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坐标其实很难理解的概念。就连爱因斯坦也被其困扰多年，也是他研究广义相对论时最大的阻力。当意识到坐标本身并具有物理意义，而只是我们选取的方便我们描述物理的一种工具的时候，是一种物理思维上的进步。可以说广义相对论就是一个去坐标化的革命。如何构造一个空间理论，让坐标无意化显而易见呢？或者说，怎样去处理坐标变换对理论表述的影响? 微分几何提供的方法是，使用张量来表述理论和描述物理过程。张量可以理解为是一种几何量当坐标变化的时候，所有的张量都统一的协同变换。可以说这种协同变换就是广义相对论。对于一个空间，可以定义很多有特殊作用的张量。比如度规张量，可以用来描述空间的几何结构。如果存在特殊的坐标变化，度规不发生变化，这个坐标变化就对应了一种这个空间的对称性。这个坐标变化的生成元称为Killing向量。在完全平坦的4维空间里，这样的特殊的坐标变换，或者说Killing 向量有10个，他们就构成了庞加莱群，包涵了所有的平移和转动。 还有一种特殊的坐标变换，就是虽然度规会发生变换，但是新的度规和就的度规成正比，可以理解为在每一点，长度的概念被拉伸或压缩，但是角度的概念不发生变化。对于一些不依赖于长度的系统，这也是一种对称，成为共形对称，这些坐标变化的生成元也称为conformal Killing 向量。很明显，Killing向量是conformal Killing 向量的一种特殊情况。所以共形对称对应的群包涵了庞加莱群。在4维的平坦空间，conformal Killing 向量有15个。 但是在2维空间，共形对称的生成元有无数个！这对2维空间的共形理论，比如共形场论是个很强的限制，强到共形场论本身可能被共形对称完全确定。所以你只需要研究对称性，就能知道这个理论的一切！而弦论就是这样的一个理论。不需要任何的人为的定义或是调控，弦论本身遵循对称性！ 还有一些其他的特殊的张量。比如在相空间(位置和动量联合的空间)里的辛张量。保持辛张量不变的坐标变换称为正则变换。正则变换把一个经典力学系统映射到另外一个经典力学系统。如果正则变换还不改变能量(哈密顿量)，那么这个正则变换就是一个系统的对称性。 特殊张量的存在性对空间本身也有很大的限制。比如你要求空间具有超对称性，那么空间必须具有Killing spinor。这个条件就限制了弦论额外卷曲的空间必须是Calabi-Yau空间。 再比如你要求空间存在一个闭合的Killing Yano张量，满足这样条件的空间竟然也是唯一确定的，他一定是平坦空间或是转动的黑洞解。
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摘要 5-6
Abstract 6
目录 7-9
第一章 绪论 9-15
研究背景与意义 9-10
国内外研究现状 10-12
数据仓库技术国内外应用情况 10-11
人口数据分析应用国内外现状 11-12
本文主要研究内容 12-13
研究目标 12
研究内容 12-13
本文组织结构 13-15
第二章 关键技术分析 15-25
人口数据分析 15-16
人口数据分析特点 15-16
人口数据分析内容 16
数据仓库技术 16-20
数据仓库概念 16-18
数据仓库设计 18-20
数据ETL技术 20-22
ETL概念 20
ETL设计 20-21
ETL实现 21-22
OLAP技术 22-23
OLAP概念 22
OLAP实现 22-23
小结 23-25
第三章 人口数据分析系统的设计与实现 25-65
系统概念设计 25-29
业务需求 25-26
数据描述 26-27
维度事实模型 27-29
系统逻辑设计 29-40
人口性别年龄民族分析主题 29-32
人口婚姻状况文化程度分析主题 32-35
人口姓氏分析主题 35-37
人口姓名分析主题 37-38
人口籍贯出生地分析主题 38-40
系统实现 40-63
物理设计 40-42
ETL准备及规则 42-46
ETL实现 46-57
多维数据模型构建 57-63
小结 63-65
第四章 实际应用及验证 65-87
应用背景 65
应用展示 65-84
OLAP操作 65-75
报表展现 75-84
效果分析 84-85
小结 85-87
第五章 结论与展望 87-91
论文工作总结 87-88
论文工作展望 88-91
参考文献 91-93
致谢 93-95
个人简历、在学期间发表的论文与研究成果 95
摘要 6-7
Abstract 7-8
第一章 绪论 11-19
课题来源 11
研究的背景和意义 11-13
国内外研究现状 13-16
土壤压实对作物影响 13
数字图像处理 13-14
虚拟植物 14-16
本研究的内容,技术路线 16-18
研究内容 16-17
技术路线 17-18
本章小结 18-19
第二章 试验方案设计 19-29
土钵容重标定 19-25
压实装置设计 19-20
容重标定 20-25
栽培与管理方法 25-26
数据采集方案 26-28
原位观测数据获取 26-27
破坏性采样测量数据获取 27-28
本章小结 28-29
第三章 基于图像分析的陆稻形态特征获取方法研究 29-42
植物图像获取 30-31
图像增强 31-32
图像平滑 31-32
图像锐化 32
图像分割 32-37
阈值分割法 33-34
数学形态学运算 34-37
连通域检测算法 37
植物特征提取的研究 37-41
图像标识 38-39
基于像素统计的面积计算 39-40
基于最小外界矩形理论的叶片长宽测量算法 40-41
本章小结 41-42
第四章 试验结果分析 42-47
土壤压实对陆稻地上部分的.影响 42-43
土壤压实对陆稻地下部分生长的影响 43-45
陆稻地上部分与地下部分相关性分析 45-46
结论 46-47
第五章 陆稻植株的三维建模 47-53
陆稻的生长机模型 48-51
陆稻根系的生长机模型 48-51
. 陆稻茎秆、叶片的生长机模型 51
陆稻可视化模型 51-52
. 陆稻根系可视化模型 51-52
陆稻茎秆、叶片的可视化模型 52
本章小结 52-53
第六章 陆稻模拟系统的实现与程序设计 53-67
系统开发关键技术简介 53-54
开发环境搭建 54-57
系统实观 57-64
系统需求分析及总体设计 57-58
生长机的模块 58-60
可视化模块 60-61
形态学参数统计模块 61-62
坐标变换模块 62-63
系统模拟界面 63-64
仿真结果及分析 64-66
本章小结 66-67
第七章 结论与展望 67-69
致谢 69-70
参考文献 70-74
附录A：本人在攻读硕士学位期间的科研情况及工作情况 74-75
附录B：试验附图 75-76
