2020年中国科技地位预测和估计
中国科学技术信息研究所马峥/俞征鹿/苏成/胡志宇/佟贺丰/秦涛/潘云涛/王
艳/武夷山
基金项目：国家自然科学基金资助项目（70373055）
原载《科学学与科学技术管理》2004年第3期
「内容提要」
文章通过对过去20年世界各国科研投入和产出的数据进行分析，寻找出各国的研发人员、研发经费、科技论文和专利等数据变动的统计规律，并依此对2020年中国的科技地位进行预测和估计。预测结果反映出，2020年中国科技投入将居世界前列；科技产出数量有所增长，但与美国、日本和德国等科技强国相比，仍存在一定差距。
一、引言
党的十六大提出了全面建设小康社会的宏伟目标，要在优化结构和提高效益的基础上，国内生产总值到2020年力争比2000年翻两番。为确保实现这个目标，科技部提出在21世纪前50年科技发展实现三步走战略。其中第二步是：在2020年前后，跻身世界科技大国行列，形成强大自主创新能力，科技整体水平达到发达国家的平均水平。
中国科学院院长路甬祥曾介绍过国外学者的一种看法，根据对科技投入、科技产出以及科技对社会的影响来计算，世界各国的科技实力大致分为以下5类：第1类为科技强国，目前只有美国够格，其一国研发经费就占世界研发经费总数的1/3强；第2类为科技大国，如日本、法国、德国、英国等，其中日、德分别是排在世界第2和第3位的科技大国；第3类为中等科技大国，如加拿大、意大利、俄罗斯、荷兰、澳大利亚、西班牙、瑞典、韩国、瑞士、芬兰、挪威、丹麦、比利时、奥地利等，俄罗斯已经由昔日的科技大国沦落为中等科技大国，并有向科技发展中国家继续下滑的趋势；第4类为"科技发展中国家"，如印度、中国、巴西等国；第5类为"科技欠发达国家"（或者称"科技弱国"），以大部分非洲国家为代表。
如果按照这个分类方法，我国现在仍处于"科技发展中国家"的地位。经过不到20年的发展，能否跻身科技大国的行列，仍是个有待考证的问题。据瑞士洛桑国际管理开发学院（IMD ）发布的《国际竞争力报告》（简称《洛桑报告》），最近几年我国的国际科技竞争力是在逐年下降的，这种趋势也给我们实现科技发展三步走的战略带来了难度。
我国的中长期科技规划正在进行中，这次中长期规划期正好与全面建设小康
社会的历史阶段完全同步。根据国家的战略构想，到2020年，GDP 总值将达4万亿美元，经济总量上升到世界第3位。科技则是支持这个发展目标实现的重要支柱。只有认清我国科技实力在国际中所处的位置，才能恰当把握准这次中长期科技规划的目标和定位。对我国科技实力的透彻了解，对自身位置的清醒认识，是制定科学的方针政策的基础和主要依据。有了明确的总体目标，才能保证研究计划指向正确的发展方向，对其他可能的发展路径了然于胸，同时可以开发出一种监督机制以便对未来的趋势和机会进行早期预警。所以预测是非常重要的，并且越是对于前景不清楚的领域，越是需要预测来指路。
到2020年，中国的科技实力到底会处在世界的什么位置呢？本文通过定量的数据分析，试图做一些预测和估计。
我们认为，科技的发展是可以预测的。欧盟的第六个框架计划和欧盟发布的第三次科学与技术指标，对2010年欧盟整体的R&D/GDP 比例和研究人员总数做出了预测。
发达国家在各自的科技规划中，也都对本国未来的科技发展地位做了估计或设定了目标。例如，韩国科技部在其《2025年构想》中提出，到2005年，韩国科技地位世界排名要达到第12位，超过其它所有亚洲国家；到2015年，韩国要成为亚太地区的主要研究中心；到2025年，韩国将在一些可与七大国水平相当的领域内，确保科技的竞争力。当然在社会范畴内，预测与实际结果完全吻合是不现实的，预测的作用也并不在于表明预测者有先见之明，而是用预测结果作为规划的指导和参照。
本次数据分析、预测，我们重点选取了11个国家，其中包括：美国、日本、英国、法国、德国、西班牙、意大利、加拿大、韩国、印度以及中国，这里面美国、日本、英国、德国、法国、意大利、加拿大都是科技地位排名目前处于前10位的国家，韩国和西班牙是科技竞争力发展比较迅速的国家，印度也是目前想快速发展科技与经济的发展中大国。通过对这11个国家有关数据对比的预测，基本可以判断出我国2020年在世界上的科技地位。
衡量科技实力，国际通行的做法是选择一系列具有代表性、可比性、可量化的指标，组成一个分层次的指标体系。例如著名的《洛桑报告》（即瑞士洛桑国际管理开发学院（IMD ）发布的《国际竞争力报告》）和《论坛报告》（即《世界经济论坛》和美国哈佛大学国际发展中心合作完成的《全球竞争力报告》）都是选取一系列的指标来衡量各个国家的竞争力。2000年《洛桑报告》中的科学与技术要素共包括26个指标，其中11个为调查指标，15个为统计指标。科技投入与产出指标，是最能反映一个国家科技实力的指标。
本次预测选择的科技投入指标包括国内R&D 经费、科技人力资源，产出指标包括S CI论文数和美国国家专利局的专利申请数。R&D 经费投入指标说明了国家对科技发展的重视程度，财力的投入是影响科技发展最重要的因素；科技人员的素质、结构及活动状况，对科学技术的进展至关重要；科技论文的数量可以从一个侧面反映出一个国家的科技实力和水平；专利数量可以更好地说明一个国
家的创新能力。在各国科技统计要览中，如日本科学技术厅每两年一版的《科学与技术指标》，美国国家科学基金会两年一版的《Science and EngineeringIndicators》，都把这四个指标作为最重要的统计指标。日本学者Dr.Phil.Niwa Fujio曾提出，R&D 经费、科技人力资源、论文数量和专利数量在科技统计中都是绝对独立的指标，可以反映出一国的科技实力。
二、数据来源与方法
用于预测指标的数据来源如下：1.专利数据，11国在美国获得的专利数，美国国家专利局USPTO ；2.论文数据，ISI National Science Indicators 1998～2002；中国科技论文统计与分析年度研究报告1989～2002；3.各国GDP 总额，UN Statistical Yearbook 1983～1984，1992，1999，in current US$（market exchange rates ）；4.各国R&D 投入总额（按1996年价格和汇率计算），中国科技统计年鉴；5.西方七国R&D/GDP 比例，美国国家科学基金会；6.各国每百万人口中研发人员数（researchers ），UNESCO 1999年鉴；7.各国研发人员总数，美国《科学与工程指标1996》；中国科技统计年鉴2000；8.各国人口数，UN DemographicYearbook 1990，2000，其中德国人口数在1980～1990年期间指西德的人口数，1991～2000年为两德统一后总数。
科技预测的主要方法包括定性预测、定量预测和综合性预测。
本次预测探讨我国1981～2000年共计20年间科技投入与产出的关系，找出普遍的发展规律，并由此对中国在世界上的科技地位进行预测。所以本次预测主要采用定量分析的方法，并辅以定性的估计。本次预测终止的时间点为2020年，已有数据的终结点是2000～2003年，预测区间近20年，属于长期科技预测的范围。
数据的采集点是每年的数据值，各指标按照时间先后顺序排列形成数值序列，具有时间序列预测的全部特征。并且本次预测另一个重要思路是从其他国家的科技发展路径中，找出科技发展过程中的拐点和基点，发现中国将要走的一些必经之路和中国可以避免的弯路。因此，我们主要使用的预测方法包括：直线拟合外推法、时间序列法、相关因素分析法和历史类比法。
使用的软件工具主要包括Microsoft Excel ，Visual Fox-Pro，SPSS和Origin.
