8/19/2019 0 Comments 实验过程有那么重要吗?实验过程有那么重要吗?
李革胜 August 19,2019 实验过程分四个部分,一,实验设备;二,实验步骤;三,实验结果分析;四,结论。这四个部分环环相扣是一个有机的整体。 E同学是A大学材料系三年纪研究生,他已经结束第一年的课程,进入B教授的材料实验数据处理实验室开始做硕士论文工作已经一年了。因为二年前在“高级仪器设计和数据处理”课程中照搬本科生课程“ 材料实验数据处理”的作业,违反了A大学禁止学生把同一份作业交给超过一门课程的规定。被B教授的两个助教C博士与D博士抓了个人赃俱获,要不是B教授暗中关照,系主任良心发现,得了个C,他早就挂科补考该课程了。[1] E同学始终腹诽C博士小题大做,B教授也认为年轻老师思想就是偏颇,缺经验,他对C博士关于E同学的处理意见一直不以为然。有了以前的教训,E同学决定更加谨慎地做他的硕士论文,同学冥思苦想,天马行空,洋洋洒洒写了本推理小说,这次他在文字简洁方面花了很多功夫,别人的时间也很宝贵,他行文一针见血,不再拖泥带水。 A大学材料系规定,一个硕士学位通常不超过三年做完,第一年进行课程学习,第二年头三个月查资料,在立题之前写篇文献综述交给系学术委员会,经学术委员会同意,才开始立题到实验室做硕士论文,通常材料系给研究生半年时间写硕士论文。材料系对文献综述要求非常高,在A大学材料系,毕业论文没有文献综述是不合标准不可思议的。所以材料系总是预算给研究生三个月时间写文献综述,可见其重要性仅次于毕业论文本身。 C博士由于连续给E同学补考了两次,事不过三,他决定亲自手把手指导E同学写硕士论文。E同学毕业答辩时,系主任肯定会指定C博士做E同学的论文审核人,E同学摸不清C博士的水深浅,到时候,可能还会被C博士打回来重写论文,大家的宝贵时间都浪费了。 C博士在材料楼走廊上碰到B教授,他开门见山地告诉B教授,他打算找个时间与E同学讨论一下如何写好“实验过程”这部分内容,B教授用手机仔细查看了E同学的实验时间,同意周四晚上E同学可以去C博士办公室讨论硕士论文写作问题。 周四晚上七点钟,E同学在C博士办公室门口先用手机电邮论文pdf文档给C博士,然后带着他硕士论文初稿准时出现在C博士的办公室。C博士客气地与E同学寒暄了几句,就让E同学把论文留下,过一周来取。E同学前脚出门,C博士后脚马上拿起论文仔细阅读起来。 C博士把hardcopy扔进废纸篓,他只打算修改E同学论文的“实验过程”部分,其他部分以后再说。C博士喝了一口茶,一边在手机上读E同学的论文,一边用MS WORD在注释中写下自己的意见。首先,论文标题是对内容的高度概括,不应冗长啰嗦,实验目的、实验日期与实验者包括导师姓名在实验笔记本上应该有清楚的记载,却不必写进论文。实验过程就是实验步骤必须从原理上解释实验的每一步骤意义,必须包括实验环境,即实验所处的地点如材料系拉伸实验室地理系岩土化学分析室等,绝对不能混淆了。器具、仪器规格等必要的说明不可缺少。必须客观记录实际实验情况,并附上分析。实验结论的表述与实验过程是一个有机整体。实验研究方案应包括科学假设、数学方法、技术路线、实验设备、关键技术、数据分析方法、预期结果,实际结果等。实验方案应该具体写实验手段、技术路线,并按照这个实验方案具体实施的过程。 技术路线应避免使用太多流程图,多用文字描述,流程图太多给人眼花缭乱的感觉,教授通常读实验步骤,只看个开头,直接就跳到结果。结果应该与前面的实验目标一一对应比较好。 尽量用分析纯、别图省钱用化学纯,这样可以直接使用化学试剂生产厂商的数据,答辩时可以轻松为自己辩护。 通常的实验方案是这样的,提出一个假设,试着用数学去描述这个假设,然后再设计实验去证明这个假设,最后才是应用。 就象煮冻饺子如何煮不破皮,不能直接把冻水饺放进沸腾的的开水里,那样热胀冷缩太厉害会把饺子皮撑破,先把冻水饺放进冷水里,因为饺子在冰箱里会脱水,先放在冷水里让饺子皮吸收水分,再把润湿的饺子放进40度的温水里再煮三开,让饺子皮与馅一起慢慢受热,就不会煮破饺子皮了。这种写法是实验过程与实验过程分析结合的方式,一目了然,通常用于简单理论的实验过程描述。 实验过程尽量用真实照片,少用画画。胆固醇的示意图画得象个鞠躬的人,主要是调节与控制磷酯分子的运动。油画,卡通再形象也只是猜想,远不如照片有说服力。用照片一目了然,说服力强。按论文实验的时间先后顺序写,对课题历史、现状、发展趋势进行阐述。最后综述要重点把握该领域取得的重大成果及尚待解决的问题,这么写的优势在于可以使文章层次清晰。 以论文实验各个方面的发展状况为基础,对各项实验进行横向比较。时间跨度较短,适合比较各种仪器设备对实验结果的影响。 建议避免太长、拗口的句子。在格式方面,在不改动要求格式的前提下,做到清爽易读、条理清晰、逻辑清楚,层次分明,布局合理。你有的段落太长,读起来拗口,尽量用书面语言,少用口语。不是说不能用口语,因为口语没有书面语阅读起来流畅舒服,很多口语你必须读出声来才明白它的意思。论文是写给答辩委员会教授们看的,你必须照顾老先生们的情绪,让答辩委员会教授们读起来舒服。 对实验方案应做些可行性分析,这部分可以在实验设备那一章详细描述,实验过程这一章可以简略说明本实验在本地是可行的。至于从文献的结论、别人的研究和发现分析实验方案的可行性,这部分完全可以往前挪,放到文献综述里详细讨论更合适些。 材料系的教授对生物系的研究不多,“生物材料实验处理”部分可以讲得详细一点。使用激光共聚焦荧光显微镜可以让你的论文增色不少,荧光显微镜有个缺点,当样本较厚时,会产生很多干扰荧光,影响结果。不同荧光染料的选用必须写清楚点。红细胞带负电荷,所以在血液里红细胞不容易粘合。细胞核、GFP蛋白质表达用的荧光染料是不一样的。流式细胞计flow cytometry是从密立根油滴实验得来的灵感,流式细胞仪的问题是没有考虑细胞壁间摩擦生电问题,密立根为什么用油滴而不是水滴做实验?因为水滴摩擦生电问题不能忽略,流式细胞仪用后要仔细清洗以防堵塞,必须用脂肪类营养液而不是无机盐水营养液。喷嘴一次只能允许一个细胞通过,密立根喷嘴一次只允许一个电子通过,流式细胞计没有引起怀疑。 in vitro 离体,体外,in vivo 在体,体内必须分清楚。培养基可以买现成的,最多写个牌子就足够了,很多情况不需要写。胎牛血清、双抗包括青酶素链霉素,防止细胞培养过程中细菌污染,胰酶,可以把把多肽链中赖氨酸和精氨酸残基中的羧基侧切断。限制分解糜蛋白酶原、羧肽酶原、磷脂酶原等其它酶的前体,起活化作用。组织用剪刀剪成小块,放进胰蛋白酶降解,再放进EDTA, 再放进培养基。37摄氏度5%二氧化碳气氛产生ph值8的环境,中培养细胞。这部分需要稍微多讲几句,可以节约材料系的专家们的时间。 羧基与羟基反应称为酯化反应。转盘式共聚焦显微镜是唯一可以活体观察的显微镜。荧光漂泊恢复技术,FRAP,GFP绿色荧光蛋白。钙调蛋白,RNA干扰技术抑制基因表达。 长期服用四环素导致肝毒性反应。半数有效量,一半以上阳性反应。氯霉素是酶抑制剂,可使双香豆素浓度增高出血,双香豆素也是酶抑制剂,可使苯妥英钠浓度增高,导致中毒,只能用碳酸氢钠静脉注射解毒。阿师匹林过量引起水杨酸反应。 Robertson模型测7.5纳米细胞壁,5分钟喷碳的厚度也大于7.5纳米。鞘磷酯,胆固醇,糖酯构成细胞壁,这些诺奖成果放在文献综述里好了,没有必要写进实验过程。 学医就是比谁的记性好。毛果芸香碱的缩瞳作用,阿托品扩瞳作用,治疗虹膜炎。新斯的明可以兴奋平滑肌,扩瞳,解阿托品中毒。硫酸镁导泄。筒箭毒碱,肾上腺素对心脏骤停,过敏性休克,支气管哮喘。酚妥拉明让血管舒张,血压下降。三挫仑,安定治失眠,本妥英钠可以稳定神经细胞膜,治疗癫痫,卡马西平治三叉神经痛。这些基础的东西可以不写。 西医的研究手段本质上与中医类似,用的都是模糊手法。《细胞生物学》很多理论都是理想状态,用理想状态来实现现实状态。卤坊与甲醇3:1,写实验过程应该注意段落层次、设备及实验方案之间的逻辑关系。 C博士喝了一口茶,他只用了一小时就修改完E同学的“实验过程”部分内容,叹了一口气“学海无涯苦作舟。”C博士没有看E同学的推理小说,他把修改稿电邮给E同学。E同学在食堂吃完宵夜回到实验室,他惊喜地发现“实验过程”这部分已经C博士已经修改完了。
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10/8/2016 0 Comments 回忆严东生院士,感叹2016诺贝尔奖回忆严东生院士,感叹2016诺贝尔奖 李革胜 October 08, 2016 从网上得知严东生先生去世,往事萦绕心头,悲痛心情不能自已。 第一次见到严先生是在1987年秋天,上海交大闽行二部开课,上海市的学术大佬都来祝贺。那时江总还是上海市市长,记得主席台上坐有复旦校长谢希德,中科院副院长严东生等人。个人第一印象严先生与江总,交大校长翁史烈院士外形非常神似,都是带方型黑框眼镜,国字脸,端庄大气。 1994年笔者到上海出差,据一位硅所的同窗介绍,严先生在中国学术界资格非常老,曾参加过新中国第一个五年计划制定,按辈分严先生应该是与郭沫若,华罗庚,李四光同等辈分的老资格科学家。 这番介绍在1999年的一次偶然的机会得到证实,那年”日本金相学会”请严先生去日本开会,当然日本人包干全部会议费用。当时,师昌绪先生的秘书佟百运处长来基金委合作局综合处公干,他大惊失色地告诉笔者,严先生的名字必须放在师先生的前面,一点也马虎不得。在笔者的记忆中,那次去日本的学术会议,严先生最终并没有成行,是师先生去的。 那时笔者才明白严先生在中国学术界的崇高地位,如果要把新中国的科学家来个排行榜,严先生应该排在唐傲庆,师昌绪,张存浩等人前面。严先生在中国民间名气不如华罗庚等人,最少应该有两个原因,一是严先生长期在上海工作,远离政治中心,没有北京的两院院士扎眼。就是这样,上海的媒体如《解放日报》,《新民晚报》,《文汇报》等一旦提到”两院院士”一般都是在暗指严先生,这是毫无疑问的。那些年上海的院士数量少得可怜,不说比北京,可能连沈阳,西安,兰州等城市都比不过。二是严先生是中纪委成员,工作需要他低调为人,平时不显山露水,他其实是典型的实权人物。有人形容他厉害,厉害到一个电话就可以把人送进监狱。 严先生讲话喜欢飙英语,虽然个别字还是有上海_杭州一带口音,总的来说他的普通话讲得非常标准。严先生的性格有点象“李鸿章”,他给人感觉中气精气十足,说话总有一种优越感。但这些都是表面现象,严先生谦和谨慎,平易近人,他应该是中国科技界少有的两条腿走路的人,相信是中纪委的工作让严先生深刻认识到科研与伦理必不可少。笔者是赞成每个大学生毕业后去做两年保安或警察工作后,再回到大学搞科研。没有人对罪的认识比警务工作者更深刻,只有科研与伦理相结合,一个科学家才能走得更远。类似《天龙八部》中扫地僧的观点,“如果佛法修为不足,强练上乘武功,会造成身体上的隐疾”。不懂科研伦理,强行搞科研,那是走不远的。 为什么西方少数国家可以统治全球大多数国家?因为《圣经》的真理告诉他们,罪恶才是人类最大的敌人,儒家,伊斯兰,印度教对罪恶的认识都不如基督教深刻。历史上,基督教国家都是通过对大清王朝,奥斯曼帝国,苏联推行世俗化政策,让他们在思想上从内部腐化,再从外部轻轻一推就垮了,或者通过宣传象苏联那样让他们自己垮台。 严先生最拿得出手的理论研究工作是YAON复相高强韧陶瓷。他的”固态相变相平衡”中心是世界仅有的氮固溶体陶瓷相平衡实验室,因为严先生30年前的相平衡热分析与X射线衍射实验,现在都没有人能重复,科研的最大问题就是可重复性。严先生的最大科研成就不是在中国,而是在美国获得认可,他获得了ASTM的支持。严先生最少用中国的资源制备了28副ASTM标准的氮化物phase diagram相图,以及12张ASTMX射线衍射卡片。如果这些数据是客观事物,客观规律与客观世界的真实反映,严先生的工作无可厚非。科学无国界,大家都是用纳税人的钱搞基础研究,把自己的成果写进美国国家标准造福一方也说得过去。科学史本质上是一部人类与愚昧谎言作斗争的历史,民主是个好东西,民主的缺点就是纵容罪恶,专制不好,但专政可以迅速有效地除恶扬善。 学术不当与学术不端有本质区别,先不谈这里面的学术腐败问题,中美建交以前,新中国科学家的研究成果ASTM是不承认的。当时在中国能够不用翻译直接读懂国外同行论文的学者凤毛麟角,如果能够与外国专家直接对话,那这个学者就是就是国内一流。严先生在这种恶劣环境下能够让美国国家标准局承认自己的工作相当不容易,什么是固相phase diagram,汽车轮船飞机冶金都需要相图作为制定热处理工艺指南,错误的phase diagram会导致错误的热处理工艺,错误的热处理工艺可能是飞机轮船汽车事故的罪魁祸首。科技要进步,人类文明要发展,必须把国家标准中的糟粕删除。 这是一个非常奇葩的科研伦理案例,波音福特是不会去用ASTM的,他们一直都是用自己的标准。美国人都不太确信的phase diagram与X射线衍射卡片,全世界的大学生都当做科研《圣经》在使用。 笔者曾在三角州丰田铸造轮毂厂工作,上班第一天,笔者直奔公司资料室。师傅看见笔者在资料室翻箱倒柜,问找啥?找铝硅锶氧四元合金相图,ASTM标准的。师傅愣在那里很长时间没有明白笔者在说什么。后来,笔者才慢慢了解,北美的铸件厂几乎从来不用相图,都是用自己摸索出来的或买现成的热处理工艺,合金平衡相图只是在大学里用,生产第一线是不会用的。 2005年,”美国材料学会”的一个分会,应该是叫”晶体结构学会”给笔者一个做审稿人的机会,这是笔者在北美第一次给科技期刊当审稿人。笔者到现在也没有搞清这个组织的背景,估计是给美国国家标准局做合同的。不过背景这个问题不大,在北美打工,什么都看背景,生存都困难。温哥华有家搞材料的高科技公司,ACUREN,也是做政府合同,测量多元合金平衡相图,并写进ASTM标准。笔者的这份审稿人工作与众不同,主要是评审已经发表过文章并提出自己的看法。好的结果将被甄别出来并最终写进美国国家标准,得到美国法律的保护。毕竟多元合金平衡相图测定工作量实在太大,北美人工费又高,确实没有必要重复劳动。 审稿杂志的种类五花八门,主要有《美国物理学杂志A,数学物理与理论物理》,《应用物理学报》,《结晶学报》,《晶体结构与生长》,《美国陶瓷学会学报》等。当时感觉国内做结晶,相平衡这一块做得比较有影响主要有这几家,物理所,金属所,有机所,还有就是严先生领导的硅所。严先生的高明之处就在于他敢为天下先,把美国ASTM标准当作硅所的标准搞研究,以至于上海的大学生只学习只知道ASTM标准,而对中国的国家标准以及ISO一无所知。当时做结晶相平衡理论这一块,冶金所比硅所还强一些,毕竟合金熔点低比氮化物氧化物陶瓷要容易控制得多。严先生这么做本无可厚非,为了确立硅所在全国材料学界的地位,他率先全面引进美国标准,固相phase diagram到现在只有ASTM标准,中国的国家标准有一点,但远不如ASTM广泛全面,按严先生的说法,中国与美国确实有差距。笔者不是反社会,反诺奖,反奥运人士,也并非反美人士,在科学造假方面,中国与美国是小巫见大巫。 ASTM标准的固相phase diagram源头来自有上百年历史的铁碳合金相图,其他的二元或多元合金平衡相图本质上都是从那幅经典的铁碳合金相图简单扩展出来的。最早的铁碳合金相图是用最原始的布氏维氏硬度仪测出来的,因为奥氏体,莱氏体,珠光体,铁素体,渗铁体的硬度完全不同,如果把不成分的铁水缓慢冷却可以获得不同硬度的铁碳合金,材料学界家根据显微结构(即金相分析法),吉布斯相率,成分三角形,直线法则,重心法则,相平衡热力学原理与杠杆原理制成铁碳合金相图。基本上是瞎子摸象一边测一边算一边猜搞出来的。后来,发展出的热分析法,电阻法,膨胀法及X射线衍射法万变不离其中,它们都是间接证据。材料学家的问题就是把铁碳相图简单扩展到其他固溶体上,铁碳相图形状象抛物线或椭圆双曲线,科学家就想当然所有的固溶体平衡相图也应该是抛物线或椭圆双曲线。孟德尔研究豌豆也是这个问题,他发现豌豆似是而非符合基因分离定律和基因自由组合定律,孟德尔就把他的基因分离定律和基因自由组合定律简单推广到整个生命科学领域。软件编程中子类对象与父类变量之间继承关系的简单扩展,本质上就是滥用继承,简单复用代码也同样后患无穷,因为代码间的类型继承树牵一发动全身,简单扩展带来的逻辑错误是不可避免的。反正相图是抛物线或椭圆双曲线,这就给科学投机者提供了作弊空间,最多只需要测五个点就可以把整个相图画出来。 两个人从未说过话,却是可以通过第三者交流的,人是通灵的动物,这一部分”子不曰乱神怪力”的儒家是不会明白的,因为事物是普遍联系并永恒发展的。 冷战的后遗症现在还有,并将持续很长时间。苏联解体没有结束冷战,美国俄国都是大国,大国之间的矛盾不会因苏联的解体而消失。如果中共垮台,中美之间的博弈也不会停止,唯一的解决办法只能是美俄中和解成为真正的伙伴。说得远一点,现在房价飞涨是研究阿波罗登月技术的好时候。如果人类曾经上过月球,现在就不需要修飞机场了。50年前美国宇航局骗全世界,修飞机场要比造航天飞机便宜得多。现在房地产越来越贵,修飞机场早已反过来比造航天飞机贵多了。 难道要想站在学术金字塔尖,必须有深厚的背景,机缘及人脉,真才实学反到成了其次考量的部分吗?国内的顶级科学家一般走两个极端,一是极端鄙视劳动人民,盲目崇洋媚外,严重脱离生产劳动。二是极端仇视西方文明,与劳动人民打成一片,养了一身痞子气,对罪恶姑息养奸。中国科技界就长期被这两类人轮流把持,中国的科技情报领域人才几乎为零,大家都不知道前沿到底在哪里,正确的态度只能是客观公正地评价科研成果。 西方国家还有个金钱因素,有人崇拜日本科技,仅仅因为日本每年都有人得诺奖,没有人关心日本科技的真实水平到底如何。笔者无意贬低日本科技水平,基础研究早已走进死胡同,全世界亦是如此。其实,如果诺奖委员会成员的工资及行政开销完全由中国政府负担,中国科学家一样可以获得大量诺奖。金钱才是本质,诺奖评审委员会委员也是人,也要靠工资吃饭,这才是本质。 2016诺贝尔生理学奖大隅良典就比中村修二更符合人类心中的偶像,还是有进步。首先大隅的名字给人感觉就是”伟光正”,”东生”这个名字在文化大革命期间本身就是一张护身符。武宫正数,大竹英雄为什么在中国民间名气很大?就是因为他们的名字取得响亮,而且相貌堂堂,中国的老百姓容易记住,中国政府因为有这些高尚的日本人而愿意买进日元做外汇储备,日本人深谙此道。大隅名牌东京大学与二本东京工业大学的背景可以被各个阶层的学者认可,大隅身材不胖不瘦保养极好,风度翩翩,女粉肯定不少,榜样没有女粉就象美酒没有下酒菜那样败兴。