中医药重大前沿科学问题之二
中医药对生命本质和疾病发生发展的调控
为研判未来科技发展趋势、前瞻谋划和布局前沿科技领域与方向，中国科协组织征集“2019年重大前沿科学问题和工程技术难题”。中华中医药学会高度重视该项工作，按照相关要求制定了具体的工作方案，征集各分支机构推荐议题共37项。经专家研讨，汇总分析、推荐委员会论证等工作流程，最终遴选出中医药重大前沿科学问题和工程技术难题各3项上报中国科协。
中文题目：中医药对生命本质和疾病发生发展的调控
英文题目：Regulation of TCM on life essence and disease
onset/progression
所属类型：前沿科学问题
所属领域：中医学；中药学；中医药基础理论；中药化学生物学
所属学科：360 中医学与中药学
中文关键词：中医学；中药学；生命本质调控；中药化学生物学；靶点鉴定
英文关键词：Traditional Chinese medical science, traditional Chinese medicine, lifeessence regulation, TCM chemical biology, target ID 推荐理由：以中医药理论为指导，以中药为工具，探讨并调控生命现象的科学本质和疾病的发生发展，不仅深入阐明中医药理论的科学内涵，而且促进现代创新药物、生命科学和医学的发展，具有重要的科学价值和应用前景。
◆◆一、问题背景◆◆
中医药学是中华民族数千年来与疾病斗争的经验结晶，是我国少有的最具原创特色的科学领域。自古以来，中医药学为人类认识生命和发现药物做出了巨大贡献，“藏象学说”、“精气血津液神学说”等理论为人体解剖学和生理学的发展奠定了重要基础，神农尝百草、葛洪炼丹、从人尿中提取秋石（性激素结晶）等为现代化学和药物学的发展做出了突出贡献，“人痘接种”预防天花开创了人类历史上的免疫疗法，青蒿素拯救数百万生命并获得诺贝尔奖更是身边的故事。但是随着现代科学的发展，具有独特理论体系和“语言定义系统”的中医药学不仅不能被世界广泛接受，而且不断得到国内外的质疑。为了发展中医药事业，弘扬中医药优秀文化，发挥中医药在人类健康事业中的作用，数十年来，我国中医药人奋发图强，不断吸收、利用现代科学理论和技术阐释中医药理论，为中医药事业发展和中医药现代化做出了重大贡
献。但是，这些都是被动地应对现代科学的发展。如何发挥中医药的特色思维与理论优势，积极探讨和调控生命现象的科学本质和疾病的发生发展规律，促进生命科学和医学的发展，不仅是实现中医药学可持续发展的关键科学问题，更是实现中医药从被动阐释向主动发现的关键转变。
中医药理论与现代科学理论对生命本质、疾病发生发展的认识完全不同，采用中医药理论探讨生命本质和疾病的发生发展机制，与现代科学理论探讨生命本质和疾病的发生发展机制得到的研究结果必然有很多不同之处，必然产生很多原创性成果。进而以中医药理论为指导，采用中药调控生命过程和疾病的发生发展，其结果必将改变现代科学对中医药学的认识，必将实现中医药学由被动阐释转变为主动发展，这可能会是中医药学科的一场革命性工作。例如“上火”，是每个人都会遇到的症状，现在国内外都以“炎症”思路研究“上火”，这可能是错误的，“炎症”只是上火的最终结果，是“上火”发生发展的下游。吃人参上火，不是人参有“致炎症”作用，也不是每个人都上火，其上游必有基因的差别、靶点蛋白的差别，如果我们能够阐明“上火”的上游基因和靶点蛋白，进而用“清热泻火”的中药进行治疗和调控，不仅阐明中医“上火”的现代科学内涵，而且阐明了生命本质中的一套全新的功能基因、靶点蛋白及其信号通路，促进生命科学和现代医学的发展。
◆◆二、关键突破点◆◆
（一）体现中医药理论的动物模型的创建
中医药理论与现代医学理论有着本质性的区别，中医药理论的精髓在于“辩证论治”，只有“证候”辨别清楚，才能实现有效治疗。以中医药理论为指导，探讨生命本质和疾病发生发展，符合中医药理论的“证候”动物模型是重要的研究载体之一。因此，创建“证候”动物模型，是本研究的关键难题之一。（二）中药整体成分分子探针的构建
中医临床治疗疾病以复方用药为主，这也体现了中药多成分、多途径、多靶点的作用特点，同时也符合多数疾病尤其是慢性病和复杂性疾病是多病因导致的病理机制。但是如何将中药整体成分尤其是中药复方的整体成分制备成分子探针，发现其直接作用的靶点群，探讨多靶点、多途径的作用机制，这仍然是一个巨大的挑战。
（三）生命本质或疾病发生发展机制的阐释与调控
靶点基因和靶点蛋白的敲除或调控是探讨生命本质和疾病发生发展的重要手段。中医证候和中药调控治疗都是一个非常复杂的体系，如何针对复杂的靶点和信号通路进行靶点基因和靶点蛋白的敲除或调控，如何研究复杂的信号通路，这些都是该科学问题研究需要突破的关键技术问题。因此，通过该科学问题的研究，可能能够创建一系列生物学研究的新方法和新技术。
◆◆三、战略意义◆◆
一是探讨中医“证候”、中药“药性”的科学内涵，促进中医药理论的创新发展；二是阐明中药作用靶点和分子机制，揭示中药调控生命系统的本质；三是发现活性先导结构和药物靶点，促进创新药物的发展；四是揭示生命本质和疾病发生发展机制，促进生命科学和现代医学发展。
