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序論:好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇生物學(xué)博士論文范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。
回顧2年多的留學(xué)生活,我感到學(xué)到的不僅僅是知識,更重要的是找到了獲得知識的方法和適合自己的研究方法。通過與國內(nèi)外導(dǎo)師和有經(jīng)驗的博士后,學(xué)長的交流溝通,我強烈地意識到必須建立適合自己的研究方法,才能高效、創(chuàng)新地開展研究工作。從閱讀參考文獻,確立研究課題,到提出新的思路和觀點,再到設(shè)計出科學(xué)的實驗方案,最后完成相關(guān)的實驗,證實新思路和觀點,經(jīng)歷了很多失敗,也走過不少彎路,我終于找到了適合自己的研究方法,高效地完成了博士論文。同時,這段留學(xué)生活經(jīng)歷也鍛煉了我的生活能力,交際能力和合作能力。
辛彥虛心地向張蔭昌教授和其他老師學(xué)習(xí),不懂就問,踏踏實實地學(xué)瘤病理學(xué)的專業(yè)知識和臨床病理診斷技術(shù)。從常規(guī)病理診斷人手,不斷豐富著自己知識的積累。為適應(yīng)研究工作的需要,辛彥先后于1984和1991年考取了中國醫(yī)科大學(xué)腫瘤病理學(xué)專業(yè)醫(yī)學(xué)碩士研究生和醫(yī)學(xué)博士研究生。并以優(yōu)異成績畢業(yè),獲得了相應(yīng)的學(xué)位。她所完成的畢業(yè)論文被專家認(rèn)為達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。1993年、1995年連續(xù)被破格晉升為副教授、副主任醫(yī)師和教授、主任醫(yī)師。
1993年。辛彥考取了世界衛(wèi)生組織獎學(xué)金(WHO Fellowship)。赴英國倫敦大學(xué)Chafing Cross&
Westminster
Medical
School(CXWM)組織病理學(xué)系留學(xué),師從國際著名病理學(xué)家K?Henry教授進行胃惡性腫瘤病理生物學(xué)行為的研究,1994年11月學(xué)成回國。1995年9月,應(yīng)愛爾蘭皇家外科學(xué)院病理系主任Mary Leader教授邀請,赴都柏林在該院病理系進行胃癌相關(guān)國際合作研究工作1年。因為胃癌研究室的工作需要,她放棄了已經(jīng)再次與愛爾蘭皇家外科學(xué)院病理系簽署的工作協(xié)議,1997年回國工作。
校、院領(lǐng)導(dǎo)的支持,辛彥組建了自己的研究室――腫瘤所第四研究室,帶領(lǐng)全室同志和研究生忘我地投入到科研工作之中。經(jīng)驗的積累和不斷的學(xué)習(xí),使她承擔(dān)起了學(xué)科帶頭人的工作,站在更高層次的辛彥沿著老一輩科學(xué)家開創(chuàng)的道路,開始了新的征程。中國醫(yī)科大學(xué)腫瘤研究所是教育部腫瘤學(xué)博士點學(xué)科和省重點學(xué)科,肩負(fù)著為我國抗腫瘤事業(yè)培養(yǎng)高層次人才的使命。辛彥教授多年來一直負(fù)責(zé)中國醫(yī)科大學(xué)碩士/博士研究生專業(yè)基礎(chǔ)課《腫瘤病理學(xué)》的全程教學(xué)工作并出色完成教學(xué)任務(wù)。
辛彥身體力行,兢兢業(yè)業(yè),長期的工作實踐,使她深深懂得大學(xué)老師的教學(xué)是建立在科學(xué)研究的基礎(chǔ)上的,沒有深入的研究工作,就不可能有好的教學(xué)水平。因此,她在講授專業(yè)知識的同時,總是以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,教導(dǎo)研究生要樹立誠信、實事求是的科學(xué)作風(fēng),注意培養(yǎng)鍛煉專業(yè)基本技能和獨立完成科學(xué)實驗的能力,結(jié)合自己的研究課題,教授同學(xué)們研究方法,以及如何選擇研究方向等問題。每年2-3月份是辛彥教授最忙的時候,為了指導(dǎo)當(dāng)年畢業(yè)的研究生撰寫和修改學(xué)位論文,辛彥教授經(jīng)常在實驗室伏案工作到深夜,直到把論文修改到滿意為止。在辛彥指導(dǎo)的研究生中有2人獲得中國醫(yī)科大學(xué)優(yōu)秀碩士論文和優(yōu)秀博士論文獎勵,4人獲得中國醫(yī)科大學(xué)優(yōu)秀研究生和優(yōu)秀畢業(yè)研究生榮譽稱號。在辛彥的教授下,她的學(xué)生在科學(xué)研究方面取得了令人驕傲的成績。多年來辛彥教授指導(dǎo)的研究生在國內(nèi)外本專業(yè)核心雜志共60余篇,其中SCI收錄10篇;2名研究生獲得國家自然科學(xué)基金青年基金課題的資助;1名博士研究生作為第一負(fù)責(zé)人獲得遼寧省科技進步一等獎;2名出站的博士后目前都擔(dān)任所在科室的主任,成為學(xué)有所成、脫穎而出的中青年學(xué)科帶頭人。目前辛彥指導(dǎo)的已畢業(yè)的研究生均在國內(nèi)腫瘤臨床、腫瘤病理診斷及科研工作中努力工作,積極為我國癌癥的防治事業(yè)奉獻著他們的青春和汗水,不斷成長進步。看到自己培養(yǎng)的研究生們已經(jīng)成才,辛彥由衷地感到欣慰。
近年來,作為研究生導(dǎo)師,辛彥招收指導(dǎo)腫瘤病理學(xué)專業(yè)碩士研究生20名、博士研究生15名、博士后2名,為我國抗癌事業(yè)培養(yǎng)了一批優(yōu)秀的腫瘤病理學(xué)專業(yè)人才。辛彥常這樣說,“我非常幸運,搞研究是我的興趣,我能從事自己喜愛的工作,剛一畢業(yè)就能跟隨張蔭昌老師這樣的國內(nèi)外著名專家學(xué)習(xí)和一起工作,有一個明確的科研方向和國內(nèi)外很高起點的專業(yè)平臺,多么令人羨慕?!彼€說“我今天所取得的成績,是站在前輩的肩膀上走過的,也是我對前輩培養(yǎng)自己的一個報答?!?/p>
辛彥從一名初出茅廬的大學(xué)生,成長為在我國腫瘤病理生物學(xué)行為及侵襲轉(zhuǎn)移機理的研究領(lǐng)域內(nèi),科研成績突出的優(yōu)秀中青年腫瘤學(xué)專家和學(xué)科帶頭人,她付出了怎樣的努力。參加工作以來,對辛彥來說幾乎沒有節(jié)假日,實驗室就是她最衷情的“家”。她把自己所從事的研究工作當(dāng)作是自己生命和生活的一部分,每天都工作在10小時以上。熟悉她的人,深深感受到她的毅力、持之以恒的韌性;不熟悉她的人,無論如何也不會相信眼前這位瘦弱的女子竟會是拿了國家大獎的科學(xué)家。
博士畢業(yè)后,李仕貴教授毅然放棄了出國做研究的機會,繼續(xù)留在四川農(nóng)大任教,之所以選擇在農(nóng)大從事教育和科研工作,他認(rèn)為這是責(zé)任所在。他用實際行動證明了自己會將師輩付出畢生心血的科研成果,傳承和發(fā)揚下去的決心。并表示,人生短暫,一個新水稻品種從研發(fā)到推廣,需要十年乃至更長的時間,如果不抓緊,人生又有幾個十年可以浪費?于是,四川農(nóng)大少了一位留洋學(xué)者,卻多了一位兢兢業(yè)業(yè)的科研工作者。
專注科研奠定理論基礎(chǔ)
1995年,李仕貴教授開始攻讀由周開達院士和朱立煌研究員聯(lián)合指導(dǎo)的博士。為了彌補傳統(tǒng)水稻育種方法的周期長、效率低等不足,他毅然選擇了“水稻分子生物學(xué)及其在育種中的應(yīng)用”作為自己的研究方向。3年來,他如饑似渴地汲取著分子生物學(xué)的前沿知識,刻苦鉆研,利用中科院遺傳發(fā)育所的先進實驗條件,完成了題為《水稻幾個重要性狀的遺傳分析和分子標(biāo)記定位》的博士畢業(yè)論文,該論文被評選為2000年度“全國百篇優(yōu)秀博士學(xué)位論文”。
在論文原創(chuàng)性的發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)上,李仕貴教授對水稻種質(zhì)資源的挖掘和利用研究有了重大進展,近些年來,通過開發(fā)新的分子標(biāo)記,發(fā)現(xiàn)了控制水稻抗病和雜種優(yōu)勢等一系列具有重要育種價值的新基因,如抗稻瘟病基因Pi-d1、Pi-d2和Pi-f;與稻米品質(zhì)相關(guān)小粒優(yōu)質(zhì)基因Ik-4;與生育期相關(guān)的遲熟隱性基因lf-3(t)和早熟高千粒重基因OsELF3;與雜種優(yōu)勢利用相關(guān)的溫敏顯性核不育基因(TMS)、無花粉型核不育基因ABCGl5和隱性核不育基因SC-ms-2等,提高了育種效率,為分子標(biāo)記輔助選擇育種方法提供了材料基礎(chǔ)和技術(shù)支持。
新理論的建立離不開開拓性的思維。為了解析水稻雜種優(yōu)勢的分子機理,李仕貴教授對稻米品質(zhì)、抗病、抗逆、高光合效率等農(nóng)藝性狀進行了分析和定位,系統(tǒng)研究了不同生態(tài)環(huán)境對水稻農(nóng)藝性狀的影響,并轉(zhuǎn)育了一批優(yōu)質(zhì)、高千粒重、大穗和高結(jié)實率的水稻群體,為水稻產(chǎn)量、品質(zhì)、抗性相關(guān)基因克隆和功能解析及雜種優(yōu)勢的分子機理研究奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。作為第一完成人,主持的題為“水稻分子遺傳圖譜的構(gòu)建、重要基因的分子標(biāo)記定位及應(yīng)用研究”的研究成果獲2004年度四川省科技進步一等獎。
執(zhí)著進取開拓特色研究
科研的成功不僅需要勤勞不輟的決心,更需要扎實的理論基礎(chǔ)和正確的科研方向。重穗型雜交稻育種理論是周開達院士等老一輩水稻育種家針對西南稻區(qū)“寡日、高濕、小溫差”生態(tài)條件提出的創(chuàng)造性理論,李仕貴教授帶領(lǐng)的課題組以此為基礎(chǔ),提出了以提高雜交稻親本千粒重和單穗重為重點,選育重穗型雜交稻骨干親本,組配重穗型雜交稻的育種技術(shù)路線。