附录C：部分源代码 76-86
基于MATLAB的速度传感器异步电机控制系统仿真研究第1章 文献综述及课题的提出本课题产生的背景和研究现状 本课题产生的背景 研究现状本课题研究的意义及主要内容3第2章 直接转矩控制的基本理论分析异步电动机数学模型分析三相静止坐标系下的电机数学模型两相静止坐标系下的电机数学模型逆变器的数学模型电压空间矢量空间矢量概念定子电压空间矢量直接转矩控制的基本原理 磁通控制原理 转矩控制原理本章小结11第3章 直接转矩控制系统的基本组成直接转矩控制系统的控制策略选择及结构 电压-电流(u-i)定子磁链观测 转矩观测 磁链自调节 转矩自调节 磁链空间位置的判定空间电压矢量选择本章小结17第4章 无速度传感器直接转矩控制系统的研究 模型参考自适应参数辨识理论基础基于转子磁通模型的转速辨识 本章小结22第5章 直接转矩控制系统的仿真研究仿真软件MATLAB/simulink简介控制系统仿真单元的组成三相交流异步电动机的仿真模型磁链、转矩观测器仿真模型磁链、转矩调节器仿真模型磁链位置判断仿真模型坐标变换器仿真模型电压开关矢量表仿真模型 逆变器仿真模型 基于MARS转速估计的仿真模型 基于MARS的无速度传感器直接转矩控制系统仿真模型仿真结果本章小结33结论与展望35
全球变暖与城市“热岛” 全球变暖会引起世界各地区降水与干湿状况的变化，进而导致世界各国经济结构的变化。中纬度地区将会因气候变暖使蒸发强烈而变得干旱，现在农业发达的地区将退化成草原；高纬度地区则会因变暖而增加降水，温带作物将可以在此安家。但就全球来看，气候变暖对世界经济的负面影响是主要的，得到好处的仅是局部某些地区。 城市的气温比近郊要高得多，犹如一座温暖的岛屿。我国最大的城市“热岛”北京，比郊区温度高出度，上海与郊区的最大温差也达度。造成城市“热岛”效应的原因在于城市人口集中并不断增多，工业发达，居民生活、工业生产和汽车等交通工具每天要消耗大量的煤、石油、天然气等燃料，释放出大量的人为热。还有一个原因是城市中由混凝土、石料、砖瓦堆砌成的建筑群与柏油、水泥、陶瓷、石料等铺设的路面、人行道、广场，代替了原为植被、作物覆盖的自然地面。它们反射率小，热容量高，大量吸收太阳能。 2、物种迅速灭绝 由于人类活动的影响，尤其是人们乱伐森林、滥垦草原，以及环境污染，造成了野生 动植物栖息地或生长地的丧失和生活环境的恶化，再加上人们滥捕滥猎野生动物，使世界上许多种野生动植物已经灭绝或濒临灭绝。 国际保护自然联盟1996年发表的濒危物种《红色警报名单》显示，世界现存4500种哺乳动物中，面临绝种的已占24%，而现存约9500种鸟类中，有12%即将灭绝。在已知的大约1万种木本植物中，濒临绝种的约占6%，其中1000种左右危在旦夕。每24小时就有150～200种生物物种永远告别地球，据资料表明，目前地球上物种灭绝的速度比形成的速度快100万倍。中国是野生动植物十分丰富的国家，但是，中国生物的多样性正面临严重的威胁。被子植物中，濒危种有1000种，极危种28种；裸子植物濒危种63种，极危种14种，已有1种灭绝；脊椎动物受威胁的有433种。 3、世界水资源严重不足 随着世界人口的急剧增长，用水量不断增加，加上水污染日益严重，使许多本来可以 利用的淡水资源遭到破坏。目前世界上60%的地区面临供水不足，已有20%的人口难以得到清洁水，50%的人口无法得到卫生用水。许多国家用水紧张，近年来美国、日本及东欧许多国家都出现了水资源不足的问题，甚至连淡水资源比较丰富的俄罗斯与加拿大，有些地区也受到缺水的威胁。非洲的一些国家连年干旱，缺水直接威胁着人们的生存。有人预计，水危机将成为21世纪城市里“最容易引起争端的问题”。 4、环境问题的全球性 环境问题不仅是某个国家或某个区域的问题，目前已经发展成全球性的问题了。一个地区发生环境问题，影响的范围往往会大大超过该地区。例如，酸雨随着大气的运动，能影响到很远的地区；国际性河流上游被污染，将使河流全流域遭受影响……环境污染问题日益严重，废气、废水甚至固体废弃物都可以从一国转移到另一国。有些环境问题甚至影响着全人类的生存与发展。例如，亚马孙河流域热带雨林的破坏，会对全球的气候产生影响；大气中CO2浓度的升高和臭氧层的破坏，更是威胁着全人类。 5、我国的资源状况 从自然资源总量讲，我国许多种自然资源的总量都在世界前列，称得上是地大物博的 资源大国。但我国人口众多，各类资源的人均占有量都是很少的。人均资源相对不足，是我国资源方面的基本国情。 我国耕地面积居世界第四位，人均耕地占有量却只相当于世界人均值的1/3；森林面积居世界第六位，人均森林占有量只相当于世界人均值的1/5；我国矿产资源储量总值居世界第三位，人均占有量相当世界人均值的3/5……而且随着我国人口持续增多，各种资源的人均占有量还会继续下降。人均资源相对不足，已成为我国经济发展与人民生活水平提高的制约性因素。我国的资源还存在地区分布不均衡的特点。例如我国水资源南方多、北方少，耕地资源却南方少、北方多，很不利于农业的发展。 6、大气污染 科学家发现，至少有100种大气污染物对环境产生危害，其中对人体健康危害较大的 有二氧化硫、氮氧化合物、一氧化碳、氟氢烃等。大气污染物严重危害人的气管、肺等呼吸系统。 造成大气污染的途径主要是工业生产与交通工具排放的废气和尘埃，工业生产排放出的尘埃颗粒物还吸附了许多有毒有害的物质。这些污染物在大气中还会发生各种化学反应，生成更多的污染物，形成二次污染。二氧化硫是大气污染物中最普遍的一种，它在大气中通过反应可形成硫酸烟雾，甚至形成酸雨。氮氧化合物、一氧化碳和碳氢化合物也是大气中常见的污染物，它们在阳光下，发生光化学反应，可形成光化学烟雾。 大气污染物在空气中积累，导致空气质量下降，直接危害人类健康，而且使全球气候变暖，臭氧层遭到破坏；污染物随风飘散，甚至影响农业、林业和畜牧业，美国每年因此损失数亿美元，我国的损失也相当严重。 7、认识沙尘暴 沙尘暴，又称黑风暴，是发生在沙漠地区的一种自然现象。沙漠地区的大量流沙，是沙尘暴的沙源，春季的大风是沙尘暴的凭借力量。 近百年来，由于人类过度垦荒，过度放牧，乱砍滥伐，使地表植被遭到严重破坏，大片土地成为裸地，随着荒漠化的不断加快，沙尘暴的范围也逐渐扩大了，沙尘暴的程度也逐渐加重了。2000年春季，首都北京连续八次遭到沙尘暴的袭击。据科学家计算，在一块草原上，刮走18厘米厚的表土，大约需要2000多年的时间；如把草原开垦成农田，则只需49年；若是裸地，则只需18年。从沙尘暴的起因与发展来看，人为破坏环境，破坏地表植被是沙尘暴最重要的起因。只有保护好植被，防止土地沙漠化，才能真正减少沙尘暴危害。 我国的沙尘暴灾害可以说是俞演愈烈。据专家统计，从1952年到1993年，我国西北地区发生沙尘暴的次数是：50年代5次，60年代8次，70年代13次，80的代14次；1993年发生了一次剧烈的黑风暴事件。