空间认知研究及其在航空航天领域中的应用
田志强
人类对周围环境的认知是通过感觉器官接收刺激,经由中枢神经系统将大量的信息综合、分类、加工,从而形成各种知觉、思维、意识和情感。地面上,依靠地平线和参照物体的高度、明暗度、遮挡等就可以来判断要识别物体的大小、相对位置及运动情况。飞行中,各种仪表和舷窗外视景帮助飞行员判断飞机的位置。在地貌与天空的颜色及亮度差别很大时,即使出现应激,飞行员易作出反应;当在大海与天空间昼飞或夜航时,舷窗外参考线索太少,若倒飞时间过长,飞行员会忘记自身状态,产生飞行错觉,即使仪表显示高度的变化,他仍然坚信自己的感觉,直至飞机贴近海面。沿轨道飞行的航天器,舱外是漆黑的太空,外界可依赖的视觉信息更少,舱内航天员依靠仪表指示来判断飞船的姿态,执行出舱活动时,空间认知能力就显得格外重要了。Bolstad等人(1987)的技术报告中谈到了/认知地图0在飞船人P机通信中的重要性: /从飞船结构上,在所有的通道和工作部位设计和布置一些明显的特征和标志,这样航天员在其间穿行时,很快就能形成一个心理地图并明白身处何处0[1]。许多航天员在太空作业时,普遍存在着空间定向障碍和信息缺乏的感觉,这种症状在返回地面后不久就自行消失。所以对飞行员和航天员进行空间认知能力的选拔与训练是很有必要的。
空间认知是指人们对物理空间或心理空间三维物体的大小、形状、方位和距离的信息加工过程。如今认知工效学界对空间认知的研究以视觉通道为主,分为:心理空间视觉和物理空间
田志强.航天医学工程研究所,北京100094
本文于1998-02-12收到,1998-05-04修回视觉[2,6,9,17,18]。心理空间视觉是指心理表象、心理扫描和心理旋转等信息加工过程。这方面的研究国外在70年代初就已经开始,经过几十年的发展,在继续分析其基本特征和生理机制的同时,也注重了向实际应用接轨;物理空间视觉方面继续研究影响三维物体认知的客观因素和深度视觉的神经生理学基础,并且研究的工具越来越先进,分析方法越来越精致,研究成果业已运用到了工业设计当中。
一般认为,空间认知能力包括准确知觉外界的能力、对知觉到的客体进行改造和修正的能力以及重建视觉经验的能力。具体体现为视空间定向、空间旋转、空间关系和视觉形状重构等诸要素,其核心是视觉空间表象能力[2]。人的空间认知能力是有个体差异的,在一定程度上可以通过适当地训练提高。并且视觉空间能力是从事飞行职业所必备的,与飞行能力紧密相关。
本文综述了国外空间认知的早期研究;分析空间认知的生理机制和影响因素;及其在航空、航天中的应用;并分析了国内航空、航天领域空间认知研究有待开展的几个方面的工作。
空间认知的早期研究
在空间认知的早期研究中包括了许多心理学的基础性研究。
认知地图(cognitive map)实验认知地图是指在知觉经验基础上形成的关于空间环境的表象,这个概念是Tolman根据白鼠迷津实验的结果提出来的。Tolman认为动物的迷津学习不是通过练习和强化而习得一系列反应,而是认知迷津终点即目的地的位置和空间线索,
第11卷第6期航天医学与医学工程Vol.11N o.6 1998年12月Space M edicine&M edical Engineer ing Dec.1998
这种空间关系的表象犹如地图可引导动物完成空间作业[3]。国外在飞船舱内布局设计中已将此概念用于航天员的环境学习活动。
心理旋转(mental rotation)实验这是Shepard与其同事在70年代初开展的研究。这项研究的方法与其取得的结果对后来的表象研究产生了巨大的影响。实验用速视器给被试者成对地呈现三维立体图形,两个图形间的关系有三种:平面对,立体对和镜面对。实验记录被试者完成两个图形异同判断的反应时。Shep-ard指出,被试对两个图形做比较时,是在头脑中将一个图形转动到另一个图形的方位上来,然后依据转动后的匹配情况做出判断。Shep-ard的实验确认了人存在心理旋转的事实,且第一次实验证明了它具有渐进性和空间性的特点[4]。
心理扫描(mental scanning)实验心理扫描是Kosslyn及其同事在70年代初对表象的一系列实验研究。他们认为视觉表象中的客体同样也有大小、方位和位置等空间特性,也是可以被扫描的。从这个观点出发,他们在实验里要求被试构成一个视觉表象并加以审视,如同利用内部的眼睛来扫描,以确定其中客体或其空间特性。实验结果表明,被表象的物体的距离、大小及复杂性与反应时之间有着系统的关系[4]。
身体姿态实验十九世纪末Anbert发现,身体姿势不仅对垂直、水平判断有影响,而且对距离和大小的判断也有影响[5]。Witkin和Asch(1948)对垂直与水平判断作了较系统地研究。他们的实验要求被试在一可倾斜的座椅上,调节一可左右倾斜的小屋内的直棒成水平或垂直状态。结果:当身体姿势正常而小屋倾斜时,被试调节的直棒方位偏向小屋的倾斜方向。这说明垂直和水平的判断主要以视野为依据[6]。荆其诚等(1963)研究了不同观察姿势对大小知觉恒常性的影响。与正常姿势相比,俯视和仰视时对象的知觉大小缩小比例可达1: 0.73;倒仰观察时,知觉大小缩小的更多,最大可达1:0.53.实验中所有的被试都体验到距离变远了[7]。彭瑞祥和林仲祥(1965)研究了观察者与目标物倾斜时的深度辨别。被试坐在可以旋转360b转椅上,观察Howard-Dolman深度辨别仪。当观察者与仪器沿顺(或逆)时针方向相应倾斜时,深度辨别误差与观察者身体倾斜角度呈峰形曲线[8]。
空间认知的生理机制
生理心理学界对于空间认知的生理机制进行了多层次的深入研究。由于人的视网膜是平面的,在平面视网膜的基础上产生深度知觉,必须依靠人体自身和环境提供的各种深度线索。这些线索包括:眼肌调节的线索;凭过去经验形成的单眼线索,如遮光、空气透视、结构级差和运动视差等;以及双眼视差(visual disparity)。
自然环境里观察一个物体时,由于两眼之间相距约65m m,所以两眼是从不同角度获取信息的,在左眼和右眼视网膜上,分别感受着不完全相同的刺激,形成双眼视差,这样两眼不相应部位的视觉刺激以神经冲动的形式传到大脑皮层,以尚不清楚的方式整合起来,产生一个单一的具有深度感的视觉象,便产生立体知觉。人对空间对象的立体感觉主要来自双眼视差的横向视察(querdisparation)[5]。
1970年以前,对于中枢系统在深度视觉产生机制中起何作用还是一个黑匣子问题。Blakemore和M itchell(1970)的实验发现,两眼不同侧的视网膜刺激必须有大脑两半球的共同活动才能引起双眼融合和深度知觉。两眼鼻侧视网膜的神经纤维在视交叉处交叉后进入异侧两半球皮层;而两眼视网膜颞侧的神经纤维并不交叉,它们各自进入同侧半球的大脑皮层。因此,脑割裂病人对正前方的对象既不能产生双眼融合,也不能有深度视觉。他们只对视野中一侧的刺激有深度知觉[9]。另外,Bishop和Barlow等人(1973)用微电极测量双眼皮层细胞感受野,对深度知觉的机制也有了初步的了解。他们发现,当刺激两眼视网膜相应点时,一些神经元出现双眼总合(bincular summation)放
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电现象。Barlow,Blakemore和Pettigrew除发现两眼视网膜相应点具有双眼总和作用的神经元外,还发现了另一些能对两眼视网膜和邻近的非对应点的刺激(视差刺激)产生最大的双眼总合放电现象的神经元,他们假设这是双眼视差产生深度知觉的中枢机制[10]。