而在育種方法的改進上,李仕貴教授課題組探索并運用了一套行之有效的育種策略:選擇親緣關(guān)系遠、性狀差異大的國外優(yōu)良品種及中間材料作育種親本,通過漸滲雜交來增加恢復(fù)系的遺傳多樣性,將常規(guī)的育種手段和分子標(biāo)記相結(jié)合,成功育成了重穗型雜交稻骨干恢復(fù)系蜀恢527和抗白葉枯病蜀恢527。2009年1月在北京召開的“全國植物分子育種會”上,與會專家均認(rèn)為該成果是我國分子育種的重要進展之一,被國家“973”項目“主要農(nóng)作物骨干親本遺傳構(gòu)成和利用效應(yīng)的基礎(chǔ)研究”列為重要研究材料。
近年來,李仕貴將現(xiàn)代生物技術(shù)和傳統(tǒng)育種方法有機結(jié)合,進行多性狀同步選擇,來提高選擇效率。利用快速檢測、分子標(biāo)記輔助選擇、轉(zhuǎn)基因等現(xiàn)代生物技術(shù),使雜交育種、系統(tǒng)選育等傳統(tǒng)育種手段不斷升級,并使兩者有機結(jié)合。建立了高效的多優(yōu)良基因聚合的育種新體系,使新品種的快速定向培育更加精準(zhǔn),育種效率不斷提高,成功培育出一系列新的重穗型雜交稻親本。
理論來源于實踐,又用于指導(dǎo)實踐。李仕貴教授理論方面的鉆研,為其更進一步的科學(xué)實踐奠定了基礎(chǔ)。
創(chuàng)新科研開創(chuàng)新紀(jì)元
創(chuàng)造財富,造福于民,是科研的重要目的。
李仕貴教授通過上述創(chuàng)新的育種方法成功育成了重穗型雜交稻骨干恢復(fù)系蜀恢527,組配出經(jīng)國家或省級審定的三系和兩系雜交稻組合37個,其中18個國家審定,5個被農(nóng)業(yè)部遴選為超級稻,13個國標(biāo)優(yōu)質(zhì)米,5個被評為四川“稻香杯”優(yōu)質(zhì)米。蜀恢527也是新恢復(fù)系選育的優(yōu)良親本和遺傳研究的重要材料,被全國30余家科研單位和企業(yè)引用,已衍生育成新恢復(fù)系38個,組配出40余個雜交稻新組合通過國家或省級審定。蜀恢527是繼明恢63以來我國雜交稻恢復(fù)系育種上的重大突破。
蜀恢527系列組合的研制成功及推廣應(yīng)用,對提高雜交稻產(chǎn)量和品質(zhì),保障糧食安全,提高農(nóng)民收入作出了巨大貢獻。據(jù)不完全統(tǒng)計,至2010年,蜀恢527系列組合累計推廣2億多畝,新增稻谷87億多公斤,新增產(chǎn)值1 30多億元,國外推廣800多萬畝,創(chuàng)收外匯近千萬美元,贏得巨大社會經(jīng)濟效益,為持續(xù)保持我國雜交水稻的世界領(lǐng)先水平和雜交稻走向世界提供了物質(zhì)基礎(chǔ)和理論支撐。它也為李教授帶來了眾多榮譽:先后在2008年和2009年,分別獲四川省科技進步一等獎和國家科技進步二等獎。
然而,在獎勵面前,李仕貴教授并未“居功自傲”,而是試圖“得隴望蜀”。近年來,針對蜀恢527抗倒性的不足、難以適應(yīng)機械作業(yè)的難題,李教授通過完善“重穗型雜交稻育種理論”,借鑒玉米輪回育種成功經(jīng)驗,以隱性單基因控制的無花粉核不育材料ABCG15為基礎(chǔ),結(jié)合系譜選擇和抗稻瘟病等相關(guān)基因的分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù),建立了分子輪回育種方法,育成了新一代重穗抗倒型優(yōu)質(zhì)抗病恢復(fù)系蜀恢498和不育系川農(nóng)1A等,組配出新一代川農(nóng)優(yōu)498等重穗抗倒型雜交稻組合,正在大面積推廣應(yīng)用。
教書育人桃李滿天下
陶行知先生有言:學(xué)高為師,身正為范。李仕貴教授在四川農(nóng)大深受周開達院士、黎漢云研究員、林文君教授、任正隆教授等人的影響和教育,所以他深刻理解教師對于學(xué)生的作用。李仕貴
教授也以自己的實際行動來教育學(xué)生。
培養(yǎng)學(xué)生踏實的作風(fēng)。每逢暑假,正是水稻的生長期,剛剛結(jié)束教學(xué)任務(wù)的李仕貴便趕往稻田,埋首其中。他曾說:“結(jié)實飽滿的水稻,總是低下高貴的頭,稗子的腦袋則在風(fēng)中飄蕩。人就要像水稻一樣實誠,每一步都走得踏實?!边@種踏實的學(xué)術(shù)作風(fēng),為學(xué)生樹立了良好形象。在學(xué)生眼里,李教授沒有架子:“在炎熱的天氣里,挽起褲腳,跟學(xué)生一起育種,即使身上被曬脫皮也不在乎!”
李教授認(rèn)為,興趣很重要,可以激發(fā)人的潛力。他把對水稻育種的熱愛作為自己不斷前進的動力。因此,他很注重培養(yǎng)學(xué)生的興趣,多給學(xué)生做實驗、交流的機會。在搞好研究的同時,李教授很喜歡給學(xué)生上課,將自己研究的前沿東西融入到課堂,達到教學(xué)相長的目的。他經(jīng)常是周末從溫江趕回雅安給本部的同學(xué)上課,每次兩天持續(xù)的講課,由此患上了慢性咽炎。
在指導(dǎo)學(xué)生做研究方面,要求學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真又不失開拓精神。他要求課題組堅持每兩周開一次例會,一起探討研究、學(xué)習(xí)心得。但又不會過多干涉學(xué)生的實驗,課題安排好后,給予學(xué)生足夠的信任,并盡可能為學(xué)生的自由發(fā)揮提供平臺。部分學(xué)生先后在國家留學(xué)基金資助下,到耶魯大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校和美國農(nóng)業(yè)部水稻中心的等著名實驗室從事相關(guān)研究,并在《PlantCell》、《Plant Journal》等國際知名刊物上發(fā)表系列高水平研究論文。迄今,李仕貴教授已培養(yǎng)博士和碩士研究生60余名,為我國農(nóng)業(yè)科學(xué)研究和推廣應(yīng)用培養(yǎng)了一批高級專業(yè)人才。
榮譽等身,低調(diào)謙遜
何梁何利基金獎被稱為業(yè)界的“中國的諾貝爾獎”,是目前國內(nèi)規(guī)模最大、影響最廣和最具權(quán)威的社會力量所設(shè)獎項,在中國開辟了重獎杰出科技人員的先河。2010年,李仕貴教授獲得何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎。他是四川農(nóng)業(yè)大學(xué)繼周開達、顏濟之后,第三位獲得這一殊榮的教授。
關(guān)鍵詞: 虛擬森林;環(huán)境模擬;遺傳算法;L系統(tǒng);二叉樹
Key words: virtual trees;environmental simulation;genetic algorithm;L system;binary tree
中圖分類號:TP34文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1006-4311(2010)28-0155-02
1概述
虛擬森林環(huán)境(Virtual Forest Environments, VFE)是虛擬現(xiàn)實技術(shù)在林業(yè)科學(xué)上的應(yīng)用實踐,它以林業(yè)空間數(shù)據(jù)為依托,以虛擬現(xiàn)實技術(shù)為特征,構(gòu)建森林對象,表達及分析復(fù)雜的森林現(xiàn)象,這種不同與以往二維圖形的表達方式誘發(fā)了三維可視化的新方法,新思想,新發(fā)展。虛擬森林環(huán)境是一個可進行森林實驗的虛擬工作室或人與人交流研討、協(xié)同工作的媒介平臺,在虛擬森林環(huán)境中可以做定性與定量的綜合分析,解決復(fù)雜森林管理規(guī)劃問題、科學(xué)地協(xié)同決策。虛擬森林環(huán)境可用于對現(xiàn)實世界的森林?jǐn)?shù)據(jù)進行模擬、分析、解釋、預(yù)測等,幫助理解復(fù)雜的森林生長現(xiàn)象,支持林業(yè)規(guī)劃、決策和調(diào)控。因此,面向林業(yè)的虛擬森林環(huán)境的研究,是一個十分復(fù)雜而迫切需要解決的問題,它將為林業(yè)建設(shè)提供一個廣泛而形象化的信息處理環(huán)境及支撐工具,為專家提供林業(yè)決策的新平臺,有效推動森林資源的合理保護和營林生產(chǎn)等林業(yè)各個環(huán)節(jié)的信息化進程,進而提高林業(yè)管理的現(xiàn)代化水平,促進資源、環(huán)境、社會、經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展問題的討論,具有重要的理論和現(xiàn)實意義。
地球表面上只要有植物生活所必須的環(huán)境條件就會有植物聚集生長并形成種群。植物種群的基本特征是植物與植物,植物與環(huán)境之間的相互關(guān)系。植物種群是植物群落的基本單元,具有以下三個基本特征:①空間特征:種群具有一定的分布區(qū)域、分布形式和空間等級結(jié)構(gòu);②數(shù)量特征:種群在單位面積上(空間內(nèi))有一定的個體數(shù)量,并將隨時間而發(fā)生變化;③遺傳特征:種群有特定的基因構(gòu)成,種群內(nèi)的所有個體具有一個共同的基因庫,基因頻率具有空間分布型,并隨時間而進化。
虛擬森林環(huán)境中的研究重點是對植物種群的研究,最終是要說明植物種群的動態(tài)分化與適應(yīng)過程。然而,虛擬自然景物技術(shù)發(fā)展到今天,構(gòu)造虛擬植物的模型已經(jīng)很多,但多數(shù)都側(cè)重于圖形學(xué)方面,主要研究對象在某一時刻的具體形態(tài)。本文受達爾文生物進化論思想啟發(fā),借鑒生物界自然選擇和進化機制,從植物種群著手,利用遺傳算法構(gòu)造了虛擬植物模擬器,為實現(xiàn)虛擬森林中植物個體間優(yōu)勝劣汰的競爭關(guān)系提供實現(xiàn)手段,在一定程度上實現(xiàn)虛擬森林反演過去,再現(xiàn)現(xiàn)實,預(yù)測未來的動態(tài)功能。
2模擬與實現(xiàn)
