铁路部门已经严守把关,但邮政部门对大量应施检疫的植物和植物产品如商品粮、水果、蔬菜等把关不严,工作上与检疫部门脱节。
四、开展植物检疫的措施
***一***根据植物及其产品的流通环节采取相应的检疫措施
植物检疫的任务就是要防止检疫性有害生物通过人为活动进行远距离传播,既要防其传出,又要防其传入,两者必须兼顾。要防止检疫性有害生物的人为传播,就必须在植物及其产品未进入流通领域之前、流通途中和到达新的种植或使用地之后采取检疫措施,打断有害生物人为传播的环链,即可终止有害生物的传播。在不同的环节应采取不同的检疫措施,如在植物及其产品培育期间,可用划定“疫区”和“保护区”,分别实行封锁、消灭和保护措施;开展产地检疫,把好产地检疫关;从国外引种,严格履行检疫审批手续等。在流通途中,可用设卡检疫***包括进出境检疫、旅客携带物检疫、邮包检疫、过境检疫及国内调运检疫***等措施。到达新的种植或使用地点后,可用隔离试种检疫、集中种植、疫情监测、铲除措施等。
***二***正确处理好“把关”与“服务”之间的关系
在我国,植物检疫有两个职能:一是防止检疫性有害生物通过人为活动进行远距离传播,既要防止其传出,又要防止其传入。二是为植物及其产品的种植者、经营者服务,为林业生产的健康发展保驾护航,维护国家的外贸信誉。在森检工作中,“把关”与“服务”是一对矛盾的统一体,“把关”是前提,“服务”是目的,“把关”是为了“服务”,“服务”又必须“把关”,一定要把“把关”与“服务”有机地结合起来。在改革开放方针的指导下,我国的外检工作提出了这样的口号:“做好检疫工作,发挥把关作用,服务对外开放,方便进出往来”。在具体做法上,他们派员到港澳等***地区进行疫情调查,初步检查、监督包装和消毒处理,从而缩短了入境检验时间,加快了检放速度,促进了转口贸易的发展。国内检疫也把重点放在了产地,狠抓疫情源头,严把产地检疫关,把检疫性有害生物消灭在种苗生长期间,不仅提高了种苗、花卉的质量,也防止了检疫性有害生物的传播蔓延。
***三***把法制手段与技术措施有机地结合起来
植物检疫是一件法制性很强的工作,森检工作人员的任务就是贯彻执行国家和地方颁布的植检和森检法规。他们不仅要对流通过程中的植物及其产品进行管理,还要对植物及其产品拥有者的生产经营活动加以规范。如何对人们的生产经营活动进行规范呢?主要是通过宣传、教育。让生产经营者自觉地按照植检、森检法规的规定去办理检疫手续,如调出植物及其产品应及时向当地森检机构办理申报,从国外引进种苗应主动向省级森检机构办理引种审批,发现疫情应及时报告等。植物检疫不仅是一项法制性很强的工作,而且对技术的要求也很高。在实际工作中,植物及其产品携带检疫性有害生物的事还是很多的,但如何在有限的时间内把它们检查出来,又如何把它们除掉,让健康的种苗正常流通,都不是一件容易的事。没有一套行之有效的检疫检验方法和除害处理办法是不行的。因此,要想把森检工作搞好,必须把法律手段和技术措施有机地结合起来。
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我看生物学—— 一位大三学生1.生物学发展的历史及现状(1)自然科学起源于古希腊,生物学也不例外。当时实验作为科学尤其是生物学的一种手段尚未为人们所重视。早期的希腊哲学家认识到一些生理现象如运动,营养,感觉,生殖等等都需要加以解释,并认为只要对之加以思考(就像他们对待哲学问题一样)就能解决。这种错误的思想一直维持到文艺复兴时期实验科学从哲学中解放出来。达尔文以前对生物学贡献最大的亚里士多德。他是对生物进行分类的第一人---虽然正式的分类法后来由林奈提出;他首次认识到比较法对于生物学的重要性,而比较法即便是在现代也是贯彻生物学研究始终的一条主线;更重要的是,他从哲学上提出了生物学不仅仅满足于回答“怎样”(生物体如何实现其功能的?)的问题,还要解决“为什么”(为什么生命现象会有这么多的目的性?)的问题。而这个“为什么”也就是现代进化生物学家们所提出的最重要的问题。在文艺复兴时期,实验方法走进了生物学。当时解剖学盛极一时,维萨纽斯发明了新解剖工具,并出版了《人体解剖》一书。这一时期生物学最重大的发现来自哈维,提出并论证了血液循环学说,这在很大程度上得益于当时比较先进的解剖技术。另外著名的解剖学家Borelli曾在他的《动物的运动》一书中论述了关于行动的研究,如利用力学原理分析了血液循环和鸟的飞行问题。这大概是生物学与物理学的第一次结合。正如伽利略用他的望远镜使物理学的触须伸向天空一样,引导生物学进入微观世界的是列文虎克和他的显微镜。这两个例子说明了仪器在科学研究中可能发挥的巨大潜力。这时期林奈提出了分类法,博物学也达到了前所未有的高峰,并与生物学一向的主流---解剖学结合起来,互相促进。这个时期生物学的主要兴趣很明显是生物有机体的描述、比较和分类。博物学和解剖学的积累,尤其是比较解剖学方面的数据,为后来的达尔文进化论奠定了基础。1859年,根据其对戈拉帕哥斯岛和南美动物区系的研究和一些解剖学和博物学的资料,达尔文提出了进化论。进化论的革命性有两点:第一,所有有机体都可能来自共同的祖先;第二,进化是有原因的,首先产生遗传变异,然后对变异的个体进行自然选择,从根本上否定了拉马克的自发进化学说。19世纪实验科学方面的一个重大进展是施莱登和施旺的细胞学说,这得益于显微镜的发明。另一个重大进展是孟德尔的遗传学说,遗传学在贝特森、摩根等人手中迅速的发展成一门宏大而成熟的科学。其中值得一提的是麦克林托克用经典遗传学的手段发现了转座子。19世纪中期,综合遗传学的理解和对种群进化的认识,形成了一个统一的进化学说---综合进化论。一些主要的进化生物学的概念如物种形成、进化趋势等可以在遗传学上得到新的解释和认识。生物学的重大发现之一就是沃森和克里克发现DNA双螺旋结构。在那个时代,DNA作为遗传物质已经为Avery等证明,因此一个重要的问题是:DNA分子如何携带控制发育过程的全部信息?当时结构生物学手段刚刚建立起来,沃森和克里克利用X衍射信息重建了DNA双螺旋结构并指出了碱基配对的可能性。这是一次科学家非凡的洞察力和精巧的实验技能的完美结合。DNA双螺旋结构宣告了分子生物学时代的来临,在20世纪七八十年代,中心法则以及其内在的分子机制建立起来后,分子生物学在更大程度上作为一种有力的手段被应用,如阐明分子进化或者发育的机制等。中心法则确立后,很多有前瞻目光的科学家寻找生物学的新的出路,如Sydney Brenner提出用线虫研究发育和神经, Seymour Benzer提出用果蝇做神经和行为等。纵观生物学发展的历史,所有学说和理论的提出都是有其时代背景的,如比较解剖学和博物学为达尔文进化论的提出建立了基础;遗传学的兴盛预示了DNA双螺旋结构的发现;分子生物学的建立使在分子水平研究进化与发育等。就像渐变进化论一样,生物学的发展也是渐变的。2.生物学科研手段生物学作为一门实验科学主要是建立在解剖学的基础上的。收集各式各样的标本,对人体和动植物进行解剖观察,曾是生物学的主导手段。达尔文的进化论同样是建立在细致的观察的基础上的。列文虎克用自制的显微镜第一次观察到了细胞,以及之后细胞学说的建立,体现了精确的仪器在生物学研究中的巨大威力。在分子生物学尚未建立以前的经典遗传学时代,将宏观现象(突变体)与微观世界(染色体)联系起来的正是显微镜。当时果蝇的巨大染色体(足以在光学显微镜下看到清晰的分带)为遗传操作和分析提供了很大的便利。在神经生物学上,著名的神经解剖学家Cajal曾用高尔基染色法对大量的神经系统组织标本进行显微观察,提出了神经元学说,并以超人的洞察力指出了神经系统信号传递的许多基本性质。 遗传和生化是进行功能性生物学研究的两大手段。然而在摩尔根的时代,经典的遗传学更着重于探索遗传的机制,即遗传物质是怎样传递的。遗传学真正作为一种对基因进行大规模的功能性研究和分析始于Nusslein-Volhard对影响果蝇体节分化的基因的一次gene screen(2),首次将基因的功能与发育联系起来。几种模式生物的确立极大的方便了系统使用遗传学手段研究基因的功能以及相互之间的作用。现代遗传学可以分为两类:forward genetics和reverse genetics(3,4)。前者是依据从表型到基因型的思路,寻找影响某一生物体功能的基因,而后者则是从基因到表型,看某一感兴趣的基因是否对生物体的功能造成影响。reverse genetics一般是对一些重要的基因的同源基因进行验证。最近发展出来的modifier screen和clonal screen,前者是研究信号通路的很有力的手段,后者则用于一个基因的多种功能。现代遗传学已经基本上可以做到在特定的一小群细胞中以特定的时间表达或抑制表达某个基因。生化手段与遗传学手段恰恰相反。它是首先建立一个功能性的检测体系,然后用传统的层析方法纯化蛋白。生化方法较遗传学方法优势在于能够揭示许多重要蛋白的新功能,而在gene screen中重要蛋白的突变体往往在胚胎期就死亡了,因而看不到成体的表型。王晓东关于cytochrome C在细胞凋亡中的作用就是一个很好的例子。gene screen是发现不了cytochrome C的,因为cytochrome C是电子传递链上如此重要的一个分子。他首先建立了一个in vitro的细胞凋亡的体系,然后试着加一些小分子物质如核酸等,看能否加快细胞凋亡的进程,结果发现了ATP和dATP,而且dATP的效果比ATP强一千倍(5)。依靠生化纯化蛋白的手段,他分别纯化出了cytochrome C,Apaf-1和caspase-9。在现代生物学研究中,遗传、生化和分子互相渗透,在基因功能性研究和细胞信号通路的阐明中发挥了巨大的作用。显微镜在细胞学说的建立中曾发挥过关键的作用。然而因为分辨率太低的原因,在很长一段时间内被生物学家们冷落。而今显微成像技术有复苏的趋势。促使显微成像技术再次倍受生物学家们关注有两个原因:一个是激光共聚焦显微镜的发明;另外一个是荧光标记技术的成熟。激光共聚焦显微镜最早由Minsky发明,有效的克服了普通光学显微镜因成像平面受到邻近平面发出的光的干扰而造成图像模糊不清的现象。随着计算机技术的进步,光学成像和图像处理技术进一步提高,激光共聚焦显微镜真正走上了生物学研究的舞台。荧光标记技术在生物学上的应用同样经过漫长的道路。尽管荧光标记的抗体在1941年就被应用在生物学研究上,但当时普遍认为抗体只能应用在对感染等免疫学的研究。直到后来人们才意识到,一些针对其他蛋白如actin或tubulin的抗体可以用相似的办法来制备。当这个观点为人们所普遍接受后,免疫荧光染色马上被应用到生物学其他领域。科学家们由此可以观察到细胞骨架的精细结构、胞内蛋白的定位。荧光技术同时在动态观察胞内Ca2+变化等方面得到应用。而当GFP发现后,科学家们更可通过基因工程技术将GFP标记的特异性蛋白导入细胞内来实时地监测生理状态下生物大分子的动态变化。