時間：2023-05-05 17:02:23
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇仿生學論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：生物結構形態；仿生學；游艇造型設計
中圖分類號：U674文獻標識碼：A文章編號：1005-5312（2017）06-0143-01
一、游艇設計概述
游艇的設計可以分為形態設計、內室設計與結構設計。內室設計包括所有船體內部艙室布局、室內擺飾、裝飾風格、色調、燈光等；由于本論文是對游艇造型設計的分析研究，所以在這里對內室設計將不做闡述。結構設計考慮的是在形態設計的基礎上對結構處理與材料運用上面的優化設計。結構設計方法有以下幾種：經典優化設計的數學規劃方法、多目標模糊優化設計方法、基于可靠性的優化設計方法、智能型優化設計方法、船舶結構性能綜合評估。形態設計包括船殼與船室的造型設計。
基于生物結構形態的仿生學應用于游艇造型設計中，可以使游艇造型設計與自然環境更為融合，也增加了游艇造型的趣味性，使它更加具有人情味和自然的動態美。同時也為游艇設計特別是造型設計提供指導，為設計師提供更為理性的仿生設計方法。
二、基于生物結構形態的仿生學在游艇造型設計中的研究
（一）游艇造型設計中的形態仿生
在工業產品造型設計上。許多產品是利用形態仿生的。比如英國知名游艇設計師AlexMcDiarmid設計的概念游艇，其設計靈感的來源跟航海沒有一點關系，而是悉尼歌劇院的造型、折紙和汽車造型設計等。AlexMcDiarmid設計的100米豪華游艇“Penna”，這艘游艇市設計師觀察了鳥類尾羽和飛羽的特征，經過創新完成了一個新的游艇輪廓。再比如Innespace公司研制出了很強大的仿真鯊魚游艇，這款快艇命名為Seabreacher，長約5米，和真實的鯊魚非常接近。船身設計有鯊魚鰭、鋸齒牙等象征大白鯊的設計，背部也有象征背鰭的設計。
形態仿生又可分為具象形態和抽象形態仿生。
1.具象形態仿生
具象形態是自然界生物形態，經過對眼睛的視覺神經產生刺激而產生的生理反應，它是一種感覺存在。具像仿生過程并不是對模仿對象的直接套用，而是從刺激產生到形態的運用都需要對模仿對象進行處理，但是在形態上會與生物原型比較接近。具象仿生設計的產品有很高的趣味性和可接受度，所以常被運用在玩具與日用品設計中。
例如：唇形沙發，仿的是嘴唇的上半部分與下半部分，分別作為椅子的靠背和座椅，從正面看就是人的嘴唇，色彩上選用了鮮紅色，以達到更為仿真的效果；它是根據馬蓮·夢露的唇來設計的、是意大利后現代主義仿生設計的代表作。火紅的嘴唇原型、雕塑般的質感，非常符合意大利人熱情浪漫的性格。
2.抽象形態的仿生
抽象形態是在具象仿生的基礎上更高層次的仿生設計，是高層次的思維活動和特殊的心理加工活動。它通過提取生物結構形態中最具代表性的特征，通過從對形態的“感知”到“認知”，然后進行外延性心理編碼，得出該生物的心理形態，然后經過設計人員的工業化生產考慮，將心理形態抽象化直到符合具體的設計需求。
（二）游艇造型設計中的結構和材料的仿生
隨著仿生學的深入開展，人們不但從外形、功能去模仿生物，而且從生物奇特的結構和肌理中也得到不少啟發。其中海洋動物，由于獨特的形體結構、運動方式、形體幾何參數、組織系統形態及皮膚構造肌理符合流體動力學的特征，常被用做汽車、飛機、游艇等仿生設計的模仿對象。如魚類具有流線型輪廓，可以減少運動時水流對身體的阻力；它們的急轉和起動速度無與倫比，且轉彎空間不到身體長度的一半，且具有高速高效、高機動性、低噪聲等優點而深受設計師青睞。
比如自然界中最常見的六角蜂窩，就是典型的可以利用的結構仿生原型，它由排列整齊的六棱柱構成，底部由菱形組成，其結構緊密、精妙合理，以最少最小的材料贏取最大的空間，材料少而小，但其空間可利用范圍大，可以最大限度的節省構建材料。再比如人們模仿蒼蠅的“復眼”結構制成了“蠅眼透鏡”；根據鯊魚鱗片的皮膚，泳衣制造商Speedo公司設計了一種新型連體游泳衣—“鯊魚皮”泳衣；還有尼龍搭扣的設計，就是在自然界植物種子蒼耳籽的粘黏性的啟發下設計出來并且得到廣泛的應用。
三、基于生物結構形態的仿生學在游艇造型設計中的應用
（一）游艇造型設計中的外形設計要素
游艇造型設計的外形設計不只是純粹的表象美，而是在滿足功能的前提下，合理的運用形式美的原理，將各種美的要素與游艇的使用功能相協調，才能設計出既符合游艇使用功能又滿足人們美的享受。
此外，外形設計也包括游艇的工藝技術方面的設計，任何一件產品的完成都要有精湛的工藝和成熟的技術來支撐，通過技術手段來實現其使用功能和藝術造型。游艇雖然不是單純的藝術品，但也給人藝術的感染力和休閑娛樂的享受功能，體現了技術與藝術的和諧美。
（二）游艇造型設計中的色彩設計要素
色彩是游艇造型給人的第一感性印象，它能直觀的表達游艇的主題和風格，還能反映獨特的地域文化和風土人情。合理的色彩設計可以提高船員的工作效率、保持最佳工作狀態，也使游客有份輕松閑逸的心情。
游艇是水上運行的工具，其使用范圍和船體空間都有限，存在一定的安全隱患。為了避免危險、警示人們、保障安全，應該在容易發生危險的船置和各安全通道使用安全色或警示標志提醒人們。外觀上多采用富有運動感和整體性的色條來裝飾，且不宜與艙室整體色調差異太大，要有一定的協調關系，可選用艙室主色調的補色。不同類型的游艇又有不用的色彩需求，如：高速快艇，要突出高速、運動、靈活的特征，色彩上采用鮮艷、明快的色調，如黃、紅、白；休閑游艇以娛樂和休閑為主，外觀上要講究穩定性和安全性，色彩宜采用偏向中性的淺綠、淺黃和白色。此外，游艇水線區常被海水浸泡、沖刷和腐蝕，且易臟，所以常用深藍、鐵紅色等深色防腐防銹的涂料。船底可用棕色、黑色或與水線區同一顏色。
（三）游艇造型設計中的材料要素
游艇材料關系到游艇性能、安全、人機、美學等多領域科學，要綜合考慮各方面因素，通過對各種材料的特性和工藝分析，并嚴格遵循SOLAS（國際海上人命安全公約）和相關造船規范的要求來選用船舶材料，以保障船舶正常運行和人員生命財產安全。先進復合材料性能優異，既可大幅度減重結構材料，又兼有高耐腐蝕的特點，因此在游艇設計上有廣泛的應用前景，應用的部位包括：船體、甲板、座艙結構、船舵等，制造過程中會大量采用RTM技術，特別是西曼復合材料樹脂熔塑成型法，大規模整體成型，并多用夾層結構，芯材可用蜂窩或閉孔泡沫材料。
作者：譚亞廷等
參考文獻：
[1]張詳泉.產品形態仿生設計中的生物形態簡化研究[D].長沙：湖南大學，2006.
[2]景于.形態與仿生設計研究[D].無錫：江南大學，2008.
[3]孟思源.仿生設計在現代設計中的應用與研究[J].規劃與設計，2010（07）.
[4]顧凡及.仿生學[M].北京：中國大百科全書出版社，2009.
關鍵詞：仿生學；交叉學科；培養；創新
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）34-0108-02
在科學技術高度發展的當今世界，無論是生物功能基因組研究，還是航空航天飛機的升空等重大的科技攻關項目的完成，都離不開多學科的交叉和融合，在大學建立多學科交叉和融合的培養環境與機制，培養具有創新能力的高級人才已經成為各國高等教育特別是研究生教育發展的共識和趨勢。因此，學科交叉是知識創新和人才培養的要地，是教育創新、科研創新可能的突破口。
在英、美等國的知名大學，研究生往往由跨系的教師和專家組成委員會共同指導，要求研究生所修課程必須注重加強學科間的交叉和橫向聯系，甚至要求跨校學習一定學分的課程。在日本，很多大學設置有多學科組成的學科群。一些大學為了進一步推動學科間的融合，促進創新型學科領域的發展，特別建設綜合研究大樓，把有學科交叉和融合趨向的不同研究生放到一起開展科研和學術活動，為學科的交流和內在的融合提供滋生平臺。不同學科的教師，盡管研究領域和方向差別較大，但在學生的培養、研究中心的科研工作等諸多方面卻強調緊密地聯系在一起。為研究生開設的一些課程也通常覆蓋多個學科的內容，由不同專業的若干教師共同完成教學。耶魯大學、巴黎高等師范學院等世界著名大學的成功經驗也說明多學科交叉是高等教育發展的大勢所趨。
在國內，許多著名高校提出了促進學科交叉的舉措，主動適應社會發展需求，探索復合型高端人才培養的新模式。北京大學從2008年開始重點交叉學科的研究生招生，在多年交叉學科研究生培養方式探索的基礎上，專門成立前沿交叉學科研究院。清華大學通過創造條件跨學科選錄考生、要求和鼓勵研究生跨學科選課、聘請導師跨學科指導研究生、設定專門審議程序評價學科交叉學位論文等舉措，培養交叉學科研究生。復旦首推雙導師、多導師制培養交叉學科研究生。2012年，中國科學技術大學成立研究生交叉學科中心，目標是通過科教結合、校企聯合，培養交叉學科領域的高水平人才，開展一流的科學研究，參與并服務區域經濟建設，創建國內一流的交叉學科人才培養基地和科研基地。
另外，哈爾濱工業大學的鄭宏珍[1]、北京航空航天大學的陶飛[2]、武漢大學的周葉中、中南大學的陳長坤[3]、中國地質大學的盧建飛[4]、深圳大學的許改霞[5]以及南京航空航天大學（以下簡稱南航大）的李雪飛[6]等老師或教育學研究工作者，也都在相關刊物上發表文章，探討了關于交叉學科研究生培養方法。
南航大從2005年起，成立了高新技術研究院，探索人才培養新模式。其中，仿生研究與材料防護研究所（以下簡稱仿生所）主要從事仿生學的人才培養與科學研究已經將近十年。畢業博士、碩士研究生超過200名。雖然南航大沒有從政策制度上明確交叉學科研究生的培養，實際上通過跨學科選錄考生、跨學科引進教師人才進仿生所等舉措，已經開始了一定程度上的交叉學科研究生人才培養的探索，積累了一定的交叉學科研究生的培養方法與經驗。
不同學科間的交叉與融合已成當今世界科學發展的主要趨勢，為營造復合型高端人才培養的環境，搭建適合復合型高端人才培養的軟硬件平臺，加強學科群和跨學科研究平臺建設，以冀在產生一批學科交叉研究成果的同時，提高復合型人才的培養水平。
綜上所述，為了深化研究生培養機制改革及培養模式創新，探索交叉學科研究生培養發展規律，營造有利于交叉學科人才成長的環境，建立有利于交叉學科研究生培養的機制，培養拔尖創新型人才，有必要開展仿生學交叉學科研究生創新與實踐能力培養探索。
一、交叉學科研究生培養課程模式
研究生具備多學科知識才能從整體上把握知識間的縱橫聯系，充分發揮知識間的相互啟發、相互促進作用，通過交叉學科選課，使研究生掌握更多的跨學科知識，為從事交叉學科研究打下良好基礎。以仿生學交叉學科研究生為對象，其課程的學習主要有三種模式：一是研究生在全校范圍內多個學院開設的研究生課程目錄中選課，如南航大仿生所從事動物運動力學及其測試技術方向研究的研究生，在南航大能源與動力學院選《多剛體動力學》課程，機電學院的《非線性有限元》課程，自動化學院的《測試技術》課程和航空宇航的《彈塑性力學》課程。另一種模式是由仿生所老師根據需要在研究所內開設相關課程或講座，如邀請具有實驗數據處理與分析經驗的老師在全所范圍內開設關于《數據處理與分析方法》的課程，該課程在南航大各學院并未開設，但是從事科學實驗的研究生又必須掌握。第三種課程模式是開設實踐課程與實驗課程教學。如仿生所的研究領域涉及動物的運動與附著。參考一些高校的生物學專業開設的實踐課程方式，帶領研究生在野外現場觀察研究與分析動物的運動與附著，加深對所學知識的理解。通過這三種模式，使得仿生學交叉學科研究生具備仿生學交叉學科所必須掌握的知識基礎。
二、交叉學科研究生導師指導能力與水平的提升
導師的學術水平、綜合素質、對學科前沿的洞察力以及與同行和其他學科學者交流溝通的能力對研究生培養有重要的影響，對交叉學科的研究生培養尤其如此。南航大仿生所目前有教授4人、副教授4人、講師3人，其中2人為博士生導師，其余均為碩士生導師。全部從事與仿生學交叉學科相關的領域科學研究與研究生培養教學，研究領域涉及動物的運動及其測試技術、生物機器人、仿生機器人、仿生摩擦學、仿生智能材料以及仿生復合材料等專業領域。因此，仿生所是由不同學科的導師組成并且與多種學科領域密切相關的交叉學科研究中心。在這個組織中，交叉學科研究生在不同學科導師的指導下，學習不同學科知識和攻關學科課題。可以使研究生接觸不同學科、不同研究風格、不同個性的導師，對于他們的學術功底、研究風格的奠定、人生的道路的選擇和對事物的鑒別，將會產生深遠的影響。因此，指導老師的指導能力與水平以及對交叉學科知識的掌握與理解，極大地影響交叉科研究生創新與實踐能力的培養。舉例來說，如果導師出現對交叉學科術語使用不準確，甚至犯概念錯誤的現象都會影響研究生研究水平以至研究生培養質量，進而也影響了交叉學科的進一步發展。所以鼓勵交叉學科研究生導師加強與仿生所內的老師、與國內外同行或者跨學科的專家學者接觸交流，可以開闊自己的眼界，提高導師自身的學術水平與指導能力。
三、仿生學交叉學科研究生創新與實踐能力的培養
仿生所老師的研究課題常常有交叉，因此以課題組模式通過跨學科課題組的形式將具有不同學科背景的研究生組織起來，通過運用不同學科的知識來攻關跨學科課題，達到研究生知識點的拓展和研究能力的提升，實現交叉學科研究生的培養。可以激發創新靈感，強化從事科學研究的興趣，也可以使研究生能夠真正把握學科前沿、彌補知識的缺陷，培養研究生的創新與實踐能力，在交叉學科領域做出原創性工作。
四、交叉學科研究生培養制度與激勵機制探索
切實可行的培養制度與激勵機制是培養交叉學科研究生的關鍵。需要學校從培養制度上加以制定和完善。通過仿生學交叉學科研究生創新與實踐能力培養探索，做好定期的經驗總結，向學校提出相關的交叉學科研究生培養與激勵機制的意見和建議，供學校有關決策部門參考，從而從制度上保障和促進具有創新能力的叉學科研究生的培養。
參考文獻：
[1]鄭宏珍，初佃輝.交叉學科建設與創新型研究生培養[J].信息系統工程，2010，（11）.