三、计算过程
（一）研发投入预测结果目前中国研发人员数量排在世界第2位，仅次于美国，略多于日本。2020年中国研发人员数将超过200万人，估计仍为世界第2位（注：美国只统计"科学家和工程师人数"，不统计研发人员数，故无法预测美国研发人员数。但是由于前者的统计口径更严，即科学家和工程师人数比研发人员数少得多。以此估计，美国的研发人员数在2020年可能仍居世界首位）。研发经费投入将达到600亿美元以上，达到世界第4位。
1.研发人员的预测
①线性外推法。将现有各国数据拟合直线外推至2020年，除中国和英国外，拟合度都较好。
②根据研发人员占总人口比例进行估计。由于中国预测结果的数据拟合度不太好，采用以下方法修正。
1991～1999年中国年均研发人员占总人口的比例平均为0.12%，2020年中国人口总数预测值为接近16亿人。假定研发人员占总人口的比例不变，则到2020年中国研发人员数量为196万人，接近200万人。但是，随着中国经济实力的增强，社会对科技的需求更趋旺盛，则研发人员占总人口的比例肯定会大于0.12%.也就是说，200万肯定是个低估数。
综合上面两种方法得到的结果，2020年中国研发人员数会超过200万人，保持世界第2位。
2.研发经费的预测
OECD最近根据购买力评价对各个国家和地区的研发投入进行估计，中国排在第3位。但我们认为，用购买力评价进行对比容易高估中国的实力，所以仍采用传统的币值数据进行预测。
根据对中国1995～2001年GDP 与研发经费之间线性关系的分析，得出二者之间的相关系数为0.979.目前国内外有关研究对中国2020年GDP 的预测结果大都在3.5万～4万亿美元之间，采用此估计值，根据求出的线性关系，则2020年中国研发经费为640亿美元左右，占那时GDP 的1.8%.另外，通过对历年的GDP 数据进行线性回归，分别计算各国2020年GDP 的预测结果，再根据各国GDP 与其研发经费之间的线性关系计算各国在2020年的研发投入预测值。得到的结果显示，2020年中国的研发经费投入列于美国、日本和德国之后，排在第4位。美国以5000亿美元远远于领先世界各国，日本的研发投入也较多，超过2500亿美元。中国与德国的差距大约在200亿美元，排在中国之后的法国与中国的差距也大约在200亿美元左右。
对照各国1980～1900年的GDP 与研发经费的历史数据，可以看出，美国GDP 达到4万亿美元后，R&D 占GDP 的比率都大于2.3%，日本GDP 达到4万亿美元后，相应比率都大于2.6%.再考虑到我国2020年时GDP 总值可能达到4万亿美元，实现小康社会的战略构想，那时研发经费占GDP 的百分比不应低于1.5%，因此可以放心地说，中国研发经费将达到600亿美元以上。
（二）研发产出的预测
主要方法：线性平滑法、历史对比法。
主要结论：2020年SCI 收录科技论文总数约10万篇，约为世界第5位；USPTO 专利总数1500～2000件左右，约为世界第13～16位。
1.SCI 收录论文数的预测
①时间序列法预测。根据1985～2002年各国SCI 论文数，采用时间序列法对2020年各国SCI 论文数进行预测。
从表3列出的计算结果可以看到，2020年的前四位的国家排名次序与2002年相比没有变化，美国发表的论文仍远远领先于其他国家，接近36万篇。英国、日本和德国分列其后，它们的论文数预测值都超过了10万篇。中国论文产出数量将接近10万篇，接近德国的论文数量，列在第5位。中国的论文数排名与2002年相比，超越法国前进了一位。
在中国之后，韩国、西班牙和意大利等国家的论文数排名有所上升。值得注意的是，这些国家都不是英语国家或者英文普及率高的国家；而加拿大和印度这样的英语国家或者英文普及率高的国家的论文数排名下降。可见，语言因素也许不再是论文发表的主要障碍。
②根据增长率分布预测。对各国SCI 论文每年增长率数值的分布进行统计。通过下图可以看出其分布曲线的规律，多数国家的年增长率落在4%～7%的范围内。我们掌握的所有数据中，约1/4落在此范围内。若采用此范围内中段的年均增长率数值5%～6%对中国的论文数进行预测，结论为：2020年中国SCI 论文数为98089～116337篇，与时间序列法预测结果大体吻合。
图1各国SCI 论文数年增率分布
2.对美国专利局USPTO 专利申请数的预测和估计
根据各国历年在美国获得的专利数量，利用线性回归方法对2020的专利数量进行预测。预测结果显示，2020年中国的专利数量为934件，排在第19位。专利数量预测值最多的是美国、日本、德国和中国台湾，他们的专利数量预测值都超过了1万件。
对各国在美国获得的专利累计数（从1988年开始累计）进行时间序列法预测，中国在2020年获得美国专利累计数排名为25名，与2001年排名相比没有变化。这是因为，中国在上世纪80年代末的专利数极少，只有50篇左右，影
响到了累计数排名。90年代末以来，中国专利数增加较快，并呈现出持续快速增长的趋势。因此，尽管我们现在对我国专利预测值排名为19位，但到2020年时专利数的实际排位有可能比19位要提前，数量也可能会大大超过934件。
图2中国历年被USTPO 批准的专利数量变化
（三）根据GDP 与SCI 论文及专利的相关性修正预测结果
根据对中国GDP 与SCI 论文数量和专利数量之间的线性关系分析，得出GDP 与SCI 论文数量的相关系数为0.977，与专利数量的相关系数为0.809.中国经济在持续快速增长，但是随着经济发展的成熟，其增长率将逐渐放缓，根据诸多国内外专家的预测，这里把中国GDP年均增长率设定为6%，由此估算出2020年的GDP.再根据线性关系，分别求出中国SCI 论文数和专利数，预测结果如下。
根据对各国GDP 与专利批准数的分析，可以看出，在GDP 超过1万亿美元的国家中，专利批准数最低的意大利也已经达到1498项。而根据我国的战略构想，到2020年，GDP 总值将达到4万亿美元。所以到2020年中国在USPTO 的专利批准数最保守估计也能够达到1500～2000项的水平。将这一数字插入用线性回归方法预测的2020年各国专利数量排名榜中，则中国可以列到第13～16位。
四、结论
2020年中国R&D 投入总额超过600亿美元，居世界第4位；科研人员总数超过200万人，仍为世界第2位；SCI 收录科技论文总数约为10万篇，居世界第5位；USPTO 专利总数约为1500～2000件，居世界第13～16位。
预测结果反映出，2020年中国科技投入将居世界前列，科技产出数量与目前相比有所增长，但与美国、日本和德国等科技强国相比还存在一定差距。
「参考文献」
1徐冠华。深入贯彻十六大精神，加速国家创新体系建设，为全面建设小康社会做出新贡献。全国科技工作会议文件，2003.1
2国家统计局，科学技术部编。2002中国科技统计年鉴，中国统计出版社，2002。
3Dr.Phil.Niwa Fujio，Toward Strategy Formation of Science and Technol ogy-Basedon National S&T Competitiveness Indicators
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文章来源：原载《科学学与科学技术管理》2004年第3期