Svoboda使用双光子荧光显微技术活体研究神经系统的可塑性应该真正是这方面的扛鼎之作。双光子成像的最大好处是激发波长在偏红外区域,可以穿透很厚的标本,同时对标本损伤很小,适于活体观察,光漂白作用也小。他们首次用这项技术观察到新形成的树突棘数目与小鼠barrel cortex发育过程中的可塑性之间的直接关系 ( 6 )。 成像方面胞内单分子监测越来越受到重视,FRET(能量共振转移)、TIRF(全内反射)等技术的不断成熟,使在活体状态下观察单个分子的运动成为可能。总之,技术的进步可以说是推动实验生物学发展的主要动力。但是我觉得,进行有创造性的生物学研究的一个特点是,始终抓准最基础和最重要的问题,以正确的技术和合适的标本进行回答。Hodgkin, Huxley巧妙地运用电压钳技术,用特定的离子(K+,Na+,Cl-)进出轴突膜上的离子通道来解释动作电位的产生,最终诺贝尔奖授予他们而非发明膜片钳的人;Rod MacKinnon发现只有结构生物学能够彻底地解决钾通道的问题时,马上由一位电生理学家变为结构生物学家;王晓东也是一个突出的例子,他成功的关键在于,正确的运用技术(生化而非遗传)解决了关键的问题(细胞凋亡的上游信号通路)。成为科学家而非科学匠在于是不是能够驾驭技术而不致成为技术的奴隶。有时关键的问题是什么,大家都比较清楚,优秀的科学家还应能判断出何时能解决这些问题。生物学,或者说实验科学,本身就是一门解决问题的艺术。3.我所感兴趣的神经发育科学神经发育科学的主旨在于研究神经细胞如何分化成具有轴突和树突的神经元,细胞迁移和轴突长出是如何被诱导,特异的神经元是如何识别而形成功能性的突触,连接是如何在发育进程中被修剪和精细化的。神经发育生物学中我最感兴趣的是神经元在发育过程中的极性(7)。极性包括两个方面:一个是神经细胞在形态发生中极性的形成---神经细胞在发育初期会伸出很多的神经突,其中某个神经突在发育后期会特化为轴突,其余神经突则特化为树突。轴突和树突在神经元信号传递中的功能是截然不同的,因此极性的建立、加强和维持就显得特别重要。我们可以问如下的问题:神经细胞最初的极性是如何建立的?有什么分子参与这一过程?极性是如何影响轴突和树突的长成的?轴突特异性蛋白和树突特异性蛋白如何在胞内定位?树突的分支比轴突复杂的多,这是为什么?不同神经元树突的形态很不相同,调控树突分支的分子机制是什么?神经元的极性在成体中又是如何保持的?这些都是很重要且有趣的问题。另一方面是极性在神经细胞迁移和轴突导向中的作用,轴突导向的过程为两类分子---短程分子和长程分子所介导。这两类分子在轴突生长锥附近形成梯度分布,排斥或者吸引正在生长的生长锥。例如ephrin就是结合在细胞膜上的,而且在神经系统的某些区域形成梯度分布,可以排斥正在生长的轴突。其他的分子比如netrin或者semaphorin,以扩散的形式分泌,可作为长程的吸引或排斥分子。这些胞外的信号分子造成胞内某些分子活性的极性分布,如CDC42和PI3K等,这些分子的活性进一步影响细胞骨架的重新分布,如actin和tubulin单体在生长锥的一边多聚化,在另一边解聚,从而引起轴突生长锥的转向。相当有意思的一个问题是,胞外信号分子如此微弱的浓度梯度是如何在胞内进行信号放大以指引生长锥正确的转向?对于神经细胞轴突和树突的极性形成,一个有趣的比较是,轴突对应于上皮细胞的apical side,树突对应于上皮细胞的basolateral side(9)。比如最近发现在上皮细胞的极性确立中期重要作用的mPar3/mPar6/aPKC在神经细胞的极性形成中也有作用(10)。时松海等发现mPar3/mPar6/aPKC以及被活化的PI3K集中在发育中的神经细胞轴突的顶端,而异位表达mPar3/mPar6/aPKC或者抑制PI3K的活性都能有效的抑制轴突的长出,轴突特异性蛋白tuj1不再表达。轴突形成的下游效应分子是微管和微丝。Bradke等作了一个有趣的实验(11):他们将微丝特异性药物cytochasin D局部地加在一条即将特化成树突的神经突上,发现它被诱导形成轴突。因此,有可能cytochasin D使微丝去稳定,有利于轴突的形成。但是在生理条件下,上游的信号分子如何调控微丝和微管的动态变化以建立神经元极性仍然是一个待解决的有趣的问题。微管与神经元极性的关系始于对一个微管结合蛋白CRMP-2的认识。人们发现在它特异的集中在轴突的顶端,当升高CRMP-2的表达时,有更多的轴突长出。最近的一片待发表的文章指出CRMP-2的上游调节分子为GSK-3(12),而在以前的工作中证明了GSK-3在神经元迁移中的作用(13)。由此可见,在这两类极性的建立和发生中有些分子是保守的,如果认识到微管和微丝在轴突形成和轴突导向中的同样重要的作用,就更能深刻的理解这一点。最近证明某些胞外分子也能影响轴突的形成,如果让神经元在铺有polylysine和laminin(或者NgCAM)条形间隔的培养基上生长,那些接触laminin或者NgCAM的神经突较接触polylysine的神经突更易特化为轴突(14)。经过二十余年的探索,已经证明相同的信号通路在轴突导向和不同的细胞迁移中(如肿瘤形成(tumoriogenesis)和血管形成(angiogenesis)中的细胞迁移、肿瘤细胞迁移(tumor metastasis))被使用(15)。有关细胞迁移的领域,有很多杰出的科学家在进行孜孜不倦的探索,因为这实在是一个非常有趣的问题。只要稍微发挥一下想象力,就不难通过比较的方法找到对问题的突破口。比如chemokine一向是介导白细胞迁移的一类趋化分子,通过G蛋白耦联受体(GPCR)向胞内传递信号。最近发现轴突导向同样可以由GPCR所介导,并为SDF-1(属于chemokine的一种分子)所排斥(16)。又比如Slit最先是发现在轴突导向和神经元迁移中起排斥作用的, Wang Biao等的研究结果表明Slit2在肿瘤细胞中表达,而Slit的受体在血管上皮细胞中表达,肿瘤细胞释放Slit2吸引血管上皮细胞,促进血管形成,因此Slit-Robo信号通路在肿瘤血管形成中同样起作用(17)。既然胞外信号分子会影响轴突导向和细胞迁移,很容易想到的事情是:内因会不会影响神经元对胞外信号分子浓度梯度的反应?Poo Mu-ming的一系列开创性的工作证实了第二信使在轴突导向中的作用。他们发现胞内Ca2+的浓度直接影响轴突生长锥对于胞外信号分子的反应,特异性阻断Ca2+进入胞浆内以降低胞内Ca2+浓度,可以使原先netrin-1对于轴突的吸引作用变为排斥(18)。cGMP和cAMP也有类似的作用,提高胞内cyclic neucleotides的浓度可以使轴突对胞外信号分子的排斥效应变为吸引效应(19)。进一步的研究发现cAMP、cGMP和Ca2+是有crosstalk的,cyclic neucleotides能够调节L型Ca2+通道的通透性,升高和降低胞内Ca2+的浓度,进而调节轴突对外界信号的吸引或者排斥作用(20)。这些工作使我们对于第二信使在轴突导向中的作用有了比较完整的理解,并使对其他现象的深刻理解成为可能。如最近发现Sema 3A有对树突有吸引作用,这与它对轴突的排斥作用恰恰相反。对这个现象的解释是,guanylate cyclase (SGC)在轴突和树突中的不对称分布造成了cGMP浓度在轴突和树突中的不同,因而造成了轴突对同一种胞外信号分子的不同反应(21)。发育生物学可以说是实验生物学的一个核心问题,而神经发育更是核心问题中最为神奇的地方和激动人心的发现的源泉。我对神经发育中的轴突导向和神经元极性确定方面的课题感兴趣的原因有两个:第一,细胞极性的问题本身是一个从对称走向不对称,从无序走向有序的问题,探索这一问题本身有着科学的美感,是很有趣的问题;第二,轴突导向反映细胞也是有智慧的,对不同的外界环境做出不同的反应,而正如外因和内因决定一个人的成长一样,外部环境和内在因素共同决定着轴突导向,因此在探索过程中将神经元拟人化去理解我觉得特别重要,也很有意思。神经发育科学中有很多有趣的和重大的问题尚待解决, 因此只要保持一颗好奇心,是不难找到用武之地的。
饮食文化论文人生在世,吃穿二事,很早我们就知道了这句话。人虽然作为高级动物,但仍需要与普通动物一样:“吃”。所以,零零总总令人眼花缭乱的各类美食也孕育而生,从古至今,长盛不衰。饮食行业也成为三百六十行常展长新的行当,而饮食业也形成了自己的独特的文化,说的更直接些就是一种“吃”的文化。 中国有着5000年的悠久历史,中国有着灿烂丰富、博大精深的饮食文化;中国人注重“天人合一”,中餐以食表意、以物传情的特点。所以也就使得中国传统的饮食美食都“食出有门”如中华饮食文化理论奠基人??孔子的《论语》中就有关于饮食“二不厌、三适度、十不食”的论述。直至两千年后的今日,仍具有极高的理论指导性。中华茶道始主??陆羽认为茶道在中华饮食文化中的地位几乎与酒等量齐观,他曾遍访名茶产区荐评品第,又精研泉水,次第品级。中华食文化之圣??袁枚其《随园食单》经历五十年才写成,成为中华饮食史上光前裕后之作,也有中华饮食文化“食经”的美誉。还有以味道治国的大臣??伊尹将饮食的“色、香、味、形”与治国相融合,所以就有了 “治国若烹小鲜”之说。 由此,这就形成了我们传统的饮食有“四重”的特点: 1、重食:古人就有:“民以食为天”之说,见面常问“吃过没有?”足见饮食文化的地位。 2、重养:以“五谷”养“六脏”,饮食中重视人体养生保健。 3、重味:中华饮食最注意食物的味,讲究“色、香、味、型”。各种味道差异构成各种菜系的基础。 4、重理:注意各种食物的搭配,以相生相克、相辅相成等阴阳调和之理性认识指导烹饪。 正是由于中华饮食讲究料、作、食等等的精细,内容丰富且博大精深,民族特色鲜明,既兼容又特别,从古到今,历代相传又推陈出新。 不同的饮食习惯造就了不同的饮食文化。中国人大而全的一贯作风,吃饭时自然是七大盘、八大碗,一是显示了富足,二是摆足了排场;近而各地比吃、全国争雄,最终形成了八大菜系,也就是吃方面八个不同的“高手”;说得虽有些低俗,但还是很能传情达意的。 因此,中华饮食文化就其深层内涵,可以简单概括成八个字:精致、悦目、坠情、礼数。这八个字,反映了饮食活动过程中饮食品质、审美体验、情感活动、社会功能等所包含的独特文化意蕴,也反映了饮食文化与中华优秀传统文化的密切联系。 精致;我们在得意时都喜欢在酒馆、餐厅里点几个精致小菜,或自己做几个精致小菜来犒赏自己与亲戚友人,而这时就需要吃出一种气氛、品位甚至是文化来。饮食既然作为一种文化,一种“吃”的文化,精品意识作为一种文化精神,却越来越广泛、越来越深入地渗透、贯彻到整个饮食活动过程中。选料、烹调、配伍乃至饮食环境,都体现着 “精致”。尤其是现在非常注重个人身体保健的现代社会,更是要求我们的饮食向精致化发展,使饮食中融入文化,透出文化,从而“吃”出文化来,避免和摒弃那种“过之屠门而大嚼”不雅行为和有损健康的不良习惯。 悦目;这是将“吃”的文化与内涵进行升华的高级阶段,体现了饮食文化的审美特征。