《现代科学技术前沿及其哲学问题》教学大纲 第一讲自然科学与哲学 1、从自然科学对哲学的作用和哲学对自然科学的作用说明自然科学与哲学的关系。 关于哲学与自然科学的关系从自然科学对哲学的作用来看，也就是哲学的根和源的问题：（一）自然科学是哲学的重要基础。1、哲学是从非哲学开始的。这里哲学是指科学的哲学，不是指某些“意识形态的哲学”。同任何知识领域一样，哲学不能从它自身产生出来，哲学从具体科学开始。2、自然科学是哲学的重要基础。（1）自然科学的新成就，特别是自然科学的一些重大突破，向哲学提出了新的问题，要求予以解决；而哲学则由于充分认识到向自己提出问题的现实基础，从而正确地解决由于自然科学发展所面临的问题。（2）自然科学的发展为哲学提供了丰富的材料。自然科学是产生哲学的土壤，为哲学提供丰富的养料。（3）科学的哲学只有吸取新的自然科学成就，才能战胜各种非科学、反科学的哲学。（二）脱离自然科学的哲学是贫困的哲学。自然科学强烈地影响着每一代的哲学思想。 1、每一代的哲学思想无不打上自然科学发展的印记。 2、自然科学的进步必然要改变唯物主义的形式。 3、倾听科学实践的呼声，对自然科学的新成就作出新的科学概括。从哲学对自然科学的作用看：1、自然科学的产生离不开理论思维，而理论思维需要哲学的向导。2、科学的哲学对自然科学发展起促进作用。3、蔑视哲学是错误的。 4、自然科学要关心哲学问题。 5、哲学不是自然科学的“裁判官”。 6、哲学为自然科学提供最一般的世界观和方法论。 7、检验科学真理的标准是科学实践，而不是哲学。 8、马克思主义哲学是给科学开路的。 9、哲学鼓励百家争鸣。10马克思主义哲学要在现代科学成就的基础上同自然科学相结合。 2、为什么说自然科学的进步必然要改变唯物主义的形式？ 唯物主义的内容、范畴、概念，要随着自然科学的发展而增添新的内容，甚至改变。十九世纪末二十世纪初，自然科学的迅速发展，特别是爱因斯坦相对论的创立。自然科学发生了巨大的革命，唯物主义的时空观也发生了变革。相对论揭示了时空之间以及时空与物质之间的内在联系，不仅革新了牛顿的时空观，而且也革新了仍然以经典力学为基础的恩格斯的时空观。随着自然科学的发展，特别是现代自然科学的发展，唯物主义的其他概念、范畴，诸如因果性、必然性与偶然性以及认识论的许多问题，都同前人的许多命题、思
中医药重大前沿科学问题（一） 中药复杂体系作用模式解析 为研判未来科技发展趋势、前瞻谋划和布局前沿科技领域与方向，中国科协组织征集“2019年重大前沿科学问题和工程技术难题”。中华中医药学会高度重视该项工作，按照相关要求制定了具体的工作方案，征集各分支机构推荐议题共37项。经专家研讨，汇总分析、推荐委员会论证等工作流程，最终遴选出中医药重大前沿科学问题和工程技术难题各3项上报中国科协。 中文题目：中药复杂体系作用模式解析 英文题目：Function Mode Analysis on Complex System of Traditional Chinese Medicine 所属类型：前沿科学问题 所属领域：医药科学 所属学科：中医学和中药学 中文关键词：整合策略，物质基础，作用机理，中药方剂 key words：Integration Strategy，Material Basis，Mechanism，Chinese Medicinal Formulae 推荐理由：中药复杂体系作用模式解析涉及化学物质、体内过程、作用机制三个核心环节，揭示物质实体与生命活动的交互规律，是中医药发展的科学前沿问题，也是实现中医药现代化必须迈的关键一步。 ◆◆一、问题背景◆◆ 中医药从整体着眼，采取多途径的整合调节性治疗，达到“调整阴阳，以平为期”的目的。这种治疗思想对防治疾病和养生保健都具有明显优势和特色，符合现代治疗学的发展趋势。中药作为中医临床治疗的主要形式和手段，由于缺乏对药效物质的微观分析和作用规律的科学阐释，严重影响了临床疗效和制约了新药创制，不利于中医药发展和在世界范围内的应用。中药及方剂是一个复杂化学体系，生物机体也是一个复杂生命系统，揭示中药及方剂的化学物质实体与机体生命活动的交互规律，解析中药复杂体系作用模式，是中药现代研究中亟待突破的关键科学问题。 当前，各类仪器分析技术及平台的长足发展，促进了中药化学成分的系统高效解析；各种制备高效液相色谱的发展与应用，实现了中药化学成分的高效分离与结构鉴定，为解析中药化学物质实体，提供了有效手段与技术。随着组学技术的发展，系统生物学和网络生物学发展十分迅速，开始从生物系统中所有组成成分（基因、mRNA、蛋白质等）认识机体的生命活动规律，
Science公布的125个科学前沿问题 Science公布了125个最具挑战性的科学问题，在今后1／4个世纪的时间里，人们将致力于研究解决这些问题。这125个问题如下（前25个被认为是最重要的问题）： 125个最具挑战性的科学问题 1.宇宙由什么构成? 2.意识的生物学基础是什么? 3.为什么人类基因会如此之少? 4.遗传变异与人类健康的相关程度如何? 5.物理定律能否统一? 6.人类寿命到底可以延长多久? 7.是什么控制着器官再生? 8.皮肤细胞如何成为神经细胞? 9.单个体细胞怎样成为整株植物? 10.地球内部如何运行? 11.地球人类在宇宙中是否独一无二? 12.地球生命在何处产生、如何产生? 13.什么决定了物种的多样性? 14.什么基因的改变造就了独特的人类? 15.记忆如何存储和恢复? 16.人类合作行为如何发展? 17.怎样从海量生物数据中产生大的可视图片? 18.化学自组织的发展程度如何? 19.什么是传统计算的极限? 20.我们能否有选择地切断某些免疫反应? 21.量子不确定性和非局部性背后是否有更深刻的原理? 22.能否研制出有效的HIV疫苗? 23.温室效应会使地球温度达到多高?
24.什么时间用什么能源可以替代石油? 25.地球到底能负担多少人口? 26.宇宙是否唯一? 27.是什么驱动宇宙膨胀? 28.第一颗恒星与星系何时产生、怎样产生? 29.超高能宇宙射线来自何处? 30.是什么给类星体提供动力? 31.黑洞的本质是什么? 32.正物质为何多于反物质? 33.质子会衰减吗? 34.重力的本质是什么? 35.时间为何不同于其他维度? 36.是否存在比夸克更小的基本粒子? 37.中微子是其自己的反粒子吗? 38.是否有解释所有相关电子系统的统一理论? 39.人类能够制造最强的激光吗? 40.能否制造完美的光学透镜? 41.是否可能制造出室温下的磁性半导体? 42.什么是高温超导性之后的成对机制? 43.能否发展关于湍流动力学和颗粒材料运动学的综合理论? 44.是否存在稳定的高原子量元素? 45.固体中是否有超流动性?如果有，如何解释? 46.水的结构如何? 47.玻璃态物质的本质是什么? 48.是否存在合理化学合成的极限? 49.光电电池的最终效率如何? 50.核聚变将最终成为未来的能源吗? 51.驱动太阳磁周期的原因是什么? 52.行星怎样形成?