中国人口增长趋势预测 摘要 人口总数的预测对未来资源分配，划分有着重要的意义，本文根据人口预测模型结合所给数据进行人口预测，并进行模型改进结合最小二乘法拟合出较理想的人口变化趋势。 第一问中，采用Logistic模型描述了人口的增长规律，通过简要的假设设置相应的预测系数 第二问中，根据表中所给的数据，运用Matlab以及Excel得出人口随时间变化的曲线 第三问中，通过运用非线性最小二乘法拟合，Matlab编程得到相关的系数x =r 万人，并判断模型的可用性。 .0 248205= 0253 m 第四问中，根据所得的模型，带入相关数值得到2030年人口数量将达到144210万人 第五问中，通过改进求解拟合参数的方法，将非线性最小二乘法改为线性最小二乘法估计模型参数，通过分析可知2030年可能会达到我国人口数量的峰值近似为145168万人，与国家人口预测结果基本相符合。 关键词：Logistic模型；最小二乘估计；Matlab；线性拟合
一. 问题提出 中国是一个人口大国，人口问题始终是制约我国发展的关键因素之一。关于中国人口问题已有多方面的研究，并积累了大量数据资料，对于表中所给出的数据，研究人口增长的规律。 问题一，作出适当的简化假设，在此基础上建立中国大陆人口群体增长的数学模型。 问题二，对表中所给出的数据，画出1949~2017年中国大陆人口总数随时间变化的曲线； 问题三，对第1问模型中的参数进行估计 问题四，预测2030年中国大陆的人口总数。 问题五，模型的评价与改进。 二．问题分析 由于人口的增长受到自然资源，环境条件等因素的影响，因此第一问的模型选取应该选用能够反映阻滞作用对人口增长率的影响，使增长率r能够随着人口数量的增长而下降，基于此选择了典型的人口增长模型logistic函数，并对相应的参数进行设置。 第二问中由Matlab能够得到表中数据的变化趋势。 第三问中对于大数据处理要得到模型中的相应参数需要用最小二乘法进行系数估计，通过分析曲线的特点评价模型的可用性。 在第四问，根据模型带入相应的时间预测对应的人口总数。 第五问中，由分析可知，线性最小二乘法估计参数要比非线性最小二乘法估计参数的精度要更高，因此通过观察人口增长率的曲线可以近似拟合成一次函数的现象，将估计参数的方法改为线性最小二乘法估计参数，并结合数据实际曲线，确定相应的模型参数。 三．模型的基本假设 （1）生育模式相对不变 （2）所用数据真实可靠 （3）不考虑生存空间等自然资源的制约,不考虑意外灾难等因素对人口变化的影 （4）较短的时期内的死亡率是稳定的
一、教学内容： 专题五 现代中国的文化与科技 第三节 科学技术的发展与成就 二、教学目标： 【内容标准】 列举新中国成立以来科技发展的主要成就，认识科技进步在现代化建设中的重大作用。 【知识与能力】 1、了解新中国科研起步的有关史实，认识党和政府在极其困难的情况下主要依靠本国力量振兴科技事业，并取得了举世瞩目的成就。 2、了解“科学技术是第一生产力”论断、“科教兴国”战略的提出背景及其产生的重要作用，认识在党的领导下科技振兴的历程。 【过程与方法】 引导学生在罗列和认识新中国科技成就的基础上，就如何进一步振兴中国科技事业等问题展开讨论，对学生在讨论过程中的多种想法，及时给予评价。 【情感、态度与价值观】 “科学技术是第一生产力”论断的提出和“科教兴国”战略的实施，为新时期中国科技走向世界提供了科学的理论依 据和制度保障，应长期坚持。 三、教学重难点： 重点：新中国科技成就。要引导学生了解新中国在科学技术方面所取得的标志性成就及其在增强综合国力中的意义。 难点：科技进步在现代化建设中的作用。引导学生通过对现代中国科技进步的史实的了解，加深对科学技术是第一生 产力这一重要命题的理解。 四、教学过程 第一框题 科研的起步与国力的展示 1、科技落后的历史背景 （1）明朝中期以后，由于封建专制制度的腐朽和闭关政策等原因，中国古代科技开始停滞。 （2）近代中国，由于政治腐败、战争频繁、经济和教育水平落后等原因，中国科技事业更是远远落后与世界水平。 2、中国科研的起步 （1）建立科研领导机构和研究机构，依靠政府力量领导和开展科研工作。 （2）党和政府通过培养科技人才和吸引海外华人的知识分子相结合的办法，迅速建立一支科技队伍。 （3）制定和实施科技发展规划。 3、主要科技成就（新中国成立至改革开放前夕）——增强了中国的综合国力，提高了中国的国际地位。 国防科学技术领域： 1958年，中国第一座实验性原子反应堆建成，标志着中国开始跨入原子能时代； 1964年，中国第一颗原子弹爆炸成功； 1967年，中国又成功爆炸第一颗氢弹； 1970年，中国用自制的“长征1号”运载火箭，成功地将第一颗人造地球卫星“东方红一号”送入预定轨道。 医学和农业科技领域： 1965年在世界上首次人工合成结晶牛胰岛素。 1973年，农业科学家袁隆平成功培育出被誉为“第二次绿色革命”的籼型杂交水稻。 第二框题 “科学技术是第一生产力”的提出 1、“科学技术是第一生产力”的提出——“科教兴国”战略的理论基础 （1）“文化大革命”结束不久，复出后的邓小平在全国科学教育工作座谈会上发出了“尊重知识，尊重人才”的号召。 （2）1988年9月，邓小平第一次明确提出了“科学技术是第一生产力”的论断。 学习情景导入： 这是“神舟”六 号，它的成功发射标志着我国 科技事业尤其是宇航业有了更大的飞跃。 新中国成立时的科技状况怎样振兴科技的措施有哪些取得了哪些重大 成就“文革”期
中国人口预测模型 摘要 本文对人口预测的数学模型进行了研究。首先，建立一次线性回归模型，灰色序列预测模型和逻辑斯蒂模型。考虑到三种模型均具有各自的局限性，又用加权法建立了熵权组合模型，并给出了使预测误差最小的三个预测模型的加权系数，用该模型对人口数量进行预测，得到的结果如下： 其次，建立Leslie人口模型，充分反映了生育率、死亡率、年龄结构、男女比例等影响人口增长的因素，并利用以1年为分组长度方式和以5年为 负指数函数，并给出了反映城乡人口迁移的人口转移向量。 最后我们BP神经网络模型检验以上模型的正确性 关键字：一次线性回归灰色序列预测逻辑斯蒂模型Leslie人口模型BP神经网络
一、问题重述 1. 背景 人口增长预测是随着社会经济发展而提出来的。由于人类社会生产力水平低，生产发展缓慢，人口变动和增长也不明显，生产自给自足或进行简单的以货易货，因而对未来人口发展变化的研究并不重要，根本不用进行人口增长预测。而当今社会，经济发展迅速，生产力达到空前水平，这时的生产不仅为了满足个人需求，还要面向社会的需求，所以必须了解供求关系的未来趋势。而人口增长预测是对未来进行预测的各环节中的一个重要方面。准确地预测未来人口的发展趋势，制定合理的人口规划和人口布局方案具有重大的理论意义和实用意义。 2. 问题 人口增长预测有短期、中期、长期预测之分，而各个国家和地区要根据实际情况进行短期、中期、长期的人口预测。例如，中国人口预期寿命约为70岁左右，因此，长期人口预测最好预测到70年以后，中期40—50年，短期可以是5年、10年或20年。根据2007年初发布的《国家人口发展战略研究报告》（附录一）及《中国人口年鉴》收集的数据（附录二），再结合中国的国情特点，如老龄化进程加速，人口性别比升高，乡村人口城镇化等因素，建立合理的关于中国人口增长的数学模型，并利用此模型对中国人口增长的中短期和长期趋势做出预测，同时指出此模型的合理性和局限性。 二、问题的基本假设及符号说明 问题假设 1． 假设本问题所使用的数据均真实有效，具有统计分析价值。 2． 假设本问题所研究的是一个封闭系统，也就是说不考虑我国与其它国家的人口迁移问题。 3． 不考虑战争 瘟疫等突发事件的影响 4． 在对人口进行分段处理时，假设同一年龄段的人死亡率相同，同一年龄段的育龄妇女生育率相同。 5． 假设各年龄段的育龄妇女生育率呈正态分布 6．人类的生育观念不发生太大改变，如没有集体不愿生小孩的想法。 7.中国各地各民族的人口政策相同。 符号说明 ()i a t --------------------第t 时间区间内第i 个年龄段人口总数 ()i c t --------------------第t 时间区间内第i 个年龄段人口总数占总人口的比例 ()k i c t --------------------第t 时间区间内第i 个年龄段中第k 年龄值人口总数占总人口 的比例 ()A t --------------------第t 时间区间内各年龄段人口总数的向量 ()P t --------------------第t 时间区间各年龄段人口总数向量转移矩阵