实际上,我们并不意识到自己是在用两只眼睛进行观察,空间的物体似由一只眼睛知觉到的,两只眼睛的共同活动实现了一个完整的感觉器官的功能,我们把这个假象的眼睛叫做中央眼(Cyclopean eye)。这个中央眼负责知觉方向和距离,并对空间的物体进行定位。中央眼的概念对于我们理解深度视觉的物理学原理和解释立体视觉生理机制大有裨益[5]。
通过生活经验的积累,人们在反映外界三维空间时形成了一个内部的视觉表象空间体系,人们按照这个内部表象体系的空间坐标来调节自己在环境中的活动,确定所知觉物体的空间方向并在心理上对物体的空间关系进行操作。那么这个视觉表象体系的生理学机制如何呢?纽约大学的实验者(M ichel等,1993)用记录脑电的方法分析心理空间视觉的生理机制。在被试积极从事类似Shepard的心理旋转作业,实验记录安装在被试顶叶和枕叶的磁记录和电记录的平均电位。结果发现,在被试作业时,a波被阻断,且当被试搜寻最小的旋转角度去完成匹配时,阻断的时间也增长了。这证明虽然没有视觉信号的直接刺激,视皮层仍然参与表象的信息加工过程[11]。至于具体的视皮层是以怎样方式整合表象的空间信息的神经冲动还有待继续探讨。
影响空间认知的各种因素
性别Daly(1994)在其报告中提到,按空间视觉能力高低(有空间能力测试量表获得)将男、女被试排队。完成心理旋转作业后的实验结果表明,性别和技能水平上的差异是存在的,男被试的平均旋转速度快于女被试,空间视觉能力高的被试快于能力低的被试[12]。
个性因素Witkin(1977)发现,个性因素对视知觉的影响具有明显的个体差异,并因此提出了场依存性-独立性的认知方式理论[13]。张厚粲等人(1981)认为,具有场依赖特征的人,善于从环境中提取信息,周围视觉参考物对于当前的知觉和图形后效有明显影响;场独立性强的人不受或少受视觉参照物的影响,知觉和图形后效更多地为直接刺激所决定[13]。最近,施旺红(1992)的研究也发现,场依存性P独立性认知方式是视动性错觉个体差异性的一种重要影响因素,前者主要倾向于以外在场(视野线索)为参照,后者则更多地利用内在线索(自身平衡感觉)[14]。
睡眠Cian和Barravd(1992)的实验中,剥夺被试60小时睡眠,观察被试的心理表征和空间定向能力变化,结果心理表象活动随着睡眠量的减少而减慢,但记忆表象的操作无影响[15]。
身体姿势人在空间知觉中,主体只有先明确自己的状态,然后才能正确判断对象在空间的相对位置。若身体处于不正常姿势时,知觉的正常经验系统受到破坏,知觉恒常性失去作用,视网膜的物理学规律便起更大的作用。身体倾斜、俯仰和旋转都会影响到观察者的正确判断。例如,彭瑞祥和林仲贤(1965)的实验研究发现[8]。
环境因素一个空间物体的识别除了主观因素的影响之外,环境及物体本身的特点也影响人们的判断。如刺激物的大小、刺激物暴露时间、刺激物隐藏面多少、观察距离、周围参考物的亮度级差、视线分离方向(交叉与不交叉)等[16,17]。
空间认知研究
在航空航天中的应用
近20~30年来随着美国和欧洲航天计划的不断深入,国际空间科学领域的研究也广泛地开展起来。通过分析人类认识三维世界的生
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理学和心理学的机制,用空间认知的概念和计算机技术建立起来的虚拟现实(Virtual Real-i ty)系统在工业、商业、军事领域方兴未艾。航空、航天领域内虚拟现实技术在太空仪器修复训练、航天员训练、交会对接和出舱活动训练方面应用前景也十分看好[18]。因此空间认知问题逐渐成为认知心理学界和工效学界注意的焦点并非意外。目前空间表象的分析技术既是研究技能本质的前提,也成为研究认知及人的心理空间与物理空间关系的一种有效手段。从T hurstone(1983)开始,标准化的心理测量就包括检查空间能力及对空间表征编码、提取和转换能力的项目。于是,掌握经过心理编码的空间信息并使之变换的技能被视为一项主要的发展方向。
飞行员选拔空间认知能力的高低对于飞行员在应激状态下处理突发事件的灵活性很有帮助。它的高低有先天的成分,也可以通过后天的训练加以提高。这个能力的高低可以通过各种测验分和量表分获得。国外在飞行员选拔方面,已有多套量表。如:方位测试量表(Pos-i tion test),清晰度测试量表(Clearance test),专注度测试量表(Concentration test),飞行测试量表(Aircraft test)和立方体旋转测试量表(Cube Rotation test)及一套评估视觉空间能力的测验:卡片旋转测试量表(Card rotation test),心理旋转测试量表(Mental rotation test)和明尼苏达修正测试量表(M innesota paper from board test)[19,20]。
医学应用在美国Johnson航天中心,科研人员为航天员在微重力环境下训练,开发了一套仪器及相关程序,目的在于减缓航天运动病的发生。其理论依据就是如果心理旋转对于减缓在虚拟环境系统中的运动病和提高训练成绩很重要,那么How ard的Mental Rotation test 可以使得航天员对因虚拟环境系统训练所引起的运动病变得不敏感,并增加其成功操作虚拟环境系统的可能性。这套系统被期望对虚拟环境系统训练和测试有显著作用[21]。
飞行员空间能力训练空间定向障碍是飞行员飞行中经常遇到的情况。通过研究影响空间认知的主客观因素,设计出相应的软、硬件设备。加以生物反馈的方式,模拟空间障碍,训练飞行员控制错误的空间知觉,施以正确的操纵能力,降低应激水平。目前已经模拟的空间定向能力训练有:仪表视觉空间定向能力训练,海空飞行定向能力训练。国内开展较早的空间视觉的研究主要集中在飞行错觉方面。研究涉及飞行错觉调查、飞行错觉发生机理、地面与空中模拟飞行错觉、心理生理训练、前庭功能与飞行错觉和飞行错觉的鉴定、预防及治疗等[22]。我军60年代曾开展过空中模拟空间定向障碍体验训练,1989~1992年系统地开展过这方面的研究,并列入必修的飞行科目[23]。近几年来,空军航空医学研究所和第四军医大学对空间认知领域开展了部分研究。如刘宁等(1994)在他们的研究中发现飞行学院学员的飞行能力和空间认知特性有关,实验组(飞行学员)与控制组(一般军校生)在空间视觉能力上存在显著差异。实验组飞行成绩与空间视功能有着高度相关。这说明空间认知能力对于飞行学员的选拔和考核方面具有一定的预测、参考价值[2]。
航空航天领域有待开展的工作
综上所述,笔者认为国内空间认知能力的研究,可以从下几个方面开展:
(1)目前国内的飞行员选训中运用空间认知技术作为辅助工具还很少。很大部分飞行错觉的防范还靠经验上的传授和飞行中的自我体验。象国外将视觉空间能力选拔作为一项独立而重要的指标提出来还没有。所以引进并修定国外有关空间能力测量的多个成熟量表,结合我国飞行员的飞行环境、文化背景和个性特征,制定我们自己的空间能力测定量表,并尝试建立常模,应用于我国飞行员选拔工作中,很有意义。
(2)分析影响空间三维物体认知的客观因素,为航空仪表、武器装备、工业生产监控和民用设施的图像、图形的立体可视化,提供生理学
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和工效学的依据。
(3)发展虚拟现实技术,对航天员进行失重心理训练,使其建立失重环境下的空间方位感;利用虚拟座舱,训练航天员建立飞行器舱内布局、空间位置关系的认知地图。