之后，每年四五月份，甘肃河西走廊至少要发生一次，而在2000年，连续就是8次。据权威专家分析，在10—20年内，面对人口越来越多，生态环境越来越恶化的现状，如果不采取得力措施，我国沙尘暴的频率、强度和危害程度还有进一步加剧的可能。 8、世界上最严重的一次沙尘暴 1934年5月12日，美国发生了地球上最严重的一次沙尘暴。这次沙尘暴起自美国西部平原。一股强风暴迅速掠过西部广阔的土地，将千顷农田的沃土卷起，并以每小时60—100千米的速度，咆哮着由西向东横扫了整个美国国土。连刮3天的这次沙尘暴，将美国西部的表土层平均刮走了5—13厘米，从而毁掉耕地4500多万亩，造成西部平原的水井、溪流干涸，农作物枯萎，牛羊大批死亡。 在历史上，北美大陆到处森林茂密，水草丰美，野生动植物十分丰富。随着美国的西部大开发，大片森林、草原被毁。美国人几乎砍光了从大西洋畔一直到大平原区的无际的森林，使土地裸露，失去植被保护，种下了祸根。 9、水俣病与痛痛病 1953年，在日本九州熊本县的水俣镇发生了一场奇怪的流行病。首先是出现了大批病猫，这些猫疯了一般，步态蹒跚，身体弯曲，纷纷跳海自杀。不久又出现了一批莫名其妙的病人，病人开始时口齿不清，表情呆滞，后来发展为全身麻木，精神失常，最后狂叫而死。多年之后，科学家们才找到这种怪病的起因：汞中毒。原来在水俣镇有一家合醋酸的工厂，在生产过程中用汞做催化剂，然后把大量的含汞废水排进了水俣湾。汞的毒性很大，在水中微生物作用下，转化成毒性更大的甲基汞，在鱼、贝等体内富集，人吃了这些被甲基汞污染的生物才得了可怕的水俣病。甲基汞会聚集在人脑中，损害脑神经系统，因此猫与人都疯了。 痛痛病也发生在日本。在日本富山县，当地居民同饮一条叫作神通川河的水，并用河水灌溉两岸的庄稼。后来日本三井金属矿业公司在该河上游修建了一座炼锌厂。炼锌厂排放的废水中含有大量的镉，整条河都被炼锌厂的含镉污水污染了，河水、稻米、鱼虾中富集大量的镉，然后又通过食物链，使这些镉进入人体富集下来，使当地的人们得了一种奇怪的骨痛病（又称痛痛病）。镉进入人体，使人体骨胳中的钙大量流失，使病人骨质疏松、骨胳萎缩、关节疼痛。曾有一个患者，打了一个喷嚏，竟使全身多处发生骨折。另一患者最后全身骨折达73处，身长为此缩短了30厘米，病态十分凄惨。痛痛病在当地流行20多年，造成200多人死亡。 10、噪声污染 噪声指人们不需要的声音，不论什么声音，只要令人生厌，对人们的生活形成干扰，就都被称为噪声。工厂里机器的轰鸣，道路上汽车的喇叭声，人群的喧闹等，都是令人头痛的噪声。有时节奏强烈的摇滚音、迪斯科等也会成为噪声，影响到人的生活及健康。 强烈的噪声会引起听觉器官的损伤，如果是长期在机器轰鸣的厂房工作的人员，其听力往往不及一般人。噪声还会严重干扰人的中枢神经，使人神经衰弱、消化不良，甚至恶心、头痛。噪声对于人的正常生活工作也有很大影响，它会使人失眠，没有食欲，产生烦恼等不愉快的情绪。科学家还发现，长期受噪声刺激还会削弱人的免疫系统的功能，使恶性肿瘤的发生率不断提高。 11、可持续发展的概念 世界环境与发展委员会在《我们共同的未来》报告中，对可持续发展作了明确的定义：可持续发展是这样的发展，它既满足当代人的需求，又不损害后代人满足其需求的能力。 可持续发展是一个综合的概念，其丰富的内涵概括起来有三点：生态持续发展、经济持续发展和社会持续发展。生态、经济、社会的持续发展相互联系、相互制约，共同组成一个复合系统。可持续发展要求人们与自然和谐共处，能够认识到自己对自然、社会和子孙应负的责任。要求人们必须具有很高的道德水准，保护好人类生存和发展所必需的资源和环境基础。
这个字数比较多，你可以根据情况删减下人类早期的活动能力、也就是破坏自然的能力很弱，最多只能引起局部地区小气候的改变，所以几百万年间人与自然还能相安无事。但是工业革命以来情况发生争剧变化。工业化意味着大量燃烧煤和石油，意味着向地球大气排放巨量的废气。其中二氧化碳气体造成大气温室效应，使全球变暖、极冰融化、海平面上升；二氧化硫和氮氧化物可以形成酸雨；氯氟烃气体能破坏高空臭氧层，造成南极臭氧洞和全球臭氧层变薄。此外，工业化排放的污染气体也使人类聚居的城市成了浓度特高的大气污染岛……人类在发展经济、提高生活质量的同时也闯下了弥天大祸。不少灾害看起来似乎是天灾，而实际上却往往是属于人类自己造成的人祸。被破坏的地球大气正在对人类进行可怕的报复，大自然是绝不会因为人类的无知而原谅人类的。 1992年6月，世界各国元首、政府首脑云集巴西里约热内庐，在联合国《气候变化框架公约》上签字。为什么气候变化这样一个普普通通的科学问题，会变得如此令人关注？ 原来，工业革命以来，由于人类大量燃烧化石燃料和毁灭森林，使全球大气中二氧化碳（CO2）含量在百年内增加了25％。如果按目前CO2浓度的增加速度，到2100年大气中CO2含量将增加一倍。据联合国发布的评估报告，那时全球平均气温会比现在上升～℃，这将引起极冰融化、海平面上升15～95厘米，从而淹没大片经济发达的沿海地区，还可能引起其他一系列严重问题。世界各国政府开始重视这种状况及其危害后果，共同商讨削减CO2排放量的问题。 什么叫温室效应 全球的地面平均温度约为15℃。如果没有大气覆盖，根据地球获得的太阳热量和地球向宇宙空间放出的热量相等的原理，可以计算出地球的地面年均温度为－18℃。这33℃的温差就是大气像被子一样保护地球造成的。这就是温室效应。 宇宙中任何物体都辐射电磁波。物体温度越高，辐射的波长越短。太阳表面温度约6000K，它发射的电磁波的波长很短，称为太阳短波辐射（其中包括从紫到红的可见光）。地面在接受太阳短波辐射而增温的同时，也时时刻刻向外辐射电磁波而冷却下来。地球发射的电磁波因温度较低而具有较长的波长，称为地面长波辐射。短波辐射和长波辐射在经过地球大气时的遭遇是不同的：大气对太阳短波辐射来说几乎是透明的，而它却强烈吸收地面长波辐射。大气在吸收地面长波辐射的同时，它自己也向外辐射波长更长的长波辐射（因为大气的温度比地面更低）。其中向下到达地面的部分称为逆辐射。地面接受逆辐射后就会升温，这也可以说是大气对地面起到了保温作用。这就是大气温室效应的原理。 地球大气的这种保温作用，类似于种植花卉的暖房顶上的玻璃（温室效应也可称为暖房效应或花房效应），因为玻璃也具有透过太阳短波辐射和吸收地面长波辐射的保温功能。 温室效应源自温室气体 我们知道，并不是大气中的每种气体都会强烈吸收地面长波辐射的。地球大气中起温室作用的气体称为温室气体，主要有二氧化碳、甲烷、臭氧、一氧化二氮、氟里昂以及水汽等。它们几乎吸收地面发出的所有波长的长波辐射，只有一个很窄的区段吸收很少，这个区段被称为“盲区”。地球主要通过这个盲区把从太阳获得的热量中的70％又以长波辐射形式返还宇宙空间，从而维持地面温度不变。