DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 3. GGE双标图的三种重要功能图型 GGE双标图可以从不同角度进行分析，回答不同的问题。本文介绍三种常用功能图型，即“哪个品种在哪里表现最佳”、“试验点的区分力和代表性”和“品种的高产性和稳产性”。这些功能图解决了多点试验数据分析的三大问题，即品种评价、试验点评价和品种生态区划分。这些功能图虽然表现为不同形态，其实是由同一个GGE双标图加上不同辅助线形成的。 本文以2013年东北地区油用向日葵区域试验的产量数据为基础，包括7个向日葵品种和7个试验点。先将子实产量数据经过环境中心化，然后进行双标图分析。 3.1. “哪个品种在哪里表现最好”功能图 该功能图是按照品种–环境的相互关系来对试验点分组，并显示各组内最高产的品种。在图中由连接同一方向上距离原点最远的品种形成一个凸多边形，它把所有品种都框在其内。由原点引出多边形各边的垂线(见图1)。图中射线1是对连接品种YK13-2和YK13-1的那条边的垂线，射线2是对连接品种YK13-1和GE867那条边的垂线，依此类推。这些垂线把整个双标图分成几个扇形区，据此可以把试验点分为不同组。该功能图中，各区内位于多边形顶角上的品种恰好是本区内各环境下最高产的品种。例如：品种YK13-2在白城试验点最高产，品种YK13-1在朝阳、通榆试验点最高产。这种环境分组与各个试验地点环境和气候条件相吻合。由于气候及环境条件不同，适应于不同地区的品种也不同，形成了不同的品种生态区。 3.2. “试验点的区分力和代表性”功能图 该功能图可用于直观分析各试验点之间在品种评价上的相似性(见图2)。图中连接原点和各环境的直线看作“环境向量”。环境向量的长度是试验点对品种区分能力的度量。向量长度大的地点具有较强的区分能力。两个环境向量夹角的余弦值，与二者之间的遗传相关系数近似。夹角为锐角表示正相关，说明两环境对品种的排序相似；夹角为钝角表示负相关，说明两环境对品种的排序相左，暗示可能存在不同品种生态区。密切正相关意味试验点可能重复，一些试验点可以去掉而不影响对品种的评价。 理想的试验地点应当具备两个条件：一是对参试品种有较强的区分能力，二是对目标生态区有较好的代表性。“试验点的区分力和代表性评价”功能图为直观评价试验点而设计。图中用小圆圈表示“平均环境”，用它来代表目标环境。通过双标图原点和平均环境的带箭头直线称为平均环境轴。各试验点向量长度是其区分能力的度量。而试验点向量与平均环境向量之间的夹角是其对目标环境的代表性的度量。夹角越小代表性越强。只有区分力强又有代表性的试验点才能用来有效地选择高产稳产品种。由图2可见，这几个试验点代表了不同的品种生态区，并且对品种的区分能力都很强。 图1. 参试品种在各试验点分区优胜图 图2. 各个试验点区分能力及代表性评价 3.3. “高产性和稳产性”功能图 GGE 双标图的“高产性和稳产性”功能图，可以同时反映品种的高产性和稳产性(见图3)。图中通过双标图原点和平均环境的带单箭头的直线是平均环境轴。它所指的方向上排列着各品种在所有环境下的近似平均产量。在本试验中，品种GE867的平均产量最高，接着是YK13-1、S86，依此类推。产量最低的是YK13-2，次低者依次是GE806、GE817等。与平均环境轴垂直并通过原点的、带有双箭头的直线代表各品种与各环境相互作用的倾向性，越偏离平均环境轴表示品种产量稳定性越差。本试验中产量稳定性较差的品种是YK13-1、S86和GE806。而GE867、S37和GE817则较稳定。其中GE867是既高产又稳产的品种。高产品种YK13-1产量不稳定，因为它在朝阳、通榆试验点表现好，但在沈阳、呼兰等试验点产量只有中等偏下水平。可见，GGE双标图不仅可以同时显示各品种的高产性和稳产性，而且还保留了各个品种在不同环境下产量的原始信息。 稳产性应当与高产相结合时才有意义 [ 5 ] ，“稳定地”低产的品种毫无推广价值。这是过去品种–环境互作研究和稳定性分析中的一个误区。品种评价必须针对特定品种生态区才有意义。该功能图应当所有试验点属于同一品种生态区时使用。高产且稳产的品种，值得大力推广。对于高产但稳产性较差的品种可以选择适合的区域有针对性地种植。
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user: 4. 结语 双标图分析法以图解的形式表现和分析两向表数据。利用GGE双标图分析品种–环境两向数据可以达到三方面目的：(一) 直观地把环境分为若干品种生态区，同时揭示出各生态区内最适应的品种。(二) 在 图3. 各个品种产量平均值及稳定性评价 一个生态区内，同时显示各品种的高产性和稳定性。(三) 同时显示各试验环境对品种的区分力和对目标环境的代表性。这些功能对于品种生态区的划分，对于新品种的选育、评价和推广，以及对于试验点的评价，具有实际意义。 双标图因其在直观分析品种多点试验数据上的独特功能，受到农业科技工作者的青睐，特别是在相应程序软件的帮助下，双标图应用十分简便和直观。实际上，农业科研的其他数据类型，例如品种–性状两向表、双列杂交两向表、基因型–遗传标记数据两向表，也可以用双标图进行直观分析。
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user: 摘 要 由于CMOS光电探测器存在量子效率低、工作带宽窄等性能问题，为实现更高量子效率的CMOS光电探测器，结合工艺实现性，本文构建了一种新型的SOI CMOS工艺可兼容的光电探测器谐振腔结构。基于底镜采用一层1/4波长(850 nm光波长)奇数倍厚度SiO 2 ，顶镜采用1/4波长偶数倍厚度SiO 2 的DBR反射镜，形成的SOI基谐振腔结构适用于光通信850 nm光波长的RCE PD器件。数值仿真结果表明，RCE PD器件比CMOS PD器件提高了量子效率，验证了谐振腔结构的正确性。 关键词 :RCE光电探测器，SOI，谐振腔，量子效率
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user: 1. 引言 随着光电探测器在光通信系统、成像系统及军事等领域的广泛应用，光电探测器件正向着高灵敏度、高性能和高集成度的方向发展。近年来，一系列高性能的PD (Photodetector)结构被研制出来，实现了很高的响应带宽、量子效率等性能 [ 1 ] ，其中高性能PD器件结构大多与CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)工艺完全不兼容或者只能部分兼容，这严重制约光电探测器的可集成性，为光电集成电路(Opto Electronic Integrated Circuit， OEIC)的发展带来很大的困难。另一方面，光电探测器在高量子效率和高响应速度之间存在相互制约的问题。 谐振腔增强型光电探测器(resonant cavity enhanced photodetector， RCE PD)的出现，为光电探测器在高量子效率和高响应速度方面提供了一条很好的思路 [ 2 ] [ 3 ] ，它在响应速度快、波长选择性和保证高带宽的基础上可以获得高量子效率等优势。目前，对RCE PD的研究仍是热点之一，且研究成果显著：利用RCE结构的sehottkyPD的3 dB响应带宽已做到100 GHz；Massimo Ghioni等人研制出的基于绝缘体上硅(Silicon-on-insulator， SOI)的谐振腔增强型单光子雪崩探测器(RCE-SPAD)，在780 nm共振波长处，其最大探测效率可达可42%，但时间分辨率就不太理想。随着RCE光电探测器的不断发展，其结构更优，性能更好。为了更好的应用谐振腔结构，本文以提高CMOS工艺可兼容的PD的量子效率等性能问题为出发点，提出了将F-P谐振微腔引入到SOI CMOS工艺中，构建一种新型的SOI基CMOS可兼容的谐振腔增强型光电探测器结构，从而为获取高响应速度、高量子效率和波长选择性探测的CMOS可集成光电探测器提供一种新的手段。