[2]陶飛，程穎，李建欣，等.交叉學科研究生創新與實踐能力綜合評估方法研究[J].計算機教育，2013，（6）.
[3]陳長坤.多學科交叉專業研究生培養特點分析及建議[J].長沙鐵道學院學報：社會科學版，2011，（1）.
[4]盧建飛，吳太山，吳書光，等.基于交叉學科的研究生創新人才培養研究[J].中國高教研究，2006，（1）.
關鍵詞:仿生學；橋梁設計；創新設計；設計優化
中圖分類號：K928.78 文獻標識碼：A 文章編號：
1.前言
橋梁工程是基礎設施建設的重要組成部分。以1779年建成英國建成的IronBridge為開端，近現代橋梁工程發展至今己兩百三十年。自工業革命以來，歐美現代橋梁工程的發展已歷經數次變革，包括跨度的增加、新型結構的產生、新材料的運用等。如何利用最少的資源建造出最安全、合理、優美的橋梁一直工程師的首要任務。面對挑戰，僅僅參考前人是遠遠不夠的。于是，自然界就成為了人們去開發和利用的重要資源。經過億萬年演化所形成的生態協調體系正是當今社會發展生態環境協調、可持續發展技術的寶貴教材。仿生學正是探尋這一全新領域的重要學科，這個交叉學科將自然界作為人類取之不盡的知識泉源和技術方案選擇的寶庫。
2. 仿生理念在橋梁設計中的應用
仿生學主要是觀察、研究和模擬自然界生物各種各樣的特殊本領，包括生物體本身結構、原理、行為、各種器官功能、體力的物理和化學過程、能量的供給、記憶與傳遞等。從而為科學技術中利用這些原理，提供新的設計思想、工作原理和系統架構的技術科學。而當代仿生技術在橋梁建筑中的應用不再是單純的模仿生物的生長狀態，而是吸收生物的生長肌理，組織結構的特點，結合橋梁的自身特性，創造出新穎的橋梁形體，更好的解決橋梁的功能性和實效性，在功能、形式、結構等方面模仿自然界中某種生物的特性，使得橋梁更加適應環境、更加生態、可持續性更強，具有生命力。橋梁的起源與大自然有著密不可分的聯系，人類自覺不自覺地利用了仿生學的理念。眾所周知，梁橋、拱橋和吊橋三類體系都可以在自然界找到原型。在現代橋梁結構中，橋梁由整體和細部構造組成。基于仿生學宏觀和微觀的分類，仿生理念在橋梁設計中也分為宏觀設計和微觀設計，并可體現在整體和局部設計兩方面。
2.1宏觀仿生與橋梁設計
自然界中動植物的種群數目繁多、形態各異。經過億萬年的演變,不但結構形式愈加趨于合理,適應周圍環境，而且在外形意象表達上也趨于美觀。
2.1.1形態仿生與概念設計
在新式橋型的探索上設計者面對兩個方面的挑戰：個人經驗的不足；理論與實際之間的差距。因此，對自然界精髓有選擇性地吸收，能夠協助工程師們創造出更加合理且新穎的橋梁。自然界四處可見這樣一個理念：以最少的材料和最合理的形式，取得最大程度的效果。這也正是現代可持續設計的重要理念。
在橋梁造型仿生的實踐里，西班牙著名設計師卡拉特拉瓦可謂是個先行者。他的很多設計靈感來源于對自然界的素描或是對人體骨骼以及動植物形態的研究。他對橋梁設計進行了自然主義的思考并借鑒了自己的前輩―――西班牙建筑師高迪。位于西班牙梅里達的盧西塔尼亞(Lusitania)橋是一座主跨189 m的拱橋，其橋面設計源于對牛頭部合理構成的研究，如下圖所示[1]。
2.1.2結構仿生與創新設計
自然界奇妙的造型需要人類去觀察和發現。從植物枝葉到動物骨骼，都是自然選擇的優化產物。比較解剖學的研究使人類逐步認識了自然界千變萬化的結構。以人體骨骼為例，人體的全部重量是由脊柱、髖骨、股骨、脛骨和足骨這一條中軸支撐起來的。足骨通過足弓合理地將人體重量分散到地面上。同樣，支持人承重和運動的骨骼，其截面上密實的骨質分布在四周，而柔軟的骨髓充滿內腔。從工程上來說，正是材料盡可能遠離中性軸的有效截面形狀。
2.1.3意象仿生與橋梁美學
人類常常驚嘆于生命體與自然界的和諧之美。生物領域的形態、比例、質感、色彩也是橋梁美學設計的源泉。仿生設計是一種自然美學理念的回歸,賦予橋梁形態以生命的象征是當今人類對精神追求所達到的共識。現代建筑設計中，建筑師對建筑獨一性所顯示出的巨大熱情，同樣可以被用于蓬勃發展的現代橋梁設計領域。造型選擇的景觀融合或夜景照明渲染中，都可以借鑒自然美學意象。如山巒的起伏、水流的婉轉。一座橋梁的成功不僅僅取決于它力學的合理性和材料的利用率，還應該具備著文化性、社會性甚至情感性。工程師不僅僅是一個計算者，也應該是充滿人文情懷的藝術家。相反，過分追求造型奇異并不一定能得到美觀的效果，反而卻可能導致浮夸和浪費。追求造型美觀也并不等同于浪費。
2.2微觀仿生與橋梁設計優化
如果自然界中繁多結構可以給概念設計以啟迪，那動植物其內部功能和機理也是結構設計優化的源泉。對于橋梁設計而言，在各種荷載的作用下安全性和耐久性是結構的首要因素。
2.2.1仿生材料與新功能橋梁
自然界是天然的材料庫。沿用至今在橋梁設計領域產生了革命式轉變的鋼筋混凝土正是出自園丁對植物根部的觀察，橋梁結構的發展與材料的發展密不可分，對于現代橋梁的可持續性而言，設計者應當認識到如何使建筑材料發揮它們最大的特質。當今仿生材料科學的發展，為橋梁工程領域開創了新的天地。這類材料不僅意味著對混凝土和鋼材等大型材料的改良，還可以在一些設計中逐漸取代傳統材料。比如：貝殼的抗拉強度遠高于水泥，而成分卻很簡單(95%的石灰石+5%蛋白質)[2]。這種自然界的啟迪正引導著科學家們尋找化學組成簡單、工藝簡化并節省能量，又減少環境污染的新型建材。
2.2.2功能機理仿生與設計優化
對動植物的功能機理研究是仿生學的核心，尤其是生物力學、行為以及能量轉化等。在此方面，人類仿生的歷史由來已久。飛機的機翼是模仿鳥類翅膀的剖面，之后對蜻蜓翅膀上翅痣的研究和模仿，又解決了機翼的顫振問題。
2.2.3神經系統仿生與類生命橋梁
生物在不斷變化的環境中生存，必須適應外部環境的變化。人和動物神經系統的作用就是調節。多數橋梁在承受外部作用時，通常只能被動抵抗，并不能主動調控。于是，在一些橋梁設計中便增大尺寸和重量。這樣不但增加了資源的浪費，同時也并不一定能起到有效的作用。比起這樣的浪費，一些理念和發明，如實時監控和阻尼器都是橋梁具備神經系統的第一步。這些花費的資源在長遠規劃上可能遠遠小于傳統的設計。
2.3生態觀與橋梁設計
雖然不需要讓橋梁像生態建筑一樣進行“光合作用”，但無論在城市中還是郊外，它的生態地位都是不容忽視的，保護環境和節約資源的生態觀應該深入到每個橋梁設計者的意識中去，一個成功的規劃應該對未來的場地規劃和環境保護起到良性的作用，否則就會造成不必要的資源浪費。應當盡可能使用地方材料，可回收可再生材料，甚至使用生產環節中剩余的材料；優先利用和改造已有橋梁而盡量減少拆建；規劃中要考慮到全壽命期內的節能措施，比如在橋梁排水、通風和照明方面充分利用太陽能和風能，可以降低大量的能耗。
3. 總結
大自然是位出色的老師，蘊涵著無窮無盡的奧秘供人類學習。幾乎找不到一門科學不受到大自然的啟示。現在,從無意識的沿用到有意識運用仿生理念，取大自然之精華而舍其糟粕，將會推動橋梁設計邁入新的階段。
參考文獻:
關鍵詞： 結構 建筑形態 仿生建筑
Abstract: Based on the brief introduction to the architectural design thinking of the Spanish architect Santiago Calatrava, the thesis deeply analyzed the bionic architectural works, which reveals the relationship between architectural form and the structure.
