院士论坛 生态材料论 中国科学院院士肖纪美 (北京科技大学材料物理系，北京100083) (一)溯源 正，则言不顺 “环境材料”一词来的曲折，若 前文[1的“未结束语”中提到 返回而译为英语，则为 “ECOMATERIALS”一词，此词为日 “Enviroment Materials'”。人们研究 本学者取英文复合词“Environment 材料的行为时，则“环境”为这种 Conscious MATERIALS”中定语的 变化的外因，而材料本身（结构） 开头一、二字母E及CO组合而成。 为变化的内因，用“外因”作“内 知其源，则此词可直译为“环境意 因”的定语，是否恰当？值得商榷。 识的材料”，随后，逐次简化为“环 可有“材料的环境”，而难于理解 境意识材料”及“环境材料”。 “环境的材料”。 邻国日本，人众地小，国富而 ECOM中的ECO也可是 天然资源不傅，对自然环境十分敏 Economics的缩写，从而会误解为 感：1992年日本科技厅(STA)组织了23个产、 “经济材料”，又非定义(1)的本意。也可将错就 学、研单位，实施“与环境协调的材料技术一 错，也许歪打正着，认为ECO是Ecology(生态 ECOMATERIALS”国家计划；1993年8月31日 学)或Ecological的缩写，则ECOM便是“生态材 至9月4日在日本阳光城举行的第三次国际先进材 料”([2]p,512)。或者感情用事，将“生态材 料会议的K会场，专门讨论这类材料，收集了11 料”叫做“绿色材料”([2]p.35,69；125),用 个国家的173篇论文[21，其中142篇来自日本，首 “绿色”指示“生态”也较时髦，如“绿色能源”， 篇报告定义了ECOMATERIALS(以后缩写为 “绿色农药”，“绿色化学”，“绿色冶金”（利用植物 ECOM): 来富集金属)，“绿色机器”（零件易于拆卸翻新而 “ECOM是使环境载荷为最小、可循环性为最 回收的机器)等。但城市交通、机场候机室等已广 大而设计的材料。”（[2]p.11)…(1) 泛使用“绿色通道”，“绿色”已有用处。 此风西吹，1995年9月10日至15日在我国 生态学有确切的科学含义，而绿色则较浪漫， 西安，由中日双方联合主持召开了“ECOM的国 且易误解。此外，支撑现代人类文明大厦，似应为 际会议，收集了199篇论文的详细摘要。会后，由 能源、信息、材料、生物科学技术([3]p,15) 日本科技厅选编了日、加、美、中、德、韩、法七 四大支柱，而不是只指前三者的三大支柱。通过能 个国家的作者29篇论文，出版了题为“可循环的 源材料、信息材料及生物材料（包括生态材料、仿 材料设计及生态平衡的国际专题讨论会文集”，[3)， 生材料、人体器官材料、医疗材料等)，材料科技 文集标题未用ECOM;29篇论文的标题，有三篇 便可分别与这三门有关的科技交叉结合了。交叉地 用ECOM. 带是学术上可以丰收的地带，而结合可孕育出新的 品种。 (二)置疑 综上所述，在ECOMATIALS的三个译名一 顾名最好能思义，可减少误会；其次，名不 环境材料、绿色材料、生态材料一中，我倾向于 ·肖纪美(XA0m,1920.2.7~)湖南人，材料科学家。中国科学院院士，北京科技大学材料失效研究所所长，中国博士后科学基金会副理事长，中国腐 蚀与防护学会理事长。 20卷2期 57 ?1994-2015 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
院士论坛 采用第三者。在下面，简论它的内涵，外延和重要 品”变成“商品”，从分配的官价产品变成在市场 的研究领域。 中竞争的商品，为了有强的竞争力，必须“物美价 廉”，因而钢材就有质量和经济两个判据；九十年 (三)内涵 代，特别是在1995年以后，在“可特续发展”基 “生态材料”包括“生态”和“材料”两个概 本战略的指引下，材料又必须增加资源、能源、环 念，通过“定义”这个逻辑方法，可明确概念的内 保这三个战略性判据。从经济增长方式来看，“粗 涵。 放型”的特点是“三高一低”：高物耗、高能耗、 1.