额下白须与辛弃疾造型相似,显露凛然正气,表明这是个正直有担当的人。目光炯炯闪烁高瞻远瞩的睿智,说明他是有真才实学的。背景是北京八达岭长城,显示这是个中日友好人士,国人喜欢。研究自齒细胞的学者多如牛毛,大渝一个人独得生理学奖暗示”真理只有一个”。大隅的外貌经历及个人条件方方面面都照顾到了,他的造型完全符合人类心目中世界顶级科学家的光辉形象,大家都应该体谅诺奖评审委员会的良苦用心。大隅这种外貌走到哪里都是榜样,他就是在国内也可能获得国家科技进步一等奖。当年爱因斯坦等科学巨匠都是这么包装出来的,人多多少少都有虚荣心。 让笔者大惑不解的是顶尖科学家们早已失去思考能力与批判能力。国内学术界的特点就是崇洋媚外,中美学术界其实早就联成种”一荣俱荣,一损俱损”的奇葩关系。美国人都承认了,都已经写进美国国家标准的东西是板上钉钉,国人是不会去怀疑的。笔者无意贬低ASTM的水平,实际上,ASTM是个大杂烩,美国人什么都往里放,里面的糟粕相当多。 相对中国的赶美超英,亩产万斤,美国为了赢得冷战的胜利,也搞了科技大跃进,从阿波罗登月到深蓝击败卡斯帕罗夫。ASTM拉大旗作虎皮,采用的方法类似国际货币基金组织,美国占40%,西欧30%,日本10%,拉美10%,中国10%。只要他们发表的相图X射线衍射图谱相互之间没有冲突,数据符合杠杆原理与吉布斯热力学理论,没有人告密数据造假,ASTM suppose它们都是真实的,就抢先把它们收进自己的标准,当时这叫抢占科技高地。 ASTM曾向中国派出辅导人员,教授他们如何用热分析法测量合金平衡相图。中科院的ASTM固溶体相图和X射线衍射卡片都是美国人免费赠送的,美国人这么做无可厚非,帮助第三国家发展科技,共同反对苏修的霸权主义没有什么问题。美国人提供的几个二元合金样品Cu-Ni匀晶合金,Pb-Sn共晶合金,Pt-Ag包晶合金等二元三相系完全可以重复。中科院的专家们对ASTM佩服得五体投地,他们从没有想过为什么美国人对三元合金,四元合金及多元合金只有相图,没有提供样品。有一些三元合金相图的水平投影图,垂直截面图但不完整。 时光荏苒,40年过去了,直到现在上海的大学上《相平衡》课程也只能提供二元合金实验,三元四元合金相图还是做不出来。美国人提供的实验方案是合金熔化后,以0.5-1.5度/分钟的速度缓慢冷却,不同成分获得不同冷却曲线,冷却曲线上的折点就是合金凝固温度。再用N条冷却曲线做成一条温度-成分曲线,再把两条相邻的成分-温度曲线隔成一个个独立的相区,工作量相当大。 以实验速度最快的1.5度/分钟为例,氮化物陶瓷从1,200摄氏度冷却到室温,一个样品最少需要1,000分钟或15小时,这还不包括测温时间,根据ASTM标准每个点需要20-25个样品的平均值,每条温度时间曲线需要200个点才能做方差处理回归分析来获得一个折线,并反映到平衡相图上的一个点,也就是说在相图上准确描上一个点,最少需要6,000小时的实验时间,还不包括由各种偶然因数引起实验失败,0.5度/分钟花的时间更长,图书馆里的相图手册浩瀚如海,相图标定实验从秦始皇开始到现在也结束不了。即使象秦始皇修兵马俑那样投入大量人力物力,愚公移山,实验工作量也不可能短短几年时间做完。 当然确定折线位置不需要每个样品都以1.5度/分钟从1,200度冷却到室温,就算可以用些小技巧节约时间,但整个实验工期也长得惊人,因为不同的冷却速度得到的非平衡相可能完全不同,比如第一个样品以0.5度/分钟从1400摄氏度冷却到室温,测得的氮化物相变温度是700度,第二个样品直接以10度/分钟从1400度冷却到室温应该更快?实际上,测得的相变温度即折线点可能在800度,因为不平衡相的比例随冷却速度的提高而增大,所以实验周期没有太多办法缩短。况且美国人工费那么高,美国国家标准局没有那样大的预算。 ASTM清楚地规定了样品的尺寸及热处理冷却工艺,美国人没有讲为什么?国内的材料学家们也就懒得问,不加区别地照单全收,从此以后,美国的国家标准就成了中国材料科学家事实上的内部标准,用ASTM 写的文章大家都争相传阅,如果不用ASTM 就会被众多专家质疑不规范,与国际不接轨,搞得到现在中国也没有自己的热分析法测相图的标准。问题本质上还是老生常谈,这种热分析方法的最大问题就是成分起伏是随机变化的,合金还好控制,高温陶瓷的相变温度与样品尺寸形状温度分布关系相当大,因为枝晶偏析与样品形状尺寸存在必然联系,不同尺寸的陶瓷样品测出来的温度时间曲线可能完全不同,有时候形状尺寸的不同甚至会造成样品区域熔炼或成分过冷,亚共晶,过共晶,伪共晶,离异共晶交织缠绕在一起,相变过程产生的缩孔,气孔及夹杂都影响温度时间曲线。说得直白一点,如果实验能够重复,汽车行业陶瓷烧结行业仅仅因为铸件缩松陶瓷缩孔问题的解决,每年可以省下上亿美金。 八十年代,实验室一般用铠装铜康铜热电阻丝(热电偶),条件好一些的实验室有用铂铑铂来测固熔体温度时间曲线,热电偶丝的长短粗细直接影响温度时间曲线的形状,温度计的校正相当麻烦,当时只有专家才能胜任。如果审稿人猜疑数据有问题,一般采取的办法是请投稿人出示原始数据记录,正常情况下数据发散应该非常厉害。如果数据收敛相当漂亮,完全满足数列柯西极限存在的充要条件,可以判定投稿人要么是个温度仪校正内行,要么有热电偶高手在旁边手把手帮忙,要么就是有人直接在数据上动了手脚。 一句话,相图制备过程中的影响因子相当多,这就是为什么只有ASTM才有完整的固态相变phase diagram,其他国家用的电阻炉形状不同,样品尺寸不一样,它们就是做不出ASTM的结果,大家本质上搞的都是非平衡凝固,而杠杆原理只能用于平衡状态二元相图,如果多元固熔体相图精确符合杠杆原理,这时候你要小心了,很可能该相图是伪造的,这些猫腻材料学家们是不会讲出来的。 严先生在八十年代的研究兴趣在”炒菜”,把各种元素放进氮化物陶瓷中研究成分对性能的影响,因为那时候的人相信科学是万能的,材料学家流行”设计”材料。严先生的记录是做过18元相图,相图画得比世界地图还复杂,”严十八”这个绰号就是这么来的,这说明严先生的研究当时是世界一流,只不过后人愚笨,重复不来而已。“严十八”相图还是有作用的,说起来严先生应该是现在时髦的“高熵合金”鼻祖,“高熵合金”就是重庆火锅或东北乱炖,把各种金属按一定比例加在一起铸造而成的合金,如高强度耐高温耐腐蚀铬镍铝钛合金就是一种“高熵合金”,可以用在核潜艇上。 因为多元合金中间相平衡相图大多数是不可能用热分析法精确测量的。以氧化铝为例,吸热产物为伽马相,放热为阿尔法相,贝塔为中间相极不稳定,在固溶体中吸热放热是同时进行的,完全没有规律,根据《传热学》,固溶体体内热量分布是不可能完全均匀,等均匀时中间相早已消失。在温度时间曲线上可能就没有折线,对于同时吸热放热的多元固熔体相变来讲,热分析法就完全不好用了。热分析仪对固体只能表面随机取几个点。美国人做示范只用五个点,0%,25%,50%,75%,100%,这个习惯被科学院秘密传承下来,现在科学院《相图与相平衡》课程实验部分还是用这个配方。感觉科学家们崇洋媚外有些丧心病狂,后来这个思路引申出”有限元”计算,因为实验重复实在太困难。卢刚曾与他的导师争论过”五个点能否拟合成曲线?曲线不行,折线可不可以?” 答案是拟合分析回归分析数据点的多少应该具体问题具体分析,实事求是,如果拟合成的曲线折线是客观事物的正确反映,总结出来的相图是客观规律的正确反映,那么五个点可以拟合成曲线或折线。反之依然,不是客观事物正确反映,不符合客观规律,就是500点也是不够的。 记得《美陶》上有一篇文章大概有十个作者,全部来自上海硅酸盐研究所,严先生的大名堂堂正正地排在最后一个。严先生在硅所一言九鼎,说硅所的研究生全部都是严先生的徒子徒孙,这话一点都不夸张,在硅所,大家都把严先生的话拿来做挡箭牌。 笔者怀疑文章中数据最多只测了五个点,这五个点的表面能还可能是从《化学手册》上抄来的,因为一些《化学手册》上的数据也是连猜带蒙或者算出来的,而不是实际真刀真枪测量出来的。对于某些多元相区,笔者计算了一下,相图完全可以用杠杆定律机械拼凑起来的。陶瓷学家经常犯这样的概念性错误,杠杆定律只能适用于二元相区。多元相区不完全适用。SiNAlO-M (Y ,Nd ,Sm, Gd,Dy,Er ,Yb ,Ca,Mg,Li )亚固相中的放射性元素其实是不可能精确测定的。 平衡相图其实可以通过查手册各元素个亚相之间表面能,通过热力学原理算出来,因为铁碳合金是抛物线或椭圆双曲线,所以ASTM的多元合金相图大都可以从这两种曲线加些变化简单扩展回归出来。审稿人不可能亲自做实验去验证,最多只能猜疑计算要比具体做实验要快得多,也省钱得多,数据真的是测出来的吗?审稿人远在千山万水没有证据,当然不好明说。只要二元相图结果符合杠杆原理,不违背热力学原理,没有其他资料证明数据有问题,实验设备精度可以接受,实验方法实验经费实验时间合乎逻辑,与其他学术大牛的结果无冲突,没有人揭发学术不端,为了共同对抗苏修霸权主义,审稿人一般都同意发表。 对于材料科学家来讲,既然可以算出来,就没有必要去实际测量,反正别人也不会去试着重复,平衡态相图只有理论教学意义,而无实际价值,计算与猜测还能节省材料等实验费用,并间接证明其他同行的表面化学能结果,同行间互助,何乐不为?当时中国材料学家与美国是一种合作方式,大家很默契,中国人做氮化物,美国人做硅酸盐,日本人做氧化物,大家各做个各的,互不干涉,最后大家的结果全部写进ASTM皆大欢喜。 严先生的多元固态相图与X射线衍射就是在这种背景下被录入ASTM,从而奠定严先生在中国无机材料学术界的地位。六十多年来,全世界的大学生都在用ASTM的X射线衍射卡片与固态合金相图,因为其他国家都重复不出来ASTM的结果,又不愿怀疑ASTM的真实性,当然也不愿承认自己水平低,谁会自己打自己嘴巴?所以只有美国人才有自己的完善X射线衍射与固态合金相图体系。 以笔者的知识,笔者只相信ASTM中不超过20幅固态合金平衡相图以及最简单的晶体X射线衍射图谱,对于多元固态平衡相图持怀疑态度。因为从理论上讲,绝大多数ASTM多元固态平衡相图是不可能重复测量的。气态液态平衡相图可以接受好像还说得过去,液态气态是流动的,达到平衡应该难度不大,而多元固态相变平衡相图的精确测量几乎不可能。多元合金平衡相图除了教学用途外,没有太多实际用途。多元合金相变过程本质上只能是拓扑相,而不是平衡相。拓扑相图比平衡相图更合理,更有说服力。 笔者无意否定科学对人类文明进步的贡献,让我们回到科学的起点,牛顿力学定律的证明需要真空与质点这两个理想状态的充要条件,所以牛顿定律只能假设,没法证明。没法证明并不等于牛顿力学在远低于光速的条件下是错误的,这等于牛顿自己给自己下了一个套。理想状态本身是假设抽象出来,本质上是不可证明的,如果能够用实验证明理想状态,那理想状态就不是理想状态,而是实际状态。牛顿开了一个逻辑不通的头,先假设一个不能被证明的状态,再去找一个实验来证明原先假设不可能被证明的状态。毕竟近似模拟状态本身不是理想状态,相对论的光速,弱相互作用宇称不守恒的绝对零度,双螺旋的DNA,燃料电池,固相平衡状态,陶瓷发动机,2016诺贝尔化学奖分子发动机等都是理想化的假设,是没有可能被实验证实的,分子发动机和牛顿定律一样在理论上符合能量原理与机械传动原理。不能重复不等于没有意义,最少可以当个反面教材。不能被实验证实的理论不等于没有意义,最少也会有争议,有争议就有互动,有互动就可能引起广泛注意得到资助,实际上诺贝尔奖本身走的就是这个路子,它从一个默默无闻的私人科学捐赠组织在争议中特立独行,慢慢登上世界顶尖学术名誉宝座。 估计硅所现在的年轻人只知道严先生搞过超细氧化锆粉烧结,陶瓷固相烧结,很少有人了解严先生八十年代做过二氧化锆增韧陶瓷,即陶瓷发动机。陶瓷发动机是中国863在材料学科支持力度最大的项目之一,80年代末陶瓷发动机曾经被短暂纳入过科技部的火炬计划及后来的攀登计划,直到90年代中期陶瓷发动机骗局破产之后才不了了之。 分子发动机集粒子物理学分子化学大成,它囊括波尔原子模型,包利不相容原理,弱相互作用宇称不守恒,共价化学键等,包罗万象,它还是计算机分子建模的基础,分子发动机的权威性建立在以上这些物理化学理论正确性基础上,如果这些被写进世界各国中小学教材中的内容是正确的,分子马达顺理成章也是正确的。如果科学巨匠们是正确的,分子马达就是不可怀疑的。如果阿尔法狗是真的,奥巴马的医疗健保方案就是可行的。2016年诺贝尔化学奖向全人类发出呐喊,人人生而平等,每个人都应该得到尊重,每个人都应该受到优待,爱因斯坦可以获得诺奖,分子马达为什么不可以? 所以2016诺贝尔物理奖授于拓扑相变,因为相变的准确测量只能是按连续渐进的有时间先后过程的拓扑排序来进行,才是符合逻辑的方向,因为理想化的平衡状态在多元合金必然存在随机中间相,平衡状态在有热交换系统里是不可能达到的。事物是普遍联系并永恒发展的,漫步在英属哥伦比亚大学停车场,收到哥伦比亚总统获得2016诺贝尔和平奖的消息,莫非这又是一个阴差阳错名字混淆的案例? 笔者当时以审稿人的名义给严先生写信询问实验细节,因为逻辑上讲,实验难度实在太大,可重复性太小,不得不多问几句。严先生的回信是他的博士生做的工作,先生的态度非常诚恳谦和,严先生年事已高,只是挂名不是搞具体项目的,学生已经毕业,他可以帮忙问问,至于能否写进ASTM标准那不重要云云,轻巧地把责任推个一干二净。当然,先生的研究生多如牛毛,大家都把他的名字放在最后,他可能真对此事一无所知。笔者不住地流泪,全世界的研究生导师多多少少都有这个瑕疵,出了问题就把责任往学生身上推,责任是学生的的,荣誉是自己的。 ASTMX射线衍射也是这个问题,工作量相当大,完全可以跟曼哈顿计划相媲美,但可重复性几乎没有可能,而且美国财政部对X射线卡片库从没有象曼哈顿计划那么庞大的预算。而且X衍射卡片完全可以先用排除法猜结晶粉体的晶体结构,再做成各种模型进行激光投影,用布拉格原理直接算出来,或者象高中生做立体几何题通过投影那样描出来,反正没有人会真正在意氧化铝是四面体还是面心六方,就算有人在意,也没法验证。在这种情况下,X射线衍射卡片根本不需要真刀真枪实际测量。ASTMX射线衍射庞大的卡片库主要是70年代末80年代初短短5、6年的时间搞出来的,时间完全不合逻辑。唯一的合乎逻辑的可能性是猜与算出来的,而不是花天文数字的人力、时间、金钱、材料硬测出来的。 笔者想到这里,潸然泪下,笔者无意否定美国国家标准,严先生及上海硅酸盐所对科学事业的贡献。就事论事,科学来不得半点虚假。弹指一挥间,30年过去了,试问能否在本科生的课堂上当众把严先生的ASTM多元亚固相X射线粉体标定实验重复出来,并写进高等教育教材把实验推广到全国?笔者知道,严先生活着的时候这些实验是不能碰的,真相已经随着严先生的离开而永远消失了。 每个人都有安享晚年的权利,笔者研究的技术伦理就是如何用道德的方式去解决科技上的不道德现象,所以笔者有意等严先生这样的德高望重老一辈科学家去世后,再来评说他们的是非功过,但愿这样的尝试是有益的。 愿严先生地下安息。阿门。 注:插图为瑞典宜家素食和一杯清水,中国南方有老人去世后全家吃素的习俗。 1/10/2016 0 Comments 熵的感悟熵的感悟 李革胜,January 10 2016 熵最早是德国人克劳修斯100年前从能量的定义中获得灵感并得出的结论,熵一般是以对数函数来表达的,熵的概念是非常普适的。在学术界,熵与能量一样是个万金油,什么难题只要引进了熵的概念都迎刃而解。 如著名的普郎克量子公式的推导就是借助于熵函数才发展出来的,玻尔兹曼也是从统计热力学微观粒子出发,总结熵的宏观性质,得出熵是一则关于状态的函数。 再如时间的定义,孤立系統的熵永远只会增加,不会減少,这是一种只朝特定方向行进的物理量,即时钟的方向,所以,时间的本质可以用熵的概念来定义。同样,熵在信息论中可以表达为信息量。熵在经济学中是货物期望值与绝对涨落期望的信息关系,股票看似随机蜿蜒曲折毫无规律,在理想状态下股票总是象熵函数那样朝着低能态沿着阻力最小方向发展。用熵的概念在理论上很容易解释股价低能态的本质,阻力点的分布及阶段性流动力度的强弱等。熵在生物学中是生命现象与生物多样性的直接表征,因为生物学中生物本身就是个负熵的过程。 因为,熵是衡量一个系统混乱程度的信息量,即系统越混乱,信息量也就越少。当熵被用于计算一个系統中的混乱程度时,熵给人死亡苍凉的感觉。当熵被用于解释非平衡态的生命现象,即一切生命都可以用熵流来描述,这又给人生机勃勃的印象。有了熵的概念, 经济学,金融学,社会科学,心理学包括选举,移民等统计问题都变得非常容易定量分析。 在实际情况下,孤立系统的熵是很难测量的,因为熵主要是表达粒子之间的关系,很难象长度,重量,温度那样直接测量,只能依靠严格的测卡法。熵主要是用对数函数来表达的,即在数学上非常好用,而数学方法不受具体实验的直接限制,因为熵增加是自然界最普遍的现象,以熵函数为自变量的数学方法也是最直接简单的,这就是熵的教学与理论价值高于实验价值的原因。 一句话,熵真是个好东西。 11/29/2015 2015年诺贝尔化学奖有感而发2015年诺贝尔化学奖有感而发 李革胜,11/28/2015 2015年度诺贝尔化学奖授予DNA修复机制方面的研究,这是一个生物遗传学家撞大运发现有机化学规律的案例,完全因为该研究在制药行业有应用价值,药贩子有利可图。实际上,基于脱氧核糖核酸(DNA)的基因控制遗传学说从一开头就是个笑话,分子生物学家的最高境界就是在有机化学领域发现一些新东西。 原罪是1865年从遗传学的奠基人孟德尔开始的,孟德尔在《植物杂交试验》论文中用豌豆实验来解释他的基因分离定律和基因自由组合定律,孟德尔用了类似达尔文进化论的生物相似性方法假想出来的遗传资讯载体,把他似是而非的基因理论推销给全世界,从而成为遗传学鼻祖。中国古人管豌豆叫“薇”,孟德尔的豌豆实验让人联想到:公元前11世纪中国伟大的古典现实主义诗集《诗经》,《小雅·采薇》与《史记》都详细描述了中国古人的豌豆实验,公元前11世纪的中国农民都知道如何选择性采集豌豆、嫩茎、豌豆叶与豌豆尖作为美味佳肴,现代中国人反而在豌豆问题上喝了孟德尔的迷魂汤。 孟德尔最开始一共选择了34个品种,从中挑选出22个品种用于实验。最后由于很多的实验结果没有办法分析,他最终仅分析了7对性状。[3]孟德尔选择有用的数据,而放弃无用的数据。有用的数据留下来,没有用的数据扔掉,以偏概全,任何荒谬的理论都可以用这种作弊手法制造出来。一句话,孟德尔是西方科学家选择数据作弊的老祖宗。