数学学科发展前沿调研报告 145407 徐珺 数学，是研究数量、结构、变化、空间以及信息等概念的一门学科，从某种角度看属于形式科学的一种。而在人类历史发展和社会生活中，数学发挥着不可替代的作用，也是学习和研究现代科学技术必不可少的基本工具。近半个多世纪以来，随着计算机技术的迅速发展，数学的应用不仅在工程技术、自然科学等领域发挥着越来越重要的作用，而且以空前的广度和深度向经济、金融、生物、医学、环境、地质、人口、交通等新的领域渗透，所谓数学技术已经成为当代高新技术的重要组成部分。 一、数学学科的意义 数学在人类文明的进步和发展中一直发挥着重要的作用。过去，人们习惯把科学分为自然科学、社会科学两大类，数、理、化、天、地、生都归属于自然科学。但是，现在科学家更倾向于把自然科学界定为以研究物质的某一运动形态为特征的科学，如物理学、化学、生物学。数学是忽略了物质的具体运动形态和属性，纯粹从数量关系和空间形式的角度来研究现实世界的，具有超越具体科学和普遍适用的特征，具有公共基础的地位。数学的许多高深理论与方法正广泛深入地渗透到自然科学的各个领域中去。数学在当代科技、文化、社会、经济和国防等诸多领域中的特殊地位是不可忽视的。发展数学科学，是推进我国科学研究和技术发展，保障我国在各个重要领域中可持续发展的战略需要。 由于数学的性质及其应用途径不断发生变化，新的数学领域不断涌现，数学的应用范围的不断扩充，加之计算机的发展和应用爆炸性的增长，都要求发展新的数学。数学是打幵科学大门的钥匙，数学在科学理论成就中的重要性。早在古希腊的毕 达哥拉斯学派就把数学看作万物之本源；享有“近代科学之父”尊称的伽利略认为， 宇宙像一本用数学语言写成的大书，如不掌握数学的符号语言，就像在黑暗的迷宫
当代科学技术前沿知识(共50题，共100分) 一. 单项选择题(共20题，共40分) 1.我国的载人飞船被命名为：（）。[2分] A“水星” B“猎户座” C“” D“神舟” 2.下列不属于纳米材料的是（）。[2分] A纳米线 B纳米球 C石墨烯 D金刚石 3.分布式可再生能源技术不包括以下哪项：（）。[2分] A太阳能光伏发电 B地热能利用 C太阳能热发电 D核电技术 4.据估算，真菌病害已使主要粮食作物的产量在全球围每年减少（）亿吨，损失的粮食每年
可多养活6亿人。[2分] A0.5 B0.75 C1.0 D1.25 5.（）是以基因组学、分子生物学知识和分子生物学技术为基础，融入工程学思想，将“自下而上”的“设计合成”的研究理念与系统生物学在“组学”基础上建立的“自上而下”的“综合分析”的研究理念相结合，具有巨大科学创新和应用潜力的新兴交叉学科。[2分] A合成生物学 B精准医学 C再生医学 D预防医学 6.当前，（）已成为全球新一轮科技革命和产业变革的着力点，成为新一代信息技术的聚焦点，推动经济社会各领域从数字化、网络化向智能化加速跃升。[2分] A新材料技术 B新一代人工智能 C新生物技术 D新能源技术 7.（）年11月24日，设施通过国家验收，标志着我国唯一的国家级野生生物种质资源库项
目建设全面完成。[2分] A1949 B1979 C2009 D2019 8.以下哪个国家或地区不面临严重的水资源压力:（）。[2分] A巴西 B中国东部 C北非 D阿拉伯地区 9.（）是世界第一台速度超过每秒10亿亿次的超级计算机。[2分] A天河二号 B神威?太湖之光 C顶点 D山脊 10.机器学习是指通过（）在机器上训练模型，并利用模型进行分析决策与行为预测的过程。[2分] A数据 B算法
?哲学社会科学前沿问题研究 导论 哲学社会科学是关于人文科学和社会科学的总称。 哲学属于人文科学。 人文科学（humanities）是由研究人类情感、道德和理智的各门学科组成的科学体系，如哲学、历史、文学、语言、艺术等都属于人文科学。 社会科学（social science）是以社会现象为研究对象的科学体系。它的任务是研究与阐述各种社会现象及其发展规律。社会科学所涵盖的学科： 政治学 经济学 法学 社会学 …… 社会科学有广义和狭义之分。广义的社会科学包含人文科学在，狭义的社会科学则不包括人文科学。 哲学社会科学其实就是指广义的社会科学。 今天主要讲以下问题： 一、何谓哲学社会科学前沿问题 二、我国当代哲学社会科学的新思潮 三、我国哲学社会科学前沿研究的几个重大问题介绍 四、如何进行哲学社会科学前沿问题研究 ?一、何谓哲学社会科学前沿问题 哲学社会科学前沿问题就是哲学社会科学研究中的新思潮、新方法、新理论、新观点。前沿问题多指学术发展中的新领域、新探索。 热点问题是一段时间大家比较关注的问题。前沿问题和热点问题在一定时期会有一定的重合。 所谓前沿，应该是由学术本身的逻辑发展出来的，并且能够在后来的学术发展史中，成为人类知识积累过程的一个
阶石；所谓热点，是因应一时一地人们的社会需要引出的兴奋点。 ?大学2003年5月出版、由韦伟撰写的《当代哲学社会科学 理论前沿若干重大问题》。 ?还有各个专业领域前沿问题研究的著作也很多。 ?这些著作所介绍的前沿问题大体有以下几类： 1.哲学社会科学的新思潮 哲学社会科学的新思潮既有国的、也有国外的。有些所谓新思潮并非真正是“新”的，有的在国外已经发展几十年了，但刚刚在国兴起；有的原来就有，但目前又成为人们研究和关注的热点。 如：新儒学、西方马克思主义、新自由主义、社会主义、第三条道路、后现代主义等等。 2.哲学社会科学的新方法 有哲学社会科学新方法所引起的哲学社会科学的进步、革命。 如由系统科学方法论所引起的对哲学社会科学的新认识、新解释。 系统科学、信息科学、控制论、自组织理论、耗散结构理论、博弈理论的基本原理、基本方法在哲学社会科学领域中的应用，引起革命性的变革。 3.哲学社会科学的新观点 哲学社会科学的新观点是最近人们在学术研究中提出的一些新的观点、畴。 如：马克思主义中国化时代化大众化、科学发展观、提高党的建设的科学化水平、以人为本、人的自由全面发展、构建社会主义和谐社会、社会主义核心价值体系建设、生态文明、中国公民社会建设，等等。 4.哲学社会科学的新视野