材料 高污染、低效益，不满足除性能以外的其它四个材 到1983年，我大学毕业后，从事材料的教学 料判据。经济增长方式的根本转变，从精放型到集 和科研工作已40年；教学相长，受益于学生的提 约型，必须依靠科技，依靠人才；为此，必须实施 问：“什么是材料？”我才被迫思考，并采用形式逻 “科教兴国”的基本战略。 辑中“属+种差”的真实定义方法，尝试提出如下 从上面关于材料这个局部问题也可认识到：为 的定义，并在随后的著作和演讲中广为交流： 了满足材料的五个现代判据，必须实现两个根本转 “材料是人类杜会所能接受地、经济地制造有 变一经济体制从计划经济到社会主义市场经济， 用器件（或物品）的物质。”.…(2) 经济增长方式从粗放型到集约型，实施两个基本战 定义中的“物质”是“属”，它前面那个包括状语 略一可持续发展和科教兴国。 的定语，便是表达判据的“种差”。判据者，判断 2.生态学(Ecology) “物质”是否“材料”的依据也。图1示出材料的 “生态学是研究生物及其环境之间关系的科 现代化定义和判据之间的关系：“性能”这个技术 学。” ……(3） 判据是人类开始制造有用器件（或物名）便有、并·此词来源于英文，强调“关系”，有许多衍生词，用 将是永存的；自从私有财产制以后，便增加了“经 ECO-作为词首的词已有不少，如ECO-activity, 济”判据；合并这两个判据，便是俗称的“物美价 Ecocide(生态破坏)，ECO-climate,.ECO-geography, 廉”的商品；八十年代有了“可持续发展”概念， Ecological efficiency,Ecological interaction,Ecological 便增加了图1所示的三个战略性判据一资源、能 photography等；也有用“生态学”的复合词，如 耗及环保；若对环境污染有罚款，则它与治理污染 “Industnial Ecology”(工业生态学)，可以扩展而有 费用、资源和能耗费用都归于“经济”判据。 “化工生态学”、“材料工业生态学"等。 层次 战略 经济 技术 3.生态材料(Ecological Material) 人英杜会 制造* 用“生态材料学”置换“生态学”，用“材料” 种整 所能接受地 经济地 器件域物品的 物质 有用心 置换“生物”，仿定义(3)，可分别得到： (3贤源 经济 制造 “生态材料学是研究材料及人类生态环境之间 判据 (4)能耗 ③ 使用性能 关系的学科。”…（4) (5环保 “生态材料是人类主动考虑材料对人类生态影 响所开发的材料。”…(5) 材料 判 生态材料学与材料生态学都是交又科学，正如 定义 种差 物理化学（Physical Chemistry)与化学物理 图！材料的现代定义和判据 (Chemical Physics)一样：它们都是相同学科的交 回顾从1958年到1997年我们对于钢的判据的 叉，但侧重面则有所不同，物理化学是化学的分 认识，我们可以理解政治运动和经济体制的影响， 枝，而化学物理则是物理的分枝；生态材料学是材 从而有所借鉴。1958年的大跃进，是一场政治运 料学的分枝，“生态”是定语。 动，为了钢的产量翻一翻达到年产量1020万吨的 我曾采用内涵最少、从而外延最广的、可以顾 政治任务，将一些“不是钢”的物质也叫作钢来统 名思义的定义([4]p,27): 计，这时，只讲数量，不计质量，因而材料的判据 “研究材料的学科，叫作材料学。”…(6) 数为0；随后，重视以性能为主要含义的质量判 然后，依据不同的划分标准而确定不同分枝的 据，判据数为1；进入市场经济体制，钢材从“产 外延，例如：宏观材料学和微观材料学（[4]P. 58 世界科技研究与发展 ?1994-2015 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