1911年爱丁顿选择“日全食”数据伪证爱因斯坦广义相对论,1913年密立根选择油滴粘度数据测量电子电荷数值,违反“测不准原理”,1962年,Landau选择温度数据,用不可能达到的绝对零度提出相变理论及液氦超流性的应用,到今年的基于脱氧核糖核酸(DNA)的基因控制遗传学说本质上都是继承了孟德尔选择数据的恶习。 在所谓生物相似性的逻辑下,什么荒唐的结论都可以得到,如地中海贫血病理生理学等,完全是逻辑混乱的欺世盗名。这是生物学家常犯的错误,生物的个性远多于共性,要找特殊情况比非生命领域容易得多。 中国人认可生物相似性原理有历史传统,三国文和乱武期间,郭汜的妻子害怕李傕送婢妾给郭汜而夺己之爱,就想挑拨他们的关系。一次李傕送酒菜给郭汜,郭汜妻子把菜中的豆豉说成是毒药,并用之毒死一条狗做证据,使李郭二士相争。因为,狗与人的相似之处就在于两者都有生命,人与狗吃了有毒的东西都会死。 五代后晋句章县官张举曾用“焚猪验尸”断案,“有一女子杀了丈夫,再放火烧毁房屋,谎称‘丈夫是被大火烧死的’。丈夫家的人怀疑,向官府告状。女人不服罪。于是张举牵来两头猪,一头杀死,一头活着,用柴火架着焚烧。被活着烧死的猪嘴里有灰,死后再烧的嘴里没有灰。再次验尸,嘴里果然没有灰,审讯后女人承认了罪行”[2]。猪与人的相似之处就在于两者都有生命,人与猪死后都没有呼吸的能力。但狗、猪与人不相似的地方实在太多,狗、猪有四条腿,人有吗? 摩尔根的果蝇实验起了推波助澜的作用,他毫无根据地认定基因是遗传的功能单位,它能产生特定的表型效应,基因又是一个独立的结构单位等,由于摩尔根得到诺奖评审委员会的认可,人类开始接受生命,遗传以及思想情感意志是由无生命的蛋白质排列组合决定的。1953年,詹姆斯·沃森基于时髦的X射线衍射分析技术写了本轰动的科幻文集,双螺旋,“The Double Helix” 他用令人眼花缭乱的手法提出了著名的DNA双螺旋结构模型,得到1962年诺贝尔医学奖。好家伙,在诺奖的光环下双螺旋得到全世界的认可,从此人类投进天文数字的人力物力财力踏上了探索生命遗传化学本质的艰难历程,生物遗传学家终生寻找有机化学反应过程本身就是一件越俎代庖,挂羊头卖狗肉,驴唇不对马嘴,不务正业的荒唐事。北美的雇主通常雇用有机化学或者高分子材料专业的本科生来做分子生物学研究,而不是用生物本科毕业专业人士就是这个道理。 沃森六十年前用基于布拉格定律的X射线衍射而建立的所谓蛋白晶体学,其实是个学术不端案例,在诺奖的光环下,从来没有人怀疑过,反而在其基础上发展出分子生物学,并最终写进中国普通中学生物学课本,成了全中国中学生深信不疑的现代遗传生物学基础。 首先,仅仅通过特征X-射线及衍射X-射线就确认DNA分子一定是双螺旋结构,而且还能分析计算得出其螺旋参数,人类现在的实验技术手段都做不到,更何况六十年前?反正,X-射线衍射图谱就象天书一样,没人能看懂,从任何角度都可以诠译成任何形状。1953年2月初,沃森(Watson)看到了富兰克林(Rosalind Franklin)在1951年11月拍摄的一张十分漂亮的DNA晶体X射线衍射照片,这一下激发了他的灵感。当年2月28日,沃森就发表了第一个DNA双螺旋结构的分子模型。不到两周时间,沃森就得出结论DNA是双螺旋结构,他的时间不合逻辑。 历史上X-ray衍射成功测定NaCl,KCl等晶体结构过程都是逆向思维,先假定NaCl是立方最密堆积(ccp),即,较大的氯离子排成立方最密堆积,较小的钠离子则填充氯离子之间的八面体的空隙。再建实体模型,最少经纬两个方向各自建立360度X-ray衍射标准图谱,然后再进行样品实际衍射实验,把所得的统计波峰与标准图谱进行比较,如果统计波峰与模型一致,则可以令人信服地得出结论,NaCl是立方最密堆积。工作量相当大,这还只是最简单的已知的晶体结构,一个稍微复杂的晶体如YBaCuO的晶体结构标定工作花了近十年的时间,因为超导体是世界研究热点,没人敢作弊。但现在回头看超导研究,还是有不少问题,关键是液氦温度的X射线衍射样品不好制备,超导体由于温差大会发生相变,可重复性差。 X-ray衍射晶体学的最大问题就是,你必须预测未知晶体的物理化学特征,如晶体结构,晶格常数等,并根据布拉格定律制出相应的标准衍射图谱,再与未知样品图谱进行比较得出结论。以前的X-ray衍射实验室都有一个档案室里面装满各种晶体的衍射图谱卡片,象图书馆的卡片检索资料室一样。如果遇到人类实在猜不出的复杂晶体结构,X-射线衍射就无能为力了。六十年过去了,人类到现在都还没有双螺旋DNA脱氧核糖核酸X-ray衍射标准图谱,就是勉强有也经不起检验。笔者曾给ASTM做过晶体标定员,知道里面的猫腻。只有极少数蛋白质是结晶态的,如动物眼睛中的蛋白质晶状体,绝大多数蛋白质是无定形的,X射线衍射对检测无定形物质微观结构无能为力。 三螺旋四螺旋甚至管状蛋白质的衍射图谱都是一样的,基本晶体结构包括立方、四方、三方、六方、正交、单斜、三斜共7个晶系,如面心,体心,密排六方等就是没有双螺旋,螺旋线粒体不是一种基本晶体结构。沃森的X射线DNA双螺旋本质上是个点阵几何的数学问题,沃森如果没有撒谎,他在数学上发现了一种新的基本几何形状:双螺旋。 石墨因其特殊的结构是导电的,蛋白质的结构与石墨完全不同,是不导电的绝缘体,蛋白质本身是不导电的,蛋白质做电镜必须喷碳,所以蛋白质的双螺旋结构只能用X射线衍射来标定,而不能用电镜。实际上,很多学者曾发表过文章,他们发现的DNA不是双螺旋,各种各样形状的DNA都有,只不过没有人去怀疑所谓双螺旋DNA是假的。所以,很多证据显示双螺旋DNA结构一开始就是个弥天大谎。 其次,沃森的取样有问题,把单细胞中的DNA链拉直,长度可达两米,DNA链结构差别巨大,他只选取很小一段看上去象双螺旋的部分,以偏概全,来证明DNA是双螺旋结构。网上那幅著名的双螺旋透射电镜照片一看就是别人为了给沃森圆谎PS的,因为蛋白质本身是不导电的,做电镜必须喷碳或喷金,喷过碳的大分子也一样会受重力作用或电磁场不均匀干扰变形,不可能象照片中那样双螺旋完美无缺。要知道,如何让高分子链在真空中不受重力与强电磁场影响是个世界性难题,它在精密仪器研究领域的重要性比DNA本身的发现更值得授予诺奖。中学生都知道有质量就会受重力影响,而“团聚才有重力,分子链没有重力”这种话从物理大牛的口中出来,本身说这话的人就该补考“中学物理”。 X-ray 是NATO 的alphabet code,在冷战年代只要一提X-ray 。西方各国有好感就会默认北约code,一般都会开绿灯放行,不会为难,这也是“双螺旋”得到迅速承认的原因之一。沃森提出双螺旋有哗众取宠的嫌疑,1953年2月底,史达林还没有死,共产主义运动处于历史最高峰,东风压倒西风,辩证唯物主义有关事物是矛盾的对立统一的螺旋上升过程在西方开始流行,双螺旋的概念似是而非地政治正确,让东西两大阵营的生物学家都觉得靠谱,反对的声音本来就小,加上诺奖的光环,很快成为真理。类似的投机例子很多,如《伤寒论》在中国中医体系中的领导地位,完全是其六经辨证体系的辨证二字与“辩证唯物主义”扯上了关系,《伤寒论》讲的辨证是辨脉与对伤寒六经病对偶统一证治法,它与哲学上讲的辩证完全是两码事。所以,要得诺奖必须投机,这好象是个出人头地的窍门?钱学森有个亩产万斤的笑话,绿叶的光照面积只有1-2%,即现有的植物只吸收用了太阳光的1-2%的能源,假设土壤中的无机物是无限的,如果把所有的太阳光能都用上,亩产万斤水稻理论上是可能的。当年钱老按这个思路提出亩产万斤全国没有几个人公开反对过。 至于卡恩等人分析DNA母系线粒体毫无根据地得出人类共同的母亲是来自东非的一位"夏娃"DNA线粒体。这只是一种逻辑混乱,不成熟甚至幼稚的学术观点而已。先不说DNA线粒体分析中因实验技术手段不足而产生的学术腐败,把分析DNA线粒体的思路用到血液,肌肉,纤维,毛发,骨骼,指甲,牙齿上也可以得出相同类似的三螺旋四螺旋结论。事实上人体的每个部分都是独一无二的,要分析都具有遗传特性。我们可以说肌肉纤维是遗传基因的载体吗?当然可以,如果人体的每个部分都是遗传信息的载体,那就没有基因这回事了。 红楼梦在北京的抄本最多,差别最大也不能证明曹雪芹一定是在北京写的红楼梦。因为还有其它可能性,比如乾隆皇帝喜欢红楼梦,又不原意别人知道,暗中找了几千个抄手花费十年时间秘密抄写几十万册红楼梦,这也可能造成北京的红楼梦抄本最多。同样历史上某个特殊时间,例如战争造成大量相同母系DNA线粒体的人群同时出现在东非的某个地方而造成该地区DNA差异大,这也不能证明夏娃就是生活在东非。沃深设计双螺旋模型与卡恩根据DNA线粒体计算人类祖先出生地都是模仿牛顿力学的理想状态,他们错在把理想状态当成实际情况来发表。一句话,遗传学家的逻辑混乱得一塌糊涂。 正确的方向是什么笔者也不知道,但笔者知道基于DNA基因遗传理论是错误的,笔者反对把错误的学术观点当成真理去教小孩子。 孟德尔,摩尔根,沃森,卡恩等人能得到全世界认可,主要是人们相信这个观点,儿子长得象父亲就是从父亲那里继承了遗传基因。人类天生有模仿能力,小孩子长得象大人完全是由于长期朝夕相处不自觉地模仿,并非来自遗传。生物学家相信双螺旋DNA有所谓科学依据,精子与卵子各自只有23条染色体,每个人都是从一枚受精卵发育长大的,这46条原始染色体版本就是每个人最初的遗传信息。 长期以来,生物学家相信,动植物是由小的细胞构成,因此细胞中的化学成分肯定包含了遗传信息,但谁也不知道带有遗传信息的化学成分是什么?它的结构又是什 么?在没有任何实证的情况下,hard evidence,在诺贝尔奖的支持下,很多遗传学家一口咬定,细胞中的蛋白质是遗传基因的唯一载体,而主要成分为蛋白质的染色体是遗传基因的唯一来源。大多数人都相信感觉,因为动植物繁殖都是通过受精与受粉的过程,精子和花粉的主要成分是蛋白质,而不是骨骼,毛发等无机物。人都容易相信直觉,比如病毒是100%蛋白质生命,遗传学家广泛接受所谓蛋白质 DNA是生命遗传的唯一载体的“中心法则”。到现在为止,没有实证可以证明“蛋白质是生命遗传的唯一载体”,因为人类对于遗传过程还只停留在猜测阶段,生物学家还没有能力创造生命,病毒这种特殊情况最多只能证明蛋白质是病毒遗传的载体,也不能证明蛋白质是其它物种生命遗传的唯一载体。同样的逻辑,我们也可以说纤维是四川绿竹的遗传信息载体,淀粉是土豆地瓜的遗传信息载体,脂肪是蚯蚓蛔虫的遗传信息载体等等。 一叶障目不见泰山,基因工程刚开始就走歪了路,遗传学家从此只研究微观,不考虑宏观。遗传肯定是微观和宏观相互影响的一个活动,蛋白质也不应该是遗传信息的唯一载体,血液,体液,肌肉纤维,骨骼,毛发,角质层,血小板,酶,抗体,糖,脂肪等都可能参与遗传活动。孤立研究细胞里的染色体与蛋白质,而不考虑整个生物个体的宏观特性去研究遗传,毋庸置疑这是个死胡同。同样,孤立看待婴儿是由一个受精卵发育而成的,而不考虑子宫母体的宏观特性,也是一条走不通的路。遗传学家认为染色体的主要化学成分 DNA(Deoxyribonucleic acid) 脱氧核糖核酸是基因的物质载体,因为DNA是一种分子,可组成遗传指令,来引导生物发育与生命遗传运作。但是证据是什么?说DNA的主要功能是长期性的资讯储存,有些直接以自身构造发挥作用,有些则参与调控遗传讯息的表现。如果是思想记忆智慧思辨等高级活动是由简单枯燥的蛋白质排列组合来决定,那人与计算机有何差别?这个问题是DNA遗传学家长期回避的问题,因为他们不能回答。[1] 从这一角度。DNA理论经过六十多年的发展现在已经很完整了,问题就在它与有三千年历史的朴素阴阳五行理论本质上一样不能准确反映客观世界,不是客观事物的正确反映。它存在的意义仅在当人类无法理解生命遗传现象时给出一个看似合理的解释,给人心理的安慰,在中学生物课堂上有给学生吹嘘的谈资,仅此而已。 生物学家就在有机化学里面创造了一个学科,生物化学,掩人耳目而已。分子生物学长期主宰中国高校生物化学专业,后来甚至发展到生物研究生做论文都形成条件反射,言必称基因,什么研究都拿基因理论往上套。在中国当然不会有人去怀疑“双螺旋”的真伪。笔者不是唯心主义“生机论”的支持者,只是没有发现有推翻“生机论”的铁证。当然从科学的角度,生机论也没有实质性的支持证据。所谓生机论就是,灵魂是生物中的生机,它分为植物的、动物的以及人类的灵魂三个阶段。1897年毕希纳发现酵母的无细胞抽提液也可以发酵,以此证明没有活细胞也以产生生命活动,发酵过程并不需要完整的细胞,酶是其化学本质,并声称推翻了“生机论”。毕希纳不明白“一切生物学法则皆有例外”或者“生物学无普适真理”,他犯的错误与孟德尔,摩尔根一样,用生物相似性把酵母细胞的特殊情况推广到整个生命科学领域,所以,“生机论”并没有被毕希纳推翻。至于人工胰岛素,分子生物学家硬要吹嘘胰岛素是重组DNA得到的,但笔者认为这是分子生物学家偷换了基因工程的概念,比如天然胰岛素与亚硫酸钠及四硫酸钠共同保温制人工胰岛素本质上就是普普通通的蛋白质变性处理,如果胰岛素的生产制备是DNA重组得到的,那么大多数西药都是脱氧核糖核酸重组生产的。基因必须是跟遗传相联系的,人工胰岛素的制备与临床实质上还是一种有机化学反应,而非DNA分子重组,比如人工胰岛素必须餐前30分钟注射、有较高的夜间低血糖风险等临床现象,都说明其只是一种类似复方感冒药制剂的化学反应现象,人工胰岛素治疗糖尿病与生命遗传没有本质上的必然联系,医药与每个婴儿都只有一个脑袋两只手足有什么关系呢? 就象有人吹嘘黄金大米人工置入了七个基因,抗虫,抗病,抗腐,耐寒,高产,高淀粉以及颜色,并似是而非写进教材当成真理去教学生。所有的理论都有例外,任何理论在一定范围内都有合理存在的逻辑,只要肯花时间去找,在生命科学领域任何荒唐的理论都可以找到证据支持,任何正确的理论也可以找到例子反驳。这是生命的奇妙与大自然的奥秘,生物学领域有大量人类未知的共生寄生现象与各种各样的种内关系。如果黄金大米是真的,那只是自然界本身就存在的一个物种或者是一种特殊的共生现象,并不是人类的发明创造。如果DNA理论是正确的,这七个基因就应该能移植到其它品种上。 现在的科技水平,人类还是无法回答生命的本质是什么?遗传的本质是什么等问题,到所谓基于脱氧核糖核酸的分子生物学原理中去寻找答案终将一无所获。笔者无意否定基因理论,达尔文进化论在历史上破除封建迷信, 建立理性科学思维的进步意义,以及生物遗传学对人类科技进步的贡献等,但历史上很多学术腐败恰恰是打着破除封建迷信,传播科学的幌子下进行的。六十年来,生命科学领域的基础研究投资远超其它学科,每年都有大量新药问世,但基于DNA理论的研究从没制出过象青霉素,天花疫苗那样革命性的医药,这难道不值得科学家们深思吗? 生命科学的长期捆绑教育让这个事情只能由外行讲出来,试想一个基因博士学位花了十年时间才拿到,他怎么会说基因理论错误的, 这不是自己砸自己的饭碗吗?可以预见的是,60年后生物学科的研究热点将回到起点,生命的基本单位细胞(或病毒),而不是无生命的蛋白质DNA。全世界早就开始对DNA理论不耐烦了,迫切需要颠覆性遗传科学理论来造福人类,因为分子生物学家的最高境界就是在有机化学领域发现一些新东西,仅此而已。 中国国家自然科学基金生命科学部资助重大研究计划“基因信息传递过程中非编码RNA的调控作用机制”正在证明一个事实,DNA、RNA不是遗传信息的唯一载体,也不一定是遗传的最关键因素。 Reference [1]http://www.vanforum.org/blog/-28 [2]https://baike.baidu.com/item/%E7%84%9A%E7%8C%AA%E9%AA%8C%E5%B0%B8 [3]http://blog.sciencenet.cn/blog-616948-1195223.html 9/14/2015 0 Comments 仪器设备有那么重要吗?仪器设备有那么重要吗? 李革胜,September 14, 2015 读“仪器设备”这一章可以推测该论文共花了多少钱,并可窥豹课题组的真实实力以及资金是否雄厚,研究水平高低等。所以,内行都喜欢仔细阅“读仪器设备”这一章,它在材料系的学位论文中必不可少。 E同学是A大学材料系二年纪硕士研究生,他刚结束第一年的课程,进入B教授的材料实验数据处理实验室开始做硕士论文工作。因为一年前在“高级仪器设计和数据处理”课程中照搬本科生课程“ 材料实验数据处理”的作业,违反了A大学禁止学生把同一份作业交给超过一门课程的规定。被B教授的两个助教C博士与D博士抓了个人赃俱获,要不是B教授暗中关照,系主任良心发现,得了个C,他早就挂科补考该课程了。[1] E同学的文献综述又被C博士抓了辫子,只好重写,费了九牛二虎之力终于可以被材料系立题了。 E同学大约用了两个星期时间,看了B教授在加拿大发表的文章,读了导师的前期工作后,E同学写作速度非常快,还没有开始实验,就把自己的硕士论文的文献综述,实验设备与实验过程汪洋恣肆地写完了,就等实验出结果后,进行数据分析讨论并得出结论。有天夜深人静,他去找B教授,想同他谈谈他的实验仪器设备与实验过程。 B教授的工作生活很有规律,这是他在加拿大养成的习惯,除了上课,一般他上午都睡懒觉,快要到晚餐时间才驱车来到大学,早午餐(Brunch)一般就是三明治加一个苹果或一只香蕉,到下午四时左右,他一般会去校网球场打一小时网球,象机器人样,一小时网球不多也不少,五点钟准时回到办公室。他穿着运动短裤网球鞋,汗流浃背在办公室里处理信件,偶尔也在网上读读八卦新闻或给别人打电话,六点钟就开始收拾东西准备回家,在家里吃过晚饭,晚上八点才穿戴整齐开车来学校办公工作直到深夜甚至凌晨才回家睡觉。B教授这样做可以节省大量上下班浪费在通勤上的时间,B教授晚上加班的习惯也影响到他的研究生们,E同学也是长期晚上在实验室干活,白天睡觉。 E同学是个工作狂,跛鳖千里,光是实验仪器设备这一章足足写了20多页,材料系研究生论文实验仪器这部分都很短,通常只有一段200字的段落,多的时候也就是不超过一页12号字A4纸的规模。E同学是那么专注认真,以致当他把仪器设备这部分写完后才发现自己写得太多了。E同学忐忑不安地把论文交给B教授,心想上帝保佑不要再被打回来重写。B教授虽然心里有点嫌多,但碍于自己学生的情面,他只好着重读仪器实验设备这一章。 B教授在加拿大养成了一种快速阅读习惯,对学术文章倒着读,先读结论,再看摘要,再决定是否值得细读,有的文章他甚至只读一下题目就跳过去了。B教授几十年如一日,对材料学科仪器设备领域的研究了如指掌,有什么样的结论,必然是从什么样的前提与过程得到的。自己研究生的论文,没有办法,只能细读。E同学每天回家前都电邮B教授汇报一天的工作进展,B教授洞悉E同学论文内容,他对E同学的工作采用跳读的办法,先读段落的最后几句,再读第一句,再决定是否仔细读整个段落。