DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 3. 他者的动态主体性构建 在西方哲学史上，他者是个具有深厚渊源的概念。在后现代西方文学批评中，这个概念更是被广泛使用。他者对自我的定义、建构和完善必不可少，自我的形成依赖于自我与他者的差异，依赖于成功地将自己与他者区分开来，依赖于对他者的否定( [ 1 ]， p. 118)。在《地铁延伸之处》这部小说中，他者以一种动态的方式塑造了克里斯和托尼的主体性。 在学生时代，克里斯和托尼经常在谈话中使用“他们”这个代词。对于克里斯和托尼而言，“‘他们’一词不存在意义含糊不清。我用这个词时，是泛泛地指那些立法者，道德家，社会名流以及郊区的父母们。托尼用这个词时，指的是伦敦市区里的这些人。”( [ 2 ]， p. 14)从克里斯和托尼对“他们”的明确定义即可看出，他们已完全把自己与他们眼中的他者相区分。不仅如此，克里斯和托尼彻底否定这些他者：他们为这些人搞定了语言、伦理、事物的优先次序而感到义愤填膺；克里斯厌恶星期天的报纸、星期天的广播和星期天的电视；克里斯鄙视自己的家庭，认为他们空虚自满。除此之外，克里斯和托尼还一直努力“自我他者化”。也就是说，他们认为反过来，自己也是那些立法家、道德家、社会名流的他者，并且试图通过某些手段使自己的他异性更为凸显，如此他们便能加大自己与那些“他们”的区别，从而更加彰显自己独特的个性。例如，他们故意在学校里大声地讨论深奥的问题；他们认为大人总是具有可测性，于是他们便特意发扬自己的变化多端，常常互相问彼此“今天我们要成为什么？”( [ 2 ]， p. 66)；克里斯不希望他哥哥也忍受“存在的不满”，生怕这类困惑变得过于时髦。从表面上看，克里斯和托尼的确与他们眼中的他者截然不同，他们有着鲜明的主体性。然而，深究之下不难发现，他们的主体性与他者密不可分。试想，如果没有家庭、立法者、道德家这些他者，克里斯和托尼就没有了区别于自己的对象，他们的独特性也就无从谈起。换言之，他们的主体性依赖于他者的存在以及他者与他们的差异，他者塑造了他们的主体性。 胡塞尔在他研究后期特别关注主体与主体的相互联系、相互作用。他认为，个人对世界的认识总是会与他人对世界的认识产生互动，因此个人的意识总是依存于由不同意识构成的共同体，它总是在互动的过程中不断地生成和修正。这种主体之间的互动或共同体被称作主体间性或交互主体性( [ 1 ]， p. 119)。在《地铁延伸之处》这部小说中，克里斯和托尼与他者的关系便呈现出主体间性这一特点。 在儿时，尽管克里斯和托尼貌似与他们眼中的他者截然对立，但事实上，在很多时候，他们对世界、对自我的认识都受到了他者的影响。例如，他们在做恶作剧时，依然遵从那些他者(立法者，道德家)立下的规矩，生怕因过分叛逆而受到他者的惩罚：他们不敢对警察、修女和孕妇下手；在一个服装店做恶作剧时，店员一问起他们的学校，他们便逃之夭夭。他者对克里斯和托尼最明显的影响表现在他们渴望别人称他们为“先生”。在克里斯和托尼眼中，被称作“先生”具有无法估量的重要性，其之所以重要不在于“先生”一词的实际功能，而在于这是身份的象征。于是，他们甚至大晴天也天天带着雨伞，认为只要有雨伞，总有那么丁点可能性能从某人那里收来一个“先生”。然而，“先生”一词不正是那些他者的话语？带雨伞不正是那些立法家、道德家、社会名流的举动？追求身份不也正是成人世界的活动？可见，一方面，克里斯和托尼试图把自己与他者相区分，另一方面，他们对世界和自我的认识已经被他者部分同化。也就是说，他们的主体性一方面有赖于他们与他者的区别，另一方面，也有赖于他们与他者的相似之处。因此，他者从正反两方面塑造了克里斯和托尼的主体性。而他们无法意识到自己与他者的联系正表明了他者对他们的强大渗透作用。 在小说第二部分，我们可以看到，他者对克里斯的同化作用变得更为明显。例如，当克里斯那时的女友、后来的妻子玛丽安问及他的理想时，他称自己不介意做好多工作，他愿意管理BBC，拥有自己的出版公司、画廊，加入内阁等。可是，在少年时代，这些带有资产阶级的工作从来不入克里斯和托尼的法眼，他们的理想是成为两个暂住在某个裸体殖民地的艺术家。而在小说第三部分，克里斯回到城市郊区后，他已经完全被儿时的他者同化。在第三部分伊始，克里斯心满意足地感到自己拥有一份完美无缺的简历：“年龄：三十/婚姻状况：已婚/子女数：一个/工作：一个/是否有住房：有/是否在住房按揭：是/……”( [ 2 ]， p. 133)在克里斯看来，这表明他已长大成人。可是，换个角度说，这些条件正标志着他已经完全沦为了一个他儿时鄙视的郊区中产阶级。事实上，在小说第三部分，克里斯被儿时他者同化的标志随处可见：他发现自己和他从小鄙视的同学提姆相比，除了他的生育率比提姆低外，他的生活和提姆的生活听上去一模一样；他和老同学们一起用餐时，一开始，他对他们的鄙视又自动地闪现了，可不久他发现自己几乎在享受这顿宴会；他一直看不起的利给了他一份工作，而他也没有当场拒绝。其中，最明显的象征出现在小说末尾： 橙黄色的灯光已经把我睡衣上的条纹变成了棕褐色。我甚至记不得它们原先的颜色：我有几套不同颜色的睡衣，每套都有相同宽度的条纹，但在这缕灯光下，我所有的睡衣都呈现出了泥土般的棕褐色。我思忖了一会这个问题，没得出什么结论( [ 2 ]， p. 176)。 小说中一共出现了两次对灯光将衣服染成棕色的探讨，分别对称性地出现在第一部分开头和第三部分末尾。在第一部分，克里斯和托尼为这个现象感到怒不可遏。他们认为颜色是最纯粹，最基本的东西，他们不希望那些官僚阶级他者在已经搞定语言、伦理、事物优先次序后，又搞定颜色。如果这些他者搞定了颜色，那么“我们甚至都不能再指望成为自己了。”( [ 2 ]， pp. 14-15)因此，我们可以认为这里的灯光象征着克里斯和托尼眼中的他者，灯光把所有的事物都染成同样的棕褐色则象征着他者对这个世界上的一切事物，尤其是对人的主体性的同化和控制。在少年时代，克里斯和托尼对这种控制和同化十分敏锐反感。可是，当同样的场景出现在小说第三部分时，此时的克里斯看到自己各种颜色的条纹睡衣都呈现了棕褐色，他对这个现象有所察觉，但思忖片刻后，已经完全得不出任何结论。由此可见，现在的克里斯已经完全被他者淹没，而浑然不知。也就是说，这时他者已经完全控制、塑造了克里斯的主体性。 可以说，在过去的他者同化了克里斯后，过去的他者已经不复是他者，而成了长大了的克里斯从属的“我们”。随着旧他者的消失，新的他者也在产生。具有讽刺意味的是，到了小说的第三部分，克里斯儿时最好的伙伴托尼成为了他的他者：此时的他们因缺乏共同的他者而渐行渐远；已然保持年少叛逆精神的托尼责备克里斯背叛了年少时的理想，成了“资产阶级压路机的又一胜利！”( [ 2 ]， p. 167) 因此，他者对克里斯和托尼主体性的塑造呈现出复杂的情景。他者从来都不是克里斯和托尼绝对的对立面：一方面，克里斯和托尼主体性的构建有赖于他们把自己与他者相区分；另一方面，由于主体间性，克里斯和托尼对世界的认识不断与他者对世界的认识互动，而在小说第二部分与第三部分，在克里斯不知不觉间，他者逐渐完全同化了克里斯。因此，他者通过他们与克里斯和托尼的对立关系以及相互联系塑造了克里斯和托尼复杂的主体性。此外，他者对小说主人公的塑造呈现出一个动态过程：以克里斯为例，在他的成长的过程中，他者也在不断变化，以立法者，道德家，社会名流及郊区父母们为代表的旧他者逐渐成为了现在克里斯欣然隶属的“我们”，从前反抗权威的“我们”成为了现在以托尼为代表的他者。在这个不断流变的过程中，变化的他者塑造了克里斯变化的主体性。