院 士论坛 采 用第三 者 。 在下 面 , 简论它 的 内涵 , 外延 和重要 的研 究领 域 。 ( 三 ) 内涵 “ 生态 材料 ” 包 括 “ 生态 ” 和 “ 材 料 ” 两个 概 念 , 通过 “ 定 义 ” 这 个逻 辑方法 , 可 明确概 念的 内 涵 。 1 . 材料 到 19 8 3 年 , 我 大 学毕业 后 , 从 事 材 料 的教 学 和科 研工 作 已 40 年 ; 教学 相长 , 受益 于 学 生 的提 问 : “ 什么是材料? ” 我才被迫思考 , 并采用形 式逻 辑中 “ 属 十 种差 ” 的 真实定 义方法 , 尝试提 出如下 的定 义 , 并在 随后的 著作和 演讲中广为交流 : “ 材料 是人 类社会 所 能 接受地 、 经 济地 制造 有 用器 件 (或 物 品 ) 的 物质 。 ” · · · · · · , · · · · · · · · · , · … ( 2) 定义 中的 “ 物质 ” 是 “ 属 ” , 它 前 面 那 个 包括 状 语 的定语 , 便 是 表达 判 据 的 “ 种 差 ” 。 判据 者 , 判 断 “ 物质 ” 是 否 “ 材料 ” 的依 据也 。 图 1 示 出材料 的 现代化 定 义和判据之 间 的关 系 : “ 性 能 ” 这个 技 术 判据是 人类 开始制造有用器件 (或物 名) 便有 、 并 将是永 存的 ; 自从 私有财产制 以 后 , 便增加 了 “ 经 济 ” 判据 ; 合 并这两个 判据 , 便 是俗 称的 “ 物美 价 廉 ” 的商 品 ; 八 十年代有 了 “ 可持 续 发 展 ” 概 念 , 便 增加 了 图 1 所示 的三个 战略性判据— 资源 、 能 耗及环 保 ; 若对环境污染 有罚款 , 则它 与治理 污染 费用 、 资源和 能耗费用都归于 “ 经济伙 判据 。 困 }丽] 匣虱一 ~ 匣子 — 人 类 社 会 回 所 能接受地 丛道全 有 用 ` 器 件 域物 品 功 {{ .物 质 阵 济 豁 性 能 能 耗 个 [巫引 由 品 ” 变 成 “ 商品 ” , 从分配 的官 价 产 品 变成 在 市场 中竞 争的商品 , 为 了有强 的竞 争力 , 必 须 “ 物 美 价 廉 ” , 因而 钢材就有质 量和 经 济两 个 判据 ; 九 十年 代 , 特别是 在 1 9 9 5 年 以后 , 在 “ 可 特续 发 展 ” 基 本战略 的指引下 , 材料又 必须增 加 资源 、 能源 、 环 保这三 个战 略性判据 。 从经 济增 长方 式 来 看 , “ 粗 放 型 ” 的 特 点 是 “ 三 高 一 低 ” : 高 物 耗 、 高 能 耗 、 高污染 、 低效 益 , 不满 足 除性能 以 外的 其它 四 个材 料判据 。 经 济增 长方式 的根 本转 变 , 从精 放型 到集 约型 , 必须 依靠科 技 , 依靠 人才 ; 为此 , 必须 实施 “ 科教兴 国 ” 的基 本战 略 。 从 上面关 于材料这 个局 部 问题也 可认识到 : 为 了满足 材料 的五个 现代判据 , 必 须实 现两 个根 本转 变— 经 济体制从 计划 经 济到 社 会 主 义 市场 经 济 , 经济增 长方式 从粗 放型到 集约 型 , 实施 两个 基 本战 略— 可 持续 发展 和科教 兴 国 。 2 . 生态 学 ( E e o l o g y ) “ 生 态 学 是 研 究生 物 及 其 环 境 之 间 关 系 的 科 学 。 ” · · · · · · 4 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · … … ( 3) 此词来 源 于 英 文 , 强 调 “ 关 系 ” , 有 许 多 衍 生 词 , 用 E C O 一 作 为 词 首 的 词 已 有 不 少 , 如 E C O 一 ac it vi yt , E e o e i d e ( 生 态 破 坏 ) , E C O 一 c lim a t e , E C O 一 g e o g r a p h y , E e o l o g i e a l e ff i e i e n e y , E e o l o g i e a l i n t e r a e t i o n , E e o l眼i e a l p h o t o g ar p h y 等 : 也 有 用 “ 生 态 学 ” 的 复 合 词 , 如 “ I n d u s t n i a l E e o l o g y ” (工 业 生 态 学 ) , 可 以扩 展 而 有 “ 化工 生态学 ” 、 “ 材 料工 业生 态学 ” 等 。 