(4)用认知神经科学的研究方法,分析空间认知中的脑机制,及空间定向障碍的神经生理机制;从根本上探讨空间认知的心理过程,研制出相关的仪器训练飞行员掌握正确的飞行操作,科学地认识定向障碍现象。
(5)与国际空间研究趋势接轨,开展微重力环境下空间认知的基础性研究和航天员的空间操作及定向能力的研究。
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中国航空航天事业的发展历程 1960年2月19日，中国自行设计制造的试验型液体燃料探空火箭首次发射成功。 中国的航天事业起步于20世纪五六十年代。一九六五年，中国第一颗人造卫星计划开始实施，尽管在特殊的时期经历了比平时更多的艰辛和困难，但经过五年多的努力拼搏，终于研制完成，星箭齐备，整装待发。一九七零年四月二十四日，长征一号运载火箭首次发射，成功地把中国第一颗人造地球卫星东方红一号送入预定轨道，揭开了中国航天活动的序幕1975年11月26日，中国首颗返回式卫星发射成功，3天后顺利返回，中国成为世界上第三个掌握卫星返回技术的国家。一九七八年底，十一届三中全会以后，航天科技工业实行了以经济建设为中心的战略转移。航天科技工业战线全力以赴，在远程运载火箭技术、固体火箭技术等一系列关键技术上取得重大突破。中国已完全依靠自己的力量研制出包含多种型号、能把各种不同用途的卫星送入近地轨道(LEO)、地球同步转移轨道(GTO)和太阳同步轨道(SSO)的长征系列火箭。在中国改革开放进程中，长征火箭于一九八五年十月开始走向国际市场，并在一九九零年四月成功地实施了第一次国际商业发射服务，把美国休斯公司制造的亚洲一号通信卫星送上太空。 1999年11月20日，中国第一艘无人试验飞船“神舟”一号试验飞船在酒泉起飞，21小时后在内蒙古中部回收场成功着陆。 中国的航天事业起步于20世纪五六十年代。一九六五年，中国第一颗人造卫星计划开始实施，尽管在特殊的时期经历了比平时更多的艰辛和困难，但经过五年多的努力拼搏，终于研制完成，星箭齐备，整装待发。一九七零年四月二十四日，长征一号运载火箭首次发射，成功地把中国第一颗人造地球卫星东方红一号送入预定轨道，揭开了中国航天活动的序幕1975年11月26日，中国首颗返回式卫星发射成功，3天后顺利返回，中国成为世界上第三个掌握卫星返回技术的国家。一九七八年底，十一届三中全会以后，航天科技工业实行了以经济建设为中心的战略转移。航天科技工业战线全力以赴，在远程运载火箭技术、固体火箭技术等一系列关键技术上取得重大突破。中国已完全依靠自己的力量研制出包含多种型号、能把各种不同用途的卫星送入近地轨道(LEO)、地球
中国航空航天事业的现状与未来 随着中国社会主义市场经济体制的初步建立和不断完善，从1956年至今，我国的航空航天事业取得了令世人瞩目的成就。航空航天事业的发展也带动了一系列科学技术的进步，其中包括天文学、地球科学、生命科学、信息科学以及能源技术、生物技术、信息技术、新材料新工艺等的研究与发展，同时各种卫星应用技术、空间加工与制造技术、空间生物技术、空间能源技术大大增强了人类认识和改造自然的能力，促进了生产力的发展。 中国政府高度重视航空航天产业的发展，将其作为国家战略性新兴产业和优先发展的高技术产业。经过艰苦努力，中国依靠自己的力量，研制并成功发射了15种类型、近50颗人造地球卫星和3艘试验飞船。如今，航空航天行业是支持整个中国的重要行业。 航天技术的直接应用为人类可持续发展开辟了更广阔的道路，不仅提高了人类生活的质量，改善了人类的生活环境，还将发挥保护人类、保护地球的重要作用。比如，卫星通信技术为现代社会提供了电话、电报、传真、数据传输、电视转播、卫星电视教育、移动通信、数据收集、救援、电子邮政、远程医疗等上百种服务，使人类生活方式发生了重要变化。而载人航天、空间站、天体探测与地外资源开发技术又为人类的未来开辟了美好的前景。航空航天事业对国家，在军事国防上讲，具有中流砥柱的地位。这也是为什么我国开展“两弹一星”工程的主要原因。拥有航天火箭发射能力，是一个国家拥有核威
慑力能力，远程核打击能力的前提条件。现代战争，是海陆空天为一体的立体复杂信息化战争。拥有制空权、制天权是战争胜利的关键所在，因此，航空航天事业的发展直接影响到国家安全和国防力量。 航天技术作为高科技前沿，其产业化依赖于整个国民经济与社会生产力的发展水平以及传统产业的支持。航天产业与传统产业之间有着相互渗透、相互促进、共同发展的关系。航天技术的发展将牵引传统产业技术水平的提高，航天技术发展过程中产生的许多新技术、新工艺、新材料和新产品，可以直接或经过二次开发后在传统产业中进行推广、应用和移植；航天技术的管理方法、通用软件、人才和设备优势也可以为传统产业借用，极大地促进传统产业的升级。 如今，中国航空航天事业面临难得的发展机遇。我们将继续以大型飞机、载人航天和探月工程、中国第二代卫星导航，以及高分辨率对地观测系统等重大专项为引领，加强航空航天与全国工业和信息化系统的顶层衔接，促进军民用技术相互转移和军民融合式发展，全面振兴航空航天事业，不断扩大国际交流与合作，与世界同行共享发展成果。未来一段时期，我国将不断推出产业发展政策，积极扶持航空航天产业的发展。
3·1空间认知的3个层次 如前所述,空间实际上有3种表现形式:感知空间、认知空间、符号空间,并且不同的空间表现形式具有不同的认知方式。根据认知方式的差异,空间认知模式包括3个层次: 3·1·1 空间特征感知 空间特征感知发生于感知空间。在感知空间,人们应用各种有关特征产生的感知手段和方法,从某一视点(或角度)来观察空间实体的各个组成部分,以获得有关空间实体各组成部分的属性特征。由于通过感知手段和方法(如曲率最小原则、感知突现等)所产生的特征具有空间表现性,因此,在感知空间中所产生的属性特征是一种空间特征。由于感知是针对“特征”的感知,因此,感知空间也被称为特征感知空间。 3·1·2空间对象认知 空间对象认知发生于认知空间。在认知空间内,人们在有关空间实体各组成部分的属性特征感知基础上,基于有关空间实体的部分-整体(Part-whole)关系知识(或经验),通过将空间实体各组成部分之间的属性特征相集成,来实现对于某个空间实体的对象化认识。由于认知是“对象化”的认知,因此,认知空间也被称为对象认知空间。 3·1·3空间格局认知 空间格局认知发生于符号空间。在符号空间内,人们在对空间要素属性特征的简化、关联与综合基础上,以有关空间实体的部分-整体(Part-whole)关系知识(或经验)为指导,对空间实体进行对象化符号表达,由此,人们将能够基于实体的对象化符号进一步实现有关空间组织、结构与关系的逻辑判断、归纳与演绎推理分析,以形成有关空间的格局认识。 3·2空间认知的两个基本单位 如前所述,“空间特征”、“空间对象”与“空间格局共同构成了空间认知的个层次由于空间格局”是基于“空间对象”的分类和推理,而“空间特征”又是“空间对象”识别与分类的基础,因此,“空间对象”是“空间格局”认知的基本单位,“空间特征”则是“空间对象”认知的基本单位。所以,“空间对象”与“空间特征”是空间认知的两个基本单位,人类正是基于它们实现了空间认知。 3·2·1空间特征 神经系统科学研究认为,“特征”是有关对象识别与分类的基础,是在大脑中存在的“感知符号”。大脑是通过神经元的活动排列来表达感知实体或事件的属性,而有关神经活动状态的记录结果就形成了感知符号,因此,感知符号是对于感知实体或事件的属性表达与记录[8]。