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user: 4. 社会文化的动态主体性构建 巴恩斯在多部小说中一直关注着一个问题，即：一个人的人生轨迹是自由选择的结果呢？还是由历史、文化和偶然性决定的呢？( [ 5 ]， p. 19)可以说，巴恩斯的处女作《地铁延伸之处》便已然开启了这方面的探讨。从表面上看，克里斯和托尼是独立自主的主体，自由选择了自己的人生：他们选择在年少时愤世嫉俗、反抗权威；在成年后，一个选择继续年少时的叛逆精神，另一个则选择安于郊区中产阶级的平静生活。可是，事实上，社会文化无孔不入地侵入着这看似独立自主的两个主体。从微观来看，克里斯和托尼自由地演绎着自己的人生，而从宏观来看，他们至多只是社会文化操纵下的两个偶人。 在克里斯和托尼成长过程中，他们迫切地想获得“独立的存在”( [ 2 ]， p. 41)。在他们看来，这只能通过“严格地不受限制”( [ 2 ]， p. 41)。不久，他们便意识到这实非易事： 首先，是焦土政策——系统性摈弃，有意矛盾，无政府式的擦洗石板。毕竟，我们属于“愤怒的一代”。 某一天的午餐时间，我们正在六年级的阳台上不建设性地游荡。这时，我问托尼：“你有没有意识到，我们属于‘愤怒的一代’？” “是啊，这让我气得要命。”他又是斜了眼，咧嘴一笑。 “然后，等我们老了，有……侄子侄女了，他们会问我们，在伟大的愤怒年代，我们做了什么？” “呃，我们是在那儿愤怒，不是吗？” “不过，我们在学校跟着老唐卡斯特读奥斯本，你不觉得这有点难以接受？我是想说，你不觉得我们大概被纳入了某种体制？”( [ 2 ]， p. 41) 这段选文的第一段便耐人寻味。从第一句看，克里斯和托尼宣扬了自己鲜明的个性和主张——他们要实行“焦土政策”，“系统性摈弃，有意矛盾，无政府式的擦洗石板”。可紧接着，出现了颇具妥协意味的“毕竟”两字，然后是“我们属于‘愤怒的一代’”。两行间，两个貌似独立的主体欣然隶属了一个群体。到了第三段，托尼表示，这点让他很生气。从下几行提到的“纳入体制”推测，托尼生气的原因之一也许是隶属于这个群体威胁了他独立的主体。在最后一段，托尼除了表示对“纳入体制”的怀疑和不满外，还点名了“纳入体制”的过程——在学校里跟着老师读奥斯本(“愤怒的青年”运动中的代表人物)的作品。因此，可以说，克里斯和托尼的出发点是想获得“独立的存在”，可不久，他们便颇具讽刺意味地发现，他们永远不可能获得绝对的“独立的存在”，因为他们已然通过接受学校的教育等方式内化了那个时代的主流意识形态。 事实上，克里斯和托尼年少时的种种行为都明显地体现了“愤怒的青年”的特点：他们愤世嫉俗，叛逆不驯，反对权威，质疑传统价值观( [ 7 ]， pp. 315-316)，追求“无根”的生活。在克里斯和托尼自己看来，他们的行为彰显了自己的主体性，可是，若考虑到他们身处的时代(二十世纪五十年代晚期，六十年代早期)，我们不难发现，与其说他们在表现自己的主体性，毋宁说社会语境塑造了他们的主体性。除此之外，在学生时代，克里斯和托尼还自创了一套历史循环论：“二十年代，三十年代，四十年代，五十年代——性，禁欲，战争，禁欲；六十年代，七十年代，八十年代，九十年代——性，禁欲，战争”( [ 2 ]， p. 52)，而后就此推断，自己因此能先享受八年的情色生活，然后再苦等三十年；在小说第三部分，托尼尖锐地指出，他们那时冷酷无情，厌恶一切，“可那是托利党的基本纲领”( [ 2 ]， p. 145)。可见，除了当时的社会文化外，历史阶段和政治状况也一同塑造了小说主人公们的主体性。 在小说的第三部分，变化了的社会环境也依然在制约克里斯和托尼变化了的人生轨迹。第三部分的故事发生于1977年。在二十世纪七十年代的英国，长时期的社会民主统治结束了，撒切尔夫人在1975年成为了反对党的领导人，在1979年成为英国首相( [ 5 ]， p. 23)。受经济形势的影响，当时的社会语境趋于保守，反对六十年代的乌托邦神话、性解放、无政府主义，更为注重个人和市场( [ 7 ]， pp. 442-443)。保守党上台后与郊区拥有地产的中产阶级合谋，推行自由市场资本主义。因此，不难看出，克里斯看似自主选择了他眼中快乐的中产阶级生活，实则也是变化了的时代语境的产物。而托尼此时的人生轨迹则受到了左翼政治、60年代性解放的深刻影响。从某种程度上说，此时英国意识形态的两极分化也塑造了克里斯和托尼渐行渐远的友谊( [ 5 ]， p. 23)。 阿尔都塞在《意识形态与意识形态国家机器》一文中指出，意识形态是国家对个体进行控制的基本手段，它通过学校、教堂、家庭、媒体、监狱、劳教所等对个体的思想进行塑造，目标就是要使统治阶级的价值观念、思维方式内化到个体的意识中。个人作为意识形态运作的对象，失去了自由和自主的能动性，成为无形的社会历史力量支配和控制的“他者”( [ 1 ]， p. 122)。从《地铁延伸之处》这部小说中，我们可以看出，无论是儿时还是长大后的克里斯和托尼，他们看似拥有自由自主的主体，不受干涉地选择着自己的人生轨迹，事实上，他们只是不同时代社会历史力量控制的对象。在少年时代，学校的教育、社会文化、历史阶段和政治状况将克里斯和托尼塑造成了愤世嫉俗，叛逆不驯，反对权威，质疑传统价值观的 “愤怒的青年”；在成年后，变化了的社会语境塑造了克里斯和托尼迥异的人生轨迹。不断变化了的社会历史力量塑造了克里斯和托尼不断变化的主体性。
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user: 5. 结语 《地铁延伸之处》表现了语言文学、他者和社会如何动态构建了小说主人公不断变化的主体性。事实上，这一主题在巴恩斯的多部小说中都有显现。例如，《福楼拜的鹦鹉》展现了叙述者逐渐发现他试图重建福楼拜的努力只能以失败告终，因为福楼拜的主体性永远无法触及，它永远淹没在大量语言文字中；在《爱，等等》中，我们可以看到美国的商业社会如何构建了斯图尔特世俗功利的主体性，而奥利弗阅读的文学艺术作品又如何塑造了他理想而不切实际的主体性；《亚瑟和乔治》展现了性别、阶层、民族、种族等话语如何分类和控制了小说人物的主体性；与《地铁延伸之处》拥有诸多相似之处的《终结的感觉》也表现了不断变化的他者对叙述者托尼人生的影响。可以说，对主体性构建的关注几乎贯穿着巴恩斯的整个创作生涯。 巴恩斯在采访中谈及《地铁延伸之处》时曾说：“我显然想说，人们的发展路径出乎他们自己的预期”，“这部小说写的是人们在无意识间以某种方式作出的妥协。”( [ 8 ]， p. 34)可见，这部小说绝不仅仅是部半自传作品，而是对人类生存状态的一场客观评估。通过这部小说，巴恩斯向我们展现了多少人的人生从一个地方出发，最终事与愿违，走向了另一处地方，人们取得的成就多么难得与他们的预期相符。在这一过程中，人们的发展出乎他们自己预期的一个重要原因即在于，即便人们多么希望自己能拥有独特自主的主体性，可在人们的发展过程中，人们的主体性势必会在无意识间为语言、书籍、他者、社会文化等因素塑造。这一过程外在表现为人们对自己人生际遇的妥协，其实质则为人们试图掌控自己主体性的一场失败斗争。个人由此成为了各种外界因素作用的对象，失去了自由和自主的能动性，成为了外界力量支配和控制的他者。在不断变化的外在因素影响下，人类的主体性并非某种能掌握在个体手中的超然，固定、本质的东西，而是流动不居、动态发展。巴恩斯曾说，他写小说是为了用谎言来讲真话( [ 8 ]， p. 39)，而这便是《地铁延伸之处》这个虚构故事所传达的人类生存真相。