中药中多糖成分的研究状况与进展 陈林伟南京中医药大学研究生院 关键词: 多糖结构提取分离纯化药理作用现状与展望 多糖又称多聚糖(polysaccharide),是一类天然具有多种生理活性的高分子化合物。由于膜的化学功能,免疫物质的化学研究与发展以及新药物资源的寻找与研究等,一直在药物有效成分的提取分离过程中作为杂质除去的多糖类,被发现在生物体中的作用不仅是作为能量资源或结构材料,更重要的参与了生命现象中细胞的各种活动[1],具有多种多样的生物学功能,因此糖的研究开始逐步活跃起来。研究对象包括真菌类、地衣类、植物、花粉,范围涉及多糖的分离纯化、结构分析、理化性质、免疫学、药理学以及治疗应用等。多糖作为生物效应调节剂,主要影响网状内皮系统、巨噬细胞、淋巴细胞、白细胞以及RNA、DNA、蛋白质的合成,cAMP和cGMP的含量、抗体的生成、补体的形成以及干扰素的诱生,还具有抗肿瘤、抗炎、抗凝血、抗病毒、抗放射、降血糖、降血脂等活性[2]。其中,一些分子量在几千以上,具有很强生物活性的活性多糖的研究受到日益重视,它们的生理活性、化学结构以及构效关系成为多糖研究的前沿阵地,取得了很大的进展[3]。大量的药理和临床研究表明,多糖类化合物是一种免疫调节剂,它能激活免疫细胞,提高机体的免疫功,而对正常细胞没有毒副作用,这类多糖没有细胞毒性而且药物质量通过化学手段容易控制,已经成为当今新药的发展方向之[4]。 1多糖的结构分类 多糖的结构分类沿用了对蛋白质和核酸的分析方法,单糖是糖类的组成单元,单糖之间脱水形成糖苷键,并以糖苷键线性或分枝连接成寡糖和多糖。一般将少于20个糖基的糖链称为寡糖,多于20个糖基的糖链称为多糖。寡糖和多糖的结构也可分为一级、二级、三级和四级结构[5]。 1.1一级结构 多糖的一级结构包括糖基的组成、糖基排列顺序、相邻糖基的连接方式、异头物构型以及糖链有无分支、分支的位置与长短等。与蛋白质和核酸相比,糖的一级结构非常复杂。例如,两种氨基酸只能构成一种二肽,而两种相同单糖能结合形成11种不同的二糖;另外,通过硫酸化、乙酰化、磷酸化、甲基化等衍生形式还可形成糖衍生物。最简单的多糖由相同的单糖残基以相同的键型连接形成线性链,比如直链淀粉是以麦芽糖作为结构单位的1,4键合的D-吡喃葡萄聚糖。 1.2二级结构 多糖的二级结构指多糖骨架链间以氢键结合所形成的各种聚合体,只关系到多糖分子中主链的构象,不涉及侧链的空间排布[6]。在多糖链中,糖环的几何形状几乎是硬性的,各个单糖残基绕糖苷键旋转而相对定位,可决定多糖的整体构象。通常糖苷键有两个可旋转的主链二面角:U(H1-C1-O1-C糖配基),W(C1-O1-C糖配基-H糖配基),两个单糖若为1→6连接,则还有第三个可旋转的二面角X(O6-C6-C5-O5),解决寡糖构象的关键在于确定U、W、X的取值。但是,它们的取值受相邻糖环之间的空间阻碍和相邻糖残基间的非共价键相互作用的严格限制。因此,多糖的二级结构形式主要依赖一级结构的排步[7]。 1.3三级和四级结构 多糖链一级结构的重复顺序,由于糖单位的羟基、羧基、氨基以及硫酸基之间的非共价相互作用,导致有序的二级结构空间有规则而粗大的构象,即是多糖链的三级结构[8]。 多糖的四级结构指多聚链间非共价链结合形成的聚集体。多糖链的聚集作用可在相同的分子间进行(如纤维素链间的氢键相互作用),也可在不同的多糖链间进行(如黄杆菌聚糖的
分子生态学 班级:生物科学111班姓名:李江学号:1303110115 摘要:介绍分子生态学这个新学科的历史发展，基本内容，研究现状，及发展前景。综合国内外最近几年在动植物自然种群的分子研究，介绍国际分子生态学的发展历史和在各个领域的进展。简单介绍分子生态学的基本研究技术。 1、分子生态学发展简介： 从20世纪50年代，淀粉凝胶电泳技术和蛋白质组织化学染色法的发明；到20世纪60年代，分子进化的中性理论的提出以及限制性内切酶的发现；再到20世纪70年代，DNA转膜杂交技术的建立和DNA序列分析技术的发现；最后到20世纪末DNA聚合酶链式反应(PCR)的发明和热稳定DNA聚合酶的发现。这一系列分子生物学技术的革命与发展为分子生态学的产生奠定了基础。 1976 年，由 AviseLansman 等，第1次将 mtDNA 的分析方法应用于自然种群的研究，被看作是分子生态学的首次工作。在随后的几十年里，无论是在基础理论还是在应用技术方面均取得了突飞猛进的发展。 1992年，英国生态学会主办的国际性杂志分子生态学 ( Molecular ecology) 的创刊成为分子生态学诞生的主要标志。 2、分子生态学概念： 对这一新学科的准确定义存在较多争议，而目前较为一致的看法是:分子生态学是生态学的微观研究层次与领域，它利用分子生物学原理方法和技术，来研究生命系统与环境系统相互作用的机理及其分子机制的科学，从分子水平探讨生物与环境的关系[1]。 3、分子生态学基础理论： 3.1分子进化的中性理论：分子水平上的绝大多数突变是选择上中性的，因为它们在进化中的命运是由随机遗传漂变，而不是由自然选择所决定的。中性理论对分子生态学的研究具有指导意义。 3.2哈德-温伯格原理：在满足生物进行有性繁殖且随机交配、等位基因在雌雄两性中随机分布、种群足够大(理论上可视为无穷大)、世代没有重叠、没有自然选择、突变和迁移的假设条件的前提下，不管群体的初始基因型频率如何，经过一代的随机交配，等位基因频率和基因型频率将达到平衡，即在以后的世代中保持不变。