空间特征就是对空间实体感知的符号记录。根据空间特征在空间对象认知过程中所起作用的不同,空间特征一般分为两种类型:空间原始特征,空间功能特征。如图2,空间原始特征是空间实体感知的基本单位,它具有最大空间分辨率,是空间功能特征产生的基础;空间功能特征是空间实体感知的高级单位,它具有相对较小空间分辨率,是有关空间对象概念形成的核心。3·2·2空间对象 人类的空间认知行为是直接与空间对象发生作用的，而人类所拥有的空间知识则广泛来源于对空间对象的分类。人类也正是通过认识和建立空间对象来模拟和研究地理世界的。在对于事物、关系、边界、事件、过程、性质以及所有这些方面的数量理解上,“对象”与“实体”被认为具有相同意义[11]。但是,在实际应用中,两者之间还是有差异的,尽管这种差异不很明显。“实体”是指现实世界中占据一定空间位置、并具有某种物理形态的物质,它具有客观实在性;而“对象”则强调了人们对现实世界中客观实体的主观描述,它反映人们对现实世界的认知理解,即客观世界的主观反映是一层次结构,而该结构的每一层次的组成单元就是对象。 空间对象按其边界的不同,可分为两大类型:一类是具有真实边界的对象(Bona fide object),如河道、湖泊、土地利用类型等;另一类是边界需要制定或划分的对象(Fiat object),如
国内外认知语言学研究综述 摘要：认知语言学是20世纪70年代在认知科学的基础上发展起来的一个语言学流派。80到90年代，诞生于美国的认知语言学，迅速影响到其他国家，并被越来越多的语言学学者所接受和采纳。国内语言学界自90年代开始接触认知语言学之初，就发现其在解决汉语具体问题上的可适用性，从而越来越多地关注这一学派的动向。三十年来，国内学者在这一领域也做出了许多贡献，同时也有很多不足的地方。此文主要就认知语言学在中国的发展情况进行介绍，同时简单回顾认知语言学的发展历程和主要理论方法。 关键词：认知语言学，国内研究，国外研究，综述 认知是当今人类最感兴趣的课题之一，因为它关系到我们对人类思维过程的破译，因此越来越多的学者投入认知科学的研究。随着结构主义学派和转换生成语言学派的学者们在语言学各领域研究的深入，他们越来越发觉自身理论和方法的局限，为了解决现有理论方法力所不及的问题，学者们开始寻求新的办法。认知科学无疑给语言学家们指明了一条道路。乔姆斯基的转换生成语言学就已经在语言学研究中加入了认知概念，他认为语言是认知系统的一部分。认知与语言学的结合是不可避免的一种趋势，当这种趋势越来越显露，认知语言学的出现也就成为了必然。20世纪70年代诞生于美国的认知语言学，从80到90年代开始迅速影响到其他国家，其发展势头大有成为继结构主义学派和转换生成学派之后又一个在语言学史上具有重大历史意义的学派，在21世纪成为占主导地位的显学。国内语言学界和外语界从90年代开始陆续引进认知语言学派的一些理论和方法。三十年来，认知语言学在中国的发展也是势如破竹，几乎所有语言学的刊物中都会有相关论文。国内学者在这一领域都做出了许多贡献，特别是用认知语言学理论来解释汉语中的具体问题方面。但是也存在着明显的不足，如最主要的是重理论引进和解释，轻创新。 一、何为认知语言学？ 最早提出“认知语言学”这一术语的是Sidney Lamb，他在1971年就在论文中采用这一术语，并将其解释为：“用以指真正研究大脑中的语言，语言与心智、神经之间的关系。”对于认知语言学的界定，学者们从一开始就有所争议。于是跟其他的学科一样，学者们一般使用狭义和广义来区别不同的观点。认知语言学理论家Tayler（2002）在术语上用以区别狭义和广义的认知语言学的办法是：将狭义的认知语言学用“Cognitive Linguistics”表示，而将广义的认知语言学用“cognitive linguistics”表示。显然作为心理学家的Sidney Lamb 的观点是广义的。在语言学领域里的讨论，一般都是从狭义的角度。国内学者王寅（2007）将狭义的认知语言学可以定义为：“坚持体验哲学观①，以身体经验和认知为出发点，以概念、结构和意义研究为中心，着力寻求语言事实背后的认知 ①王寅在《Lakoff和Johnson的体验哲学》文中提到，“Lakoff认为认知语言学的哲学基础既不是经验主义，又不是理性主义，而是体验哲学。”
我国航空航天的成就与发展 一．我国航空航天事业已取得的重大成就 1.1968年2月，中国空间技术研究院正式成立，隶属于中国航天工业总公司的前身第七机械工业部，钱学森同志任院长。 For personal use only in study and research; not for commercial use 2.1970年4月24日，第一颗人造卫星东方红一号发射成功。其发射成功使我国成为继美、苏、法、日后第五个能制造和发射人造卫星的国家，标志着我国空间技术进入了新时代。 3.1971年3月3日，“实践一号”科学实验卫星顺利升空，此后在空间运行了8年，取得了大量的科学数据。 4.1981年，我国利用“风暴一号”运载火箭，一次把三颗卫星送入太空。从而成为世界上第四个掌握一箭多星技术的国家。 5.70年代末，研制发射静止轨道通信卫星被列为国家重点工程。中国空间技术研究院先后攻克了姿态控制、通信转发器、统一载波测控系统等关键技术。1984年4月8日成功地发射了我国第一颗试验通
信卫星。在此后不到两年的时间，实用通信广播卫星又于1986年6月2日发射成功，使我国成为继美国、前苏联、欧空局之后，世界上第四个具有发射地球静止轨道卫星能力的国家。1997年5月12日，我院研制的东方红三号广播通信卫星发射定点成功，此举标志着我国通信卫星研制技术又上了一个新的台阶。 6.80年代初，开始了开展气象卫星的研究。于1988年9月7日，发射成功“风云一号”气象卫星。之后利用其所发送回至地面的卫星云图，进行天气预报，为国民经济建设发挥了巨大作用。 7.1997年6月10日，成功地将“风云二号”气象卫星定点于东经105度地球同步轨道，从而使我国成为继美、苏后第三个能同时发射太阳同步轨道和地球同步轨道气象卫星的国家。风云二号气象卫星和与此相配套的由我院研制的指令与数据接收站投入运行，成功地保证了第八届全运会的举行，同时还为长江截流提供了可靠、优质的气象服务。 8.随着卫星研制技术的已日臻成熟。在卫星回收技术，一箭多星技术，卫星姿控、温控、地面指令与数据接收站研制技术等方面，进入了世界前列。在此基础上建立形成了中容量通信广播卫星、返回式卫星、对地观测卫星和现代小卫星等4个系列的卫星平台，这些卫星平台的建立和新技术手段的运用，不仅将有效地提高卫星可靠性和寿命，同时还将大大加快研制速度，努力达到年均研制4到6颗卫星的能力。
我国航空航天的现状与发展前景 20世纪80年代，改革开放带来了航天技术的春天。1986年，中共中央、国务院批准了《高技术研究发展计划("863"计划)纲要》，把航天技术列为我国高技术研究发展的重点之一。"863"高技术航天领域的专家们对我国航天技术未来的发展进行了深入细致的论证，描绘了我国航天技术发展前景的蓝图，一致认为载人航天是我国继人造卫星工程之后合乎逻辑的下一步发展目标。1992年1月，党中央批准研制载人飞船工程。自此，我国的载人航天工程正式启动。1999年11月20日，我国成功发射了自行研制的第一艘飞船神舟1号，成为世界上第三个发射宇宙飞船的国家。此后，又分别把神舟2、3和4号送上九重天。在1992年开始研制载人飞船之前，我国"863"高技术航天领域的专家们曾为研制哪种运输器这个问题进行了几年的研究，即对从研制飞船起步和越过载人飞船直接发展航天飞机的多种技术方案进行了充分的论证、比较和分析，甚至还激烈地争论过。 2003年10月15日，中国人民期待已久的第一艘载人飞船神舟5号顺利升空并安全返回，实现了中华千年飞天的理想。它也打破了美国和俄罗斯在这一领域的多年垄断格局，成为世界第3个独立自主研制并发射载人航天器的国家，这对世界载人航天事业的发展和振兴中华起到了巨大的推动作用。 载人航天是航天技术向更高阶段的发展。不过，由于载人航