在為虛擬植物建模時,本文使用了基于二叉樹的L系統(tǒng),該方法的特點是在L系統(tǒng)文法生成初期就已經(jīng)體現(xiàn)了節(jié)點之間的上下文關(guān)系,并且在內(nèi)部生長因子和外部環(huán)境因子的共同作用下,將枝干的粗度、偏轉(zhuǎn)角度、長度、出芽點個數(shù)等信息存儲在相關(guān)結(jié)點中。二叉樹的建立是從頂向下遞增完成的,需要遍歷生長狀態(tài)對應(yīng)的字符串。該算法的創(chuàng)新在于各個狀態(tài)節(jié)點之間的邏輯關(guān)系在L系統(tǒng)建立時就已經(jīng)存在,結(jié)點與其相鄰的結(jié)點間存在著上下文的關(guān)系,這種新型的基于二叉樹的L系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在描述環(huán)境敏感型虛擬植物方便有效。枝條彎曲的模擬對于形象地模擬植物的形態(tài)很重要。彎曲模擬一般用參數(shù)曲線擬合的方法來模擬枝條的彎曲。該方法雖然能模擬各種枝條的彎曲,但需要對枝條彎曲形狀做大量測量,通過統(tǒng)計數(shù)據(jù)得出曲線控制參數(shù)。這種方法不適合模擬植物生長的過程。本文通過分析枝干的受力情況,確定分枝偏轉(zhuǎn)的角度。分枝的空間位置體現(xiàn)了枝條受重力作用表現(xiàn)出的屈地性以及受光照影響表現(xiàn)出的向光性。使得不同生長長度和不同生長位置的枝條彎曲的程度不相同。因此建立了基于環(huán)境敏感型植物的虛擬森林模型。該模型包括了虛擬植物模型、虛擬植物模擬器、環(huán)境模擬器、環(huán)境模型和環(huán)境因子(陽光、溫度等)。該模型從宏觀和微觀兩個方面來實現(xiàn)虛擬植物與環(huán)境之間的交互。宏觀方面,虛擬植物和環(huán)境之間存在交互,環(huán)境因子作用于虛擬植物的生長模擬,當(dāng)環(huán)境變化后,植物個體需要改變其形態(tài)來適應(yīng)環(huán)境的變化;微觀方面是從植物生態(tài)屬性出發(fā),利用遺傳算法通過改變植物的基因片段體現(xiàn)虛擬森林環(huán)境下種群中植物個體之間的競爭關(guān)系,模擬自然界中的優(yōu)勝劣汰的選擇規(guī)律。該模型的提出使得環(huán)境敏感型植物的模擬更加真實自然,有效地反映出植物之間的競爭關(guān)系,在一定程度上實現(xiàn)了虛擬森林環(huán)境反演過去、再現(xiàn)現(xiàn)實、預(yù)測未來的功能。
3總結(jié)與展望
植物是自然場景的重要組成部分,在虛擬現(xiàn)實/環(huán)境、計算機動畫與仿真中,植物模型的精細程度和外觀效果直接影響室外場景的真實感。因此,植物的建模表示與真實感繪制一直是計算機圖形學(xué)領(lǐng)域研究的熱點和難點之一。隨著計算機硬件和軟件系統(tǒng)的飛速發(fā)展,特別是可編程圖形卡及相應(yīng)編程語言的功能日益完善和強大,人們開始考慮動態(tài)自然場景的真實感繪制問題;另一方面,數(shù)字娛樂與媒體如影視特效、視頻游戲等也迫切希望圖形學(xué)提供有效、快捷的算法來處理動態(tài)變化的室外場景,并在獲得更為逼真的動態(tài)效果的同時加快制作工序并節(jié)省成本。注意到植物形態(tài)各異、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,其生長和運動蘊含著錯綜復(fù)雜的物理和生物學(xué)規(guī)律與機理。因此,在保證一定的形態(tài)真實感的前提下,構(gòu)造合適的物理模型和生物學(xué)模型,加速模擬計算,以便最大限度獲得運動或變化真實感顯得頗為重要。本文基于物理和生物學(xué)原理,從植物的表達模型出發(fā),研究植物的動力學(xué)模擬與生長模擬,力求在形態(tài)真實感、運動真實感以及效率之間取得較好的平衡,以滿足相關(guān)應(yīng)用的需求。
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中圖分類號:G804.6文獻標(biāo)識碼:B文章編號:1007-3612(2007)10-1381-03
隨著現(xiàn)代科技水平的不斷提高,運動生物力學(xué)研究手段與方法也不斷地更新,研究內(nèi)容和層次不斷深入、系統(tǒng),運動生物力學(xué)的研究方法在許多運動項目中有了廣泛的應(yīng)用,對于認(rèn)識運動項目技術(shù)的規(guī)律和提高運動技術(shù)水平,起到了重要的作用。
對于運動生物力學(xué)的原理和方法在乒乓球運動項目中的應(yīng)用,國內(nèi)外已進行了許多研究,但已有的研究不夠系統(tǒng)和深入,所用的運動生物力學(xué)研究方法比較單一,乒乓球?qū)m椈倪\動生物力學(xué)儀器很少,對于乒乓球與球臺或球拍碰撞的原理、乒乓球飛行的運動狀態(tài)、乒乓球動作技術(shù)原理等有些方面揭示得還不夠全面或尚未揭示,對于運動器材、服裝的研究很少。
近年來,國際乒聯(lián)對乒乓球競賽規(guī)則的三大改革,以及現(xiàn)代世界乒乓球技術(shù)的迅猛發(fā)展,都要求我們要借助于科技的力量和手段,更加全面地、深刻地認(rèn)識乒乓球運動的規(guī)律,不斷地更新觀念,技術(shù)上不斷創(chuàng)新進步,訓(xùn)練方法上要更加科學(xué)合理,以促進乒乓球運動的發(fā)展。本文根據(jù)乒乓球運動專項運動生物力學(xué)研究的現(xiàn)狀、運動生物力學(xué)學(xué)科發(fā)展趨勢、以及乒乓球運動發(fā)展的實際需求,對運動生物力學(xué)在乒乓球運動中應(yīng)用的研究領(lǐng)域和研究方法的發(fā)展趨勢進行展望,以期對乒乓球運動規(guī)律有更加深刻而全面的認(rèn)識,為運動生物力學(xué)如何更好地結(jié)合乒乓球?qū)m椞攸c為乒乓球運動實踐服務(wù)提供借鑒。
1運動生物力學(xué)在乒乓球運動中應(yīng)用的研究領(lǐng)域的展望
從運動生物力學(xué)角度來看,乒乓球運動是通過乒乓球和球拍位置的變化(平動和轉(zhuǎn)動)與運動員機體的活動相結(jié)合的一項運動。運動員的擊球動作使球拍和球碰撞后,擊出的球以一定的動量、動量矩落到對方臺面,與臺面發(fā)生碰撞,反彈后再與對方的球拍相碰撞。歸納起來,乒乓球項目中的運動包括:運動員的運動(動作技術(shù))、乒乓球在空中的運動(速度、旋轉(zhuǎn)、弧線)、乒乓球的碰撞運動(乒乓球與球臺或球拍碰撞)。對乒乓球這三個方面的運動生物力學(xué)研究分析需要一定的設(shè)備儀器與方法。與乒乓球運動相關(guān)聯(lián)的還有球、球臺、球拍等器材以及運動員的服裝。
以往對乒乓球運動的運動生物力學(xué)研究在上述方面已進行過一定的研究,但對于乒乓球與球臺或球拍碰撞的原理、乒乓球飛行的運動狀態(tài)、乒乓球動作技術(shù)原理等有些方面尚未揭示,或揭示得還不夠全面,對于運動器材、服裝的研究很少。根據(jù)運動生物力學(xué)和乒乓球運動的發(fā)展趨勢,運動生物力學(xué)在乒乓球運動中應(yīng)用的研究領(lǐng)域,可以預(yù)計運動技術(shù)研究仍將會占較大比例,同時,在全民健身、運動醫(yī)學(xué)、康復(fù)醫(yī)學(xué)、運動器材、服裝及實驗儀器設(shè)備等方面也會開展研制。具體可以開展以下幾個方面的研究:
1) 動作技術(shù)診斷;
2) 乒乓球與球拍碰撞、與球臺碰撞的研究;
3) 對乒乓球拍運動的研究;
4) 乒乓球拍、乒乓球運動鞋的研制與優(yōu)化;
5) 乒乓球運動員肌肉、骨骼力學(xué)特性的研究;
6) 乒乓球?qū)m棞y試儀器的開發(fā);
7) 乒乓球運動員損傷機理和預(yù)防的研究。
2運動生物力學(xué)研究方法在乒乓球運動中的應(yīng)用與展望
按研究方法劃分,運動生物力學(xué)應(yīng)用在乒乓球運動中的研究大體可分為兩類: 一是力學(xué)理論研究方法,二是實驗研究方法。兩者應(yīng)當(dāng)緊密結(jié)合,才能使運動生物力學(xué)更好地在運動實踐中應(yīng)用。
2.1運動生物力學(xué)的力學(xué)理論研究方法在乒乓球運動項目中的應(yīng)用與展望該研究方法因為是通過模擬手段對人體運動仿真,一般包括5個步驟:1) 確定運動恃征,建立目標(biāo)函數(shù);2) 選擇模型確定剛體的自由度;3) 建立動力學(xué)模型(拉氏方法、Kane方法、雅各賓法等);4) 實測已知數(shù)據(jù)并求解;5) 根據(jù)求解結(jié)果解釋運動規(guī)律,這一步驟是將求得的數(shù)學(xué)規(guī)律化為體育運動語言對運動技術(shù)進行合理的指導(dǎo)。
縱觀運動生物力學(xué)在乒乓球運動中應(yīng)用的現(xiàn)狀,可以看到,以往用的最多的是運用力學(xué)原理對一些現(xiàn)象進行解釋。而利用力學(xué)理論研究的方法卻很少。根據(jù)此研究方法,可以對乒乓球中許多問題進行研究。
如對于乒乓球運動員的傷病的研究,至今還沒有在擊球過程中對腕、肘、肩關(guān)節(jié)、頸椎、腰椎等的關(guān)節(jié)力和力矩的定量分析,而對其認(rèn)識有助于對乒乓球運動員運動損傷的認(rèn)識和預(yù)防??梢岳昧W(xué)理論研究的方法對關(guān)節(jié)力和力矩進行推算。以計算上肢各關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)力和力矩為例。首先確定乒乓球運動員擊球過程中上肢的運動特征。二、建立上肢模型,整個上肢可分為上臂、前臂和手(包括器械)三個部分,根據(jù)上肢實際的生理結(jié)構(gòu)和以往生物力學(xué)建模的經(jīng)驗,可將人體上肢簡化為3剛體7自由度的物理模型。三、運用多剛體系統(tǒng)動力學(xué)理論中的Kane方法,建立系統(tǒng)運動學(xué)和動力學(xué)方程,四、通過攝像的方法獲取上肢的運動學(xué)參數(shù)以及鄭秀媛公布的人體環(huán)節(jié)參數(shù),求出腕、肘、肩關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)力和力矩。五、根據(jù)關(guān)節(jié)力和力矩對乒乓球運動員的傷病進行認(rèn)識。
2.2運動生物力學(xué)的實驗研究方法在乒乓球運動中的應(yīng)用和展望運動生物力的實驗研究方法在乒乓球運動項目中應(yīng)用現(xiàn)狀是,動力學(xué)研究幾乎沒有,運動學(xué)測試也不多,所運用到的生物力學(xué)儀器很少。所以實驗研究方法在乒乓球運動項目中有極大的發(fā)展空間。
