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2015年 第37卷 第4期    刊出日期：2015-08-25

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特约专稿

新十年科学大洋钻探——照亮地球的过去、现在和未来

田军，拓守廷

2015, 37(4):  239-250.  doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2015.04.001

摘要 ( 624 )   PDF (10307KB) ( 1906 )  

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新十年国际大洋发现计划(2013—2023)以探索深部了解整个地球系统为目标，围绕气候与海洋环境、深部生物圈、地球内部与表层连接、灾害与观测等四大科学主题，预测未来，预警灾害，提出了14个前沿科学问题。继板块构造学说掀起地球科学领域的一场革命之后，科学大洋钻探将触发地球科学领域新的革命。



专题综述

VO₂相变机制和掺杂改性的第一性原理研究进展

崔苑苑，陈兰丽，严六明，任清华，施思齐，张文清，罗宏杰，高彦峰

2015, 37(4):  251-260.  doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2015.04.002

摘要 ( 773 )   PDF (2078KB) ( 1786 )  

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VO₂具有“半导体—金属”相变特性，能够随温度变化自动调节近红外光透射率和电阻，在热开关、光学传感器、信息存储器件、智能窗以及非制冷焦平面探测器等方面具有广阔的应用前景，是一种备受关注的热致变色材料。首先，通过简要介绍VO2基本物理化学性质及相变原理的实验研究现状，着重综述了基于密度泛函理论的第一性原理计算在VO2相变机制研究中的最新进展，即VO₂的相变是Peierls和Mott相变机理相耦合的结果。其次，围绕能带调控，分金属元素和非金属元素两大类，综述了第一性原理计算在VO2掺杂改性中的应用。再次，指出了当前研究中存在的争议，即不同第一性原理计算方法得到的计算结果差别很大，因此在选择计算方法的类型时需要十分谨慎。最后展望了第一性原理计算在VO2材料研究中的应用前景。

金属与金属氧化物界面第一性原理计算研究方法及其应用

江勇

2015, 37(4):  261-268. 

摘要 ( 354 )   PDF (4795KB) ( 1781 )  

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主要结合作者多年的研究实践，简要而系统地介绍了第一性原理计算应用于金属与金属氧化物界面问题的研究思路和方法；并以金属基复合材料Cu/(Al2O3)p的内氧化原位制备为研究实例，介绍了第一性原理界面热力学与扩散动力学的结合，可以在界面层次上实现对材料微观结构形成和演变的预测，从而为材料的制备实践提供理论指导。

中国镍矿资源现状及技术进展

路长远，鲁雄刚，邹星礼，程红伟，许茜

2015, 37(4):  269-277.  doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2015.04.004

摘要 ( 423 )   PDF (3651KB) ( 1840 )  

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详细论述了中国镍矿资源的储量及分布情况，对硫化镍矿及氧化镍矿的利用技术进行了全面分析。概述了当前不同镍矿资源的处理工艺及进展，并对具有发展前景的工艺技术进行详细的阐述和分析。指出中国在目前的镍矿资源形式下进行镍矿利用技术研究的重要意义，为以后镍矿资源的综合利用和处理工艺的研究提供参考。

科技进展

灵长动物行为与生态学的研究现状与进展(二)：活动方式与取食行为

尚玉昌

2015, 37(4):  278-280.  doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2015.04.005

摘要 ( 405 )   PDF (807KB) ( 366 )  

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多数灵长动物都在一天中的某个特定时段进行活动，除了昼行性和夜行性的种类外，很多灵长动物都在清晨和黄昏时表现出一个活动高峰，而在中午有一个休止期，还有一些种类的活动方式非常不规律，在一天24小时内随时都可能活动。上述的每一种活动方式都有利有弊。灵长动物每天都要进行三项主要的活动，即取食、移动和休息。在一天内、一个季节内和一年内对食物选择的变化是现存灵长动物之间最大的差别之一，这种差别对于灵长动物的生活和形态具有深远的影响。灵长动物的食物大体可分为三种主要的类型，即果实、植物叶和各种动物。灵长动物所吃的食物在空间和时间的分布上有很大的变化。生活在同一栖息地内不同种类的灵长动物，其取食策略存在着微妙差异，这些差异说明在经历了6 000万年进化之后，它们已经形成了多种多样的适应性。任何其他目的哺乳动物都没有像灵长目动物那样具有如此多种多样的运动方式，其中包括跳跃、树上和地上的四足行走、悬挂或悬吊行为和双足行走等。有很多事例都说明，灵长动物的取食姿态在物种进化中所起的作用可能与运动方式一样重要。