天技术与无人航天技术有很大差别，主要反映在安全性、复杂性和成本高三个方面，所以从1961年第一名航天员上天到现在，它还没有表现出特别明显的用途。但从可以预见的未来来看，人类现在面临的资源枯竭、人口急增等急待解决的几大问题，只有通过开放地球、扩大人类生存空间来解决。即使在当代，发展载人航天也可以起到以下作用： 首先，它能体现一个国家综合国力和提升国际威望。因为航天技术的水平与成就是一个国家经济、科学和技术实力的综合反映。载人航天是航天技术向更高阶段的发展，载人航天的突破--用本国的载人航天器将航天员送入太空并安全返回，更是一个国家综合国力强大的标志。发展载人航天需要依靠先进的技术水平、发达的工业基础和雄厚的经济实力。迄今为止，只有俄罗斯和美国实现了载人航天。其他拥有一定航天技术基础或较强经济实力的国家，虽欲染指载人航天，但因力不从心，所以只能求助于与他们合作，出钱出资，用俄、美的载人航天器将本国航天员送上太空，以图逐步加入世界"载人航天俱乐部"。邓小平同志曾经说过：没有两弹一星就没有中国的大国地位。所以，我国航天员进入太空，也能像上世纪六七十年代我国拥有"两弹一星"那样，引起全世界注视，提高我国的国际地位，振奋民族精神，增强全民的凝聚力。 其次，它能体现现代科技多个领域的成就，同时又给现代科技各个领域提出新的发展需求，从而可以大大促进整个科技的发
浅谈中国航空事业的发展历程和未来展望 学号：021210229 姓名：梁欢欢
回顾中国航空事业的曲折发展历程，我们感慨万千，有不少叹息，又不禁赞叹，真的是一条蜿蜒曲折的长河，一曲跌宕起伏的歌谣。 中国的航空工业起步较晚，这是历史遗留下来的问题。在西方资本主义快速发展的黄金时期，在第一次、第二次工业革命轰轰烈烈进行的时候，在世界发生着日新月异的变化时，我们的清政府仍然固步自封，妄自尊大，这直接导致中国当时的经济、科技水平远远落后。尤其是工业革命带来的生产力水平的改革是翻天覆地的。工业与科技的落后，文化教育的愚昧无知注定先进的航空技术无法在旧的条件下得到发展。虽然有一些努力，但是毕竟是改变不了这种现状。1910年，留日归来的李宝、刘佐成受清政府委托，在北京南苑建立了飞机制造厂棚，并于次年四月造出了一架飞机，但在试飞时因发动机故障而坠毁。辛亥革命之后，革命军政府组成了航空队，一些有志于航空的爱国志士纷纷投身于此报效祖国。在众多先行者的不懈努力下，再加上军阀混战中飞机成了实力的象征，旧中国终于成立了一些飞机修理厂、飞机制造厂，开始仿制国外飞机，但仅局限于机体制造和装配，许多重要部分如发动机、金属螺旋桨等则完全依赖于进口国外成品，而且当时中国使用的绝大部分飞机都还是从国外购买的。在1949年开国大典上，由于飞机数量太少，就连带弹巡逻的4架战斗机也参加了阅兵式。所以在旧中国，没有发展航空工业的能力。 新中国就是在这样的基础之上，开始了空军和航空工业的创建历程。朝鲜战争爆发后，由于战争的迫切需要，大大加快了中国航空工业创建的步伐。当时，周总理明确指出：中国航空工业的建设道路是先修理后制造，再发展到自行设计。在这一方针的指导之下，筹备工作紧锣密鼓地进行着，很快，便争取到了苏联的援助，两国政府于1951年10月正式签订了《苏维埃社会主义共和国联盟给予中华人民共和国在组织修理飞机、发动机及组织飞机厂方面以技术援助的协定》，这对于正在筹建的中国航空工业来说是一个极大的鼓舞。同年的4月18日，中央决定在重工业部设立航空工业局，统一负责飞机的一切维修工作，新中国的航空工业终于在全国人民的关注中诞生了。我们学校南航，还有北航等一批航空院校正是在这种目的下成立的。 我国在前苏联的援助下，在不太长的时间内就建立了航空产品的研制、生产等一系列的研究所和工厂，并且生产出了飞机。可是，在随后的几十年航空工业的发展尤其是改革开放后的发展不尽人意。改革开放前，我国主要是仿制前苏联的飞机，并摸索走自行设计之路，但是由于国外技术的封锁以及自身工业和技术水平的限制，航空技术的复杂性，我国在航空领域未能取得突破性进展。在1960年7月，前苏联政府单方面撕毁了合同，撤回了专家。再加上“大跃进”所造成的恶果和三年自然灾害的降临，新兴的航空工业面临着前所未有的困难，其中最为困难的是航空材料和器材的缺乏。在这种情况下，我国的航空工业走上了一条艰苦奋斗、自力更生的道路。 然而60年代末至70年代，正当世界各国竞相投入大量的人力、物力和财力发展航空工业，研制新的高性能军用和民用飞机时，刚刚走上自力更生道路的中国航空工业再一次遭受到严重破坏，由于文化大革命的干扰，严重地妨碍了航空工业的发展，文革中各种新型号的飞机长期延误，浪费了大量的人力、物力，而时间上的损失更是无法弥补，中国与发达国家航空工业间的差距越来越大了。 后来，改革开放以后，航空工业恢复了正常的研制生产秩序，中国的航空工业才从困境中走了出来，但由于文化大革命期间我国的航空教育濒临解体的地步，人才培养中断，造成航空人才青黄不接，后继乏人，极大地影响了后来的发展。 然而，就是在这样曲折的道路中，我们的航空事业仍然取得了令人瞩目的成就：航空工业实现了由修理到制造的跨越，1959年，第一架超音速喷气飞机歼6试制成功，我国跨入当时世界上少数几个能够批量生产喷气式战斗机的国家行列；上世纪六七十年代，航空工业进入独立建设和发展时期，在克服重重困难和严重干扰中继续发展，1965年，我国自行设
航空航天发展史课程论文——论战争与航空发展的关系 15191001 李想
摘要 每当我们提起战争，总会联想到残酷，杀戮等不好的名词。由于战争，人民流离失所，血流漂橹，社会动荡不安。虽然战争是社会科学技术的发展的最大阻碍，但战争同时也是科学技术发展的推动剂。从航空航天技术来看，战争无疑是该技术发展的最大推动剂。从1903年莱特兄弟自制飞机的试飞成功，到第二次世界大战结束，空天战争已经形成一定的规模。从第一架飞机的产生到二战结束种类繁多，数量巨大的飞机，可以看出，不到50年的时间里，航空技术取得了巨大进步。航空技术也是由于世界局势的紧张，美俄之间的冷战促进发展的。同时，随着航空技术的发展，在未来的战争中，空战将成为战争中最主要的战争形态。 关键词 战争，航空技术，发展
引言 时代背景 我们羡慕鸟儿在蓝天中自由的翱翔，对飞行的渴望深深的植入人类的心中，我们将对飞行的美好愿望寄托于一个又一个的神话故事之中。嫦娥奔月，阿波罗，赫尔墨斯等都是有关飞行的神话。在历史的长河中，我们也发明了很多有关飞行的技艺。例如竹蜻蜓，木鸟，风筝。同时还有一些人为飞行的尝试付出了生命。这些都不断的激励着后人对航空技术的研制。 发展过程