我们所说的温室效应，主要是指由于人类活动增加了温室气体的数量和品种，使这盲区即能返回宇宙空间的70％的热量的数值下降，使留下的余热增多而使地球变暖的情况。 不过，CO2等温室气体虽然吸收地面长波辐射的能力很强，但它们在大气中的数量却极少。如果把压力为一个大气压、温度为0℃的大气状态称为标准状态，那么把地球整个大气层压缩到这个标准状态，它的厚度是8000米。目前大气中CO2的含量是355ppm即百万分之355（ppm为百万分之一），把它换算到标准状态，就是米厚。在8000米厚的大气中就占这米厚的这一点点。甲烷含量是，相应是厘米厚。臭氧浓度是400ppb（ppb为ppm的千分之一）换算后只有3毫米厚。一氧化二氮是310ppb，毫米。氟里昂有许多种，但大气中含量最多的氟里昂12也只有400ppt（ppt是ppb的千分之一），换算到标准状态只有3微米。由此可见大气中温室气体是极少的。正因为如此，所以人为释放的温室气体如不加限制，很容易引起全球迅速变暖。 早在1938年，英国气象学家卡林达在分析了19世纪末世界各地零星的CO2观测资料后，指出当时CO2浓度已比世纪初上升了6％，并指出从上世纪末到本世纪中叶全球存在变暖倾向，在世界上引起了很大反响。为此，美国斯克里普斯海洋研究所的凯林于1958年在夏威夷的冒纳罗、亚山海拔3400米的地方建立起了观测所，开始了大气中CO2含量的精密观测。夏威夷位于北太平洋中部，几乎未受陆地大气污染的影响，观测结果有相当高的可靠性。 从冒纳罗亚山观测到的1958年4月到1991年6月大气中CO2浓度的变化曲线可以看出1958年时大气中CO2含量不过315ppm左右，而1991年已经达到了355ppm。问题的严重性还在于，人类每年燃烧55亿吨化石燃料（每吨约产生4吨CO2）中，大约只有一米进入了大气，其余一米主要被海洋和陆地植物所吸收。一旦海洋中CO2达到饱和，大气中CO2含量将成倍上升。从图上还可发现CO2含量还有季节变化，冬夏可以相差6ppm。这主要是由于北半球广阔大陆上植被冬枯夏荣的影响，因为植物在夏季大量吸收CO2因而使大气中CO2浓度相对降低。 根据对南极和格陵兰大陆冰盖中密封的气泡中空气的CO2浓度测定，古代大气中CO2含量一直比较稳定，大体是280ppm左右。只是从18世纪中叶，即工业革命前后开始逐步上升。人类用了240年时间，使大气中CO2浓度从280ppm上升到355ppm。 甲烷是仅次于CO2的重要温室气体。它在大气中的浓度虽比CO2少得多，但增长率却大得多。据联合国政府的气候变化委员会（IPCC）1996年发表的第二次气候变化评估报告的资料（简称《报告》），从1750～1990年共240年间CO2增加了30％，而同期甲烷却增加了145％。甲烷也称沼气，是缺氧条件下有机物腐烂时产生的，例如水田、堆肥和畜粪等都会产生沼气。一氧化二氮又称笑气，因为呼入一定浓度的这种气体后会引起面部肌肉痉挛，看上去像在发笑一样。它主要是由于使用化肥、燃烧化石燃料和由生物体所产生的。大气中的臭氧含量，在平流层中虽有减少，但在对流层中是增加的。氟里昂气体是氯、氟和碳的化合物，它在自然界里本不存在，完全是人类制造出来的。由于它的溶点和沸点都比较低，不燃、不爆、无臭、无害、稳定性极好，广泛用来生产制冷剂、发泡剂和清洁剂等。地球大气中浓度最高的氟里昂12和氟里昂11含量虽都极少，但这些年增长率却很高，均达到年增5％。根据1987年国际《蒙特利尔议定书》，它在大气中的浓度将在21世纪初开始逐渐减少。 应当说明，CO2以外的其他温室气体在大气中的浓度虽比CO2小得多，有的要小好几个量级，但它们的温室效应作用却比CO2强得多，它们对大气温室效应的作用，根据IPCC第二次《报告》，都只比CO2低一个量级。这是值得注意的。 温室效应的后果 如前所述，工业革命前大气中CO2含量是280ppm，如按目前增长的速度，到2100年将增加到550ppm，即几乎增加一倍。全世界的许多气象学家都在努力研究，CO2含量增加一倍以后，到2100年全球的平均气温会增高多少？ 目前采用的具体办法是，根据大气运动规律和物理状态变化规律，设计成数值模式进行计算。但由于人们对大气运动变化规律的认识还不够完善，采取的简化设计办法也不同，因而各个模式的计算结果常相差很大。为此80年代美国科学院组织了评估委员会，对这些模式的结果进行研究和综合评诂，最终得出CO2倍增后全球平均气温将上升～℃。这就是对本问题最有权威的组织——联合国IPCC第一次《报告》中采用的数字。 近年来，气候模式的模拟能力有了重大改进，这主要是考虑了大气中气溶胶（空气中悬浮的微小颗粒）的作用。因为在燃烧化石燃料放出CO2的同时也释放了巨量的硫化物等气溶胶。这种气溶胶颗粒会遮挡部分阳光使之无法到达地面，使地面气温降低，起到冷却作用。其数值据IPCC估计可达－瓦／平方米，即相当于CO2增温效应（＋瓦／平方米）的1／3，比甲烷的增温效应（+瓦／平方米）还略大。主要根据这个改进，IPCC1996年公布的第二个《报告》中，把2100年CO2倍增后全球平均气温的升温值从～℃，修改为～℃。评估报告中还指出，由于海洋的巨大热惯性，到2100年这个增温值中大约只有50～90％得以实现。 模式计算结果还说明，全球平均增温～℃并不均匀分布于世界各地。赤道和热带地区不升温或几乎不升温，升温主要集中在高纬度地区，数量可达6～8℃甚至更大。这一来引起另一严重后果，即两极和格陵兰的冰盖会发生融化，引起海平面上升。北半球高纬度大陆的冻土带也会融化或变薄，引起大范围地区沼泽化。还有，海洋变暖后海水体积膨胀也会引起海平面升高。IPCC的第一次评诂报告中预计海平面上升20～140厘米（相应升温～℃），第二次评估报告中修改为15～95厘米（相应升温～℃），最可能值为50厘米。即比第一次评估结果降低了约25％。IPCC的第二次评诂报告还指出，从19世纪末以来的百年间，由于全球平均气温上升了～℃，全球海平面相应也上升了10～25厘米。 全球海平面的上升将直接淹没人口密集、工农业发达的大陆沿海低地地区，后果十分严重。1995年11月在柏林召开的联合国《气候变化框架公约》缔约方第二次会议上，44个小岛国组成了小岛国联盟，为他们的生存权而呼吁。 此外，研究结果还指出，CO2增加不仅使全球变暖，还将造成全球大气环流调整和气候带向极地扩展。包括我国北方在内的中纬度地区降水将减少，加上升温使蒸发加大，气候将趋于干旱化。大气环流的调整，除了中纬度地区干旱化之外，还可能造成世界其他地区气候异常和一些灾害，例如低纬度台风强度将增强，台风源地将向北扩展等。气温升高还会引起或加剧一些传染病流行。以疾为例，过去5年中世界痰疾发病率已翻一两番，现在全世界每年约有5亿人得痰疾，其中200多万人死亡。 但是，温室效应也并非全是坏事。最寒冷的高纬度地区增温最大，农业区将向极地大幅度推进。CO2增加也有利于植物光合作用而直接提高有机物质产量。