天象奇观——艾森(ISON)彗星

胡中为

2015, 37(4):  281-286.  doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2015.04.006

摘要 ( 546 )   PDF (4074KB) ( 163 )  

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肉眼看到彗星的机会很少，尤其是长尾巴的亮彗星更是罕见，因此彗星有重要的观测研究意义。艾森(ISON)彗星无疑是2013年最新奇的天象之一，它是从太阳系边缘初次到太阳系内区被发现的“新”彗星，曾推测它走近地球时可能展示“世纪彗星”的壮观丰姿，又穿越太阳外部的高温大气(日冕)而展现“飞蛾扑火”的“掠日彗星”毁灭闹剧。从天文爱好者到专家及太空飞船做了大量观测，留下了很多新奇而有趣的宝贵资料。其实，它的本体只是冰-尘冻结的小彗核，随着走近
太阳而蒸发的物质形成大而亮的彗发和长长的彗尾。

自然科学史

DNA同源重组机制的确立

向义和

2015, 37(4):  287-296.  doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2015.04.007

摘要 ( 1180 )   PDF (4891KB) ( 2562 )  

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介绍了DNA同源重组机制确立的过程。其主要内容包括基因连锁和重组现象的发现，交叉假设的提出，断裂重接假设和复制选择假设的出现，同源重组的三个模型(Holliday模型、单链断裂模型和双链断裂模型)的确立。

自然论坛

法庭上的脑科学

顾凡及

2015, 37(4):  297-303.  doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2015.04.008

摘要 ( 351 )   PDF (2076KB) ( 450 )  

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最近半个世纪以来，脑科学的飞速发展，使人们对记忆、情绪、意识以至自由意志有了比以前深入得多的认识，从而对目击者证词和嫌犯自供的可靠性、新的证据采集手段、是否有自由意志甚至人是否应该为自己的行为负责都从新的角度提出了问题，开始形成像“神经法学”和“法医神经科学”这样介于法学和脑科学之间的交叉领域，孕育着对司法制度根本原则的变革。

 

科学时评

书写时代的传奇

关毅

2015, 37(4):  304-312.  doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2015.04.009

摘要 ( 337 )   PDF (1511KB) ( 184 )  

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十年跋涉，历尽艰险，迄今速度最快的人类探测器“新视野”终于见到了“有心”的冥王星。匆匆一见之后，距地球超过52亿km的“小新”，如今已向更远的深空飞去，不再复返。“新视野”对冥王星的匆匆一瞥，要花掉7.2亿美元。这一长达数年的单程“约会”，究竟有多重要？1965年，也是在7月14日，“水手4号”探测器飞掠火星，成为人类探测器首次近距离观测另一星球。随后的50年间，人类探测器先后飞抵太阳系八大行星，而曾经的第九大行星冥王星却因距离遥远，从未迎来人类探测器。50年后的同一天，“新视野”飞抵冥王星，这简直比科幻作品还令人称奇。“新视野”的这一瞥，不仅让人类终于看全了太阳系原“九大行星”，更代表人类完成了行星际观测“第一阶段”的任务。项目首席科学家艾伦.斯特恩指出，长达半个世纪的努力，将“永远是我们这个时代的传奇”。



阅读·评论

《科学外史》——给科普和科学加点盐

隋淑光

2015, 37(4):  313-316.  doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2015.04.010

摘要 ( 2232 )   PDF (1416KB) ( 451 )  

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