2.2.1常用的生物力學(xué)儀器將在乒乓球項目中的廣泛應(yīng)用許多已經(jīng)在其他專項中運用較為廣泛的生物力學(xué)儀器在乒乓球運動項目中尚未廣泛使用。比如,三維測力臺,肌電儀,足底壓力鞋墊。
三維測力臺可以反映地面對人體的反作用力。運動員擊球的力最終是通過人體蹬地面,同時地面給人體的反作用力而實現(xiàn)的。而對乒乓球運動員地面反作用力的動力學(xué)特征的描述至今尚無。
通過在運動員的鞋子里放上壓力鞋墊,可以得出在移動過程中,腳底壓力的分布圖,可以為乒乓球運動員鞋子的設(shè)計提供參數(shù)。
通過肌電儀可對完成某動作所參與的肌肉活動的強度和時間進行描述,確定主要的參與肌群。用在乒乓球運動員身上,就可以很清楚的知道完成某動作的肌肉用力順序是什么,哪些是主動肌,哪些是被動肌,可為力量訓(xùn)練提供參考。
2.2.2開發(fā)乒乓球?qū)m椈?、反饋快速化的運動技術(shù)測試儀器這是運動生物力學(xué)測試儀器的發(fā)展趨勢,至今為止,在乒乓球界中尚無有此類測試儀器的研發(fā)成功。近年來其他運動項目共用運動學(xué)、動力學(xué)及生物學(xué)指標(biāo),測試儀器的質(zhì)量、功能、效率不斷提高,同時,某些運動項目專用的測試儀器不斷出現(xiàn)。例如,體操項目單杠、雙杠、高低杠、跳馬、吊環(huán)的測力系統(tǒng)、賽艇多參數(shù)遙測分析系統(tǒng)、起跑蹬力測試系統(tǒng)、蹬冰力測試系統(tǒng)、游泳出發(fā)測力系統(tǒng)等。
其他專項的研究可為乒乓球?qū)m椈臏y試儀器提供借鑒,比如考慮是否可以在乒乓球拍上安裝加速度傳感儀。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,加速度傳感器體積和質(zhì)量都可以做到非常小,精度可以達到很高,此儀器可以實時監(jiān)控球拍三個方向上的速度、加速度和角速度,并可據(jù)此推算球拍的受力情況,以及擊打乒乓球后,球體獲得的初速度。而對乒乓球拍的運動情況的所做的研究非常之少。
如果這些設(shè)想可以實現(xiàn)的話,將豐富乒乓球理論知識,對乒乓球運動的實踐將會有快捷的幫助。
2.2.3多機同步測試的研究多機同步測試研究是運動生物力學(xué)研究的發(fā)展趨勢。人體運動十分復(fù)雜,因此,多機同步測試方法對各項運動技術(shù)研究十分重要。由于多機同步測試研究需要的儀器多、經(jīng)費多、時間長、技術(shù)人員多,而且多數(shù)動力學(xué)指標(biāo)和生物學(xué)指標(biāo)的測試在正式大賽中很難進行,所以,多機同步研究的報道較少。隨著科學(xué)技術(shù)的進步和對運動技術(shù)研究的深入,多機同步測試研究將會得到較快發(fā)展。
對于乒乓球這項精密的運動,以往的研究多是從一維的視角來進行的,對乒乓球運動的生物力學(xué)的研究應(yīng)朝著多維的研究視角發(fā)展。比如,將攝像系統(tǒng)和測力臺系統(tǒng)同步的測試方法,綜合運動學(xué)和動力學(xué)的數(shù)據(jù)對乒乓球運動進行更加深入、全面的認(rèn)識。
2.2.4生物反饋技術(shù)將在乒乓球運動技術(shù)訓(xùn)練中應(yīng)用運動生物力學(xué)測試中提供給運動員、教練員的技術(shù)動作的速度、幅度、方向、力量等指標(biāo)數(shù)據(jù),運動員在訓(xùn)練中很難掌握,如將測試的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成聲、光信號直接提示給運動員,表示其當(dāng)前的動作是否達到了要求或某個范圍,運動員接收到聲、光信號后,便馬上做出反應(yīng),調(diào)整動作的幅度、強度、速度等就容易得多。這方面研究在其他專項中已經(jīng)取得了一定進展,例如北京體育大學(xué)金季春教授指導(dǎo)其博士生閆松華所研制的用于短跑訓(xùn)練的“測試鞋”,對每一步的著地時間和騰空時間進行實時監(jiān)控,正朝著生物反饋的方向發(fā)展。
生物反饋技術(shù)在乒乓球運動技術(shù)訓(xùn)練中的應(yīng)用也是乒乓球運動項目生物力學(xué)發(fā)展的趨勢。
2.3將力學(xué)理論研究方法和實驗研究方法緊密結(jié)合是運動生物力學(xué)在乒乓球運動中應(yīng)用的研究方法的發(fā)展趨勢力學(xué)理論研究方法的基礎(chǔ)是經(jīng)典力學(xué)理論,并應(yīng)用它解釋分析生物體運動及探索其運動規(guī)律。力學(xué)理論研究方法優(yōu)點是能使研究工作更加嚴(yán)謹(jǐn)和深人,但由于模擬研究目標(biāo)和對運動數(shù)學(xué)化描述的困難,這類研究難度很大,且研究結(jié)果與運動實踐尚有一定的距離。所以力學(xué)理論研究方法必須輔之實驗和經(jīng)驗,才能使它在實際應(yīng)用方面的作用得以發(fā)揮,力學(xué)理論方法與實驗測試方法兩者應(yīng)當(dāng)緊密結(jié)合。前者提供了運動普遍規(guī)律,對分析有理論指導(dǎo)意義,后者是理論研究與實際應(yīng)用的橋梁,能使研究更好地為運動實際服務(wù)。實驗研究方法,通過各種實驗手段,測試記錄體育運動過程,并以此作為依據(jù),結(jié)合經(jīng)驗,對運動技術(shù)進行分析對比,從而提出改進技術(shù)的意見和建議。這種研究方式是以具體運動員的具體動作作為研究對象。
實驗通常用高速攝影、錄像、測力臺測得運動學(xué)和外力參數(shù),用肌電測試儀測得人體內(nèi)力參數(shù),然后通過數(shù)據(jù)處理和分析,來診斷運動技術(shù)的優(yōu)劣及動作的合理性。這種方法以實驗手段為主,與運動實踐聯(lián)系緊密,能對運動員的技術(shù)訓(xùn)練直接施加影響。但由于該方法研究和實驗的對象是具有個體特征的人,不可避免地造成對共性的運動規(guī)律研究的困難,從而使研究結(jié)論難以達到理論升華。因此實驗方法必須和力學(xué)理論研究共同發(fā)展、相輔相成,才能使運動生物力學(xué)學(xué)科漸趨深入完善。
用理論力學(xué)理論研究方法和實驗研究的方法對乒乓球運動進行運動生物力學(xué)的研究,將提供認(rèn)識乒乓球運動規(guī)律的多維視角,會對乒乓球運動規(guī)律有更加深刻而全面的認(rèn)識,進而可使運動生物力學(xué)更好地為乒乓球?qū)嵺`服務(wù)。是運動生物力學(xué)在乒乓球運動中應(yīng)用的發(fā)展趨勢。
3總結(jié)
根據(jù)乒乓球運動專項運動生物力學(xué)研究的現(xiàn)狀、運動生物力學(xué)學(xué)科發(fā)展趨勢、以及乒乓球運動發(fā)展的實際需求,運用多種運動生物力學(xué)的理論力學(xué)和實驗研究相結(jié)合的方法,對乒乓球運動中的多個領(lǐng)域進行分析和研究,是運動生物力學(xué)在乒乓球運動項目中的研究發(fā)展趨勢。
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馮?諾依曼從小聰穎過人,興趣廣泛,6歲時,他就能心算做八位數(shù)乘除法,8歲時掌握微積分,12歲就讀懂領(lǐng)會了波萊爾的大作《函數(shù)論》要義。
馮?諾依曼的記憶力驚人,讀書過目不忘。他對讀過的書籍和論文,能很快一句不差地將內(nèi)容復(fù)述出來。
馮?諾依曼一生掌握了7種語言,最擅德語,他在用德語思考種種設(shè)想時,又能快速譯成英語。據(jù)說,6歲時他就能用古希臘語同父親閑談。
在計算機領(lǐng)域,他被譽為“計算機之父”。在經(jīng)濟學(xué)領(lǐng)域,他被譽為“博弈論之父”。在物理領(lǐng)域,馮?諾依曼在20世紀(jì)30年代撰寫的《量子力學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)》對原子物理學(xué)的發(fā)展有極其重要的價值。在化學(xué)方面他也有相當(dāng)?shù)脑煸?,曾獲蘇黎世高等技術(shù)學(xué)院化學(xué)系大學(xué)學(xué)位。 30歲時,馮?諾依曼已經(jīng)是純粹數(shù)學(xué)學(xué)者中的巨人;45歲時,他被全球公認(rèn)為20世紀(jì)最具世界性、最多才多藝、最才思敏捷的數(shù)學(xué)家。從遍歷定理的第一個有力證明到天氣控制方法,從原子彈的聚爆裝置到博弈論,從一種用于研究量子物理學(xué)的新代數(shù)學(xué)到帶有預(yù)先儲存程序的計算機的裝配,到處都可以看到他的設(shè)想。他在格論、連續(xù)幾何、理論物理、動力學(xué)、連續(xù)介質(zhì)力學(xué)、氣象計算、原子能和經(jīng)濟學(xué)等領(lǐng)域都做過重要的工作,被稱為上世紀(jì)“最偉大的全才之一”。
米哈伊爾?瓦西里耶維奇?羅蒙諾索夫Михаи?л Васи?льевич Ломоно?сов
他創(chuàng)辦了俄國第一所大學(xué)――莫斯科大學(xué);由于他淵博的學(xué)識,他也被普希金贊譽為“俄羅斯的第一所大學(xué)”;他是“俄國科學(xué)史上的彼得大帝”,俄國百科全書式的科學(xué)家、語言學(xué)家、哲學(xué)家和詩人。他在俄國的地位,有如伽利略在意大利、牛頓在英國、笛卡兒在法國、萊布尼茲在德國和富蘭克林在美國的地位。
為了躲避繼母的責(zé)罵、爭取更好的學(xué)習(xí)環(huán)境和機會,19歲的他帶著兩本啟蒙書――《斯拉夫語法》和《算術(shù)》,憑著借來的3個盧布,離開家鄉(xiāng)、踏上了漫長的求學(xué)之路。他冒充教會執(zhí)事的兒子進入了斯拉夫-希臘-拉丁學(xué)院,用1年時間掌握了拉丁文,并自修了希臘文,用5年時間修完了8年的課程,被選派到彼得堡國家科學(xué)院大學(xué)深造。半年后,又被派往德國學(xué)習(xí)采礦和冶金。1736年秋,他進入馬爾堡大學(xué)學(xué)習(xí)物理學(xué)和化學(xué),期間精通了德語、法語,后又到弗賴堡學(xué)習(xí)礦業(yè)和冶金學(xué)。在克?伏爾夫教授的手下,他學(xué)習(xí)了數(shù)學(xué)、哲學(xué)、物理學(xué),又選學(xué)了化學(xué)、力學(xué)、礦山測量、水利工程學(xué)課程。
他在物理、化學(xué)、語言學(xué)、文學(xué)、哲學(xué)、歷史、天文、地質(zhì)、礦物、航海等領(lǐng)域都有杰出的成就:
他是一個出色的人文學(xué)者,在歷史學(xué)、語言學(xué)、哲學(xué)方面都有研究,被譽為“俄羅斯現(xiàn)代語言之父”,著有《修辭學(xué)》《俄語語法》和《論俄文宗教書籍的益處》等。
他在觀測金星凌日時第一個發(fā)現(xiàn)了金星上存在著大氣;他創(chuàng)立了熱動力學(xué)說,指出熱是物質(zhì)本身內(nèi)部的運動,從本質(zhì)上解釋了熱的現(xiàn)象;他提出了氣體分子運動論,認(rèn)為空氣微粒對容器器壁的撞擊是空氣產(chǎn)生壓力的結(jié)果;他對氣體壓強給以正確解釋,即是空氣質(zhì)點對器壁撞擊的結(jié)果;1741年,他創(chuàng)立了物質(zhì)結(jié)構(gòu)的原子――分子學(xué)說,為俄國的物理化學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。他用實驗證明化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量相等,這一發(fā)現(xiàn)比拉瓦錫發(fā)現(xiàn)物質(zhì)不滅定律早18年;他是最早應(yīng)用天平來測量化學(xué)反應(yīng)重量關(guān)系的化學(xué)家。
他是俄羅斯的“全能才子”,是俄國“文藝復(fù)興式的人物”。他的名字叫米哈伊爾?瓦西里耶維奇?羅蒙諾索夫。
戈特弗里德?威廉?萊布尼茨Gottfried Wilhelm Leibniz
萊布尼茨,德國自然科學(xué)家、物理學(xué)家、哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家、歷史學(xué)家。他的研究成果遍及力學(xué)、邏輯學(xué)、化學(xué)、地理學(xué)、解剖學(xué)、動物學(xué)、植物學(xué)、氣體學(xué)、航海學(xué)、地質(zhì)學(xué)、語言學(xué)、法學(xué)、哲學(xué)、歷史學(xué)、外交學(xué)等等,他是歷史上少見的通才,被譽為“十七世紀(jì)的亞里士多德”。他還是最早研究中國文化和中國哲學(xué)的德國人,而他的職業(yè),是一名律師。
萊布尼茨在數(shù)學(xué)史和哲學(xué)史上都占有重要地位。在數(shù)學(xué)上,他和牛頓先后獨立發(fā)明了微積分。有人認(rèn)為,萊布尼茨最大的貢獻不是發(fā)明微積分,而是發(fā)明了微積分中使用的數(shù)學(xué)符號,他也因此被稱為“符號大師”。萊布尼茨還對二進制的發(fā)展做出了貢獻。
在哲學(xué)上,萊布尼茨的樂觀主義最為著名,例如他認(rèn)為“我們的宇宙,在某種意義上是上帝所創(chuàng)造的最好的一個”。他和笛卡爾、巴魯赫?斯賓諾莎被認(rèn)為是17世紀(jì)三位最偉大的理性主義哲學(xué)家。
萊布尼茨對物理學(xué)和技術(shù)的發(fā)展也做出了重大貢獻,并且提出了一些后來涉及廣泛(包括生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、地質(zhì)學(xué)、概率論、心理學(xué)、語言學(xué)和信息科學(xué))的概念。萊布尼茨在政治學(xué)、法學(xué)、倫理學(xué)、神學(xué)、哲學(xué)、歷史學(xué)、語言學(xué)諸多方向都留下了著作。他的著書,約四成為拉丁文,約三成為法文,約一點五成為德文。
萊布尼茨的求學(xué)經(jīng)歷也堪稱傳奇。
15歲,他進入萊比錫大學(xué)學(xué)習(xí)法律, 一進校便跟上了大學(xué)二年級標(biāo)準(zhǔn)的人文學(xué)科的課程。期間他還抓緊時間學(xué)習(xí)哲學(xué)和科學(xué)。
17歲,他以《論個體原則方面的形而上學(xué)爭論》一文獲學(xué)士學(xué)位。
18歲,萊布尼茨完成了論文《論法學(xué)之艱難》,獲哲學(xué)碩士學(xué)位。
19歲,萊布尼茨向萊比錫大學(xué)提交了博士論文《論身份》。次年,審查委員會以他太年輕為由而拒絕授予他法學(xué)博士學(xué)位。他對此很氣憤,于是毅然離開萊比錫,前往紐倫堡附近的阿爾特多夫大學(xué)并立即向?qū)W校提交了早已準(zhǔn)備好的那篇博士論文。
21歲,阿爾特多夫大學(xué)授予萊布尼茨法學(xué)博士學(xué)位,還聘請他為法學(xué)教授。
據(jù)稱,經(jīng)當(dāng)代智商測試研究,萊布尼茲的智商高達205,是人類歷史上少有的天才。
托馬斯?楊Thomas Young
英國物理學(xué)家托馬斯?楊是個奇才,同學(xué)們都稱他為“奇人楊”。上帝在造人方面從來都不是公平的,托馬斯?楊就是個例子。表面上,他的身份是醫(yī)生、物理學(xué)家,但這僅僅只是他的社會角色而已。他涉獵的廣泛程度讓人瞠目,他的才華橫溢讓人吃驚。
他在光波學(xué)、聲波學(xué)、流體動力學(xué)、造船工程、潮汐理論、毛細作用、虹的理論、力學(xué)、數(shù)學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)、語言學(xué)、動物學(xué)、埃及學(xué)等領(lǐng)域均有建樹。他還對藝術(shù)頗有興趣,他熱愛美術(shù)、音樂,幾乎會演奏當(dāng)時的所有樂器。他會制造天文器材,還研究了保險經(jīng)濟問題。他擅長騎馬,并且會耍雜技走鋼絲。
小時候的托馬斯是個神童,2歲會閱讀,4歲能將英國詩人的佳作和拉丁文詩歌背得滾瓜爛熟;不到6歲已經(jīng)把圣經(jīng)從頭到尾看過兩遍,還學(xué)會用拉丁文造句;9歲掌握車工工藝,能自己動手制作一些物理儀器;幾年后他學(xué)會微積分和制作顯微鏡與望遠鏡;14歲之前,他已經(jīng)掌握10多門語言,包括希臘語、意大利語、法語等等,不僅能夠熟練閱讀,還能用這些語言做讀書筆記;之后,他又把學(xué)習(xí)領(lǐng)域擴大到了東方語言――希伯來語、波斯語、阿拉伯語;他閱讀了大量的古典書籍,在中學(xué)時期,就已經(jīng)讀完了牛頓的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》、拉瓦錫的《化學(xué)綱要》以及其他一些科學(xué)著作,才智超群。托馬斯26歲時,著名的羅塞塔石碑被發(fā)現(xiàn)。石碑上刻了三種文字:古埃及象形文、古埃及通俗文字和希臘文。首先闡釋這些象形文字的人是法國人商博良,但托馬斯卻是把碑文的譯文發(fā)表成書的第一人。
【關(guān)鍵詞】 胰腺;缺血再灌注;重組蛋白酶抑制劑;淀粉酶;腫瘤壞死因子α
胰腺移植能增加患者胰島素分泌細胞,從而有效地控制血糖,防止和改善糖尿病的并發(fā)癥。早期胰腺炎是胰腺移植術(shù)后的常見并發(fā)癥,而缺血再灌注(I/R)損傷是引起移植胰腺炎的主要原因,因此術(shù)后使用高效治療胰腺炎的藥物可取得較好的效果。重組蛋白酶抑制劑(RPI)是含有Kunitz結(jié)構(gòu)域(Kunitz domain)的一個片段(289~345),由57個氨基酸殘基組成多肽,具有Kunitz型絲氨酸蛋白水解酶抑制(KPI)活性,能夠有效地抑制胰蛋白酶、彈性蛋白酶、纖溶酶、胰血管舒緩素等蛋白水解酶的活性。研究表明,成功地利用DNA重組和分子克隆技術(shù)制備重組人Kunitz型RPI優(yōu)選的表達系統(tǒng)是巴斯德畢赤酵母表達系統(tǒng)〔1〕,并通過藥效學(xué)實驗證實RPI對急性胰腺炎有明顯的治療作用〔2〕。本研究旨在觀察RPI在胰腺I/R損傷的保護作用,為臨床防治胰腺I/R損傷提供實驗依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 動物、試劑及儀器 Wistar大鼠30只,雌雄兼用,由吉林大學(xué)醫(yī)學(xué)動物研究中心提供。RPI由吉林大學(xué)藥學(xué)院制備。淀粉酶和脂肪酶測定試劑盒購自南京建成生物工程研究所。COLE PARMERP酶標(biāo)儀 (新加坡 ) TJ6低溫高速離心機(美國BACPKMA公司);2700型生化分析儀(日本SANYO公司);KUBOT KR2000T高速離心機(日本)。
1.2 動物模型與分組 術(shù)前實驗動物禁食 12 h,自由進水,隨機分為假手術(shù)組、I/R模型組和RPI組。術(shù)前30 min假手術(shù)組、I/R模型組尾靜脈推注生理鹽水1 ml,RPI組尾靜脈推注RPI(8×104 kIU/kg) 。3%戊巴比妥鈉 30 mg/kg腹腔注射,腹正中切口,分離胃脾韌帶,結(jié)扎脾門血管,夾持脾臟,將胃翻向大鼠右側(cè),暴露膈肌與左腎動脈之間的腹主動脈,游離腹腔干至脾動脈,用無創(chuàng)動脈夾閉脾動脈,造成胰腺體尾缺血模型,30 min后松開動脈夾進行再灌注,松開動脈夾前各組按上述方法再次給藥 1 次。假手術(shù)組以相同的手術(shù)方法切開顯露腹腔干及脾動脈,但不夾閉血管。再灌注時間均為 6 h。
1.3 大鼠血清淀粉酶(AMY)和脂肪酶(Lipase)測定 各組動物分別在再灌注后 6 h腹主動脈取血約 3 ml,2 000 r/min 離心 10 min,分離血清,測定血清AMY、Lipase。
1.4 大鼠血清腫瘤壞死因子α(TNFα)和白細胞介素1β(白介素1β)的測定 標(biāo)本采集同1.3,分離血清,采用ELISA方法測定血清TNFα、IL1β,具體步驟按試劑盒要求進行。
1.5 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS10.0統(tǒng)計軟件,實驗數(shù)據(jù)以x±s表示,各組數(shù)據(jù)的均數(shù)比較采用單因素方差分析。
2 結(jié) 果
2.1 RPI對胰腺I/R損傷大鼠血清AMY和Lipase的影響 I/R模型組大鼠血清AMY及Lipase含量均明顯增高,與假手術(shù)組比較具有顯著性差異。RPI組與I/R模型組比較,大鼠血清AMY及Lipase含量均明顯降低(P
2.2 RPI對胰腺I/R損傷大鼠血清TNFα和IL1β的影響 I/R模型組大鼠血清TNFα和IL1β水平均明顯增高,與假手術(shù)組比較差異顯著(P
3 討 論