中国科技发展历程 古代中国——科学技术成就辉煌 中华民族的科技活动有着悠久的历史，曾经为人类发展作出过巨大的贡献，并且在16世纪中期以前一直处于世界科技舞台的中心。早在距今3300多年以前的甲骨文中就有有关日食的记载。距今2500年以前的战国时期问世的《考工记》准确地记载了六种不同成份的铜锡合金及其不同用途。公元1世纪初期的西汉时期，中国人发明了造纸术，公元105年左右中国科学家蔡伦又改进和提高了造纸技术，从而使造纸技术在中国迅速推广开来。公元3世纪左右，中国人发明了瓷器，这一技术在11世纪传到波斯，由那里经阿拉伯于1470年左右传到意大利以及整个欧洲。到唐朝，中国科学家发明了火药，并在公元9世纪首次将其用于战争之中。在11世纪中期的宋朝，中国科学家发明的指南针和活字印刷技术得到了广泛的应用。15世纪中期，中国医学家李时珍所著的《本草纲目》成为中国古代医学发展的集大成者。到此时为止，中国古代科学的发展达到了顶峰时期，四大发明已经先后登上了历史舞台。著名英国科学家李约瑟博士认为，中国“在3世纪到13世纪之间保持一个西方所望尘莫及的科学知识水平”，现代西方世界所应用的许多发明都来自中国，中国是一个发明的国度。 由于从明代14世纪60年代末始以来，中国对外长期实行“闭关锁国”政策，影响了近代科学技术在中国的传播和发展，并使之处于相对停滞状态。 与此同时，欧洲成为现代科学的发源地，生产力突飞猛进，科学技术获
得迅速进展。中国逐渐拉大了与世界先进国家的距离。 近现代中国——科技发展历经曲折 在近代历史上，积贫积弱的中国不仅在科技发展上乏善可陈，而且自1840年鸦片战争以后还逐步沦为半殖民地半封建的国家。一个有着光辉灿烂历史的文明古国就这样退出了世界科技舞台。 19世纪中叶，一批向西方寻求救国真理的中国先行者，倡导科学救国、教育救国，主张学习西方的先进科学技术。 于是中国开始有了出国求学者。1847年，来自广东香山南屏镇的容闳来到美国，3年后，他考入耶鲁大学。1854年，他又以优异的成绩从这所大学毕业，成为历史上毕业于美国大学的第一位中国人。1872年至1875年，清朝政府先后派出四批共120名青少年到美国留学。1905年，中国废除了科举制度，清政府举行了第一次归国留学生考试。这些归国人员为引进西方的先进科学技术发挥了一定的作用。 1911年10月10日，在武昌爆发了辛亥革命。在民主革命先行者孙中山领导下，终于推翻了延续两千多年的封建专制帝制，中国走向共和。 孙中山是近代中国主张科学救国的先驱。但是，20世纪前叶的中国，动荡不安，科学技术事业发展的物质条件极差，所以发展依然很缓慢。 第一次世界大战结束后，为反对“巴黎和会”上帝国主义列强强加给中国的不平等条约，1919年5月4日，中国爆发了伟大的爱国救亡运动，即“五四运动”。“五四运动”提倡民主与科学，为中国近代科学的诞生扫清了道路。当时的留美学生赵元任、任鸿隽、杨铨、胡适等在美国发起组织了中国
中国人口预测模型 天津师范大学数学科学学院 1003班 刘瑶（10505135）周丽（10505110） 2013年6月17日星期一
中 国 人 口 预 测 模 型 摘 要 为了加快中国的经济建设进程，全面落实科学的发展观，按照构建社会主义和谐社会的要求，实现人口与经济社会资源环境的协调和可持续发展。我们确定人口发展战略，必须既着眼于人口本身的问题，又处理好人口与经济社会资源环境之间的相互关系，构建社会主义和谐社会，统筹解决人口数量、素质、结构、分布等问题。 本文是以《中国人口统计年鉴》公布的部分人口数据为基准（其他部分数据通过网站查询得到），通过合理的假设和数学模型得到了对于中国人口增长预测的统计模型。对Leslie 人口模型改进，构建了反映生育率和死亡率变化率负指数函数。基于leslie 的改 进模型： (t)X B B B +(t)X A A A =t)▽n +X(t 22) -(n 3 2112) -(n 3 21 此模型考虑到了生育率的变化，并是针对总人口分布处理的，克服了leslie 模型的不足，很适合做长期预测。得到结论：人口数量先增大后减小，峰值出现在2040年，届时人口数量将达到最大，为15.869亿。 关键词: 人口预测, Leslie 人口模型改进 , 长期预测 一 问题的背景 中国是世界上人口最多的发展中国家，人口多，底子薄，耕地少，人均占有资源相对不足，是我国的基本国情，人口问题一直是制约中国经济发展的首要因素。新中国成立50多年来，我国人口发展经历了前30年高速增长和后20年低速增长两大阶段：从建国初期到上世纪70年代初，中国人口再生产由旧中国的高出生、高死亡率进入高出生、低死亡率的人口高增长时期，1950-1975年人口出生率始终保持在30‰以上, 最高达到37‰（附录1）。70年代以后，人口过快增长的势头得到迅速扭转，人口出生率、自然增长率、妇女总和生育率有了明显下降，人口出生率由70年代初的33‰大幅度下降到80年代的21‰, 妇女总和生育率也由6下降到2.3左右。90年代以来，随着我国经济高速发展，人民文化和健康水平逐步提高，计划生育工作的不断深入，在20-29岁生育旺盛人数年均超过1亿的情况下, 人口出生率依然呈现大幅下降的趋势，到2000年底人口出生率从1990年的21.06‰下降到14.03‰，自然增长率由1990年的14.39‰下降到7.58‰, 妇女总和生育率也下降到2以下。进入90年代末期, 我国人口再生产实现了低出生、低死亡、低增长的历史性转变，我国用20多年时间完成了国外近200年的历程。到2000年底全国总人口为12.6743亿, 成功实现了“九五”计划将人口控制在13亿的奋斗目标。 中国政府自1980年在全国城乡实行计划生育基本国策以来成果卓著，据国家计生委“计划生育投入与效益研究”课题组的研究成果，20年共少生2.5亿个孩子。若从70年代算起，至今至少少生3亿人口，这有效地控制了人口的快速增长，为中国现代化建设、全面实现小康打下坚实的基础, 这同时也是对世界人口的增长和控制做出了杰出贡献。但是由于中国人口基数大，人口增长问题依然十分严峻，1990-1999年每年平均净增人口约1300万，这仍然对我国社会和经济产生巨大的压力。在我国现代化进程中，必须实现人口与经济、社会、
中国人口预测软件培训手册 （CPPS） 王广州 （中国人口信息研究中心） (E_mail:wangguangzhou-cpirc@https://www.doczj.com/doc/5613837947.html,） 国家计划生育委员会计财司 中国人口信息研究中心 2002年9月