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user: 摘要 在霍尔推力器全粒子PIC (Particle in cell)模拟方法中，常常采用增大真空介电常数的方法来增大等离子体德拜长度，进而在划分网格时可以将网格尺寸放大，减小网格数量从而达到减小计算量的目的。但由等离子体形成的周向振荡对真空介电常数变化反应比较敏感，相应等离子体参数随真空介电常数的变化是否符合离子声波色散规律需要得到验证。本文以2.5D-3V的霍尔推力器周向–径向模型为基础，通过改变真空介电常数放大倍数对等离子体分布情况、空间电势分布情况及模拟所得离子声波参数与理论值对比发现：在研究霍尔推力器等离子体周向振荡相关问题时，真空介电常数扩大倍数越大，所得周向波参数与理论估算值偏差越大，原则上不宜采用真空介电常数扩大的方法进行模拟，若所研究区域范围较大，可适当扩大真空介电常数至4倍以内。
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user: 1. 引言 霍尔推力器工作时，当稳定的霍尔漂移运动遭到破坏时，其导向中心发生偏移，在电场作用下，电子会产生向阳极的迁移运动，即电子传导 [ 1 ]。相关研究表明 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]：在霍尔推力器放电过程中，等离子体振荡会引起电子异常传导，进而产生电子传导电流。近年来，有很多针对等离子体振荡对电子传导电流的影响的相关研究 [ 5 ]，都是通过霍尔推力器放电通道全粒子PIC模型进行的。在粒子模拟过程中，为减小计算量，加快计算速度，常常采用Szabo [ 6 ] 提出的增大真空介电常数的方法。但这种方法会导致模型中的物理过程发生变化，尤其是会削弱等离子体之间的自洽电场强度。而等离子体的振荡频率与真空介电常数的大小息息相关。因此，必须考虑此方法对所得模拟结果的影响。近年来，有研究考虑了PIC模拟中真空介电常数的改变对电子运动的影响 [ 7 ]。本文通过建立以霍尔推力器放电通道周向–径向(θ-r)为研究平面的2.5D-3V PIC数值计算模型，研究放大真空介电常数不同倍数，对空间等离子体分布情况、电势分布情况及周向振荡情况所产生的影响，来判断能否通过真空介电常数增大来进行模型加速。
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user: 2. PIC模型 本文建立以霍尔推力器放电通道周向–径向(θ-r)为研究平面的2.5D-3V PIC数值计算模型。模拟霍尔推力器放电通道加速区为一环形平面区域，如图1所示。 将此环形区域沿着半径R方向切开。由于电子漂移不稳定性波长在mm量级 [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]，而数值研究 [ 9 ] 表明，曲率效应对于霍尔推力器(通道半径通常为几十厘米的量级)的影响并不大。因此对模型进行简化处理，这里忽略曲率对模型的影响，认为R方向为无限大。在这种情况下仿真区域近似为一个矩形。对应于柱面坐标系的 ( θ ， r ， z ) 建立直角坐标系 ( x ， y ， z ) ，如图2所示。 图1. 模型计算区域图 图2. PIC模型 霍尔推力器放电通道中，离子或电子数密度在10 17 ~10 18 在模型中，将磁场沿着与推力器通道环形壁面垂直(沿Oy负方向)设置，初始磁场强度设为 B 0 = 200   G ，电场沿推力器轴向(沿Oz正方向)设置为固定电场，初始电场强度为 E 0 = 1 × 10 4 V / m 。PIC计算平台对于边界条件的处理主要包括确定边界电势以及对仿真粒子与边界相互作用的设置。在此模型中，主要涉及了三个方向的边界条件：x方向(周向)边界，采取周期性边界条件进行处理；y方向(径向)边界，为霍尔推力器双壁面结构；如下图3所示： 图3. 模型边界情况 同时，为保证模型稳定，对z方向边界做如下处理：当离子碰撞到z方向上边界 z = z max ，则离子消失，在z方向下边界 z = z 0 处以离子初始能量 T i = 0.1   eV 给入新离子。当电子碰撞到z方向下边界 z = z 0 ，则电子消失，在z方向上边界 z = z max 处以电子初始能量 T e = 5   eV 给入新电子。以这种形式进入模拟区域的带电粒子，其位置在x、z方向上随机分布，而y方向为了保证鞘层形成过程不受影响，粒子位置按其打出模拟区域的y方向位置重新分布。对于粒子碰撞z方向边界的其他几种情况，认为粒子以初始能量大小( T e = 5   eV ， T i = 0.1   eV )反打回模拟区域。模型的各项参数设置如下表1： Table 1 PIC model paramete 参数 值 气体种类 氙 周向长度L x (mm) 5.0 径向长度L y (mm) 5.0 轴向长度L z (mm) 5.0 网格尺寸(mm) 0.008 磁场强度B 0 (G) 200 电场强度E 0 (V/m) 2 × 10 4 权重 2 × 10 7 初始电子温度T e (eV) 5 初始离子温度T i (eV) 0.1 背景原子温度K 700 初始带电粒子数密度n e ， n i (m − 3 ) 2 × 10 17 原子数密度n a (m − 3 ) 1 × 10 19 离子质量m i (kg) 2.19 × 10 − 27 真空介电常数ε 0 (F/m) 8.854 × 10 −12 表1. PIC模型模拟参数 模型验证 本模型模拟中电场是通过等离子体运动不断自洽求解的，模型计算中存在电场扰动，但磁场是沿径向固定施加的，并不存在磁场扰动，所以模拟中所产生的波均为静电波。根据文献 [ 5 ] 中相关的模拟结果，本文中所模拟的周向波从参数上来说符合离子声波的色散规律，接下来对模拟区域进行试算说明，并对离子声波进行验证。 采用表1中参数以及在此模型其他参数不变的情况下，增大初始离子温度为20 eV，使离子温度值高于电子温度进行对比模拟。图4分别是两种工况下电子密度在模拟区域的分布情况。在初始离子温度较低的情况下，放电区域内有明显的周向波形成现象，但当离子温度升高至高于电子温度时，由于离子朗道阻尼的出现，对离子声波的形成产生了抑制，这里可以判定，模拟中所产生的周向波均为离子声波。 因此，接下来的研究中，本文将根据离子声波色散关系对模拟结果进行讨论和分析，根据动理学理论 [ 11 ]，离子声波波长： λ = 2 π λ D 2 = 2 2 π ε 0 k b T e e 2 n e 频率： ω = k ⋅ v i ， 0 ± k c s 1 + k 2 λ D 2 = k c s 2 π 1 + k 2 λ D 2 其中， c s 为离子声速；k为离子声波沿波矢方向波数。 相速度： v p h = ω λ = c s 2 3 图4. 不同离子温度放电区域内电子密度分布对比。(a) 离子温度为0.1 eV电子密度分布；(b) 离子温度为20 eV电子密度分布