中华饮食之所以能够征服世界,重要原因之一,就在于它美,它令食者有“三月不知肉味”的同时,更令人拍案叫绝和赏心悦目。这种悦目,是指中国饮食活动形式与内容的完美统一,是指它给人们所带来的审美愉悦和精神享受,首先是味道美。孙中山先生讲“辨味不精,则烹调之术不妙”,将对“味”的审美视作烹调的第一要义。 令人悦目的美味佳肴作为饮食文化的一个基本内涵,它是中华饮食的魅力之所在,悦目贯穿在饮食活动过程的每一个环节中。 坠情;这是对中华饮食文化社会心理功能的概括。因为菜系和饮食中蕴藏着各种感情在其中。做的人付出心血和真情用心去做,而吃者更是品味到自己喜欢的饮食则抱着的是一种感激与赞赏。吃吃喝喝,不能简单视之,它实际上是人与人之间情感交流的媒介,是一种别开生面的社交活动。一边吃饭,一边聊天,可以做生意、交流信息、采访。朋友离合,送往迎来,人们都习惯于在饭桌上表达惜别或欢迎的心情,感情上的风波,人们也往往借酒菜平息。这是饮食活动对于社会心理的调节功能。过去的茶馆,大家坐下来喝茶、听书、摆龙门阵或者发泄对朝廷的不满,实在是一种极好的心理按摩。 中华饮食之所以具有“抒情”功能,是因为“饮德食和、万邦同乐”的哲学思想和由此而出现的具有民族特点的饮食方式。对于饮食活动中的情感文化,有个引导和提升品位的问题。我们要提倡健康优美、奋发向上的文化情调,追求一种高尚的情操。 礼数;是指饮食活动的礼仪性。中国是礼仪之邦,而这种礼仪与礼数也渗透到了饮食当中。而饮食讲究“礼数”,这与我们的传统文化有很大关系。生老病死、送往迎来、祭神敬祖都是礼。《礼记?礼运》中说:“夫礼之初,始诸饮食。“礼数”中也讲究着一种秩序和规范,比如在重要场合坐席的方向、箸匙的排列、上菜的次序、有些菜的象征、来历等等都体现着“礼数”。 我们谈“礼数”,更应把它理解成一种精神,一种内在的伦理精神,这种精神,贯穿在饮食活动过程中,从而构成中国饮食文明的逻辑起点。 饮食中的精致、悦目、坠情、礼数分别从不同的角度概括了中华饮食文化的基本内涵,换言之,这四个方面有机地构成了中华饮食文化这个整体概念。但是,它们不是孤立地存在,而是相互依存、互为因果的,四者环环相生、完美统一,便形成中华饮食文化的最高境界。而中华饮食也是中华民族从古至今用嘴“吃”出来了一种文化,一种浓厚的中华饮食文化,这种文化已经得以前仆后继的不断弘扬,已经影响到了我们自己和身边,影响到了全世界的饮食行业。
饮食习惯具有强烈的民族传承性,也受着自然环境和生产方式的巨大影响和制约。如南方稻作农业区以稻米为主食,北方旱作农业区则以菽麦粟米为主食。民国时期的饮食结构有了新的变化。在一些沿海城市,西餐已逐渐成为时尚的佳肴。外国传来的卷烟,大量地排挤了中国的旱烟和水烟。这些现象,使中国的传统食品工业发生了变化。但在广大的农村,贫苦农民仍旧是吃糠咽菜,西方食品在那里根本没有市场。20世纪50年代末~60年代,国家对城镇居民实行粮食定量供应。随着经济的发展,尤其是改革开放以来,绝大部分人的饮食结构正在发生变化。主要是饮食多样化,主食的比例逐渐下降,副食和果品的比例逐渐增加。主食的内容也在变化,以大米和面粉等细粮为主食,吃玉米面和高粱面的人在逐渐减少。肉类食品、各种新鲜的水产品、新鲜蔬菜、饮料到处都能买到
(一)明确了《食品安全法》的适用范围《食品安全法》第二条明确规定下列活动为该法调整范围:(一)食品生产和加工(以下称食品生产),食品流通和餐饮服务(以下称食品经营);(二)食品添加剂的生产经营;(三)用于食品的包装材料、容器、洗涤剂、消毒剂和用于食品生产经营的工具、设备(以下称食品相关产品)的生产经营;(四)食品生产经营者使用食品添加剂、食品相关产品;(五)对食品、食品添加剂和食品相关产品的安全管理。食用农产品则遵守《中华人民共和国农产品质量安全法》的规定监管。但是,制定有关食用农产品的质量安全标准、公布食用农产品安全有关信息,应当遵守本法的有关规定。保健食品则在《食品安全法》第五十一条明确,其具体管理办法由国务院规定。同时,该法还在附则的第九十九条,对食品、食品添加剂、用于食品的包装材料和容器、用于食品生产经营的工具、设备、用于食品的洗涤剂、消毒剂等用语的含义,进行了法律解释。(二)确立了食品安全监管体制一是对国务院有关食品安全监管部门的职责进行明确界定。国务院质量监督、工商行政管理和国家食品药品监督管理部门依照食品安全法和国务院规定的职责,分别对食品生产、食品流通、餐饮服务活动实施监督管理。国务院卫生行政部门承担食品安全综合协调职责,负责食品安全风险评估、食品安全标准制定、食品安全信息公布、食品检验机构的资质认定条件和检验规范的制定,组织查处食品安全重大事故。(第四条)二是在县级以上地方人民政府层面,进一步明确工作职责,理顺工作关系。县级以上地方人民政府统一负责、领导、组织、协调本行政区域的食品安全监督管理工作,建立健全食品安全全程监督管理的工作机制;统一领导、指挥食品安全突发事件应对工作;完善、落实食品安全监督管理责任制,对食品安全监督管理部门进行评议、考核。县级以上地方人民政府依照本法和国务院的规定确定本级卫生行政、农业行政、质量监督、工商行政管理、食品药品监督管理部门的食品安全监督管理职责。有关部门在各自职责范围内负责本行政区域的食品安全监督管理工作。按照食品安全法规定,实行省以下垂直领导的质监部门应当在所在地人民政府的统一组织、协调下,依法做好食品安全监督管理工作。(第五条)三是为防止各食品安全监管部门各行其是、工作不衔接,食品安全法规定县级以上卫生行政、农业行政、质量监督、工商行政管理、食品药品监督管理部门应当加强沟通、密切配合,按照各自的职责分工,依法行使职权,承担责任。(第六条)四是为了使食品安全监管体制运行更加顺畅,食品安全法规定,国务院设立食品安全委员会,其工作职责由国务院规定。(第四条)五是食品安全法授权国务院根据实际需要,可以对食品安全监督管理体制作出调整。(第一百零三条)(三)质监部门职责一是负责食品生产许可。《食品安全法》规定,我国对食品生产经营实行许可制度。从事食品生产应当依法取得食品生产许可。县级以上质监部门依照《中华人民共和国行政许可法》的规定,审核申请人提交的相关资料,必要时对申请人的生产经营场所进行现场核查;对符合规定条件的,决定准予许可;对不符合规定条件的,决定不予许可并书面说明理由。(第二十九条、第三十一条)该法还规定,国家对食品添加剂的生产实行许可制度。申请食品添加剂生产许可的条件、程序,按照国家有关工业产品生产许可证管理的规定执行。(第四十三条)食品生产经营者在本法施行前已经取得相应许可证的,该许可证继续有效。(第一百条)二是食品安全履行风险评估通报、建议、监管职责。《食品安全法》的亮点之一就是食品安全风险监测和评估。该法也对质检系统在该项工作中的具体职责进行了明确规定。一是获知有关食品安全风险信息后,应当立即向国务院卫生行政部门通报;二是应当向国务院卫生行政部门提出食品安全风险评估的建议,并提供有关信息和资料;三是当食品安全风险评估结果得出食品不安全结论的,应当依据职责范围立即采取相应措施,确保该食品停止生产经营,并告知消费者停止食用。(第十二条、第十五条、第十六条)三是提供食品安全标准编号。《食品安全法》规定,食品安全国家标准由国务院卫生行政部门负责制定、公布,由国家标准化管理委员会提供国家标准编号。该法还规定,食品安全标准是强制执行的标准。除食品安全标准外,不得制定其他的食品强制性标准。国务院卫生行政部门应对现行的食用农产品质量安全标准、食品卫生标准、食品质量标准和有关食品的行业标准中强制执行的标准予以整合,统一公布为食品安全国家标准。(第十九条、第二十一条、第二十二条)四是责令召回不符合安全标准的食品。《食品安全法》规定,我国建立食品召回制度。具体规定是:食品生产者发现其生产的食品不符合食品安全标准,应当立即停止生产,召回已经上市销售的食品,通知相关生产经营者和消费者,并记录召回和通知情况。食品生产者应当对召回的食品采取补救、无害化处理、销毁等措施,并将食品召回和处理情况向县级以上质监部门报告。当食品生产经营者未依照规定召回或者停止经营不符合食品安全标准的食品时,县级以上质监部门可以责令其召回或者停止经营。(第五十三条)五是开展食品检验工作。《食品安全法》明确指出,食品安全监督管理部门对食品不得实施免检。县级以上质监部门应当对食品进行定期或者不定期的抽样检验。质监部门应当购买抽检的样品,不收取检验费和其他任何费用。另外,县级以上质监部门在执法工作中需要对食品进行检验的,应当委托经资质认定的食品检验机构进行,并支付相关费用。对检验结论有异议的,可以依法进行复检。(第六十条)该法还规定,食品检验机构按照国家有关认证认可的规定取得资质认定后,方可从事食品检验活动。食品检验实行食品检验机构与检验人负责制。食品检验报告应当加盖食品检验机构公章,并有检验人的签名或者盖章。食品检验机构和检验人对出具的食品检验报告负责。(第五十七条、第五十九条)六是参与食品安全事故处置。《食品安全法》规定,质监部门在日常监督管理中发现食品安全事故,或者接到有关食品安全事故的举报,应当立即向卫生行政部门通报,并会同卫生部门,按照卫生部门的要求进行处理。具体工作包括:封存可能导致食品安全事故的食品及其原料,并立即进行检验;对确认属于被污染的食品及其原料,责令食品生产经营者依照规定予以召回、停止经营并销毁;封存被污染的食品用工具及用具,并责令进行清洗消毒等。(第七十一条、第七十二条)七是实施对食品生产者的监督检查。《食品安全法》规定,县级以上质监部门对食品生产者进行监督检查,应当记录监督检查的情况和处理结果,建立食品生产者食品安全信用档案,对有不良信用记录的食品生产者增加监督检查频次。在履行监管职能时,质监部门可以行使“五大”权力。包括:进入食品生产经营场所实施现场检查;对生产经营的食品进行抽样检验;查阅、复制有关合同、票据、账簿以及其他有关资料;查封、扣押有证据证明不符合食品安全标准的食品,违法使用的食品原料、食品添加剂、食品相关产品,以及用于违法生产经营或者被污染的工具、设备;查封违法从事食品生产经营活动的场所等措施。(第七十七条、第七十八条、第七十九条)八是准确、及时、客观的公开食品安全信息。《食品安全法》规定,县级以上质监部门应依据职责公布食品安全日常监督管理信息,应当做到准确、及时、客观。当获知依据该法需要统一公布的信息,应当向上级主管部门报告,由上级主管部门立即报告国务院卫生行政部门;必要时,可以直接向国务院卫生行政部门报告。县级以上卫生行政、农业行政、质量监督、工商行政管理、食品药品监督管理部门应当相互通报获知的食品安全信息。(第八十二条、第八十三条)九是处理投诉举报。《食品安全法》规定县级以上质监部门接到咨询、投诉、举报,对属于本部门职责的,应当受理,并及时进行答复、核实、处理;对不属于本部门职责的,应当书面通知并移交有权处理的部门处理。