还有的专家指出，在我国和世界历史上温暖期多是降水较多、干旱区退缩的繁荣时期。 在大气温室效应这个问题上，也有不同意见。有些科学家认为：目前数值模式还不成熟，计算结果过于夸大；百年升高～℃属于正常气候变化，不能证明是大气温室效应所造成。这是少数人的意见。 尽管如此，对于目前大气中CO2浓度和全球温度正迅速增加，以及温室气体增加会造成全球变暖的原理，都是没有争论的事实。我们如果等到问题已发展到了可以明显感知的水平，就往往难以逆转。因此必须引起高度重视，以便采取对策，保护好人类赖以生存的大气环境。 全球对策 大气温室效应造成的全球变暖，对策主要有以下3个方面。 第一方面是减少目前大气中的CO2。最切实可行的办法是广泛植树造林、加强绿化、停止滥伐森林；用太阳光的光合作用大量吸收和固定大气中的CO2。还有利用化学反应来吸收CO2的办法，但在技术上都不成熟，经济上更难大规模实行。 第二方面是适应。这是无论如何必须考虑的问题。例如除了建设海岸防护堤坝等工程技术措施以防止海水入侵外，有计划地逐步改变当地农作物的种类和品种，以适应逐步变化的气候。日本北部因为夏季过凉，过去并不种植物稻，即使种了产量也很低。由于培育出了抗寒抗逆品种，现在即使在最北的北海道也不仅能长水稻，而且产量还很高。这是一个很好的例子。气候变化是一个相对缓慢的过程，只要能及早预测出气候变化趋势，我们是能找到适应对策并顺利实施的。 第三方面是削减CO2的排放量。这是在1992年巴西里约热内卢世界环境与发展大会上，各国领导人共同签署的《气候变化框架公约》的主要目的（框架是指比较原则，有待进一步具体化的意思）。公约要求在2000年发达国家应把CO2排放量降回到1990年水平，并向发展中国家提供资金和转让技术，以帮助发展中国家减少CO2的排放量。近百年来全球大气中CO2浓度的迅速升高，绝大部分是发达国家排放造成的。发展中国家首先是要脱贫、要发展，发达国家有义务这样做。 由于公约是框架性的，并没有约束力。而削减CO2排放量直接影响到发展中国家的经济利益，因此有的发达国家不仅没有减排，还在增排，现在看来，2000年根本不可能降到1990年水平。在1997年12月11日结束的联合国气候变化框架公约缔约方第3次大会（日本京都会议）上发展中国家和发达国家展开了尖锐紧张的斗争。最后，发达国家作出让步，难产的《京都议定书》终于得到通过。议定书规定，所有发达国家应在2010年把6种温室气体（CO2、一氧化二氮、甲烷和3种氯氟烃）的排放量比1990年水平减少。这虽与发展中国家的要求的到2010年减少15％和到2020年减少20％的目标相差很大，但毕竟这是一份具有约束力的国际减排协议。
地理论文——全球气候变暖对我们有什么危害 我们的地球，从以前有着新鲜的空气到现在被严重的污染，严重使全球变暖，受到了严重的危害，我们要从现在开始行动，保护我们的地球。不能让地球再次变暖。 科学造成气候变暖的主要原因是人类生产活动所排放大量的一些气体如二氧化碳、甲烷、氯氟烃等具有吸收红外线辐射的功能，这些气体被称为“温室气体”。它们在大气中大量存在，如同一个罩子，把地面上散发的热量阻挡。就像“暖房”一样，造成地表温度的上升家把这种现象称为“温室效应”。有一种说法：认为温室效应是造成全球气候变暖的主要原因。现在已经有很多国家受到了地球变暖的威胁了，炎热使冰川消融。世界上几乎所有的冰川都在融化，其中很多融化得特别快。坦桑尼亚的乞力扎罗山，过去白雪皑皑，冰川覆盖，久负盛名，现在积雪融化，冰河退缩严重。美国蒙大拿州冰川国家公园博尔德冰川是美国30年代的一个著名的旅游景点，现在冰雪所剩无几。科学家认为，公园里所有的冰川将可能在5年内完全消亡。哥本哈根现在是受到全球变暖最为严重的地方，很多房屋被冰川融化所淹没。哥本哈根气候变化会议前夕宣布量化减排目标，显示了中国继续加大力度、减少经济发展中二氧化碳排放量的坚定决心。美国灾难大片《后天》是一部描写“温室效应带来的气候变化引发地球的空前灾难，全球一天之内出现急剧降温的极端天气，冰层和白雪覆盖了整个地球表面，冰期时代骤然而至……”尽管《后天》只是一部虚构的灾难电影，但其探讨的问题却极具现实意义。全球气候变暖是人们经常听到的一句话，可是近日来，欧洲、美洲、亚洲多个国家陆续出现暴雪、暴雨等极端天气，北京更是遭遇了60年同期最大暴雪，气温屡创新低。而去年哥本哈根会议不是一直说全球气候变暖吗？为什么气候会异常寒冷呢？气候变化这一话题随着极端天气的不断出现持续成为世界关注的焦点控制全球气候变暖主要有以下几种措施押节能、高效的经济，即大大减少能源使用强度；清洁能源，包括协同治理污染和气候变化；循环经济，即使能源利用最大化；生态经济或生态文明，如利用植树造林固碳以增加碳汇；低碳经济，即改变生产模式和生活模式。此外，发展核能、水电、可再生能源、生物能源等也是行之有效的方法。 所以我们现在要好好保护我们的地球，不要再让地球受到污染，从我们身边做起，一点一滴做起，让地球的冰川不在融化，让我们的生活一点一点的变好。
全球气候变暖是一种“自然现象”。人们焚烧化石矿物或砍伐森林并将其焚烧时产生的二氧化碳等多种温室气体，由于这些温室气体对来自太阳辐射的可见光具有高度的透过性，而对地球反射出来的长波辐射具有高度的吸收性，能强烈吸收地面辐射中的红外线，也就是常说的“温室效应”，导致全球气候变暖。全球变暖的后果，会使全球降水量重新分配、冰川和冻土消融、海平面上升等，既危害自然生态系统的平衡，更威胁人类的食物供应和居住环境。全球气候变暖一直是科学家关注的热点。原因分析人为因素1.人口剧增因素近年来人口的剧增是导致全球变暖的主要因素之一。同时，这也严重地威胁着自然生态环境间的平衡。这样多的人口，每年仅自身排放的二氧化碳量就将是一惊人的数字，其结果就将直接导致大气中二氧化碳的含量不断地增加，这样形成的二氧化碳“温室效应”将直接影响着地球表面气候变化。2.大气环境污染因素目前，环境污染的日趋严重已构成一全球性重大问题，同时也是导致全球变暖的主要因素之一。现在，关于全球气候变化的研究已经明确指出了自上个世纪末起地球表面的温度就已经开始上升。3.海洋生态环境恶化因素目前，海平面的变化是呈不断地上升趋势，根据有关专家的预测到下个世纪中叶，海平面可能升高50cm。如不采取及对措施，将直接导致淡水资源的破坏和污染等不良后果。另外，陆地活动场所产生的大量有毒性化学废料和固体废物等不断地排入海洋；发生在海水中的重大泄（漏）油事件等以及由人类活动而引发的沿海地区生态环境的破坏等都是导致海水生态环境遭破坏的主要因素。我们的呼吁为了保护我们共同的家园，请节约使用每一滴淡水。为了保护我们共同的家园，请多种植树木减慢沙化。为了保护我们共同的家园，请不要再用一次方便袋。为了保护我们共同的家园，请不要随意扔废旧电池。为了保护我们共同的家园，请减少二氧化碳的排放。为了保护我们共同的家园，请每人都爱护花草树木。为了保护我们共同的家园，请您积极宣传保护环境。整理一下够了