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user: 2. SOI基光电探测器谐振腔结构 常见的CMOS光电探测器结构如图1所示 [ 4 ] 。光从顶层射入，由于PN结耗尽层为光的吸收层，所以利用效率很低。针对这种情况，本文提出了如图2所示的SOI基光电探测器谐振腔结构。谐振腔由反射底镜和反射顶镜构成，反射镜采用DBR (Distributed Bragg Reflector)结构。为更好实现谐振腔和CMOS工艺的兼容性，降低工艺难度和节约成本，选择工艺比较成熟的Si-Air、Si-SiO 2 多层介质膜体系。 图2中，反射底镜多层介质膜采用SiO 2 -Si-SiO 2 多层薄膜来构成，反射顶镜多层介质膜采用SiO 2 -Si- SiO 2 多层薄膜构成，这样可以极大保证反射镜与CMOS工艺的兼容性。置于PD两端的上、下DBR反射镜构成了F-P谐振微腔即RCE光电探测器的谐振腔 [ 5 ] 。 图1. CMOS PD结构图 图2. 基于SOI CMOS工艺的RCE PD
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user: 3. DBR结构优化 良好的DBR结构可以有效的提高PD器件性能。DBR反射镜的品质对整个器件的性能有决定性影响，其材料、结构等因素直接决定器件的光谱响应。因此，在DBR的结构优化过程中要考虑反射谱的中心波长与RCE腔的谐振波长是否匹配，以获得合适的反射率保证器件性能。因本文采用的堆栈结构由Si-SiO 2 对组成，运用光学传输矩阵法对反射镜的光学特性展开分析研究，矩阵 称为单层膜的特征矩阵，它包含了薄膜的全部有用的参数，其中 ， 。由矩阵表达式可知，当薄膜的有效光学厚度为1/4波长的整数倍时，即 ( )在参考波长处会出现极值。对于多层膜的反射率，如公式(1)所示。 (1) 式中R为反射率， 为空气折射率，膜系的特征矩阵为 (2) (2)式膜层的位相厚度是 ， ，矩阵 为第j层膜的 特征矩阵(n j 是j层膜的折射率)。在对反射镜反射率理论分析的基础上，开展对反射底镜和反射顶镜多层介质膜结构分析，包括SiO 2 -Si-SiO 2 薄膜层数、薄膜厚度等数值仿真分析。 3.1. DBR底镜 图3给出单层SiO 2 作为底镜的反射率与SiO 2 厚度的数值仿真结果。随SiO 2 底镜厚度随1/4波长的倍数增加，底镜反射率在1/4波长奇数倍厚度时取到极大值，1/4波长偶数倍厚度时取到极小值，这与单层介质膜的反射率随其光学厚度的变化关系表现的趋势保持一致，但随SiO 2 底镜厚度增加，中心波长附近的响应谱变窄。图4给出了多层SiO 2 -Si作为底镜的反射率与SiO 2 -Si层数的关系。随Si-SiO 2 对数的增加，反射镜的反射率增加，同时中心波长附近的响应谱变宽。考虑到在DBR反射镜工艺实现过程中，对生长SiO 2 和Si层的厚度有严格要求，反射镜的每一层在生长过程中都会存在误差，生长的厚度及层表面均匀性、平整性等都是难以得到精确控制。因此，若顶镜和底镜的Si-SiO 2 层的对数较多，其将对工艺提出更高的要求才可实现，且误差也会加大。本设计主要考虑如何在SOI工艺基本流程不改变的情况下，通过适当改变一些工艺参数，从而达到适合于SOI CMOS工艺的最优化RCE光电探测器结构。综合考虑，本设计中反射底镜在工艺可实现情况下可选取一对Si-SiO 2 膜。 3.2. DBR顶镜 图5给出单层SiO 2 作顶镜时，顶镜反射率与单层SiO 2 厚度的关系。从图5中可看出，1/4、1/2和3/4波长厚度的SiO 2 反射顶镜的反射率分别为5.4% (850 nm光波长)、30.0%和5.4%。随着SiO 2 顶镜厚度增加，中心波长附近的响应谱变窄了。由于顶镜上面为空气层，当多层SiO 2 -Si作顶镜时，需考虑多层结构的最上层既可是SiO 2 也可是Si材料。图6给出了顶镜反射率与SiO 2 -Si层数的关系，可看出在中心波长为850 nm处，一对SiO 2 -Si构成的DBR反射镜为80.1%，比单层SiO 2 的反射率大大提高，而SiO 2 -Si-SiO 2 构成的DBR反射镜的反射率下降至63.4%，多层SiO 2 -Si结构最上层为1/4波长厚度SiO 2 会对中心波长的反射率起到抑制作用。考虑到入射光要通过顶镜进入谐振腔，顶镜要具有半反半透的特性，因此反射率不能取太高，这里选择一层SiO 2 作为顶镜，厚度为1/4波长偶数倍厚度，反射率为30.0%。
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user: 4. 优化的谐振腔结构 由上节可知，RCE PD中DBR反射镜反射率与各层膜厚度、膜层数等有密切的关系。考虑SOI工艺兼容性，本设计中底镜只能采用一层SiO 2 ，所以厚度为1/4波长奇数倍厚度，反射率为47.8% (在850 nm光波长处)；同时选择一层SiO 2 作为顶镜，厚度为1/4波长偶数倍厚度，反射率为30.0%。该SOI RCE光电探测器的谐振腔示意图如图7所示。 图3. 底镜反射率与单层SiO 2 厚度关系 图4. 底镜反射率与SiO 2 -Si对数的关系 图5. 顶镜反射率与单层SiO 2 厚度关系图 图6. 顶镜反射率与SiO 2 -Si层数的关系图 图7. 以CMOS为主的CMOS RCE光电探测器的谐振腔结构 量子效率体现了器件光电转换的效率。可以从以下两点提高量子效率：提高耗尽层的吸收效率(如加入谐振腔结构)；增加少子寿命以减少电子空穴对的复合。文中提出了SOI基谐振腔，可以有效的提高耗尽层的吸收效率。通过理论推导和整理，量子效率可表示为 (3) (3)式中β为传输常数；φ 1 、φ 2 ，r 1 、r 2 分别为上、下反射镜的反射相移和反射率；L为吸收层厚度。推导过程忽略了薄膜材料折射率的色散问题以及在谐振腔的不同区域折射率及吸收系数的不同。 以普通CMOS光电探测器为分析对象，进行了有/无谐振腔的性能对比。这里硅膜取186.4 nm (3/4个波长)，埋氧厚度取140 nm (1/4波长)，介质层厚度取280 nm (1/2波长)，耗尽层厚度由标准SOI CMOS工艺掺杂注入确定，不做调整，最大可能性的保证工艺兼容性。图8给出了耗尽层宽度0.03 µm时，(SiO 2 )- (SiO 2 )谐振腔PD器件量子效率随波长的关系图。 图8. (SiO 2 )-( SiO 2 )谐振腔PD器件量子效率随波长的关系(耗尽层宽度0.03 µm) Table 1 Performance comparison of PD CMOS devices with standard PD RCE device 性能参数 耗尽层宽度 谐振腔PD器件 标准CMOS PD器件 量子效率 0.03 µm 0.775 × 10 −3 1.80 × 10 −4 0.06 µm 1.5 × 10 −3 3.60 × 10 −4 0.09 µm 2.3 × 10 −3 5.40 × 10 −4 表1. RCE PD器件与标准CMOS PD器件性能对比 表1给出谐振腔PD器件与标准CMOS PD器件的量子效率对比数据，其中标准CMOS PD器件和谐振腔PD器件的硅膜CMOS加工工艺一致，可认为两者的工作带宽一致。从表中数据分析可得，谐振腔PD器件比CMOS PD器件的量子效率提高了五倍左右，实现了谐振腔PD器件相较于标准CMOS PD器件提高光电探测器量子效率的性能，证明了谐振腔结构的正确性。