有权处理的部门应当及时处理,不得推诿;应当按照法定权限和程序履行食品安全监督管理职责;对生产者的同一违法行为,不得给予二次以上罚款的行政处罚;涉嫌犯罪的,应当依法向公安机关移送。(第八十条、第八十一条)十是对违反《食品安全法》的行为实施处罚。《食品安全法》涉及我局职责范围的行政处罚有八条,近二十种违法行为的行政处罚,包括:对未经许可从事食品生产经营活动,或者未经许可生产食品添加剂的(第84条);生产经营营养成分不符合食品安全标准的专供婴幼儿和其他特定人群的主辅食品(第85条第三项);未建立并遵守查验记录制度、出厂检验记录制度(第87条第二项);事故单位在发生食品安全事故后未进行处置、报告的(第88条)等。《食品安全法》规定的行政处罚罚款幅度,大多数界于《产品质量法》和《特别规定》之间,比产品质量法严厉,体现了食品安全监管严峻形势下,“乱世用重典”立法倾向;比特别规定轻,则体现了更加成熟、理性的立法思想,考虑了实践中行政处罚履行的问题。(四)食品安全制度框架一是建立了食品安全风险监测和评估机制。食品安全风险监测和评估是国际上流行的预防和控制食品风险的有效措施。食品安全法从食品安全风险监测计划的制定、发布、实施、调整等方面,规定了完备的食品安全风险监测制度。同时,食品安全法还从食品安全风险评估的启动、具体操作、评估结果的用途等方面规定了一整套完整的食品安全风险评估制度。二是调整了食品安全标准制定、发布体系。食品安全法明确了食品安全国家标准的制定、发布主体,制定方法,明确对有关标准进行整合。食品安全国家标准由国务院卫生行政部门负责制定、公布,并对现行的食用农产品质量安全标准、食品卫生标准、食品质量标准和有关食品的行业标准中强制执行的标准予以整合,统一公布为食品安全国家标准。三是明确了食品安全事故处置机制。食品安全法规定了制定食品安全事故应急预案及食品安全事故的报告制度。事故发生单位和接收病人进行治疗的单位应当及时向事故发生地县级卫生部门报告。食品安全监督管理部门在日常监督管理中发现食品安全事故,或者接到有关食品安全事故的举报,应当立即向卫生行政部门通报。另外,规定了县级以上卫生行政部门处置食品安全事故的措施。四是明确了食品企业的责任义务。食品安全法规定食品生产经营企业应当建立健全本单位的食品安全管理、食品生产从业人员健康管理、进货查验记录以及食品出厂检验记录制度,依照法律、法规和食品安全标准从事生产经营活动,对社会和公众负责,保证食品安全,接受社会监督,承担社会责任。五是明确食品流通环节的监管机制。食品安全法规定由工商行政管理部门负责食品流通的食品安全监管,主要职责是食品的流通环节的许可管理、流通环节的食品召回及停止经营、食品抽样检验、监督检查、食品广告管理、将食品安全事故、举报以及食品安全信息通报给卫生部门、参与食品安全事故的调查处理。六是明确餐饮环节的监管机制。食品安全法规定由食品药品监督部门负责餐饮服务的食品安全监管,主要职责是食品的餐饮服务的许可管理、餐饮服务的食品召回及停止经营、食品抽样检验、监督检查、将食品安全事故、举报以及食品安全信息通报给卫生部门、参与食品安全事故的调查处理。七是国家建立食品安全信息统一公布制度。由国务院卫生行政部门统一公布的信息包括:国家食品安全总体情况;食品安全风险评估信息和食品安全风险警示信息;重大食品安全事故及其处理信息;其他重要的食品安全信息和国务院确定的需要统一公布的信息。其中食品安全风险评估信息和食品安全风险警示信息以及重大食品安全事故及其处理信息,其影响限于特定区域的,也可以由有关省、自治区、直辖市人民政府卫生行政部门公布。县级以上农业行政、质量监督、工商行政管理、食品药品监督管理部门依据各自职责准确、及时、客观的公布食品安全日常监督管理信息。八是设立的食品安全委员会。该委员会是一个常设机构,虽然该机构的职责未在法律中说明,但是结合该法附则中“国务院根据实际需要,可以对食品安全监督管理体制作出调整。”的规定,可以预见该机构很可能在下一轮食品安全监管体制改革中扮演重要角色。九是明确了食品安全违法行为的法律责任。食品安全法的法律责任部分共一章十五条,明确了食品生产经营者,食品检验机构、人员,食品安全监督管理部门或者承担食品检验职责的机构、食品行业协会、消费者协会、县级以上地方人民政府食品安全监管违法行为的直接负责的主管人员和其他直接责任人员的民事、行政以及刑事法律责任。并特别规定了民事赔偿责任优先以及十倍索赔制度,体现了立法为民的思想。
人类的生存离不开食品,它是人类与环境进行物质联系并赖以生存的基础,我整理的食品科学论文,希望你能从中得到感悟! 食品科学论文篇一 关于食品科学的研究 摘 要:自然辩证法的生态自然观坚持人与自然和谐相处,共同发展,同时它也正转向人本哲学的研究,归根到底它是以人为本的科学技术学。食品科学是以满足人的生理需求为目的同时兼顾人的心理需求的自然科学,它充分体现了服务人、关心人、尊重人的人本主义精神,所以它充分体现了辩证法生态发展观。 关键词:食品科学;自然辩证法;人本主义;生态自然观 国以民为本,民以食为天。人类的生存离不开食品,它是人类与环境进行物质联系并赖以生存的基础,是人类维持生命活动的重要物质。食品科学是以满足人的生理需求为目的同时兼顾人的心理需求的一门自然科学,它充分体现了服务人、关心人、尊重人的人本主义精神。自然辨证法生态自然观中,坚持人与自然、环境协调可持续发展,强调人类的长远、整体利益,实质上是以人为本的生态自然观。而食品科学正体现了自然辨证法生态自然观的要求和思想。 1 食品生产应遵循生态自然观 在辨证唯物主义生态自然观认为,人要与自然和谐一致,人是生态系统中的一员,是天然食物链中的重要一环,我们在进行食品生产,满足人的生存与发展需要时,必须尊重自然,与自然协同进化。农业技术的进步极大地促进了农业生产的发展,可也给我们生存的生态环境带来了污染,蓄积在蔬菜、粮食中的各种污染物对人体健康构成了严重威胁,以前看来遥不可及的食物农药残留、重金属指数超标等问题,如今已现实地摆在每个人餐桌面前。对于农产品,食品在生产过程中,源头污染是食品污染的直接原因。在水、土、气环境中存在的污染物质对农产品构成污染的主要物质归纳起来有四类,分别是:重金属、有机污染物、生物污染和由普通营养引发的污染物。这四类物质都可能通过食物链,在农产品中富集,进而造成食品污染,影响人类身体健康。因此,我们在进行食品生产过程中,应遵循生态自然观,注意保护生态环境。食品中的污染物来自于环境污染,要控制食品中的污染物,必须从治理环境入手。 2 食品科学服务于人 食品科学是以满足人的第一生理需求为目的,包括了食品的开发、生产、加工等过程,都是以人的基本需求为出发点和目标,它的发展方向随着人们不断变化的观点和需要变化的,充分体现了食品服务人的精神。 社会发展到今天,人类对食品有了更全面更深层的认识。今天的“食”,已不仅仅是解决饥饿问题,人们开始从健康、卫生、营养、科学的角度注重饮食生活。在中国,从二十世纪八十年代人们盲目的追求高脂肪、高蛋白的食品到二十一世纪的今天人们更讲求卫生、安全、营养均衡的食品,食品科学的研究方向也逐渐从单一的高脂肪、高蛋白的食品转向到今天的多样的低热卡值食品、绿色天然食品、保健食品、功能食品等。除了说明食品的发展为了服务人类而趋向多元化,更体现它关心不同人群的健康。 3 食品安全是为了保证人的生存 “民以食为天,食以安为先”。食品的安全是人类赖以生存的根本,食品安全为人类的生产、生活提供了必不可少的生命维护系统和最基本的物质资源,是关系人民健康和国计民生的重大问题。我国在基本解决温饱即食品量的安全后,食品质的安全越来越引起全社会的关注。近年来在历届全国“两会”上,食品安全问题几乎成为热点,人民群众反映也非常强烈。在食品的研发与生产中,食品安全性是首要的核心的内容,它充分体现着自然辩证法中生态发展观的人本实质。目前,食品添加剂的使用标准化、食品安全检验检疫都是着眼于保证食品的安全性,让消费者的人生安全和健康有更好的保障。食品安全的根本目标是以人的生命安全和健康为根本落脚点,是从根本上维护人们的利益,是实实在在的以人为本,从而维护人作为生态系统中的主导者的地位。 4 追求食品营养是注重人的发展 如果说讲求食品安全是保证人的存在,那么追求食品营养则是注重人的发展。食品营养是在食品安全有保障的情况下,科研工作者和生产者需要进一步考虑的科学研究问题。科学的营养指标是食品科学追求的主要目标之一,首先许多食品的生产都是为了满足人体的基本营养需求,保证个体营养均衡,提高社会整体人群的健康水平。其次,它还要迎合消费者的营养理念,这样的食品才更受青睐更有市场。食品科学为满足不同人群的营养需要,也开发一些适合不同人群的食品,各种功能食品、保健食品都是为了满足对营养需要不同人群的需要。例如:为儿童设计的加钙、加锌奶粉,为女士设计的补铁奶粉等等。我国即将出台的《食品营养标签管理办法》更是为了保证广大消费者对食品的营养特性有知情权,方便大家凭借食品包装上的营养标签更加科学地选择健康食品,让消费者吃得明白、放心。科学的营养就是为了提高广大人群的健康水平,使人体营养吸收更趋于合理化,使人的生理健康得到更多呵护,真正做到关心人的发展,突出可持续发展的主题。 5 食品科学的发展应兼顾人的心理需求 食品在满足人类生理需求的同时,还应该向着满足人类心理需求的方向发展。在今天的食品研究中,除了食品的安全、营养,还有更多被讨论的是食品如何被人们认可和接受,如何通过食品的色、形、味、口感等感观功能去迎合消费者的审美心理,是食品科学研究中的另一方面重要问题。 食品的开发、加工、生产应本着服务于人,关心人,尊重人的人本精神,首先是满足人的第一生理需要,其中以人的安全、健康为最基本的出发点,同时还要兼顾各个消费群体的需要和大众人群的心理需求。食品科学的价值也就在于它能满足人的需求,脱离人的需要谈食品,显得空洞而没有了方向。因为没有人的需求作为指导,食品科学的发展也就迷失了方向。因此,食品科学的发展体现着服务于人,关心人,尊重人的人本主义精神的同时,它也只有这样才能更好的服务人类。 自然辩证法的生态观要求人与自然和谐相处,都是为了更好的维护人类自身的利益,是以人为本的自然观。食品的生产是为保证人作为生态系统的调控者的存在,从而展现了它服务人的人本主义精神,体现着生态自然观的本质要求和辩证法思想。 参考文献: [1]史贤明.食品安全与卫生学[M].北京:中国农业出版社,2012. [2]刘静玲.食品安全与生态风险[M].北京:化学工业出版社,2008. [3]张文学,杨立刚.食品安全的环境责任界定[J].生态经济,2009,(6):2-4. 食品科学论文篇二 食品科学与工程专业 摘 要:文章以食品营养学课程为例,分析了食品科学与工程专业课实施案例式教学的必要性,从教学设计、教学模式、案例库建设等方面提出食品科学与工程专业课案例式教学的基本要求。通过教学实例分析,探讨专题式案例教学的特点及设计,总结与归纳出食品科学与工程专业课案例式教学实施过程中应遵循的原则。 