[1] 李天文，刘鸿生，Modern Chemical Industry[J], 2004, 24(2), 62, 64, 70[2]冯博学，陈冲，何毓阳, 电致变色材料及器件的研究进展[J],功能材料，2004，2(35)，145-150[3] , Electro [J]chim. Acta, 46, (2001), 2015[4] and , Z . Chem.[M], 1943, 252:144[5] and , Z . Chem[M]., 1951, 265:288[6][J], . phys. 1961, 34(3):862
近年来，全球工业 科技 领域出现了一种新型材料——电致变色材料。业内人士指出，电致变色材料是目前有研究和应用前景的智能材料之一，其在学术界已活跃了近半个世纪，虽拥有巨大商业前景。而将电致变色材料和不同的功能层结合制成具有不同功能的电致变色器件，不仅可以用在民用建筑上，同时也可以用在飞机、 汽车 上起到调节光线和温度的目的，人们可以根据自身需求进行调节，带来舒适的体验。 以 汽车 的防眩目后视镜为例，电致变色技术的应用就是一个刚需。早在1974年，一家名为Gentex（即镜泰）的公司就以紫罗精为变色层，基于类似于“电镀池”结构实现玻璃变色并达到防眩目的，垄断了自动防眩目后视镜市场。但由于技术和制程方面的原因，还有诸如司机在夜间驾驶，后面 汽车 大灯照射过来，打到后视镜会致盲等问题的存在。此外，随着智能电动车屏幕的增多、增大， 汽车 使用场景中出现的阳光照射导致屏幕内容显示不清等痛点，也急需能够自动选择透光量的新材料出现。 然而，镜泰的材料体系和制造工艺还不能满足当前需要。特别是，当玻璃面积很大的时候，镜泰的第一代方案变色的速度会变得比较慢。比如，波音787侧窗的变色时间需要3分钟。重要的一点是，玻璃基底的制造工艺，让镜泰无法加工大面积曲面。 20世纪80年代末，一家叫Sage的公司基于氧化钨作为变色层，开发出了新一代的电致变色玻璃。Sage的氧化钨是固态的，可以直接镀在玻璃上，解决了制造大块玻璃的问题，并于2005年在一款法拉利的Superamerica上成功应用了可控光和控热的“天幕”。光羿 科技 研发团队发现，Sage选择的氧化钨技术路线，除了不能做曲面加工之外，仍存在需要定制生产、重资产模式等弊端，制约电致变色材料和产业的规模化发展。 鉴于此，光羿 科技 研发团队经过多年来对电致变色产业的深入研究，总结发现该产业规模化发展的基本原则： 1. 材料的形态需要是固态而不能是液态，液态材料是制造的瓶颈。 2. 基底不能是玻璃只能是薄膜，目前以玻璃为基底，只能一片一片生产，如果是薄膜的话，可以是卷对卷生产，涂布的生产效率将会大幅提升。 3. 一定要全面把成本做下去。 这就要求光羿 科技 必须自己重构电致变色的整个材料体系，包括电致变色层，电解液层和离子存储层，和整个制造工艺。通过自主研发的材料与工艺相结合，逐步攻破传统电致变色技术被诟病的稳定性差、可靠性低以及功能单一等问题，成功研发出第三代柔性固态电致变色材料，重新定义电致变色技术的可能性。 相较于前两代电致变色技术路线，光羿 科技 第三代电致变色技术方案是在微米级的薄膜上，涂上一层纳米级电致变色层，在另一张薄膜上涂上纳米级离子层，两种薄膜通过固态电解质层粘合在一起。纳米级电致变色材料涂覆对厚度的均匀性要求极为严苛。宽幅在2000mm的薄膜基底，通过滚筒，以每分钟将近30米的速度被送进涂布机，涂布机的喷嘴要均匀地把溶液喷涂在薄膜基底上。为了确保均匀性和一致性，不仅喷涂溶液时，厚薄要一致，涂布完成后薄膜平面上溶液的挥发也要求一致。 一致性是产品性能和可靠性的保障，是后续离子通过固态电解质进入电致变色层，又从电致变色层返回到离子层，来来回回要能达到10万次循环的保障之一。光羿 科技 创始团队明白，要想把这个产业做起来，必须要解决高效的制程问题，动力电池产业已经证明了卷对卷高速涂布机的意义。 2019年8月，在不断地优化材料、优化薄膜基底和改进涂布设备之后，光羿 科技 第一次跑通了电致变色材料以薄膜为基底通过卷对卷高速涂布生产的工艺——柔性薄膜基底及更高效产能卷对卷（R2R）生产工艺，这也成为电致变色技术得以广泛应用的加速器。相较于前两代电致变色技术路线，光羿 科技 第三代电致变色技术具有更高的商业价值，具有低雾度、定制化、轻量化、低电压、高曲率等显著优势。 2021年11月，搭载光羿 科技 电致变色天幕，并实现量产的极氪001受到行业瞩目，随后广汽埃安S PLUS的推出更是将光羿 科技 第三代电致变色技术带入公众视野。据了解，在2023年，至少会有5家造车新势力的主力产品会使用到光羿 科技 的天幕解决方案。不久的将来，相信全面攻克整车控光和控热的问题的光羿 科技 ，将打造更为私密控光以及舒适控热的升级体验。
选自Nature
作者：Jeffrey M. Perkel
机器之心编译
机器之心编辑部
2019 年，「事件视界望远镜」团队拍下了第一张黑洞照片。这张照片并非传统意义上的照片，而是计算得来的——将美国、墨西哥、智利、西班牙和南极多台射电望远镜捕捉到的数据进行数学转换。该团队公开了所用代码，使科学社区可以看到，并基于此做进一步的 探索 。
而这逐渐成为一种普遍模式。从天文学到动物学，每一个伟大的现代科学发现背后都有计算机的身影。斯坦福大学计算生物学家、2013 年诺贝尔化学奖获得主 Michael Levitt 表示，现在的笔记本电脑在内存和时钟速度方面是 1967 年其实验室计算机的一万倍。「今天，我们拥有大量算力。但问题是，这仍然需要人类的思考。」
如果没有能够处理研究问题的软件以及知道如何编写和使用软件的研究人员，计算机再强大也是无用。「现在的研究与软件紧密相关，软件已经渗透到科研的方方面面。」软件可持续性研究所（Software Sustainability Institute）负责人 Neil Chue Hong 如是说。
最近，Nature 上的一篇文章试图揭示科学发现背后的重要代码，正是它们在过去几十年中改变了科研领域。这篇文章介绍了对科学界带来重大影响的十个软件工具，其中就包括与人工智能领域密切相关的 Fortran 编译器、arXiv、IPython Notebook、AlexNet 等。
语言先驱：Fortran 编译器（1957）
首批出现的现代计算机对用户并不友好。编程实际上是由手工完成的，通过电线连接一排排电路。后来的机器语言和汇编语言允许用户使用代码进行计算机编程，但这两种语言依然要求使用者对计算机架构有深入了解，导致很多科学家无法使用它们。