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user: 5. 结论 本文提出了一种新型的SOI CMOS工艺可兼容的(SiO 2 )-(SiO 2 )谐振腔结构。利用不同厚度的SiO 2 薄膜作为DBR反射镜构建谐振腔结构的物理模型，通过理论仿真计算了其反射率特性和量子效率。在考量工艺实现性的基础上，最终确定器件结构为：底镜采用一层1/4波长(850 nm光波长)奇数倍厚度SiO 2 ，顶镜采用1/4波长偶数倍厚度SiO 2 ，该新型的SOI基谐振腔可用于实现高量子效率的SOI基RCE光电探测器。数值仿真结果表明基于优化DBR结构的RCE PD器件比CMOS PD器件的量子效率提高了五倍左右，验证了谐振腔结构的正确性。 尽管RCE PD比普通PD有优势，但在实际应用中仍有缺陷，主要原因有以下两点：1) 近年研究成果显示，现有的RCE PD已具备高响应度、结构紧凑等特性，但仍有部分特性没有很好体现；2) 高性能RCE光电探测器成本高昂，制作工艺难度比较大，难以实现商业集成化生产。这些问题及挑战构成了RCE光电探测器研究的重点。因此，本文对RCE PD的材料、结构及工艺实现等特性的进一步分析研究具有一定的指导和现实意义。
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user: 摘 要 在整体论的视域中，世界是一个各部分相互包含、相互依存的整体。只强调整体之中的一个侧面将会引发诸多的生态和社会问题。从整体论的角度来分析美国19世纪女诗人狄金森的诗歌，可以探知其对人与世界关系的思考。在日常生活和科学实践中，以人为中心的认知模式和碎片化思维方式发挥着主导性的作用，并在某种程度上确定了人与自然关系的走向。在生存环境日益恶化的今天，从整体的角度来重新认识人与世界的关系是相当必要的。 关键词 :艾米莉·狄金森，整体性，《草地上的瘦家伙》，《紫丁香是古老的灌木》， 《凑近我急迫的耳朵——树叶悄悄说——》
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user: 1. 引言 19世纪女诗人艾米莉·狄金森(Emily Dickinson 1830-1886)是美国诗歌史上的一个传奇。虽然她大部分时间隐居在家，但她阅读面广、观察细致、思维独特。日常生活中的点点滴滴都是她关注的对象。从微不足道的琐碎事物中，她体会到整个世界的精妙。她的诗歌虽小犹大，可以说是“既见树木，也见森林”。借用学者特里普的话来说，“当艾米莉·狄金森走出了日常经验的范畴，她便走向了存在和感知的崭新融合，走向了‘终极融汇’。这也带来了一系列实实在在的变化，其中之一便是脱离了固有的思维框架，那种惯于把生活中的一切分为可知物质与不可知精神的思维模式。” [ 1 ] 当大多数人困于物质/精神、自然/人类、主观/客观这些二分法时，狄金森却能把二者统一起来，看成一个整体。本文将从西方学者戴维·玻姆关于整体论的阐述着笔，以狄金森的三首诗歌为主要研究对象，分析人类中心主义思想和碎片化思维方式在日常认知模式和科学实践方式上的影响，并结合当代社会现实剖析狄金森在其诗歌中传达出的忧虑。
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user: 2. 整体论的概念 在现代西方思想史上，对于主客二分模式的批判由来已久。在《世界图像的时代》一文中，马丁·海德格尔指出，在现代历史的基本进程中，世界成为图像，人成为主体，人与世界彼此外在，“对世界作为被征服的世界的支配越是广泛和深入，客体之显现越是客观，则主体也就越主观地，亦即越迫切地突现出来，世界观和世界学说也就越无保留地变成一种关于人的学说，变成人类学。” [ 2 ] 当人类以自身利益最大化为指导原则，把世界视为利用和支配的对象时，人与世界的内在联系已经被割裂。 人与世界相互依存，构成一个整体。只强调其中一个侧面，将会引发许多严重的问题——环境污染、生态失衡、资源枯竭、人口过剩等等。在对当代社会问题的研究中，学者们从不同角度检视了问题的起因，反思了在现代图景的形成中起着重要作用的一些根本概念。理论物理学家戴维·玻姆即是其中一位。在著作《整体性与隐缠序：卷展中的宇宙与意识》一书中，玻姆结合量子力学的最新研究成果，分析了原子论世界观的负面影响，强调了整体性思维的重要性。 原子论世界观按照“机械论的、决定论的、还原论的怪异方式来理解‘真实的存在’” [ 3 ] 。在自然科学的发展中，这一世界观确实发挥了重要作用。在科学研究和技术活动中，采用碎片化的、分割式的方式进行思维也确实很方便、很有效。但是，“当这种思维模式更广泛地应用到人关于自身和他生活于其中的整个世界[即应用到他的自世界观(self-world view)]的观念时，人就不再把分割结果看成是纯粹有用的或方便的，而开始把他自己和他的世界看作并经验为实际上是由独立存在的碎片构成的。当以这种破碎的自世界观作指导时，人就要以某种方式将自我与世界打碎，致使一切似乎是符合他的思维方式的。” [ 4 ] 把世界看成可分割的物质，看成由部分组合起来的整体，这样的思维方式导致了人与世界内在关系的割裂，损害了人与世界这个整体系统。 立足于长期的科研实践和哲学思考，玻姆提出一个基于流模式的新型世界观，指出“一切是一个未破缺、未分割的整体运动，每一‘事物’都只是从这整体运动中抽象出来的相对不变的方面或侧面。” [ 4 ] 在科学实践中，应该重新考量科研主体和实验客体的关系，放弃那种把观察者和观察对象截然分开的传统做法，因为“观察者和被观察者是一个整体实在的、结合在一起并相互渗透的两个方面，它们是不可分割也不能分解的。” [ 4 ] 在《后现代科学与后现代世界》 1 一文中，玻姆更是以全息摄影为例，阐述了对世界的新认识：整体的信息包含在每一部分之中，世间万物便是这种信息被展示的结果。在这样一种整体论的视域中，世界是一个各部分相互包含、相互依存的整体。这跟原子论世界观所坚持的“终极粒子”构成说，也就是世界整体等于各部分之和的观点是根本对立的。 在西方科技史上，原子论世界观长期占据主导地位。这样的世界观强调人的主动性，把世界看成人的对立面，这种思维图式导致了现实被碎片化，造成了诸多社会–生态问题。与此相对照的是，整体论世界观强调整体联系与整体性思维，认为人与世界是一个整体，人不仅包含在自然中，而且包含在他人中。这一新型世界观为我们重新审视人与世界的关系提供了理论依据，也为研究狄金森诗歌提供了新颖的角度。