B教授用这种读法,他的阅读速度当然快,第二天就电邮给E同学他对实验仪器这部分的看法,如下: 实验仪器设备与整个硕士论文是一个有机整体,从设备布局最少应该可以看出实验目的,实验过程,实验步骤,实验结果。如何选择仪器设备对于论文质量有画龙点睛的功效。我在论文审稿过程中就喜欢先看“实验设备与过程”仪器设备,再看内容。特别是材料科学领域科研水平完全取决于你用的设备仪器的先进性。看仪器设备就可以看出论文发表单位的研究实力与资金投入,对于科学基金竞争对手背景摸底有很大的好处。读硕士论文中的仪器设备这一章就可以看出你的研究水平,国内先进或世界领先一目了然,所以实验设备这一章非常重要。 万事开头难,第一印象,你的实验仪器与设备组织看上去比较凌乱,各个仪器间的联系不紧密,缺乏系统性。各仪器之间要有层次感,相互之间逻辑性要强。所用仪器设备不应该全部堆积螺列,只写关键必要的设备,让人一目了然。比如螺丝刀,扳手等钳工用工具就没有必要列为实验设备。这是学术论文,你不说,别人也会知道你做拉伸实验用了扁口螺丝刀,不然样品是怎样固定在拉伸机上的?有些仪器设备你觉得稀奇新鲜,对内行来讲只是常识而已,不值一提。大家的时间都很宝贵,尽量直奔主题,多替读论文的评审人着想。 你应该尽量在最小的空间下提供最大的信息量,尽量用简洁的技术性用语,保证论文度量单位的完整性。避免使用成语、俗语,特别是英文保证必要的冠词a, an, the,尽量少用英文缩写语。在文章中不要放图,表或公式,因为传统上,图,表,公式等放在讨论部分,而不是在仪器设备章节,尊重传统用文字敘述仪器设备这一章。 有些不太重要的仪器没有必要列进论文,比如硬度仪的型号,最多只写个布氏硬度就可以了。因为硬度实验在你的论文中占的比重太小,与误差处理这个中心研究目标关系不大。而且硬度仪的型号与论文内容关系不大,硬度仪太大众化,用任何校正过的硬度仪测出的结果都是一样的。 如电阻炉最高使用温度900度,在设备仪器部分只列个型号就可以了,没有必要把其全部参数写进论文。如果实验确实需要1100度,电阻炉必须改进,设备改装如使用大功率电阻丝,加厚炉膛耐火砖等细节也没有必要写进论文,因为这类常规电阻炉升级技术太大众化,你不说别人也知道。只需在设备一章中顺便提一句自制高温电阻炉就可以了。但电镜等精密仪器的升级改造则必须讲得详细点,因为电镜分辨率的提高对你的实验结果有实质性的帮助。而电镜分辨率这种高科技对很多人来讲都不太熟悉,而且大家还都比较关注其发展,而你毕业后打算到一家科学仪器仪表公司工作,从事电子显微镜仪器研究,所以详细谈谈电镜改良研究工作对你将来的职业生涯有好处,可以多写。但只需写必要的,绝对不能給人凑篇幅的感觉,论文评审人的时间都很紧张,要珍惜别人的宝贵时间。切记! 读了B教授的意见,E同学释然,心里有了底气,就开始在实验室加班加点做他的硕士论文。 E同学非常用功,他的硕士论文使用了材料系几乎所有的仪器设备,从锻压车床到 X射线衍射仪,他都摸了一遍。E同学校正并准确计算了材料系所有硬件设备的系统误差,B教授有时开玩笑地对E同学说,如果你将来找不到合适的工作,可以大材小用回校做个实验室设备管理人员。B教授这么说其实在拍系主任的马屁,他知道系主任心痛钱,找个研究生管理材料系的仪器设备比正式雇佣一个技术人员要便宜很多。B教授一直试图与系主任搞好关系,与顶头上司的关系理顺了,自己的日子也好过些。实际上,系主任对B教授这只海龟一直比较欣赏,只要是B的要求,系主任能够满足总是尽量满足。 但这回是系主任非常不赞成E同学的做法,他一个硕士研究生把材料系所有的设备仪器都摸熟了,他是变成了仪器设备专家,要是人人都这样,材料系的仪器磨损将非常大,科研教学成本太高,而且E用了那么多仪器设备,占用了其他研究生实验时间与场所,比如扫描电镜一周对学生开放时间只有40小时,他一个人就用了20小时,对其他人不公平,别人就不做论文了? E同学过多使用了材料系那么多仪器设备,他内心一点愧疚感都没有。学校的仪器设备本来就是给学生用的,又不是买来做摆设的。仪器设备都有寿命,放在实验室久了不用,也会过时淘汰,不如让我练手,我不是没有交学费。系里事先并没有规定,哪种仪器研究生可以用多久,能怪我吗?况且,我还没有发现其他研究生与我一样对仪器设备怀有浓厚兴趣,我不用电镜,其他研究生也可能不会用,很多同学很毕业后都改了行,去搞金融,房地产,我是材料系唯一的一个学生毕业后去科学仪器生产厂工作,为什么我不能多用仪器设备? 长期以来,在学术界学数学物理的地位最高,搞实际工程技术的地位最低,这是科研基金申请的潜规则。所以,在学术界通常来讲,搞理论的瞧不起搞设计的,搞设计的瞧不起搞工程的,搞工程的瞧不起搞技术操作的。中国古人就有“劳心者治人,劳力者治于人”的说法,做理论的就该比搞技术的高人一等? 对于材料系的研究生们来讲,做理论搞不过物理系,化学系,做工程设计实用性不如机械系的学生,做仪器测量不如精密仪器系。材料系的学生要做出自己的特色一般是在材料宏观微观分析与仪器设备间的交叉地带琢磨出点东西。材料系在A大学的科研布局中一直是处于中游水平,这是由于材料系的研究着重解决理论与工程之间问题的地位决定的。 系主任人到中年,对研究生论文并不十分看重,材料学界的基础理论已经很完善了,很难有实质性突破。发表论文对获得科研经费资助有用,而研究生论文不生钱。系主任在钱的问题上考虑得比较多,他当初从加拿大引进B教授时就是看到B的方向设备成本投入不大,又有特色可以表装门面,容易申请国家基金。这是他的小算盘,当然不会说出来。现在E同学做一个硕士论文就花了材料系那么多钱,他当然非常心痛钱,但又不能说出来,毕竟培养学生是大学的第一任务,让学生知道教授的这些臭事以后如何为人师表? 系主任虽然腹诽E同学占用了材料系太多资源,但又不愿意得罪学术大佬B教授,要知道B可是著名的海归, A大学的招牌教授之一。但E同学花了材料系那么多钱,不管也不行,系主任想到这里露出狰狞的面目,他指定C博士指导研究生的论文写作。E要想毕业,论文写作必须过C博士这关,他知道以C博士眼里揉不得沙子的性格必然让E同学吃苦头。在官场上混了多年,三十六计之借刀杀人是系主任的惯用手法。系主任遂通知E同学将实验设备一章送C博士与D博士检查,如果C博士与D博士这关过不了,E同学的论文就不要再做下去了。把E同学早点踢出材料系可以省下不少科研资源,这是系主任的小算盘,他谁也没有告诉。 B教授对系主任的做法大为不满,他C博士也是人,一天只有八小时,一周也只能工作40小时。他在E同学论文上花了40小时,E同学的论文看上去是比别的研究生要好得多,但这一周C博士在材料系的教学科研工作还能花多少时间。每个研究生交的学费都一样,他还有多少时间花在其他研究生身上?材料系有100多个研究生,如果照C博士的做法,材料系需要100个教授来审阅论文,教学成本太高。B教授对C博士的做法也是腹诽不少。 由于前车之鉴,E同学决定先绕过导师B教授,把论文初稿交C博士审阅。土鳖也有海归不具备的优势,C博士也是年轻人,年轻人之间不存在代沟问题,先把C博士与D博士搞定没准是个好办法。何况,E同学使用了最新的电子显微镜,这是他论文的闪光点。心里有点底,E同学悄悄找到C博士的办公室,恭敬地递上自己的论文,请C博士斧正。这次E同学看错了人,C博士是个只看论文质量不懂人情世故的人。 C博士对谦虚好学的学生一向是来者不拒,特别是自己亲手指点过的学生,又多了些感情。上次文献综述的事情,自己事后反思时,发现其实E同学也有不少优点,自己有时候做法也偏激,他对E同学心中也有愧疚,但内疚并不会影响他的判断力。严师出高徒,C博士从不后悔对学生的严格要求,对E同学的进步,C博士也很欣慰。 C博士对E同学的论文看得非常仔细,连标点符号都要详细查看。象其他老师一样,C博士读研究生论文也喜欢先看实验仪器设备这一段。这是他的习惯,看学生论文总是先读设备,一是读设备比较轻松,不费脑子,而且还会获得大量额外信息,比如,可以从设备中获知研究生在哪里做的实验,有哪些人给予了暗中支持。二是从设备中就可以很容易看出研究生导师的科研基金实力与弱点,进而能够窥知实验过程中的破绽与虚实。【1】 C博士读完E同学的实验设备描述,总体感觉该学生学术素养还是太嫩,做论文还是有贪多的老毛病。比如,E同学在设备中对材料那台老古董扫描电镜的肉麻吹捧,从对那台常出故障的X-ray衍射仪“歌功颂德”的过誉之词,就可以推断E同学或许有随便下结论的习惯,在其论文中有浮夸的可能性,以后论文省稿时必须警惕。根据C博士的经验,研究生许多论文中的设备仪器章节给人似曾相识的感觉,估计都是千篇一律从别人,比如师哥师姐的论文中几乎原封不动的抄过来的,材料系研究生论文或多或少都有结构相似性雷同,过分的时候甚至连语法错误,错别字都错得一模一样。材料系就那些硬件,每个学生都在用,完全可以低成本地互相抄袭。这些都是论文中不严谨,不可避免出现瑕疵的征兆。【1】超导高温热电偶的描述一字不漏照抄科学仪器公司的使用说明就是典型的例子。 C博士继续以挑剔的口吻写到,众所周知,材料系那台Hitachi扫描电镜已经用了十年了,虽然仪器设备说明书上它的resolution可达0.01纳米,这是根据电镜型号在网上也可以查到的,但一台老古董电镜的分辨率用十年后还跟新的一样,让人怀疑E同学的科研严谨性。当然E同学可以在后面的实验结果讨论这一章中详细说明,我建议E同学还是在仪器设备这一章顺便提一句,电镜已经有10年历史。当然E同学可以反驳,这样做就会让硕士论文变得非常冗长拖沓。但电镜太古老了,精确度的确不可信,这些都是E同学贪多,技术思路逻辑混乱的表现。E同学的主要问题还是在于他没有从本质上认识自己的贪婪本性,这是问题的关键 。 C博士在办公室找到D博士,直截了当地谈到E同学实验设备的过关问题。D博士刚好也读完其论文,他也认为E同学只是简单地把实验设备螺列出来,看不上各种设备仪器之间的有机联系,这本质上也是学术态度不严谨。但D博士认为C博士有些小题大做,通常实验设备一章只是设备仪器的简单说明,200字就可以了。C博士坚持认为,实验过程是技术思路的具体表现,直接影响实验结果及讨论,必须详细写,他给E同学的评语是“重写”。两人把皮球踢回系主任,让系主任决定E同学的前途。 系主任这次没有通过E同学,直接让B教授,C博士与D博士一起开了个电话会议,把皮球又踢给他们三个,因为传统上讲,仪器设备这一章在硕士论文中占的比重并不大。材料系在高精尖仪器上面比起物理系,化学系,生物系来一直比较气短,教授们大都对仪器设备的具体使用情况藏着掖着避而不谈。 B教授对此不以为然,他认为系主任心痛钱,在强词夺理,材料系的研究不像核物理系与分子生物系,很少深入到纳米级别,通常亚微米就够了。为了对外吹嘘科研高精尖来骗国家基金,花同样的钱买一台维护昂贵的高分辨电镜真的不如买一台多终端的普通电镜。多用户电镜虽然不能做纳米观测,但可以4个研究生同时使用一台电镜。是材料实验设备规划与设计出了问题,与好学的E同学没有任何关系。B教授继续为自己的学生辩护,这是材料系设备仪器缺乏管理造成的,他一个小小的硕士研究生都可以把所有的设备用个遍,这说明材料系实验室的管理出了问题。电镜室每周只对学生开放40小时,E同学一个人就用了20小时。试问,材料系那100多个研究生每个人的论文都用了电镜,时间上合乎逻辑吗?这只能说明研究生们大量使用别人的电镜照片,材料系本身的科研管理就有问题。没有必要跟一个勤奋好学的老实人过不去,这个事儿太小都不算个事儿,两者关系不大,没有必要上纲上线。所以,E同学没有必要重写这一章。 C博士不得已祭出杀手锏,所谓E同学的论文中的闪光点,所谓高温超导测量仪其实是个乌龙,他使用的铂铑铂热点偶本质上是科学仪器公司的噱头,根本不能在实验室使用,而E同学对此熟视无睹,这不是作弊是什么? C博士在会上坚持他的处理方式是正确并符合学校规章制度的, 他们是在维护了A大学的学术声誉, 因为这样做会让E同学写出更好的学位论文来,也会让其他研究生在这方面的行为检点一些,可以减少A大学的学术不端事件。 D博士的态度比较谨慎,开始他认为这个事情也能算个事情?C博士是吃饱了撑的,没病找病。在材料系,“实验仪器”这章一般以对外保密为由,大都写得语焉不详。总有块遮羞布,材料系对仪器设备从来都遮遮掩掩不讨论的。从传统上讲,“实验仪器”这章只需简单说明实验设计的模式,必要的实验仪器设备及所用条件限制等,没有必要写得太多,写得太多容易露馅。何况,E同学的论文中确有闪光点,比如E同学的超导温度是最高的,比诺奖成果都好,这是D博士考虑再三决定给予通过。他哪里想得到E会为了学位使用错误的仪器,伪造数据。 最后, D博士决定支持C博士的处理意见,B教授也无可奈何。 (5小时初稿搁笔) Reference [1]http://www.vanforum.org/264482600925216264152026229702/2 6/15/2014 0 Comments 科学研究与工程技术伦理的维度浅析科学研究与工程技术伦理的维度浅析 李革胜,2014-06-15 牛顿力学把天上地下的物体放在一起研究,有机化学把有生命的与无生命的一起研究,中微子物理学让微观与宏观,波色子与天体运动一起研究,技术伦理就是把科学研究工程技术犯罪学心理学社会科学政治经济语言文学一起研究。技术伦理就是把科学研究,工程技术,犯罪学,心理学,社会科学,政治,经济,语言,文学等一起研究。因为事物是普遍联系并永恒发展的。 人性不会因所从事的专业不同而有所不同,这是本学科把所有专业混在一起研究的原因之一。工程技术伦理维度是讨论工程中经济、技术与管理等表象问题背后存在的“内在的”伦理问题。正如《圣经,马可福音7:21-23》“因为从里面、就是从人心 里、发出恶念、苟合、偷盗、凶杀、奸淫、贪婪、邪恶、诡诈、淫荡、嫉妒、谤讟、骄傲、狂妄.这一切的恶、都是从里面出来、且能污秽人。”这些人性的问题掺 杂进工程实践就是工程技术伦理维度所概括讨论的范畴,它与工程技术本身同样重要,因为没有与伦理无关的工程。工程技术伦理的维度不仅仅在于讨论“是否把工 程做好了”,还要讨论“是否做了好的工程”,凡是不符合伦理原则规范的工程都不是“好的工程”。 比如材料失效分析就是一种工程技术伦理维度研究,它“是一种的逆向思维,是分析失败案例, 认识安全隐患, 预防事故的基本环节和关键,它和警方犯罪现场调查有相似之处。保护失效现场是保证失效分析顺利进行的先决条件。 材料失效分析主要集中在汽车, 飞机, 火车, 轮船, 齿轮, 轴杆轴承, 压力容器, 电子器件等方面。失效是可靠的反义词。失效分析试验过程通常包括:金相检查; 试样的选取、清洗和存档; 试样的宏观检查和分析; 试样的光学显微检查和分析; 化学成分分析; 光谱波谱分析; 超声波无损检测分析; 机械性能测试;断口分析; 计算机模拟试验;切片电子显微分析; X射线衍射分析等。 对于肇事件的诊断、预测和预防现在已经很成熟了, 现在失效分析缺的是失效件背后的人伦分析,如火车的车轴断裂可能是冶金工人热处理时, 喝了酒调错了温度。BC省轮船沉没是值班船长和女朋友苟合干好事, 还是计算机故障给错了航道? 1991年加州一架双ENGINE运输机起落袈断裂, 是28年超期服役造成的, 事故完全是航空公司抱侥幸心理的结果。九江大桥脆性破裂是桥梁设计的不负责任,施工单位偷工减料与附近民工偷沙造成的偶然而又必然的恶性事故。 材料失效的伦理学分析和警方犯罪心理学分析类似。但是又不完全一样, 人的心理活动状态繁多,人文环境, 失效的形式千差万别。特别是材料专家的伦理教育有限, 而社会学专家对材料的物理化学结构了解不多, 因此对失效分析难以规定统一的模式。如, 2011年烈治文一个20年开车无事故的司机上早班时, 在公司的停车场连撞7辆私家车, 是刹车盘失效? 是停车场的设计有问题? 是公司歧视? 是精神恍惚? 是喝了酒? 是要退休了骗保险? 材料失效分析专家, 警方, 公司主管, 医生,保险公司给出的结论是各不一样的。”【1】因为每个人的伦理维度是有差别的。 同样,在材料科学研究中也有伦理维度考量,现以X射线衍射为例,“首先, 衍射(diffraction)和散射(Scattering)是不同的, 我们知道光有波粒二象性(wave-particle duality), 衍射是光波的一种物理性质。光波在传播路径中,遇到障碍物,绕过障碍物,产生偏离直线传播的现象称为衍射, 是从光的波的特性的角度来说的。而散射是一种物理现象。物体表面不均匀导致入射光线经过表面反射后发向各个方向,这样的现象统称为散射, 是从光的的特性来说的。波粒二象性是量子力学中的一个重要概念。光和微观粒子的波粒二象性如何统一的问题是人类认识史上最令人头疼的问题 ,现在也不能说问题已经完全解决。 X光也具有二象性。X射线衍射原理可用布拉格定律来解释。 对于晶体材料, 从布拉格方程: 2dsina=nl d: 晶面间距; a:入射角度, l:入射射线的波长。这是从X光的粒的特性来说的 现在的X光小角度散射仪大都是根据瑞利散射(Rayleigh scattering)的原理来设计的。它是半径比光的波长小很多的微粒对光的散射。瑞利散射光的強度和入射光波长λ的4次方成反比: 其中是光的光強分布函數。这是从X光的波的特性来说的 也就是說,波長較短的藍光比波長較長的紅光更易散射。瑞利散射可以解释天空为什么是蓝色的。可以这么讲,散射普遍存在,衍射只在满足布拉格方程时才出现。 但是本质上讲, 布拉格定律和瑞利散射都是在盲人摸象, 以点代面、以偏概全, 得到的结果也是可以得到证实的, 可以作为定性比较实验, 但一般不作为定量实验的唯一判据。因为X光照片和图谱造假实在是太容易了。实际上, 就是各向同性晶体衍射分析看起来没多大困难,但也需要进行各种校正,一般不校正结果会较差。 对于择优取向体系小角度分析起来现在还是非常不可靠, 因为基本模拟的理论和计算方法和实际有差距, 靠计算和校正得到的结果很不靠谱。现在做小角度分析很时髦, 但真正效果好的大都是在做小角度的衍射分析,也就是低角度衍射峰位置 的分析,而不是真正的散射分析。 有一个误区, 现在小角X射线散射(Small Angle X-Ray Scattering, SAXS)成了研究纳米尺度微结构的重要手段。写论文好像没有小角X射线散射的复杂计算和深奥的波谱, 论文质量就不高。笔者在给Journal of Materials Science 做reviewer时就碰到过这样的例子。 