关键词:食品营养学;专业课;案例式教学 中图分类号:G71 文献标识码:A “案例式教学法”(case teaching method,CTM)是通过案例所呈现的具体典型情境或故事,引领学生对隐藏于其中的特定疑难问题进行研讨,从而培养认识和解决问题的创新性思维和创新人格,提高学生解决实际问题能力的一种教学方法,具有集讲授、研讨、分析等多种教学方法于一体的优点。在大力推进高校教学改革,树立教育新理念的形势下,案例式教学法以其强调实践、创新、合作、对话、交流等适应知识增长方式的新特点日益受到重视。 一、食品科学与工程专业课引入案例式教学法的必要性 食品科学与工程专业集生产技术管理、品质控制、产品开发、科学研究、工程设计于一体,具有极强的理论性与实践性。其专业课主要任务是使学生掌握必要的专业基本理论、专业知识和专业技能,了解本专业的前沿科学技术和发展趋势,培养分析解决专业问题的能力,教学内容既具有对专业知识体系极强的依附度,同时也具有专业的针对性、适应性和应用性,为避免授课内容与理论知识、现实问题和学科前沿的脱节,将案例式教学法合理引入食品专业课教学,促进理论与实践相结合,在师生共同解读、分析、研讨典型案例的过程中,有效强化学生对基础知识的理解与掌握,培养逻辑思维和创新能力,逐步提高学生分析问题解决问题的能力,提高其对食品专业和岗位任职的认知、认可与接受程度,显著增强课程教学效果。 二、食品科学与工程专业课实施案例式教学的基本要求 (一) 针对专业课程性质,合理规划案例教学 食品科学与工程专业课的理论性和应用性都很强,只有把握好案例教学与系统理论知识讲授两者之间的关系,学生才能较好地认识和全面把握案例问题,并进行正确分析或决策,不能仅为案例式教学的实施而摈弃传统教学方法,而是始终围绕教学大纲和教学目标,把案例式教学有目的地整合在课程中,包括教学的实施方式、时间分配、教学策略等。 (二)体现综合学习特点,实现知识重新构建 案例式教学具有双主体的特点,即教师和学生全员参与,在教学过程中学生对案例进行分析、讨论,对相关专题进行调查、研究,教师主动参与设计和指导,尽可能拓展问题讨论的深度和广度,最后教师总结,实现“理论―实践―理论”的教学过程,在这一过程中,学生个体知识、经验与实际问题相互结合、相互碰撞,知识系统得到整合和重新建构。 (三)重视案例选编工作,不断优化教学案例 案例是案例教学能够顺利实施最根本的条件,推动食品专业课案例式教学,必须提高案例制作水平,并构建丰富、前沿、典型的食品专业案例库。首先,案例的选择要充分考虑到案例教学目标。解决不同层次的问题,就需要选择与之相对应的具备相关特点的案例。其次,要选择对背景资料描述尽可能详尽的案例。最后,要及时融入学科专业发展前沿问题。 三、食品科学与工程专业课案例式教学实践与分析 以《食品营养学》为例,课程以“营养基本原理―食物营养―改善食物营养”为主线,其中,“营养基本原理”与“食品营养”为课程基础理论,全面系统地阐述了人体营养的生理基础、基础营养以及食物的营养价值等营养学基础知识,“改善食物营养”为课程的实际应用部分,根据食品科学与工程专业特点介绍了不同人群的营养、食品的营养素强化、营养与健康、社区营养、营养与农业等内容。 (一)案例素材的选取与呈现 案例是实现案例教学的材料和媒介,因此案例式教学实施的首要任务就是案例素材的选取与呈现。在《食品营养学》课程中,案例的选取首先要考虑与教学目标的契合,包括所选取案例的主要内容、观点以及教学时间都要符合教学目标。其次要考虑案例的典型性和现实性。可以通过解剖案例,有效地达到由例及类,由表及里,由点及面的教学目的。例如,在讲授蛋白质时,以阜阳劣质奶粉事件、三聚氰胺毒奶粉事件以及2008年颁布实施的《原料乳与乳制品中三聚氰胺检测方法》等作为案例素材,结合蛋白质生理功能、蛋白质营养价值评价等知识点,启发学生展开分析讨论,引导学生对实际生产中原料乳及乳制品中蛋白质检测方法的利弊进行深入思考,达到理论知识、现实问题和学科发展动态的有机结合。最后,引入食品科学研究领域的热点问题及教学资源。将国内外食品营养、食品安全、食品加工领域涌现的新闻事件纳入教学案例库,拓展学员知识视野。案例的呈现方式多种多样,包括文字、图片、影像、专访等多种形式,由教师根据教学目标、教学内容以及案例内容来选择,目的是引导学生进入状态,使学生关注案例,激发学生的兴趣和注意力。 (二)把握案例教学操作环节 专业基础课程通常蕴含着丰富的概念性、原理性和基础性的内容,与传统教学方法相比,案例式教学法在知识系统性、连贯性方面并不具备明显优势,不宜贯穿教学全过程。如果一味追求案例的量,而不深入解析案例的内涵,则容易导致教学目标的迷失,走入举例式教学的误区。为避免教学案例的简单堆砌与相加,一是要注意教学主体的把握。在案例教学的课堂上,教师要调动学生积极性,引导学生主动思考分析,挖掘案例的内涵,并融入到课堂研讨之中,体验理论知识的实践意义。学生要主动参与到案例中,对案例进行独立思考、钻研,利用自己已掌握的理论知识和经验作出决策和结论,在案例讨论环节,更要积极与其他同学沟通交流,学习别人分析问题的角度,在思考与合作中完成教学任务,实现教学目标。二是案例引入时机的把握。对于食品专业基础课而言,基本概念与原理部分的教学仍应沿袭传统的讲授式、解析式教学法,教学案例最好在归纳性与总结性教学环节适时引入,以巩固学员对基础知识的理解和掌握,增强教学内容的专业适应性。例如,在学习完营养学相关基础知识后,以“营养与健康”为案例教学专题,引用“七十年代美国医学科学院对河南林县进行流行病学调查和干预实验”、“近几年我国进行的生态学调查报告”、“糖尿病病人一日食谱”等为案例素材,在此基础上设计研讨主题,将六大营养素生理功能、代谢特点、膳食调查、饮食习惯、营养干预等重要知识点通过专题式案例教学依次展现出来,既巩固了理论知识,又提高了学生分析解决现实问题的能力和专业素养,同时通过思考、分析、讨论等环节,使学生原本零散的知识点得以重构和整合,完成由“讲授知识”向“培养能力”的教学模式转型。三是案例适用性的把握,这主要包括两方面的内容,其一是案例的难易程度,对于本科阶段的学生,应选择基础性或中等难度案例。其二,教师能否完全把握,例如教师对案例的环境背景是否了解,对案例的分析是否到位,对学生讨论的进度和方向能否很好的控制和引导。 (三)避免易出现的问题 成功的案例教学是教师的有效组织和引导、学生的积极参与以及精选的案例材料等有机结合,在实际教学中要做到这一点较为困难,往往会出现高投入低收效的结果,为了避免案例教学的低效率事件发生,首先要做好教学前的准备工作,包括明确教学目标、选取案例,制定课堂教学实施计划、教学的物质准备、预案的设计等。其次,教学实施过程应遵循开放式与研讨式相结合的原则,可以将资料查询、案例搜集、问题设计等开放性任务布置给学生,同时附带一些思考题以便让学生有较充裕的时间阅读和思考。在进行案例讨论时,由于学生的个体差异,思考问题的出发点和角度不同,很容易出现讨论偏离主题的情况,这时教师一定要加以控制和干预,使讨论回归主题,以完成各阶段应达到的教学目标。归纳总结阶段是学生受益和展现教师授课艺术的关键阶段,对于一些没有确定答案的案例总结分析时,教师可以给出自己的观点,但切忌过分强调自己观点的正确性,要把握好分寸,给学生留下足够的空间进行思考。 参考文献 [1]董会瑜.军队院校现代化教学理论研究[M].北京:解放军出版社,2005. [2]吴俊,杨安运,罗蕾蕾.军需专业基础课案例式教学探讨及实例分析[J].军事经济学院学报,2012. [3]宋军.公安院校《刑事影像技术》案例教学的探索与实践[D].济南:山东师范大学,2010. [4]孙远明,余群力.食品营养学[M].中国农业大学出版社,2002. [5]印祺,杨雄.军校信息技术人才培养案例式教学研究[J].社科纵横,2007,(1). [6]候锦芳.案例教学法在Lectora软件教学中的应用研究与实践[J].继续教育,2013,(9). 看了“食品科学论文”的人还看: 1. 关于食品的科技论文3000字 2. 食品科技论文范文 3. 食品科技论文写作 4. 浅议食品营养论文范文 5. 关于食品的科技论文
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中国古代的对外政策自汉朝至明朝,我国一直实行对外开放的政策。到了明末清初我国统治阶级才实行“闭关锁国”政策。先是从周围的邻国开始,如朝鲜、日本、东南亚,以后逐渐扩展到印度、波斯、阿拉伯,最后到欧洲、东非和北非。(1)第一个时期为秦汉时期。这一时期主要往来的仅限于近邻的朝鲜、日本、越南等一些国家。直到东汉晚期才和西亚、欧洲有了正式直接往来。①史实:A.由张骞凿通的“丝绸之路”,是这一时期我国外交关系最光辉的表现,开辟了中西交通的新纪元。B.东汉时期,班超出使西域时,派副使甘英出使大秦(罗马帝国),甘英到达了安息西境,因不明情况行至波斯湾而还。C.到166年,大秦国王安敦派使正式来中国。这是中国和欧洲正式交往的开始。D.汉同日本、朝鲜有频繁的经济文化交往。②特点:a.从范围上:周边国家为主,开始同欧洲往来b.从交往形式上:既有政治的,也有经济的;c.从途径来看:有官方、民间两条途径,其中官方是主要参与者;d.从交往道路上:以陆路为主。(2)第二时期是隋唐时期。这一时期,我国封建经济处于繁荣上升阶段,对外经济文化交流也大大发展。①史实:a.朝鲜:新罗统一;高丽乐,留学生,手工技术;贸易b.日本:遣唐使,留学生,人物。行政制度,京都建筑,文字,生活c.印度:天竺;熬糖法;文化双向交流;玄奘西游d.西亚:波斯国王、商人、舞蹈。大食伊斯兰教,造纸、纺织;瓷器②特点:A.全面开放,影响深远。我国已经逐步形成为东方的经济文化中心。对一些近邻国家的经济文化交流,已经不仅限于一般的来往,而是作为培养人才的中心和经济交流的中心。B.此时期我国对外经济文化交流的空间范围大大扩大,除东亚和东南亚外,中亚、西亚、欧洲甚至非洲都已经有比较频繁的商业经济和文化方面的往来。最显著的如波斯、阿拉伯的使节和商人大量来中国。唐朝时还有一批留居中国不回的波斯人。C.陆海并举,海运和陆运都很发达。D.双向交流,(3)第三个时期是宋元时期①史实:a.南宋时期,指南针传到欧洲。b.元朝时,火药传到欧洲。②特点:A.由于自北宋开始,封建社会中商品经济发展,内外贸易繁荣,对外航运也突飞猛进,尤其是海上运输,在世界名列前茅。宋元时,在南中国海和印度洋上中国船队是最活跃的船队。B.宋元明清时期,我国在对外经济文化方面出现了一批富有远航经验的国际大游历家。(4)第四个时期:明清(鸦片战争前)时期①史实:a.郑和下西洋:1405-1433,七次,非洲、红海;政治为主,贸易不营利b.华侨开发南洋:唐开始;明更多,传播先进技术文化,促进发展c.戚继光抗倭:明中后期,台州;福建,俞大猷,1565. d.葡占澳门: 1553居住权;1557官署,长期占据e.收复台湾:1624荷兰;1662郑成功;1684台湾府f.抗击沙俄:康熙,雅克萨之战;1689尼布楚条约②特点:a.由开放转入闭关:清初以后,由于封建统治阶级采取闭关政策,这些联系便逐渐中断了b.开始抗击外国侵略5、中国古代对外关系史给我们的启示⑴对外开放,对外经济文化交流才能促进社会进步,闭关锁国只能造成国家和民族的落后。⑵加强联系,互相学习,互相促进是世界历史发展的趋势,适应历史发展趋势者存,逆历史发展潮流者亡。⑶政治稳定,经济繁荣是对外经济文化交流的重要条件。⑷和平友好交往是我国人民同外国交往地主流,说明我国古代人民是爱好和平、崇尚友好的人民。