序言 中国人口预测软件(CPPS)是在DOS版本基础上，在充分兼顾DOS版的延续性和现代主流计算机操作系统的发展而开发新一代人口预测系统。 CPPS软件的开发和研制一方面为适应中国的人口与计划生育预测和规划的迫切需要，另一方面为推动中国人口与计划生育决策科学化发挥辅助作用。 中文Windows版CPPS不仅在人口预测和分析功能上继承了DOS版的主要功能，而且在开发过程中试图全面提升软件的功能。使软件界面友好、操作简单和易于理解，使其具有： 1、易用性。CPPS通过直观、友好的界面使人口预测过程操作简单、方 便。 2、模块化。CPPS所具备的功能模块既可以相互组合使用也可以相对独 立使用。 3、灵活性。CPPS不仅考虑与其他数据源的配合，而且可以独立进行数 据管理，提供不同数据格式的兼容和相互转换。 限于笔者的学识水平，软件和手册中不妥之处在所难免，欢迎各位专家、学者和用户批评指正，任何意见将对软件和手册的进一步完善起到重要作用。 最后需要特别感谢的是，在本软件的开发和研制过程中，先后得到了国家计生委计财司郭震威、苏荣挂、俞华、王谦、姚宗桥等各位领导和同志的帮助和支持。同时，中国人口信息研究中心于学军、解振明、郭维明、庄亚儿、李伯华等同志也予以强有力的支持，在此一并表示感谢。 王广州 2002年10月于北京
1 软件安装/卸载 1.1 安装 安装CPPS计算机系统配置要求： 操作系统：Windows 9x/me/NT/2000/xp；硬盘剩余空间：>=50M；显示分辨率：600X800或更高。 CPPS软件安装方法比较简单。将CPPS光盘放入光驱后，安装程序自动运行，选定相应的选项即可实现软件安装。其过程如下： 第一步：安装向导准备。 图1.1 安装准备界面 第二步：版权信息。 图1.2 版权信息界面 第三步：许可协议。
改革开放以来中国科技发展成就 新中国科技艰难的拓荒者,李四光、华罗庚、吴阶平、钱学森、邓稼先。钱学森说：“我在美国待了20年，20年中，前三四年是学习，后十几年是工作。所有这一切都在做准备，为了回到祖国后能为人民做点事。”他为我国航天事业做出了重大贡献，被誉为“中国导弹之父”。邓稼先说：“我带了几双眼下中国还不能生产的尼龙袜子送给父亲，还带了一脑袋关于原子弹的知识献给祖国。”为了祖国的强盛，他在美国留学取得博士学位后的第9 天即登上了轮船返回祖国。他默默无闻地在核工业战线上奋斗几十年。 改革开放以来中国的科技成就就要表现在农业科技、生物医药科技、国防军事科技、信息科技、航天工程和交通运输科技等领域。 一、农业方面 （1）袁隆平的杂交水稻。袁隆平的杂交水稻迄今累计增产稻谷6亿吨。六七十年代的国力展示，体现了科技是第一生产力。“他是一位真正的耕耘者。当他还是一个乡村教师的时候，已经具有颠覆世界权威的胆识；当他名满天下的时候，却仍然只是专注于田畴，淡泊名利……他毕生的梦想，就是让所有的人远离饥饿。”这是2004年感动中国评委会对他的评语。 （2）转基因技术的引入为病虫害的防治、农作物的反季栽培带来了福音二、生物医药科技 （1）重组入P53腺注病毒射液，这是由中国企业自主开发的重组入P53腺注病毒射液产品，是中国乃至世界第一个比准上市的基因治疗制品，开创了肿瘤基因治疗的新局面。
（2）生物科技的突破，不仅初步改变了中国医药产业创新能力不足的被动局面，还带动形成了近600亿元的现代生物。 (3) 中国培育出的克隆牛，我国第一头克隆猪。 三、国防军事科技 (1) 军事科技是直接运用于军事领域的工程技术，亦称国防科技、军事科技。他是建设武装力量和进行战争的物质基础与技术手段，包括各种武器装备极其研制、使用和维修保养技术，军事工程，军事系统工程。 （2）辽宁号航空母舰，简称“辽宁舰是中国人民解放军海军第一艘可以搭载固定翼飞机的航空母舰。 （3）1964年10月16日我国第一颗原子弹爆炸成功、1964年6月17日我国第一颗氢弹空爆试验成功 简言之，我国在军事科技方面的成就主要体现在以下几个方面： （一）建议和完善了有中国特色的武装力量领导体制 （二）中国人民解放军的现代化、正规化和革命化建设有了突破性的进展 （三）形成了门类齐全、综合配套的国防科技工业体系 （四）国防后备力量建设取得了长足的发展 三、信息科技 随着信息科技的迅速发展和应用的普及，信息产业已成为我国的支柱产业，其规模已居世界第二位。 有线电话、无线电话，中国科学技术大学微尺度物质科学国家实验室的科研人员，将单分子化学与单个原子和分子的磁性研究结合起来，利用单分子选键化
关键字：人口数平衡点方程模型运动预测曲线稳定增长人口 一题目： 请在人口增长的简单模型的基础上。 " （1）找到现有的描述人口增长，与控制人口增长的模型； " （2）深入分析现有的数学模型，并通过计算机进行仿真验证； " （3）选择一个你们认为较好的数学模型，并应用该模型对未来20年的某一地区或国家的人口作出有关预测； " （4）就人口增长模型给报刊写一篇文章，对控制人口的策略进行论述。 二摘要： 本次建模是依照已知普查数据，利用Logistic模型，对中国人口的增长进行预测。首先假设人口增长符合Logistic模型，即引入常数，用来表示自然环境条件所能容许的最大人口数。并假设净增长率为，即净增长率随着人口数N（t）增长而减小，当N(t) 时，净增长率趋于零。按照这个假设，。用参数＝3.0,r=0.0386, =1908, =14.5。画出N=N(t)的图像，作为人口增长模型的一种近似。 做微分方程解的定性分析，求出N=N(t)的驻点和拐点，按照函数作图方法列出定性分析表，作出相轨迹的运动图。当初始人口<时，方程的解单调递增到地趋向，这意味着如果使用Logistic模型描述人口增长，则人口发展地总趋势是渐增到最大人口数，因此可作为人口的预测值，也称谓平衡点。 用导数做稳定分析，为判断平衡点是否为稳定，可在平面上绘制f(x)的图象，然后像函数绘图那样，用导数进行定性分析，通过图看出人口数N(t)按时间是递增的，当人口数未达到饱和状态的时候，将逐渐地趋向，这意味着是稳定的平衡点。按该模型，未来人口的数量将随着时间的演化，从初始状态出发达到极限状态，这样就给出了人口的未来预测。 三问题的提出 1． Malthus模型 英国统计学家Malthus（1766－1834）发现人口增长率是一个常数。设t时刻人口为N（t），因为人口总数很大，可近似把N（t）当作连续变量处理。Malthus的假设是：在人口的自然增长过程中，净相对增长率（出生率减去死亡率）是常数，即单位时间内人口的增长量与人口总数成正比。根据这个假设有： , (1.1) 这是一个最简单的可分离变量方程，用符号微分方程求解器desolve容易求得方程的解为：
基于Leslie矩阵的中国计划生育政策探讨 摘要 我国是一个人口大国,人口问题始终是关系着我国发展的关键问题,已成为经济发展中的一个重要组成部分, 对我国的经济社会发展有着越来越大的影响,人口问题也是我国的根本 问题,可是我国目前人口的发展却出现老龄化严重，男女性别比例失调等不良现象。 在本文中，我们首先针对近几年的人口数据做出了一些简要的分析，特别是自从2002年计划生育政策实施至今，我国的人口自然增长率出现一定的降低，为了考虑其以后的人口发展情况，我们在实行计划生育政策的情况下对未来人口数量和结构进行一定的预测，并评价其合理性。 从种群的方面出发，在种群的Leslie模型的基础上，我们将整个中国的年龄按阶段分成20组，通过Leslie矩阵建立起他们的相关关系，我们以最近中国第六次人口普查所得的数据进行研究，通过控制5年内总生育率的倍数来控制每个夫妇所生孩子的个数，通过多次迭代求解，最终可得到：若我国严格采用现行的计划生育政策，即每个夫妇仅生一个孩子，则50年后我国的人口将为5亿左右，可见人口老龄化现象的严重。 为了提出新的政策，我们通过改变其倍数关系来改变其人口的结构，我们发现当生育率为原总和生育率的倍数为1.8左右，也即每个夫妇大约生2个孩子时，从人口数量来看，50年后我国的人数将在10亿左右；而从人口的结构来看，男女比例也接近于1，老少比也比较合适。所以，这应该是一个我们比较容易接受的结果。关于放宽二胎政策的时间，我们通过探索两个不同总和生育率的相关人口变化情况下，发现在2015年对计划生育进行改变，其改变的内容为：在控制人口数量为10亿情况下，在最近50年里，可以对二胎政策给予一定的放宽。 在模型的检验中，在现行总和生育率与原总和生育率的倍数为1.8时，我们通过增大或减小其值时，其效果都不是往老龄化方向发展就是往人口数量急剧上升的方向发展，所以，