Key words:structurearchitectural formthe bionic architecture
中圖分類號：TU3文獻標識碼：A文章編號：2095-2104（2013）
1.簡評卡拉特拉瓦
著名西班牙建筑師圣地亞哥·卡拉特拉瓦的建筑作品對結構與建筑之間的關系做了絕好的解釋，他對結構技術的運用使建筑設計脫離了一個純粹的物質層面，向著更深的人文精神層面邁進。有人說卡拉特拉瓦建筑作品的成功之處在于解決工程問題的同時也塑造了形態特征，進行了建筑創作。他懷著對Master builder的偏愛，花費了14年的時間學習了美術、建筑、土木、城市規劃和機械技術，涉獵廣泛的豐富學歷使他能自如地對建筑設計進行操作。如果對于“麥拉特”、“托兒加”、“諾爾維”、“坎德拉”這些20世紀的結構巨匠來說，結構是由技術產生出的嶄新的形態方法，而在卡拉特拉瓦那里，結構不單是解決技術問題的結果，更重要的是為了創造出美的建筑形態的藝術，并使結構本身成為一種無須隱蔽的表現力量。從這種意義上來講，卡拉特拉瓦的結構即是建筑形態，結構設計決定了他未來的建筑形象。
對于卡拉特拉瓦來說，一個新建筑的產生不僅僅是要解決一系列復雜的矛盾沖突，而是要尋找問題的根本所在，重新進行思考和解讀。正因如此，卡拉特拉瓦創造出了最具原創性和最富有詩意的作品。卡拉特拉瓦在建筑形式的生成過程中，遵循自然法則和科學規律，但并不因循守舊，他不斷地打破傳統結構定式，使技術與藝術重新獲得了統一，成功地將技術藝術化、藝術技術化，并使兩者處于一種互動關系中。
2.卡拉特拉瓦的結構與仿生建筑
卡拉特拉瓦作品的一個重要特征是由自然與生物構想出的結構形式，卡氏的結構絕不是單純模仿有機形態，而是來自于對“自然界中生物的形態是產生其形態的物理力的痕跡”這一道理的認識。卡拉特拉瓦在觀察了人體及其它生物骨骼或植物之后將其結構邏輯化，并重組為金屬與混凝土的建筑物的結構。這是從一種質到另一種質的邏輯轉化過程，其作用的原動力是理性。卡拉特拉瓦能自在地對結構進行操作，而他的結構不單是解決技術問題的結果。結構是由科學技術產生的嶄新的建筑形態，而卡氏則將結構看作是創造美的建筑形態的一項技術。
對生命體結構的模擬在卡氏作品中始終占有重要的地位。處女作“厄恩斯汀倉庫的入口”可以像人的眼睛一樣“眨動”。“里昂火車站”則像鳥的翅膀。“薩托拉斯車站”、“畢爾巴鄂機場”、“阿拉米羅橋”更與鳥的形態無異。而以生物的骨骼為構思原點的建筑作品也非常之多，有“魯茲艾倫車站”、“沃勒恩高級中學”、“斯達霍芬車站”、“魯茲艾倫郵政局”、“泰伯爾特利劇場”、“表瑞達大橋”。另外在形態擬人化方面有“蒙瓊依克塔”、“科學博物館通訊塔”等作品。
2.1人體仿生
現代主義大師勒·柯布西耶曾說過：“房屋是居住的機器。”可見現代主義者視建筑如同機械，或是供人類活動的容器。而卡拉特拉瓦則認為：建筑是擬人的。他把建筑看成是人體的另一種表現。自然是完美的，人就是其中的代表。所以在其作品中有大量以人體器官為靈感的痕跡。
2.1.1眼睛
卡拉特拉瓦曾說過：“有人曾經說過如果拉菲爾失去了臂膀，他或許會成為一名優秀的建筑師，因為建筑師的作品是通過眼睛來完成的。這才是觀察與判斷和創造的源泉。”
圖1巴倫西亞科學城的天文館 圖2 巴倫西亞科學城的天文館
“眼睛是心靈的窗口。”對于8歲就開始學習繪畫的卡拉特拉瓦來說，對眼睛的研究一直有濃厚的興趣。他曾經畫了許多關于眼睛的速寫，還曾經作過一個“用于動力學實驗的眼睛”，其靈感便是來源于眼睛的可開合功能。卡拉特拉瓦不但在厄恩斯汀倉庫的大門上應用“可開啟的眼睛”，在巴倫西亞科學城的天文館（圖1-2）設計中更是把眼睛的意象與功能表現得淋漓盡致。天文館的半球體如同懸浮在空中，籠罩在長110 m，寬55.5 m的混凝土和玻璃下，其中可開合的“眼簾”部分由透明的點式玻璃幕構成，拱形混凝土蓋的兩端支點可以使“眼簾”與“眼球”分開，當球體完全顯露出來，便猶如地球在浩渺的宇宙中。
2.1.2手掌
圖3賽維亞科威特展館 圖4 蘇黎世斯達徳霍芬車站
卡拉特拉瓦對人體的興趣遠不止眼睛，諸如人靈活的手也成了他的創作寶庫，它們往往充滿了雕塑性的意味，創造了獨特的城市景觀。如賽維亞科威特展館（圖3），它的結構是可以上下活動的，像是一根根逐漸變細的手指，通過液壓的控制可以作雙手交叉等姿勢，當閉合時形成的拱頂，打開時是一個525 m2的圓筒形廣場。當夜晚的燈打開時，散發著朦朧而柔和的光，這時手掌變成了巨大的陰影機，向人們講述著光與影的故事。
在蘇黎世斯達徳霍芬車站的設計中，卡拉特拉瓦除了考慮火車站本身的復雜功能和它與城市文脈的聯系之外，嘗試著運用了人體與解剖學的概念。在從人體的姿態研究中，借鑒了人體中張開的手掌的概念。這種模仿貫穿于整個項目——主要的扶壁柱，一個小頂棚，候車的棚架之中，使它成為車站大部分建筑外觀的一大特征。剖面底部地下空間的柱子，也是應用了將手的形狀倒置的形式（圖4）。
2.1.3脊柱
關于人體脊柱的研究，卡拉特拉瓦有自己的獨到之處：“頭部支撐在脊柱的第一頸關節上，所以它可以自由轉動。這使得抬頭、轉頭、低頭或組合起來的運動，在某種程度上非常有趣和富于戲劇性。我曾經研究過如何控制頭部運動，開始是從純體量入手——用最少的構件固定立方體。”卡拉特拉瓦通過對人體形象的抽象研究，簡明概括地表達人體復雜運動的機理。他畫了許多關于“脊柱”的草圖，并作了雕塑性的實驗，2005年他設計的瑞典馬爾海姆市旋轉大廈（圖5）終于將他的“脊柱”仿生學應用于實踐。
該項目起初的計劃是一件雕塑，這座大樓高度為186m，共54層，分成九個獨立的立體單元，每個單元有五層，九個獨立單元以中心為軸，逐漸扭轉。每層樓面都有各自的特色，樓層越高，大樓的主體核心越小，居住面積相應增大，而外部不變。整個大樓以90°盤旋而上，向人體的軀干一樣自由扭轉，極富動感。大廈最底下兩個區為辦公，其余7個區共有147套豪華公寓，共有33種不同形式。由于大樓從一樓到頂樓扭轉了90°，每套公寓不僅擁有充足的自然光，而且公寓的面積、內部裝修都各具特色。旋轉大廈在結構上所體現出的表現主義張力，使得旋轉大廈從任何一個角度看上去都呈現出一種新的面貌。
2.2自然仿生
自然生物作為卡拉特拉瓦的第二創作源泉，具有與人體仿生相同的地位。觀察自然中的樹木與動物的形態，通過尋找植物形態與建筑結構的相似性，從而獲取創作靈感。
圖5瑞典馬爾海姆市旋轉大廈 圖6 沃連中學的入口雨篷
2.2.1樹枝
自然界中，樹的結構很像人向上抬起的手臂，使人聯想到賴特在約翰遜公司總部中曾使用的蘑菇形圓柱。卡拉特拉瓦巧妙地將樹的結構分枝與哥特建筑的肋拱相結合，用自然存在的方式闡釋結構力的傳遞，表現出結構的空間意義。堡尚茨利餐廳就是利用樹狀結構建造的戶外餐廳，每個單元的樹枝狀結構都是自動控制的可折疊的屋頂，這種可活動的屋頂模糊了結構與建筑的界限，亦真亦幻的空間減弱了內外空間的領域感。
2.2.2樹葉
在卡拉特拉瓦的筆下，樹葉有時會單獨成為創作的靈感出現。尤其是葉脈清晰而富有秩序性的棕櫚樹葉，它不僅符合結構力的傳遞原理，又具有韻律和美感以及可讀性強等特點，很自然地納入到卡拉特拉瓦的創作基因庫。沃連中學的入口雨篷（圖6）就是由“葉脈”挑出的鋼制懸臂梁和玻璃組成的，在技術上，懸臂梁按受力設計截面大小，從藝術角度來看，由粗到細的懸臂梁取得了輕盈的效果。
2.2.3動物骨骼
自然界的植物和動物乃至昆蟲都表現出力和平衡的觀念，它們同時組成了自然有機體。對于骨骼學的研究對卡拉特拉瓦創作復雜結構起了至關重要的作用。他分析了骨骼和承重結構之間的關系，將其與建筑結構類比，在建筑中多體現為細部的重復和韻律的表現形式。
迄今為止，卡拉特拉瓦運用的仿生形式遠不止上述這些，他在美國密爾沃基藝術博物館（圖7）的設計中借用了展翅飛翔的海鷗形象；紐約的現代藝術博物館中還展現出了類似于“肋骨”狀的、可有規律的擺動的“漸變陰影機”；在法國里昂機場（圖8）的設計中模仿了鳥類骨骼結構等等。
如果探究卡拉特拉瓦熱衷于探索自然的原因，那就是以科學的態度去分析“自然”。他傾向于用仿生學解決處理創造建筑結構時所遇到的靜力學問題。他分析結構的受力，將壓力、拉力和張力等逐一表現出來，最終產生一些符合自然形式的形態。這樣的結果存在著一個必然性，因為仿生學的創始人湯姆森爵士經研究表明，“自然形態經過適應過程后總是與物理法則相符合，即所有形態都是壓力與重力物理法則的結果。”也就是說，自然界事物的形態與其實現特定的功能相吻合，卡拉特拉瓦分析受力的結構必然會和自然界的某種形式相類似。
圖7 密爾沃基藝術博物館 圖8 法國里昂機場
3.結語
在卡拉特拉瓦眼中建筑與自然界的生物有著千絲萬縷的聯系，但最終二者都應以某種最合理的形式使其機能得以實現。于是仿生就成為卡氏建筑作品集中表現的理論元素之一。在卡氏的設計思想中仿生并不是孤立的體現在其作品中的，而是通過卡氏天才般的技藝將結構與建筑有機的結合在一起的。當結構的傳力方式通過特定的組合構件被清楚地表達出來，并讓人們能夠憑借常識和經驗做出判斷時，它就會令觀賞者產生某種共鳴，或是穩固帶來的愉悅，或是危險帶來的驚嘆，當這種結構系統越接近“臨界點”它就越具有心理上的震撼力，在卡氏作品中結構形態即是建筑形態。
參考文獻：
[1]姚鋼,郝赤彪《理性與表現——圣地亞哥·卡拉特拉瓦的創作理念》，《青島理工大學學報》，第28卷第4期
關鍵詞：自動控制，天然氣管道，安全
0引言
天然氣作為一種新的清潔能源，對我國調整能源結構、改善環境污染、方便人民生活、節約能源和減少環境污染等方面發揮了很好的作用。然而天然氣是易燃、易爆、易揮發的氣體【1】，一旦因各種原因造成管道泄漏、破壞，則可能引發火災、爆炸事故，造成生命、財產的巨大損失，同時給公共衛生和環境保護帶來較長時間的負面影響。因此，加強天然氣管道的安全管理是天然氣行業的關鍵任務。將自動化控制的理論應用到天然氣管道中是提高安全管理水平的有效措施。
1自動控制理論的發展
自動控制是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設備或裝置使機器設備或生產過程的某個工作狀態或參數自動地按照預定的規律運行【2】。
自動控制理論是研究自動控制共同規律的技術科學。它的發展初期，是以反饋理論為基礎的自動調節原理，主要用于工業控制，二戰期間為了設計和制造飛機及船用自動駕駛儀，火炮定位系統，雷達跟蹤系統以及其他基于反饋原理的軍用設備，進一步促進并完善了自動控制理論的發展。到戰后，已形成完整的自動控制理論體系，這就是以傳遞函數為基礎的經典控制理論，它主要研究單輸入—單輸出，線形定常數系統的分析和設計問題。
為適應宇航技術的發展，自動控制理論跨入了一個新階段—現代控制理論，主要研究具有高性能，高精度的多變量變參數的最優控制問題，主要采用的方法是以狀態為基礎的狀態空間法。目前，自動控制理論還在繼續發展，正向以控制論、信息論及仿生學為基礎的智能控制理論深入。
為了實現各種復雜的控制任務，首先要將被控制對象和控制裝置按照一定的方式連接起來，組成一個有機的總體，這就是自動控制系統。在自動控制系統中，被控對象的輸出量即被控量是要求嚴格加以控制的物理量，它可以要求保持為某一恒定值；而控制裝置則是對被控對象施加控制作用的機構的總體，它可以采用不同的原理和方式對被控對象進行控制，但最基本的一種是基于反饋控制原理的反饋控制系統。
在反饋控制系統中，控制裝置對被控裝置施加的控制作用，是取自被控量的反饋信息，用來不斷修正被控量和控制量之間的偏差從而實現對被控量進行控制的任務，這就是反饋控制的原理。
2自動控制理論在天然氣管道中的應用
自動控制在天然氣管道方面也有很廣泛的應用。隨著我國天然氣長輸管道的蓬勃發展，尤其在西氣東輸管道投產運行后，我國數字化天然氣管道建設進入了高速發展時期，而數字化天然氣管道建設的核心是天然氣長輸管道SCADA系統的建設。SCADA（SupervisoryControl And Data Ac-quisition）系統，即數據采集與監視控制系統，是以計算機為基礎的監視控制和數據采集(SCADA)系統作為信息時代的產物，已廣泛應用于電力工業、鐵路運輸、環境保護、城市公用事業及輸油輸氣管道領域【3】。輸氣管道的SCADA系統常采用管理集中、控制功能分散的分布式控制方式，一旦通信系統或調度控制中心設備故障，各站仍能獨立地運行。一個完整的輸氣管道SCADA系統一般可分為三級控制：調度控制中心級、站場控制級和現場控制級。免費論文。
目前SCADA系統已經成功應用于西氣東輸管道工程，實現了天然氣輸氣管道的全線遠程監控，提供了運行參數在線采集、數據趨勢和設備狀態的顯示；提供了多種管道運行報警手段，并啟動了管道運行的各類保護系統，如管道壓降速率保護、高低壓保護、ESD緊急停戰保護等，全面提高了管道運行的安全程度。免費論文。天然氣管道系統的穩定、可靠運行不僅使控制工藝得到了改進，提高了企業管理水平，而且在確保安全生產基礎上，獲得了更大的經濟效益。免費論文。
3 結論
在天然氣管道中應用SCADA系統既可以減少作業人員的數量，又可以將計算機應用到天然氣管道中，實現天然氣管道的信息化和自動化，更主要的是可以提高管道系統的安全性，極大地減少事故的發生。
參考文獻：
[1]金瑋.天然氣管道安全管理的初探[J].工作研討，2009，3：31
[2]陳建明.自動控制理論[M].北京：電子工業出版社，2009.