我国GIS发展的重要成就 回顾GIS发展的历程，我国广大科学技术人员做出了巨大的贡献，取得了许多具有标志性的成果。 一、理论探讨与方法研究 近些年来，中国学者对GIS空间数据模型及建模方法进行了较为深入研究，在面向对象空间数据模型、三维空间数据模型、时空数据模型、多尺度空间数据模型等方面均取得了一批研究成果。在国家自然科学基金会和香港研究基金会的持续资助下，中国学者针对数字地表模型多维动态构建这一国际学术前沿问题，以地理空间实体及相互间关系的抽象与表达为主线，研究了地表空间铺盖、地物空间关系理论、数字地形精度、多维动态空间数据建模、多尺度表达等基本问题， 在过去的15年中,中国学者针对空间数据与空间分析的不确定性这一国际学术前沿，以不确定性的产生机制、空间分布规律、表达理论模型、传播机理和质量控制理论为主线，全面、系统研究了该领域的5个核心基础理论：位置不确定性、属性不确定性、空间关系不确定性、空间分析不确定性、质量控制。中国学者提出了空间数据与空间分析的不确定性原理。在位置不确定性方面,提出了一系列新的线状要素误差带理论。 空间数据的不可重复性、空间相关性和空间异质性导致了空间分析方法成为有别于经典统计学的独特理论。针对空间分析理论这一国际科学前沿，中国学者在空间抽样和统计推断技术、空间数据分析方法、地理系统建模、空间运筹等方面研究取得显著成果。这些成果被国内外同行广泛引用，被国际经典专著整体引用，被全国传染病预警系统和国务院应急平台采纳和运行。 近年来，我国学者在GIS地理模拟的前沿方向进行了深入研究，在地理元胞自动机（CA）和多智能体的研究方面取得了一系列成果。最早在国际上开展CA的模拟规则的自动获取研究，解决了模型参数纠正的难题；提出了基于规划的CA模型，形成了情景分析的强有力工具，为区域土地资源的优化利用提供决策依据；利用高维特征空间的投影，解决了转换规则的非线性边界问题；首次把智能化方法引进CA模拟中，使得模拟具有自适应的能力，满足资源环境和社会经济要素复杂多变下的空间模拟和优化的需求；提出了GIS空间数据库中获取多智能体行为规则的方法；在国际上较早开展地理模拟的平行算法研究，解决了地理模拟涉及海量空间数据的瓶颈问题；最早开展CA模拟的不确定性研究，发现了模拟不确定性的时空分异规律；首次提出了“地理模拟系统”的框架体系，以弥补地理信息系统的模拟功能不足。前者是应用于过程分析，后者用于一般的空间信息管理和分析。我国学者在IJGIS等刊物发表了大量的地理CA和多智能体的国际论文，所发表的有关论文和被引用数量已经位居国际前列。 地学信息图谱是陈述彭院士提出的以地球空间信息认知理论为基础，以遥感、地理信息系统、网络通信、虚拟现实、计算机制图技术为支撑发展起来的一种时空复合分析方法。我国学者提出了地学信息图谱的概念、框架和模式、方法、三维表达和虚拟重组方法等。地学图谱主要是运用图形语言进行时间与空间的综合表达与分析。图(CartoorGraph)通常用于表述空间分布或空间分析；谱(Diagram)一般用于展示时态序列的变化过程。地学信息图谱是计算机化的图谱，是按照一定指标递变规律或分类规律排列的一组能够反映地球科学时空信息规律的数字地图、图表、曲线或图像；是形、数、理的有机结合，是利用形与数来推知理、表达理的技术体系。它不仅要研究地球信息的表达表现形式，信息获取、分析、分解、综合和解译的数理解析方法，信息的发生、传输、认知的机理机制，还要研究上述表现形式、数理解析方法和机理机制之间的关系。 二、国产地理信息系统软件平台
2020年专业技术人员公需科目《当代科学技术前沿 知识》试题与答案 一、单项选择题（共20题，共40分） 1. 信息材料旨在实现信息的产生、发射、传输、接收、获取、存储和显示等功能使用，下列属于信息材料的是() A.第三代半导体材料 B.超大容量信息存储材料 C.先进磁性材料 D.激光晶体 参考答案 答案：ABC 2. 目前，以疫苗为主的生物治疗目前在全球迅速发展，下列哪些属于以疫苗为主的生物治疗()。 A、T细胞激活与调节 B、树突状细胞疫苗 C、溶癌病毒治疗 D、T细胞过继转移 参考答案 答案：ABCD 3. ( ) 指的是利用量子叠加或量子纠缠来获得更高灵敏度和分辨率的新型传感器。 A、生物传感器 B、位移传感器
C、红外传感器 D、量子传感器 参考答案 答案：D 4. 量子材料指的是由于其自身电子遵循的量子力学规律而产生奇异物理特性的材料，下列不属于量子材料的是( )。 A.石墨烯 B.铜氧化物高温超导体 C.铁基超导体 D.锂离子电池 参考答案 答案：D 5. 2009年，科技部、中共中央组织部、工业和信息化部三部委联合启动国家 农村农业信息化示范省建设工作。以下哪个省市未被列入先期示范工作中：()。 A、山东 B、湖南 C、江苏 D、安徽 参考答案 答案：C 6. 目前，全球固体废物领域技术创新最为活跃的国家是以下哪个国家：()。 A、美国 B、德国
C、日本 D、中国 参考答案 答案：D 7. ()有望成为继药物治疗、手术治疗后的第三种疾病治疗途径。 A、精准医学 B、再生医学 C、预防医学 D、康复医学 参考答案 答案：B 8. 关于重大慢性病的说法，不正确的是（)。 A.重大慢性病多为终身性疾病，很难根治 B.并发症危害大，疾病后期的致死致残率高 C.对人类健康和发展造成了极大的负面影响 D.不会造成经济损失 参考答案 答案：D 9. 深海生物资源主要是指生活在海洋大陆坡和洋底水深( )之间，具有开发利用价值的生物。 A.小于200米 B.200~3000米 C.3000～5000米
科技哲学的前沿与发展趋势- 引言 现状下，对于科技哲学的研究，重点放在了科学技术方面，与此同时科学哲学与自然哲学，则属于科技哲学研究过程中的延伸部分[1]。科技哲学相关联的问题很多，并且具有较强的针对性，能够对人们的思维方式以及生活方式产生极大的影响。科技哲学如果能够对知识结构创新的问题进行深入研究，那么将会使科技哲学所研究的领域范围进一步扩充，从而对社会经济的发展带来有利的推进作用。鉴于此，本课题对科技哲学的前沿与发展趋势进行分析与探究具有较为深远的重要意义。 1 科技哲学的前沿分析 1.1 思想流派纷呈方面 科学文化哲学在现代西方文化科技中的研究中占据重要位置，例如女权主义以及后殖民主义便是耳熟能详的哲学文化，并且这些哲学文化有助于人类文明的进步。进入二十一世纪，在自然科学范畴当中，人文社会科学逐渐渗透进来，虽然女性主义在科学界所维持的时间较为短暂，但是从认为社会科学的角度分析，可以看出它从独特的视角很好地对主体科学进行了理性的批判[2]。与此同时，还构思了有关女性主义科学的一些假想及实践。对于哲学研究来说，显然不仅仅局限在上述所论述的内容当中，还涵盖了政治、文化、科学以及技术等，这些均会对我国科技哲学产生尤为深远的影响。 1.2 意识形态批判方面 对于科学文化哲学来说，里面所研究的学科及内容诸多。我们知道学科之间是存在一定程度上的差异性的，进一步便会呈