全国大学生数学建模竞赛 承诺书 我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则. 我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮 件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问 题。 我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他 公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正 文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反 竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。 我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）： A 我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）： 所属学校（请填写完整的全名）：西安理工大学 参赛队员 (打印并签名) ：1. 2. 3. 指导教师或指导教师组负责人 (打印并签名)： 日期： 20011 年 7 月4 日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：
中国人口增长模型 摘要：人口数量的变化，关系到一个国家的未来。认识人口数量的变化规律，建立人口模型，能过较准确的预报，是有效控制人口增长的前提。针对题目所提要求，我们首先建立了Malthus模型。此模型假设人口增长率为常数，即人口按指数增长。但实际上人口增长率受环境、资源等多重因素影响，并不是常数。用Malthus模型计算1982~2005年的中国人口总量并与实际值比较发现，在短期内(1982~1995)Malthus模型能过较准确的计算出人口总量，但中长期的计算值误差较大，所以此模型只适用于短期的人口预测。为使人口预报特别是中长期预报更好地符合实际情况，必须修改指数增长模型关于人口增长率是常数这个基本假设。分析人口增长到一定数量后增长率下降的主要原因，注意到，自然资源、环境条件等因素对人口起着阻滞作用，并随着人口的增加，阻滞作用越来越大。假设人口增长率随着人口总量的增加线性递减，从而建立了性能更好的Logistic 模型。经对比发现，作为短期预测，Malthus模型和Logistic模型不相上下，但作为中长期预测Logistic模型比Malthus模型更合理一些。
中国人口规模与年龄结构矛盾分析 作者:翟振武 在人口的变化中，规模与结构的变化最引人注目。从1973年开始的轰轰烈烈的计划生育运动，直接目的就是降低人口增长率，翟振武减缓人口规模的扩大速度。如今，经过千千万万计划生育干部的艰苦努力，中国妇女的总和生育率已降至更替水平以下。但是，由于巨大的人口惯性，中国人口总量仍然在以每年1000万以上的速度增加。与此同时，作为生育率下降的后果之一，中国人口年龄结构却出现了老龄化的趋势。无论是人口总量的继续扩大，还是人口老龄化的加速，对未来的中国都是严峻的挑战。而且，人口数量控制与人口老龄化还是一对矛盾。人口数量控制越严格，人口老龄化速度越快，老龄化状况越严重。如果放弃人口控制政策，令生育率反弹和上升，人口总量虽然会以更快的速度增加，但是，人口老龄化的进程却会因此而减慢。面对人口规模和人口老龄化的双重挑战，我们该如何清醒地认识这对矛盾，明智地选择应对政策，是一个无法回避的重大而急迫的问题。 1人口总量与人口年龄结构的矛盾
根据中国人民大学、中国人口信息研究中心、南开大学等多家单位的预测，即使保持目前生育水平不变的话，中国人口的增长还要持续40年左右，到2040年达到高峰值15.4亿左右，才能实现零增长及负增长（见表1）。也就是说，尽管资源在短缺，环境在恶化，但庞大的人口规模压力在21世纪的前40年，不仅不会减轻，反而会进一步加重。中国大陆人口总量还要在现有规模上再增加近3亿人。 值得注意的是，上述人口总量预测的假定条件之一是生育率长期保持在更替水平以下（1.86左右）。这是一个实行严格控制人口增长政策条件下的预测方案。在这个方案中，人口年龄结构加速老龄化的趋势十分明显。如果把65岁以上老年人口比例作为衡量老龄化程度的指标，我们看到，2000年65岁以上老年人口占总人口比例为7%左右，中国刚刚跨入老龄社会的门槛。以后，这个比例呈加速上升状态。2010年为8.38%，比2000年提高约1.4个百分点，而到2030年以后，老龄人口比例在10年内提高近7个百分点，从2030年的14%快速上升到2040年的20.9%。在全社会中，每5个人中就有一个65岁以上的老人，老年人口的数量从2000年的近9000万人上升到2040年的2.9亿人。这个数字几乎相当于2000年发达国家老年人口总和（1.6亿）的2倍。以致近年来，“中国将成为国际上老龄化速度最快的国
新中国科技发展史 1955年，卫生部生物制品研究所汤非凡等，首次分离出沙眼衣原体并对其生物学性质进行了研究，其研究结果将争论了半个世纪的沙眼病毒病原学假说予以证实。 * 1959年，地质学家李四光等人提出了"陆相生油"理论。 * 1960年，物理学家王淦昌领导的研究小组发现了“反西格玛负超子”，该粒子是带奇异数的荷电重子的反粒子。 * 1964年，我国第一颗原子弹爆炸成功。 * 1965年，中科院生物化学所王应睐领导的研究小组，与北京大学等单位合作，经过6年多的艰苦工作,首次用人工方法合成了结晶牛胰岛素。 * 1966年，我国第一颗地对地核导弹飞行爆炸成功。 * 1967年，我国第一颗氢弹爆炸成功。 * 1970年，我国发射成功第一颗人造地球卫星。 * 1972年，在水稻育种方面，湖南省农业科学院研究员袁隆平为首的科技人员育成中国第一个水稻雄性不育系“二九南1号A”和相应的保持系“二九南1号B”；1973年育成第一个杂交水稻强优组合“南优二号”。 * 1978年,中科院古脊椎动物与古人类研究所的吴汝康等，在云南省禄丰县石灰坝,发现了世界第一个腊玛古猿头骨化石。 * 1980年，南京大学冯端院士在国际上首次实现了聚片多筹的倍频增强效应，使激光倍频增强效应提高数十倍，为功能材料中利用缺陷开创了新的途径。 * 1981年，中科院生物化学所王应睐等，合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸。 * 1983年，国防科技大学研制成功我国第一台亿次巨型计算机银河-I，运算速度每秒1亿次。 * 1985年，北京大学教授王选领导的团队研制成功计算机-激光汉字编排系统和全数字仿真计算机系统。