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user: 3. 模拟结果分析 3.1. 增大真空介电常数对等离子体分布的影响 本文分别以：原真空介电常数以及将真空介电常数扩大4倍、9倍、49倍、100倍和400倍的情况进行模拟评估。 图5通过调整不同真空介电常数得到模拟区域电子密度的分布云图。从四种结果来看，在真实的真空介电常数 ε 0 = 8.85 × 10 − 12 F / m 情况下，模拟放电区域中心点电子密度的最高值约为3.6 × 10 17 /m 3 ，在四种工况中最高；当真空介电常数在此基础上扩大9倍后，模拟区域中心电子数密度的最高值约为3.0 × 10 17 /m 3 ，相比原工况有所下降，当真空介电常数在原基础上扩大100倍后，模拟放电区域中心点电子数密度的最高值约为2.6 × 10 17 /m 3 ，此时模拟放电区域中心的电子数密度最大值与原工况相比降低了1 × 10 17 /m 3 。以上工况说明：在真空介电常数合理增大的前提下，真空介电常数增大的越大，所对应模拟区域中心电子密度越小。介电常数是综合反映介质内电极化行为的物理量，介电常数越大，介质产生的感应电荷削弱原外加电场的能力越大，即原外加电场减小的越多，介质的极化特性越强。这里将真空介电常数增大，会使得模拟区域中粒子电荷更趋于平均化，造成了模拟区域中心电子密度下降的现象。但在真空介电常数扩大400倍时，真空介电常数扩大过大，已经影响了波的形成，介质内部粒子所形成的反向电场大大影响了原本施加的外电场，与真实真空介电常数情况下相比，真空介电常数扩大400倍后对电荷的平均化造成了波形被破坏，已经无法准确模拟推力器内相关物理现象。 图5. 不同离子温度放电区域内电子密度分布对比。(a) 电子数密度分布( ε = 4 ε 0 )；(b) 电子数密度分布( ε = 9 ε 0 )；(c) 电子数密度分布( ε = 100 ε 0 )；(d) 电子数密度分布( ε = 400 ε 0 ) 3.2. 增大真空介电常数对空间电势分布的影响 图6是不同真空介电常数，模拟放电区域空间电势在径向及周向的分布变化情况。随着真空介电常数增加，模拟放电区域内电势下降，且根据图6(a)中两侧壁面附近电势变化的斜率上看，较大的真空介电常数会造成鞘层明显增厚。图6(b)中从周向电势变化波形上看，其趋势与电子密度分布中大致相似，即在5 mm的模拟周向长度内形成约3个周向波，波长并不随着真空介电常数发生变化。 图7是选取原真空介电常数为 ε 0 = 8.854 × 10 − 12 F / m ，及对其分别扩大9倍、49倍、100倍、400倍情况下，模拟区域内最高点电势值和壁面电势的变化情况。从图中可以发现，随着真空介电常数扩大倍数的提高，模拟区域电势降下降，而壁面负电势增大，说明增大真空介电常数，导体壁面负电荷聚集，鞘层电势降更大。在原真空介电常数 ε 0 = 8.854 × 10 − 12 F / m 条件下，导体壁面附近电势为−0.42 V。 图6. 不同真空介电常数情况下电势沿径向及周向变化对比。(a) 不同真空介电常数电势沿径向变化对比；(b) 不同真空介电常数电势沿周向变化对比 ge area at different vacuum dielectric constants 图7. 不同真空介电常数模拟放电区域中心点电势及壁面电势变化情况 对不同真空介电常数情况下模拟得到的传导电流进行统计得到图8。传导电流随真空介电常数增大而下降。由经典传导估算该模型参数下传导电流为： j e z ≈ ( υ e a ω c e 2 ) e 2 n e m e E z = m e n e υ e a E z B r 2 ≈ 0.056   A 而模拟中，在原真空介电常数情况下所得到的传导电流约为0.1 A。这是由于除了经典传导之外还有其他电子传导形式存在。但随着真空介电常数增加，模拟所得到的传导电流大幅度下降，已经远远偏离计算的经典传导电流和原真空介电常数条件下模拟的到的传导电流。 图8. 电子传导电流随真空介电常数变化 3.3. 周向振荡参数分析 为了更准确地讨论增大真空介电常数对周向波频率产生的影响，图9截取了原真空介电常数在模拟区域处及 x = L x / 2 处，周向及径向电势随时间变化情况，其中图9(a)中显现出的波的斜率为周向波的相速度，分别统计不同真空介电常数情况下，波的相速度变化。具体方法是：分别取模型稳定后，与下图等时间间隔的不同时段各工况的周向电势随时间变化的图像三组，计算图中相速度，每种离子质量取三组相速度的平均值统计结果，并与不同真空介电常数情况下计算的理论相速度进行对比，结果如表2。表2中同时对模拟所得周向波的波长、频率以及周向波形成时间与估算理论值进行了对比。 图9. 周向及径向电势随时间变化情况。(a) 周向电势随时间变化情况；(b) 径向电势随时间变化情况 Table 2 Theoretical and simulation value of the azimuthal wave parameters at different vacuum permittivit ε 0 ε 0 × 4 ε 0 × 9 ε 0 × 49 ε 0 × 100 PIC形成稳定波时间(s) 1.0 × 10 −8 4.0 × 10 −8 1.0 × 10 −7 8.0 × 10 −7 6 × 10 −7 理论形成稳定波时间(s) 1.0 × 10 −8 4.0 × 10 −8 9.0 × 10 −8 4.9 × 10 −7 1 × 10 −6 PIC模拟波长(mm) 1.67 1.67 1.67 1.67 1.67 理论估算波长(mm) 1.20 2.40 3.60 8.40 12.00 PIC模拟频率(MHz) 38.67 30.30 25.00 15.74 14.09 理论估算频率(MHz) 47.32 23.67 15.77 6.76 4.73 PIC模拟相速度(m/s) 3.85 × 10 4 4.67 × 10 4 4.02 × 10 4 3.05 × 10 4 2.51 × 10 4 理论估算相速度(m/s) 3.83 × 10 4 表2. 不同真空介电常数周向波各项参数与理论值对比
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user: 4. 总结 从周向波形成的角度：适度扩大真空介电常数，不影响霍尔漂移运动形成，在真空介电常数扩大100倍以内，模拟区域中均能形成稳定周向波，但较大的真空介电常数会影响电子漂移运动，当将真实的真空介电常数扩大400倍时，周向波已经无法形成。而从模拟的周向波各项参数来看：无论真空介电常数扩大多少倍，均会使周向波的各项参数偏离理论值，这说明此时的模拟结果已经不再符合离子声波的色散规律，真空介电常数改变对电子的漂移运动产生了不明确的新的运动机制，故，通过增大离子质量来减小此PIC模拟程序计算量的方法不再可靠。因此本文认为：为保证此模型计算准确性不宜采取扩大真空介电常数方法进行处理，若模拟区域较大，为满足计算需要可以适当扩大真空介电常数4倍以内。