现科学划界等呈现上的问题。以所发布的学术为依据，可以看出科学文化哲学意识形态是存在批判这一特质的。通过批判便能够认识问题的存在，从而剖析问题的根本，为解决问题提供有效依据，这显然也是科技哲学值得深入研究的关键优势一致。结合近年来在各大学术权威网站所发表的文章来看，基于科学文化哲学中有关于意识形态批判的文章占了3.6%[3]。从学术分支广泛的层面分析，这一数据很好地说明了现状下在科学文化哲学中意识形态占据有利地位。对于哲学文化批判讨论来说，其前沿问题主要体现在两大方面，其一是科学，其二是人文。因此，科学主义与人文主义两者之间所存在的相关性成为了诸多学者所研究的对象。有学者经研究表明：在人文与科技哲学两者充分融合的前提下，才能够使哲学科技充分有效地发展起来，进一步使科学文化哲学在促进人类发展过程中的作用充分有效地展现出来。 1.3 科技哲学的热点问题分析 对于未知世界，吸引了大批学者进行探索，并且在探索过程中通常带有极为强烈的哲学思辨色彩。这是由于未知的不可预知性，在事实缺乏有效证据的前提下，哲学思辨便发挥了一定的作用。恩格斯说过：历史在发展演变过程中的不同时期所呈现出来的丰富经验能够对自然科学的研究起到极大的帮助[4]。这说明了，自然科学的研究需要依赖于历史，并将历史作为自然科学理论在构建方面的重要参考凭据。在哲学学术界，科技哲学对人类命运的关注属于一大热点问题。比如二十世纪七十年代引起重点关注的年里约会议中所表法的有关保护全球黄金的国家元首宣言。世界各国均将此问题称为21世纪议程，并且该问题引起了世界各国的充分重视。 2 科技哲学的发展趋势探究
学科前沿专题 专业：机械电子工程姓名：刘洪民 学号：22
一、阐述机械制造业的变革及挑战。 机械制造业作为一个传统的领域已经发展了很多年，积累了不少理论和实践经验，但随着社会的发展，人们的生活水平日益提高，各个方面的个性化需求越加强烈。作为已经深入到各行各业并已成为基础工业的机械制造业面临着严峻的挑战。机械制造技术的发展趋势可以概括为：（1）机械制造自动化。（2）精密工程。（3）传统加工方法的改进与非传统加工方法的发展。 下面对自动化技术给予论述和展望。 机械制造自动化技术始终是机械制造中最活跃的一个研究领域。也是制造企业提高生产率和赢得市场竞争的主要手段。机械制造自动化技术自本世纪20年代出现以来，经历了三个阶段，即刚性自动化、柔性自动化和综合自动化。综合自动化常常与计算机辅助制造、计算集成制造等概念相联系，它是制造技术、控制技术、现代管理技术和信息技术的综合，旨在全面提高制造企业的劳动生产率和对市场的响应速度。 一、集成化 计算机集成制造（CIMS）被认为是21世纪制造企业的主要生产方式。CIMS 作为一个由若干个相互联系的部分（分系统）组成，通常可划分为5部分：1．工程技术信息分系统 包括计算机辅助设计（CAD），计算机辅助工程分析（CAE），计算机辅助工艺过程设计（CAPP），计算机辅助工装设计（CATD）数控程序编制（NCP）等。 2．管理信息分系统（MIS） 包括经营管理（BM），生产管理（PM），物料管理（MM），人事管理（LM），财务管理（FM）等。 3．制造自动化分系统（MAS） 包括各种自动化设备和系统，如计算机数控（CNC），加工中心（MC），柔性制造单元（FMS），工业机器人（Robot），自动装配（AA）等。 4．质量信息分系统 包括计算机辅助检测（CAI），计算机辅助测试（CAT），计算机辅助质量控制（CAQC），三坐标测量机（CMM）等。 5．计算机网络和数据库分系统（Network & DB） 它是一个支持系统，用于将上述几个分系统联系起来，以实现各分系统的集成。 二、智能化 智能制造系统可被理解为由智能机械和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，该系统在制造过程中能进行智能活动，如分析、推理、判断、构思、决策等。 在智能系统中，“智能”主要体现在系统具有极好的“软”特性（适应性和友好性）。在设计和制造过程中，采用模块化方法，使之具有较大的柔性；对于人，智能制造强调安全性和友好性；对于环境，要求作到无污染，省能源和资源充分回收；对于社会，提倡合理协作与竞争。 三、敏捷化 敏捷制造是以竞争力和信誉度为基础，选择合作者组成虚拟公司，分工合作，为同一目标共同努力来增强整体竞争能力，对用户需求作出快速反应，以满足用户的需要。为了达到快速应变能力，虚拟企业的建立是关键技术，其核心是虚拟制造技术，即敏捷制造是以虚拟制造技术为基础的。敏捷制造是现代集成制造系
?一、当代地理科学研究的前沿领域 1．全球变化及其区域响应研究 2．陆地表层过程和格局的综合研究 3．自然资源保障和生态环境建设研究 4．区域可持续发展及人地系统的机理和调控研究 5．地球信息科学、技术和“数字地球”研究 ?1．全球变化及其区域响应研究 全球变化研究是20世纪80年代国际学术界为迎接人类所面临的资源、环境和发展问题而设计和实施的研究计划，是人类历史上最为庞大的超级科学计划。研究学科涵盖大气、海洋、地理、地质、地球物理、环境、生物、生态、能源、人口、经济等诸多学科，研究人员涉及自然科学界和社会科学界的科学家以及政府和企业界的管理人员，研究方法强调学科的交叉和理论的集成，并将地球系统科学作为其研究的新方法。全球变化研究目前由世界气候研究计划(WCRP)、国际地圈生物圈计划(IGBP)、全球环境变化人文因素计划(IHDP)、生物多样性计划(DIVER SITAS)等4个正在执行的研究计划组成，每个计划包含有一系列核心计划和交叉计划。为保障各项计划的顺利进行，相应地设计了一系列数据观测与采集系统作为技术支撑，主要有：地球观测系统(EOS)、全球气候观测系统(GCOS)、全球海洋观测系统(GOOS)、全球陆地观测系统(GTOS)、全球环境监测系统(GEMS)、全球环境调查系统(GOES)等。 全球变化研究在过去、现在和未来，都是地理学的重要研究领域，在国际地圈生物圈计划和国际全球变化人文因素的推动下，不断开拓新的研究领域。全球变化及其区域响应涉及古地理环境演变、土地利用和土地覆被变化、减轻自然灾害、典型区域环境定位研究以及全球环境变化的对策等众多领域。我国的青藏高原、黄土高原
生药学发展前沿 姓名：努尔阿米那·阿不都哈力克班级：2016科研2班 学号：107602160109