正文 战争对航空航天技术的影响 自从莱特兄弟发明飞机开始，航空技术不断发展，日新月异，但航空发展道路并不是一帆风顺的。当李林塔尔因滑翔事故牺牲后，欧洲航空技术一度陷入困境，许多科学家和航空探索者对飞机失去了信心。直到莱特兄弟飞机试飞成功后，欧洲航空技术才一改之前低迷的状态。人们对飞机不断的进行改造，飞机速度不断提高，飞行时长不断增加，性能不断提高。单翼机，双翼机多种种类的飞机不断出现。但第一次世界大战之前的飞机只是被人们看做一种有趣的玩物，其应用价值和潜力还没有被完全挖掘出来。1914年第一次世界大战爆发，人们首先发现飞机具有空中侦察和同炮兵配合校准炮弹落点。这两种作用促进了对于飞机飞行平稳以及观察精度提高的研究。于此同时，在侦察的过程中，不可避免的产生空中战斗。于是人们逐渐意识到提高飞机的战斗力的重要性。人们尝试着在飞机上安装机枪，大炮等，形成了战斗机的雏形。到战争结束时，已经出现了战斗机，轰炸机等。第一次世界大战持续了4年之久，飞机的性能有了很大的提高。下面是具体数据。
总结我国航空航天取得的巨大成就和对未来我国航空航天发展的看法（一）我国航空航天取得的巨大成就 我国航天事业起步于二十世纪五六十年代。 1956年10月8日，我国第一个火箭导弹研制机构——国防部第五研究院成立，钱学森任院长。1958年4月，开始兴建我国第一个运载火箭发射场。 1964年7月19日，我国第一枚内载小白鼠的生物火箭在安徽广德发射成功，我国的空间科学探测迈出了第一步。 1968年4月1日，我国航天医学工程研究所成立，开始选训宇航员和进行载人航天医学工程研究。 1970年4月24日，随着第一颗人造地球卫星“东方红”1号在酒泉发射成功，我国成为世界上第五个发射卫星的国家。 1978年11月26日，首颗返回式卫星发射成功，3天后顺利返回，我国成为世界上第三个掌握卫星返回技术的国家。30多年来，我国共研制发射了15种类型、51颗人造地球卫星，成功率达90%以上，初步形成了4个卫星系列——返回式遥感卫星系列、“东方红”通信广播卫星系列、“风云”气象卫星系列和“实践”科学探测与技术试验卫星系列，“资源”地球资源卫星系列和“北斗”导航定位卫星系列也即将形成。 1979年，“远望”1号航天测量船建成并投入使用，我国成为世界上第四个拥有远洋航天测量船的国家。目前我国已形成先进的陆海基航天测控网，由北京航天指挥控制中心、西安卫星测控中心、陆地测控站、4艘“远望”号远洋航天测量船以及连接它们的通信网组成，技术达到了世界先进水平。 1985年，我国正式宣布将“长征”系列运载火箭投入国际商业发射市场。1990年4月7日，“长征三号”运载火箭成功发射美国研制的“亚洲一号”卫星，截至目前已将27颗国外制造的卫星成功送入太空，我国在国际商业卫星发射服务市场中占有了一席之地。 1990年7月1日，“长征”2号捆绑式火箭首次在西昌发射成功，其低轨道运载能力达9.2吨，为发射载人航天器打下了基础。 1992年，我国载人飞船正式列入国家计划进行研制，这项工程后来被定名为“神舟”号飞船载人航天工程。“神舟”号飞船载人航天工程由“神舟”号载人飞船系统、“长征”运载火箭系统、酒泉卫星发射中心飞船发射场系统、飞船测控与通信系统、航天员系统、科学研究和技术试验系统等组成，是我国在20世纪末期至21世纪初期规模最庞大、技术最复杂的航天工程。 2002年12月，"神舟"四号无人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空。这是中国载人航天工程的第四次飞行试验，第一次是在1999年11月，第二次在2001年1月，第三次在2002年3月。随着“神舟”四号发射成功，“神舟”飞船已成功进行了4次无人飞行，载人飞行已为时不远。 2003年10月15日，中国首飞航天员杨利伟问鼎苍穹，浩瀚太空从此有了中国人的身影。 两年后，中国将两名航天员成功送上太空。从“一人一天”到“多人多天”，中国载人航天又迈出了一大步。 2007年10月24日，嫦娥一号月球探测卫星在西昌发射中心由“长征三号甲”运载火箭发射升空，中国成为世界上第五个发射月球探测器的国家。 2008年9月25日，长征二号F型运载火箭点火，神舟七号飞船在酒泉卫星发射中心升空。2008年9月27日下午，随着神舟七号飞船轨道舱舱门的
认知神经科学的研究领域及发展趋势 认知神经科学是认知科学和神经科学相结合的一门新学科（1991年正式问世），以探讨认知活动的脑机制为其研究任务即研究人脑各组件包括分子、细胞、脑组织各区及全脑如何调用以实现自身的认知活动。认知神经科学本身只是认知心理学的一个研究取向，即采用神经科学的范式来研究人类的心智。认知心理学从上个世纪六七十年代兴起，经历了大概四个研究阶段，而认知神经科学范式是第四个阶段，也是目前比较受追捧的研究范式。目前的阶段，从神经科学的视角解读大脑认知的功能，探讨心智和大脑的关系。研究的是人类对外部世界（信息）的加工和处理的过程与机制，最核心的问题（我认为）应该就是探索人类智能的起源、机制和发展过程：为什么人类会成为智慧生物，人类的心智具体有什么样的特点等等。 （一）认知神经科学的研究领域：从基础科学到转换科学 1. 基础研究—大脑与心智的关系 认知神经科学家不会轻易相信身心二元论，相反，这个领域的研究者对人类心智的基本认识就是“功能起源于结构”，“没有无生理基础的心理活动”。因此，研究者的基本任务就是找到心理过程和生理过程的基本关系，这个是最基础的。因此，可以把基础类的研究划分：心智的功能与结构；心智的起源，基因与文化；探索心智与大脑的技术与方法。
1)心智的功能与结构：大脑信息处理过程被看作不同的阶段，从感觉，知觉，到注意，记忆，情绪动机，思维决策，意识和自由意志等等。人多研究者都始于对某个信息加工过程的专研，希望能找到通往心智与大脑关系的钥匙。 2)心智的起源：基因与文化的研究。这一部分的研究更加基础，研究的层次可大可小。精细的话可以达到细胞分子水平，谈到基因与上述心智过程的关系；宏大的话可以讨论文化对大脑和心智过程的塑造。最近，一个比较有趣的研究探讨了农业生产方式对心理过程的影响，这个研究也应用了很多认知心理学的范式， 3)探索心智与大脑关系的方法：基础研究的另外一个任务，就是要在方法上创新，推动上述研究话题的发展。目前已近于应用的探测人脑状态的方法有:对大脑状态进行客观观察的技术， 其根本的逻辑是找相关（如单神经元细胞活动记录、EEG/ERP 脑电记录、 MRI/fMRI 大脑核磁成像与大脑功能核磁成像、MEG 大脑磁活动记录、fNIR功能性近红外光学成像、Pupil size 瞳孔变 化测量等）；对大脑状态进行操控，以寻找大脑活动和心理行为 过程的关系，本质是找因果（如TMS 经颅磁刺激、tDCS/tACS/tRNS 经颅电刺激等）。 2.应用性研究或转换科学—服务于现实 1)临床研究：基础研究是为了发现心智的功能和结构以及它们与大脑的关系，而临床研究就是为了研究部分人的心智发生失常，能否在掌握心智的规律后，通过特定的手段进行干预。认知
中国航空发展史 （西安航空学院陕西西安710000） 摘要：中国是世界文明古国。中国古代发明和创造的风筝、火箭、孔明灯、竹蜻蜓等飞行器械，被认为是现代飞行器的雏型，对航空的产生起了重要作用。从18世纪后半叶，气球、飞艇先后在西方研制成功。1840年鸦片战争后，西方的航空知识传入中国。首先是航空新闻和科学幻想小说，其次是外国飞行家来中国作飞行表演。中国政府也派留学生出国学习航空，购买气球和飞机。但直到1949年，中国的航空事业还十分落后，发展极为缓慢。中华人民共和国成立后，才真正获得了迅速发展。本文通过对中国航空发展史的浅述，意图使大家对中国的航空有一个粗浅的了解，并在此基础上对未来的发展前景进行展望，同时引发人们对于中国与西方航空发展之间的联系与区别的思考，在对历史的回顾中找到未来的方向。 关键词：近代史；航空；发展 1855年，上海墨海书店刻印了《博物新编》,其中介绍了氢气球和巨伞图。《天上行舟》画的是航空设想。在中国最早介绍飞机的文章是1901年石印的《皇朝经济文编》中的《飞机考》。1903年以后开始出现翻译和编著的航空科学幻想小说。 博物新编