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user: 摘要 奥斯卡·王尔德是19世纪末唯美主义运动的代表人物，他一生仅创作了《道林·格雷的画像》一部长篇小说。小说中隐含着“皮格马利翁”这一神话原型：在精神上，亨利对道林的言谈身教使得道林成为亨利创作的一件艺术品；在物质上，画家巴滋尔为道林绘制了一副有生命的画像，赋予道林“永葆青春美貌”的神性力量。小说通过“皮格马利翁”原型创造了一个充满感官享乐且不受自然法则约束的唯美主义理想，但同时却将这个唯美理想置于充满桎梏的现实世界中考量。这种理想与现实世界的矛盾冲突，体现了弗莱的“秋之悲剧”叙事结构，说明了道林的悲剧根源在于从唯美主义的理想世界坠落，进入现实世界。
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user: 1. 引言 奥斯卡·王尔德(Oscar Wilde， 1854-1900)的一生短暂而充满争议。他的人生被其传记作家、普利策奖得主理查德·艾尔曼(Richard Ellmann)分为“顺流”和“逆流”两个阶段。顺流时期王尔德是上流社会人尽皆知的纨绔子弟；而在其人生的后半段，王尔德遭遇逆流，沦为阶下囚，甚至被迫离开英国，最终客死他乡。同其生活一样，王尔德的作品得到了广泛的关注和讨论，评论界认为他的“小说、社会喜剧以及批评文字则沉着犀利，充满诙谐而深刻的哲理” [ 1 ]。《道林·格雷的画像》是王尔德创作的唯一一部长篇小说，被视为唯美主义思想的纲领性作品。 对于王尔德唯美主义思想和《道林·格雷的画像》的研究，国内已累积了一定成果。周小仪在《“为艺术而艺术”的起源、发展和演变》中回顾了唯美主义的德国哲学革命、法国颓废主义、英国学院派唯美主义等思想源泉，总结出唯美主义“曾起到过一定的社会作用，但也携带着不可避免的历史局限性” [ 2 ]，其中之一便是唯美主义因太过理想化而在现实世界中无法存在。乔国强在其研究成果中指出，王尔德唯美主义的实际思想根源可追溯到柏拉图。乔国强认为王尔德借鉴了柏拉图的“二分法”。柏拉图提出的“真实存在的物质之美”和“美本身”对应着王尔德思想框架中的“内外之美” [ 3 ]。这反映了王尔德唯美主义中本身固有的理想与现实之分，也体现了王尔德对于古希腊文化的浓厚兴趣。国外对于《道林·格雷的画像》的研究同样成果颇丰：Jan. B. Gordon在他的论文发现了艺术和现实两个世界的倒转，道林永恒不变而画像逐渐衰老 [ 4 ]，这与本文中理想与现实两个世界相冲突的观点有一定相似性。同时Jan提及了小说中暗含的成长与教育主题，印证了道林深受亨利勋爵的说教影响。 《道林·格雷的画像》意蕴丰富并非由于作品中人物语言的含混和矛盾，而是因其独具匠心的画像设计以及另类的悲剧结局。小说的主人公道林·格雷在故事的高潮处刺破了自己的画像，同时终结了自己的生命。值得探究的问题在于：是什么驱使着道林放弃了自己梦寐以求并精心维护数载的“永葆青春美貌”之理想，刺破画像并酿成最终的悲剧？笔者尝试进入作品的结构层面进行探究，发掘作品深处蕴含的原型结构。 原型批评的代表人物是加拿大批评理论家弗莱(Northrop Frye)。弗莱在其代表作《批评的解剖》(Anatomy of Criticism)中提出了原型批评理论及其派生出的独特的悲剧观。他认为悲剧产生的根源在于从理想世界到现实世界的坠落。神话及神话原型本身是存在于理想世界中的，将其放置在现实世界的语境中就不得不受到自然法则的考量。神话之所以成为神话，正是因为其不受现实中自然规则制约，“接近或处于欲望可以料想到的极限” [ 5 ]。因此，当“肆意妄为”神话进入现实世界，其存在本身便是悲剧，因为“只要想生存，就会扰乱自然法则” [ 5 ]。 笔者以弗莱的神话——原型批评理论分析《道林·格雷的画像》这部作品，提出道林永葆青春的梦想是通过“皮格马利翁”这一神话原型建构在唯美主义理想之中的。理想世界中被神化的道林可以不受自然规律的束缚，永葆青春美丽。但画像又将这个理想世界中的唯美梦想强行放置于现实世界中审视，并赤裸裸地展现其在现实世界道德观考量下的可怖面貌。在笔者看来，正是这种“理想坠入现实”的激烈碰撞，导致了道林最后的悲剧。
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user: 3. 理想坠落现实的悲剧根源 道林·格雷的结局是悲剧性的。他抛弃西比尔，导致西比尔自杀；杀死了曾经仰慕他的画家巴滋尔，残忍地毁尸灭迹；刺破了赖以永葆青春的画像，终结了自己的生命。故事结局的悲剧性虽显而易见，但依据弗莱的理论，道林悲剧的根本原因来自从理想世界向现实世界的坠落。将道林引向唯美主义理想世界的是亨利勋爵，画像赋予亨利永不衰老的反自然力量，但又将成为唯美主义化身的道林放置于现实世界道德观中考量。这种从理想世界向现实世界的坠落，体现了弗莱提出的秋之悲剧理论。 3.1. 秋之悲剧：理想与现实世界的冲突 在弗莱看来，道德危机并非悲剧的根源性动力。道林的悲剧根源也并非违背社会道德那样简单。弗莱总结了自亚里士多德以来批评家们秉持的悲剧观，他认为旧有的悲剧观，即将道德问题视为悲剧的核心，是站不住脚的。弗莱列举为人熟知的苏格拉底牺牲、耶稣殉难等悲剧式人物的故事，并论证他们身上并不存在重大的道德缺陷，然而其故事也被视为伟大的悲剧 [ 5 ]。同样，将悲剧归因于“天命”在弗莱看来也不可靠。这很好地回应了将道林的灭亡看作一场道德教育的说教观点。 那么是什么定义了悲剧？弗莱通过研究神话传说、圣经故事，总结出了自己的“秋之叙事”悲剧观。弗莱以弥尔顿《失乐园》中亚当的境遇为例，提出悲剧的根源在于坠落，即从“自由的境界坠落到自然循环之中” [ 5 ]，在弗莱的批评系统中，夏天象征着理想世界，冬天象征着现实世界，从夏天到冬天的坠落(fall)过程，即为秋之叙事。此观点可以进一步解释为：由于理想世界中不存在自然规律，悲剧主人公在理想世界中的行为是不受限制的。一旦坠落发生，主人公从无拘无束的理想世界进入现实世界，受到自然规律的束缚，从而深陷泥潭。 因此，弗莱认为悲剧的主人公一方面必定拥有常人所没有的，如神一般的自由，在道林身上体现的便是永葆青春不老。而另一方面，拥有超越常人的自由的主人公又必将受到自然法则的束缚，在小说中表现为道林那副血淋淋的画像。理想坠落现实，冲突随之而来，悲剧由此而生。 3.2. 悲剧根源：理想与现实的落差 画家巴滋尔所创作的有生命的画像是导致道林·格雷悲剧命运的直接原因。画像带给道林“永葆青春”这一有悖常理的自由，但同时又直观而残酷地体现着这一自由与自然法则、社会习俗、道德规范的格格不入。而亨利勋爵的言传身教则是这一悲剧发生的根本原因。道林将青春美貌看作毕生所求，重视感官享乐，无视道德教条，这些都是拜亨利勋爵所赐。从这个意义上讲，“皮格马利翁”原型是贯穿全文始终的重要线索，也是悲剧故事发生的导火索。 作品中出现了“画像衰老，道林不老”的奇特现象。其本质是神话世界入侵现实世界。道林不老的容颜为他带来了诸多非议，同时为他的尽情享乐、甘于堕落奠定了基础。道林在这种反自然的“不老”中越陷越深，他纵情声色，无所畏惧。