20 世纪 50 年代，随着符号语言的发展，尤其是「公式翻译」语言 Fortran 的出现，上述境况发生了改变。Fortran 语言由 IBM 的约翰 · 巴科斯（John Backus）团队开发。借助 Fortran，用户可以使用 x = 3 + 5 等人类可读的指令进行计算机编程，之后编译器将这类指令转化为快速高效的机器码。
这台使用 Fortran 编译器编程的 CDC 3600 计算机于 1963 年移送至美国国家大气研究中心。（图源：美国大气科学研究大学联盟 / 科学图片库。）
在早期，编程人员使用穿孔卡片（punch card）输入代码，复杂的模拟可能需要数万张穿孔卡片。不过，Fortran 使得并非计算机科学家的研究者也能够进行编程。普林斯顿大学气候学家 Syukuro Manabe 表示：「我们第一次靠自己进行编程。」他和同事使用 Fortran 语言开发了首批成功的气候模型之一。
60 多年过去了，Fortran 依然广泛应用于气候建模、流体动力学、计算机化学，以及其他涉及复杂线性代数并需要强大计算机快速处理数字的学科。Fortran 代码运行速度很快，仍然有很多编程人员知道如何写 Fortran。古老的 Fortran 代码库依然活跃在世界各地的实验室和超级计算机上。
信号处理器：快速傅里叶变换（1965）
当天文学家扫描天空时，他们捕捉到了随时间变化的复杂信号的杂音。为了理解这些无线电波的性质，他们需要观察这些信号作为频率函数的样子。一种被称为傅里叶变换（Fourier transform）的数学过程允许科学家实现这一点。但问题在于傅里叶变换并不高效，对大小为 N 的数据集它需要进行 N 次运算。
1965 年，美国数学家 James Cooley 和 John Tukey 开发了一种加速傅里叶变换过程的方法。借助递归（recursion）这种「分而治之」的编程方法（其中算法可以实现重复地再运用），快速傅里叶变换（fast Fourier transform, FFT）将计算傅里叶变换问题简化为 N log_2(N) 个步骤。速度也随着 N 的增加而提升。对于 1000 个点，速度提升约 100 倍；对于 100 万个点，速度提升约 5 万倍。
牛津大学数学家 Nick Trefethen 表示，FFT 的发现实际上是一种「再发现」，因为德国数学家卡尔 · 弗里德里希 · 高斯在 1805 年就完成了该发现，不过从未发表。但是，James Cooley 和 John Tukey 开启了 FFT 在数字信号处理、图像分析和结构生物学等领域中的应用。Trefethen 认为 FFT「是应用数学与工程领域伟大的发现之一。」FFT 已经在代码中实现了很多次，其中一种流行的变体是 FFTW（「西方最快的傅里叶变换」）。
默奇森天文望远镜，使用快速傅里叶变换来收集数据。
劳伦斯伯克利国家实验室（Lawrence Berkeley National Laboratory）分子生物物理学和综合生物成像部门主任 Paul Adams 回忆称，当他在 1995 年改进细菌蛋白 GroEL 的结构时，即使使用 FFT 和一台超级计算机，也需要「很多很多个小时，甚至是几天」的计算。但要没有 FFT，很难想象这件事要怎么做，花的时间将难以估量。
线性代数运算标准接口：BLAS（1979）
科学计算通常涉及使用向量和矩阵的数学运算，这些运算相对简单，但计算量大。20 世纪 70 年代，学界并没有出现一套普遍认可的执行此类运算的工具。因此，科研工作者不得不花费时间设计高效的代码来做基础的数学运算，导致无法专注于科学问题本身。
编程世界需要一个标准。1979 年，基础线性代数子程序库（Basic Linear Algebra Subprograms, BLAS）应运而生。直到 1990 年，该标准仍然在发展变化，定义了数十条涵盖向量和矩阵运算的基本程序。
田纳西州大学计算机科学家、BLAS 开发团队成员之一 Jack Dongarra 表示，BLAS 实际上将矩阵和向量运算简化成了像加减法一样的基础计算单元。
Cray-1 超级计算机。（图源：科学 历史 图像 / Alamy）
德州大学奥斯汀分校计算机科学家 Robert van de Geijn 表示：「BLAS 可能是为科学计算而定义的最重要接口。」除了为常用函数提供标准名称之外，研究者可以确保基于 BLAS 的代码能够以相同的方式在任何计算机上运行。该标准也使得计算机制造商能够优化 BLAS 实现，以实现硬件上的快速运行。
40 多年来，BLAS 代表了科学计算堆栈的核心，使得科学软件持续发展。乔治华盛顿大学机械与航空航天工程师 Lorena Barba 将 BLAS 称为「五层代码内的核心机制」。
预印本平台：（1991）
20 世纪 80 年代末，高能物理领域的研究者往往会把自己提交的论文邮寄给同行审阅，这是一种礼仪，但只邮寄给少数几个人。「那些处于食物链底端的人依赖于顶端人的施舍，这往往会把非精英机构中有抱负的研究者完全排除在特权圈之外，」物理学家 Paul Ginsparg 曾在 2011 年的一篇文章中写道。
1991 年，洛斯阿拉莫斯国家实验室（Los Alamos National Laboratory）的 Ginsparg 写了一个电子邮件自动回复器，以建立公平的竞争环境。邮件订阅者每天都会收到一份预印本列表，每份论文都带有标识符。如此一来，世界各地的用户都可以通过一封电子邮件提交或检索来自上述实验室计算机系统的论文。
Ginsparg 原本计划将文章保留三个月，将范围限制在高能物理社区，但他的同事劝他去掉了这些限制。「就是在那一刻，它从布告栏转变成了档案库，」Ginsparg 表示。在这之后，大批论文开始涌入，其学科之广远远超出了 Ginsparg 的预期。1993 年，Ginsparg 把这个系统移植到互联网上。1998 年，他正式将该系统命名为 。
如今，30 岁的 arXiv 收录了 180 万份预印本文章，且全部免费阅读，其每月论文提交量超过 15000 份，每月下载量高达 3000 万次。「不难看出 arXiv 为何如此受欢迎，」Nature Photonics 的编辑曾表示，「该系统为研究者提供了一种快捷、方便的科研方式，可以告诉大家你在做什么、什么时间做的，省去了传统期刊同行评审的繁琐。」
该网站的成功还对生物学、医学、 社会 学等其他学科类似存储库的建立起到了助推作用，成千上万份新冠病毒相关研究预印本的发布就是一个例证。
数据 探索 器：IPython Notebook (2011)
Fernando Pérez 在 2001 年决定「探寻拖延症」，当时他是一名研究生，决定采用 Python 的核心组件。
Python 是一种解释型语言，意味着程序会一行一行地执行。编程人员可以使用一种被称为「读取 - 求值 - 输出循环（REPL）」的计算型调用和响应（call-and-response）工具，他们可以键入代码，然后由解释器执行代码。REPL 允许快速 探索 和迭代，但 Pérez 指出 Python 并不是为科学构建的。例如，它不允许用户轻松地预加载代码模块或保持数据可视化的打开状态。因此 Pérez 创建了自己的版本。