[3]王牧陽，喻良[J].西南給排水，2007，2（29）：43
17年磨礪獻給國人“生物頻譜”專利技術“如果我們不懂得現代社會生存的叢林法則，沒有自主的知識產權，就無法生存下去。”這是駿豐頻譜公司執行總裁陳俊嶺先生經常提及的話。
正因如此，駿豐公司在初創階段，就高瞻遠矚地成立了科研所，并盯上了具有高科技含量的家用醫療器械，從多方面組織技術力量進行科研攻關，開始了一條艱苦的科技創新歷程。
國際企業界普遍認為，研發經費占銷售額的5％以上，企業才有競爭力；占2％僅夠維持；不足1％的企業則難以生存。2005年中國企業500強中提供了研發數據的373家，只有106家的研發費用占銷售額的比例超過了2％。駿豐公司非常重視產品研發工作，與國內外多家權威科研機構合作投入的科研經費早就遠遠超過了銷售額的5％。
“只做第一，不做第二”是駿豐公司對技術研發的要求。目前公司研制推向市場的駿豐頻譜水治療保健儀，其核心技術經國家級檢索查新和科技成果鑒定，達到國際領先水平，并已經獲得了中國、美國、英國、澳大利亞和新加坡等國的發明專利。也就是說，在專利有效期內，只有中國的駿豐公司獨自享有這一高新技術產品開發和生產的權利。產品上市以來，數以百萬計的新老用戶使用情況的資料、檔案，為腳踏實地的科研和可持續的創新打下了不可撼動的基礎。2001年6月，在國家衛生部批準召開的首屆“中國保健科技大會”上，經專家評審，駿豐頻譜水治療保健儀被授予 “科技進步獎”。2006年6月，在美國舉辦的“第22屆匹茲堡新發明新產品博覽會”上駿豐頻譜水治療保健儀又榮獲“一金二銀”3項國際發明大獎。
17年專注創造領先世界的“健康飲水”新時尚據統計，發展中國家約有10億人喝不上清潔水，每年約有2500多萬人死于飲用不潔水，全世界平均每天約有5000名兒童死于飲用不潔水……
人類致病的環境因素與日俱增，藥物的毒副作用難以避免，在工業污染日趨嚴重，自然環境日趨惡化的今天，健康好水更是一杯難求。
駿豐頻譜水治療保健儀利用仿生學原理，模擬人體電磁振蕩頻譜場作用于水，飲用后能達到預防、保健和輔助治療的功效，具備健康水的標準，從而提高人們的生命質量。
中國協和醫科大學基礎醫學院博士吳元德教授說：“駿豐頻譜水治療保健儀，通過各種實驗和測定，也可以驗證它有保健、防病和輔助治療的作用。”
暨南大學生命科學技術學院教授、博士生導師蔡繼業說：“利用仿生學的原理，模擬人體的電磁振蕩頻譜場作用于水，這是駿豐公司獨創，具有創新性。”
北京大學醫學部微循環研究中心研究室主任劉育英教授說：“我們只看結果，科學實驗證明，經過駿豐頻譜水治療保健儀調制成的頻譜水，確實能產生一定的有利于身體健康的生物學效應。”他和他的課題組，將這些試驗結果以4篇論文的形式公開發表，進一步證明了這些試驗的真實性和完整性。
駿豐公司的企業家以“上善若水”的境界， 從事著有關“水”處理科學的健康事業。也具有當年老子那樣寄托于“水”的哲學理念和道德理念。駿豐公司以富有責任感的行為，創造了一個引領世界時尚的“健康飲水”新風潮!
17年奉獻成就“顧客就是親人”的企業文化在大風大浪中搏擊，不少企業倒下了，駿豐為什么還能堅持下來呢?駿豐公司Roger總裁一句話給了我們答案：在一個以市場競爭為基礎的戰略新時代，駿豐公司能夠生存并發展，除了其擁有核心技術之外，再就是要不斷尋找更好的方法，在市場中為消費者創造卓越價值。我們每銷售一臺駿豐頻譜水治療保健儀都滲透著一種質量、一種服務和一種品牌。為了消費者的利益，駿豐全力打造事業，以消費者為中心成就市場英雄，并最終成就了“顧客就是親人”的企業文化。
企業經中國醫療器械質量認證中心嚴格審查檢驗，通過了ISO的質量管理體系認證。其中ISO9001是通用性標準，它是對整個企業活動過程的控制，即規范企業管理，讓企業運作都在嚴格的規定程序之中。同時還進行了醫療器械的認證，其標準為ISO13485，這是專門為醫療器械行業設立的，是醫療器械的特定要求，是對ISO9001的補充。
“正因為我們通過了上述雙認證的工作，所以駿豐的產品賣給客戶后，他們（體系認證機構）隨時可以來查我們的某臺產品賣到哪個地區哪個客戶家里。另外，材料的來源也可以查到出處，如果發現問題，就能很快地找到源頭進行解決，這樣保證了責任的明確化。同時，我們所有的經營過程和資料也都在控制之內。”趙春英副總裁頗有把握地說。
駿豐公司不僅以嚴謹的質量管理體系為消費者提供品質卓越的產品，還通過真情服務營造了一種超越買賣關系的親情文化。
論文摘要：在語文教學中，激發學生學習的興趣，培養他們樂于思考的良好習慣；實施民主教學，讓學生成為學習語文的主人；引導學生學會運用多種想像和聯想；把課內學習與課外活動有機地結合起來。使學生的創新意識通過教學實踐而真正轉化為創新能力。
《語文課程標準》明確提出：在教學過程中，要“努力開拓學生的視野，注重培養創新精神。”因此。培養學生的創新能力勢在必行。
一、激發興趣，讓學生養成“樂”于思考的良好習慣
“興趣是最好的老師”，是學習語文的內在動力，濃厚的興趣是促成創新成果產生的前提和保證。在授課時，教師要轉變教學觀念，不能一味地傳授知識，自己唱“獨角戲”，應當在教學中運用啟發式、討論式教學，精心設計提問，充分調動起學生學習的積極性，培養他們學習的興趣。在課堂上，積極引導學生主動去思考，教會學生真正抓住文章的疑點“援疑質理”，這樣才能激起學生創新思想的火花，激發他們求知的欲望，讓他們在愉快的心境中獲得新知，提高分析問題和解決問題的能力。
二、實施民主教學，讓學生真正成為學習語文的主人
明確學生是課堂的主人，是教學的出發點和歸宿。在課堂上，我們不妨把說話的權利讓給學生，把黑板的一塊讓給學生。實踐證明，讓學生參與教學活動，一方面能培養學生的實踐能力，另一方面能鼓勵學生大膽質疑爭辯。學生一旦參與教學活動，就能給課堂帶來極大的活力。學生創新能力的獲得首先在于其自主精神得到尊重和愛護，真正成為學習的主人，而教師的主導作用也只有在民主的氛圍中才能發揮得更充分、更有效。
實施民主教學，要允許多種答案并存，教師不能搞“一言堂”。一個問題往往不止一種答案。從不同方面、不同角度思考，答案很可能不盡相同，正所謂“橫看成嶺側成峰，遠近高低各不同”、“條條大道通羅馬”。因此，在教學中，有不少問題完全可以允許多種答案并存，否則，就可能使學生的創新思想受到禁錮。
三、堅持鼓勵為主的原則，培養學生學習的自信心
教師在指導學生閱讀文章時，要鼓勵他們多動腦筋，從各個方面、各個角度提出疑難問題。培養學生質疑的習慣，目的是培養學生發現問題、提出問題的能力，教師應消除學生提問題的疑慮，堅持以鼓勵、表揚為主。教學實踐證明，學生是善于提出自己的疑惑的，也是能分析判斷解決問題的。教師不顧學生對某一問題懂不懂，一味地講，是對學生的能力缺乏正確的估計，是對學生思維發展的一種壓抑。教師鼓勵學生質疑，課堂上就會出現“百花齊放，百家爭鳴”的局面。
鼓勵發表異議。求異創新是一種廣開思路、不依常規、尋求變異、多方思考、探求解決問題新途徑的創造性思維方式，多端、變異、獨創是他的主要特征。我們在教學中，要鼓勵學生各抒己見，尤其應鼓勵發表與眾不同的見解。鼓勵學生開動動腦，敢于提出異議，不迷信權威，不迷信書本和老師。
四、悉心引導，讓學生學會運用多種想像和聯想
愛因斯坦曾經說過：“想像力比知識更重要。因為知識是有限的。而想像力概括著世界上的一切，推動著進步，并且是知識進化的源泉。”從這段話中我們可以領悟到：一個人的知識是靜止的、封閉的和有限的，而想像力是運動的、開放的和無限的。因此，教師要想方設法教會學生運用假設想像、補充想像、超前想像、比擬想像等多種想像，使學生的創造性思維火化越來越多地迸發出來。
“聯想是從一個事物想到另一個事物的能力。是側向思維的一種形式”，是發展創造性思維的一種重要手段。教師要引導學生學會運用接近聯想、對比聯想、類比聯想、因果聯想等聯想形式，讓學生打開思路，使思維向縱、橫、逆等多向擴散，變單向的直線思維為多向的輻射思維，從而有可能創造出新的形象、新的思想來。
例如讀了有關“仿生學”的文章，引導學生展開類比聯想：從魚鰓功能聯想到制造類魚鰓，人們戴上它就可以長期遨游海底：由蝙蝠夜間飛行發出超聲波。聯想到給盲人安上“超聲波收發儀”。可以像常人一樣行動自如……
五、課內與課外相結合，使學生的創新能力具有“源頭活水”
大語文教育的觀點是：“語文的外延與生活的外延相等”，“生活處處有語文”。因此，我們不但要重視課內學習，還要結合教材內容，廣泛開展語文課外活動，讓學生在課外活動中，開闊視野，豐富知識，增長見聞，培養他們的創新能力。
關鍵詞:太極；圖書；智慧；物理學；重建
導言:事關物理學的兩個問題
問題一:美國物理學家惠勒教授，于1981年10月，應邀到北京、合肥、上海等地講學，系列的演講集為《物理學和質樸性》一書。書中記載了惠勒教授對現代物理學下出的這樣一個結論:“物理學的基礎結構注定要坍塌，并將重建在一個新的基礎之上。”物理學的基礎結構為什么會坍塌?這是西方物理學界眾所周知的問題，本文不做展開討論。
問題二:中國文化源頭的太極圖為什么會出現在惠勒演講集的第一頁?為什么惠勒每一次演講時都會談到，玻爾同樣崇尚太極圖，并把陰陽視為并協原理的先河?太極內涵為何，外延為何?為什么會贏得兩大物理學家的敬重?這一問題并不是物理學界眾所周知的問題。本文試圖從天文歷法、宇宙演化、中國哲學、文化基礎四大方面入手，解釋太極的內涵與外延，目的是希望為物理學重建找出堅實的理論基礎。當然，本文的重點在于太極的理論基礎，而不是物理學重建本身。
美國理論物理學家卡普拉(FritjofCapra)說:“我覺得東方的思想家對一切已經了然，如果能夠將他們的答案翻譯成我們聽得懂的語言，那么所有的問題就有解答了。”
一、歷法中的太極
天文學是中華民族的第一學，歷法是中華民族的第一法。有文字，天文歷法是用文字表達的。文字之前，天文歷法是用抽象符號表達的。太極、圖書(河圖、洛書)、八卦，都是文字之前的抽象符號。幾組抽象符號可以融為一個整體，太極處于核心地位。這里的討論以太極為主，必要時也會涉及圖書、八卦。
太極，在歷法中的第一重意思表示的是周日與周歲的陰陽轉換。周日的陰陽是無限循環的晝夜，周歲的陰陽是無限循環的寒暑。晝夜，由日往月來所決定。寒暑，由太陽視運動在南北回歸線之間的往來所決定。
歷法中的太極，解答了這樣幾大問題:
1.確定了一陰一陽的無限循環。晝夜亦陰陽，寒暑亦陰陽，陽盡陰來，陰盡陽來，陰陽的基本特征是無限循環。
2.確定了陰陽兩極。周日之中，陽極在日中，陰極在夜半。周歲之中，陽極在日影最短點(夏至)，陰極在日影最長點(冬至)。陰陽兩極可以用12地支的子午兩支來表達。陰極在子，陽極在午。晝夜寒暑，一陰一陽，規律地循環在兩極之間。螺旋，是循環往來的運動形式。洛書中的奇偶之數連線可以證明這一點。
3.確定了時令四點與天文三線。時令四點為冬至、夏至、春分、秋分。冬至，太陽視運動至(止)于南回歸線；夏至，太陽視運動至(止)于北回歸線。春分、秋分，太陽視運動相交于赤道線。冬至、夏至為陰陽兩極點，春分、秋分為陰陽平分點。太陽視運動無限循環在天文三線、時令四點之間。
4.確定了陰陽轉換的大小周期。日往月來，為周日陰陽轉換之小周期。寒往暑來，為周歲陰陽轉換之大周期。
小周期，被歸納在12時辰之中。12時辰用12地支(子丑寅卯辰巳午未申酉戌亥)來表達。周日小周期，一日一循環。一日如此，日日如此。大周期的數據規律性地變化在365—366天之間。《周髀算經》:“三百六十五日者三，三百六十六日者一。”立桿測影，日影數據變化的規律為四年之中三年為365天，一年366天。準確地說，太陽在南北回歸線之間往來的大周期為1461日。
5.確定了歲、月、日的時間單位。“陰陽之義配日月。”《周易•系辭上》這一論斷指出，陰陽觀念首先是從日月出發的。“故月與日合，為一月。日復日，為一日。日復星，為一歲。”《周髀算經•日月歷法》告訴世人，歲、月、日這三大時間單位是按照日、月、星的對應關系確定出來的。
6.確定了陰陽轉換的三大基本形式。無限循環，圓周運動，不勻速，是陰陽轉換的三大基本形式。陰陽轉換，無限循環。無限循環，軌跡為橢圓。這里不存在直線運動。365—366天，這兩個數據說明，橢圓的運動不是勻速運動而是不勻速運動。橢圓中應該有一陰一陽兩個點，而不是一個焦點。
7.確定了時空物三位一體的時空觀。日行一度，歷中一天。太陽周天365—366度，回歸年365—366天。度論空間，天論時間。時間空間，上關乎天文，下關乎萬物。
萬物生長靠太陽，太陽視運動的周期決定著萬物生命的周期。太陽回歸年時間長度一分為四為春夏秋冬四時，一分為五為金木水火土五行，四時對應東西南北四方，五行對應東西南北中五方。萬物生長在空間之中，萬物隨時間而變化。時間、空間一不遠物，二不遠人，這里的時空觀為時空物三位一體的時空觀。
8.確定了陰陽轉換與氣候轉換的關系。陰陽兩極的轉換，決定著氣候兩分的轉換。“一年分兩截，兩截分陰陽。”彝族十月太陽歷，將太陽回歸年的時間長度一分為二，前半年為陽，后半年為陰。苗族古歷以冬至為陽旦，以夏至為陰旦。以冬至夏至為界，分出了陰陽兩個半年——前半年為陽，后半年為陰。陽年，氣候一步步變暖。陰年，氣候一步步變寒。一年陰陽兩分，可以在中午日影最長與最短兩點這里得到實證。
太陽回歸年的時間長度一分為二，為陰陽兩截；一分為四，為春夏秋冬四季；一分為五，為木火金土水五行；一分為十二，為十二月；一分為二十四，為二十四節氣。陰陽轉換所引起的氣候變化，具有規律性與永恒性。
陰陽五行學說，是天文歷法中出現的，首先是在十月太陽歷中出現的。歷法中的陰陽五行一可以重復，二可以實證，三可以測量，四可以定量。
9.揭示了陰陽轉換與萬物生命的關系。陰陽轉換、氣候轉換決定著萬物的生命。
周日之陰陽決定著萬物的動靜。牽牛花晝而開夜而閉，公雞晨而鳴夜而息。萬物的動靜，遵循著周日陰陽轉換的規律。
周歲之陰陽，決定著萬物的生長收藏，決定著“離離原上草，一歲一枯榮”。萬物的生死，遵循著周歲陰陽轉換的規律。
萬物動靜、生死之周期與陰陽之間的對應關系，可以用“間不容發”四字來形容。
二、宇宙演化中的太極
宇宙演化中的太極，解答了這樣幾大問題:
1.確定了宇宙演化的起點。宇宙演化的起點在上帝，這是《圣經》的結論。宇宙演化的起點在太極，這是《周易》的結論。太極，有許多代名詞，道、大一、一，均可以等同于太極。
2.確定了宇宙演化的形式。上帝說要有A，于是就有了A；上帝說要有B，于是就有了B。命令式，這是《圣經》中的宇宙演化形式。一分為二，二分為四，四分為八，八八六十四。陰陽分裂式，是《周易》中的宇宙演化形式。陰陽分裂而變，演化出了生氣勃勃的繁華世界。
3.統一了六種世界。太極可以表達至大無外的宏觀世界，可以表達至小無內的微觀世界，宏觀世界與微觀世界在太極這里得到了統一。
太極可以表達無形的先天世界，可以表達有形的后天世界，先后天世界在太極這里得到了統一。
太極可以表達無氣無血的物質世界，可以表達有氣有血的生命世界，物質與生命兩個世界在太極這里得到了統一。
4.揭示了運動所需要的多種力。太極，自動恒動。自動需要原動力，恒動需要恒動力，原動力與恒動力均源于太極體內的陰陽相推。
一陰一陽永不可分，這需要相互吸引力；一陰一陽永不重合，這需要相互排斥力。相互吸引力與相互排斥力均源于太極本身。
太極循環，需要旋轉力；陰陽平衡，需要平衡力，旋轉力與平衡力均源于太極本身。
5.揭示了萬物的基本結構與基本成分。“萬物負陰而抱陽。”太極所含有的一陰一陽，可以表達萬物陰陽兩種基本成分，可以表達萬物陰陽兩分的基本結構。
6.揭示了有形、無形兩種因素的基本聯系。世界有有形的一面，有無形的一面，例如人的形體與精神。人體通于天體，天體之中同樣存在著有形、無形兩種因素。陰有形陽無形，有形無形兩種因素是密不可分的，太極將這兩種因素完美地統一在了一起。
7.揭示了一陰一陽的對稱關系。太極中的一陰一陽，大可以論宇宙，小可以論基本粒子，大宇宙與基本粒子內部均為對稱的鏡像關系，無論成分還是結構。
太極中的一陰一陽，既可以論天體，也可以論人體。天體與人體內部均為對稱的鏡像關系，無論成分還是結構。
8.揭示了一陰一陽的相互作用。相推、相摩、相蕩，描述陰陽互動，《周易》使用了這三個動詞。動，有多種形態；而相互作用，始終如一。
三、中國哲學中的太極
中國哲學中的太極，解答了這樣幾大問題:
1.確定了生生之源。有生生之物必有生生之源，先天之中的生生之源是陰陽二氣，是陰陽二氣相互作用演化出了天地。
后天之中的生生之源為天地水火，天地水火相互作用演化出了萬物與男女。陰陽可以喻天地，可以喻水火，在萬物的演化過程中，天地水火的作用一樣都不能少。
2.確定了事物間的基本關系。太極內一分為二，外合二而一，事物間的基本關系，就此確立。
3.確定了事物間的平衡關系。陰陽之間的關系，是平衡關系。天地之間、人際之間、人體氣血之間，均應該以陰陽平衡關系為基準。平衡為常態，偏頗為病態。和平，是《周易》治理天下的終極目標。以平為期，則是《黃帝內經》醫病的終極目標。
4.確定了描述宇宙的奇偶之數。河圖洛書、八卦用奇偶之數表達了文字之前的天文歷法，表達了天體與人體。陰陽即奇偶，奇偶即陰陽。陽奇陰偶可以完美地描述宇宙。
5.確定了歸納與推理的兩種基本方法。太極，是現實世界的歸納。太極，可以推理現實世界中的一切。歸納與推理，兩種基本方法，始于太極。
6.確定了“以道論之”的思路與方法。論證問題，善不善、是不是、該不該，不能以“我”論之，應該站在生生之源的立場上去論。“一陰一陽之謂道。”太極即道，道即太極。早期中華大地上產生的一部部經典，一件件先進器具，均產生于“以道論之”的思路與方法之下。領先于世界的中華文明也正是產生于這一思路與方法之下。
四、文化基礎中的陰陽
文化基礎中的陰陽，奠定了各個學科的理論基礎:
1.奠定了禮儀的理論基礎。《禮記•禮運》:“是故夫禮，必本于大一，分而為天地，轉而為陰陽，變而為四時。”
2.奠定了中醫學的理論基礎。《黃帝內經•素問•四氣調神大論》:“故陰陽四時者，萬物之終始也，死生之本也，逆之則災害生，從之則苛疾不起。”陰陽學說，是中醫文化的第一大基石。天地、日月、男女、氣血、臟腑、經絡、疾病，均是用陰陽學說統領的。
奠定了經絡的理論基礎。人體經絡分陰分陽，陰六經陽六經，《黃帝內經》論經絡，陰陽是論證經絡的基礎。
3.奠定了數理化的理論基礎。陰陽學說，在中華大地上，奠定了各個學科的基礎。
(1)數學。“觀陰陽之裂變，總算術之根源。”劉徽在《九章算術•序》說，陰陽是算術的基礎。
三角形。立竿測影，竿為股，影為勾，竿端與影端相連的斜線為弦，直角三角形就此成立。中華先賢在測影的過程中發現了直角三角形。
32+42=52，這個公式是在《周髀算經•商高定理》中出現的。商高說，大禹治水治天下時廣泛運用了勾股定律。
(2)化學。《周易參同契》:“物無陰陽，違天背元。牝雞自卵，其雛不全。夫何故乎，配合未連。”沒有公雞母雞，有雞蛋而無雛雞。《周易參同契》用陰陽模型，解開了元素化合的秘密。在世界化學史中，《周易參同契》為奠基之作。
(3)物理學。前面已經談到，以陰陽轉換為基礎時空觀，是時空物一體、無限循環的時空觀。
陰質陽力，不可分離的質力關系，就此確立。苗族文化解釋陰陽，不但解釋出了質與力，還解釋出了結構。質力與結構，為一分為三、合三為一的統一體。
有生于無，無中生有；陰陽自動恒動，相互作用；陰陽永不重合，永不分離；陰陽圓周循環，對稱平衡……
以上這些均相關于物理學。
4.奠定了音律的理論基礎。“六律、六呂以合陰陽之聲。陽聲:黃鐘、大簇、姑洗、蕤賓、夷則、無射。陰聲:大呂、應鐘、南呂、函鐘、小呂、夾鐘。”《周禮•春官》以陰陽論律呂，十二平均律是從陰陽出發的。十二平均律，今天仍然在使用。
5.奠定了仿生學的理論基礎。陽奇陰偶，奇偶之數組成了河圖洛書。陽奇陰偶，陰陽兩爻組成了八卦。據彝族典籍《土魯竇吉》(宇宙生化)記載，洛書表達的是十月太陽歷，河圖表達的是十二月陰陽合歷。《周易》中的八卦，有無限的象征性，可以表達天體，可以表達人體，但首先表達的是四時八節與四面八方。《尸子》記載，八卦首先表達的是八節(立春立夏立秋立冬，春分秋分冬至夏至)。中華先賢以天文為坐標制定了歷法，以天文為坐標創造了人文，仿生學于此誕生。和諧自然的哲理，誕生于此。天人合一的的哲理，誕生于此。
6.奠定了論技論術的理論基礎。解牛之技論道，承蜩之技論道，劍術論道，棋技論道，品茶論道……構成中華文明的成果，無一不與道相關。
7.奠定了諸子的理論基礎。一陰一陽合而為道。道，是先秦諸子論證問題的基本依據。儒家論禮，道家論德，兵家論兵，陰陽家論歷，醫家論醫……諸子論證問題，無一不是以道論之。
結語:刀叉有刀叉的智慧，筷子有筷子的智慧，如果將兩種文化背后的智慧加以融合，不但能解答當代一系列難題，而且能創造出利用自然、和諧自然的新文明。