画像记录下了道林的罪行，同时也为现实中的道林开脱了罪责，这也致使道林得以继续腐化堕落。道林抛弃西比尔，杀死巴滋尔却都未受到应有的惩罚，只是画像的面貌变得更为丑陋。画像为道林开脱罪责的最典型例子是西比尔的兄弟詹姆斯的经历。当詹姆斯找到道林寻仇，企图让他为自己的罪行付出代价时，画像救了道林一命。詹姆斯因为要找到人“已经四十多岁”，而道林看起来“比孩子没大多少” [ 8 ] 而放过了道林。 画像让道林享受着神明般永恒的青春，但又同时“揭穿(主人公)神灵的伪装，使其露出凡人的真相” [ 5 ]。神话与现实的强烈冲突体现在道林的画像变得愈发的丑陋不堪，画布中甚至逐渐渗出了鲜血。原本拥有着神一般力量的道林在现实世界中不得不直面自己的堕落，且这种堕落以一种前所未有的直观的形式呈现出来，这促使道林刺破画像，终结这一切，酿成悲剧。 “皮格马利翁”原型赐予道林永葆青春美貌这一神化力量，同时亨利勋爵的言谈身教又在道林的脑海里催生出一个理想中的唯美主义思想观念。然而，神话世界中的人物可以不受现实世界中自然法则的约束，但道林却被放置在现实世界中加以残酷考量。画像直观地展示了坠落于现实世界后道林的丑恶面目，这种从理想世界的随心所欲到现实世界中不得不面对自然法则的坠落，导致了道林·格雷最终的悲剧。
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user: 摘要 现有的入侵检测方法大多集中于提高整体检测率，而应用于不平衡样本集上，传统方法往往在少数类攻击样本的识别上存在识别准确率低、误报率高的问题。因此，提出了一个结合入侵检测条件变分自编码器(Intrusion Detection Conditional Variational Auto Encoder， IDCVAE)和深度信念网络(Deep Belief Nets， DBN)的入侵检测方法。该方法首先利用IDCVAE学习数据的稀疏表示，然后使用其解码器部分扩充少数类样本，解决样本不均衡问题。最后利用DBN对平衡后的新数据集进行特征提取和分类。实验结果表明，本文的方法在保持整体检测率较高的同时，有效地提高了少数类攻击的检测率及误报率。
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user: 1. 引言 近些年来，随着云计算、5G通讯以及人工智能的迅猛发展，网络安全问题也日益严重。入侵检测系统(Intrusion Detection System， IDS) [ 1 ] 作为防范网络攻击的重要手段，已经成为了许多大型组织和机构防御网络攻击的首选。相较于传统的被动防御策略，入侵检测系统可以主动检测并发掘网络内部和外部的攻击行为，在攻击生效前，就能拦截攻击并向管理人员发出安全预警。 国内外众多学者在这一领域提出了许多行之有效的方案，包括异常检测方法、聚类算法、集成学习、浅层学习、深度学习 [ 2 ] 等。文献 [ 3 ] 提出使用改进后的K-means算法对初始聚类中心进行优化，从而提升入侵检测模型的检测速度。文献 [ 4 ] 提出用遗传算法来提升SVM在入侵检测数据中的分类效果。文献 [ 5 ] 利用贝叶斯网络显著地提高了攻击数据的识别准确率。但其缺点在于需要大量的先验知识且对输入数据的表达形式非常敏感。文献 [ 6 ] 将一系列的集成方法应用到异常检测中，取得了不错的效果。随着近些年来深度网络的不断发展，神经网络在入侵检测中也得到了广泛的应用。文献 [ 7 ] 应用深度神经网络(deep neural network)与预处理后的数据，建立了深度学习模型。并在KDD Cup 99数据集上准确率、检测率都取得了较好的效果。文献 [ 8 ] 提出了一种多尺度卷积CNN模型。用多种不同的尺度卷积核对大量高维无标签原始数据进行了多层次特征提取，再采用正则化方法优化网络结构学习率，以获得原始数据的最优特征表示。相较于原始的CNN收敛更快，准确率更高。文献 [ 9 ] 提出了基于卷积神经网络(CNN)和长短时记忆网络(LSTM)的检测模型，首先利用CNN对输入的高维数据进行特征提取，然后将其输出作为LSTM的输入，最后利用全连接层得到分类结果。 在大量的网络数据中，攻击数据只占很小的一部分。这就导致我们所能够获取到的数据集往往是非常不平衡的。传统机器学习方法直接应用于不平衡数据上往往只能提高整体的检测精度，而对于少数类的分类效果则不尽如人意。如何解决入侵检测中不平衡数据的问题，许多专家学者进行了大量研究。文献 [ 10 ] 中作者引入了一个聚类一致性系数从而更好地找到了少数类的样本边界，进一步优化了SMOTE (Synthetic Minority Oversampling Technique)算法的样本生成过程。其数据处理方法简单易于实现，分类器也较为通用，获得了较好的生成效果。文献 [ 11 ] 中，作者在原始的SMOTE基础上利用K-means算法对其改进，选取簇心的k个近邻进行插值操作，有效地避免了模糊样本边界的问题。在保证多数类样本信息前提下，提升了少数类分类精度，增强了入侵检测系统检测能力。文献 [ 12 ] 中使用变分自编码器(Variational Auto Encoder， VAE)来作为入侵检测的半监督学习，但其缺点在于不能自由生成指定标签的数据。文献 [ 13 ] 在物联网领域的入侵检测中使用了条件变分自编码器对各类样本进行生成，最后通过比较生成样本和测试样本的距离来预测标签。文献 [ 14 ] 中提出使用GAN (Generative Adversarial Networks)来生成少数类样本，GAN在图片生成领域取得了巨大成功，应用于网络数据也显示出了优秀的性能。 针对以上情况，本文提出了一个基于改进条件变分自编码器的入侵检测方法。我们使用改进的条件变分自编码器(Intrusion Detection Conditional Variational Auto Encoder， IDCVAE)的编码器部分来学习原始复杂数据的分布，然后将具有高斯噪声的隐变量和需要生成类标签作为解码器的输入，生成少数类的攻击样本，解决了原始数据集的不平衡现象。之后将新的数据集作为深度信念网络(Deep Belief Nets，DBN)的输入，逐层对DBN进行训练，利用微调对参数进行全局调优，最终得到分类结果。该方法在保证了总体准确率较高的情况下，有效提高了少数类的检测准确率并降低了误报率，增强了入侵检测系统的检测性能。