很好,黑暗骑士回答的很好,就要这样。哈哈哈,不劳而获可是不行的。
你也可以根据课本,资料,总结一下,或者在网上多艘一点,比较一下当明清时期的中国奉行闭关锁国的外交政策,妄自沉浸在自己“天朝上国”的幻想中时,欧洲对世界的探索却在如火如荼地进行着,当哥伦布发现新大陆,当资本主义原始积累开始,当世界因为侵略者的步伐逐渐融为一体后,世界市场开始形成,欧洲的先进文明和明清中国以自给自足经济为主体,资本主义萌芽的种子在缓慢中挣扎的经济现状终于在历史长河中碰撞了,遂于这场历史相遇,谁又能责备欧洲的列强呢,落后就要挨打,这就是这个社会的规则。 你也可以根据课本,资料,总结一下,或者在网上多艘一点,比较一下
一、前言
激光出现后,依托锁模技术进入了飞秒(10–15 s)超快时代,并迅速应用到物理、生物、化学和材料等前沿基础科学研究。Zewail 教授因飞秒化学方面的开创性研究荣获 1999 年诺贝尔化学奖。啁啾脉冲放大技术(CPA)进一步将激光推进到了超强时代 [1] ,相关科学家荣获 2018 年诺贝尔物理学奖。
超快超强激光是指同时具有超快时域特性和超高峰值功率特性的特殊光场,为人类在实验室中创造出了前所未有的超快时间、超高强场、超高温度和超高压力等极端物理条件,极大地促进了物理、化学、生物、材料、医学以及交叉学科等前沿科学的发展与进步。可以认为,超快超强激光是用于拓展人类认知的前沿基础科学研究最重要的工具之一,在某些方面甚至是独一无二、不可替代的研究手段。
超快超强激光技术在推动前沿基础科学研究持续拓展的同时,又面临着前沿基础科学研究因自身深化 探索 而新增的能力支撑需求,这为激光技术体系发展赋予了强劲的牵引力。本文着重梳理超快超强激光的发展与科学应用需求以及国内外技术发展情况,在此基础上就我国的领域发展目标和重点方向开展论证分析,以期为我国激光技术的稳步发展提供方向参照。
二、超快超强激光应用与发展需求分析
超快超强激光在相关前沿基础科学研究中的应用拓展,亟需进一步提升激光参数, 探索 利用激光脉冲的其他参量来将超快和超强前沿基础科学研究推进到更为深入的物质层次。根据前沿科学研究目标的差异,未来领域应用与发展的需求集中在以下两部分。
(一)超快激光及其科学应用
这一方向的未来发展需求可细分为阿秒激光乃至仄秒激光、极紫外 – 太赫兹全波段多维度参量精密可控的飞秒超快激光。
阿秒激光乃至仄秒激光追求采用更短脉冲宽度的超快激光来研究物质内部更快的超快过程,需要发展更高脉冲能量、更短脉冲宽度、更高光子能量的高性能阿秒(10–18 s)激光。将阿秒脉冲的光子能量推进到硬 X 射线波段和伽马射线波段,将脉冲宽度推进到仄秒(10–21 s)的时间尺度,从而将人类能够 探索 的物质层次从原子 / 分子水平推进到原子核尺度 [2] 。
飞秒时间尺度对应着原子 / 分子、材料、生物蛋白、化学反应等丰富物质体系的超快过程,有着广泛而重要的应用。随着研究的进一步拓展与深入,需要 探索 更加丰富和复杂的超快动力学过程,以致控制这些超快过程。为了对超快激光更多维度的参量特性进行调制和利用,不仅需要将飞秒激光的光谱拓展到红外 – 太赫兹波段、真空紫外 – 极紫外波段,还需要发展包括时域、振幅、相位、光谱、偏振、空间模式等多维度参量在内的精密调控飞秒超快激光,以极紫外 – 太赫兹全波段多维度参量精密可控的飞秒超快激光为代表。
(二)超强激光及其科学应用
根据定位和应用目标的差异,这一方向可分为低重复频率超高峰值功率超强激光、高重复频率高平均功率超强激光。其中,低重复频率是指激光脉冲重复频率在 10 Hz 及以下,高重复频率是指激光脉冲重复频率在 1 kHz 及以上。
唯有利用超强激光,人类方可在实验室中产生宇宙星体内部和原子核内部才有的极端物理条件。利用低重复频率超高峰值功率超强激光,可在实验室中研究激光粒子加速、光核物理、伽马光 – 光对撞等微观尺度的前沿物理问题,也可在宏观尺度上研究超新星爆发、太阳耀斑、黑洞吸积盘喷流等天体物理现象,还可研究引力波、暗物质、真空物理等拓展人类未知的前沿基础科学。针对国家重大理论与实验研究的需求,如激光粒子加速器、核嬗变等核物理、高能物理、激光聚变能源新途径、激光核医学等,低重复频率超高峰值功率超强激光提供了重要的科学研究工具。
在与国家战略需求相关的应用领域,如空天安全、空天环境物理等方面,高平均功率的超强激光是重要的驱动工具,以能够适应空天特殊环境的高重复频率超强激光为典型。高重复频率高平均功率的超强激光产生超强质子束、电子束、中子束、X 射线、伽马射线,以致超强太赫兹脉冲等次级超强光源作为新型工具,可以拓展到光核反应、激光推进、核聚变能源和核废料处理、疾病治疗等更为前沿的重大基础科学研究和实际应用中。
三、超快超强激光国内外研究现状
(一)超快激光及其科学应用
1. 阿秒超快激光
近 20 年的发展历程表明,宽带高次谐波产生阿秒脉冲来拓展应用的根本局限在于单脉冲能量偏低,国际主流的解决途径是建立高功率和长波长的飞秒超快激光系统。欧盟投资数亿欧元,在匈牙利建立了极端光装置 – 阿秒脉冲源(ELI-ALPS),通过两个拍瓦激光系统产生高峰值功率和高平均功率的阿秒脉冲 [3] 。长波长的中红外飞秒激光脉冲系统可产生更高光子能量和更短脉冲宽度的阿秒脉冲 [4] ,因此众多研究机构均在这方面开展工作。高重复频率阿秒激光研究也取得重要进展 [5] 。另外,通过 X 射线自由电子激光(XFEL)产生阿秒脉冲也获得了初步验证, XFEL 在产生高光子能量(硬X 射线和伽马射线波段)的高功率阿秒脉冲方面具有一定优势。
国内阿秒激光研究集中在中国科学院所属的上海光学精密机械研究所、物理研究所、西安光学精密机械研究所等科研机构。由于总体布局较晚,当前研究水平仍然相对落后。2009 年,上海光学精密机械研究所测量了阿秒脉冲链的脉冲宽度,获得了近傅里叶变换极限的阿秒脉冲激光。2013 年,物理研究所产生并测量了单个阿秒脉冲,获得了脉冲宽度为 160 as 的脉冲激光。西安光学精密机械研究所在阿秒脉冲激光研究方面承担了较多任务。国内高等院校,如华中 科技 大学、华东师范大学、北京大学、国防 科技 大学等也在开展阿秒激光的相关研究。此外,一些研究机构还在高功率激光加速产生高能电子和伽马射线等方面开展了系列工作。
2. 飞秒超快激光
利用非线性光学方法,国际上早已将飞秒激光的波长从可见 – 近红外波段拓展到深紫外 – 紫外、红外 – 太赫兹波段。自由电子激光器也已获得真空紫外和极紫外波段以及太赫兹超快飞秒激光,具有高能量和波长可调谐的优势,但相关装置较为复杂。为了研究更复杂丰富的超快动力学过程,多参量光场精密调控和多波长飞秒超快激光也获得了发展。
国内较多研究团队直接采用商用进口的飞秒激光器,叠加非线性效应来拓展波长等参量。在光场精密调控和多波长飞秒超快激光方面,上海光学精密机械研究所、上海 科技 大学、西安交通大学等机构完成了系列研究。2019 年,中国科学院大连化学物理研究所构建的自由电子激光器已经投入运行,在 50~200 nm 真空紫外与极紫外波段实现了波长连续可调的超快激光输出,发挥了飞秒超快激光对基础科学研究的支撑和拓展作用 [6] 。中国工程物理研究院利用自由电子激光实现了太赫兹波段超快激光输出。
(二)超强激光及其科学应用
这一方向的国际研究进展快速且竞争激烈,世界上已建成 50 多套拍瓦级激光装置 [7] 。
1. 低重复频率超高峰值功率超强激光
欧盟、美国、日本、韩国、俄罗斯等国家或地区均在建设十拍瓦级激光重大科学装置。近期多个国家或地区提出了 100~200 PW 重大激光科学装置的发展计划。欧盟 10 多个国家的近 40 个科研机构联合提出超强光基础设施(ELI)计划,旨在发展200 PW 超强激光装置,已被纳入欧盟未来大科学装置发展路线图;2019 年实现了 10 PW 超强激光输出 [8] 。法国 Apollon 激光装置 [9] 2017 年实现了5 PW 激光输出,2018 年实现了 10 PW 激光输出,更高指标输出目前有所延迟。英国 Vulcan 激光装置 [10] 计划采用光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)技术,将输出脉冲峰值功率由拍瓦级提升至十拍瓦级。俄罗斯规划用于极端光学研究的艾瓦中心(XCELS)拟实现 200 PW 峰值功率,待建激光装置包含 12 束功率为 15 PW、脉冲宽度为 25 fs 超强激光,利用相干合成技术来输出激光 [11] 。日本激光快速点燃实验项目(LFEX)装置已经实现了皮秒量级、脉冲能量达 2 kJ 的拍瓦激光输出,主要用于支持快点火激光核聚变、天体物理方面的研究。韩国光州科学技术院(GIST)基于钛宝石 CPA 方案,在 0.1 Hz 重复频率下实现了 4.2 PW 激光输出 [12] 。美国罗彻斯特大学 OMEGA EP 装置具有 1 kJ/1 ps/1 PW 的激光输出能力,同步提出了百拍瓦级超强激光的发展构想。
国内低重复频率超高峰值功率超强激光研究方向起步较早,已经形成了实力较强、梯队合理的研究队伍。自 1996 年起,每两年召开 1 次的“全国强场激光物理会议”显著促进了相关领域的学术交流和研究进展。近年来,我国在此方向取得了一些重要研究成果,部分成果已经处于国际领先水平。2017 年,中国工程物理研究院基于大口径三硼酸锂(LBO)晶体和 OPCPA 技术路线获得了近5 PW 超强激光输出 [13] 。上海光学精密机械研究所利用钛宝石 CPA 方案,2016 年在国际上率先实现5 PW 激光输出,2017 年在国际上率先实现 10 PW 放大输出 [14] ;利用 OPCPA 技术也实现了 1 PW 激光输出 [15] ;2018 年在国际上率先立项并启动建设百拍瓦级超强激光装置。此外,一些高等院校近期也提出了建设数十拍瓦级激光装置的规划设想。
2. 高重复频率高平均功率超强激光
这一方向的技术方法主要分为碟片超快激光和光纤超快激光。碟片激光器在解决增益介质的热效应管理问题之后,实现了平均功率为千瓦级的输出。光纤飞秒激光具有散热好、集成方便灵活、光束质量好、转换效率高等优势,且可实现 1 MHz 以上重复频率的激光放大,近年来获得迅速发展。受限于非线性效应,光纤中的 CPA 输出能量和功率还不高。