參考文獻
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關鍵詞：徽派建筑；宏村；傳統建筑特色；國際舞臺
中圖分類號：J59 文獻標識碼：A 文章編號：1005—5312（2012）27—0220—01
隨著環境的改變，時代的發展，在這個盲目崇尚外來文化的世界，英倫、德式、西班牙等建筑風格甚囂的市場下，人們又開始尋求精神家園的重建和回歸，并試圖對這個城市的傳統文化與建筑藝術有一個新的認識和了解。
現代我們的風土人情越來越變得平淡無奇，失去特色。我們本該特有的風情只剩下了一些淡淡的色調，而如今，連這些淡淡的色調也正在漸漸褪去。我通過實地考察了皖南一帶的徽派建筑最后得出結論：只有在地域性特色濃厚的地區和建筑中還保留著獨特的風情，才能自信的登上國際舞臺，獲得它本該屬于自身的認可與掌聲。當今環境設計缺乏對比，沒有差別就不可能有對比，而差別卻在日益消失。
徽州古民居是一個龐大的體系，在古代它就成為中華建筑的一個代表性特色，本篇論文就從具有地域性特色受徽派傳統文化和優美地理位置等因素的影響，并形成獨具一格的徽派建筑風格甚至代表了一定時期中國發展的徽州古民居宏村來找尋與論證中國傳統建筑中的特色之一——人、住宅與自然的和諧應當作為最本土的特色登上最國際的舞臺。只有傳承了傳統特色才能真正登上國際舞臺。發揚中國建筑文化。鼓勵當代設計師從本土出發，為本土設計。
宏村在2000年11月30日被聯合國教科文組織列入了世界文化遺產名錄。世界遺產委員會這樣評價：西遞、宏村這兩個傳統的古村落在很大程度上仍然保持著那些在上個世紀已經消失或改變了的鄉村的面貌。其街道的風格，古建筑和裝飾物，以及供水系統完備的民居都是非常獨特的文化遺存。
宏村從選址、設計、造型、結構、布局到裝飾美化都集中反映了徽州的山地特征、風水意愿和地域美飾傾向。宏村的選址、布局，以及宏村的美景都和水有著直接的緊密的關系，是一座經過整體嚴謹規劃的古村落。村內外人工水系的規劃設計十分精致巧妙，前段時間北京發生重大水災，暴雨不絕加上排水系統不及時不完善導致多處被淹，最終釀成悲劇，真希望設計師在城區規劃布局上能從實際出發，從當地的地理環境人文環境出發，設計出科學的人性的人、自然、住宅和諧的城市。給人類造福，而不是盲目模仿。專家評價宏村是“人文景觀、自然景觀相得益彰，是世界上少有的古代有南湖書院詳細規劃之村落”。并被稱為“中國傳統的一顆明珠”、“研究中國古代水利史的活教材”。
宏村枕山，北有雷崗可抵御北面之風；環水，東南面有長年不息的山溪河流；面屏，不同季節、不同氣候景色各不相同，人、建筑、山水相融，“天人合一”，人在畫中游，是人和自然結合的成功典范。幾百年前，這里就構建了和諧的社會。
湖光山色與層樓疊院和諧共處，自然景觀與人文內涵交相輝映，是宏村區別于其他民居建筑布局的特色，成為當今世界歷史文化遺產一大奇跡。
特別是整個村子采用仿生學的“牛”型結構布局，更是被譽為當今世界歷史文化遺產的一大奇跡。在村落的科學布局中，水在宏村的選址中作用重大。相傳宏村的汪氏祖先先后在歙縣唐模、黟縣奇墅湖村居住，但都曾遭遇火災。于是舉家遷到雷崗山下，鑒于歷史教訓，宏村在規劃時便十分講究人工水系的安排，并提高預防火災的能力，后歷經400南湖雪景余年、幾代人的努力，特別是明永樂年間宏村76世祖汪思齊請風水先生勘定環境，對建筑重新布局，宏村的設計、構造最終實現宏村的纏繞全村的水渠。
首先利用村中一天然泉水，擴掘成半月形的月塘，作為“牛胃”，老百姓稱“牛小肚”，當時宏村76世祖汪思齊發現村中有一處天然泉水，冬夏泉涌不息，便三次聘請海陽縣的風水先生何可達及族內高輩能人，“遍閱山川，詳審脈絡”，制訂出擴大宏村基址及進行月沼村落全面規劃的牛形水系藍圖；然后，在村西吉陽河上橫筑一座石壩，用石塊砌成有六十多厘米寬400余米長的水圳，鑿引西流之水入村莊，南轉東出，繞著一幢幢古老的樓舍，并貫穿“牛胃”，引清泉為“牛腸”，牛腸水圳九曲十彎，從一家一戶門前流過建池塘，把水引入村中心天然井泉處，以水供防火、飲用、洗滌等。
關鍵詞：創設情境；積極引導；喚起學生的創新意識
【中圖分類號】G633.91
創造性思維能力是思維的高級形式，創造性思維潛能人人皆有，只不過有的人表現得突出一些，有的人不善于表現。作為教師在教學過程中應該積極引導學生，讓學生相信，只要在學習中愿意獨立思考，不抄襲，不"人云亦去"，這便是創造性思維的表現。教師就是要打破他們對創造性思維的神秘感，鼓勵學生敢于提出新觀點、新設想、新方法。因此，教師創新教育的主要任務就是營造情境，讓學生感受、理解知識的產生和發展過程，引導學生在親身在體驗中探索新知，開發潛能，喚醒學生創新意識。
一、 加強指導思維訓練，培養學生的創新思維
思維能力是人的各種能力的核心，而創造性思維又是思維的最高形式，所以創造性思維能力是人的最高層次的能力。古今中外有突出貢獻的科學家，在青少年時期大都已具有超常的創造性思維。故創造性思維對人的一生成就的大小至關重要。因此，培養學生的創造性思維是非常重要的。在生物教學中，我們要鼓勵學生大膽猜想，善于幻想，打破原有的思維定勢，培養他們創新思維能力。
1、 通過聯想訓練，培養學生創造性思維能力
聯想是由所感或所想的事物想起相關的事物的思維能力。聯想雖然并不能直接產生有創新價值的新的形象，但它卻能夠產生新形象的想象思維活動提供一定的基礎。通過自由想象可探索各種解決問題的方案，通過強制聯想可找到實現預期目標的途徑，聯想的主要類型有接近聯想、相似聯想、對比聯想和因果聯想。例如平時教學中可以把一些生物知識與仿生學聯想起來。人體有各種精美的感覺器官，由于機能的奇妙，給工程設計師許多有益的啟示。蝙蝠的喉部發出的超聲波能準確無誤地測定障礙物離它有多遠，在哪個方向以及它們在做什么樣的運動，科學家們從中得到啟示，研制了雷達，讓學生從中體會出聯想的妙用，學會聯想。
2、 通過想象訓練，培養創造性思維能力
想象是人腦在原有形象的基礎上加工改造，形成新形象的思維過程。想象的具體類型主要有三種，即再造想象、創造想象和幻想，愛因斯坦說："想象力比知識更重要，因為知識是有限的，而想象概括著世界上的一切，推動著進步，并且是知識的源泉。"在課堂教學中可以通過問題來培養學生的想象能力，如企鵝的抗寒本領，避役的變色本領，蒼蠅的抗菌本領，北極熊冬眠期間內化體內垃圾的本領，讓學生展開豐富的想象，提出各種不同問題。如有的同學提出，如果弄清了北極熊的冬眠機理，就可以解決宇航員在太空中不吃不拉而對身體無害的問題。盡管有些想象看似荒唐，但這對訓練學生思維的伸展性極為有益。
3、 通過發散思維訓練，培養創造性思維能力。發散思維也稱擴散思維、輻射思維、求異思維，是指在思維過程中，不拘泥于一點或一條線索，而是從已有信息出發，盡可能向各個方向擴展，不受已知的或現存的方式、方法、法規、范疇的確良約束，并且從這種擴散、輻射和求異和思考中，求得多種不同的解決方法，衍生出多種不同的結果。發散可以使人思路活躍、思維敏捷、辦法多而新穎，能提出大量可供選擇的方案、辦法和建議，特別能提出一些別出心裁、完全出乎意料的新鮮見解，使問題奇跡般地得到解決。在生物教學中發散思維訓練的主要內容有擴散列舉、同解變型和引申發揮等。如：在美國、德國、澳大利亞的一些城市及我國重慶市的一些樓頂上，人們種植蔬菜和花卉，形成獨特的"空中菜地"。1994年，成都市的商業場屋頂上建成了2400M的"屋頂花園"，一些地方甚至還在屋頂上建成了"魚池"養魚。課堂教學中可以多設置一些奇思妙想的問題，讓學生發散思維，多想出些方法來解決，從而進行發散思維的訓練。
4、 通過逆向思維訓練，培養創造性思維能力。
逆向思維是為了達到某一目標，將通常考慮問題的思路反轉過來，以背逆常規、常識的方式，出奇制勝地找到解決問題的良策的一種思維方法。逆向思維的形式主要有逆向反轉、背逆常規和重點轉移等。在人糞尿的處理時，可以舉例澳大利亞一青年約翰。馬登，他從一般人不屑一顧的"馬糞"上做逆向思考，大學畢業后用了二年時間研究馬糞，最后辭職承包了悉尼市郊一個馬會的全部馬糞的處理，把馬糞加工成為肥效高、無臭味的顆粒肥料出售，他于1995年賺取了1億美元，成為1996年初悉尼市的一條特大新聞。在教學中可讓學生進行類似于"是先有蛋，還是先有雞"的討論，同時也可在習題教學中運用逆推法發展學生的逆向思維。
二、 加強實踐探索，培養學生的創造性思維方法
1、 在實驗中強化獨創
實驗是學生掌握基本技能、培養學生創新意識和創造能力的重要途徑。實驗一般可分為技能型、驗證型、探索型，而探索型實驗最能培養學生的創新能力。新教材中實驗類型多，有調查、探究實驗、設計等。過去學生實驗以模仿為主，屬驗證性實驗，學生缺少熱情，上課的模式基本上是先做實驗，再進行討論與總結。現在的探究實驗增加了假設、驗證、討論等，具有很大的啟發性，讓學生自己設計實驗，打開學生的思路，真正實現了"在做中學"，改驗證性實驗為探索性實驗。
2、在活動中引導創造
關鍵詞：建筑，墻體，節能新技術，展望
0.引言
所謂建筑節能，最初是指減少建筑物中能量的流失，現在則普遍稱為“提高建筑物中的能源利用率”，即在保證提高建筑物舒適度的前提下，合理使用能源，不斷提高能源利用效率。它所界定的范圍是指建筑使用能耗，包括空調、采暖、照明、家用電器、炊事等方面的能耗。目前，我國正處于工業化和城鎮化快速發展階段，工業的增長、城鎮化進程的加快、居民消費結構的升級，使得我們對能源、經濟資源的需求更加迫切。而在建筑領域，我國建筑能耗占全社會商品能耗的比例已經由1978年的10％上升到目前的30％，單位建筑面積能耗是發達國家的2～3倍以上，超過所有發達國家的總和，已成為世界第二大能源消耗國。由此可見，建筑節能是我國構建資源節約型社會，實現可持續發展戰略的重要環節。墻體節能技術是建筑節能的關鍵，本文探討了建筑墻體節能新技術發展與展望。
1.建筑墻體節能技術發展現狀
1.1單一材料保溫技術