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user: 2. 相关理论介绍 2.1. 变分自编码器 变分自编码器(Variational Auto Encoder， VAE)作为生成模型的重要一员，由Diederik P. Kingma和Max Welling [ 15 ] 于2013年提出。其结构如图1所示。它主要由一个编码器和一个解码器组成。编码器实现了从X到一组低维向量的映射，这些向量完全定义了关联的中间概率分布 Q ( Z | X ) 的集合。之后再对这些中间分布进行采样，生成的样本构成一组隐变量作为解码器的输入，解码器则是和编码器进行相反的操作，将隐变量映射为一组新的参数，形成新的概率分布 p ( X ^ / Z ) ，从中我们可以再次进行采样作为解码器的输出 X ^ 。 图1. VAE结构图 VAE的核心在于使用似然概率 P ( X ) 在原始数据中进行采样，X是一组随机变量。最后的目标在于尽可能的重建原始的输入数据。所以就必须最大化 P ( X ) 的对数似然概率，公式如下： log P ( X ) = E [ log P ( X | Z ) ] − D K L [ Q ( Z | X ) | P ( Z ) ] + D K L [ Q ( Z | X ) | | P ( Z | X ) ] ≥ E [ log P ( X | Z ) ] − D K L [ Q ( Z | X ) | | P ( Z ) ] (1) P ( X ) 的对数下界即变分下界目标如下所示： L ( θ ， ϕ ; X ) = E [ log P ( X | Z ) ] − D K L [ Q ( Z | X ) | | P ( Z ) ] (2) L ( θ ， ϕ ; X ) 就是变分下界同时也是VAE的目标函数。公式的第二项就是利用KL (Kullback-Leibler)散度来最小化编码器的分布 Q ( Z | X ) 和隐变量Z的先验分布 P ( Z ) 之间的分布距离，也就是说将学习到的 Q ( Z | X ) 尽可能接近于先验分布 P ( Z ) 。因此，VAE的训练目标就是最大化数据生成概率 log P ( X | Z ) 的同时最小化编码器的分布 Q ( Z | X ) 和先验概率 P ( Z ) 之间的分布距离。 2.2. 入侵检测条件变分自编码器 基于VAE模型，条件变分自编码器(Conditional Variational Auto Encoder， CVAE)和它有着类似的思想。但不同于VAE只将随机变量X作为输入，同时也将标签Y也同时作为编码器和解码器的输入条件。故称之为条件变分自编码器。正如图2所示，编码器 Q ( Z | X ， Y ) 和解码器 P ( Z | X ， Y ) 输入条件有两个分别为X和Y。 图2. CVAE结构图 CVAE变分下界目标如下 log P ( X | Y ) − D K L [ Q ( Z | X ， Y ) | | P ( Z | X ， Y ) ] = E [ log P ( X | Z ， Y ) ] − D K L [ Q ( Z | X ) | | P ( Z | Y ) ] (3) 标准CVAE的编码器和解码器的条件概率分布都和标签Y相关，而在入侵检测任务中编码器部分无需要将特征与标签建立联系，故我们改进CVAE称之为入侵检测条件变分自编码器(Intrusion Detection Conditional Variational Auto Encoder， IDCVAE)。我们只在解码器阶段添加标签Y的信息，这样仅仅解码器的条件概率与Y相关，编码器部分则没有变化，更有利于编码阶段的特征提取。其结构如图3所示： 图3. IDCVAE结构图 IDCVAE中编码器网络由 Q ( Z | X ) 和解码器网络 P ( X | Z ， Y ) 组成，解码过程中隐变量Z和类标签Y会被合并在一起作为解码器的输入，所以指定标签的新少数类样本会被生成出来。IDCVAE的变分下界如下： log P ( X | Y ) − D K L [ Q ( Z | X ) | | P ( Z | X ， Y ) ] = E [ log P ( X | Z ， Y ) ] − D K L [ Q ( Z | X ) | | P ( Z | Y ) ] (4) 其目标函数为： L ( θ ， ϕ ; X ， Y ) = E [ log P ( X | Z ， Y ) ] − D K L [ Q ( Z | X ) | | P ( Z | Y ) ] (5) 公式主要包含两个部分：一个对数重建似然 E [ log P ( X | Z ， Y ) ] 和一个KL散度 D K L [ Q ( Z | X ) | | P ( Z | Y ) ] 。第一项利用条件概率分布 P ( X | Z ， Y ) 重建原始输入X，第二项利用KL散度来度量编码器分布 Q ( Z | X ) 和先验概率分布 P ( Z | Y ) 的距离。在模型中，我们使用NSL-KDD的类标签作为条件变量Y，因此根据需要生成指定标签的攻击类样本。 2.3. 深度信念网络 传统神经网络往往不能有太多隐层，因为隐层的堆叠会导致模型参数数量迅速增长，同时也会导致训练时间过长。2006年，Hinton提出了深度信念网络DBN，也被称为深度置信网络，一举解决了深层次神经网络的训练问题。其结构主要由多层的无监督的受限玻尔兹曼机(Restricted Boltzmann Machine)和一层有监督的反向传播(Back Propagation)网络组成。RBM结构如图4所示，它是一个由可见层(Visible Layer)和隐层(Hidden Layer)组成的双层网络。可见层一般用作数据的输入，隐层作为特征提取层。层与层的节点全连接，层内节点无连接。其结构也可以看作是一个有向无环图。RBM是一个基于能量模型的结构，其能量函数如公式6所示： E ( v ， h | θ ) = − ∑ i = 1 m a i v i − ∑ j = 1 n b j h j − ∑ i = 1 m ∑ j = 1 n v i h j w i j (6) 上式中， a i 和 b j 分别表示可见层节点 v i 和隐层节点 h j 的偏置值， w i j 表示可见层和隐层的关联权重。关联权重在最小化RBM的能量函数过程中，进行更新和优化，最后达到最优。RBM的目标就是使 E ( v ， h | θ ) 最小，此时网络最稳定，网络最优。 图4. RBM结构图 DBN由多个RBM堆叠而成，也就说想要获得全局的最优参数是非常困难的。因此，DBN采用了逐层训练的方法。每次只训练相邻的两层，依次训练，直到所有RBM训练完成。再通过BP神经网络逐层进行反向传播，最终获得全局的最优参数。也就是说包含了一个正向训练和微调(fine-tuning)的过程。这个方法也是由Hinton提出，也称为对比散度(Contrastive Divergence， CD)训练方法。具体的过程如图5所示： 图5. DBN结构图