3 . 生态材料 ( E e o l o g i e a 一M a t e r i a l ) 用 “ 生态 材料 学 ” 置 换 “ 生 态学 ” , 用 “ 材 料 ” 置换 “ 生物 ” , 仿定 义 ( 3) , 可分 别得 到 : “ 生 态材料学 是研 究 材 料及 人类 生 态 环 境 之 间 关 系的学 科 。 ” · · · · · · · · · · · · · , · · · · · , · · , · · · · · · · · , · · , · … ( 4) “ 生 态材料是 人类主 动 考虑 材 料 对 人类 生 态 影 响所 开发 的材料 。 ” · · · · , · · , · · · · · · · · · · · · · · · · · · · … … ( 5) 生态材 料学 与材 料生 态学都 是 交叉 科学 , 正 如 物 理 化 学 ( P h y s i e a l C h e m i s t r y ) 与 化 学 物 理 ( C h e m i e a l p h y s i e s ) 一 样 : 它 们 都是 相 同学 科 的 交 叉 , 但 侧 重 面 则 有所 不 同 , 物 理 化学 是 化 学 的分 枝 , 而 化学物 理则 是物理 的分 枝 ; 生 态材料学 是材 料 学的分枝 , “ 生态 ” 是定 语 。 我 曾采用 内涵 最少 、 从而 外 延最广 的 、 可 以顾 名 思义 的定义 ( 〔4 ] p . 2 7 ) : “ 研 究材 料 的学科 , 叫作 材 料学 。 ” · · · … … ( 6) 然后 , 依据 不 同的划分 标准 而确 定 不同分 枝的 外延 , 例如 : 宏 观材 料 学和 微 观 材 料 学 ( 〔41 P . 婴画 图 l 材料的 现代定义 和判 据 回顾从 19 5 8 年到 19 9 7 年我 们对于 钢 的判据的 认识 , 我 们可 以理 解政治运 动 和 经济体制的影 响 , 从而有所借鉴 。 1 9 5 8 年 的大跃 进 , 是 一 场政 治运 动 , 为了钢的产量翻 一 翻达 到年产 量 10 2 0 万吨 的 政治任务 , 将一 些 “ 不是钢 ” 的物 质也 叫作钢 来统 计 , 这时 , 只讲 数量 , 不计 质量 , 因而材 料的 判据 数为 仇 随 后 , 重 视 以 性 能 为 主 要 含 义 的质 量 判 据 , 判据数 为 ;l 进入 市场 经济体制 , 钢材从 “ 产 世界科技研究与发展
院士论坛 28~36)；专题材料学中有信息材料学、能源材料 ③材料生产和使用过程中所排放或弃置的固 学、生物材料学；金属材料学、陶瓷材料学、高分 态、液态、气态废物对环境污染的影响以及这“三 子材料学等。 废”的处理和利用； 仿“生物学”(Biology)、“地质学"(Geology)、生 ④不仅要抑制环境对材料的敌对破坏作用，还 态学(Ecology)、神学(Theology)等数十个以-logy为 要设法利用环境对材料的有益作用，并且保护环 词尾的英文的学科名称，我与美藉华裔李振民教 境，使材料与环境能协调相处，尽力维持生态平 授s]于1986年先后独立地建议“Materialogy”作为 衡。 “材料学"的英译名。顺便指出，“Material”及语尾“- 其次，对于生态材料的研究，要克服忽视经济 logy"均源于拉丁文，并非“杂文”。 因素和社会环境影响的纯技术倾向。 尽管材料的现代定义和判据（图1）已包含了 第三，生态材料(Ecomaterials)并不是一大 三个主要的生态学考虑—资源、能耗和环保，但 类材料，只是在开发材料时，包括从设计、生产、 正如定义(5)所指出的那样，要主动地去考虑， 使用、弃置、回收各个阶段，都要考虑生态问题， 通过经济效益、法律限制以及道德教育，使材料工 即对人类生存及生活环境的影响。