* 1987年，中国科学院物理所赵忠贤领导的科研小组发现起始转变温度超过100k的超导体。 * 1993年，中科院计算所和曙光公司研制成功我国第一台全对称的多处理机—曙光一号并行机。曙光1000是我国第一台实际运算速度超过每秒10亿次浮点运算的并行机。 * 1999年，中国加入人类基因组计划。以中国科学院为主的科研人员完成了国际人类基因组计划1%测序任务，获得一大批具有重大应用前景的人类重要功能基因。 * 2003年，清华大学核研院研制的10兆瓦高温气冷实验堆实现72小时满功率发电运行。 * 2003年，军事医学科学院贺福初提出并牵头组织了“人类肝脏蛋白质组计划”，该计划是第一个人类组织/器官的蛋白组计划，我国科学家承担了30%以上的研究任务。 * 2006年，中科院数学与系统科学研究院吴文俊院士领导的课题组，经过几十年的努力，创立和发展了几何定理的机器证明方法和用机器求解方程的方法。 * 2006年，南京大学闵乃本院士领导的课题组，经过近二十年的努力，建立了介电材料超晶格的理论体系，将半导体超晶格的概念扩展到介电体。 * 2006年,在北京正负电子对撞机上分析粲粒子J/ψ衰变到1个光子和3个介子的过程中,北京谱仪国际合作组观测到一个新粒子。该新粒子质量约为1835兆电子伏特,寿命约为10～23秒。 2008年，我国3名航天员首次成功实施空间出舱活动和空间科学实验。
北方民族大学学士学位论文论文题目:中国人口增长预测模型 院(部)名称:信息与计算科学学院 学生姓名:赖银波 专业:数学与应用数学学号:20040291指导教师姓名:高义讲师 论文提交时间: 2008年5月26日 论文答辩时间: 2008年5月30日 学位授予时间: 北方民族大学教务处制
中国人口增长预测模型 摘要 本课题来源于2007年全国大学生数学建模竞赛甲组A题，本文以中国人口发展为研究对象，首先综合分析题目提供的信息讨论了已有的一些预测方法及其适用的范围和优缺点，然后结合我国人口发展现状和题目提供的数据表确立了以2000年人口普查数据为基础数据、以大学生数学建模提供的2001年到2005年的各分量数据为预测指导方向、以2006年和2007年的公报数据为结果检验参照数据的整体建模思想，并在建模过程中提出了人口年龄推移算法，即通过上一年年末市镇乡男女各年龄人口数量、育龄妇女生育率和人口死亡率，计算出本年的出生人口数和死亡人口数，并结合2001年到2005年市镇乡人口比拟合出未来人口迁移变化式，在此基础上根据上一年年末人口总数加上当年出生人口数和迁进人口数，减去当年死亡人口数和迁出人口数，获得本年年末人口数量．依次进行推移，对未来30年中国人口进行预测．预测结果显示在未来30年中国人口规模将保持增长的趋势，2010年为13.4亿，2020年为13.9亿，并在2034年达到峰值14.2亿，中国人口实现零增长. 在此期间人口自然增长率持续平稳下降，妇女生育保持稳定的低水平，死亡率保持较低水平，人口抚养比持续下降，城镇化水平进一步提高，人口年龄结构继续向老年型人口转变. 文章最后结合预测结果提出了我国未来应继续坚持贯彻实施计划生育政策和加强关注农村老年人口等人口政策的建议． 关键词：中国人口数学模型人口预测人口政策 I
中国人口年龄结构预测模型摘要：本文根据中国0-14岁，15-59岁，60岁及以上三个不同阶段人口从 1990年到2010年间的人口所占比例，利用matlab数据拟合，建立线性增长模型，并对2020年的人口年龄结构以及人口总数进行预测，得出人口总数为140536万，人口老龄化加剧。 关键字：人口预测年龄结构老龄化 matlab excel 拟合 问题重述 根据中国1990年到2010年人口年龄结构情况（如下表），建立线性模型，并预测2020年中国人口年龄结构，同时画出拟合效果的图形。 1990年到2010年我国人口年龄结构 表1990到2010年中国人口总数（万） 模型分析 根据所给的数据，我们借助excel首先作出图进行观察分析：（如下图）
模型建立 模型一：线性增长模型。（即为y=ax+b模型） 1、模型假设： 忽略环境对人口的影响，假设人口无限增长，人口增长率是恒变量。 2、模型变量和函数定义： A 人口增长率； x B 初始时刻的人口数量，即：(0) 3、模型建立： 依照上面的假设和定义，我们可以构造如下模型：
这是借助EXCEL相关工具得出的公式，为使结果更一步精确，我们借助
利用MATLAB求得系数a1= —0.0063 b1=12.8012 a2= 0.0037 b2=—6.7409 a3= 0.0026 b3=—5.0677 因此模型为： Y1=—0.0063x+12.8012 Y2=0.0037x—6.7409 Y3= 0.0026 x—5.0677 对比以上两种方法得到的a和b可以看出我们所用的方法误差较小
4、模型结果分析： 从拟合的结果可以看出，老年人口总数和老龄化系数会增加，老龄化程度加剧，建议国家对计划生育政策作出调整，增加0-14岁人口总数，从而减缓人口老龄化加剧程度，进而优化社会结构，增加人民福利。 参考文献 [1]胡守信，李柏年.基于MATLAB的数学实验[M].北京：科学出版社.2004年6月; [2]扬启帆，康旭升，等.数学模型[M].北京：高等教育出版社.2006年5月; [3]于学军.《中国人口科学》2000年第2期，时间：2000-4-6，中国人口信息网. 附录: 以下为所用程序部分代码： >> x=[1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010]; >> y=[0.6373 0.6306 0.6323 0.6355 0.6456 0.6664 0.6691 0.6834 0.6823 0.6867 0.7014]; >> plot(x,y,'g*'); hold on b=polyfit(x,y,2);%进行2次拟合，b是多项式前面的值。就如2次拟合中y=ax+b,a,b的值。yy=polyval(b,x);%得到拟合后y的新值 plot(x,yy,'r-')%画拟合图 ;>> a=polyfit(x,y,1) a = 0.0037 -6.7409 >> x=[1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010]; >> y=[0.0858 0.0932 0.0976 0.1059 0.1113 0.1046 0.118 0.1236 0.133 0.1401 0.1326]; >> plot(x,y,'g*'); hold on b=polyfit(x,y,2);%进行2次拟合，b是多项式前面的值。就如2次拟合中y=ax+b,a,b的值。yy=polyval(b,x);%得到拟合后y的新值 plot(x,yy,'r-')%画拟合图 ;>> a=polyfit(x,y,1) a = 0.0026 -5.0677 >> x=[1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010]; >> y=[0.2769 0.276 0.2701 0.2586 0.2431 0.229 0.2129 0.193 0.1847 0.1732 0.166]; >> plot(x,y,'g*'); hold on b=polyfit(x,y,2);%进行2次拟合，b是多项式前面的值。就如2次拟合中y=ax+b,a,b的值。yy=polyval(b,x);%得到拟合后y的新值 plot(x,yy,'r-')%画拟合图