I/R損傷是造成胰腺移植后各種并發(fā)癥的主要原因之一,如移植術(shù)后早期胰腺炎、移植術(shù)后胰島細胞功能不良,這些都大大降低了胰腺移植的效果〔3〕。I/R損傷的具體發(fā)病機制復(fù)雜,目前認(rèn)為與能量代謝障礙、 氧自由基的產(chǎn)生以及中性粒細胞激活并釋放炎性細胞因子等有關(guān)〔4〕。
基因工程制備的RPI是一種小分子量β淀粉樣蛋白前體(APP),包含一段KPI結(jié)構(gòu)域,具有強抑制活性,氨基酸序列與KPI家族的抑肽酶43%同源性,具有與KPI相同的生物學(xué)活性和藥理作用。本研究中通過建立大鼠胰腺I/R損傷模型后,血清AMY和Lipase明顯升高,而給予RPI治療后則明顯降低,說明RPI可有效地抑制胰酶的分泌和釋放。
另外炎性細胞因子的釋放在胰腺I/R損傷的病理生理中起重要作用。炎性細胞因子主要由機體的免疫細胞分泌,在各種因素刺激如感染、 外傷、 缺血后其表達可急劇增加,過度表達可導(dǎo)致或加重組織損傷〔5〕。其中,TNFα 和 IL1β 已被普遍認(rèn)為是介導(dǎo)胰腺I/R損傷的主要細胞因子,其水平異常增高時,可直接作用于細胞,使組織細胞溶解;作用于中性粒細胞時,刺激中性粒脫顆粒,生成自由基,釋放各種蛋白酶和其他水解酶,誘導(dǎo)細胞凋亡,造成局部組織損傷和毛細血管通透性增高,進一步加重微循環(huán)障礙,微循環(huán)障礙反過來又誘發(fā)炎癥介質(zhì)的釋放。本研究也顯示,RPI可明顯降低I/R模型組血清TNFα、 IL1β,說明胰腺I/R后,RPI通過抑制炎性細胞因子的作用而達到對胰腺I/R的保護作用。
參考文獻
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DNA計算中的DNA是重要的遺傳物質(zhì)攜帶著生物體的所有遺傳信息,而遺傳算法也是采用生物的遺傳信息進行操作的算法,其不同是DNA計算是實驗室中進行的而遺傳算法是在計算機上編程進行的,將二者混合使用可以使遺傳算法在生物的遺傳調(diào)控機理中更深層次的進行模擬,從而使遺傳算法的計算性能得到進一步的提升。由于遺傳算法的優(yōu)越性和良好的性能,將其混合到DNA計算中可以突破其計算的局限性[1]【2】。因此學(xué)者開始對該混合的DNA遺傳算法進行深入的研究,并取得了一定的成果。本文是在前人研究的基礎(chǔ)之上,對遺傳算法和DNA計算的混合使用中的算子進行了深入的研究。
1.算法中改進的新型算子的提出
1.1 改進算子中的采用技術(shù)
受到DNA分子結(jié)構(gòu)的啟發(fā),本文將用DNA的四種堿基對問題的潛在解進行編碼,由于DNA的編碼方式不能直接被計算機處理,本文將使用二進制表示的數(shù)0123對堿基進行編碼。在這種編碼方式中,令0與鳥嘌呤相對應(yīng),1與腺嘌呤對應(yīng),2與胸腺嘧啶對應(yīng),3與胞嘧啶對應(yīng),并且0、1、2、3四個整數(shù)將采用二進制的形式進行表示。為了在在編碼中實現(xiàn)簡易的數(shù)學(xué)和邏輯操作,將二進制數(shù)中的第一位作為區(qū)分嘌呤和嘧啶的編碼位即0代表嘌呤而1代表嘧啶。同時與互補堿基對對應(yīng)的代碼也呈現(xiàn)互補關(guān)系,如堿基對C和G互補組合由0(00)與3(11)構(gòu)成,而1(01)與2(10)構(gòu)成的A和T堿基對。這樣的互補配對關(guān)系,有助于新操作算子的設(shè)計。
下面是以上面的編碼方式為依據(jù)的一個n維的最小化問題:
示長度為的四進制數(shù)字串,單個個體的編碼長度為,每個變量編碼精度由求得。
DNA-GA與遺傳算法用二進制進行計算編碼時的解碼方式相似。其均是以n維十進制向量的形式對個體進行解碼,其中:
上公式中的為整數(shù)串中的第維第列的數(shù)字。因為變量取值范圍的不同,所以按比例將變量進行轉(zhuǎn)換,這樣就可以得到對應(yīng)問題的解。
按照這種模式進行編碼,就可以引入更多的基因操作到遺傳算法中,這樣就可以設(shè)計算法效率更高更有效的算子。
本文所采用的適應(yīng)度函數(shù)和選擇算子是原遺傳算法中所采用的,這里就不再贅述。
1.2 改進的新型算子
1.2.1 交叉算子
交叉操作是遺傳操作中的重要的生物信息遺傳操作,故本文對現(xiàn)有的交叉算子進行了改進,在其中加入了DNA計算中的生物操作技術(shù),形成了新的算子。
(1)移位交叉算子
移位交叉的父體為一個,操作過程如圖1所示。移位操作是移換個體中的堿基子序列。設(shè)父代的基因為ATCGGTACAT,在父代中隨機選取一段子序列,這段子序列所包含的堿基數(shù)目和所選堿基的位置也是隨機選定的。然后將該段子序列移動到一個新的位置,形成一個新的個體。移位交叉算子的執(zhí)行概率為。如所選子序列是CGGT將其移動到C的后面形成新的個體。
(2)對換交叉算子
對換交叉操作在兩個隨機配對的個體之間進行,操作過程如圖2所示。首先在優(yōu)質(zhì)的群體中隨機挑選兩個個體作為對換交叉操作的父體。然后在兩個父體中分別隨機選取一段堿基序列,且命名這個堿基序列為轉(zhuǎn)座子。如圖2,在兩個父體中隨機選擇兩段個數(shù)相同的堿基序列,交換這兩個父體所選中的堿基序列,形成新的個體。對換交叉操作的執(zhí)行概率為。
(3)抽換交叉算子
抽換交叉操作是需要從種群中選取兩個個體作為父代。而抽換交叉的目的就是改變個體之間的相似性,因此該操作中所選的父代不是隨機的,而是選擇兩個相似的個體。首先在適應(yīng)度較好的優(yōu)秀種群中隨機選取一個個體作為父代之一,在隨機選取兩個個體作為候選父代。然后通過對比候選父體與已知父體的相似度,選擇與已知父體更相似的個體作為抽換交叉操作的另一個父體。操作過程如圖3所示。抽換交叉算子的執(zhí)行概率為。
以上三種算子,都可以對單個的DNA序列進行操作,而且各有特點。但是同時執(zhí)行三種算子將大大增加計算復(fù)雜度。本文將對換算子作為基本的交叉算子,移位算子和抽換算子則依據(jù)概率執(zhí)行。
1.2.2 新型變異算子
與以往的同變異算子不同,本文所提出的變異算子是以生物體內(nèi)的DNA轉(zhuǎn)錄成RNA并且通過其配對的反密碼子決定蛋白質(zhì)肽鏈的合成過程,并且計算在反密碼子中各個堿基所出現(xiàn)的概率,然后用低概率替換高概率或者高概率替換低概率的最大最小變異算子,最后形成新的DNA分子。生成一個新的個體。其變異概率為。其過程如圖4所示。
2.新提算子的運算步驟
步驟1:在運行算法之前,先對算法中所涉及到的參數(shù)進行設(shè)置,如種群大的大小、終止闕值、最大進化代數(shù)和所改進新型算子的運行概率,普通變異概率等。
步驟2:隨機產(chǎn)生size個個體,組成初始種群,并將當(dāng)前的進化代數(shù)設(shè)置為1.
步驟3:對個體進行編碼串解碼,求出各個個體的適應(yīng)度值。
步驟4:按照適應(yīng)度值的大小將種群中的個體分為高適應(yīng)度個體和低適應(yīng)度個體,令交叉后產(chǎn)生的新個體數(shù)為Ncnew,并且從第一代交叉算起,不交叉時Ncnew為0。
步驟5:對種群中進行交叉操作,選擇個體為父代個體,按其隨機產(chǎn)生的概率數(shù)與交叉。
概率、,進行比較,所產(chǎn)生的隨機數(shù)小于哪個交叉算子的概率就執(zhí)行哪個交叉算子,最后產(chǎn)生新的個體,并且此時產(chǎn)生的新個體數(shù)為+1。
步驟6:對經(jīng)過交叉操作產(chǎn)生的個體以概率進行變異操作。產(chǎn)生新個體。
步驟7:對經(jīng)過交叉和變異操作產(chǎn)生的個體用精英保留選擇機制進行選擇保留,選出適應(yīng)度大的個體,此時進化代數(shù)加1.
步驟8:判斷是否終止運行,其判斷條件是最大進化代數(shù)或者是最大進化代數(shù)的闕值。滿足就結(jié)束,輸出結(jié)果;否則返回步驟3繼續(xù)進行。
3.實驗測試
為了測試出本文所提出的DNA遺傳算法的有效性和搜索性能,從以往的文獻中選取了兩個具有代表性的無約束的函數(shù)作為測試函數(shù)。本文使用改進的DNA遺傳算法求解從文獻中選取的測試函數(shù),它們的局部最優(yōu)點較多,欺騙性很強,一般的算法不易求解到這兩個函數(shù)的全局最優(yōu)點。其中,的最優(yōu)解為3600,在點(0,0)處取得,而的最優(yōu)解在點(0,0)處取得。
將這兩個函數(shù)分別用未經(jīng)過改進的遺傳算法、基于進化策略的遺傳算法(EGA)[3]和本文所提出的新的混合DNA遺傳算法(DNA-GA)進行求解,并將所得到的結(jié)果進行比較,三種算法的種群大小均為60,當(dāng)最大的進化代數(shù)時終止運算。
為了對三種算法都進行比較,在三種不同的算法下每個函數(shù)都運行了50次,三種算法的對比結(jié)果如表1、表2所示。
綜上所述,可以發(fā)現(xiàn),本文所設(shè)計的遺傳算子對提高DNA遺傳算法的搜索性能有了很大的作用。對于和兩個函數(shù)而言,新型的變異算子在算法求解問題的收斂速度等方面提高比新型的交叉算子作用更大,因此將兩種新型的算子配合一起來使用,可以進一步提高DNA遺傳算法性能。
4.結(jié)束語
本文在前人研究的基礎(chǔ)前提之上,對已有的算法進行了改進與創(chuàng)新,通過實驗函數(shù)的驗證本文所設(shè)計的遺傳算子對提高DNA遺傳算法的搜索性能有了很大的作用。
但是本文所改進提出的新型算子還是只用于實驗研究,需要進一步的使用實踐來證明與改進。
參考文獻
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中圖分類號:G446 文獻標(biāo)識碼:A
Analyse on Anxiety Theory of Rollo May
LIANG Yuanyuan, MENG Xiangrui
(Educational Science College, Harbin Normal University, Harbin, Heilongjiang 150025)
AbstractRollo May is the famous contemporary humanistic psychologist which called " father of American existing psychology". In his important contribution to psychology, anxiety theory takes an important position.