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user: 3. 人类中心主义认知模式 在传统的认知模式中，作为主体的人类在人与世界的关系中占据了主导地位，把关于世界的学说变成了“人类学”。这种人类中心主义思维无处不在，影响了生活的方方面面。狄金森的诗作《草地上的瘦家伙》从一个侧面描述了人与周围世界的关系，为我们反思人类中心主义提供了契机。下面是诗的全文： 草地上的瘦家伙 有时快速游过—— 或许你见过它——不是吗 转瞬之间，瞥过—— 青草分开，像是用梳子梳过 带点的一节一节的东西出现—— 忽地，草在你的脚下闭合 在更远处又分开—— 它喜欢沼泽 过分湿冷的谷类不宜之地—— 但我，当时的赤脚小男孩—— 不止一次，在中午 经过此地，见过它，以为，那是鞭梢 散乱在阳光里 弯腰想捏住， 它却左扭右扭，跑了—— 自然的居民 我认识好几个，它们也认识我—— 对它们，胸中涌动的是 亲切—— 但每次见到这个家伙 有伴，还是无伴 无不感觉呼吸发紧 骨头僵硬—— [ 5 ] 在日常的生活体验中，我们总是从自身出发来观察、衡量、判断周围的世界，按照自己的想象为自然界的动植物归类。如果“自然的居民”不会对自身安全形成威胁，或者说，需要依靠人类的善心和帮助才能存活，我们就会把他们归入友善一类，对他们萌发出自内而外的“亲切”感。对于另外一些看起来不符合自己想象的“自然的居民”，就以排斥的心态来对待。而如果从潜意识中感觉到这些“自然的居民”会对自己形成威胁，大多数人就会像诗中的“我”一样，感觉“呼吸发紧”、“骨头僵硬”，不仅采取各种防范措施，甚至先发动进攻，袭击对方。 “草地上的瘦家伙”也是“自然的居民”之一，却被拒为另类。它在草丛中活动，在河沟出没，在沼泽地休憩。它避开舒适的地段，专挑谷类不宜的地方。看到有人，它会“左扭右扭”， 瞬间从人的视线中消失。它不会主动袭击人，却总是被视作邪恶的象征，危险的信号。我们之所以会有这样的认知，是因为“对威胁的感受主导了我们与世界的关系” [ 6 ] 。用玻姆的话来说，“如果我们把世界看作是与我们相分离的，是有一些计算操纵的、由互不相关的部分组成的，那么我们就会成为孤立的人，我们待人接物的动机也将是操纵与计算。” [ 7 ] 在以人类为中心构建的认知网络中，我们往往会以人的视线圈定周围的世界，忽视其他存在物的内在价值。我们带着“操纵与计算”的眼神打量周围的世界，判定这些事物与自身利益增损之间的关系。在这样的认知模式中，处在中心位置的永远是我们自己，其他事物都按照一定的顺序被赋予了不同的角色，固定在各自的位置上。从这一点来看，“决定把蛇视为邪恶的化身或者，更实在一点，只把它看成是自然界造物中最令人惧怕的东西，这是把蛇当成了一种陪衬，突出了我们很重要这种自我膨胀感” [ 6 ] 。 “草地上的瘦家伙”有它自己的生活节奏。它游经草地时，会与人不期而遇。但它不是为了袭击人而来，所以当你看见它时，它已经一闪而过，很快消失得无影无踪；当你在午后的阳光中遇到它时，它正在惬意地享受阳光的温暖；当你打扰了它的悠闲，搅了它的清梦时，它会扭曲着身子迅速游走。如果我们换一个视角，不把自己视作世界的中心，自然的主人，那么看到这个在草地上游走的瘦家伙时，也许就不会有会被伤害的潜在反应。再次借用玻姆的话来说，“如果我们能够获得一种对整个世界的直觉的和想像的感觉，认为它有着一种也包含于我们之中的秩序，我们就会感觉到自己与世界融为一体了。我们将不再只满足于为了自己的利益而机械地操纵世界，而会对它怀有发自内心的爱。我们将像对待我们至爱之人一样呵护它，使它包含在我们之中，成为我们不可分割的一部分。” [ 7 ] 只有当我们放弃自我中心的视角，把自己和周围的世界都看成系统里的一个组成部分，都看成构成整体的有机组分，那么，这些贴在“自然的居民”身上的人为标签才会慢慢消失。
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user: 4. 科学实践中的碎片化思维 不仅在日常生活中，我们以主人的心态来看待周围的事物，在科学实践中，人与世界的分离也是指导性的原则。在认识世界、征服世界的过程中，各个领域的科学家试图从不同角度、不同侧面阐释世界的奥秘。但是，正如沃克和索尔特所言，“一直以来，在我们分析并实际管理和利用(大自然给予我们的)自然资源时，却没有考虑到人与自然的紧密联系。我们到底做了些什么呢？我们的经济学家们构建着所谓的‘经济’，社会学家们解释着人类社会是如何并为什么以这样或那样的方式发展，科学家们也试图解开生态系统的生物物理本质。对于世界是怎样运转的这一问题，他们似乎都提出了深刻见解。然而，这些解释说明却不够全面，只是关注了生态系统的某些组成成分，而没有将系统作为一个整体进行全面考察。” [ 8 ] 以局外人的视角来研究与我们息息相关的世界，这样的世界观带来了片面的、不完整的科学实践。 在题为《紫丁香是古老的灌木》的诗中，狄金森提示我们，以“破碎的自世界观作指导”的科学家注定无法获得对世界的完整看法。全诗如下： 紫丁香是古老的灌木 更老的 却是天上的那株 在山巅，在今夜—— 夕阳西下 留赠这最后的植物 叫人沉思——别碰—— 这西方之花。 西天是其冠 大地是其萼 星星是花苞中发亮的种子—— 信仰坚定的科学家 刚刚开始他的研究—— 在其综合法之上的 是岿然不动的植物群 任凭时间的分析—— “目之未见”有可能 与盲视同步 但别让自然的启示 被命题耽搁—— [ 5 ] 诗的第一节把两种丁香放在一起，形成一种对照。自然界的紫丁香很古老，可天上的紫丁香更为古老。在远远的天边，好像长在小山上一样，这朵“西方之花”可望不可及，引起人们无限的遐想。在第二节中，诗人由远及近，详细描述了这朵开在天上的花。在她的想象中，西边的天空就是紫丁香的花冠，大地就是紫丁香的花萼。而随着日光的黯淡，花冠和花萼均淡入背景之中。此时，被凸现的是成熟的花苞中那些鼓亮亮的种子，仿佛天上的星星。如果说，到这里为止，自然界的植物和落日的景象占据了诗篇的主要部分，接下来出场的便是人了。 诗中提到的“信仰坚定的科学家”既可能指植物学家又可能指天文学家。对于前者来说，他对紫丁香进行了细致的观察和综合推理。但是他即使能够描述花冠、花萼、花苞、种子的习性，他也无法通过简单的相加得出关于紫丁香这个植物群的真理性认识。同样地，天文学家可以观察天上的太阳、云层、星星，但是对于整个群落的认识还是难以企及。对于这些科学家来说，自然的奥秘“岿然不动——任凭时间的分析”。而他们之所以难以获知事物的本质，很可能是因为他们以碎片化的方式来看待生命，看待自然界。正如生物学家查尔斯·伯奇总结的那样，“机械论的生命观认为，在一个生命有机体中，只有一类原因在其作用。它们是些外在的联系——是那些左右着有机体环境的组成部分。” [ 9 ] 。 在诗中，狄金森提到了“综合法”这个词。在她成长的年代里，综合法和拆分法非常盛行。前者指让学生对科学有一个全面的印象，然后再把其中的具体细节讲解给他们听。拆分法则反过来，研究的过程是从部分到整体 [ 10 ] 。这两种方法都基于同样的认识：世界由各种基本要素如原子、电子、质子、中子等构成，这些要素彼此独立，组装起来就形成了世界这架顺利运转的大机器。