这种影响叫作 作者自觉地或被迫地才主动考虑材料与生态的交互 “环境载荷”(Environmental load,定义(l),即 作用。 若所采用的地球上自然资源和能源尽可能少，并尽 定义(1)列出了ECOM(生态材料)在生态 可能多的回收。所排放或弃置的、污染环境的废物 方面的要求一环境载荷(Environmental Load) 尽可能少，则环境载荷少，这便是要主动地遵守图 为最小、可循环性(Recyclability)为最大。在第 1所示的材料的三个战略性判据一资源、能源及 (四)节，论述生态材料的外延以及研究领域。 环保。 能源材料和信息材料可分别按照能源和信息的 (四)外延和研究领域 类型而划分材料，生态材料则不然，它提出一个应 1.环境 主动采用的、有益的重要概念，对现代人类来说， 通过划分这个逻辑方法，可明确概念的外延。 在一般情况下，适用于所有的材料。因此，难于采 对生态材料的划分，取决于对“环境”和“系统” 用一个标准来划分生态材料；但是，我们可从“人 的理解，它们的广义是： 文社科”和“科学技术”两方面来陈述“生态材 “研究的对象是系统(S),系统以外的、宇宙 料”这个概念的外延，从而明确重要的研究领域。 (μ)的其它部分，叫作环境。” …(6) 2.人文社科问题 因此：以=s十e…(7) 人文学主要包括文、史、哲；社会科学则主要 在这里，我采用了内涵最少，从而外延最广的系统 包含政、经、社；现从这两方面提出六点管见，供 定义，它没有规定系统内组元的数目和特性、组元 商榷。 间的关系、系统与环境之间的关系、系统的功能 ①历史一学者大多重“史”。《培根论说集》 等。当我们研究“生态材料”时，生态材料便是 第五十一“论学问”中提到：[6] “系统”，这个系统特别重视它与人类生态环境之间 “史鉴使人明智。”… …(8) 的关系，从这种关系，可将生态材料的问题和关键 梁启超在《中国历史研究法》[]中写道： 课题划分为若干类。从而理解生态材料的外延。 “史者何？记述人类社会赓续活动之体相，校 首先，生态材料是人类采伐（天然材料）或制 其总成绩，求得其因果关系，以为现代一般人活动 造的（人工材料）的，并为人类服役；而人类又是 之资鉴者也。” …………………(9） 生活在太阳系中地球上；因此，在考虑生态材料与 回顾在材料方面人类与自然环境之间关系的历 环境之间关系时，应重视如下四点： 史，是有借鉴意义的；人类为了生存、生活和更舒 ①环境应包括人所构成的社会环境，因而就有 适的生活，这种关系大致经历三个阶段： 人文、政经因素对于材料的影响； (a)适应·改变一一开始时，使用适于人类生 ②对于自然环境中的矿产资源、能源、水源 存的天然材料；随后，发展违背大自然意愿的人工 等，需要考虑人口的影响，有人均参量来补充分 材料，特别是金属材料，或调整材料的成分和结 析； 构，或改变材料的工作环境，如添加缓蚀剂、施加 20卷2期 59 ?1994-2015 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
叹查 - ` . 篇Z、 J` 二 l勺毛 . J 巨 卜乙 决蕊丙 2 8 一 3 6 ) ; 专题 材料学 中 有信息材 料学 、 能源材 料 学 、 生物材料 学 ; 金 属材料学 、 陶瓷材料 学 、 高分 子材 料学等 。 仿 “ 生物 学 ” ( B i o l o g y ) 、 “ 地 质 学 ” ( G e o l o g y ) 、 生 态学 ( E e o l o g y ) 、 神学 ( T h e o l o g y )等数十个 以 一 l o g y 为 词 尾的 英 文 的 学 科 名 称 , 我 与美 藉 华 裔 李 振 民教 授 ! ’ ]于 19 8 6 年 先 后独 立 地 建议 “ M a t e r i a l o g y ” 作 为 “ 材料 学 ” 的英 译名 。 J J匝便指 出 , “ M a t e r i a l ” 及 语 尾 “ - lo gy ” 均 源于 拉丁文 , 并非 “ 杂文 ” 。 