單一材料，即采用保溫，隔熱性能較好的產品作為墻體材料。如框架結構或者內澆外砌(內墻為現澆鋼筋混凝土剪力墻)結構中用加氣混凝土砌塊做外墻，同時滿足結構和保溫隔熱的功能要求。一般說來，單一材料保溫是較為經濟與合理的形式。因為可以把保溫與建筑的圍護結構的功能合二為一，減少了單獨設立保溫層的施工工序和相關費用。但是這種方法要注意保證墻面抹灰的質量，要避免空鼓，開裂和脫落現象。尤其是砌體結構和框架之間極易產生裂縫的地方要注意，在砌體沉降穩定后常用抗剪玻璃纖維網布增加易產生裂縫處抹灰層的強度。就夏熱冬冷地區而言，能夠代替單獨保溫材料的熱工要求的墻體材料并不多。因為要求材料保溫性能好，往往是輕質，密度小的材料；而輕質密度小的材料不僅僅要滿足一定的結構強度，還同時要滿足隔熱的需要。對隔熱指標的判定，其中最重要的熱惰性指標一項跟材料的密度密切相關，密度大的材料，其熱惰性指標較好。因此在兩個互相矛盾的要求之下，能滿足兩方面的需要的材料，達到平衡的材料目前只有加氣混凝土砌塊。盡管如此加氣混凝土的保溫性能也只能達到要求目前節能50%的要求，對下一步節能再節能30%就無能為力了。
1.2內保溫墻技術
外墻內保溫即在外墻內側(室內一側)增加保溫措施。免費論文參考網。這是一種常見的外墻保溫方式。它對材料性能，配套技術要求不太高，而且易于施工維修，造價也比較低。但是在夏熱冬冷地區這樣濕度比較大的地區，內保溫的保溫層容易受潮而降低保溫性能，而且內墻表面過濕也不利于人體健康。相對來說施工要比外保溫施工要復雜，主要是因為在門、窗過梁、圈梁、鋼筋混凝土柱、構造柱、支承在墻上的樓板等部位的墻上的熱橋難以進行良好的保溫處理。若采用內保溫處理，尤其濕度較大的時候，這些部位在寒冷的冬季往往會出現結露，不僅使該部位附近的保溫材料受潮，而且受潮的部位會逐漸擴大，結露的面積也越來越大，甚至在受潮區部位出現長霉，發黑，不僅影響室內美觀，而且影響居室衛生。
另外外墻做內保溫還有其他的缺點：如采用內部位的建筑在進行二次裝修時候往往會破壞原有的保溫層，這將會降低保溫節能效果；在進行外墻內保溫時候，往往會影響工程進度。如內裝修及廁所衛生潔具，以及部分電氣管道的安裝都要在保溫工程完畢之后才能進行；外墻內保溫同時造成建筑主體結構直接暴露在溫差變化大，干濕變化大的大氣環境中，墻體變形大，變形應力對結構的影響大，所以更容易引起墻體或保溫層開裂；外墻內保溫由于受到熱橋較多影響，需要加強保溫層的厚度才能達到相應的節能效果，故要多用較多的保溫材料，也就會提高保溫工程的造價；采用內保溫的外墻，在外墻內側懸掛或者固定物件(暖氣片、空調器、窗簾盒、管道等)較為困難，而且對保溫層的破壞也較大。
圖1 內保溫墻示意圖圖2 外保溫墻示意圖
1.3外保溫墻技術
外保溫即墻體外側(室外一側)增加保溫措施。其具有以下優點：它能有效地切斷外墻上的混凝土圈梁、構造柱形成的熱橋。提高外墻保溫的整體性和有效性，防止外墻內表面在冬季出現結露：外保溫做法把容重比較大的結構材料層設置在室內一側，重質材料熱容量大，在非穩定傳熱的時候對室內空氣有一定的調節作用，從而能提高房間的熱穩定性；同時能提高外墻內表面的溫度，較好地改善室內的熱舒適環境；采用外保溫，能對外墻的主體結構層起到良好的保護作用，而不受室外周期性變化的空氣溫度和太陽輻射的影響；把保溫材料放在密實結構材料層的外側，符合圍護結構防潮設計原則，外墻內部不會存在冷凝水而影響保溫材料的性能；外保溫更加適合已有建筑的保溫節能改造，保溫施工不用進入室內就可以完成，對住戶的干擾少。
同質的保溫材料，用于外墻外保溫和內保溫，其保溫效果也是不一樣的。達到同樣的保溫效果，當采用外保溫時候，外保溫的保溫材料也比內保溫少，其原因有：
①保溫層用于外側，在冬季，保溫層處于較低溫度(與內保溫相比)下使用(所以雖是同一保溫材料和同一厚度)，在這種條件下它的導熱系數較小，這就在一定意義上提高了該保溫材料的熱阻值。②保溫層用于外墻的外側，在冬季其含水率較低(與內保溫相比)，導熱系數也更小，實際熱阻值也更大。這是因為在冬季室外空氣的絕對濕度比室內空氣的絕對濕度要小得多，處在室外一側的保溫材料的平衡含濕率也小得多所致。③保溫層用于外墻的外側，在冬季保溫層兩側的溫差較大，在單位保溫層厚度上形成的溫度降低也大，即保溫梯度大，這是外保溫比內保溫優越的又一重要原因。尤其是熱橋部位更加突出。免費論文參考網。
總之，外保溫基本消除了“熱橋”的影響，保溫效果好；不容易產生冷凝現象，使墻體潮濕的情況得到改善；外保溫同時能保護主體結構，延長建筑物的壽命；而且既適應于新建建筑，又便于對既有建筑物進行改造和施工，適用范圍廣；與內保溫比較，外保溫的熱工效率較高，室內溫度穩定，熱環境好，不占用室內空間，對保護主體結構有利，同時相對減少保溫材料的用量。
當然，由于采用保溫層，其要固定在外墻整個高度上，較內保溫那樣一層一層地分別固定在外墻主體上會比較困難。而且保溫層處于室外環境溫度變化劇烈的地方，因而對保溫體系的材料要求比較嚴格；保溫材料的耐久與耐候性要求較高；材料要求配套，對保溫體系的抗裂，防火，防水，透氣，抗震，抗風要求高；在設計的時候對材料的選用要考慮到不能影響外墻的裝飾質量和效果；造價也較高，還要有嚴格的施工隊伍和技術支持。
1.4夾芯保溫墻技術
夾芯保溫是把保溫材料(如聚苯，巖棉，玻璃棉等)放在墻體中間，形成夾芯墻。一般由內葉墻、保溫層、外葉墻三層構成。在北方的多層居住建筑中，通
常用240mnl厚的磚砌體做承重的內葉墻，以120nnIl厚的磚砌體做圍護結構的外葉墻，并用適當數量的經過局部防腐處理的鋼筋穿過夾在內、外葉墻中間的保溫層，鋼筋兩端(彎鉤)砌筑在內外墻葉里，以實現內外墻連接。這種做法墻體結構與保溫層同時完成，對保溫材料的保護較為有利。
但是為了保證墻體的結構強度，這種方式很容易產生熱橋，如鋼筋混凝土樓板、過梁、圈梁等部位；施工相對困難一些；同時由于保溫兩側墻體溫差較大，使外墻的建筑結構壽命縮短，墻面裂縫不容易控制；結構性能差，抗震性能不好。此種結構由于保溫材料把墻體分為內外“兩層皮”，因此內外層墻皮之間必須采取可靠的拉接措施，有抗震要求的地區更加要做好。
圖3 夾芯保溫墻示意圖
圖3所示的夾芯保溫墻體類型多用于施工要求快，機械化，裝配化程度較高的工業廠房與間歇性空氣調節的建筑物。因為這樣的夾芯保溫墻體和保溫材料一次成型，施工周期可大大縮短，而且此類墻體一般是輕質墻體，熱容量較小，空調可以調節較快，能夠降低能源負荷。
2.建筑墻體節能新技術展望
2.1集成化
隨著科學技術的發展，建筑物承擔了越來越多的功能，墻體節能同時也涉及到越來越多的學科，如材料科學、光學、熱工學、流體力學等多個學科領域。墻體除了遮風擋雨，為建筑物提供屏蔽功能外，還要為作為劃分空間，通過精心設計的建筑細部，能夠提高墻體保溫隔熱性能或者降低建筑物的能源消耗，減少不可再生能源的消耗。免費論文參考網。這里所講的細部是指為了滿足建筑物的特定使用功能而存在的細部，并非僅為裝飾或對文化片斷的拼貼。現在的外墻對于建筑物的節能有著重要的作用。按照作者看來，建筑物的外墻應該按照一種環境過濾器來設計，它應該像一種“過濾”裝置，而不是一個“密閉”的表皮。它應該有可以調節的“開口”，能作為“有可變部件的過濾器”加以操作。墻面的設計應該是多功能集成化的：窗戶、百頁、墻身等組合在一起，發揮透光、遮擋直射陽光、蓄熱、通風等多種作用。能獲得自然通風；控制穿堂風；滿足對外視線要求；具有夏季遮陽和寒冷季節御寒作用等。同時還要增加建筑的美觀。
2.2綠色化
在可持續發展的浪潮之下，越來越多的人們，開始關注“綠色建筑”與“生態建筑”。建筑物在其建造過程中所消耗的材料與產品，對環境有著直接或者間接的巨大影響。如何在墻體材料中減少對環境的影響和破壞，是建筑師必須要考慮的問題。一般來說，節能墻體所使用的材料能包括墻材、保溫層、粉刷層、保護層、裝飾層等。墻體材料的綠色化一般會以以下的一些方式體現：盡量使用當地的建筑材料；盡量使用環境成本較低的材料，如石頭與木頭等；使用時候考慮全壽命周期的能量消耗；不使用含氟利昂和鹵代烷等破壞臭氧層的材料；使用可以拆除和重新裝配的施工方法；盡量使用鋼結構而不是混凝土結構；在砌體結構中使用石灰砂漿，以便于磚頭、石板、和石塊的再回收利用。盡量使用天然而不是合成的材料。建筑材料的綠色化是全球建筑行業的大趨勢，同樣也是夏熱冬冷地區的發展方向。
2.3智能化
隨著科學技術的進一步發展，夏熱冬冷地區節能墻體的功能也會更加復雜。先進的節能墻體將會走上仿生學的道路。建筑物的表皮將會像生物的表皮一樣，隨著外界環境的變化而變化。天氣過熱就關閉建筑墻體得熱的通道，溫度過低則盡量獲得外界的熱量。例如現在先進的雙層墻體內部的遮陽系統，就能夠隨著太陽角度的變化而自動調整開合，內部的空調系統也能隨著外部環境與內部環境的條件變化而啟動運行，自動調節室內的氣溫與濕度。不需要人們投入很多的精力進行管理。
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現代藝術學院藝術設計（環境藝術設計）
關鍵詞展示設計；視覺元素；展示空間
現代商業展示設計就是運用人類社會的先進科學技術和現代化的商業管理手段,通過各種傳播媒體的展示,創造出多變的視覺傳達效應,來完成屬于商業范疇的媒介策劃,進而以嶄新的商品觀念去影響顧客的購物心理,使消費者在展示形式的感化之下,對商品進行有機的選擇。現代商業展示空間能有效地傳遞企業商品的信息,樹立企業和商品的良好形象,是傳播企業和產品信息的十分重要的手段。可見展示設計是一門綜合學科,同時也是一種宣傳的手段,這一點在商業展示中表現尤為明顯。
本課題是對鄱陽街一帶周邊的商業環境、建筑形式、實用價值、歷史文化等因素多方面實地考察研究，并結合該區位優勢，定位于中高檔集娛樂、休閑、購物為一體的綜合性場所，并對鄱陽街一帶改造后的建筑室內進行設計。本文從展示空間的視覺元素方面著手，探求其室內展示空間中視覺元素如形體大小、形體形狀、色彩等方面的充分運用與體現，分析視覺元素語言在展示空間形象中所占據的位置與影響，說明視覺元素在展示設計中所承載的物質和人文作用。通過對視覺元素在現代商業展示空間中所發揮的重要美學價值，增強商業展示空間中的視覺傳達效應,進而激發人們的購買欲望,實現商業效益。
一、現代展示空間設計分析
商業展示是一種高效率的傳播手段,能有效地傳遞企業商品的信息,樹立企業和商品的良好形象,是傳播企業和產品信息的十分重要的手段。視覺元素是展示設計中的基本要素之一,本課題從二維和三維兩個方面分了視覺元素在展示空間中的運用。
(一)現代展示空間