在观察、分析世界的过程中，科学家的要务就是以逻辑和理性为基础，发现法则，得出真理。显然，在这首诗中，狄金森对这样的科学实践方式持怀疑态度。当科学家用拆解的方式来分析世界时，他们眼中看到的只会是单个的组成部分。在对自然规律的不断探索之中，“目之未见”可能源于各种限制，比如人的认识水平、科技发展的程度、或者环境的影响等等，但是把自身从系统中抽离出来，这样的做法将导致片面的结果。自然不仅创造生命，而且把所有生命融为一体。对于自然的研究者而言，也许他们能够解释某一个或几个现象，或者很多个独立的现象，但是碎片化思维指导下的科学实践并不能获得对世界的完整理解。如果被各种“命题”遮住了眼睛，就会忽略“自然的启示”，在远离真理的道路上越走越远。 整体论强调内在联系，强调世界各组成部分之间不可割裂的关联和相互依存关系。在这一图卷中，“世界是一个有机体和无机体密切相互作用的、永无止境的复杂的网络。在每一系统中，较小的部分(它们远不能提供所有的解释)只有置身于它们发挥作用的较大的统一体中才是清晰明了的。而且，这些统一体本身不只是部分的聚集。一些统一体还有自身的兴趣和计划。它们需要‘不受干预地’从自身的利益(而不仅是人类的需求和关注)出发，全面地评估自己的重要性。” [ 11 ] 在整体论的视域中，科学研究不是价值中立的事业，科学家也不再是操控自然这架机器的主人。在科学实践中，科学家和其研究对象之间是交织相系、密不可分的关系。就像玻姆说的那样，“有必要把世界看成是未被分割的整体(undivided whole)，[……]宇宙的所有部分，包括观察者及其使用的工具，都融合统一在一个总体之中。” [ 4 ] 这也就是说，科学家必须融入到世界之中而不是凌驾其上。作为观察者的科学家和作为被观察对象的世界是同一个整体的两个侧面，共置于一个命运相系的价值网络之中，其存在意义和利益所依是一种互动平衡关系。
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user: 5. 人外在于自然的后果 自文艺复兴以降，科学家就倾向于把自然看作一架机器，“一架按其字面本来意义上的机器，一个被在它之外的理智设计好放在一起，并被驱动着朝一个明确目标去的物体各部分的排列。” [ 12 ] 著名的英国哲学家培根曾经说过，“我已经获得了使自然和她所有的儿女成为你的奴隶，为你服务的真理。” [ 13 ] 这种带有鲜明人类中心主义特点的世界观不仅造成了对地球资源的过分掠夺，也直接导致了自然环境的日益恶化。当人类把自然视作掌控的对象，以各种借口把破坏自然的行为合理化的时候，自然也不会善待人类。在《凑近我急迫的耳朵——树叶悄悄说——》这首诗中，不安的感觉随处可见。在这首诗中，自然不再是浪漫的灵魂栖息之地，不再是无怨无悔的大地母亲；在这里，自然变成了无处不在的眼睛，变成了一道巨大的裂缝，随时监视人，吞没人。下面是诗的全文： 凑近我急迫的耳朵——树叶悄悄说—— 灌木丛——灌木丛简直是掩耳盗铃的铃铛—— 我找不到属于自己的私密空间 躲避自然的多名哨兵—— 岩洞，如果我想躲在里面的话 岩壁——开始告密—— 世界好像是一道巨大的裂缝—— 让我暴露无遗 [ 5 ] 这首诗完全颠覆了人们对于自然的想象和看法。在抒情派诗人的作品中，自然是美的代名词，是触发想象和情感的对象，是审美体验的源泉；在科学家的眼中，自然是有规律可循的客观存在，是人类改造的对象。但是在这首诗中，长期被视为观察、研究、控制和改造对象的自然却反过来成了观察者、监视者、俘获者。诗中的“我”想远离自然，逃离自然，却发现自己无处可去。在灌木丛中“我”找不到藏身之地，在岩洞里更不安全。如果说灌木丛好像是铃铛，向外界昭示“我”的藏身之地；岩壁则是告密者，让“我”暴露无遗。全诗给人以惊恐和畏惧之感，让人觉得无处可去，无处可藏。 人类本来就是处在自然之中。想要从自然中抽离出来，凌驾于自然之上，让自然成为人的奴仆，为人提供最大程度的服务价值，这种想法本身隐含着一种割裂。在《后现代科学和后现代世界》一文中，玻姆指出，“隐性秩序的观点则意味着我们包含于世界中——不仅包含于其他人中，而且包含于整个自然当中。我们已经看到了这一事实的端倪：当我们以一种片段性的方式看待世界时，世界的反应也相应是片段性的。事实上，可以说，世界若不包含于我们之中，我们便不完整；同样，我们若不包含于世界，世界也是不完整的。那种认为世界完全独立于我们的存在之外的观点，那种认为我们与世界仅仅存在着外在的‘相互作用’的观点，都是错误的。” [ 7 ] 当我们以“片断性的方式看待世界”时，世界也以同样的方式对待我们。从狄金森的这首诗中，我们已经感受到了人不容于自然后的惊恐和绝望。 对于这首诗，学者皮尔评论道，“这个想法如此大胆，如此充满电击感，以至于诗中的‘我’表达出这样的感觉：这种广褒无边的物体不是宇宙，不是其中有裂缝的、巨大的宇宙，而是裂缝本身，是宇宙这块幕布本身的裂缝，而幕布裂开也只是为了一个目的：盯视、暴露出说话者。这一意象甚至更能引起共鸣，因为这个裂缝不仅暗示说话者用以藏身的洞穴或者说为了不让别人看见而藏匿自己的洞穴上面裂了缝，而且暗示着这是世界分崩离析的声音。” [ 10 ] 不难想象，当人异化于自然，当人与周围的环境形成敌对关系时，受到惩罚的恐怕还是人类自身。如果说诗人只是打破常规的思维方式，预言了人的悲催结局，描摹了一幅噩梦般的场景，但联系当今的社会环境，我们有理由相信，狄金森描绘的图景有一天很可能会成为社会现实。 长期以来，人不断地“向自然提出蛮横要求，要求自然提供本身能够被开采和贮藏的能量” [ 14 ] 。随着当代科学技术的快速发展和全球人口总数的不断增加，人类从自然界攫取资源的力度和强度不断加大。在争夺资源的过程中，不同利益集团之间的冲突不断加剧，“地球似乎成了人类进行巨大的自我竞技的舞台” [ 13 ] 。当政治、军事和科技联起手来，当致命的杀伤性武器用于战争之时，人类的生存环境将更加恶劣，其最终的结果是“世界分崩离析”。 退一步来说，假使不是因为争夺自然资源导致了多个地区或国家之间的政治和军事冲突，导致“世界分崩离析”这一结果，对于自然资源的破坏“所导致的灾害性影响还会将人类带到一个严峻的分水岭，那就是自然对人类的报复将会超出人类对自然的破坏” [ 15 ] 。到了这样的时候，人类真的是无处可躲，无处可藏了。当人类对自然宣战时，毁灭的种子已经被埋下。到了被吞噬的那一天，自然依然不会停下前进的脚步，吞食苦果的只有人类本身。
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user: 6. 结语 从日常生活中的认知模式，到科学实践中的研究方式，社会生活中显示出清晰的人类中心主义的印迹。事实上，连我们的语言也表现出明显的碎片化特征，强调了主体的控制地位。在现代语言中，句子的主要结构一般包含主语、谓语、宾语三个部分。通常认为，这是三个独立成分，占据了独立的句法空间。在这条语言链上，每一个元素都有着固定的位置。这种结构不仅暗含了指向性，有着清晰的开始、发展和到达的过程，而且隐含了支配性，明确了主语(或者说主体)凌驾于宾语(或者说客体)之上的优势地位。这样的语言结构深刻地影响着我们的认知，容易使我们获得这样一种世界观，“认为任何事物最终都是由一组有固定本性的基本粒子组成的” [ 4 ] 。在这种由基本粒子按照一定规则排列组合起来的世界图景中，人类凭借自身的优势，占据了世界主导者的位置，成了发号施令的主体。在生存环境日益恶化的今天，我们有必要反思这种认知模式和思维方式，有必要从整体的角度来重新认识人与世界的关系。也许这就是为什么狄金森的诗歌对于21世纪的读者依然有对话意义的一个原因。