尽管材 料的现代定义和 判据 ( 图 1) 已 包含 了 三个 主要 的生态学考 虑— 资源 、 能耗和 环保 , 但 正 如定义 ( 5) 所 指 出的 那 样 , 要 主 动 地 去 考 虑 , 通过 经济效 益 、 法律 限制 以及道 德教育 , 使材料工 作 者 自觉地 或被迫地 才主动考虑 材料与 生态的交互 作 用 。 定义 ( 1) 列 出 了 E C O M ( 生态材 料 ) 在 生 态 方 面 的 要 求— 环 境 载 荷 ( E n v i r o n m e n t a l oL a d ) 为最 小 、 可循 环性 ( R e e y e l a b i li t y ) 为 最大 。 在 第 ( 四 ) 节 , 论 述生 态材料 的外 延以 及研 究领 域 。 ( 四 ) 外延和研究领域 1 . 环境 通过 划分这 个 逻辑方法 , 可 明确 概念 的外 延 。 对生态 材料 的划分 , 取决 于对 “ 环 境 ” 和 “ 系 统 ” 的理解 , 它 们的广义是 : “ 研 究的对象是 系统 ( )S , 系统 以外 的 、 宇 宙 ( 。 ) 的其它部 分 , 叫作 可埠 。 ” · · · · · · · · · · · · 一 (6 ) 因此 : 拌 = s + e · , · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · … … ( 7) 在这里 , 我采 用了 内涵最 少 , 从 而外延最广 的系统 定义 , 它没有规 定系统 内组元的 数 目和特性 、 组元 间的关 系 、 系统 与环 境 之 间 的 关 系 、 系统 的 功 能 等 。 当我 们研 究 “ 生 态材 料 ” 时 , 生 态材 料 便 是 “ 系统 ” , 这个 系统特别重 视它与 人类生态环 境之 间 的关 系 , 从这 种关系 , 可 将生态材 料的 问题 和关键 课题 划分 为若 干类 。 从而 理解生态材料的外 延 。 首先 , 生态材料是 人类采伐 ( 天然材料 ) 或制 造的 ( 人工 材料 ) 的 , 并为人类 服役 ; 而 人类又 是 生活 在太 阳系中地球上 ; 因此 , 在考虑生 态材料与 环境 之 间关 系时 , 应 重视 如下 四 点 : ①环境应 包括人所构 成 的社会环境 , 因而就有 人文 、 政经 因素对于材 料 的影 响 ; ⑧对于 自然 环 境 中 的矿 产 资源 、 能 源 、 水源 等 , 需要 考 虑 人 口 的 影 响 , 有人 均 参量 来补 充 分 析 ; ③材 料 生 产 和 使 用过 程 中 所 排放 或弃置 的 固 态 、 液态 、 气 态废物 对环境 污染 的影响 以及这 “ 三 废 ” 的处理和 利用 ; ④不仅要 抑制 环境对材 料 的敌对破 坏作 用 , 还 要设法 利 用 环境 对 材 料 的 有 益 作 用 , 并 且 保 护环 境 , 使材 料 与 环 境 能 协 调 相 处 , 尽 力 维持 生 态平 衡 。 其次 , 对 于生 态材料 的研 究 , 要克 服忽视 经济 因素 和社会环 境影 响的纯技 术倾 向 。 第三 , 生 态 材 料 ( E e o m a t e r i a l S ) 并 不 是 一大 类材料 , 只是 在 开 发 材料 时 , 包 括 从设 计 、 生产 、 使 用 、 弃置 、 回 收各 个 阶段 , 都 要 考 虑 生 态 问题 , 即对 人类 生 存 及 生 活 环 境 的 影 响 。 这 种 影 响 叫 作 “ 环境载 荷 ” ( E n v i r o n m e n t a l l o a d , 定 义 ( 1 ) ) , 即 若所 采用 的地 球上 自然资 源和 能源尽 可能少 , 并尽 可能 多的 回 收 。 所 排放或 弃置 的 、 污染 环境 的废物 尽 可能少 , 则环境 载荷少 , 这 便是要 主 动地 遵守 图 1 所示 的材料 的三个战 略性 判据 — 资源 、 能 源 及 环保 。 能源材料 和信息材料 可分别 按照 能源 和信息的 类型而划分 材料 , 生态材 料 则不然 , 它提 出一个 应 主动采用 的 、 有益 的 重要 概 念 , 对 现 代人类 来说 , 在一般情况 下 , 适 用于所 有的材料 。 