生药学发展前沿 前言 一、我国生药学如何发展生药学产生于欧洲，传入日本，引入中国。生药学的产生与西方医学的环境及当时的科技水平是紧密联系的，所以一开始以西药的原料药为主进行研究；当传入日本后，由于日本早期从中国引入了大量的中医药，他们就将生药学与中药结合而取得了发展；生药学被我国引入后，很快就深深地扎根于我国中药学沃土之中，并不断发展壮大，成为颇具特色的世界药学领域的奇葩。[1] 二、生药学的发展特点和教学新要求生药学的产生发展经历3个阶段。①古代生药学时期(19世纪初以前)；②近代生药学时期 (1815—1930)；⑧现代生药学时期(20世纪30年代至20世纪90年代末)。近代生药学传人我国后，就紧密联系中医药理论体系，形成了一门技术和理论都相当完善且具有鲜明中国特色的应用学科。人类回归自然和现代生命科学的兴起，使我国生药学有着广阔的前景，并进入“自然生药学时期”[2]。 三、常用生药的研究进展在教学中的及时补充随着生药学科的发展，不少学者对品种确切、疗效稳定的常用生药进行深入的研究，并取得可喜的成果，特别对于化学成分的分离和药理作用等方面的研究，为研创具有自主产权的抗肿瘤、抗衰老等方面的新药奠定基础。如甘草及其地上部分中，除甘草皂苷外，黄酮类成分也是重要的有效成分，其对肿瘤、胃溃疡、肝损害、病原微生物以及对酶等方面的药理作用已得到证实“；姜黄属常用生药，主要成分为挥发油和姜黄素类，其姜黄素的抗肿瘤研究已成为国内外研究的热点“；远志主要成分是远志皂苷，但寡糖酯类成分是远志及远志科其他植物中存在的独特化学成分，可能成为抗老化和脑保护新药开发的先导化合物o；[3] 四、目前临床和中成药生产中使用的常用和少常用中药材1000余种，已有200种实现人工种植，大宗中药材如黄芪、红花、党参、三七等基本实现人工种植，但仍有多数品种完全或部分依靠野生资源，进行中药资源调查，仍是实现中药资源可持续利用的重要研究内容，同时对中药资源的保护也有重要意义。对于中药资源，我国政府于上世纪60年代和80年代先后进行了两次大规模的全国范围的系统调查，基本上了解了我国药用植物的种类和常用中药材的蕴藏量和产量，为我国中药资源的规划和可持续开发利用提供了科学依据。[4]但从上次资源调查至今已过去近20年，这20年里我国经济得到飞速发展，同时资源也遭到过度的开发或严重的破坏，很多药用植物的生长地已被开发或生长环境遭到严重破坏，从而使这些药用植物绝迹或面临濒危，如肉苁蓉、重楼、剑叶龙血树等植物的野生资源就是在近20年濒临枯竭的，因此，再次进行药用植物资源调查已迫在眉睫。中药资源调查研究的主要内容包括阐明药用资源的种类、分布、气候特点、生态环境、蕴藏量、产量和可持续开发量等，为药用植物的栽培、可持续利用和资源保护提供科学依据。在60年代和80年代进行的资源调查，基本上靠发动各地药材公司和教学、科研单位进行系统的实地调查和样方分析而
土木工程发展前景 07工程管理张清0704060365 南京理工大学泰州科技学院土木 摘要：目前我们的土木工程变为好多的系统专业，系统专业的改进和渐渐的单一精确是我们适应与世界发展的必要，可是依据现在的世界人口是我们是人才和技术的竞争，转而想一下，要是再过几个世纪人口逐渐的减少，我们的专业是不是还是很手欢迎呢！也许有人会说：“那个时候我们是要限量的口子制人口的。”或是我们可以把我们的知识放在电脑里存放啊！美曰：时代的前进和我们的命运是否由自己来安排。我们的土木工程专业有几人可以认的是什么？有几人可以说出是什么？ 关键词：发展历史前景新技术 Abstract: at present, our system of civil engineering specialty, to a lot of improvement and professional gradually to the single accurate is our world and the necessary, but according to the development of the world's population is now our talents and technology is the competition, to think about, if again after centuries of population, we are still very popular professional hand! Maybe someone will say: "that we want to measure to control population." cut Or we can put our knowledge on the computer! Beauty: advanced and our destiny is by himself to arrange. Our civil engineering specialty several people can recognize what? Some people can say what it is? Keywords: new technology development history prospects 土木工程发展历史 要了解土木工程的前景，我们先来看看土木工程的发展历史，他已经有悠远的历史了，总的来说分为三个阶段。 人们在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料从事营造活动，后来出现了砖和瓦这种人工建筑材料，使人类第一次冲破了天然建筑材料的束缚。中国在公元前十一世纪的西周初期制造出瓦。最早的砖出现在公元前五世纪至公元前三世纪战国时的墓室中。砖和瓦具有比土更优越的力学性能，可以就地取材，而又易于加工制作。 砖和瓦的出现使人们开始广泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技术得到了飞速的发展。直至18～ 19世纪，在长达两千多年时间里，砖和