因为根据SAXS理论,只要体系内存在电子密度不均匀,种种原因如孔洞、粒子、缺陷、材料中的晶粒、晶界、非晶粒子结构等,就会在入射X光束附近的小角度范围内产生相干散射,通过对小角X射线散射图或散射曲线的计算和分析即可推导出微结构甚至介观级别的形状、 大小、分布, 杂质及含量等信息。同时,由于X射线具有穿透性,SAXS信号是样品表面和内部众多散射体的统计结果。但是, 到现在还没有一个放之四海皆准的模拟理论, 大都是近似估计。因为对复杂缺陷的定量化到现在都是一个世界难题。所以单一的小角X射线散射结果不能作为定量分析的唯一判据, 因为散射结果的可重复性一直是个头痛问题, 而且, X射线作假造假实在是太容易了。必须要有其它分析结果如常TEM, SEM, EDX, Mass Spectrometry等来互相验证”。【3】 在矿物实验室用质谱仪进行矿物元素分析也有这样的伦理维度考量,“质谱分析(Mass Spectrometry,MS)是一种粒子物理方法,质谱法是一种按照离子的荷质比(m/z)对离子进行分离和测定的方法, 基本原理是使试样中各组分在电离作用下,生成不同荷质比的带正电荷的离子,经加速电场的作用,形成离子束,进入质量分析器。在质量分析器中,再利用电磁场 使发生速度色散,分别聚焦而得到质谱图,准确测定物质的分子量。 在矿物实验室中, 用得最多的是电感耦合等离子质谱分析法(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry,简称ICP-MS), 是将ICP的高温(8000K)电离特性与四极杆质谱计的相结合而形成的一种元素和同位素分析技术。和计算机连接, 它具有灵敏, 快速扫描和准确直观等优点。 ICP-MS的分析过程是: ICP作为质谱的高温离子源(7000K),对样品进行加热、蒸发、解离、原子化、电离等过程。扫描元素质量数范围应该可从6到260,浓度线性动态范围 应该可达9个数量级从ppq到1000ppm直接测定。ICP-MS比传统无机分析技术相提供了更宽的检出限和动态线性范围、样品要求低(干粉既可), 干扰少、精密度高、速度快、并可同时测定多元素和同位素。在矿物实验方面的主要应用:稀土矿物、贵重金属;铂族元素;痕量多元素同时测定; 溴、碘等非金属元素微量分析;放射性同位素比值分析等。 其实ICP-MS比较昂贵, 维修和保养费用高。ICP- MS好是好, 但结果还是取决于怎样使用, ICP-MS有个缺点, 它的光谱干扰很严重, 其结果必须经过校正才能用。 如质谱的背景干扰, 在没有任何核素情况下, 分析器还是会得到背景信号。外部离子撞击电子倍增器, 光子, 随机电子, 仪器的杂散光都可能产生噪声。 还有的干扰就是污染引起的, 样品室还有他人的样品残迹, 雾化室没有按时清洗, 连接口有污染, 氧化物在锥空壁的冷凝和成积等。ICP-MS高温几乎把所有的分子全部离化, 离子化强度过高, 干饶测量结果。ICP-MS高温引起的化学反应多种多样, 打出来的化合物, 如氟化钙, 氯化钙等很难判断是矿物中的, 还是等离子反应产生的。其他, 如电源波动, 电子元件噪声, 等离子放电等瞬时信号也影响结果。 校正的方法多采用外标校正曲线法, 内标校正法, 标准加入法, 同位素稀释法。样品结构简单, 结果准确率和精密度就好, 结构复杂, 分析结果就受结构基体效应的影响大, 仪器灵敏度和准确率变差, 在外标校正曲线法中同时加入内标来校正结构基体效应的影响, 这个办法看上去很好, 但重复性就一直是个头痛的问题。笔者讲的重复性指的是每个技工都可以做出相同的图谱, 数据漂移不超过3Σ原则。 比如内标校正法的关键是 选择合适的内标元素来监测仪器信号漂移, 首先要知道样品中是否含有该元素, 浓度如何, 其信号浓度对仪器计算统计没有影响。如在铀矿检测中, Bi作为内标元素就比In好。所以知道该样品的成分是做出个好的结果必要条件, 但使用ICP-MS的目的就是要找出样品的成分? 笔者一位世界著名大学毕业的同事, 用ICP-MS测特定土壤中某草本植物的含某金属大分子的分子量, 老是不得要领, 最后发现是他没有清洗样品室的残留氧化物。所以ICP-MS 是个好东西, 但做定量分析之前, 一定要把它搞清楚, 有些校正, 清洗和维护工作应了解, 才不致走弯路。”【4】 对于发表文章,也有同样的伦理考量,如作者署名排序,这本质上是个伦理道德,思想境界范畴的问题。“其实在国外, 投SCI的稿比国内要容易得多, 要投影响因子高的,在国外也不是那么容易。但稿件一旦投出去发表了, 就是泼出去的水再收不回来。 首先, 发表文章的目的, 就是你的文章是值得发表的, 你发表文章只有一个目的, 把你的所有结果跟整个学术界共享,使别人得帮助, 不走弯路,这也是政府给研究资助的目的之一。如果发表文章是出于升职, 或其他私利, 是很容易误导自己的。 不要文过饰非, 修饰数据, 其实一篇文章, 理论上没有突破, 没有新的实验设备, 观念没有更新, 实验方法没有提高, 做出了别人做不出的完美无缺的结果, 本身就值得怀疑, 没有人是傻子, 笔者在Journal of Applied Crystallography做REVIEWER时就从来不会被华丽的词藻, 精确的计算, 完美的结果打动, 看文章主要看投稿者的灵魂, 投稿的动机, 因为上帝是不撒谎的, 假的结果到处都是破绽。 其次, 选杂志要了解一下Editors的观点, 私下做一点研究工作, 别和Editors的意见有太大差别。有了不可调和的矛盾就不要投这个期刊, 以免浪费时间。实际上很多学者教授为了增加自己的论文数量,获得GRANT, 一般都在杂志做Editor,如果没有杂志请他们,他们就会自己创办一些杂志刊物。笔者很反对, 一些人投其所好, 多引用几篇Editors的文章,把一些垃圾文章都发出去了, 让人笑话也堵了自己的路。 在当今大学, 研究机构,不要太迷信学术权威,因为学术对很多教授来说就是用来骗取GRANT, 捞取名誉的,不是用来献身的。所以很多所谓学者其实是钓名沽誉, 没有多少时间来搞学问。很多人谈学术时更关心的是TENURE,FUNDING而不是什么学术。这么讲,也许不厚道,但有时候就是这样。 在摘要和结论中不要过多强调新颖性和首创性,这样可能会引起REVIEWERS的反感, 还是那句话, 没有人是傻子。不要去学强盗逻辑, 就是把别人的成果数据修饰一下, 再加上自己的解释。这种文章就是发表了, 也会有后遗症的。 不要以为学术无禁区,就大着胆子提假设和建理论,拍脑子凭空创造概念。这是一种短视行为。虽然可以论文受到关注, 很快发表, 但事后往往是个笑话。发论文的核心是做好事,做厚实的数据和结果, 让别人得益处,不应花过多的时间和精力在所谓怎样解释数据和怎样把数据模型化等学术技巧和手腕上。少看当今学术界的阴暗面和负面。为人光明磊落一些才好。还是那句老话, 人这辈子有一篇文章得到广泛认可就够了”。【5】 中国古代工程伦理就有“智慧”的维度考虑,教育人们工 程实践要有“中庸之道”的智慧,能熟练地识别出工程中出现的道德问题,并及时协调不同维度之间的矛盾冲突与优先排序。《论语.卫灵公》“水火,吾见蹈而死 者矣,未见蹈仁而死者也”,“中庸”的道德不应是“杀身成仁”,而应为“蹈仁不死”,即儒家伦理学提倡量力而行地做力所能及的工程。新朝皇帝王莽不顾客观 条件贸然实行土地国有、均产、废奴三大政策,看上去是见义勇为的政治纲领,结果造成经济混乱,使新朝成为中国历史上最短命的朝代之一。所以社会工程实践不量力而行,就谈不上是“见义勇为”,而是“冥行妄为”了。 比如,“盗窃是指未经许可将公司的财物据为己有。主观上自认为不会被他人发现, 并未使用暴力或暴力威胁手段将财物偷走。很不幸, 笔者在加拿大第一份工作, 第一天上班就碰上了盗窃行为。其实这一个很有伦理学原理故事。试想一个没有任何社会关系的新移民, 好不容易进到一家公司, 有一份收入是多么高兴。当公司的老员工(SENIOR EMPLOYEE) 要求做任何事情, 你都会同意的。当你发现你的师傅, 或其他有资历或有背景的老员工在盗窃公司财物时, 甚至教唆你也盗窃时, 为了这份工作, 你该怎样做? 同流合污还是保持沉默? 是向老板检举揭发还是苦口婆心地规劝你的同僚? 执笔者的师傅曾经当着面偷公司的东西,并教唆笔者也去偷。笔者比较后悔的是年青气盛的我没有当场提醒他, 给他一个悔改的机会, 而是直接了当地告发了他。”【2】这是典型的见义勇为,但老员工的面子不保,同事之间的私人友谊受到伤害。 “在加拿大的公司里, 笔者还真碰上同事利用上班时间嫖娼这种事。其实这一个很有伦理学原理故事。试想你是一个新移民。上班地点接近红灯区, 满大街的妓女招手就来。他是你在公司里很合得来的同僚, 有一天你的同事突然上街, 在上班时间, 带来一个妓女在仓库的卧室里干好事, 恰巧让你在床边撞个正着。 完事后, 你又亲眼看见你的同事拿钱给妓女, 并和妓女讨价还价, 可以得知那不是他的老婆。你的同事还向你诡辩, 那女人如何如何善良和温柔。并给你推荐一个更好的女人, 向你拍胸脯, 他是老职工了, 和上面熟得很, 上班时间嫖娼这种事干多了, 听他的没错。 这时你该怎么办? 为了这份工作, 你该怎样做? 同流合污还是保持沉默? 是向老板检举揭发还是苦口婆心地规劝你的同僚? 同流合污会得罪你的老婆, 保持沉默会让公司利益受损, 向老板检举揭发会得罪你的朋友, 也可能反过来伤害你自己, 苦口婆心地规劝你的同僚不见得能让他悔改。 笔者比较后悔的是, 年青气盛的我没有当场提醒他, 给他一个悔改的机会, 而是采用的诡计, 在一次和另一个马大哈同事聊天的过程中, 用笑话的方式让他了解嫖娼这事。果然这位同事去老总那里告发了他。避免了公司的损失, 也没有失去友谊。”【6】这种用谣言的方式拯救别人也是“见义勇为”的一种维度吗? 工程伦理的维度只有技术可行性问题,没有正义性问题吗?比如,日本在二战期间掌握了当时世界上最高级的飞机生产技术,最先进的“航空制胜”军事思想和战术技术。有了这一维度,日本才有可能用海军航空兵偷袭珍珠港,横扫东南亚,成为海 上霸主。当然,日本也败于“航空制胜”,因为“航空制胜”取决于“空中预警”与技术管理。日本中途岛海战失败,就输在缺乏预警机制与武器管理的伦理维度, 航空炸弹与鱼雷是不能裸露在甲板上的,这在今天是个常识问题。 即使日本解决了“空中预警”与技术管理的技术伦理维度问题,暂时占领了中途岛,从长远角度上来看它还是不能帮助日本。因为中途岛的地理位置决定了它只将会是第二个“绞肉机”瓜岛,日本缺乏后勤补给这个技术维度,它最终还是会败在中途岛。因为日本发动太平洋战争的非正义性决定其得道多助,失道寡助,它不明白其是在以一国之力对抗全世界,螳臂挡车而已。贪婪是人类的本性,贪婪成性的军事行动必然导致不计后果的鲁莽与灾难性的失败。 “200海里专属经济区, 200 nautical mile exclusive economic zone,是1982年联合国第三次海洋法会议通过的海洋法公约,200海里专属经济区属于沿海国管辖范围。其他国家在专属经济区享有飞越自由、水上航行 自由、海底铺设电缆管道自由,但行使这三项自由不能影响沿海国的安全。 联合国制定这项公约是为了人类更好地管理海洋,海岛,特别是在大洋中的那些无人荒岛。200海里的专属经济区是鼓励人类更好地管理海岛给的甜头,如果因为 200海里的专属经济区而引起国际纠纷,那么200海里专属经济区海洋法公约在这里应该没有法律效力了,改为50海里或者100海里可能更合适一些。比如钓鱼岛,黄岩岛的专属经济区如果减少为50海里或者不赋予专属经济区,中日菲还闹腾个啥?”【7】 “中日两国在历史上大多数时间是一衣带水的友好邻邦,没有必要为了一座荒岛,钓鱼岛,发生摩擦,造成 13亿中国人与1亿日本人因领土争端伤了和气。首先土地是可以买卖,转租,割让的, 世界上没有一成不变的事情。笔者认为,问题简单得很,一个字“钱”,日本给中国钱,中国把钓鱼岛卖给日本;中国给日本钱,日本承认这些钓鱼岛是中国的;中国与日本一国一半平分钓鱼岛;如果双方都想独占,就借用转租的模式。甚至可以采用南极共同开发的模式等。没有必要口诛笔伐,甚至把美国拉下水大家兵戎相 见,动刀动枪,伤了和气。土地可以租给美国,为什么不能租给其它国家? 钓鱼岛对中日的确是个棘手的问题,因为钓鱼岛在5世纪就属于中国明朝,1403年的《順風相送》以及1534年的《使琉球錄》对此有清楚的记载。日本的官方立场是在1895 年1月经勘察后,发现钓鱼岛是无主地,以先占法理编入领土,与《马关条约》无关。而且日本对钓鱼岛有几十年的行政管辖权,贸然改变现状,会使领土争端持续升级,影响东亚稳定。 就地质结构来解释,双方看上去好像都有理,中国认为,钓鱼岛是台湾本岛附属岛屿东北诸岛链的一部分,日本则认为钓鱼岛是琉球群岛西南先岛群岛的组成部分,看来仅从地质结构来划分国界还是有些问题的。不管怎样,历史上,中日双方曾一致同意:钓鱼岛是台湾的附属岛屿之一,由宜兰县头城镇负责管理。从这个角度看, 中日双方现在都是在白忙活。 笔者曾和日本东北大学的一个经济学博士讨论过钓鱼岛的事体,其经常在“朝日新闻”经济版上发表高论。他也认为,钓鱼岛从道理上讲应该属于中国,只不过,对于领土问题,我们这个世界很少讲过道理。很多加拿大有识之士也 认为钓鱼岛被中日双方过度解读了,日本右翼只是想借钓鱼岛把美国挤出日本。要知道东京的地价全世界第一,横须贺美军基地那是Waterfront,是东京的外滩,房地产的黄金地段。至于安培,他就是靠右翼起家的,靠对华强硬来拉选票的人,他这样的政治人物在西方很常见,本质就是利用日本国民的逆反心理上 位,其“拜鬼”言论应该批判,绝不姑息,但很多时候是口无遮拦的个人行为,习惯性的信口雌黄,没有必要过分解读,谁不说错话呢?笔者也同意,从根本上解决 争端的最好方法只能是和平对话,如果中日关系稳定,无局势升温乃至擦枪走火之险,全世界都将从中受益。 这里,和平对话有个问题,过去十年,日本走马灯似地换了十个首相。给中国人感觉,这个东亚邻国的领导人可有可无,中国对和平对话无所适从。在谈判桌上谈得好好的,回到日本就下课了,艰辛 的谈判前功尽弃,换个领导人来继续空谈,时间早就浪费了,反正行政管辖权在日本,时间在日方,中国这边显得很无奈。所以,解决钓鱼岛争端,中日双方都需要政治智慧和耐心。 历史上,日本和俄国都被中国的土地拉下水,双方曾为了中国东北的领土大打出手。日本为了掠夺别国土地,走了上军国主义的不归路;俄国争锋相对发展了“苏唯埃”,在全世界成了 孤家寡人;也刺激了纳粹德国搞国家社会主义,给全世界带来灾难。这都是人类贪婪为了蝇头小利犯下的错误,历史不能再重演了”。【8】 “首先土地是可以买卖,转租,割让的,世界上没有一成不变的事情。鸦片战争,中国战败,没钱赔偿,只能把香港租给大英帝国。甲午海战,清庭战败,付不起战争赔款, 只好忍痛把台湾割让给日本,放弃大片朝鲜宗主国地位。中法福建海战,中国先胜后败,不得不放弃越南宗主国地位。 土地割让在中国是有 历史的,前262年,秦国进攻韩国,韩国割上党与秦国以息战祸,郡守冯亭恶秦,献上党郡七十邑与赵国,结果把贪婪的赵国拉下水。小小的上党地 引发赵秦两国间的“长平之战”,赵国40万降卒被坑杀,元气大伤,再也无力单独和秦国全方位对抗。长平一战后,山东诸侯国不再有单独对抗秦军的实力,暴秦灭六国只剩下时间问题。 笔者曾和一位菲律宾同事讨论南中国海那些无人岛礁的事体,笔者还是认为,问题简单得很,一个字“钱”,菲律宾给中 国钱,中国把这些无人岛礁卖给菲律宾;中国给菲律宾钱,菲律宾承认这些无人岛礁是中国的;中国与菲律宾一国一半平分岛礁;如果双方都想独占,就借用香港转 租的模式,没有必要口诛笔伐,甚至把美国拉下水大家兵戎相见,动刀动枪,伤了和气。土地可以租给美国,为什么不能租给其它国家? 这位菲律宾同事想了想,干脆把那些无人岛礁租给韩国,把韩国也拉进来,反正中国人一向“哈韩”。笔者百思不得其解,这位可爱的菲律宾老乡怎会认为,13亿祖国同胞会怕弹丸小国,韩国?后来他解释是中国人爱足球,中国足球一直“恐韩”,所以中国的老百性都怕韩国。 从中立的角度看,中国在南海的主权声索应该是在法律的框架内进行,而非武力。菲律宾也应该公平平等地对待每个朋友,不能因为中国贫穷,海军力量不如美国而区别对待。菲律宾曾向马来西亚声索沙巴,也是因为马来西亚海军不行。他要是敢向美国叫板,那才叫真牛X。美国在菲律宾在驻了70多年,那些军事基地跟美国领 土没有差别。把克拉克空军基地要回来,再转租出去,肯定比那些无人岛礁更值钱。或者直接找到美国政府付钱转租克拉克空军基地?中国有13亿人口,把10%的美国人民都养起来应该问题不大。 笔者本无意卷入美国与菲律宾之间的历史隔阂与领土纷争,只是觉得那些南海无人岛礁没有淡水,气候恶劣,根本不适合人类居住,除了有点渔业价值外,实在不值得双方过分读解,大动干戈,耗材费力。南中国海即使有点石油,但开采成本过于昂贵,这就是菲律宾虽然号称石油蕴藏量相当于加拿大,石油只能从沙特进口的原因。 地域狭小的菲律宾有八千万人口,人均 收入只相当于贵州省。把人力物力财力用改善人民生活上,而不是过分解读这些无实际经济价值的岛礁,不被人利用,这才是明智之举。二次世界大战,美日两国在 菲律宾大打出手,造成马尼拉一片焦土废墟,现在还有二战后遗症。中美两国如果在南海开战,现代军事技术可以让菲律宾变成无人区,可怜菲律宾的无辜百姓。” 【9】 中国和越南同是共产党国家,曾经的“同志加兄弟”,没有必要为了南海那些无人岛礁伤了和气,用钱去解决问题比单纯武力有更多的伦理维度。中国与菲越在南海的主权声索也有积极的一面,大家都在南海投入人力物力,南海的哪些无人岛礁成为人们的关注焦点,只要没有伤和气,人类可以借这个机 会更好地管理岛礁与海洋,人工造岛,旋翼飞机,水下焊接,潮汐发电,海洋养殖等技术推陈出新。 总之,技术伦理就是把科学研究,工程技术,犯罪学,心理学,社会科学,政治,经济,语言,文学等一起研究。技术伦理是一门综合性博学性新兴学科,因为事物是普遍联系并永恒发展的。 