因此 , 难于采 用一个标 准来划 分生态 材料 ; 但是 , 我 们可从 “ 人 文社科 ” 和 “ 科学 技 术 ” 两 方 面 来 陈 述 “ 生 态 材 料 ” 这个 概念 的外延 , 从而 明确重 要的研 究领 域 。 2 . 人文 社科问题 人文 学主要 包括 文 、 史 、 哲 ; 社会 科学则 主要 包含政 、 经 、 社 ; 现从 这两 方面提 出六 点管 见 , 供 商榷 。 ①历 史— 学者大 多重 “ 史 ” 。 《培根 论 说集》 第五 十一 “ 论学 问 ” 中提到 : 6[] “ 史鉴使人 明智 。 ” · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 一 ( 8) 梁启超 在 ( 中国历史 研究法 》 【7 ]中写道 : “ 史者何 ? 记 述 人类 社 会赓 续 活 动 之体 相 , 校 其 总成绩 , 求得其 因果关 系 , 以 为现代一般 人活 动 之资鉴者也 。 ” · · · · · · · · · · · · · · , · · · · · · · · · · · · · · · , · · … … ( 9) 回 顾在材料 方面 人类 与自然 环境 之 间关 系的 历 史 , 是有借鉴意义 的 ; 人 类为 了生存 、 生活和更舒 适 的生活 , 这 种关 系大致 经历三 个 阶段 : ( a ) 适 应 · 改 变— 开 始 时 , 使 用 适 于 人 类 生 存 的天然材 料 ; 随 后 , 发 展违背 大 自然意 愿的 人工 材料 , 特 别 是 金 属 材 料 , 或 调 整 材料 的成 分 和 结 构 , 或改 变材料 的工作 环境 , 如 添加缓蚀 剂 、 施加 2 0 卷 2 期
院士论坛 表面层压应力、热阻挡层、电磁屏蔽等，分别改变 ③经济—（九五计划和2010年国民经济和 材料工作时的化学、力学、热学、电磁学等环境， 社会发展纲要(1996)》（以后缩写为〈纲要》）指 抑制材料因腐蚀、断裂、磨损、软化、熔化等原因 出，要实现两个根本转变：经济体制从传统的计划 而失效，使材料延年益寿。 经济体制向社会主义市场经济体制转变；经济增长 (b)利用·学习—随后，人类聪明一些后， 方式从粗放型向集约型转变。 可使坏事变好事，利用环境的破坏作用，如利用电 第一个转变使材料的“经济”判据自动地得到 化学腐蚀进行抛光或精密加工，利用脆性断裂制备 满足。在市场经济体制下，材料从“产品”转变为 金属细粉，利用环境和耗散结构理论制备智能材 “商品”，从国家分配变为市场上竞争销售，材料这 料。向大自然的林材、竹材、贝壳、蛛丝等的结构 个商品，除性能好(“物美”)之外，还必须“价 学习，开发仿生材料。 廉”，因此就必须有一个“经济”判据。 (©)保护一人类面临人口的迅速膨胀、资源 在（二）1节中提到，“粗放型”产品的特点 和能源的高度贫乏及环境的严重污染的局面，开 是“三高一低”，满足不了除性能以外的其它四个 发、生产和使用材料，必须十分重视环境的保护， 材料判据。因此，实现第二个转变，便可解决这个 使之符合可持续发展的原则。 问题。 ②哲理·伦理一中国的正统哲理是〈易传》 实施“可持续发展”这个基本战略，可充分考 中的“自强不息”和“厚德载物”，向自然（天地） 虑生态的要求，保证了生态材料的要求；而实施 学习： “科教兴国”这个基本战略，分别从科技和人才两 “天行健，君子以自强不息。”…（10) 方面保证我国各项事业的发展。 “地势坤，君子以厚德载物。” …（11) ④法律一各种措施，必须有法律来保证。材 在伦理上，强调勤俭顺从，以暴弃天物为可耻。西 料工作者也必须学习有关法律，主动遵守，避免无 方强调个人，在“物竞天择、适者生存”的影响 知犯法。国外一些工学院规定大学生必修法律方面 下，竞争并向海外掠夺，在殖民地财富的滋育下， 课程，可供借鉴。 尽情消费，浪费资源，污染环境。当代，殖民地时 ⑤宣传教育一提高干部和国民的人文素质， 代一去不复返，南北国家走在一起来了。