Key wordsRollo May; anxiety; existentialism
羅洛?梅是當(dāng)代著名的人本主義心理學(xué)家,也是存在主義哲學(xué)在美國的積極倡導(dǎo)者,被稱為“美國存在心理學(xué)之父”。20世紀(jì)中葉他把歐洲的存在主義哲學(xué)和心理學(xué)介紹到美國,開創(chuàng)了美國的存在分析學(xué)和存在心理治療。
羅洛?梅一生著述頗豐,對心理學(xué)的發(fā)展貢獻極大,曾被美國心理學(xué)基金會授予心理學(xué)終身成就獎?wù)?。在其對心理學(xué)的重要貢獻中,焦慮理論占有十分重要的地位。羅洛?梅選擇焦慮作為他的突破點,他仔細閱讀了弗洛伊德的《焦慮的問題》(《The problem of Anxiety》)、克爾凱郭爾的《焦慮的概念》(《The concept of Anxiety》)等人的著作。羅洛?梅結(jié)合自己的病情,吸取前人的經(jīng)驗,尤其是克爾凱郭爾的存在主義哲學(xué)的理念,在蒂利希的指導(dǎo)下完成了他的博士論文《焦慮的意義》(《The meaning of Anxiety》)。1949年他以優(yōu)異的成績獲得哥倫比亞大學(xué)授予的第一個臨床心理學(xué)博士學(xué)位。在羅洛?梅的論文中,他對焦慮進行了系統(tǒng)的研究,他在考察哲學(xué)、生物學(xué)、心理學(xué)和文化學(xué)的基礎(chǔ)上,通過借鑒克爾凱郭爾的觀點,結(jié)合臨床案例提出了自己的觀點。他將焦慮置于人的存在的本體論層面上,認(rèn)為焦慮是人的存在受到威脅后的反應(yīng)。
所謂“存在主義”,最早是由法國哲學(xué)家馬賽爾在1942年提出的,“存在主義是一種看待人的方式……存在主義在時間和空間的情況中看待人?!雹俅嬖谥髁x哲學(xué)中的存在和以往哲學(xué)中的存在是不同的。存在主義的存在特指人的存在。因為人的存在在存在主義哲學(xué)家看來不是生物的存在,也不是社會的存在,而是個人的經(jīng)驗和覺知。個人只有存在時才具有意義??藸杽P郭爾認(rèn)為焦慮是人們在選擇時產(chǎn)生的一種相互矛盾,不知如何抉擇的心態(tài)。存在主義的理念與被死亡與疾病折磨的羅洛?梅“一見如故”,在存在主義的基礎(chǔ)上羅洛?梅提出了他的焦慮理論。
1 什么是焦慮
羅洛?梅認(rèn)為人是一種持續(xù)發(fā)展的存在,在這種發(fā)展之中,人的存在不僅僅是生物的客觀,更大意義上是人的主客觀的統(tǒng)一的發(fā)展,即人對自我存在知覺及對此知覺的知覺。那么人對自我存在的知覺,即存在感調(diào)節(jié)整合著人的本性與人的存在,而對存在感的知覺也就構(gòu)成了存在的意義。而焦慮就是對存在感的威脅而形成的一種反應(yīng)。這種對存在感的威脅不僅僅是對生理上自我存在的威脅,也包括對個人價值、意識等存在的威脅。在所有威脅之中,最大的就是死亡的威脅和人基本價值的威脅。因為死亡威脅著人的客觀存在而人的基本價值一旦受到威脅,人存在的意義也就受到了沖擊。
羅洛?梅將焦慮定義為:“焦慮是因為某種價值受到威脅時所引發(fā)的不安,而這個價值則被他個人視為存在的根本?!边@種威脅可能來自于對肉體生命的威脅,例如死亡焦慮;也可以是對心理存在造成的威脅,例如失去自由的威脅;也可以是個體所認(rèn)為的其他的存在價值,例如愛國主義,對他人的愛等。雖然每個人所認(rèn)定的存在的價值不同,即“某種價值與自己人格的存在等同”但威脅必定是針對某人認(rèn)定的存在的價值,及其衍生的人格安全感而言。
2 焦慮的根源
焦慮是對個人存在感的威脅而出現(xiàn)的反應(yīng)。所以焦慮總是出現(xiàn)在“存在”與“不存在”之間。當(dāng)個體意識到他的存在受到威脅,可能被毀滅的時候,他就會感到焦慮。與傳統(tǒng)的精神分析學(xué)派從人格的角度解釋焦慮有所不同的是,羅洛?梅從社會與價值觀的角度進一步闡明他的觀點。羅洛?梅認(rèn)為有三種傳統(tǒng)的價值觀已被現(xiàn)代社會拋棄。第一種價值觀是競爭的價值觀。羅洛?梅所說的競爭是指個體為維護自身健康和合理利益而奮斗努力的競爭。但這種競爭被時代拋棄。競爭變?yōu)闉檫_到目的不擇手段。第二種價值觀是理性與感性并存的價值觀。人之所以為人就在于人是理智與情感的“混血兒”。而現(xiàn)代社會過于重視人的理性,而忽略人的感性。過于理性必然會導(dǎo)致人的理性與感性的嚴(yán)重不均衡共存,最終也極有可能導(dǎo)致人格的分裂。第三種價值觀是人的價值感與尊嚴(yán)感。羅洛?梅歷經(jīng)兩次世界大戰(zhàn),感受到了個人力量的微弱與生命的“不足道”。在戰(zhàn)爭的時代,人的價值與尊嚴(yán)受到完全的沖擊。人的價值感與尊嚴(yán)感受到?jīng)_擊也必然會引起焦慮。
人的存在感一價值觀受到?jīng)_擊后必然會帶來空虛與孤獨。羅洛?梅認(rèn)為,空虛感是20世紀(jì)中期人們的主要心理問題,許多人不知道自己要什么,也對自己正在經(jīng)驗的東西沒有任何清晰的概念。②而這種空虛感與孤獨感將會促成焦慮的再“發(fā)酵”,更加加深了焦慮的水平。除此之外,羅洛?梅還認(rèn)為諸如愛的能力的喪失,人與自然關(guān)系的剝離等等因素也會影響到個人的焦慮的產(chǎn)生。
3 焦慮的種類與應(yīng)對
羅洛?梅認(rèn)為個體作為人的存在的最根本的價值受到?jīng)_擊,自身安全受到威脅而產(chǎn)生的反應(yīng)即為焦慮。焦慮是存在的特征之一。所以焦慮是本體意義上的。而且這種存在也是不可以避免的。羅洛?梅將焦慮分成兩類:正常焦慮和神經(jīng)癥焦慮。由于焦慮是作為人的存在的一個特征,所以每個人都無法在成長中避免焦慮的產(chǎn)生。這種由于特定事件而引發(fā)的,時間較短,對象明確的焦慮即為正常焦慮。這種焦慮在更大意義上是個體的存在受到威脅的指示燈,同時這種威脅不足以毀滅存在,故而產(chǎn)生焦慮。面對這種焦慮時,我們應(yīng)該直視其及其背后的威脅,坦然處之,將注意力集中在過好當(dāng)下的生活以及威脅的處理。
第二種焦慮是神經(jīng)癥焦慮。神經(jīng)癥焦慮是指,行為與威脅不均衡,個體對客觀威脅做出不適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。一般而言,個體在威脅發(fā)生時采取防御機制。神經(jīng)癥焦慮是正常焦慮的病態(tài)發(fā)展。面對威脅時,個體不能正視,而試圖回避,逃跑,保護脆弱的自我免受焦慮沖擊。針對神經(jīng)癥焦慮,羅洛?梅認(rèn)為關(guān)鍵是要幫助焦慮的個體建立起自尊,讓個體能感受到自己的存在,甚至可以用等方式來喚醒個體對自我存在的覺知。
4 對羅洛?梅焦慮理論的評價
羅洛?梅綜合了傳統(tǒng)精神分析學(xué)派和克爾凱郭爾的兩方面觀點,提煉出基于存在主義的焦慮理論。一方面他吸收了傳統(tǒng)精神分析學(xué)派關(guān)于“焦慮是一種內(nèi)心沖突”的觀點,但他摒棄“性”的出發(fā)點,將人格中本能的矛盾與受阻而引發(fā)焦慮提升為本體論意義上人的存在受到威脅而產(chǎn)生的焦慮。對于克爾凱郭爾,羅洛?梅進一步豐富了他的理論,羅洛?梅從臨床的角度更加詳盡的闡述了焦慮喚起的根源、特征與應(yīng)對方式。羅洛?梅在對傳統(tǒng)精神分析學(xué)派與存在主義的揚棄中逐漸形成了自己的焦慮理論。并且羅洛?梅通過對焦慮的研究,逐漸形成了以人的存在為核心的思想,為其系統(tǒng)的存在心理學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)與基本框架。尤其是他將焦慮分為正常焦慮和神經(jīng)癥焦慮,以及對焦慮產(chǎn)生機制的研究與焦慮根源的價值觀喪失理論對焦慮的后續(xù)研究作出了巨大的貢獻。
走在尋索的路上
記者的筆下,是一位職業(yè)女性的心靈之語。自從22歲走進自己的職業(yè)生涯以來,她便沉浸在這條長路上,用心地走好每一步。在她身后,深深淺淺的足跡,證明著她的勤奮和執(zhí)著,以及收獲的豐碩。
記者:馬教授,您應(yīng)該是一個豐富多彩的女性,這是從您的網(wǎng)站上看到的信息。
馬芙蓉:這要看從哪個方面來斷定。
記者:學(xué)術(shù)方面?
馬芙蓉:豐富多彩這個成語是夸張化了的,其實,不論是誰,特別是在學(xué)術(shù)方面,永遠是無止境的。
記者:因此,有一天,你把眼光投放到了國外。
馬芙蓉:國內(nèi)與國外,在耳鼻咽喉領(lǐng)域各有千秋。走出國門,重在開闊視野,取長補短。
記者:在異域做訪問學(xué)者的經(jīng)歷,不論在生活上還是在學(xué)術(shù)上留下的記憶肯定是極其深刻的。
馬芙蓉:第一次是在1996 年,我去了德國,在科隆大學(xué)耳鼻咽喉頭頸外科,師從于德國著名的面神經(jīng)專家E.Stennert 和O.Michel 教授。
記者:這應(yīng)該是您事業(yè)發(fā)展中的重要一步,具有里程碑的意義。
馬芙蓉:在這里,我匆忙地度過了緊張而有序的半年時光。在那些日子里,我的心靈非常愉悅,因為,我感覺到了一個豐富的存在,其實是很讓人舒心的。
記者:從您的語言里,我似乎看到了學(xué)術(shù)的詩意化,這是一種超然,學(xué)術(shù)和心靈的超然。
馬芙蓉:這主要取決于自己的認(rèn)知,其實學(xué)術(shù)不是枯燥的,學(xué)術(shù)的背后有著五彩斑斕的人生意義。
記者:正是這種對學(xué)術(shù)的執(zhí)著追求,后來,您又一次遠赴瑞士,開始了新的學(xué)術(shù)之旅。
馬芙蓉:2000 年,我又一次強烈地受到了新的國際醫(yī)學(xué)思潮的誘惑,毅然遠赴瑞士,再一次踏上了異域的土地,在蘇黎世大學(xué)醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科鉆研電子耳蝸植入技術(shù)及耳神經(jīng)外科技術(shù),并在世界耳神經(jīng)科學(xué)之父、著名的耳鼻咽喉科權(quán)威Ugo Fisch和Thomas Linder教授的指導(dǎo)下,獲瑞士蘇黎世大學(xué)醫(yī)學(xué)博士學(xué)位。之后,還被聘為蘇黎世大學(xué)耳鼻咽喉頭頸外科的特邀嘉賓,教授顳骨解剖知識。
記者:在瑞士的經(jīng)歷,是否更加豐富多彩?