Reference 【1】http://www.vanforum.org/blog/32 【2】http://www.vanforum.org/blog/x 【3】http://www.vanforum.org/blog/29 【4】http://www.vanforum.org/blog/icp-ms 【5】http://www.vanforum.org/blog/sci 【6】http://www.vanforum.org/blog/30 【7】http://www.vanforum.org/26434259912133823458/200 【8】http://www.vanforum.org/26434259912133823458/43 【9】http://www.vanforum.org/26434259912133823458/42 5/20/2014 0 Comments 材料科研伦理目录材料制备过程中仪器设备设计和数据处理 前言 材料科研伦理简介 第一章 材料和材料制备 1.1 材料科学简介 1.2 金属材料的制备 1.3 非金属材料的制备 1.4 高分子材料的制备 第二章 材料制备过程中仪器设备设计 2.1 材料制备仪器设备设计简介 2.2 金属材料制备仪器设备设计 2.3 非金属材料制备仪器设备设计 2.4 高分子材料制备仪器设备设计 5/11/2014 0 Comments 文献综述有那么重要吗?文献综述有那么重要吗? 李革胜,05-11-2014 文献综述是研究生在所从事研究领域的文章论文技术资料进行广泛阅读和理解的基础上,对该领域研究成果的综合分析思考反思而写成的一种学术论文,文献综述反映当前该领域研究的新动态、新水平、新理论与新技术等,它也是一种对科学文献情报进行综合叙述的研究成果,通常文献综述被放在学术论文“前言”的后面,“实验设备与过程”的前面。文献综述是反映学生对国内外研究发展所掌握的情况,是一种对科技文献的综合组织能力。学习文献综述的撰写过程是为今后科研活动打基础的必经之路;通过写作文献综述,学生能提高知识的归纳分析综合能力,有利于以后独立工作能力,尽管研究生们从没受到任何撰写文献综述的实质性训练,A大学研究生院对学位论文中的文献综述要求非常高。 E同学是A大学材料系二年纪研究生,他刚结束第一年的课程,进入B教授的材料实验数据处理实验室开始做硕士论文工作。因为一年前在“高级仪器设计和数据处理”课程中照搬本科生课程“ 材料实验数据处理”的作业,违反了A大学禁止学生把同一份作业交给超过一门课程的规定。被B教授的两个助教C博士与D博士抓了个人赃俱获,要不是B教授暗中关照,系主任良心发现,得了个C,他早就挂科补考该课程了。[1] E同学始终腹诽C博士小题大做,B教授也认为年轻老师思想就是偏颇,缺经验,他对C博士的处理意见一直不以为然。有了以前的教训,E同学决定更加谨慎地做他的硕士论文,A大学材料系规定,一个硕士学位通常不超过三年做完,第一年进行课程学习,第二年头三个月查资料,在立题之前写篇文献综述交给系学术委员会,经学术委员会同意,才开始立题到实验室做硕士论文,通常材料系给研究生半年时间写硕士论文。材料系对文献综述要求非常高,在A大学材料系,毕业论文没有文献综述是不合标准不可思议的。所以材料系总是预算给研究生三个月时间写文献综述,可见其重要性仅次于毕业论文本身。 “亲其师信其道”,E同学私下找他的导师B教授商量了一下研究方向问题,由于本科期间从没受文献综述系统教育,E同学对写文献综述一头雾水,感到无从下手,不知道怎么开始。B教授告诉E同学,文献综述是材料系考察研究生论文立题的依据是否充分,研究方向的科学价值与时效性是否合适,以及研究生的科研态度及方法是否正确,所以文献综述必须给予充分的重视。查找文章资料是写文献综述的第一步,学会查找资料的好处很多,研究生通过搜集文献资料过程,可熟悉科技文献查询的方法,学会如何积累原始资料,并在查找文献的过程中扩大眼界及知识面。一个好的导师厉害之处就在于能否指出几篇优秀的文献,就能让学生快速进入该领域的专家级知识层次并展开研究。 B教授拿出一篇文章,一篇专利和一篇文献综述范文交给E同学,这是他在加拿大时的研究方向,“ 材料实验数据处理”,他可以资助E同学沿着这个方向做下去。文献综述涉及面不应追求广、大。要围绕一个主题展开。B教授告诉E同学一个窍门,B教授称其为“滚雪球法”查资料,比阅读专著与浏览年鉴查资料要快得多。即只专注权威性影响因子高的期刊文章,只读这两篇文章与专利及后面的参考文献,然后找出这篇文章后最靠谱的一两篇参考文献,再加上专利后的十余篇参考文献。最后从这十余篇引用文献中查找所需的文章,应该不出两三个来回就可以追溯到一篇可靠性高的文献综述。再按图索骥,找出这十余篇引用文献后的参考文献, 这样逆向查找,顺藤摸瓜,你就可以很快找到所需要的文章。最后把这些文章中的综述剪刀加浆糊,注意要少用负面资料,你自己否定自己,谁还敢给你论文立题?所以,多用正面资料,必须在综述中强调课题的重要性才能获得材料系对你的论文立题。以你的文笔,按照这个范文格式,你只需个把月就可以写篇像模像样的文献综述。这虽然有些不劳而获的嫌疑,但你省下了两个月时间可以在实验室帮我做横向项目。你也可以挣些外快获得实际经验,我的横向课题也可以继续下去,这岂不是双赢? B教授内心深处极不愿意他的研究生花太多时间在图书馆穷经皓首,浪费时间,写文献综述的时间用来做横向课题多好。B教授有个私心小算盘,他想让E同学给他在实验室干私活,如果E同学在自己的论文上花太多时间精力,谁来给他干活?所以他给E同学出了这么个馊主意。反正写文献综述毕竟不同于一般研究性论文,研究性论文注重研究方法和结果,而文献综述只要求向读者介绍与该课题有关的资料,如历史、现状、进展、展望和评述等。材料系对研究生论文文献综述的格式与形式从不做硬性规定,甚至还允许研究生根据自己的能力和兴趣广泛选题,题目可大可小,可难可易,反正文献综述可以形式多样嘛。图表只要注明了出处,就可以引用。系里面又没有那么多人力物力进行文献综述“查重”,研究生是否用剪刀加浆糊抄袭别人现成的综述,也只有上帝知道了。 B教授向有几分疑虑的E同学强调,文献综述从创作角度来讲,属于三次文献,不是原创, 没有知识产权问题,而且材料系从来没在知识产权的角度进行抽查。因为文献综述本质上只是个信息来源,其目的只是为读者搜集信息提供便利,节省时间和提高效率,历史上系里面对综述总体来讲并不太重视,这是B教授的理解。因此,“滚雪球法”不是作弊,B教授让E同学放心去做,E同学决定对导师言听计从。 因为参考文献来源都是现成的,E同学在独立搜寻文献过程中没有得到足够的训练,到毕业时,他都不了解在A大学图书馆可以通过计算机联机搜索引擎(scopus)按照引用次数排序查询,或者限定某一级别的杂志在SCI, EI查询最新的科技进展,快速高效地找文章,在图书馆用Oracle数据库使用关键词检索也可以很快查到所需文献等科技情报收集方法。E同学并不知道他以后会经常需要把论文从一个格式换成另一个格式,开会用PPT,投稿用PDF,论文评审用DOCX。E同学甚至不知道可以用Ms Note或Reference Manager来收集整理文献及抽印本,这些电脑程序可以帮他节约大量时间,尤其是省去需要改换文献格式时的后续烦恼,E同学开了个坏头,后面的工作量越来越大,这都是抄袭导致他在读研期间交同样的学费却少学了知识,对自己对大学都是损失,这是他和B教授都不曾想到过的。 E同学非常用功,他长时间在恬静优雅空荡荡冷冰冰宁静的图书馆阅览室里通宵达旦如火如荼地工作。他在短短一个月内竟然通读了过去一百年内有关“ 材料实验数据处理”方面的他能在图书馆找到的文章,有上千篇之多。E同学把它们列在50页的文献综述之后,光文献条目Title足足有三十页。他坚持认为搜集的文献越全越好,而且应该详细地列在论文的最后。不然答辩时,若有教授拿出篇著名的文章问,这篇文章你读过吗?如果漏掉了,那岂不是很尴尬?正是在这种想法的驱动下,E同学在文献综述的最后列出了上千篇参考文献,表示他通读了该领域所有的文章,用“苦劳”来打动老师的同情心。 E同学很快写好了文献综述的摘要并电邮给B教授,B教授只读了个摘要就读不下去了,顺手就把E同学的综述放进抽屉,眼不见为净。主要是E同学写了整整80页,汗牛充栋,实在是太多了,B教授那有那么多时间逐字逐句阅读?他知道再怎么加班加点也看不完这些的参考文献,还不如束之高阁。当然B教授及时电邮回复E同学,主要讲了些写文献综述摘要的注意事项,如摘要时必须简短,控制在250字左右,不能直接从正文摘抄一段文字下来作为摘要,摘要只能是文字,不能有公式、符号、缩略语、图表等不能索引的东西等注意事项。避免太长拗口的句子与段落,注意文章层次分明、条理清晰、逻辑清楚,层次分明,前后对应、布局合理。字体大小要一致,少用斜体字与黑体字,免得老专家们嫌文章眼花缭乱,看着费劲等等。 B教授亲自到实验室找到正在做横向课题的E同学,明确告之,其文献综述太长,他没有时间读。B教授个人认为文献综述固然重要,但是过分强调文献综述则不可取。加拿大的科研教学经验告诉他,实际效益是第一位的,好的研究方向往往并不来自于文献,而来自现实生活与实际工业生产需要。对于初出茅庐的研究生来讲,阅读文献的作用主要是扩大解决问题的办法和视野,并不是越看多越好,很多垃圾文献就没有必要浪费时间精力读。B教授同时还提到,按惯例E同学事先应该先写个提纲交上来,他好有个思想准备了解E同学大概综述了些什么内容。不过,总体上看上去还可以,根据过去经验,在材料系立题通过应该没有问题,因为人尽皆知系主任是个好说话的人。一切似乎进展得非常顺利,E同学只用了一个月就完成了文献综述,并上交材料系办公室,天天在实验室等系主任的立题通知。 系主任因为行政工作繁忙,他对E同学的综述虽然也只看了个大概,但还是发现E同学比较嫩,出于长期在官场上明哲保身的习惯,系主任给E同学文献综述的评语很温和。他写道,该课题综述列举了“材料数据处理”的研究历史和现状,并对部分内容的优缺点进行了概括分析。在选好了大的研究方向后,通过查阅大量文献资料,有助于该同学通过比较、分析和综合,根据在材料系的现状,研究的可行性及其导师B教授的资助、确定了课题的研究范围,虽然文献综述对其所罗列的理论和技术思路的优缺点进行的批判性分析与讨论不够,特别是缺少对研究现状的综合分析与提炼升华,但在经验丰富的B教授的悉心指导下,应该可以地驾驭和把握硕士论文研究,建议材料系对E同学论文研究立题。 不巧的是,那年材料系学术委员会让系主任,C博士与D博士三个人盲审研究生交上来的文献综述,实行一票否决制,系主任,C博士,D博士三人对E同学的文献综述均操有生杀大权。E同学的文献综述送到C博士办公桌上,这是C博士生平第一次盲审研究生文献综述,所以他特别认真,连参考文献的使用方法,录著项目及格式都仔细查看,并仔细写下自己的意见。C博士认为一篇好的文献综述,应有较完整的参考文献资料,有令人信服的评述分析,有自己独到的见解,并能准确地反映该领域研究的主题。E同学的文献综述从引言,正文到结论这三部分都有缺陷,试分析如下: 首先,第一印象,E同学好象不会给自己的文献综述取一个好的标题,“ 材料实验数据处理”这个标题太大了,只有大科学家如欧几里得《几何原本》,牛顿《自然哲学的数学原理》,E同学一个硕士论文文献综述如果不是狂妄自大,不应该给自己取这么大一个标题。通常给学位论文取标题有这几种常见方法,论文的内容是什么,论文的技术思路与仪器设备的创新性,论文得到什么结论,论文推翻了什么结论,做出贡献的是谁,已有研究成果能延展的领域。所以,E同学应该给自己的文献综述另外取一个标题。 其次,E同学把自己的综述引言搞成了个“立题综述”,通篇全是对自己研究方向的正面肯定溢美之词,并大加褒扬B教授的前期工作,看了让人肉麻。众所周知,文献综述的引言应包括撰写综述的目的、意义、有关概念的介绍以及术语定义等。引言的目的是关于文献综述所章节构成的陈述,扼要说明该课题的现状或争论焦点,使人对全文要叙述的问题有一个初步的轮廓。所以,A大学对引言不要求字多,引言不一定非要500字,但引言要求精,应以最少的字数概括出文章的核心内容,能一针见血最好,别人读完引言后对整个文献综述的了解能达到不是泛泛的,而是精炼到位的程度,当然这需要多年的文字修炼功夫与文献综合概括思辨能力的长期培养,但E同学最少应该认识到这一点。 从整体上,E同学的文献综述象个“读书报告”或“文献复习”,最多是个”科研进展”,E同学从头到尾除了罗列大量文献,就是单纯把一级文献从专题研究论文或报告中简单扩展归纳出来堆砌在一起,最多象个“科研进展”蜻蜓点水讲点研究进程,一点没有对文献资料进行综合分析归纳整理,使文章材料更精练更有逻辑性,完全没有用自己的观点对综合整理后的文献进行专门全面深入系统的论述,而文献综述必须是研究生用自己的语言对其从事研究领域的历史背景、争议焦点、研究现状和发展前景等内容进行评论,critique review。有些句子看上去象自己独到的见解,但其用词古朴深远,不象个二十来岁的年青人写的,C博士怀疑是抄袭来的。 C博士继续写到,E同学的正文主题部分,即最棘手的综述主体部分有些乱,开始按年代顺序引用和评述,接着又按不同的观点进行比较综述,最后又是按不同的技术思路进行分析综合,花拳绣腿十八般武艺全都用在一起,典型的综述方法滥用,可见其思维逻辑非常混乱。名人的语录人人都知道,是人类共同智慧产权,没有必要注明出处。对于学生来讲,要么只用年代顺序引用文献,要么只用不同观点进行比较综述,这样简单一目了然。如果确实需要同时按年代,观点进行混合综述,可以在正文部分根据内容的需要分为若干个小标题进行分别论述。因为文献综述最棘手的是“述”,而非“综”,及评述是最难也是最能体现作者创造性的部分,这需要融入研究生自己的理论水平、专业基础、实验经验、分析综合与解决具体问题的能力,才能提出自己独到有效的见解。好的文献综述能给人醍醐灌顶的启发。看来,E同学的综合分析能力,逻辑组织经验与文字功夫都欠佳。 E同学所引用文章代表性强的少,有的文献数据明显错误却给予大量归纳分析,特别是一篇欧洲文献,该作者发表文章半年后专门在该期刊上发表“数据有误删除该文,并向读者道歉”的声明,E同学由于不知道需要查询期刊的声明和文献收回目录,他仅仅因为该文章数据夸张搏眼球而对其深信不已,在综述里对其科学性和创造性大加褒扬,没有想到是篇乌龙文章,又让C博士抓个现行,好不尴尬。E同学的文献综述正文部分同样驴唇不对马嘴,综述正文是文献综述最重要的部分,应包括课题研究的历史、现状、发展趋势,其研究方法的借鉴,已解决的问题和尚存的难题及影响,使研究生可以确定研究出发点和方向,便于盲审老师了解其研究和切入点及创新点。而E同学在正文部分完全是简单对已有文献的重复、罗列,堆砌,甚至只是一般性介绍他人的结论,结论与结果脱节,通篇不过是在炫耀自己文章阅读量大,甚至连检索用的关键词可能都是抄来的,明显缺乏科学的态度,这不啻让C博士有些反感。 至于综述总结部分,C博士感觉E同学文献综述的总结部分搞得有点类似研究论文的小结,总结部分没有抓住综述中重要的主题,没有指出为什么要对这个问题进行研究,没有找到他要从事研究的基石起点。E同学只是泛泛地将综述主题进行了扼要总结,没有提出自己的观点与见解。有些句子看上去是E同学自己的观点,在因特网SCIE上输入关键词很容易找到原始文献,一对比就会发现这实际上E同学是机械拷贝了别人的学术思想,这让E同学的抄袭原形毕露。 文献综述中的称谓不专业,众所周知,B教授那篇文章是他在加拿大读博士期间发表的,那时候B先生还不是教授。在文献综述中对B教授直呼其名就可以了,没有必要称“B教授发现xxx”。C博士知道这句话会让B教授不舒服,为了替学生着想,他也管不了那么多。 C博士继续写他的想法,文献综述的结论部分应概括自己对该课题的研究意见和提出有待解决的问题等, 而E同学则变成了对自己的导师B教授的致谢声明,这本应是出现在综述的附录部分,却出现在结论部分让人觉得E同学这个马屁精有点滑稽。 文献综述附录的一个重要目的是准确详细地列出参考文献。参考文献可以增加综述的可信度,便于进一步查询检索,E同学却在附录中列出自己的实验技术思路,文不对题。C博士还发现E同学一些用于评论的观点是别人对原始文献的解释,不是来自一次文献,二次文献的可靠性要比第一手资料差很多,E同学虽然有所注释,本质上还是应该算作抄袭。C博士有件事特反感E同学,E同学事先猜到C博士可能是其论文评审人,故意拐弯抹角引用了C博士读研究生时期在国外发表的一篇文章,该文章与E同学的论文关系不太大,E同学自以为可以讨C博士欢心,谁不愿意提高自己文章的引用率呢?但是这篇文章是付费文献,当年C博士还是个青椒,好玩编了篇文章投到国外拿钱发表的,这种付费发表文章的丑事生怕别人知道,没想到让E同学给抖露出来,系主任和D博士都会仔细读的,到时候搞得自己下不了台,拍马屁拍到马腿了,这些复杂的事体都是E同学事先不曾想到的。 C博士站在自己的立场,他感觉E同学写论文的专业训练不够,比如他根本分不清“文献综述( Literature Review)”与“背景描述 (Backupground Description)”的区别。问题产生的背景和来龙去脉容属于“背景描述”,“背景描述”严格讲不是“文献综述”,”文献综述”不是图书馆知识搬运工,简单地把数据从一篇文章搬运到另一篇文章。“文献综述”是对学术观点和理论方法的批判地系统地综合分析整理,带有评论性和批判性的双重意义,而不仅仅是别人研究成果的简单“堆砌”。C博士怀疑E同学为了给自己的论文题目立题,为了在材料系过关,篡改了有关文献内容,他去图书馆把该文献影印件拷贝出来作为抽查对象,果然发现E同学引用该文献没有要忠实原文内容。当然也可能是E同学为了赶时间把自己的评论分析与文献的内容混淆在一起,给人感觉他篡改了文献的内容。虽然参考文献中列有1,000篇文章,但有的例子却没有引用任何原始文献,还是属于空口无凭。凭直觉,C博士感觉E同学的综述前景不妙。想到这里,他决定找自己的搭档D博士讨论一下E同学的文献综述过关问题。 C博士在办公室找到D博士,直截了当地谈到E同学文献综述的过关问题。D博士也认为E同学把综述写成了概述,通篇只是泛泛地引用别人的工作,最多用别人的话概括该领域的研究,这本质上的确是抄袭。 D博士翻开E同学立题综述的致谢部分,这是他的习惯,看学生论文总是先读致谢,一是读致谢比较轻松,不废脑子,而且还会获得大量额外信息,比如,可以从致谢中获知有哪些人给予了暗中支持。二是从致谢中就可以很容易看出文章的破绽与虚实,比如,E同学在致谢中对其导师B教授肉麻吹捧,从对导师“歌功颂德”的过誉之词,就可以推断E同学或许有随便下结论的习惯,在其综述中有浮夸的可能性,必须警惕。根据D博士的经验,研究生许多论文中的致谢都是千篇一律从别人,比如师哥师姐,论文中几乎原封不动的抄过来的,材料系研究生论文致谢或多或少都有结构相似性雷同,过分的时候鱼鲁帝虎,甚至连语法错误,文字错讹都一模一样。这些都是论文不严谨,论文不可避免出现瑕疵的征兆。 D博士当然同意C博士的观点,好的综述必须要有扬弃,特别是有中肯的批评,一篇优质的文献综述本身就是篇个性独特独立的好文章。