气球光绪十三年(1887)，天津武备学堂数学教习华蘅芳制成直径5尺（约1.7米）的气球,灌入自制的氢气成功飞起。这是中国人自制的第一个氢气球。 飞艇澳洲华侨谢缵泰于1899年完成“中国”号飞艇的设计。“中国”号飞艇用铝制艇身，靠电动机带动螺旋桨推进。谢缵泰没有得到清朝政府的支持,他不得已把“中国”号构造说明书寄给英国飞艇研究家，获得很高评价。 飞机冯如于1909年9月造出一架飞机,9月21日试飞成功。在国外制造飞机著名的中国人谭根于1910年成功地设计和制造了水上飞机，夺得国际飞机制造比赛大会冠军，后在菲律宾创造了当时世界水上飞机飞行高度的纪录。 中国航空先驱——冯如 中国航空事业的建立是从筹建空军开始的。1913年9月正式成立的南苑航空学校，是中国第一所正规的航空学校。南苑航空学校先后训练出4期飞行学员，共159人。之后成立的还有广东军事航空和东北军事航空，为我国的早期培养了大批优秀的飞行员。1913年，北洋政府在筹办南苑航空学校的同时，也购买了修理工厂的设备和器材，建立了中国最早的飞机修理厂。从1919年起,各省相继办起了修理厂。国民党政府成立后先后建立了杭州笕桥航校修理厂、南京首都航空工厂、上海高昌庙海军制造飞机处、上海虹桥航空工厂、武昌南湖修理厂。 1934～1935年，国民党政府又与美国、意大利合办了几个工厂，其中有杭州中央飞机制造厂、广州韶关飞机修理厂、南昌中央飞机制造厂，主要也是装配、仿造和修理飞机。近代中国航空工业起步于1918年的海军飞机工程处，以后有广州飞机修理厂，以及30年代建设的杭州中央飞机制造厂、南昌飞机制造厂、广州韶关飞机修理厂和杭州保险伞厂，抗日战争时期建立的成都飞机制造厂和大定发动机制造厂等。 海军飞机工程处：中国第一个正规的飞机制造工厂,以制造水上飞机著名。 广州飞机修理厂：是中国早期制造飞机的第二个工厂。 杭州中央飞机制造厂:1934年2月中美合办杭州中央飞机制造厂。 南昌中央飞机制造厂:1935年1月，中国与意大利4家航空公司合办南昌中央飞机制造厂,制造意式飞机。
空间认知研究及其在航空航天领域中的应用 田志强 人类对周围环境的认知是通过感觉器官接收刺激,经由中枢神经系统将大量的信息综合、分类、加工,从而形成各种知觉、思维、意识和情感。地面上,依靠地平线和参照物体的高度、明暗度、遮挡等就可以来判断要识别物体的大小、相对位置及运动情况。飞行中,各种仪表和舷窗外视景帮助飞行员判断飞机的位置。在地貌与天空的颜色及亮度差别很大时,即使出现应激,飞行员易作出反应;当在大海与天空间昼飞或夜航时,舷窗外参考线索太少,若倒飞时间过长,飞行员会忘记自身状态,产生飞行错觉,即使仪表显示高度的变化,他仍然坚信自己的感觉,直至飞机贴近海面。沿轨道飞行的航天器,舱外是漆黑的太空,外界可依赖的视觉信息更少,舱内航天员依靠仪表指示来判断飞船的姿态,执行出舱活动时,空间认知能力就显得格外重要了。Bolstad等人(1987)的技术报告中谈到了/认知地图0在飞船人P机通信中的重要性: /从飞船结构上,在所有的通道和工作部位设计和布置一些明显的特征和标志,这样航天员在其间穿行时,很快就能形成一个心理地图并明白身处何处0[1]。许多航天员在太空作业时,普遍存在着空间定向障碍和信息缺乏的感觉,这种症状在返回地面后不久就自行消失。所以对飞行员和航天员进行空间认知能力的选拔与训练是很有必要的。 空间认知是指人们对物理空间或心理空间三维物体的大小、形状、方位和距离的信息加工过程。如今认知工效学界对空间认知的研究以视觉通道为主,分为:心理空间视觉和物理空间 田志强.航天医学工程研究所,北京100094 本文于1998-02-12收到,1998-05-04修回视觉[2,6,9,17,18]。心理空间视觉是指心理表象、心理扫描和心理旋转等信息加工过程。这方面的研究国外在70年代初就已经开始,经过几十年的发展,在继续分析其基本特征和生理机制的同时,也注重了向实际应用接轨;物理空间视觉方面继续研究影响三维物体认知的客观因素和深度视觉的神经生理学基础,并且研究的工具越来越先进,分析方法越来越精致,研究成果业已运用到了工业设计当中。 一般认为,空间认知能力包括准确知觉外界的能力、对知觉到的客体进行改造和修正的能力以及重建视觉经验的能力。具体体现为视空间定向、空间旋转、空间关系和视觉形状重构等诸要素,其核心是视觉空间表象能力[2]。人的空间认知能力是有个体差异的,在一定程度上可以通过适当地训练提高。并且视觉空间能力是从事飞行职业所必备的,与飞行能力紧密相关。 本文综述了国外空间认知的早期研究;分析空间认知的生理机制和影响因素;及其在航空、航天中的应用;并分析了国内航空、航天领域空间认知研究有待开展的几个方面的工作。 空间认知的早期研究 在空间认知的早期研究中包括了许多心理学的基础性研究。 认知地图(cognitive map)实验认知地图是指在知觉经验基础上形成的关于空间环境的表象,这个概念是Tolman根据白鼠迷津实验的结果提出来的。Tolman认为动物的迷津学习不是通过练习和强化而习得一系列反应,而是认知迷津终点即目的地的位置和空间线索, 第11卷第6期航天医学与医学工程Vol.11N o.6 1998年12月Space M edicine&M edical Engineer ing Dec.1998
认知领域研究综述
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学前儿童认知发展领域研究综述 本研究报告中对学前儿童认知发展领域的综述从两个角度来阐述：学前儿童和早期教育。在学前儿童认知发展中，早期科学教育发挥着重要的作用，因此在本研究综述中也会把早期科学教育的研究成果做一个详细的分析和概括。 一学前儿童认知领域的主要研究成果 （一）有关学前儿童认知发展的主要研究成果 1、儿童的书面数符号表征能力研究： 研究表明：个案儿童的书面数符号表征能力在两年中有了不同程度的进步，但表现出较大的个别差异。儿童的书面数符号表征能力在两年中表现出相对的稳定性，中班上学期的书面数符号表征能力得分高的儿童在大班末时得分仍然偏高。儿童的基数概念、书面数符号表征能力以及书面加减运算之间有着密切的联系。高得分组与低得分组的儿童表现出明显的个性差异，如在学习兴趣、注意力、自控力与坚持性方面高得分组有明显的优势。高得分组与低得分组的儿童的家庭教育也表现出不同的特点。（周欣，黄瑾等，4－6岁儿童书面数符号表征和理解能力发展的个案研究） 2、儿童运算能力发展研究： （1）该研究表明，幼儿6岁时的加减能力比5岁时有显著提高；在5-6岁期间，幼儿解决三种不同呈现方式加减问题能力的发展速度不同，符号加减题的解决能力发展最快。幼儿园数学教育应改变以往过于注重技能训练与口诀背诵的教法，而更为重视幼儿数概念的形成与数学思维能力的发展。(许晓晖，庞丽娟，陶沙，韩小雨，不同任务呈现方式下幼儿加减能力的发展） （2）在现有研究文献中，大多数是关于测量估算和计算估算的研究。许多研究已分析了计算估算所使用的策略种类，也有研究已经接触到计算估算技能与其他能力之间的关系，但关于数量估算的研究很少。根据现有的研究，估算能力不是一种整体的能力，即不同类型的估算任务，如数量估算和计算估算似乎需要不同的能力，并且在各种估算任务之间似乎不容易进行能力的迁移或转化。