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user: 摘 要 污染物的微生物可利用性是控制其环境归趋的主要因素之一，也是决定受污染土壤的微生物修复技术成败的关键。有机污染物进入土壤后发生吸附作用，进而影响其生物可利用性。正确预测有机污染物在土壤环境中的微生物可利用性，需要建立可靠的吸附–降解动力学模型。本文介绍了五种国内外常用的有关农药和多环芳烃在土壤/沉积物上的吸附–降解耦合模型，综述了模型建立过程、评价方法、适用范围，探讨了现有模型在实际应用中的共性问题，以期为土壤污染的控制和修复提供思路。 关键词 :土壤，有机污染物，模型，微生物可利用性，吸附
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user: 1. 引言 现代工农业生产生活过程产生排放大量有机物，如化学农药、多环芳烃(PAHs)、多氯联苯(PCBs)及抗生素(ATBs)等，使土壤污染成为全球性的环境问题，土壤有机污染的修复日益迫切 [ 1 ] [ 2 ] 。当前土壤污染修复技术中，生物修复因其具有低耗、高效、安全及属于纯生态过程等显著优点而受到越来越多的重视 [ 3 ] [ 4 ] 。鉴于修复主体的不同，受有机物污染的土壤生物修复技术可分为植物修复、动物修复、微生物修复及其联合修复技术 [ 5 ] ，其中微生物修复技术是最具应用和发展前景的生物修复环保技术之一 [ 6 ] 。 有机污染物的微生物可利用性是影响它们环境归趋的主要因素之一，也是决定受污染土壤和沉积物的微生物修复技术的成败关键 [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] 。早期研究认为，有机污染物的微生物可利用性取决于微生物能够接近有机物分子并发生直接碰撞的能力。当微生物细胞和有机物分子在水土体系中共存时，二者均可同时存在于土壤溶液(水相)中及吸附在土壤上，但只有水相中的有机物分子才能够与微生物发生直接的碰撞，从而进行有机物的微生物降解 [ 10 ] 。在此基础上提出的有关吸附对微生物降解影响的理论认为：有机物一旦吸附于土壤上，与微生物的直接接触受到限制，就不能发生微生物降解。 越来越多的研究表明，吸附态污染物也能够被微生物利用 [ 11 ] - [ 19 ] ，至少污染物解吸至土壤溶液中对于生物降解来说不是一个必要条件 [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] 。为了预测吸附态有机物的生物可利用性，需要建立可靠的数学模型。理论上，即使建立最简单的模型也需要融入物理参数或变量，例如吸附质在游离相、易解吸相、不可解吸相的比例，各相质量转移动力学，以及吸附质与吸附剂接触的持续时间。若深入考虑，假设解吸是由径向分散主导，还需要有关颗粒尺寸、颗粒内部孔径结构以及其他变量 [ 23 ] 。此外，还有生物参数(或变量)影响，比如细菌在吸附剂上的附着情况 [ 22 ] 、细菌与有机物接触时间、细菌对有机物的代谢途径等等，也是模型的组成部分。随着参数的增加，模型的复杂性越来越大，实用型模型的建立则越来越困难。鉴于目前有关农药和多环芳烃在土壤/沉积物上的吸附–降解动力学模型已有一些研究成果，而鲜有从实用性角度做更深入的解剖和提炼，本文将介绍五种国内外常用的简化模型，着重从模型建立过程、评价方法、适用范围等方面进行详细的综述，并探讨现有模型在实际应用中的共性问题，以期为后续研究者建立实用性更强的量化模型奠定基础，为土壤污染的控制和修复提供思路。
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user: 3. 总结 近几十年来，土壤中有机污染物生物可利用性的理论研究已经有了长足的发展，国内外研究者已将吸附的影响与微生物降解结合起来，建立了较为可靠的吸附–降解动力学模型，用于评价和预测农药和多环芳烃在土壤/沉积物中的微生物可利用性。 然而，迄今为止的研究仍存在相当多的缺陷。首先，除了Park等人提出的三位点解吸–降解模型之外，现有微生物降解模型都基于先解吸后降解的假设建立，降解动力学方面多采用一级反应，未能考虑到微生物对结合态直接利用的速率和程度以及微生物不同种类的影响。其次，现有降解模型中的吸附问题多采用最简单的土壤分配理论以及吸附等温线为直线来处理。实际上，土壤生态系统是一个复杂的体系，有机物分子(特别是农药)在土壤中的吸附行为不仅受土壤有机质(SOM)支配 [ 33 ] [ 69 ] ，还受到包括黏土矿物、生物质碳等在内的土壤各组分的不可忽视的影响 [ 54 ] [ 55 ] [ 56 ] [ 57 ] [ 70 ] [ 71 ] 。研究证明，即使土壤仅含0.1%的生物质碳，就能大大提高土壤的吸附能力，且生物质碳的吸附能力持续有效，不随时间而明显降低 [ 72 ] ，会显著影响有机物分子的生物可利用性 [ 73 ] 。因此土壤各组分的吸附机理不同，吸附等温线和解吸特性也相异，需采用不同的吸附、解吸系数来综合处理。此外，自然土壤生态系统以及污染修复系统有机物种类丰富，也并非单一微生物体系，其中存在协同、拮抗、竞争等作用关系，环境因素如pH、温度、湿度条件以及离子强度的影响也不容忽视 [ 74 ] [ 75 ] [ 76 ] [ 77 ] 。因此上述单一有机污染物单一有机体的研究模式对于实际环境的把控不一定到位，还需要更全面的理论研究，修正现有模型或另辟蹊径建立实用性更强、适用范围更广的量化方式，发展和建立更完善的模型评价系统。
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user: 摘 要 探究电力与经济发展关系，为电力发展规划和电力相关产业政策支撑科学依据，推进电力与经济的可持续发展十分重要。文章利用协整理论和谱分析理论，研究了1990~2015年华北地区、华东地区、西北地区和广东省电力与经济需求的周期关系。研究表明，各典型地区电力周期与经济周期存在长期均衡关系；发达地区经济周期较长，具有10年以上的长周期；各地区电力发展领先经济发展，经济较发达地区电力设施完善，其用电需求周期领先于经济周期的现象更为显著。 关键词 :经济周期，用电需求周期，协整分析，谱分析