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user: 3. 本文入侵检测算法 本文所提出的IDCVAE-DBN的结构图如图6所示。整个实验过程主要包含了三个阶段：1) 训练IDCVAE。我们使用训练集中的少数类入侵样本作为编码器的输入，再解码器阶段将样本的类标签作为输入。训练的最终目的是保证重建后的样本与真实训练集中的样本差距尽可能的小。2) 生成新的攻击样本。我们将需要生成的样本类标签作为已经训练好的解码器的输入生成新的样本。将生成的所有样本与原始数据集合并，形成新的平衡数据集。3) 未知攻击检测。将新的数据集作为DBN的输入进行训练以及微调。训练好的DBN分类器用来对测试集中的攻击进行分类。算法具体步骤如下： 图6. IDCVAE-DBN模型图 a) 数据预处理。首先利用one-hot编码对非数值数据进行数值化，然后对数据进行标准化。数据预处理能够解决原始数据表达形式不一致，满足计算机处理要求。标准化的特征也有利于算法的学习。 b) 模型权重初始化为截断的正太分布中输出的随机值。偏移量均被初始化为0。IDCVAE输入数据维度为122，隐变量Z的维度为20，输出数据维度为122。 c) 训练集X作为编码器的输入，对编码器进行训练。对训练得到的均值和方差进行采样，得到隐变量。不断迭代获取最优的模型参数。 d) 将训练得到的最优的隐变量Z以及需要生成的样本标签 Y ¯ 作为解码器的输入，得到新的样本，并将其并入原始数据集，得到新的平衡数据集 X ¯ 。 e) 新的训练集 X ¯ 作为DBN的输入，通过CD算法对DBN中包含的多层RBM进行逐层预训练，获得初步参数。之后再利用反向传播算法对参数进行微调，最终获得最优的DBN模型参数。 用已经训练好的DBN对测试集中的攻击进行分类，获得最终的分类结果。 3.1. IDCVAE模型细节 本文使用了NSL-KDD数据集作为训练集。训练集中包含了38个数值特征和3个符号特征，总计41维特征。其中，数值特征可直接提取。符号特征需要用one-hot编码成数值特征。因为模型的输入必须为向量组，所以所有的符号特征需要经过one-hot编码，最后得到每个输入向量的维度为122。之后对所有数据进行最值归一化，保证每个特征在同一个维度下。IDCVAE的损失主要由一个重建损失和KL损失组成。KL损失用来衡量隐变量的分布和单位高斯分布的差异。重建损失使用平均平方误差来度量数据的重构误差。 对于编码器网络 Q ( Z | X ) 的分布我们使用的是多元高斯分布，而对于解码器 P ( X | Z ， Y ) ，我们使用多元伯努利分布进行拟合。隐变量Z的先验概率分布为标准正态分布 N ( 0 ， I ) 。其中多元高斯分布的均值为 μ ( X ) ，方差为 Σ ( X ) → σ i 2 ( X ) ，隐变量Z是对多元高斯分布进行采样而得。但由于从 N ( μ ， σ 2 ) 中直接采样是不可导的，所以利用了一个重参数的技巧。先在 N ( 0 ， I ) 中采样一个 E ，然后另 Z = μ + ε × σ ，这样整个过程就变的可导了，从而使得整个模型可训练了。 3.2. DBN模型细节 DBN的输入为经过阶段二形成的平衡数据集。输出向量的维度为5。DBN由两个RBM以及一个BP层组成。隐层的激活函数为Sigmoid，输出层的激活函数为Softmax，DBN和RBM的学习率均为1 × 10 −4 。利用CD算法对每个RBM分别进行无监督的训练。预训练过程中RBM的权值和偏置值都是通过随机初始化获得。优化算法使用的是Adam。预训练完成后，利用BP层进行全局的参数调优。
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user: 5. 结束语 本文提出了一种基于改进条件变分自编码器的入侵检测方法，为入侵检测中少数类样本的检测问题提出了一个新思路。改进的条件变分自编码器可以学习样本的内在稀疏表示，其解码器可以有效地生成少数类样本，改善了数据集不平衡的情况下分类器的分类准确性。深度信念网络也有效地提取了数据的特征。实验结果表明，本文所提出的方法，对于不平衡数据集上的入侵检测问题有着良好的处理能力。在保证多数类样本准确率不下降的同时，大大提高了少数类的检测准确率。下一步，我们打算研究如何进一步提高样本的子类检测率以及大型数据集下的模型适应能力。
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user: 摘要 为了解公众对新冠肺炎疫情的基本认知情况，探究疫情下的公众合理用药意识及态度的影响因素，在疫情期间，以问卷的形式对515名中国居民进行了在线调查。结果显示，74.37%的调查对象了解新冠肺炎的主要症状，但是由于性别、居住地和教育背景等的差异，不同的调查对象对新冠肺炎的认知态度也存在较大的差异。67.58%的调查对象认为药物在预防或者降低新冠肺炎感染的风险中有一定作用。在疫情中公众用药的合理性总体情况一般，同时与性别、居住地和教育背景等也有密切关系。我们的医疗机构在条件许可的情况下，可组织医师、药师等专业人员走进社区开展药学知识讲座，指导居民的合理用药，保障居民在疫情期间的用药安全，为抗疫工作保驾护航。
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user: 1. 引言 合理用药是指根据疾病种类、患者的状况以及药理学理论选择最佳的药物及其制剂，并制定和调整给药方案，其基本要素包括了安全、有效、经济和适当 [ 1 ]。依照世界卫生组织(World Health Organization，WHO)最近的调查结果，全世界约有1/7的人不是死于自然衰老和疾病，而是不合理用药，在患者中有将近1/3的人是死于不合理用药而并非疾病本身。而目前我国合理用药的问题更是不容小觑，还存在着许多问题 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]。因而，研究并关注公众的不合理用药情况具有非常重要的社会意义。 自21世纪以来，各种传染病频繁发生并大规模传播，严重危害到了公众的生命健康安全，比如，2003年的非典疫情、2009年的H1N1猪流感疫情以及2014年非洲的埃博拉疫情等 [ 5 ] [ 6 ]。由于缺乏对疾病的认知以及合理用药的知识，群众在这样的重大公共卫生事件中往往做不到足够理性，在紧张、焦虑等负面心理的影响下也会做出各种不合理的用药行为或疾病治疗行为，比如药品抢购、盲目用药等 [ 7 ] [ 8 ]。2020年1月31日，WHO宣布新冠肺炎疫情是“国际关注的突发公共卫生事件” [ 9 ]。在此背景下，出于了解公众对合理用药的知晓情况和执行情况，以近期爆发的新冠肺炎为例，对515名中国居民进行调查，希望以此为相关部门后续制定合理的政策和措施提供参考。
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user: 2. 对象与方法 2.1. 对象 于2020年2月至5月对515名中国居民进行在线调查。纳入标准：年龄 ≥ 18岁，识字，并且愿意配合自主答题。删除答题时长低于120秒及相同IP地址的重复问卷。 2.2. 调查工具 自制调查问卷：共三十七道题，包含测试者的基本信息、对新冠病毒及其疫情的认知以及合理用药的意识与态度等三方面的内容。 2.3. 调查方法 本次调查的问卷通过问卷星平台进行制作，并在微信、QQ、贴吧等网络社交平台进行推广发布，采用不记名调查的形式、随机抽样的方法邀请对象对问卷进行回答。调查对象在指导语提示下完成问卷，共回收问卷517份，其中有效问卷515份，有效应答率为99.61%。我们对测试者的态度、认知和行为等相关题目的回答赋分，其中关于新冠病毒及其疫情的认知共7道题目、关于合理用药的意识与态度共17道题目。关于新冠病毒及其疫情的认知与当前已知的信息相符者计1分，不符合则计0分，各类题目的分数相加为该类总得分；根据答卷整体水平划分层次，其中认知满分为7分(<5分认为是低认知，≥5分认为是高认知)。同理，合理用药的规范行为计1分，不规范行为计0分，满分17分(<10分认为是意识和态度不符合合理用药，≥10分认为是意识和态度基本符合合理用药)。