写文献综述的一个目的也是表示对前人知识产权的尊重,因为任何研究都是建立在前人的基础上,所以要遵守学术传统。综述也表明了研究生在该领域所下的功夫,显示其在自己的硕士论文研究领域的深入程度。从小看到大,文献综述都是抄袭来的,怎能保证他后面的实验过程数据处理不作弊?文章不找枪手润色代写?当然,E同学也可以反驳,他所从事的“材料实验数据处理”完全是工程实验室实用研究,没有太多跟他的论文紧密联系的文章可以引用。那么E同学也可以在综述中详细谈谈他的研究为什么是空穴来风。 C博士和D博士慎重地开了个讨论会, D博士认为E同学题目选得过大,写出的综述给人感觉大题小作或文不对题。1,000篇文章给人感觉E只是个文章收藏家,他查阅文献花费的时间太多,就是一个经验丰富的教师也对这么多文献归纳整理感到困难。而且这1,000篇文献中有的还不是该领域的核心期刊、经典著作或权威专职部门的研究报告与统计数据,仅仅是些大众媒体上的相关报道或言论,这些虽然多少有点价值,但E同学时间精力有限,他怎么顾得过来?如果过去一百年来的文献都必须列出来,按这个逻辑,E同学就应该把牛顿、欧几里得、高斯、麦克斯韦等科学巨匠的文章书籍都列入他综述的参考文献中,那样参考文献就会变得非常冗长,一不小心,他还会漏掉某个著名学者在该领域发表的文章与实际的贡献,不知不觉陷入知识产权纠纷的泥沼,所以E同学使用100年来共1,000篇文献才能写他的硕士论文文献综述,这样的逻辑是非常荒唐不切实际的。 C博士认为E研究生的论文文献综述水分太大, E同学一个月内读了过去100年来他能找到的专业文章1,000篇,拿每天工作8小时计,没有星期六,星期天,E同学每天要细读40篇文章,每小时要读五篇文章,平均12分钟一篇文章,一目十行也不够哇,他必须一目百行才忙得过来。恐怕是图虚荣,为了增加工作量而浮夸出来的吧?何况1000篇纯属浪费时间,对于实验性硕士生的学位论文来说,50篇高质量的文献已经够了,自己当年的博士论文参考文献也才50篇,毕竟E同学不是搞数理基础研究。D博士也同意再给E同学一个教训。 C博士和D博士一起查阅了学校关于学术诚信的奖惩条例, “为规范学位论文管理,严肃处理学位论文作假行为,学校授权教师可以选择以下方式惩罚作弊学生, 在学位论文中抄袭他人作品,剽窃他人的学术观点、学术思想、实验数据和调查结果等行为,剽窃他人作品和学术成果的;在自己的学位论文中,故意假造、篡改实验或调研数据、结论和引用的资料等行为;其他严重学位论文作假行为。在学位论文中抄袭他人作品,剽窃他人的学术观点、学术思想、实验数据和调查结果等行为,剽窃他人作品和学术成果的;在自己的学位论文中,故意假造、篡改实验或调研数据、结论和引用的资料等行为;其他严重学位论文作假行为。严重剽窃、伪造数据等作假情形的,学校将取消其学位申请资格。”[2] “A大学对于保持学术诚信有严格的要求,在研究生入学时要求学生同意签署一项声明, 在递交论文时连同一份有法律效力的声明一同递交。A大学对于违反学术诚信的学生,轻则给于警告处分,重则开除学籍。而对于帮助学生作弊的教员,则做撤职处理。 C博士和D博士一起查阅了学校关于学术诚信的奖惩条例, 因为学校授权教师可以选择以下方式惩罚作弊学生, 1.口头警告; 2. 重写抄袭过的论文; 3. 降低该课程总成绩分数一个档次, 如A降到B, B降到C等; 4.对论文中, 抄袭部分打不及格; 5. 对该课程总成绩打不及格; 6. 下学期重修该课程; 7. 开除学籍;”[1] C博士给B教授做过助教,凭记忆发现E同学有几篇参考文献常识性引用错误,他知道,有一大段文字是E同学抓来一篇老外的英文文献综述翻译出来的,有个举例引用了别人的综述,这都犯了“写文献综述不能随便引用综述”的大忌。因为别人的文献综述不是一手资料,毕竟二次文献的可靠性,真实性与说服力远不如一手资料直接了当。引用综述还是属于在罗列别人的工作,不是自己观点的陈述。否则,都是人家写好了的,要你写文献综述干嘛?一年前,C博士专门给E同学指出过这些问题,没想到他的老毛病又犯了。 C博士非常认真,他把E同学的文献综述从格式、标题、摘要、引言、关键词、主题到参考文献的格式在Ms Word 都做了仔细修改,并用红线标出。他在意见中给E同学建议重写作文献综述时,先拟写提纲,有针对地用专题方法进行综述。他强调文献综述的题目一定要简练、并且在信息涵盖量足够的基础上还要画龙点睛。C博士甚至连E同学的文字,语法和标点符号都提出批评。 他在评审意见中写到,E同学文献综述文字拙劣,句子啰嗦,文字功夫欠佳,技术思路逻辑混乱,大量引用原文而不加以准确引注,没有用自己的语言把原作者的观点讲清楚,只是用引号简单概括原文,把自己的语言和别人的观点混淆在一起,简直是混淆视听,有严重抄袭嫌疑。大量引用原文在这里是不必要的,很多资料与E同学的研究关系并不大,放在一起有下笔千言,离题万里的嫌疑。在这里E同学应该是聪明地从大量文献中“抽取”与研究有密切关系的文章,而不是简单罗列堆砌原始文献,毕竟他是在做立题文献综述,而不是在搞计算机文章数据库。我们必须向学生强调,文献综述不是对以往研究成果的简单介绍,罗列与引用,它不是文章数据库,而是经过研究生精心阅读思考后,科学地系统地总结该研究领域的情况,并结合本系的具体情况和实际需要提出自己独到见解的一种思辨性研究工作。 C博士建议E同学在图书馆阅读论文时,做些”读书笔记”,用自己的语言记下阅读时得到的启示与体会,并试着将文献的精髓摘录下来,为下一步撰写文献综述时积累有用的信息。一个好的办法是将文献整理成论文摘录卡片,因为写“读书笔记”可以训练提高自己的文字表达能力,这对后面的文献综述撰写非常有用。只要坚持学习,就会积累起自己的知识架构。水到渠成,游刃有余。撰写文献综述时可按前言、主题、结论及参考文献拟写个提纲,把自己的思路缕顺,再根据提纲进行文献综述撰写工作。因为研究生所选择阅读的文献质量高低,直接影响其论文文献综述的水平。C博士建议E同学多读些高水平的英文文献。因为好的英文文献都是上了网的,很容易用关键词筛选查询,可以让搜索引擎按引用率排序或者限定某级别的期刊进行查询,非常简单,不要浪费太多宝贵时间做什么横向题目。 C博士最后给E同学的评语是文献综述错误连篇,参考文献虽多,却是浮夸的结果,结构混乱,术语前后不一致,题目与内容的吻合度不好,惨不忍睹,属于敷衍之作。因为硕士论文文献综述应该是精炼出来的,不是拼凑的,E同学需要重新提炼,用自己的观点语言认真总结自己的综述。C博士遂建议E同学以B教授的论文为素材,重新梳理一下文献综述的内容和结构,使其从逻辑、形式和内容上都更像一篇硕士论文文献综述。因为文献综述不应是简单罗列堆砌他人的工作,而应是对以往研究的优点和不足加以综合提炼,而提出的批判性综合,分析与评论。毕竟,文献综述含有是凝练升华和批判分析双重含义,最后C博士要求E同学重写文献综述。 D博士也认为E同学的组织内容等各方面都存在问题,不然,单就缺乏有很大价值的东西,C博士是不会让其重写的,人人都知道C博士不是个无的放矢苛刻的老师。D博士在盲审意见中忧心忡忡地写道,E同学虽然翻阅了大量资料,但文献综述毕竟不是资料库,E同学应紧紧围绕研究的“问题”,不要老是抱自己导师的大腿,应确保所述的研究成果与其硕士论文直接相关。E同学就“材料实验数据处理”的最新方向综述不多,对数学逻辑与实验技术三十年来没有重大突破的这个现状的分析避重就轻,其研究特点不清,技术方法途径也不新,这样会给后面的研究方向和实验设计带来麻烦,没有批判分析的意义,因为科学本身离不开批判性思维,因为科研的目的是探索新知识,发明新技术以解决实际具体问题,而不是为了满足评价体系,学位要求和个人虚荣。他与C博士持同样意见,建议E同学重新写文献综述。 C和D博士让E同学重写文献综述的处理办法很快在材料系传开了,这一场突然变故让B教授非常不安, 因为让B教授生气的是, C和D博士竟然不和他打个招呼就处理他的学生。他打算请材料系系主任, C博士,D博士和E同学一起开个会, 看看有甚么忙可以帮帮E同学的。E同学闻讯后曾在实验室私下里向B教授大倒苦水, 他从一开始就否认抄袭, E同学从没写过文献综述,而且他不知道文献综述的重要性,他过去的三个月时间,有两个月在给B教授做横向课题。况且他引用的数据都是正确的, 这不属于知识产权侵权等, 总之, E同学觉得他受到不公平, 不专业的对待。E同学私下向B教授保证, 只要C博士和D博士给他通过, 不重写文献综述, 他会每天给B教授兢兢业业工作8小时以上。 B教授很后悔没有事先提醒E同学在C博士正式“查重”前进行自检,防止文献综述“技术层面”不过关。E同学的综述初稿东拼西凑投机取巧痕迹太明显了,先行自检可以找到重复之处,改头换面重写可以避免不必要的麻烦。因为B教授知道,材料系主要靠评审教师的个人的积累和记忆去“查重”,把抄来的段落思想完全改一遍,将相同观点变个说法,利用中英文表述方式存在的差异进行改头换面的重写都能轻而易举地骗过盲审老师的眼睛,特别是象C博士那样的年轻教师。 B教授暗中安排E同学到系办公室找系主任要求申述,即对三个匿名评审有答复对话的机会。B教授认为老师学生间存在误解,评阅人有偏见,C和D博士不是这个领域的专家等原因。E同学当然有权利要求材料系重新评审,因为文献综述上交材料系前都给导师B教授过目了的,以前毕业的师兄师姐们的文献综述也不比他好多少,不照样过关吗?E同学也承认自己的文献综述没有对症下药,按问题来组织综述,自己沉迷在大量迤逦的文献之中,“乱花渐欲迷人眼”,大脑没有保持清醒:没有按“我的问题在哪里?别人是怎么解决我的问题的”来进行综述。材料系对研究生文献综述的撰写本身就缺乏标准,学生极易被引入文献的泥沼。但这些现象对一个科研青椒来说是正常的,应该多给机会。E同学继续向系主任说到,文献综述要具有更高的权威性和可靠性,就必须建立在对大量文章著作的参考分析比较上,没有大量参考文献是写不出高质量文献综述的。所以,1,000篇文章就是他应该得到肯定的证据,不能期望初稿能一蹴而就。 在C,D博士,B教授,系主任与E同学的圆桌会议上,B教授向系主任谏言,文献综述看似简单.其实是一项高难度的工作。在国内外,有一个惯例,比较宏观的,涉及的范围为整个领域,系统的高级别的文献综述通常都是由该领域里的顶级学术“大牛”来做,因为下面的人学术经验与实力不够。为什么现在学术专著的出版显著减少?因为学科发展太快,很少有人把握全局。而对E同学一个研究生来讲,文献综述只是结合自己研究课题而写就的微观综述,为了自己的硕士论文旁证博而引鸣锣开道,其目的只是帮助他更快地深入课题,节约大量的时间与精力而已,不能要求太高。 B教授提醒C博士与D博士应该注意论文是人写出来的,人无完人,是人就会犯错误,即使C博士看出文献综述有严重的错误,但凭工作量,任何人都可以看出E同学对文献综述投入了极大的心血。C博士与D博士的批评方式应该委婉且具有建设性,除了指出E同学文献综述瑕疵外,对学生更应该褒扬。这种体面的方式可以激励学生改正错误,引导E同学将来写出更好的论文。 B教授接着强调,在材料系不管是教授还是大学生,实际上从来没有对文献综述给予足够的重视,A大学研究生院从来从没给学生提供任何有实质性帮助的有关撰写文献综述的课程与训练,然而到了研究生真正自己来做研究时,便发现写出来的综述不能遂人意,要达到C博士严苛的要求实在是困难,甚至无处下手,悔之晚矣。如果给予E同学严重惩罚,对年轻人绝对不公平。你没有教过他,你就无权罚他,从这个角度看,应该让E同学过关。 对于C博士提到的E同学格式不规范,乱用二手资料的问题,B教授认为,“二手资料”太难听,应该叫“二次引用”。由于大学图书馆客观条件限制,E同学没有注明文献来源的情况确实存在,有些文献的确属于二次引用,可以原谅。况且二次引用有时候是必要的。有的文献年代久远,在图书馆里已经无法找到原文,却又不能避而不谈,E同学不得已从其他的文献中转引,这本是个聪明的做法。但E同学为了使自己的文章看起来完美无瑕,看到别人引用的文献,却无法找到原文,就投机取巧直接放在自己的文献综述里,没有标注是二次文献,这种情况在材料系是个普遍现象,法不责众,不能仅把E同学一个人当替罪羊。 B教授通情达理地替E同学讲话,读过一些文献以后,每个人都有强烈的愿望要把自己看到的东西像"竹筒倒豆子"一样陈述出来,学生都有愿望要向老师证明自己劳苦功高。我自己在加拿大读研究生时也曾写过一百多页的文献综述,后来发觉真正有意义的不过十余页纸。所以,我们应该原谅E同学的文不对题,甚至引用别人综述的不当行为,毕竟他一口气列了1,000篇文献,这也是材料系研究生文献综述的一个历史记录。B教授认为C博士有些意见比较偏颇,讲话一定要有依据,毕竟年轻老师,经验不足。比如C博士批评E同学“文献综述在正文部分完全是简单对已有文献的重复、罗列,甚至只是一般性介绍他人的结论。” 的确正文内容是文献综述的重中之重。但材料系一直允许学生发挥自己的创造力和想象力,写出独具一格的文章和文字来,E同学写作手法灵活,只要可以表达出他所想要传达的内容即可,即提供了真实有价值的综述内容就达到要求就可以了。简单罗列文献也是种直截有效的写作方式,并不是不允许的。只要E同学能拿出证据证明他没有乱写、没有胡编乱造数据,他的每个观点和数据该提供出处的都提供了出处。C博士就应该放E同学过关,这既是对自己良心的安慰、也是对学生负责,更是对学术的尊重! 系主任开始也认为E同学搜集了与综述有关的参考文献1,000篇,工作量非常大,这足以证明E同学不是个懒人,至于如何从这些文献中选出具有代表性和科学性的单篇论文进行阅读归纳整理则是个经验积累问题。记得材料系以前有个规定,研究生必须每天读大量的文献,而且每天都规定了数量,最少是30篇,读不完还拿不到学分。因为研究生初出茅庐刚刚接触研究领域,对许多问题还很陌生,遇到读不懂的问题请教导师,却被告知只需每天读30篇文章就可以了,读文献读多了自己慢慢就明白了。 时间就是试金石,三个月后当阅读完1000篇文章时,终于铁杵磨成针,融汇贯通,很多以前不明白的地方也豁然开朗。对新手而言,应当重视阅读文献的数量,积累多了,自然就由量变转变成质变。E同学只是个硕士生,论文要求不如博士生高,初次写文献综述不足之处在所难免,加上其导师B教授同意资助其研究,材料系应该支持E同学论文立题。系主任也觉得E同学搜集文献还是比较全面的,毕竟掌握全面大量的文献资料是写好综述的前提,否则,资料太少也撰写不出令人信服的好综述的,借用C博士的一句名言,“引用文献太少写出的文章根本不能称为综述”。在工作量上面,E同学还是走在同窗们前面,所以应该“放水”,网开一面。 C博士与E同学在会议上面对面唇枪舌战,C博士举出了个例子,E同学的参考文献虽多,却不深入,有两篇文章本质上是完全相互批判,观点立场完全不同,肯定一个,必然否定另一个,而E同学把它们两个同时罗列正面肯定,这就是敷衍之作的证据。估计是时间不够,只读了个大概,甚至只读了文章的摘要,就匆匆忙忙堆砌在综述里吧? E同学承认自己没有时间仔细读这两篇文章,不加区别地把它们罗列在综述里是他的不对,在此向各位老师道歉。但C同学又拿出自己在图书馆做的读书笔记进行反驳,窃认为文献综述应该是个长期积累的过程。因为有的文献当时看过了不一定觉得有用,事后想起来做综述时却又找不着了。最好的办法只能是随时整理,随时记录所读文献的分类号码,出版时间,具体信息,藏书地点,其中的重要观点和精华论述的摘录,一步一个脚印,到真正开始写文献综述时才能积累大量“干货”,才能随时享用自己的资料库,这原是C博士给自己的建议。E同学认为是给他的时间不够充分,不是自己敷衍了事。 C博士举了两个例子反驳,C博士是辩论高手,他知道反驳对方的观点最好一次性提出两个以上不同的问题,让对手不得不仔细考虑一下,心无二用,两个不同问题一起问,可能让没有准备好的对手乱了阵脚,自己可以乘胜追击。E同学没脑子乱引用文献,明明一篇讨论能谱仪的文章,他却作为电子衍射的例子在讨论,文章的标题明摆着是能谱仪,为什么把两个风马牛不相及的题目搞混淆了?这只能证明你连文章标题都没有关注就引用了。参考文献中的作者署名经常把作者的名字拼音写错,要么忘掉通讯作者,要么只标明第一作者,后面加etc, 或“等”,格式不统一。一般来讲,作者排名第一的是研究生,最后是通讯作者,引用别人的文章最好别漏掉通讯作者,这是对别人知识产权的尊重。可以看出你写文献综述时心不在焉,对所引用文献的内容不自信。 E同学深知情况不妙,胳膊拧不过大腿,他退了一步,答应重写文献综述,但要求材料系应该考虑先给他立题,因为导师B教授已经同意给他资助,通过与同学及导师讨论,阅读该领域高水平文献,注意措词、标准术语等,他可以在毕业答辩前撰写论文的同时贡献出一篇高水平的文献综述,因为毕业前,他将有充分的时间把这1,000篇文章完全吃透。 望着系主任迟疑的眼睛,E同学继续努力争取支持,他说,1,000文献确实很多,有的文章他的确是只读了个大概或干脆只读了摘要,这叫泛读,所谓增加阅读量,本质就是多读文章摘要。泛读是为了了解整个研究领域的状况。然后才是细读为了自己的研究兴趣点,读摘要有了感觉,需要细读精读,再回过头去读正文,这才是读文献的不二法门。如果每篇文章都从头到尾细读,那才真是浪费时间,难道每天的工作就是读一篇文章,横向课题还干不干?导师的钱那么好拿吗?将心比心,没有奖学金研究生都喝西北风?况且现在期刊文献中的谬误实在太多,阅读价值太低,很多文章的确只读摘要,甚至只读题目就足够了,真的不值得花太多时间细读。 E同学接着说,他的个人观点与有的文献出现雷同,正所谓:英雄所见略同,没有人事傻子,有什么前提,就有什么结论,C博士没有证据不能妄下结论。C博士反驳,正确的观点雷同可以理解,如果错误的结论相似,抄袭的嫌疑也不能排除。况且,选用有争议结论的文章本身就证明E同学是非不分,没有注意选用代表性、可靠性和科学性较好的文献,这足以旁证E同学是个没头脑的学生。最致命的是,C博士拿出原文影印件来证明E同学照搬照抄,错误百出,比如一段英文摘要有好几个时态, 原文作者犯的低级语法错误,同样犯在E同学头上,这样雷同的可能性有多大?有的地方竟然用了温哥华地方俚语,一看就知道这是英语为母语的人写的,E同学从没去过加拿大,从哪里学来的加西土话?在谷歌收索引擎中输入关键词,我们很容易通过搜索引擎查到原文, 从原文我们可以发现有几段与E同学的综述完全一模一样的文字, 如同一段落中出现完全不同的人称代词, 这很容易判读是从不同的文章生搬硬套抄过来粘贴在一起的。因为C博士给B教授做过助教,碰巧读过原文,所以有印象。E同学的论文是抄袭几篇不同的文章并硬拼凑起来的,其最后没有列出具体来源, 被怀疑为抄袭是自然而然的。微软视窗提供的复制粘贴功能可以快速拷贝复制大量的文献资料,这对年轻人无疑是极大的诱惑,无需勤奋努力就可以拼凑出质量看上去还可以的文章,如果不对作弊行为进行批评教育,就对那些踏踏实实、认认真真治学的研究生们完全不公平。 C和D博士在会上坚持他们的处理方式是正确并符合学校规章制度的, 他们是在维护了A大学的学术声誉, 因为这样做会让E同学写出更好的文献综述来,也会让其他研究生在这方面的行为检点一些,可以减少A大学的抄袭事件。正如B教授所说,材料系从没对研究生的文献综述提供任何实质性帮助,但我们现在给E同学提的这些意见本身就是对他综述撰写的实质性帮助,材料系完全可以让E同学事件应该成为这样做的契机。如果怕得罪人而放水,这必然导致学生我行我素学校抄袭作弊成风,老师不愿纠错的尴尬局面。如果E同学这种为了学位急功近利的抄袭行为不得到批评,其他同学也会效仿E同学作弊,人人都忙着搞横向课题,这样下去,净化大学学术论文与学风终究不过是一声呓语。 最后, 材料系系主任决定支持C和D博士的处理意见。 Reference [1] http://www.vanforum.org/3/post/2012/08/august-21st-2012.html [2] 兰州大学学术奖惩条例 11/2/2013 0 Comments 2.1 材料制备仪器设备设计简介第二章 材料制备过程中仪器设备设计