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user: 1. 引言 电力工业是国民经济的具体体现和基础，也是提高人民生活水平的保证。随着经济的发展，电力行业在国民经济中的位置越来越重要。但从当前的供需形势来看，我国电力工业与国民经济发展的不均衡现象仍然存在，电力供应过剩的现象也暴露出我国经济与电力需求关系理论研究的不足。所以要研究在经济发展下的电力需求变化的特征，和经济发展与电力需求的相互关系，为电力需求分析和电力规划提供理论指导。华北地区、华东地区、西北地区和广东省作为我国经济发展的典型地区，其经济与用电需求周期关系研究将对我国其它地区具有一定的参考和借鉴意义。 近年来，国内国外相关学者对用电需求与经济周期之间的关系做了大量研究。仇伟杰、董双武利用协整分析和向量误差校正模型证明了我国用电需求与GDP之间具有长期均衡的关系，并通过Granger因果关系检验证明了我国用电需求与GDP具有双向且长期稳定的因果关系 [ 1 ] ；陈银峰在考虑到电力和经济序列数据的协整等特性后，建立了向量误差修正模型和向量自回归模型两种电力需求与经济增长的关联动态模型，对电力需求与经济间的动态平衡关系进行了较为合理的解释 [ 2 ] ；杨淑霞将H-P滤波方法分析用于我国电力需求的周期成分分析，将谱分析方法用于电力需求时间序列的频域分析，然后根据周期成分采用聚类分析方法及相关分析方法对影响我国电力需求周期的主要力量和区域电力需求周期存在性问题进行了研究 [ 3 ] ；王悦介绍了谱分析方法的原理，并运用此方法对美国1930年至2009年间的经济周期进行了研究 [ 4 ] ；张兵用交叉谱分析方法对日本经济周期的波动与内需和外需的关系进行了研究 [ 5 ] ；袁家海，丁伟，胡兆光使用H-P滤波方法分离GDP与电力消费的周期成分和趋势成分，得到了电力经济的协整关系与经济的周期性波动有关这一结论 [ 6 ] ；曾峣指出建立在严密的数学基础之上的谱分析是正确把握经济周期的固定长度、分析周期波动和预测经济发展趋势的一种有效的科学方法 [ 7 ] ；刘金全，刘志刚使用ARMA趋势平稳、时间趋势平稳、H-P滤波、和状态空间分解等趋势分解方法，对我国GDP增长率序列进行了趋势分解，并对各种周期成分进行了对比检验 [ 8 ] 。Kihoon Lee等人研究了能源消费与经济增长之间的因果关系 [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] 。 国内相关学者使用的研究方法主要包括协整分析、向量误差修正模型和向量自回归模型等。谱分析方法是将时间序列看作互不相关的频率分量的叠加，通过分解研究各分量的周期变化，来揭示时间序列的频域结构并掌握时间序列的主要周期波动特征。频谱关系分析方法被广泛应用到经济周期与影响因素之间关系的分析中，而尚未应用到经济与用电需求关系研究中。谱分析方法通过衡量各周期分量的相对重要程度，找到序列中隐含的各主要周期分量，从而为说明经济与电力需求波动间的关系研究提供依据。因此，用频谱分析方法研究经济周期与电力需求间的波动问题具有一定优势。 因此，为研究华北地区、华东地区、西北地区和广东省的经济与用电需求周期关系，本文基于H-P滤波分解分析，结合4个典型地区经济发展水平，探讨各典型区域经济周期与用电需求间的相互关系。在此基础上，为4个典型地区的电力需求分析提供方法指导。
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user: 2. 理论基础 2.1. 协整理论 协整的定义可以表述为：如果序列 ，都是 阶单整的，存在向量 ，使 ，其中 ， 则认为序列 是 阶协整的，记为 ， 为协整向量。 对于多变量之间的协整检验，使用Johansen检验方法分析。它是以向量自回归模型为基础，把一个求极大似然函数的问题转变成一个求对应特征向量和特征根问题。这种方法将协整检验拓展到存在多个协整向量的情况 [ 12 ] 。使用Trace统计量能检验出变量之间的协整关系是否存在，还能确计算出变量之间协整关系的个数，本文采用Johansen检验方法。 2.2. 谱分析 谱分析法，即频域分析法是将时间序列看作由多个不同频率的规则波(正弦波或余弦波)相互叠加而成，将不同频率波的方差大小在频域上进行比较，通过研究和比较各个分量的周期变化，揭示出时间序列的频率结构，掌握其主要波动特征，从而找出波动的主要周期 [ 14 ] 。包括相位谱分析、单谱分析、交叉谱分析。 单谱分析即单个谱分析，谱估计某个经济时间序列剔除季节和趋势因素后的循环项，在估计出的谱密度函数中找出序列里存在的主要频率分量，从而掌握这个序列的周期波动特征。 基于谱分析方法的基本原理，一般可以用傅立叶级数拟合具有平稳随机过程的时间序列 ，即： (1) 式中， 为样本容量， 为时间指数；且 ， ；样本容量的倒数为频率 ； 为以 为基波的第 次谐波； 为随机误差项。 傅立叶级数拟合方程的系数、谱密度和周期长度分别表示为： (2) (3) (4) 周期长度为： (5) 通常使用谱分析方法在经济时间序列中确定变量的周期，多个经济时间序列之间使用交叉谱分析，用来评估各序列自身的周期性变化和序列之间波长相关性程度、位相和一致性，指标之间的领先与滞后关系也基于交叉谱分析得到。 设 为一个协方差平稳过程，均值为 ，且其第k阶自协方差为： (6) 假定这些自协方差具有绝对可加性， 的总体谱为： (7) 其中， 是实数。总体谱函数和自协方差序列都含有同样的信息，总体谱下的面积便是 的无条件方差协方差，参见(式8)。 (8) 设 为一个协方差平稳的( )向量过程，均值为 ，且其第k阶自协方差为： (9) 假设自协方差矩阵序列具绝对可加性，则它的多元总体谱为： (10) 多元谱 主对角线上的元素 都为实数，称之为自谱，即其中第j个主对角线元素是 的自谱；对角线以外的元素 ，称之为交叉谱，若 ，则为二元平稳时间序列的交叉谱，也叫作互谱。 通常交叉谱不会是实数，而是复数，令 (11) 其中，余谱为实部 ，积谱为虚部 。 与 在频率 处的余谱可解释为 与 的协方差，可归因于频率为 的周期部分。 可以用极坐标的形式表示交叉谱，极坐标的振幅，也叫作增益，为： (12) 相位谱(phase spectrum)，也就是极坐标的角度，两个序列中对应频率分量相位变化的均值用相位谱表示，用相位谱反映序列间各频率分量的相位差的领先或滞后关系，通常限定在区间 内。 对 的相位谱表示为： (13) 表示领先或滞后的时间，如果 ，则表示 领先 ，否则表示 滞后 。 用总体凝聚函数(coherency)表示 和 之间的一致性或相关性，其定义为： 如果 ， (14) 若 ，便定义 。 只要 和 是协方差平稳，并且自协方差矩阵表示为绝对可加，则对所有的 ，有 (15) 凝聚 的数值如果比较大则表示两个时间序列有频率为ω的重要共同周期，相当于时域分析中相关系数的平方。 若确定 的波动是由于 ，便可计算由 到 的传递函数： (16) 式中，假定 非零。当 为零时，令 [ 15 ] 。 交叉谱分析中比较重要的指标包括相干谱和相位谱。一般来说，二元平稳序列 和 的交叉谱密度函数 是复函数，设 的实部和虚部分别为 和 ，则其实部 反映两个时间序列的同相频率分量的相关性，称为余谱，其虚部 反映两个时间序列的异相频率成分的相关性，称为正交谱。用复数的极坐标表示交叉谱密度函数 如下： (17) 式中 为交叉振幅谱，等于正交谱平方与余谱平方之和的平方根，即 ，交叉振幅谱可以反映出两个序列各频率分量在振幅部分的相互关系。 为消除所考察序列本身量值大小对交叉振幅谱的影响，需要对交叉振幅谱进行标准化处理，即： (18) 式中 和 分别为序列 和序列 的谱密度函数。相干谱为经标准化后的交叉振幅谱 ，反映出两个序列周期间在频域上的相关性，其取值范围为 ，取值越接近1，则表示两个序列在频率 处相关性越大。 相位谱为交叉谱密度函数中的 ，可表示为： (19) 相位谱分析能反映两个序列周期在各频率上的相位差，即两个序列在时间上的领先和滞后关系。