【前沿科技】改变未来的十大前沿科技！！ 大家都在说在科技日新月异的今天，任何我们觉得不可能的事物，都有可能变成现实。但如何使思想落地呢？落地的感觉是简单、轻松的，最好的状态。大家也都在说就像一百年前，当时的人们无法想象到如今繁荣的互联网一样。但怎样才能很落地地想到20年、30年、50年乃至100年后呢？如此，当属就幸福了，从容了，有信心了。 目前可粗粗看到的，在智能制造的大趋势下，新的科技会让人们的生活方式彻底改头换面，大踏步迈向另一个新纪元。但现在，仍不断地涌现出新的令人兴奋的新科技层出不穷，它们似乎也正在改变着我们的世界，改善着我们的生活。但如何认识其总规律呢？ 1.人工智能，人制造的机器可能比人本身先开悟为什么人工智能是目前科技界的努力方向？事实之一，在这个正常社交越来越被忽略的年代，能够与人类互动，能解读人类情感的社交机器人变得受欢迎。据悉，今年6月软银公司开发的Pepper社交机器人上市时，1000台Pepper 在一分钟内就被抢购一空。事实之二，据国际专家小组报道，到2030年，专业化的人工智能应用将日益普遍和更加实用，有利于经济发展和生活质量提升。这是一个为期100年的人工智能影响研究项目产生的第一项研究成果。
现在也有人工智能被应用到我们生活的成功案例，例如最近谷歌的AlphaGo刷遍了社交网络，风头一时无两，也将大家对人工智能（Artificial Intelligence，缩写AI) 的讨论推上了风口浪尖。趋势是，自然语言处理和社会认知算法的共同提升，再加上前所未有的丰富数据，很快就会让智能数字助理服务一个人生活的方方面面，例如管理财务和健康状况，甚至帮他挑选要穿的衣服。这些都是在十年前不存在甚至很难想象到的职业。智能是人类的智能，它需要延伸，无限延伸，没有解决不了的问题，只有暂时提高不到一定程度的智能。机器可能会比人先开悟，也就是说人靠工具开悟也不算丢人类的脸。智能首先是哲学问题。 2.无人机和飞行汽车，物质延伸也是非常令人神往的 插上翅膀从来就是人的梦想。无人机最初的出现是为了运用于军事技术，现如今却也广泛运用于消费和商业的各个领域。例如，无人机如今被应用于电力巡检、新闻报道、桥梁、自然灾害后的地形勘察，以及其他一些令人眼前一亮的应用，比如打击非法狩猎等。目前，Amazon 和谷歌正在研发可以用于日常家居的无人机。初创公司Zioline 的无人机可以运送医疗供给到陆运很难抵达的偏远乡村。此外，新的一轮初创公司正致力于研究出出会飞的汽车。The Terrafugia这部能飞的汽车日前进行了首次公开试飞，并在空中翱翔了20分钟后顺利着陆。虽然无人驾驶车目
北京理工大学 学科前沿与发展动态总结报告--反引力装置 班级01211101 学号1120110094 彭维康 2012/2/12 Sunday
总结报告--反引力装置 这是一个很尴尬的选题，因为反引力装置至今还未官方公认其存在性，而且其相关反引力技术也未获得科学界的大致认同。但是由于自身长期的向往，以及较浓的兴趣，所以选此题来做本科的总结报告，所写的一些相关事多为真实发生过的，但描述的相关技术以及猜想多为网上捕风捉影而来，并加以自己的理解。 反引力装置应该可以归为一种动力装置，它是一种特殊的动力装置，还处于构想阶段，世界上貌似没有一套官方公布的以及众人认可的反引力装置，其理论也受到传统科学的质疑，而且在20世纪九十年代，“反引力”是一禁忌概念，1992年，芬兰坦佩雷技术大学的波德克列特诺夫就因描述了被置于高速旋转的超导体上的物体如何失去将近2%的重量而被学校开除。 在小学的时候，看奥特曼里面，就有基地漂浮在空中的，而且还有一集说到基地的动力装置——引力排斥装置受到破坏，其引力排斥装置就是反引力装置，当时这种动力装置给我留下了深刻印象，再加上后来对飞行器的热爱，我报了北理的飞行器动力工程专业。 发动机是飞行器的心脏，人类社会在信息时代停留的时间也不过几十年，虽然看现今社会是多么的发达，城市是多么的繁华，但是人类的科学技术水平还不是很高，比如说火箭升空，原理很简单，但是现在还有一些国家没有掌握火箭运载技术。如今大多数人质疑反引力的可能性，正如当初人们质疑莱特兄弟制造的第一架飞机能否飞起来大同小异，人类的认知尚且有限，我认为反引力并非不能实现，只是它所需的技术已经超出了我们目前的认知，对于反引力的存在可以抱有质疑，但是不应如同波德克列特诺夫那样遭到打压。
一 地球表层各种自然现象和人文现象以及它们之间相互关系和区域分异 二 地球科学传统——强调自然要素在地球表层的相互作用； 区位传统——强调人类活动在地球表面的空间组织； 人地关系传统——强调人类活动与自然环境的相互作用； 区域传统——是第二和第三个传统在特定区域的结合。 三 （1）空间表达（2）认识自然系统与过程（3）认识人文系统与过程（4）认识环境演变与污染过程（5）认识地方与区域 四 可持续发展是既满足当代人的需求，而又不危及后代人满足其需求的发展。它是一个综合概念，其内涵包括生态持续发展、经济持续发展和社会持续发展三个方面，生态持续发展是基础，经济持续发展是条件，社会持续发展是目的。 五 地理学的基本理论包括地域分异理论、空间结构和组织理论及人地互动理论等。地域分异理论鉴别、表达和解释地理要素在区域分布上的差异性以及要素之间的因果关系，是地理分析的基础；空间结构和组织理论把多个要素的地域分异在不同的空间尺度上组织起来，运用空间分析的方法解释这些要素在一定区域乃至全球尺度上的相互作用及其变化过程；人地互动理论包含了地理学家关于人类对地球的适应性、改变以及地球的反馈等方面的研究。 六 七 (主要由人类活动引起的)可能改变地球系统生命支撑能力的全球性环境变化。 冰川退缩：高山生态系统对全球变暖十分敏感，一些冰川出现减少或退缩现象，如天山乌鲁木齐河源1号冰川、乞里马扎罗山。 湖泊水位下降与面积萎缩：青海湖近百年来水文下降了约12米。 世界多个国家水资源进一步短缺，由丰水国转向缺水国。 海平面上升50 cm将使受灾(淹没和风暴潮)人口增加到9200万；上升100cm，受灾人口将达到11800万(没有考虑人口增长的因素)。 作物产量：中高纬地区为正效应，低纬地区为负效应；产量变化的区域差异较大；因CO2的肥料效应，某些国家和地区初期增产，而后期由于高温胁迫而减产。对中国全国平均水平来讲气候变化对作物产量的影响是正效应。