馬芙蓉:在瑞士時,除了盡最大可能地出去領(lǐng)略西方的文化和史跡外,我更是把專業(yè)的學(xué)習(xí)和完成我的博士論文課題的研究放在首要位置。我的博士論文課題是用目前世界上最先進的激光多普勒測振儀器,探究在新鮮的尸頭標(biāo)本上聲音是如何在聽骨中傳導(dǎo)的,如果替換成人工聽骨,聲音傳導(dǎo)的有效性如何等等。
記者:這一次收獲頗豐。
馬芙蓉:是的,盡管遠離家鄉(xiāng)和親人,備受異域陌生生活的折磨,但堅定的信念和堅忍不拔的倔強性格支撐著我,讓我擷取了異域新的醫(yī)學(xué)理念和技術(shù),我像一個收獲了整個秋天的農(nóng)婦,背負(fù)著沉甸甸的碩果回到我們的國家,并把這些嶄新的醫(yī)學(xué)元素運用到我的醫(yī)療實踐中,為眾多患者送去福祉。我心里是幸福的。
科研,與同行齊肩對話的主題
記者:據(jù)了解,北醫(yī)三院在耳鼻咽喉頭頸外科領(lǐng)域的科學(xué)研究方面,在國內(nèi)起步是比較早的。
馬芙蓉:是的,特別是在耳聾、耳鳴和眩暈的研究方面。我們屬于學(xué)院派,曾發(fā)表過多篇國內(nèi)高水平的臨床科研和基礎(chǔ)科研文章,科室有嚴(yán)謹(jǐn)、求實、不斷探索和創(chuàng)新的良好學(xué)術(shù)氛圍和研究傳統(tǒng),非常重視科學(xué)研究。
記者:據(jù)我了解,現(xiàn)在這個科室,其實還承擔(dān)著多個方面的任務(wù),比如醫(yī)療、教學(xué)和科研任務(wù)等。我們和世界其他國家相比,在一些領(lǐng)域,我們的診斷水平、手術(shù)技能以及科學(xué)研究,可以說是一點兒都不遜色。
馬芙蓉:可以這樣說,我們在耳鼻咽喉頭頸外科的一些領(lǐng)域,學(xué)術(shù)水平已經(jīng)和國際同行相當(dāng)。因為,作為北醫(yī)三院這樣的三級甲等醫(yī)院、大學(xué)附屬教學(xué)醫(yī)院的耳鼻咽喉頭頸外科,我們代表的是一個國家層面的水平,因此,我們就要不辜負(fù)“國家隊”的聲望,要求團隊中的每一位成員都必須具備良好的職業(yè)道德修養(yǎng)、高尚品格和情操,必須拿出自己的尖端技術(shù)和成果,這就需要我們在人才培養(yǎng)、醫(yī)療、教學(xué)、科研、科室文化和精神文明建設(shè)等多個層面打造自己,不能僅僅停留在一般層面上。
記者:同時,還能與國際同行齊肩對話和交流。
馬芙蓉:對,這也是我們工作的重點之一,也是我們一直在做的。其實,我們在很多方面已經(jīng)做到了,并取得了豐碩的成果,特別是我們的耳科診治技術(shù)。每當(dāng)我和一些國際知名專家如Ugo Fisch教授等進行學(xué)術(shù)交流時,他們對我們的技術(shù)和水平是很欣賞的。他們說,中國人的手上功夫好,手巧,手術(shù)漂亮。他們對我們的那種真誠的贊賞時時溢于言表。我作為中國對外交流的學(xué)者之一,深深感悟到了我們國家的醫(yī)療技術(shù)和學(xué)術(shù)水平,在國際上有我們中國學(xué)者的地位,這常常讓我心里流淌著幸福、愉快和自豪。
記者:據(jù)了解,在科研方面,你們很重視跨學(xué)科交流與合作,如利用北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部、中科院化學(xué)所等我國一些高水平科研機構(gòu)的研究方法和技術(shù)進行眩暈、耳鳴、耳聾和嗅覺障礙等方面的研究,以期對臨床工作有指導(dǎo)作用。
馬芙蓉:我曾經(jīng)重點在耳蝸微循環(huán)和中耳傳聲機制方面做了一些研究,在瑞士蘇黎世大學(xué)的博士論文的題目就是在新鮮顳骨制作的標(biāo)本上研究耳硬化癥手術(shù)中影響聲音傳導(dǎo)的因素,受到了瑞士同行的高度評價?;貒髱ьI(lǐng)我的學(xué)生們研究了尸頭中影像學(xué)與手術(shù)中解剖參數(shù)的差異,以期為臨床找到在手術(shù)前就能夠為患者制定個體化的有價值的影像學(xué)參數(shù)。同時在臨床中探索一些新的、創(chuàng)傷小而患者受益大的手術(shù)術(shù)式。今后微創(chuàng)和最大限度地保存、重建功能是我們在診治疾病時所要恪守的原則。
記者:在內(nèi)耳微循環(huán)的研究方面,您成就卓著。
馬芙蓉:談不上卓著。近年,我科運用組織化學(xué)和分子生物學(xué)技術(shù)研究一氧化氮合酶在耳蝸的分布及內(nèi)耳缺血、噪聲暴露等條件對其在耳蝸表達的影響,并有了一些突破。
我一直在追求完美
記者:作為科室主任,又作為女性,對于工作、對于事業(yè),有著諸多方面的障礙,但您在多個方面兼顧得幾近完美,是很多女性都做不到的。
馬芙蓉:我是一個女性,我柔弱的骨子里其實也凝結(jié)著剛性。我和其他男性一樣,都在努力地?fù)纹鹨黄炜铡N胰崆?,有時不乏粗獷;我細膩,有時又不乏豪放。其實,我也常常解讀自己,我在自己的事業(yè)上還有哪些不足?前人為我們鋪就了很多學(xué)術(shù)坦途,我們走在這條路上,心里時時有一種情愫在鼓勵自己,時時提醒自己還應(yīng)不斷自我超越,因此,我總是不斷地尋求完善自己的一個又一個支點。
記者:接任科室工作以后,最大的感慨是什么?
馬芙蓉:感到了肩上的擔(dān)子非同一般,有壓力。因為這是全國同行非常矚目的一個很高的學(xué)術(shù)平臺,前輩們已經(jīng)做得很好了。如何站在巨人的肩膀上再向前邁一步,是歷史賦予我們這代人的使命和責(zé)任。勤能補拙,我只有用超出常人的付出帶領(lǐng)大家一起奮斗了。所以,我首先注重科室文化和凝聚力的挖掘,后來整個科室在醫(yī)療、教學(xué)、科研和科室設(shè)備等硬件建設(shè)方面都表現(xiàn)出良好的發(fā)展勢頭。
記者:從20世紀(jì)80年代開始,耳鼻咽喉科李哲生、李學(xué)佩主任就培養(yǎng)了一批又一批耳科學(xué)人才,這是有目共睹的。您作為新的掌門人,接過了接力棒,為我國的耳科學(xué)人才的梯隊建設(shè)作出了很多貢獻。
馬芙蓉:我們科室作為國家級的醫(yī)學(xué)博士點,為我國的耳鼻咽喉頭頸外科學(xué)界輸送了大批優(yōu)秀的人才。我在2006年獲得北醫(yī)優(yōu)秀教師稱號。我科年輕醫(yī)師在北京市高校青年教授授課比賽中獲大獎,我科連續(xù)多年都被評為北醫(yī)三院教學(xué)優(yōu)秀集體。如今,我們有5位老教授還在出專家門診,中青年專家有13位。他們個個都是最棒的。
記者:對于自己的團隊,有沒有比較獨特的標(biāo)準(zhǔn)和要求?
馬芙蓉:我的團隊成員必須具備三種素質(zhì),那就是有理想和抱負(fù)、有高尚的情商、有豐富的潛質(zhì)。不積極進取、沒有愛心、缺乏潛能者,不可能做好工作,這道理不言自明。
記者:你是一個完美主義者。
馬芙蓉:我一直在追求完美,我們的團隊可以說是比較完美的,德行上有目共睹,學(xué)術(shù)水平有目共睹,我們科室出色的文娛生活也是有目共睹,在我們醫(yī)院大大小小的文藝演出和體育活動中都收獲了不菲的榮譽,這些都在證明著我們這個團隊的精神風(fēng)貌和醫(yī)學(xué)靈魂的閃現(xiàn)。可以這樣說,我們北醫(yī)三院的耳鼻咽喉科集結(jié)的人才都是最優(yōu)秀的,不論在醫(yī)療實踐,還是在教學(xué)、科研等各方面都應(yīng)該是代表了國家級的水平。我們視野的廣度、深度以及我們的科研項目都是具有前瞻意義的。
智慧且溫暖的心靈
記者:有人說您是鐵姑娘,有人說您是女莊主,這些稱呼,無疑都是對您的褒揚。
馬芙蓉:女莊主也罷、鐵姑娘也罷,我挑起了耳鼻咽喉科這個大梁,責(zé)任在肩,使命在肩,我沒有理由不讓自己變得更加堅韌、更加智慧。在這個舞臺上,科主任就是這個節(jié)目的導(dǎo)演,節(jié)目能否漂亮、能否讓觀眾滿意,就看導(dǎo)演能否把每一個演員的技能發(fā)揮得淋漓盡致,這就要考驗這個導(dǎo)演的謀略和智慧了。
記者:在學(xué)術(shù)領(lǐng)域里鉆研了這么多年,有沒有浮躁過?
馬芙蓉:我一直很單純,至少在2000年以前是這樣,因為我一直生活在追求事業(yè)的真空里,出污泥而不染,但這種學(xué)術(shù)的單純并不代表我是柔弱的,或者是空乏的。我的心靈是純凈的、細膩的、豐富的、平和的,不渴慕繁華和張揚,這么多年的積淀和錘煉讓我變得漸漸成熟。
記者:您總是懷著一顆感恩之心回報著國家和社會,這種思想境界,應(yīng)該是很多醫(yī)務(wù)工作者應(yīng)該追求的境界。
馬芙蓉:我常常想,自己在醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)上的收獲,都是國家和社會給予的,患者給了我很多機會,沒有他們,我談何技術(shù)和榮譽?因此,我應(yīng)該回報這個造就與歷練我的這片熱土,這種感恩的心態(tài),常常使自己在心胸內(nèi)蕩起激情。我喜歡我的工作。我從事了20多年的這份工作讓我快樂。
記者:這份快樂促使您把每一個患者看成自己的朋友或者親人。
馬芙蓉:我對我的每一個病人都有著深深的感情,也希望我們團隊中的每一個人,把病人看成是自己的朋友甚至親人。病人來到醫(yī)院看病,其實就是把自己的一切都交給了醫(yī)院,為了病人明天的微笑和家庭的幸福,我們有責(zé)任與他們一同度過難關(guān)。
記者:醫(yī)生這個稱號應(yīng)該是和病人的安危捆綁到一塊的。
馬芙蓉:我們每時每刻都是在和病人一同抗擊疾病。我們必須用最科學(xué)、最精確、最完善、最嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹委煼桨笧榛颊咧委熒硇牡目嗤?,這樣的追求是催動我不斷探索的永恒的力量。我特別喜歡和諧這個詞。與病人的和諧交流與相處,我認(rèn)為非常重要。病人就是在這種和諧的氛圍中感受到理想和生命的偉大,希望會強烈地、快速地復(fù)燃。他們在和諧精神的感召下,一天一天遠離病痛的折磨,這對于病人和醫(yī)生,都是很幸福的事情。因此,我們致力于打造和諧科室,致力于為患者建造一個真善美的世界。目前,令我欣慰和快樂的是,我們這個團隊達到了這個境界,在修煉并架構(gòu)這個境界的過程中,雖然艱辛,但我們感悟到了人性的美好光輝。
記者:對于您的團隊,據(jù)說您始終站在一個廣義的文化層面來進行鍛造,不僅要求他們有良好的醫(yī)療技術(shù)和學(xué)術(shù)水平,還要求他們同時要具備高尚的職業(yè)道德。
馬芙蓉:沒有醫(yī)德,那會更害人。一個醫(yī)務(wù)工作者,他的博愛、他的溫暖、他的寬容、他的良善之心,與他身邊的患者時時都是息息相連的。醫(yī)生與患者心靈的親近將會對患者的康復(fù)起著極大的激勵和催化作用。醫(yī)生治療的不僅僅是患者身體的痛苦,更重要的,是要給他們的心靈帶來溫暖和慰藉。我想,這才應(yīng)該是一個好醫(yī)生的標(biāo)準(zhǔn),雖然這個標(biāo)準(zhǔn)在任何法律條文的字里行間,都沒有強制性的文字體現(xiàn)。
記者:患者的康復(fù)會給您帶來振奮和愉快。