2012 年,国际知名学者 Mourou 教授在欧盟组织启动了“国际放大相干网络”(ICAN)计划 [16] ,旨在推动基于光纤飞秒激光及其组束技术的发展,实现高重复频率、高平均功率和高峰值功率的超强激光脉冲, 探索 应用于新一代粒子加速器的驱动源。在 ICAN 计划(10 J/100 fs/10 kHz 超强激光)框架下,德国耶拿大学牵头完成了光纤飞秒激光时间与空间组束的众多研究。例如,已经采用 16 束光纤飞秒激光合束获得了平均功率为千瓦级的高重复频率激光输出;提出的空间相干组束(16 32)与时间相干组束或脉冲堆积相结合的新技术方案,有望更加经济地实现 300 fs/100 TW 超强激光输出 [17] 。
国内高重复频率高平均功率超强激光还缺乏系统的研究布局,仅有上海光学精密机械研究所、北京大学、国防 科技 大学、天津大学等少量研究单位各自在分立的核心技术方向上开展研究和 探索 ,如高性能增益光纤研制、碟片激光放大技术、光纤飞秒振荡器、光纤 CPA 技术、空间激光组束、脉冲时间堆积和脉冲压缩等。一些科研机构和高等院校对大模场面积增益光纤、高能量高功率飞秒激光等技术方向进行了持续研究。鉴于在微加工领域应用的良好前景,国内诸多企业开展了数十瓦功率的光纤飞秒激光产品研制,部分企业已经推出了功率为 50 W 及以上的飞秒超快激光产品。尽管发展迅速,但大多数产品需要采用国外的关键器件,而具有自主知识产权的关键器件还较少。整体来看,这方面的研究较为分散,尚未在产业链条上形成系统规划和分工协作的局面。
四、我国超快超强激光发展思路与目标
(一)超快激光及其科学应用
1. 阿秒超快激光
阿秒脉冲的光子能量突破至 1 keV 乃至 10 keV 水平,支持开展阿秒超快内壳层电子动力学、电子自旋 – 轨道动力学等基础物理过程、大分子乃至生物大分子等复杂结构的超快电子动力学与结构变化等研究。涉及的关键技术包括:高功率、少周期、载波包络相位稳定的中红外激光系统,高亮度千电子伏特级阿秒激光脉冲产生,高分辨电子与多电子动量测量,通过康普顿散射方法将光子能量推进到硬 X 射线波段和伽马射线波段。
超快脉冲的脉冲宽度突破至仄秒水平,支持开展深内壳层电子动力学乃至原子核的动力学研究。阿秒脉冲的光子能量达到 10 keV 水平乃至伽马射线波段,阿秒脉冲宽度具备进入仄秒时间尺度的可能性。涉及的关键技术包括:与提高产生效率相关的技术,与实际应用相关的超快测量技术,仄秒脉冲宽度测量等。
2. 飞秒超快激光
随着飞秒超快光谱基础科学研究的发展,除了利用脉冲时域特性以外,光谱和偏振特性也是可以利用的重要特性。后续主要研究思路为:发展兆赫兹重复频率极紫外 – 太赫兹波段宽带飞秒激光,发展高性能、多波长的飞秒激光脉冲和多波长飞秒光频梳,实现同时脉冲形状和空间径向偏振(或涡旋)的、精密调控的特殊时空结构飞秒激光;发展吉赫兹重复频率超快激光,突破单光子和量子纠缠等新型超快光谱技术,提升超快光谱的稳定性和探测效率,支持更加纯粹的微观体系和更加复杂的多体超快动力学过程研究;利用多参量精密可控的超快激光,研究脑科学、肿瘤、生物发育与再生等方面的生物过程精密光控制。
(二)超强激光及其科学应用
1. 低重复频率超高峰值功率超强激光
需求牵引在于重大前沿物理科学问题研究,以期拓展人类认知。后续发展方向依然是继续提升激光的峰值功率(从 100 PW 到 1 EW),抢占最高聚焦功率密度(1025 W/cm2 )的技术高地,为科学前沿研究提供最先进的极端物理条件。为了提升这类前沿实验的效率和可靠性,还应适当提升超强激光的重复频率,开展涡旋光等特殊光场的超强激光输出及其应用研究;时空电场精密控制与波长调谐的超强激光将进一步拓展应用范围。随着激光聚焦功率密度的不断提升,激光脉冲的时间对比度要求越来越高,应针对性开展有关输出与测量的创新研究。此外,大口径激光聚焦的创新研究和设计成为发展亟需,在有效提升聚焦功率密度的同时,可缓解放大输出激光能量伴生的成本问题。
峰值功率和重复频率是未来研究发展的突破口。预计在 2025 年、2030 年和 2035 年,将分别实现 100 PW、500 PW 和 1000 PW(1 EW)峰值功率的激光输出,在重复频率方面也将取得突破性提升。①利用 5 年左右的时间,实现单发 100 PW 峰值功率输出、重复频率 10 PW 激光输出;激光装置进行真空极化处理,支持天体物理、反物质等基础研究初步取得开创性科研成果。②利用 10 年左右的时间,通过提升泵浦激光能量来突破大尺寸光栅等关键元器件的研制和延寿问题,利用空间激光合束等方法实现 500 PW 激光输出,支持开展引力波、暗物质等前沿重大研究。③利用 15 年左右的时间,在更高功率泵浦激光方面,通过提升大尺寸光栅等关键元器件的尺寸和损伤阈值,结合空间相干组束方法来实现艾瓦级激光输出;发展新型聚焦系统,将聚焦功率密度提升至 1025 W/cm2 ; 探索 基于光和物质相互作用的新原理、新方法来实现艾瓦级激光输出,为激光发展开拓新的技术方案;获得达到近量子电动力学(QED)区域的超强激光,支持开展更加前沿的强场激光物理研究。
2. 高重复频率高平均功率超强激光
根据我国的现有技术水平、技术发展预期和国家重大需求,高重复频率高平均功率超强激光发展具有以下发展趋势。①利用 5 年左右的时间,重点掌握飞秒光纤 CPA、空间相干组束、脉冲时间堆积、大能量脉冲压缩等核心技术,通过路径和设计创新,降低这类激光的复杂性、难度和成本。②利用 10 年左右的时间,在实验室中产生太瓦级千赫兹重复频率的超强激光输出;重点开展强场激光物理中的高次谐波产生阿秒激光脉冲、激光电子加速等研究,获得高通量的阿秒激光脉冲,促进原子 / 分子和材料中阿秒动力学研究的发展;通过激光技术突破来带动工业应用的大发展,降低光纤飞秒激光的功率成本。③利用 15 年左右的时间,实现十太瓦级千赫兹以上重复频率的超强激光输出;通过工业领域的批量应用来驱动光纤飞秒激光功率成本的显著降低;对太瓦级激光进行空间合束,在实验室中实现十太瓦级高重复频率的超强激光;重点开展小型化粒子加速器研究,促进高重复频率、高能量质子束在医疗领域的拓展应用;利用激光产生的高能中子源, 探索 激光聚变能源和核废料处理等重要方面的应用。
五、超快超强激光的重点技术方向
1. 阿秒超快激光
未来重点发展方向主要包括:高能量单个阿秒激光脉冲,高平均功率(高重复频率)阿秒激光,高光子能量阿秒脉冲,拓展阿秒脉冲应用的小型化高重复频率阿秒脉冲。相关的技术发展方向为:高品质的少周期(含中红外)激光脉冲技术,简单便捷的阿秒激光脉冲测量技术、新型阿秒激光应用技术,高品质高亮度硬 X 射线和伽马射线产生技术、仄秒激光技术等。
2. 飞秒超快激光
未来重点发展方向主要包括:多波长高性能飞秒激光技术,宽带双频 / 多频梳飞秒激光技术,兆赫兹高重复频率高性能真空紫外 – 极紫外、红外 –太赫兹超快激光技术,径向偏振和涡旋等特殊偏振与空间模式的飞秒激光技术,吉赫兹高重复频率小型化量子点超快激光技术,垂直腔面发射(VCSEL)超快激光技术,涉及时域、光谱、偏振、空间、相位和振幅等多维度光场精密调控的飞秒激光技术等。
3. 低重复频率超高峰值功率超强激光
聚焦功率密度、对比度是最重要的参数指标,应进一步发展放大技术、脉冲压缩技术、空间聚焦技术、对比度提升与测量技术。未来重点技术方向具体包括:高通量放大技术(即超大能量的 CPA 或 OPCPA 技术以及对应的超大口径激光晶体或非线性晶体研制),等离子体拉曼放大和准参量啁啾脉冲放大(QPCPA)等新型放大技术,新型压缩器设计及大口径、高损伤阈值压缩光栅的研制,大口径超强激光组束技术,激光脉冲对比度提升与单发测量技术,大口径超强激光时空特性在线测量技术,大口径超强激光波前整形与新型高性能聚焦系统设计,超强激光时空电场精密控制与波长调谐技术,超强激光脉冲的腔外脉冲压缩技术,涡旋、径向偏振等特殊光场的超强激光产生及其应用等。
4. 高重复频率高平均功率超强激光
未来重点发展方向主要包括:新型飞秒光纤放大、新型碟片激光放大技术,高重复频率飞秒激光脉冲时间堆积与空间相干组束技术及其衍生创新技术,空间相干组束中甚多束激光的相位测量与主动反馈控制技术,新型飞秒激光放大的特殊光纤设计与加工技术,脉冲压缩与色散管理技术,高重复频率激光泵浦源技术,高重复频率放大过程中热效应管理技术,高性能增益光纤、高性能啁啾光纤光栅与透射光栅等核心元器件研制,时空光场精密控制与波长调谐技术等。
六、对策建议
(3)提高人类认知的基础科学研究,不仅需要本国科研人员的创新创造,还需要全球科学家的聪明才智。加强国际交流合作,吸引国际性人才开展联合研究,进一步加速和提升相关科学研究。在超强激光这些我国已经处于领先地位的领域方向以及一些具有引领性、颠覆性创新的研究方向,可以考虑在“一带一路”倡议框架下,开展重大基础科学装置建设,以我国为主并吸引其他国家(如亚洲国家、俄罗斯等)开展联合研究和技术攻关。通过基础科研成果共享(类似 ELI 计划和黑洞探测计划等)来提升我国 科技 创新的国际影响力。
(4)为了更好更快实现基础研究成果服务于国家经济 社会 发展需求的目标,建议科研机构和高等院校加强与企业的合作,促进超快超强激光方面实用型 科技 成果的高效转化。同时加强知识产权保护与管理,做好技术风险防范工作。
引言 光全息学是在现代激光的发现之后才迅速发展起来的,本文将就光全息学的一些主要的研究课题进行探讨,并针对一些应用课题进行研究。现代光全息学的起源,发展和人物,新型应用,本文将告诉你. 利用干涉原理,将物体发出的特定光波以干涉条纹的形式记录下来,使物光波前的全部信息都储存在记录介质中,这样记录下来的干涉条纹图样称为“全息图”,而当用光波照射全息图时,由于衍射原理能重现出原始物光波,从而形成与原物体逼真的三维象,这个波前记录和重现过程称为“全息术”或“全息照相” 光束全息照相由盖伯于1948年提出的,而当时没有足够强的相干辐射源全息研究处于萌芽时期。当时的全息照相采用汞灯为光源,且是同轴全息图,它的+/-1级衍射波是分不开的,即存在所谓的“孪生像”问题,不能获得很好的全息像。这是第一代全息图。1960年激光的出现,1962年美国科学家利思和乌帕特尼克斯将通信理论中的射频概念推广到空域中,提出离轴全息术,他用离轴的参考光照射全息图,使全息图产生三个在空间互相分离的衍射分量,其中一个复制出原始物光,第一代全息图的两大难题因此得以解决,产生了激光记录,激光再现的第二代全息图。当代光全息学发展主要课题有:1. 球面透镜光学系统2. 光源和光学技术3. 平面全息图分析4. 体积全息图衍射5. 脉冲激光全息学6. 非线性记录,散斑和底片颗粒噪声7. 信息储存8. 彩色全息学9. 合成全息图10. 计算机产生全息图11. 复制,电视传输和非相干光全息图而伴随光全息学的发展也产生一些光全息技术应用,比如高分辨率成像,漫射介质成像,空间滤波,特征识别,信息储存与编码,精密干涉测量,振动分析,等高线测量,三维图象显示等方面的用途。