一个好的计算估算者并不必然是一个好的数量估算者。估算任务的多样性和儿童在这些任务上的表现是研究中的一个重要主题。（赵振国，儿童估算发展研究综述） 3、儿童排序能力研究： 该研究发现，4－6岁幼儿的排序有一个不断精确的发展过程，其排序能力随着年龄的增长而提高;幼儿的排序能力受到排序对象数量、正逆排序方式等因素的影响。此外，不同年龄阶段的幼儿在排序策略的运用及数字排序能力方面有较为明显的年龄差异。（戴佳毅，王滨，4-6岁幼儿排序能力发展特点的初步研究） 4、儿童数学问题解决研究： 从生态观的角度研究儿童早期数学问题的解决过程。数学问题解决是儿童早期数学教育的基本目标。从数学问题解决的生态观来看，儿童早期数学问题解决具有显著的文化特征，其数学问题解决的过程是认知加工与情感态度交互作用的过程，也是一个知识提取与知识建构的共生过程，同时还是一个开放式的循环渐进过程。（魏勇刚，庞丽娟，儿童早期数学问题解决的生态观） 5、数感研究： 从数感的定义、教感的发展、数感的评佑及教学四个方面对国外学前儿童数感发展进行详细综述。（浦晓黎，国外学前儿童数感研究综述） 6、儿童科学、数学能力发展的外部影响因素研究： 家庭与儿童数学能力发展的关系：该研究从近年来相关的实证研究出发，进一步证明家庭对儿童早期数学认知能力发展的影响是通过父母的教育观念、教养方式、为孩子提供和
我国航空航天事业发展滞后的原因及其未来展望 新中国成立以来，我国的航空航天事业在政府的支持下不断发展，目前我国的航天航空事业在国际上已经占有一定的重要地位。嫦娥二号探月卫星的成功发射，目前我国位于世界前列的洲际导弹水平，很高的卫星发射成功率等等，这些都说明了我国在航空航天发展方面取得了不可忽视的成就。 但是成功并不能掩盖存在的问题，有专家评价过，中国的航天水平与世界先进水平的差距是10-15年，我国在民用飞机的发展上仍然是一片空白，在军用航空技术方面，我过的军用运输机还停留在改进运8的水平，轰炸机还停留在改进轰6的水平，战斗机还只是第三代水平(美国的第四代战斗机已经服役)，我国与世界先进水平的差距有20年-30年。那么，我国航空航天事业发展的落后与差距到底是哪些因素造成的呢？我认为主要有一下几点： 1.历史遗留因素：第二次工业革命时期，以内燃机为动力的飞机飞上了蓝天，发达 国家的目光已经聚集到了电力的应用、内燃机和新交通工具的创制和新通讯手段 的发明上。而中国在19世纪70年代到20世纪初这一时期内正处于国破家亡的 时代，政局的动乱和列强的侵略使得当时的中国无暇顾及航空航天事业的发展。 当时的发达国家已经在这一领域开始起步了，而中国仍然是一片空白。 2.国家的重视程度不够：新中国成立后，我国的航空工业依然是零基础，到文革时 期已经可以防治超音速战斗机，自行研制喷气式教练机，但是改革开放以后，我 国的航空却有很长一段时间的停滞状态，尤其是八九十年代，我国的航空航天几 乎没有任何发展，虽然此时中国的经济受益于改革开放取得了飞跃性的进步，但 是中国的科学事业却止步不前。这与政府的重视程度不够是有直接关系的。 3.经费不足：在航空航天的研究方面需要大量的经费，航空航天的研究是一个不断 摸索的过程，飞机的研制需要做许多实验，像风洞试验就需要特有的环境条件， 而我国许多风洞实验都要拿去俄罗斯做，这就需要巨额的费用。飞机的的制造需 要很多原材料，而在探索阶段，难免不会有原材料的浪费。这都需要巨大的经费 支撑。没有足够的经费，在航空航天方面的研究是无法取得进展的。 4.人才缺失：航空航天事业的发展需要高端的专业人才，而我国目前的人才状况不 容乐观。专业人才的缺失，使得研制团队人员紧张，无法高质量的完成大量的设 计任务。还有就是人才额待遇问题，工资过低使得留不住人才。
2004年11月第36卷 第6期 外语教学与研究(外国语文双月刊) Foreign Language Teaching and Research(bimonthly) Nov.2004 Vol.36No.6 介绍《语言和认知空间—认知多样性探索》上海应用技术学院 张达球 安徽师范大学 王葆华 S. C.Levinson.2003.S pace i n L anguage and Cognition—Ex plorations i n Cognitive Diversity.Cambridge:Cambridge University Press.vii+389pp. 著名语言学家Stephen C.Levinson的语用学理论我国已多有介绍和评述。从20世纪90年代开始, Levinson的兴趣又转向了空间认知及思维和语言的关系等领域,先后发表一系列关于空间认知的文章。《语言和认知空间———认知多样性探索》就是他近10年来对语言和空间认知关系进行研究的重要成果。该书涉及人类学、语言学和心理学等多种学科,通过对多种语言和文化中的认知模式进行探讨,确认语言和认知空间之间存在很强的相互联系。全书共七章,我们逐一简述。 第一章“知识背景:西方空间思维观两千年”。本章对西方从古希腊有关物质空间无限性与有限性之间的对立,到现代美国空间先天论的心理学传统之间两千年的空间概念进行了回顾。 第二章“参照框架”。空间认知的概念基础是空间配位系统(spatial coordinate system)。作者认为,在这一核心领域,原有很多互不相关的空间概念都可纳入其相关性分析之中。适用于不同感知模态(如视觉记忆)或输出系统(如手势和语言)的不同类型的表征系统可采用不同的参照框架(frames of reference)。但整个表征系统的一个瓶颈就是许多语言不能表达一种或多种可能不同的参照框架。这样,由于参照框架之间的可转化性受到限制,空间系统必须要有统一的参照框架。 第三章“语言的多样性”。作者认为,语言表现的不同在于各自空间关系范畴化过程中语义参数的不同,即不同的配位系统,形成不同配位系统的不同原则,并由此产生不同空间场景中的“相同”与“不同”的范畴化。本章对空间场景范畴化这一观点进行了重新认识,认为实际情形并非如此简单,因为不同语言存在对多种不同类型空间的刻划。书中还描述了不同参照框架的变体形式以及它们在不同语言中的编码方式。 第四章“绝对心理:两种文化管窥”。从人类学角度出发,一般认为人类日常表现出的特定的“认知风格”可以部分归因于所说的语言。本章通过澳大利亚昆士兰北部地区的Hopevale语和墨西哥Chiapas高地Tenejapa语两种不同的土著语言进行研究,得出了不同的结论,认为这两种在完全独立文化下演化的语言,却具有处于主导地位的绝对空间参照框架的相同特征。这可视为是具有相似认知基础的结果。 第五章“心理多样性:方法和跨语言例证的结果”。本章首先提出一种假设,认为一种语言倾向于选择一种特定的参照框架,即使用该语言和非言语认知中基本类型相同的配位系统进行思维,用该语言说话者在对相同场景进行语言编码时也会使用相同的参照框架进行记忆和推理。这种假设在跨文化研究中得到了证明。作者还介绍了关于参照框架来源的三种不同观点:建构主义、激活观、部分建构主义,认为最后一种观点最具合理性。 第六章“超语言:寻找路径和指明方向的参照框架”。本章用较为抽象的视角对语言和认知的相关性进行预测。对于一个空间配位系统,不同语言使用不同的语义参数。为了使用一种语义参数,个体语言使用者必须对语义参数进行思维计算。作者还把不同语言说话者所使用的基本方向词(如东、南、西、北),改为基于身体图式的配位(如前、后、左、右)。作者认为,这 ? 7 7 4 ?