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user: 3. 典型区域经济周期与用电需求周期的关系分析 3.1. 变量选取与数据来源 本文以地区经济生产总值和全社会用电量时间序列的HP滤波周期成分为分析对象，对经济周期与电力需求周期关系进行研究。原始数据选取1990~2015年华北地区、华东地区、西北地区和广东省GDP和全社会用电需求数据，数据源自1991~2016年的《中国统计年鉴》和《中国电力年鉴》。 3.2. 典型区域经济周期与用电需求周期的频谱关系分析 3.2.1. 典型区域经济周期与用电需求周期长期均衡分析 时间序列具有平稳性是进行谱分析的前提条件，利用EVIEWS6.0通过ADF单位根检验方法对各典型区域年度GDP的H-P滤波分解所得的周期成分序列和全社会用电需求H-P滤波分解所得的周期成分序列的平稳性进行单位根检验。各典型地区年度GDP的周期成分序列和年度全社会用电需求周期成分序列在1%的显著性水平下均为平稳序列。对原始数据进行H-P滤波分解，得出其周期成分。 根据VAR模型的检验结果，根据AIC和SC准则判断可知模型的最优滞后阶数为2，将各典型区域1991~2015年全社会GDP与用电需求周期成分2个变量的时间序列带入Eviews 6.0中进行变量的协整关系检验，以华北地区为例，输出结果如表1和表2所示。 Johansen协整检验结果表明在5%的显著性水平下，1991~2015年的样本区间内，迹检验和最大特征根检验结果说明各典型区域全社会用电量的周期成分与地区生产总值的周期成分之间存在协整关系。 3.2.2. 典型区域经济周期与用电需求周期谱分析 使用SPSS20.0对华北地区、华东地区、西北地区和广东省年度GDP周期成分序列和年度全社会用电需求周期成分序列进行谱分析可知： (1) 各典型区域单谱分析表如表3所示，4个典型地区GDP与用电需求存在一定程度的差异性。从经济发展来看，经济发达地区经济周期普遍较长，如广东省、华北地区和华东地区等，均在10年以上；而经济正处于发展期的地区经济周期则较短，如西北地区的经济周期为5年。说明各地区经济在发展阶段波动更为频繁，当经济发展水平达到一定的阶段，其波动周期跨度逐渐变大，经济发展逐步趋于平稳。 (2) 各典型地区全社会用电需求周期成分序列与GDP周期成分序列在频率为主谱峰频率处的相干谱均为1，表明4个典型地区经济周期的波动与用电需求周期的关系非常密切。 (3) 典型区域存在用电需求周期领先于经济周期的现象，如表4所示。经济发达地区的电力发展领先经济发展的现象比经济发展处于上升期的地区更为显著，例如广东省、华东地区和华北地区用电需求周期领先于经济周期均在1年以上，而西北地区用电需求周期领先于经济周期0.21年。反映西北地区和其他3个典型地区相比电力投资相对不足。 (4) 由于4个典型地区的经济与用电需求存在不同程度的差别，各地区用电需求也有各自特点，部分地区用电需求周期领先于经济周期时间较长。以广东省和华东地区为例，由于国家的政策导向问题，使这两个地区经济发展迅速，用电需求会随着经济的发展而飞速发展。 Table 1 JJ test results (trace test 零假设：协整关系个数 特征值 迹统计量 0.05临界值 置信概率 无* 0.517162 24.89511 15.49471 0.0014 至多一个* 0.298350 8.149379 3.841466 0.0043 表1. JJ检验结果(迹检验) Table 2 JJ test results (maximum characteristic root test 零假设：协整关系个数 特征值 最大特征根统计量 0.05临界值 置信概率 无* 0.517162 16.74573 14.26460 0.0199 至多一个* 0.298350 8.149379 3.841466 0.0043 表2. JJ检验结果(最大特征根检验) Table 3 Comparison of the single spectrum analysis of the typical regional economic cycl 地区 主谱峰频率 谱密度 主周期波动长度 华北地区 0.080276 0.002739 12.46 华东地区 0.080276 0.004579 12.46 西北地区 0.199678 0.000391 5 广东省 0.07925 0.014222 12.6 表3. 典型区域经济周期成分单谱比较分析表 Table 4 Comparison of typical regional economic and power cycle components phase spectr 地区 频率 相位谱 用电需求周期领先于经济周期 华北地区 0.080276 0.696076 1.38年 华东地区 0.080276 0.772161 1.53年 西北地区 0.199678 0.269654 0.21年 广东省 0.07925 0.820445 1.54年 表4. 典型区域经济与电力周期成分相位谱比较分析表
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user: 4. 结论与建议 本文提出运用频谱分析方法来研究典型区域经济与用电需求之间的周期关系，经频谱分析结果分析得到以下结论： (1) 通过单谱分析可知，华北地区、华东地区、西北地区和广东省经济与用电需求周期根据不同的经济发展水平呈现不同波动周期，经济发展水平较高的地区主周期的波动长度较长且均在10年以上，经济发展水平较低的地区主周期的波动长度较短。 (2) 由交叉谱分析可以分析出华北地区、华东地区、西北地区和广东省4个典型地区经济周期的波动与用电需求周期的关系非常密切。 (3) 相位谱分析可以反映出典型区域存在用电需求周期领先于经济周期的现象，且电力设施完善的经济发达地区用电需求周期领先于经济周期的现象较电力发展不足的经济落后地区更为显著。 根据上文分析可以看出经济周期与用电需求周期不只是简单的线性关系。在制定电力发展规划时，我们需要通过对经济发展水平、用电需求结构发展变化以及经济能源政策变化等的分析，来探究并满足新的电力需求。对经济发展水平较高地区进行中长周期电力规划时，需要综合考虑电力需求增长的主要因素，采用科学合理的电力规划方法，形成动态的中长期电力发展规划。对经济发展水平较低的地区进行电力发展规划时，需要衡量计划期内各种因素的波动变化及影响结果，从而对电力需求趋势发展及周期波动进行客观准确的预测。因此，在制定经济和电力发展规划时，需要考虑经济社会和电力消费高速发展的可能性，适时调整经济和电力规划方案，确保经济与电力协调发展。
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user: 摘 要 研究表明大脑情绪信息加工存在偏侧化的神经机制，关于情绪性信息诱发认知加工的偏侧化神经机制目前主要有以下两种理论：右半球偏侧化理论和情绪维度理论。但这两种理论都不能完整解释大脑情绪性信息加工机制。最近有研究者提出情绪信息加工是一个自动和控制双重加工过程。本文将结合认知神经科学研究证据，讨论情绪认知的神经机制和加工模式的最新进展。 关键词 :情绪维度，效价，唤醒度，偏侧化，自动与控制加工