本论文将就当代光全息学的研究与应用两大课题进行学术研究一. 当代光全息学研究 球面透镜不仅能形成光振幅分布的影象,而且易形成该分布的傅立叶变换图形。因此,用一个简单透镜可使物光在全息平面上成为某原始图形的傅立叶变换。存储在全息图中的变换所具有的特性,在光学图形识别中有重要的应用。透镜,作为形成影象的器件,可以在全息术中用来构成像面全息图。一个透镜可以形成:a.傅立叶变换和b.输入复振幅分布的影象 由于利用激光光源来制作全息图片,使得全息学开始成为一门实用的学科。对形成全息图所用光源提出的要求取决于由于物体和必要的光学部件的安排所决定的参数。从单一光源取得物波和参考波有如下图所示两种普通方法:A. 分波前法B. 分振幅法 在光源与全息图之间(通过物表面或参考镜的反射)传播的光线的最大光程差必须小于相干长度。激光的相干性与激光器的振荡模式有关,就全息术而论,它要求在任一个横模振荡的激光器的空间相干的辐射,由于高介模的振荡较不稳定,并有以两个或者多个模式同时振荡的倾向,因此最好的振荡模式是最底阶的模式。激光束的输出功率必须分成物体照明波和参考波。若物体要求从不止一个角度(以消除阴影),就需要将激光束分成好几束,一般采用分振幅法,因分振幅法能产生较均匀的照明,而且对光束的展宽要求小,既可以在分配前也可以在分配后展宽。平面全息图分析用非散射光记录的共线全息图上的条纹间隔与感光乳剂的厚度相比为较宽的。照明这张全息图的波前中的一条光线在通过全息图前只和一条记录条纹相互作用。因此全息图的响应近似于一个有聚焦特性的平面衍射光栅。加伯在分析这些特性时是把这样的全息图严格地当作二维的。用对二维模型分析的结果也很符合实验观察。在应用利思与乌帕尼克首先采用的离轴技术所得到的全息图上,其条纹频率则超过共线全息图,超过了量正比于物光束与参考光束之间的夹角。条纹间隔的典型值可以考虑由两平面波的干涉得到。正弦强度分布的周期d可以由下式决定:2dsinθ=λ, θ为波法线与干涉条纹间的夹角,波长λ,条纹间隔d式中当θ=15°,λ=0.5微米(绿光)时,则d=1微米。记录离轴全息图的感光乳剂的厚度通常为15微米,实际上,在这样的乳剂中记录的全息图已不能当作是二维的了。因此重要的是要记录住平面全息图的分析结果只能准确地应用于使用相当薄的介质所形成的全息图。体积全息图衍射基本的体积全息图对相干照明的响应可以用偶合波理论来描述。假设有两个在yz平面传播的并具有单位振幅的平面波,其进入记录介质并进行干涉的情况,按折射定律,有sin /sin =sin /sin =nn为记录介质的折射率; 及 分别表示两个波在空气中与z轴的夹角; 及 则为两个波在介质中与z轴的夹角。布拉格定律可以用空气中的波长 ,全息片介质折射率 写成如下形式: 2dsinθ= / 体积全息图的特性由布拉格定律确定,因此对照明显示出选择响应。 二.光全息学典型应用高分辨率成像当一张全息图用与制作全息图参考光束共轭的光束照明时,在理论上能再现没有像差没有畸变的物波,其投影实象的分辨率仅受全息图边界衍射的限制。由于分辨率将随全息图尺寸的增加而增加。由于全息图可以做的很大,因此可以指望在现场大到5×5厘米时空间频率高到1000线/毫米。显然此种情况下放大率为1,但1:1的高分辨率投影成像,在集成电路的光刻工艺中有重要的潜在应用。将光刻掩模精密成象在半导体薄片上的工作,目前是用接触印象法来完成的。但这方法很快就会使模板损坏。用投影方法将影象转移到薄片上是一理想的可供选择的方法,但要非常优良和非常昂贵的镜头才能使投影的掩模象达到要求的分辨率和视场。当用相干光源照明制作全息图时,摄影乳剂的收缩,表面变形,非线性及洽谈噪声源的影响就更大了。它们可使图象产生斑纹,衬度降低和边缘模糊,这些缺陷又是用光刻法制作集成电路所不允许的。新的,更稳定的材料可能是这些问题的解答。特征识别由空间调制参考波形成的傅立叶变换全息图的许多特性,曾被范德鲁等人用于特征识别。他们采用全息法作成的空间滤波器完成了“匹配滤波”在特征识别中的应用。匹配滤波与概念,形成与应用可由下图说明 当要把形成的空间滤波器作为特征识别时,在输入平面内z轴上方部分是一个由平面波透明的,在不透明背景上包含M个透明字符的透明片。我们将这一组字符阵列的透过率表示为 这里所有字符均围绕 点对称分布, 是阵列中的一个典型字符,其中心在 点。另外,在输入平面内 处,有一光强度为 δ 的明亮的点光源,并在空间频率面εη面上形成一张傅立叶变换全息图。这一全息图可以看作是t 与δ函数形成的平面波干涉的记录。但是当全息图完成识别功能时,仅由透过t的一小部分,即通过入射平面内的一个或几个字符的光所照明,我们将会看到,在输出平面上我们所关心的再现,是表示识别结果的一个明亮的象点。信息储存与编码全息图既可以存储二维信息也可以存储三维信息。信息可以是彩色的或者编码的,图象的或者字母数字的;可以存储在全息图的表面,或存储在整个体积中;可以为空间上分离的,或者重叠的;可以是永久记录或者是可以消象的。记录的内容可以是彼此无关的或者相互成对的;可以是可辨认的影象或似乎是无意义的图形。现代光全息学的发展前景十分广阔,而其实用技术必然会实现普及,有识之士当携手共同研究以促进社会进步.
拓扑光子学 开始于拓扑边缘态作为鲁棒波导的发现,而另一种最常用的光学元件--光腔也可以利用拓扑缺陷态做出性能上的独特创新。近日,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心光物理重点实验室L01组陆凌研究员等人的团队,理论提出并且实验证实了一种全新的 拓扑光子晶体微腔 —— 狄拉克涡旋腔 , 不但可以支持任意简并度的腔模 , 而且是目前已知光腔中, 大面积单模性最好的 。这个拓扑光腔填补了半导体激光器在选模腔体设计上的空白,为下一代高亮度单模面发射器件提供了符合商用激光器 历史 规律的新发展方向,对激光雷达和激光加工等技术有潜在的积极意义。此项工作也是对拓扑物理应用出口的一次 探索 ,相关研究成果以“Dirac-vortex topological cavities”为题于2020年10月19日在线发表在Nature Nanotechnology杂志网站上(), 相关专利也已获得授权。
半导体激光器因其体积小、效率高、寿命长、波长范围广、易于集成和调制等优点被广泛应用于通信、加工、医疗和军事等领域。 其中单模器件因为其最理想的线宽和光束质量 , 成为众多应用的首选 , 而单模工作的关键是选模 , 依靠的都是光子晶体结构 (图一)。比如整个光纤互联网络的光源是分布式反馈激光器(Distributed Feedback: DFB,图1左上),早期的DFB激光器采用一维周期光栅结构选模,但是因为有两个带边模式相互竞争,导致单模输出不够稳定。教科书般的解决方案是引入一个缺陷(四分之一波长的相移,图1右上),进而在光子带隙正中间产生一个缺陷模式,保证了稳定单模工作。此外,现在广泛使用于近距离通讯、光电鼠标、激光打印机和人脸识别中的垂直腔面发射激光器(vertical-cavity surface-emitting lasers: VCSEL)的谐振腔也同样利用了带间缺陷态来选模。然而由于上述两种主流产品都是采用一维光子晶体来选模的,所以在其他两个没有周期结构的方向就因为没有选模机制而无法在尺寸上超过波长量级,否则就会多模激射。器件尺寸上不去,单模功率也就遇到了瓶颈。 一个自然的提高单模功率的方案是采用二维光子晶体结构 ,而二维光子晶体面发射激光器(photonic-crystal surface-emitting lasers: PCSEL,图1左下)的产品也已经在2017年由日本滨松公司成功推出,具有大面积单模输出、高功率、窄发散角等多方面优势,但PCSEL也至少有两个高品质因子(Q)的带边模式相互竞争。因此,如果能像一维主流产品DFB和VCSEL那样, 设计出鲁棒的二维带间缺陷模式 , 有可能成为未来高功率单模激光器的主流方向 。
物理所的研究团队运用拓扑原理设计出了具有二维带间缺陷模式的光腔 。团队首先意识到DFB及VCSEL中的一维缺陷态其实是拓扑的,与很多熟知的一维拓扑模型相等价,包括Shockely, Jackiw-Rebbi和SSH模式。特别是高能物理中的一维Jackiw-Rebbi模式有直接的二维对应,即Jackiw-Rossi模式,是狄拉克方程的质量涡旋解,并且原则上可以在凝聚态体系的蜂窝晶格中用广义的Kekulé调制来实现(HCM模型)。团队通过涡旋调制狄拉克光子晶体设计出了这种拓扑光腔,并且实验上在硅晶片(SOI)上和光通信波段(1550nm)实现了这种狄拉克涡旋腔(图1右下)。 该腔可实现带间单模 、 任意多简并模式 、 最大的自由光谱范围 、 小远场发散角 、 矢量光场输出 、 模式面积从微米到毫米范围可调以及多种衬底兼容等优良特性 。
最佳的大面积单模性是狄拉克涡旋腔有别于其他已知光腔的最独特优势 ,大面积单模性有利于提高单模激光器的功率和稳定性。市场对于功率的需求永远在增长,已有产品在单模能量输出上已经达到瓶颈,需要新的思路。而且高功率和单模本身就是一对矛盾,因为高功率需要大面积的光腔,而模式数量必然随着光腔的尺寸增加,让单模工作更加难以稳定维持,现在狄拉克涡旋腔的出现就是一个潜在的新技术路线。光腔的单模性可以用自由光谱范围(Free Spectral Range: FSR)来表征,之前已知所有光腔的模式间距(FSR)都和模式体积成反比(V -1 ),所以增大FSR的方法就是减小腔的体积。但是狄拉克光腔的FSR与模式体系的根号成反比(V -1/2 ,图1右下),所以在同等模式体积下FSR远超普通光腔(大一到两个数量级)。形成这一区别的原因是普通光腔中的光子态密度为一个非零常数,模式等间距排布;而狄拉克点频率处的光子态密度等于零,两边的模式间距(FSR)最大化(图2左)。
任意模式简并度是狄拉克涡旋腔另一个独特的地方 ,因为体系的拓扑不变量为涡旋的缠绕数(winding number: w),所以拓扑中心腔模的数量等于w,可以是任意正负整数,而且所有w个拓扑模式都是接近频率简并的,图2右展示了w=+1,+2,+3的实验光谱。高度简并光腔能降低多模激光的空间相干性,可用于激光照明技术中。
论文的通讯作者为物理所陆凌研究员,共同第一作者为南开大学与物理所联合培养的博士生高晓梅(现为物理所博士后)和物理所博士生杨乐臣,其他作者为物理所博士生林浩、南开大学本科生张琅(现为耶鲁大学博士生)、清华大学高等研究院汪忠研究员、北京理工大学物理学院李家方教授(原物理所副研究员)和南开大学物理科学学院薄方教授,拓扑微腔的样品制备在中科院物理所微加工实验室完成,物理所博士后李广睿参与了工作的后期讨论。该工作得到了国家重点研发计划(2017YFA0303800, 2016YFA0302400),国家自然科学基金 (11721404),中科院先导专项(XDB33000000)和北京市自然科学基金 (Z200008)等项目的支持。