2.1 材料制备仪器设备设计简介 李革胜,2013 - 11 - 01 材料制备过程中仪器设备设计包括两个方面:制备仪器设备与检测实验仪器设备。配备仪器设备要根据实际工艺实验具体情况,实行优化配置的原则,充分发挥仪器设备的使用效益。 仪器设备优化配置的原则包括:仪器设备申请、审批、购置、验收、使用、保养、维修等的方方面面。采购仪器设备的原则是优质低价,根据科研需要,防止设备重复功能重叠,防止伪劣仪器设备流入实验室。仪器设备到货后要在索赔期或保质期内完成验收工作,不合格的仪器设备要及时提出索赔。购置仪器设备,要选择能明确完善仪器设备安装、调试、验收、索赔、保修,并能随时提供零配件的厂家,保证所购仪器设备符合所需要的技术指标,并在验收合格后,能在使用期内正常运转。 对所购仪器设备的资料建档。对仪器设备的种类、数量、金额、分布及使用状况经常进行分析、研究和汇总,如期、准确上报各类统计数据。充分利用计算机实现对仪器设备的资源共享和管理。 所购仪器设备在实验室入帐后,财务部方可予以报销,做到仪器设备帐物相符。仪器设备的价格起点与规定的固定资产价格起点一致。仪器设备在使用中应尽可能保持完好率,根据实际需要合理流动,资源共享,杜绝仪器设备闲置浪费与公物私化。仪器设备的调拨、报废应经技术鉴定和实验室主管部门审批,有关收入交财务部备案。 从实际情况出发,充分挖掘现有仪器设备潜力,重视维修、功能开发、改造升级、延长寿命的工作。应鼓励自制新型科研仪器设备,经技术鉴定合格后登记入帐。定期对仪器设备的性能、指标进行校检和标定,对精度和性能降低的,要及时进行修复。仪器设备要逐台建立技术档案,要有使用、维修等记录。 仪器设备一般不准拆改和解体使用。确因功能开发、改造升级或研制新产品需拆改解体时,应经主管设备的部门批准。 对某一复杂仪器设备进行校验,以确定该设备符合技术要求,对实验结果加以分析,以确定误差是的确来源于设备的质量问题或者由于调试设备不当而引起的误差。正确设计实验,去掉由于设备调试不当引入系统误差。 如果有设备验收规范,按照验收规范中的说明进行配置,来确定设备调试得当。 如果有相同型号且验收合格的仪器,复制其所有可配置变量,来确定设备调试得当。联系设备客服,依据其指导进行配置。如果设备研制方仍无法正确配置使设备验收合格,用户可认为是设备质量有问题。 从事仪器设备工作的人员,应具有相应的专业知识,业务能力和管理知识。实验室应重视仪器设备人员的培训。对在实验技术方面作出成绩并取得成果的人员应给予奖励。培训能独立操作仪器设备的人员,并建立岗位责任,努力提高仪器设备使用率。尽量使用已有的仪器设备,避免出现区域性仪器设备的重复购置。 伦理案例 Alice是纳米实验室主任Kevin博士的行政助理,负责实验室仪器设备的管理工作。Kevin博士是个对别人的错误零容忍,睚眦必报的人。实验室的每个人都占占兢兢,每天心里成遑成恐地为他工作。纳米颗粒分布的测定工作是实验室工作重中之重,颗粒分布测试仪的选择是Alice 的首要工作,一点都不能错。粒径的定义是颗粒的某种物理特性与某直径的同质球体最相近时,我们把该球体的直径作为被测颗粒的等效粒径或粒度分布。 纳米实验室有台13 年高龄的X-射线衍射仪,三台光学显微镜,一台五年新扫描电镜图像分析仪,合同工程师Peter为实验室设计了颗粒测量仪,granulometer,激光粒度分析仪。看上去,琳琅满目的仪器设备让她眼花缭乱,选择很多。 Alice是个实用主义者,她主张从实验室的具体情况出发,充分挖掘现有仪器设备潜力,重视维修、功能开发、改造升级、延长寿命的工作,反对仪器设备闲置浪费。Alice仔细察看了实验室的技术档案,Peter另辟蹊径为实验室设计的颗粒测量仪,granulometer,激光粒度分析仪首先进入她的视野。激光粒度分析仪采用全量程米氏散射理论,考虑到介质和被测颗粒的折射率,根据不同尺寸的颗粒在各角度上散射光强的变化,及采用所谓最优非均匀性三维扇形探测器阵列和无约束拟合反演计算方法来标定颗粒粒度大小和分布。它优点是可以标定非晶态粉体尺寸,如水泥、河流泥沙、陶瓷材料、各种乳浊液等。缺点是测试范围只有0.1---450微米,不能满足纳米实验室常规纳米颗粒的标定工作。 X-射线衍射仪有与激光粒度分析仪一样的问题,其测量结果都不象天平称重,电镜照片得到的是直接结果,经衍射图谱加计算得到的间接答案。X-射线衍射仪只能根据衍射相对强度半高宽计算所测晶粒大小,Alice经过仔细计算,发现X-射线衍射仪计算所测的晶粒大小有误差,不能作为粒度分布的唯一判据。况且,X-射线衍射仪对标定非晶态粉体尺寸无能为力。 Alice 嫌光学显微镜分辨率太低,完全不在纳米粒度分析考虑之列。她把眼光转向实验室那五年新扫描电镜图像分析仪,这应该是无可争议的最佳纳米粉体尺寸标定仪器。扫描电镜对于绝缘体的非晶态粉体,如塑料,玻璃,必须溅射导电的金或碳涂层。Alice经过计算,发现溅射的金或碳涂层会大大干扰1-2纳米塑料颗粒粒度分布。因为,她发现Peter用最小颗粒和最大颗粒来代表颗粒样品的下、上限是不准的。从统计学的角度,任何一个样品的粒度分布范围都是无限小到无限大,一般用一对边界粒径来表示下、上限。粒度分布的离散度=分布宽度/平均粒度。 Peter给Alice打过报告,要求买台沉降法粒度测试仪,沉降式粒度仪是通过颗粒在液体中的沉降速度来测量粒度分布的,即根据斯托克斯定律来测量粒度分布。Kevin博士的意见是这种设备实验室没有,不会出现仪器设备的重复购置,可以购买。但Alice经过认真计算发现,当雷诺数Re>0.2时,斯托克斯公式不成立,测量带来较大误差,用Re=0.2时计算出的直径为重力沉降的临界直径,临界直径大多是微米级,不能满足纳米颗粒的标定。所以,实际测量时只有当实测最大粒径小于临界值时,测量结果才具有可信进度,这也是沉降粒度测试仪在学术界一直争议很大的原因。Alice经过近二小时的计算分析,脑子一片空白,不由陷入沉思,纳米颗粒分布的测定工作还真是个大问题呢。 作业 一 Peter给Alice打过报告,要求买台沉降法粒度测试仪,Kevin博士同意购买。Alice用扫描电镜测得的500纳米的氧化铝颗粒,请计算颗粒处于匀速沉降状态时介质的粘度及雷诺数。计算请回答沉降法粒度测试仪测量纳米尺度合适吗? 参考答案:沉降法粒度测试仪介质常用甘油作增粘剂,用来增大介质的粘度。最大颗粒小于30微米,密度小于2.5的颗粒,如高岭土、滑石等非金属样品等,可用蒸溜水作介质,常用的介质有水、水甘油、乙醇、乙醇甘油等在超声波分散器中搅拌混合均匀。 根据斯托克斯定律:颗粒在液体中沉降时,作用在颗粒上的力有三种:重力W,浮力V,与阻力FD。W-V+FD=M(du/dt) 当重力、浮力、粘滞阻力达到平衡时,颗粒的沉降速度恒定,处于匀速沉降状态,这时, du/dt=0, FD=(л/6)(ρs-ρf)gD^3 雷诺数(Reynolds number)表征流体流动情况的无量纲数,Re=ρvd/η,其中v、ρ、η分别为流体的流速、密度与黏性系数,d为一特征长度。例如流体流过圆形管道,则d为管道直径。 沉降法粒度测试仪测量纳米尺度完全是瞎掰,因为纳米颗粒太小,没有合适的介质。Alice应该考虑其它的办法。 作业 二 Alice用实验室那五年新扫描电镜图像分析仪测试2纳米的绝缘体塑料颗粒,必须溅射导电的金或碳涂层。金原子半径174皮米,碳原子半径67皮米。请分别计算喷1纳米金或碳涂层,对2纳米的塑料颗粒造成的误差,溅射单层金原子或碳原子引起的误差。溅射单层金原子或碳原子在2纳米的绝缘体塑料颗粒上,技术可能性大吗? 作业 三 Alice用X-射线衍射仪根据衍射相对强度半高宽计算所测未知晶粒大小,(sinθ)^2= 0.16094,λ为X射线Kα1的波长,此处为1.540600Å;θ为衍射角,B=0.07是微晶产生的峰半高宽,单位弧度;k比例系数,此处k=0.89;请计算晶相的统计平均宽度即晶粒度W=kλ/(Bcosθ)。Alice第二次用13 年高龄的X-射线衍射仪时,峰半高宽变为0.09,请计算X-射线衍射仪造成的系统误差。 参考答案:Alice经过仔细计算,发现X-射线衍射仪计算所测的晶粒大小有误差,不是晶粒度的直接证据,不能作为粒度分布的唯一判据。况且,X-射线衍射仪对标定非晶态粉体尺寸无能为力。13 年高龄的X-射线衍射仪造成的系统误差不能忽略。 系统误差: 单独测量值 = 精确值 + 偏度 + 随机误差 (1 小时50分钟初稿搁笔) 10/31/2013 0 Comments 1.4 高分子材料的制备1.4 高分子材料的制备 李革胜,2013 - 11 - 01 高分子材料,英文:macromolecular material,是由分子质量较高的化合物构成的材料,包括橡胶、塑料、纤维和高分子基复合材料等。 高分子材料的加工成型一般是物理过程,在成型过程中,高分子受温度、压强、模具、应力及作用时间等变化的影响,导致高分子降解、交联以及其他物理化学过程, 使聚合物的聚集态结构和化学结构发生变化。塑料制品常用的成形方法是挤压、吹塑、注射、模压或模塑等。橡胶制品有混炼、塑炼、压延等成形工序。纤维有纺丝溶体制备、纤维成形和卷绕、纤维拉伸和热塑等。 科研伦理案例 B大学高分子材料系W教授发明了苯乙烯的高温聚合,采用TEMP作为引发体系在125℃条件下引发苯乙烯的本体活性聚合,在聚合过程中,TEMP是稳定自由 基,只与增长自由基发生偶合反应形成共价键,而这种共价健在高温下又分解产生自由基。因而TEMP捕捉增长自由基后,不是活性链的真正死亡,而只是暂时失活休眠。W教授的发明,提出TEMP控制的自由基活性为可控聚合,避免阴离活性子和阳离子活性聚合所需的各种苛刻反应条件,该理论让高分子的制备“随心所 欲”成为可能,因此,W教授的活性聚合理论有很高的学术研究价值。 W教授撰写的“可控聚合高分子材料” 是B大学材料系专用教材,开篇写得言简意赅,语言流畅,尽管售价350刀/本,仍很受学生欢迎。B大学对知识产权相当重视,严禁学生拷贝教材,这个政策让教材的唯一作者W教授斩获颇丰,得了不少稿费。甘同学孜孜矻矻省吃俭用,忍痛买了本W教授撰写的“可控聚合高分子材料”,回到教室打算把这本昂贵的教材吃 透。 以后的几周,甘同学在冷冰冰的教室里通宵达旦地阅读W教授的大作,甘同学读得非常仔细,教材中每个数据都反复验算,听起来匪夷所思,但对囿于草根出身的甘同学却是很正常的,他志存高远,教材太贵了,如果不把书本上的内容搞清楚,回国无颜见江东父老。世上无难事,只怕有心人,其实很多学术著作都经不起这样字斟句酌地推敲。字里行间,甘同学读着不禁瞠目,他发现W教授的TEMP引发体系只适合于苯乙烯及其衍生物的活性聚合,工业价值没有吹 嘘的那样大,在别的系统根本没有用武之地。甘同学经过计算发现“可控聚合高分子材料“教材中的很多数据是完全错误的。其中,数量平均分子量与重量平均分子量的数值差得太离谱,有的地方两者完全弄颠倒了。 甘同学相当谨慎,在实验室用凝胶色谱法(GPC),玻璃粘度计与小角度激光散射法一一测 定了教材中列出的聚合物分子量,并重新计算并测定了新的苯乙烯高分子的马克-霍温克参数Mark-Houwink Equation, K和a。甘同学还勘误校对了书中的英文语法错误。因为,从书中的英文看,教材象是两个人写的,第一章作者的思路具有很强的连贯性与逻辑性,字句通顺流畅,英语地道华丽。但从第二章开始,蹩脚的英文语法错误开始频繁出现,一看就是中国人写的粗劣英文。中文中动词没有时态,过去式与完成式,也没有名词单复数,定冠词与不定冠词。一个完整的英文句子需要主谓宾,时态,动词名词单复数,定冠词与不定冠词等。而这些语法特征在中文 中统统没有,甘同学猜第二章可能是祖国同胞,W教授的博士生M同学的杰作。后来,甘同学从材料系其他教授的口中,证实了自己的猜测,W教授只撰写了“可控聚合的高分子材料“的第一章,其余的章节是其博士生M同学的工作,W教授很长时间没有亲自动手做试验了,对其爱徒M同学测得的数据他也没法证实。教材写好后,只要学生与授课老师没有意见,一切都搞定 OK了,没有人会认真追查教材的粗制滥造,W教授原是这样思考衡量的。 伦理问题 甘同学有了底气,从此在W教授面前不再自惭形秽,不再当他是逼仄的老板。甘同学找已经毕业的M博士搭讪,M博士承认教材上语法错误是自己英文不好造成的,书中数据有假也是自己的实验失误,他只是用凝胶色谱法(GPC)大概估测了聚苯乙烯的分子量,GPC是一种相对方法,它根据不同尺寸的高分子在介质中的停留 时间不同测出的相对分子量, 不能做为实验结果的独立判据,必须用其它方法来验证。 但W教授并没有把M博士列为作者,只是把他与其它两个没有任何实质性贡献的教师放在致谢里,W教授只把自己列为“可控聚合高分子材料”的唯一著者。这样一来书上的笔误,M博士也搞不清自己该负什么责任,自己不被W教授承认为作者,但在致谢里被提到是数据提供人。W教授这样做非常有策略,自己是唯一著者可以独吞稿费,在致谢里感谢M博士采集的数据,如果数据有误,可以把责任推诿到M博士头上,让学生去背黑锅。W教授非常抠门,M博士帮他撰写教材,从来没有任何补助,只是在致谢里假惺惺地表示感谢。教材已经大批量卖出去了,M博士现在对此也无能为力。他还是给甘同学出了两个主意:一是到书店Complain,找律师让学校赔偿;二是直接找到W教授要求私了,W教授胆小怕事,明白其中的利害关系,通常会给补偿的,甘同学这几个星期的辛勤工作不白干。你说甘同学该怎么办? 作业 一 有 6个苯乙烯高分子,分子量分別是2X1000,3X100及10,请计算数量平均分子量Mn,重量平均分子量Mw与分子量分布(PDI),请分析M博士把 两者完全弄颠倒的原因。高分子弹性模量E=KMw(1+v), v为泊松比,等向高分子v=0.25,K为苯乙烯材料常数。 参考答案:由于高分子polymer混合物由不同分子量的聚合物組成,其平均分子量一定是随成分在变化的,数量平均分子量Mn与重量平均分子量Mw, Mn=W/N=ΣniMi/Σni Mw=ΣwiMi/Σwi=ΣniMi^2/ΣniMi Mn=(2X1000+3x100+10)/6=385 Mw=(2X1000^2+3X100^2+1X10^2)/(2000+300+10)=879 分子量分布 PDI=Mw/Mn=2.3 PDI是表示分子量分布区间的參考指数,PDI越小(越趋近1)表示聚合物分子量分布愈集中,愈趋近"纯物质"。反之若PDI分布广,表示各分子間的分子量相差很大,聚合物的物理性能相差也大。 从上面计算可以看到,数量平均分子量Mn与重量平均分子量Mw相差蛮大。数量平均分子量Mn就是简单的算术平均值,好算通俗易懂。实际应用中,重量平均分子量Mw要有用得多,苯乙烯弹性模量E=KMw(1+v)可以得到高分子的机械强度。聚合物分子量越高,其对物理性质貢献度越大,不能用简单的算术平均來表 达。 甘同学仔细一看不禁莞尔,M博士把两者的概念完全弄颠倒了,他不该因为数量平均分子量Mn简单好算,就在教材中大量使用。 作业 二 M博士用凝胶色谱法(GPC)测得聚苯乙烯的分子量,请计算出聚合物的马克-霍温克参数K与a,请回答为什么凝胶色谱法的结果可能不准,必须与其它方法相配合。 *[1]有分子量未知的聚合物样品溶于苯溶剂配成1.8,2.2,2.6等一系列浓度不同的溶液,通过黏度计测出溶液的黏度(如下表),请计算该高分子的特性黏度,请计算该高分子的分子量,并请比较凝胶色谱法与粘度法的结果。 参考答案: 凝胶色谱法GPC使用普适校正原理,假设GPC对聚合物在同一时间流出,分子流体力学体积相同: [η]1M1=[η]2M2 k1M1α1+1=k1M2α2+1 取对数:lgk1+(α1+1)lgM1=lgk2+(α2+1)lgM2 取表中已知标准样和被测高聚物的k、α值,就可以由已知分子质量的标准样品M1标定样品的相对分子质量M2。 所以,凝胶色谱法GPC是一种理想化的相对方法,它根据不同尺寸的高分子在介质中的停留时间不同测出的相对分子量, 不能做为实验结果的独立判据,必须用其它方法来验证。 粘度法:马克-霍温克方程(Mark-Houwink Equation)聚合物溶液的特性黏度和聚合物的分子量之间的关系,将特性黏度值和查到的K与a值代入马克-霍温克方程。 对于聚苯乙烯-苯体系,K和a值可从上表中查到,将未知的聚合物样品溶于苯溶剂通过黏度计测出溶液的黏度,计算求出其特性黏度。将特性黏度值和查到的K与a值代入马克-霍温克方程,即可求出该样品的分子量。 特性黏度(Intrinsic viscosity)常用 表示, 此处 =纯溶剂的黏度,=溶质在溶液中的体积分数,=溶质在溶液中的质量浓度 Reference [1] http://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%A9%AC%E5%85%8B%EF%BC%8D%E9%9C%8D%E6%B8%A9%E5%85%8B%E6%96%B9%E7%A8%8B (2小时30分钟初稿搁笔) |
李革胜笔名: 羽飞, 小河沟 Archives
August 2019
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