2001 年 12 月，Pérez 发布了交互式 Python 解释器 IPython，它共有 259 行代码。10 年后，Pérez 和物理学家 Brian Granger、数学家 Evan Patterson 合作，将该工具迁移到 Web 浏览器，创建了 IPython Notebook，掀起了一场数据科学的革命。
和其他计算型 notebook 一样，IPython Notebook 将代码、结果、图形和文本组合到了单个文档中。但与其他此类型项目不同的是，IPython Notebook 是开源的，欢迎广大社区开发者为其发展做出贡献，并且支持 Python 这种科学家常用的语言。2014 年，IPython 演变成 Project Jupyter，支持约 100 种语言，并允许用户像在自己计算机上一样轻松地在远程超级计算机上 探索 数据。
Nature 在 2018 年指出：「对数据科学家而言，Jupyter 已经成为一种实际标准」。那时，GitHub 上已经有 250 万个 Jupyter notebook，如今已有近一千万个，其中包括 2016 年发现引力波和 2019 年黑洞成像的记录。Pérez 表示：「我们能为这些项目做出一点贡献也是非常有意义的」。
快速学习器：AlexNet（2012）
人工智能（AI）可分为两类，一类使用编码规则，另一类让计算机通过模拟大脑的神经结构来「学习」。多伦多大学计算机科学家、图灵奖获得者 Geoffrey Hinton 表示：「几十年来，人工智能研究者一直将第二种研究方法视为『荒谬』」。2012 年，Hinton 的研究生 Alex Krizhevsky 和 Ilya Sutskever 证明了事实并非如此。
在当年的 ImageNet 的年度竞赛上，研究者们被要求在包含 100 万张日常物品图像的数据库上训练 AI，然后在另一个图像集上测试算法。Hinton 表示：「在当时，最佳算法会在 1/4 的图像上出现分类错误」。Krizhevsky 和 Sutskever 开发的 AlexNet 是一种基于神经网络的深度学习算法，该算法将误差率降至 16%。Hinton 表示：「我们几乎将误差率降低了一半」。
Hinton 认为，该团队在 2012 年的成功反映出足够大的训练数据集、出色的编程和图形处理单元（最初为了提高计算机视频性能的处理器）新力量的结合。他表示：「突然之间，我们就能够将该算法的速度提高 30 倍，或者说可以学习 30 倍的数据」。
Hinton 表示真正的算法突破实际上发生在 3 年前。当时他的实验室创建了一个比几十年来不断完善的传统 AI 更能准确识别语音的神经网络。虽然准确率只稍微提升了一点，但已值得被记住。
AlexNet 及相关研究的成功带来了实验室、临床等多个领域深度学习的兴起。它让手机能够理解语音查询，也让图像分析工具能够轻松地从显微照片中挑选出细胞。这就是 AlexNet 在改变科学、改变世界的工具中占有一席之地的原因。
表示能将满足一定条件的某个函数表示成三角函数或者它们的积分的线性组合。
傅立叶变换
傅立叶变换能将满足一定条件的某个函数表示成三角函数（正弦和/或余弦函数）或者它们的积分的线性组合。在不同的研究领域，傅里叶变换具有多种不同的变体形式，如连续傅立叶变换和离散傅立叶变换。最初傅立叶分析是作为热过程的解析分析的工具被提出的。
由来
要理解傅立叶变换，确实需要一定的耐心，别一下子想着傅立叶变换是怎么变换的，当然，也需要一定的高等数学基础，最基本的是级数变换，其中傅立叶级数变换是傅立叶变换的基础公式。
变换提出
变换分类
根据原信号的不同类型，我们可以把傅立叶变换分为四种类别：
1.非周期性连续信号傅立叶变换（Fourier Transform）
2.周期性连续信号傅立叶级数(Fourier Series)
3.非周期性离散信号离散时域傅立叶变换（Discrete Time Fourier Transform）
4.周期性离散信号离散傅立叶变换(Discrete Fourier Transform)
傅里叶变换是由傅里叶级数推导而来的，傅里叶级数的对象是周期信号，但是如果信号为非周期信号的话(也可视为周期信号的周期无穷大)，就推导出了傅里叶变换！
论文国内外研究现状写法如下：
首先，我们要知道国内外研究现状是什么，其实通俗来说，就是国内和国外对于一个研究对象目前的研究现状，可以是国家层面上相关部门对于研究对象的研究，也可以是权威学者，对于研究对象的研究。
所以很明确，国内外研究现状有两种写法，要不就是从相关部门对于研究对象的研究，或者就是从学者对于相关研究现状的研究来写。
正常来说，国内外研究现状都需要大家去阅读大量的文献，然后总结学者的主要观点，这里给大家一个小技巧，可以直接从一篇文章的摘要看出来，一个学者的研究观点主要集中在哪些，这样的话，即便你不完整的阅读文章，也能知道文章的主要观点。
还有一种方法，可以直接从硕士论文里面去摘抄，大家可以找一些和自己题目一样，或者是关键词一样的硕士论文，我们在里面摘抄国内外研究现状，并且将这个话改成自己的意思，这也是一种写作方法。
但是注意标注引用的时候，一定要找到最根本的文章，而不是你参考的这篇硕士论文。找文献去哪里，中文的话我们可以从百度学术或者是知网里面直接观看，主要就是看一篇文章的摘要，因为主要观点都在摘要里。
英文的话，之前有提过从谷歌学术去搜索关键词，就能找到很多的国外文献，这里要注意，查找国外文献的关键词，一定要翻译成英文，如果是中文的话，是没办法识别的，然后只需要把相关的英文文献翻译成中文，再去进行总结就可以了。
论文开题报告研究现状写法如下：
1、写国内外研究现状之前，要先把收集和阅读过的与所写毕业论文选题有关的专著和论文中的主要观点归类整理，并从中选择最具有代表性的作者。在写毕业论文时，对这些主要观点进行概要阐述，并指明具有代表性的作者和其发表观点的年份。还要分别国内外研究现状评述研究的不足之处，即还有哪方面没有涉及或者在研究方法上还有什么缺陷，需要进一步研究。
开题报告的是写论文的序章，是第一道流程，主要是用来告诉别人，为什么选择这个论文题目，选这个题目的目的和意义，选这个题目干什么，后续打算怎么写。
2、写国内外研究现状应注意的问题是不要把研究现状写成事物本身发展现状。写股指期货研究现状，应该写有哪些专著或论文、哪位作者、有什么观点，而不是写股指期货本身何时产生、有哪些交易品种、如何演变。要反映最新研究成果。不要写得太少，只写一小段。如果没有与毕业论文选题直接相关的文献，就选择一些与毕业论文选题比较靠近的内容来写。