中国人口增长预测模型 张孟琦、王光昭、陈阔 指导教师：杨亚莉 （空军工程大学，西安 L25） 摘要：本文从中国60年代开始出现的回声婴儿潮现象，以及如今中国城乡人口生育差异和男女比例失调等特点出发，将市、镇、乡中不同性别人口按年龄段分别处理，并引入农村人口向城镇迁移的因素，建立起一个关于中国人口增长的常微分方程组初值问题的数学模型和Leslie矩阵迭代模型。还利用该模型对中国未来人口的增长变化进行了预测。并通过MATLAB软件编程分别建立长、短期男女人口比例模型，针对男女比例失调问题，就中国男女比例变化趋势对未来中国人口的增长变化的影响进行了预测与讨论。 关键词：回声婴儿潮；男女比例；老龄化；城镇化
1、引言： 近年来中国出生人口性别比持续升高，第五次全国人口普查为117，2003年抽样调查为119，个别省份超过130。2005年1%抽样调查为118.58。城乡均出现异常，农村失调程度更为严重。预计到2020年，20－45岁男性将比女性多3000万人左右。同时，中国也是目前世界上唯一一个采取干涉生育措施的国家，因此我们想就此对我国未来男女比例的影响做出分析。 在这里我们要引入回声婴儿潮（Echo baby boom）的概念来分析我国的人口情况。下图（底图来源：世界银行）是中国1962年以来40多年间的人口自然增长率曲线(蓝色)： 因为1962年之前有过5年左右的非自然增长，所以我们把50年代的数据不计入分析过程。进入60年代，随着“三年困难时期”结束，生产在一定程度上恢复稳定，又加上鼓励生育，所以在1962
年-1971年期间第一个稳定的婴儿潮B，其峰值发生在1966年（红线1）。70年代中期开始调整了生育政策，并且随着生产生活的模式的变化，之后人口增长率陡降。80年代以后，婴儿潮B的大多数女性开始进入生育年龄（当时全国平均是22岁），开始迎来了第二批稳定生育高峰，婴儿潮C，这个C的形状是B的复制，就像回声一样一波一波的，所以称为（第一）回声婴儿潮，发生在1982年-1991其峰值出现在1988年（红线2，即1966+22，完全符合生育年龄均值）。现阶段是平均生育年龄是27岁，随着回声婴儿潮C中出生的人口逐渐进入生育年龄，理论上潮D的峰值应该出现在2015年，但是尽管现在全国已经放开二孩政策，近几年的曲线却较为平缓，回声婴儿潮D并没有如期而至。通过分析，我们认为这主要是由于人们生育观念改变导致的，因而我们可以认为在未来如果不考虑世界大战、重大灾害等重大事件，总人口自然增长率将不会有较大波动，我们将在这个条件下建立模型推算未来的男女比例。 2.模型的预备知识 2.1模型假设 1）不考虑国境间人口流动对人口统计的影响； 2）不考虑所统计的数字中的人口漏报的现象； 3）不考虑各地方生育法规的灵活性政策对全国人口政策影响； 4）不考虑针对少数民族的特殊政策；
岳麓版新课程高中历史必修Ⅲ 《文化发展历程·新中国的科技成就》创新说课设计 泉州培元中学陈跃【课标要求】 列举新中国成立以来科技发展的主要成就，认识科技进步在社会主义现代化建设中的重大作用 ※第一部分：教材分析 （一）课程地位与作用 本课是岳麓版新课程高中历史必修Ⅲ第28课的内容，从知识体系和内容的承接上看，它客观地展现了作为现代世界科技与文化的重要分支――中华民族科技的伟大复兴。新中国成立以后，社会主义制度的建立为我国民族科技的发展开辟了广阔的前景。特别是改革开放以后，在科教兴国战略的推动下，科技事业取得迅速发展，取得了巨大成就。本节课是通过对民族科技成就的介绍、取得如此成就的主要原因以及民族科技进步在现代化建设中的作用的分析，使学生感受民族科技力量的伟大。 本节课教学内容从选材上，更注重代表性，并且收录了我国民族科技领域的最新成果，更贴近学生的生活，易于学生理解和接受。 （二）教学重点、难点及其依据 ■教学重点：1、建国以来我国民族科技成就的主要表现 2、民族科技进步在现代化建设中的作用 （依据：一是根据课程标准的要求，二是通过这一内容的教学，既能让学生领略我国民族科技的发展历程和辉煌成就，又能树立学生良好的民族自豪感、使命感和分析问题、解决问题的能力） ■教学难点：1、建国以来我国民族科技成就的主要表现 2、建国以来民族科技取得发展的主要原因 （依据：一是教学方式的选择，运用怎样的教学方法才能让学生在自主学习的过程中有效的掌握知识、分析问题和解决问题，这是本节课的一大难点，二是学生的实际情况，虽然本部分的内容学生较为熟悉，但如何依据提供材料分析事件的主要原因还是较有难度的） （三）教材处理 1、整体把握：为了让学生能够对本课有个完整的知识认知结构，更好的突破重、难点，拟就本课设立三个探究课题：一是建国以来我国民族科技走过怎样的发展历程，取得怎样的成就？二是建国以来我国民族科技取得发展的主要原因是什么？三是我国民族科技
中国人口增长预测与控制 摘要 近年来，中国人口最突出的特点是：老龄化加速、出生人口性别比持续增高和乡村人口城镇化。针对这些特点，建立各个影响因素的数学模型，最后建立中国人口的增长模型。 对于问题一，首先将人口增长的预测问题转化为对出生率、死亡率和城镇乡转移率的预测。通过原题附录3数据的分析研究，发现影响人口增长的主要因素可以归结为出生率、死亡率和城镇乡转移率，并依此建立了不同参数随时间变化的递推数学模型，讨论了各个参数对人口增长的影响。其次，分别拟合死亡率和生育率、城镇乡转移率对年龄的分布。建立了差分数学模型，将死亡率、生育率与城镇乡转移率的预测归结到总和死亡率、总和生育率与城镇乡总和转移率的预测，由于概率分布是相对稳定的，模型参数整体健壮。对中短期的预测而言，总和死亡率、生育率和转移率的变化是近似线性的；对长期的预测，采用SI和SIS模型来描述其非线性变化，其模型的控制参数变化体现了国家人口政策的控制力度，结果表明模型具有长期可控性。 对于问题二，采用所建模型对0—90岁人口做出中短期和长期预测。2006-2030年总人口逐年增加，2006年为13.062亿，2007年为13.109亿，2008年为13.158亿，2010年为13.3亿，2023年达到高峰期13.829亿，以后开始下降趋于平缓，到2030年为13.805；乡城转移率逐年增加，短期线性变化，2006年为0.454，2007年为0.471，2008年为0.490，2010年为0.526，长期由非线性模型描述，到2030年，城乡比例为0.901；整体老龄化程度增大，2006年为0.129，2007年为0.134，2008年为0.139，2010年为0.150，到2030年为0.325，在农村老龄化尤其严重，可以确定为地区间的迁移。同时在做长期预测时，不同的国家策略导致不同的人口状况(见图[26-30])，得到的结论可以作为国家制定人口方针的建议。 对于问题三，指出模型的优缺点。通过求解经典的Logistic模型和Leslie模型，并将所得结果与本文模型结果比较，发现本文模型具有易操作性、可控性、健壮性等优点；主要缺点是在短期预测时准确度稍差。 关键词：人口控制差分模型预测拟和Leslie模型Logistic方程 一、问题重述 中国是一个人口大国，人口问题始终是制约我国发展的关键因素之一。根据已有数据，运用数学建模的方法，对中国人口做出分析和预测是一个重要问题。近年来中国的人口发展出现了一些新的特点，例如，老龄化进程加速、出生人口性别比持续升高，以及乡村人口城镇化等因素，这些都影响着中国人口的增长。2007 年初发布的《国家人口发展战略研究报告》(附录1) 还做出了进一步的分析。关于中国人口问题已有多方面的研究，并积累了大量数据资料。附录2就是从《中国人口统计年鉴》上收集到的部分数据。试从中国的实际情况和人口