現代展示空間是根據人們的行為方式把一定的空間組織起來，通過設計分割空間，從而達到劃分不同功能區域的目的。與以往傳統展示空間不同的是更重視展示元素的分析和運用。在本課題展示空間設計中，不僅采用動態的空間形式，序列化的展示形式和有節奏的空間變化的基本原則來表現所展示的物品，更多的運用了現在展示空間中視覺元素。比之傳統的室內展示空間感受所不同的是，在本課題展示空間中，觀眾能將各局部的空間藝術把握后很容易的得出整個展示藝術特征的總體印象。
1、現代展示空間的概念
展示空間設計實質是有關信息傳播的環境設計，空間必然的藝術設計的主導，展示藝術空間環境的創造，是對空間的設計規劃，是對自然狀態下無形的空間，通過概念元素（點、線、面）為基本要素和三大構成（平面構成，色彩構成，立體構成）的有形結構加以界定，制定出“有形”的空間這樣一個過程。
2、現代展示空間設計的基本規則
展示空間設計的目的是使觀眾在有限的時空中最有效地接受信息。因此，展示設計就是圍繞著如何有效地提高展示活動的效率和質量進行的。除了展示環境本身的設計之外，展示對象陳列形式的設計也是展示設計的重要內容。因此除了研究一般空間設計的基本法則外，研究人在觀賞展示對象時是視覺生理和心理過程是展示設計的基本前提。
現代展示空間中藥遵循的基本規則：注重展示物的真實性、展示空間對觀賞者的直覺效應和視覺元素的基本運用。本課題在對商業展示設計設計時根據所需要的功能，做到不只是僅僅看上去美觀，更考慮到對消費者的心理及生理上的積極的影響。現代社會，商業環境更加多樣化，消費者的要求也越來越講究個性化，但是“人”是基本的，我們應該更重視令人身心舒適的環境的設計，用美的、功能性的設計語言來創造現代商業展示空間。
(二）現代展示設計中視覺元素的基本概念
視覺元素是視覺傳達設計（概念元素、視覺元素、關系元素、實用元素）的一部分，它包括形體大小、形體形狀、色彩等在空間藝術中的直接體現。現代展示空間中的視覺元素是一種通過物質材料塑造直觀形象的藝術,是大眾最先接觸的感覺方式。現代展示空間設計實質是有關信息傳播的環境設計，所以說視覺元素必然是藝術設計的主導，它豐富了現代展示空間中的信息傳遞手段。在本課題設計中必要的運用視覺元素的基本構成進行對鄱陽街老建筑的室內改造設計，使現今的新鮮事物被很好的運用到現實中去，達到展示空間應有的展示效果。
二、視覺元素的構成要素
視覺元素在商業展示空間設計中具有相當重要的地位。視覺元素通過形體大小、形體形狀、色彩達到突出空間藝術、塑造空間的目的，給大眾強烈的印象。視覺元素在空間藝術中的體現豐富了展示空間中的信息傳遞手段。
（一）形體大小
視覺元素的構成要素之一形體大小，是根據展示空間的大小來決定的，主要體現在展示道具的應用上。在本課題中通過對形體的大小不一把展示設計與視覺藝術的最佳結合起來營造了一個動感的展示空間，這個空間展示道具的大小傳遞著空間中的主次關系，并能夠帶給觀眾以豐富的多樣空間和強烈的對比印象。在處理形體的大小時必須滿足一下條件(如圖2-1所示）。
1、幾何參數
說到形體大小不得提到數學關系也可以說成是幾何參數。中國古代著名哲學家莊子說：“判天地之美，析萬物之理。”由于數學是使人產生美感的基礎，人們在認識世界的過程中。都有意無意的應用數學知識。在我們日常生活和藝術活動中，隨處可見有數學的形式美。如圖2-1設計中包柱燈箱是對角線滿足勾股定理的矩形燈箱，其他形體的各項尺寸也基本符合幾何比例關系。
2、人機工程學
形體大小的控制必須符合人機工程學，這是設計的基本前提。從使用角度來看人機工程學必須滿足操作、顯示、安全、舒適等問題。如圖2-2中的高柜采用標高2.4m，前臺（操作臺）0.95m高，這樣既方便營業員的操作又能提供給客戶最佳的視角。
3、力學原理和自然規律
符合力學原理和自然規律本身就是美的體現，只有符合力學原理，設計才是最合理的、可實現的。力量感是人的心里感受，而在現實的消費生活中將直接影響到顧客的消費心理。因此在設計中，作者盡量避免因力學問題帶給顧客的恐懼感，畢竟極端主義只能被少數人所接受。
（二）形體形狀
近代對視覺心理和藝術心理的研究取得了長足的進步，這些方面的成果被廣泛運用到現代展示的設計中。基于在視覺行為方面的共性，展示設計中引人了許多平面構成、立體構成方面的原理，并在展示設計的實踐中形成了相對完整的設計原理和法則（如圖2-3,圖2-4所示）。
1、形體的外部輪廓
形體的外部輪廓是形體分割作為圖像處理的結果，是人們進行圖像理解、圖像分析以及進一步圖像識別的基礎。在本課題設計中直線、曲線、圓形、三角形以及矩形等最基礎的形體元素得到了充分的運用。直線在視覺中是最常見的現象，也是展示設計中運用最廣泛的視覺元素之一，使用得當的直線，會具有明確的視覺效果。在展示中應用得當的曲線，能豐富整體效果，創造出富于節奏和韻律的變化效果，改變由單純直線造成的冷峻、嚴厲的氣氛。從幾何學的角度說，圓是一個被連續曲線包圍的形狀，曲線上各點距與該形狀的中心的距離相等。從展示設計的角度來說，圓是非常有用的形狀，它既可以是實心的盤狀，也可以是空心的圓環。原形的使用，應當使整體的各個局部都能有效地和諧。三角形或菱錐形等形體的運用，可在展示設計中產生更豐富的視覺想象力與對比效果。
2、常見的形狀
光滑表面，拋物面，球面，皺褶，螺旋，窄槽，微孔，穗，環,是展示設計中最常見的形體形狀特點。隨著時代的變遷，出現了很多新型的材料，各種不規則的形體形狀隨之而誕生。例如在展示道具中出現了很多仿生學的元素。而中規中矩的形狀還是比較多見。
（三）色彩
色彩是展示設計中最經濟但又最容易獲得成功的因素。它會使展示活動變得生人。在本課題中，展廳的環境雖不是展示的主體，但展廳的環境色彩與整個展示氣氛及展示效果有密切的聯系。通過色彩調節能彌補空間、材料、陳設等方面的欠缺，使之錦上添花，制造一種和諧統一的效果。根據展示設計的具體要求，設計者要把握色彩的設計原理、色彩的視覺特性、色彩之間的對比與調和以及其對觀眾造成的心理感受，充分利用色彩來增強展示內容的視覺效果，使之與展示環境相互融合，使展示內容在觀眾眾中獲取特定的良好的視覺效果與心理效果（如圖2-5,圖2-6所示）。
1、色彩在商業展示空間中的運用原則
人的視覺感知占全部感知的80%以上，而視覺感知中最具優勢的是色彩知覺，色彩是展示設計中最經濟但又最容易獲得成功的因素。它會使展示活動變得生人。在展示中，展廳的環境雖不是展示的主體，但展廳的環境色彩與整個展示氣氛及展示效果有密切的聯系。通過色彩調節能彌補空間、材料、陳設等方面的欠缺，使之錦上添花，制造一種和諧統一的效果。根據展示設計的具體要求，設計者要把握色彩的設計原理、色彩的視覺特性、色彩之間的對比與調和以及其對觀眾造成的心理感受，充分利用色彩來增強展示內容的視覺效果，使之與展示環境相互融合，使展示內容在觀眾眾中獲取特定的良好的視覺效果與心理效果。
2、創造和諧的色彩環境
本課題展示設計環境中的色彩設計，雖側重于每個展區的色彩基調的把握，但也統一的對色彩基調用來協調整個展示環境。在整體色彩中，統一調配能使相互排斥、相互競爭的各展區從屬于一種有序的色彩環境。在設計方面應使用與展品色相類同，追求高雅的色彩氣氛，提高展品的檔次。通過運用變化與統一的手法，更好傳達出生產技術的質量，價值的可靠程度等一系列信息。并且注意調整了各展區之間的色彩對比與過渡、變化與同意、呼應與聯系，避免了產生色彩之間忽強忽弱的雜亂之感。
對鄱陽街一帶室內改造中色彩設計，雖側重于每個展區的色彩基調的把握，但設計師對用統一的色彩基調來協調整個展示環境也頗費苦心。在整體色彩中，統一調配能使相互排斥、相互競爭的各展區從屬于一種有序的色彩環境。對于各展區的色彩基調的選擇，設計者認真分析了展示內容自身的色彩特點和烘托、陪襯需要，從而尋找、調配出最適合的色彩。在設計方面應使用與展品色相類同，追求高雅的色彩氣氛，提高展品的檔次，同時根據展品的種類，決定背景使明淺析視覺傳達設計在綜合展示空間中的運用第四章色彩構成的運用色或暗色。使展品得到清楚的視覺印象。通過運用變化與統一的手法，更好傳達出生產技術的質量，價值的可靠程度等一系列信息。并且設計師注意調整了各展區之間的色彩對比與過渡、變化與同意、呼應與聯系，以避免產生色彩之間忽強忽弱的雜亂之感。
由此可見，在展示設計中，處理色彩的運用時，應充分考慮視覺元素、視覺心理兩者之間的緊密配合。一個展示空間，色彩耐用的好壞，所產生的視覺與心理感染力有明顯的差異。展示設計的色彩運用得當，能夠調節氣氛，改善視覺環境，增強整個環境的信息交換的有效機會。
三、視覺元素在現代展示空間中運用的展望
我們所說的視覺元素設計是通過二維的物質材料塑造直觀形象的藝術,在空間中形成強烈的視覺吸引力,即利用視覺傳達的形式做空間的藝術處理。“形式的一個有限的定義是:一件作品實際物理輪廓,是在空間中被認識的藝術設計師創造、刻劃出來的體積或形態,或者是在一個平面材料上的輪廓、圖形、色彩等要素”。事實上,無論創造的形式或是形態,都需要通過有限的視覺感受來體現藝術品美感。同時在合乎空間環境以及與人類生活方式是否和諧關系的前提下,達到視覺形式上,包括線條形式、塊面形式、色彩形式、材料形式、肌理形式、凹凸形式的和諧統一。事實上,形式的視覺表現應該是關于形式的心理感受的內容,我們應該更多探討形式的組織結構和最后表達的效果。因此,在今后的藝術展示空間或者商業展示空間中視覺元素都將被運用在其中。同時,不斷的變化和更新。無論是是展示物形體的大小、形態和色彩都將實現在現代展示空間中的使用。不僅是大型的藝術展覽館甚至小到簡單的專賣店展示，視覺元素的運用將無處不在。
結束語
綜上所述，具有其特殊的理論體系與設計形態的視覺表達往往蘊涵著某種觀念、意義、象征，視覺元素在展示設計中所承載的物質和人文作用是勿庸置疑。它強調講究自身的大小；注重形狀、色彩、的運用；考慮環境的因素；強調創新的意識。這些因素與展示空間設計的特性結合便會產生一種特定的空間形態，這也使得視覺傳元素成為展示空間設計的一個重要組成部分。同時也是本課題進行研究探索的價值所在。
致謝
在完成畢業論文這段期間，感謝指導老師周笑對我論文的輔導與幫助，使我的論文大綱、結構等方面更加的嚴謹和完善。同時感謝同學們的支持與幫助。最后感謝江漢大學圖書館為我提供了查閱資料的好地方，十分感謝。
參考文獻
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