为了保护 这是十分必要的。发展国家走过的“先污染后治 共同生活的地球，各国共同参加人类环境会议，通 理”道路，是一个教训，是一种错误；我们要发扬 过《联合国人类环境宣言)和“行动计划”，在对 “后发展”的优势，我们不应走耗费更大的“先污 于环境的哲理和伦理上，至少在书面上取得若干共 染后治理”的老路。要宣传环境保护是实现可持续 识。在一些双边会议上，也反映了一些共识。例 发展的战略的关键：是功在当代、利在干秋的大 如，中国科学院和美国全国科学院于1997年1月 业；发展生态材料是这个大业的重要组成部分。 16日发表了关于可持续发展的联合声明。首先， ⑤社会效益一生态材料便是要主动地考虑材 指明了重要性： 料的三个战略性判据：资源、能源、环保，具有重 “中、美两国特别应当为应用科学技术来实现 大的社会效益，要从法律和经济两方面来保证这种 可持续发展，以便更好地为利用世界三分之，资源 效益的获得。例如，法令禁止或限制使用某些化学 的目标而共同努力”。……（12) 元素，违者罚款或判刑。 其次，阐明各自努力的方向： 3.科学技术问题 “中国具有独特的人口及资源条件，…必须 分评价、性能、资源、能源、环境控制五方面 创造性地开拓自己可持续发展的道路”。…(13) 简述生态材料的科技问题。 “美国必须改变其生活方式、工业生产过程、 (1)评价一关于单个因素对于环境的影响， 资源消耗的种类和总量，以及所生产商品的特征和 因时因地而异。政府用法令的形式规定使用的范 数量。”…(14) 围。例如，二战期间，美国为了节约钢中的合金元 最后，指明两国共同面临的议题。 素而发展的En系列的合金结构钢和不含或少含钨 “可再生资源、节能、农业生产力的可持续发 的M系高速钢，为了满足表1所示的汽车尾气标 展和有效利用水资源，是美、中两国共同面临的一 准，必须开发价廉高效的催化材料，在很短的时间 些重要议题。 (15) 内既要氧化CO和HC,又要还原NOx, 60 世界科技研究与发展 ?1994-2015 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
院士论坛 表面 层压应 力 、 热 阻挡层 、 电磁 屏蔽等 , 分别改变 材料工 作 时的 化 学 、 力学 、 热 学 、 电磁学 等 环 境 , 抑制 材料 因腐蚀 、 断裂 、 磨损 、 软化 、 熔 化等原 因 而失 效 , 使材 料延年益寿 。 ( b ) 利 用 · 学 习— 随 后 , 人 类聪 明 一 些 后 , 可使坏 事变好事 , 利用环 境的破 坏作用 , 如利 用 电 化学腐 蚀进行 抛光 或精密 加工 , 利用脆性断裂 制备 金属细 粉 , 利 用 环 境 和 耗 散 结 构 理论 制 备 智 能 材 料 。 向大 自然的林 材 、 竹 材 、 贝壳 、 蛛丝 等的结构 学 习 , 开发仿 生材料 。 ( 。 ) 保 护— 人类面 临人 口 的迅速 膨胀 、 资源 和能 源 的高 度 贫 乏 及 环境 的严 重 污染 的局 面 , 开 发 、 生产和使 用 材 料 , 必 须 十分 重 视 环境 的保 护 , 使 之符合可持续发展 的原 则 。 鱼鳖些丝鲤— 中 国 的正 统 哲理 是 《易 传》 中的 “ 自强不 息 ” 和 “ 厚德 载物 ” , 向 自然 ( 天地 ) 学 习 : “ 夭行 健 , 君子 以 自强不 息 。 ” · · · · · · … … ( 1 0) “ 地 势坤 , 君子 以厚 德载物 。 ” · · · · · · … … ( n ) 在 伦理上 , 强调勤俭顺 从 , 以暴 弃天物 为可耻 。 西 方强 调 个 人 , 在 “ 物竞 天 择 、 适 者生 存 ” 的 影 响 下 , 竞争并 向海 外 掠夺 , 在殖 民地财 富 的滋 育 下 , 尽情 消费 , 浪费资 源 , 污染环境 。 当代 , 殖 民地时 代一 去不复返 , 南 北 国家 走在一 起来 了 。 为 了保 护 共同生 活的地 球 , 各 国共 同参加 人类环境 会议 , 通 过 (联合国人类 环 境 宣 言》 和 “ 行 动 计 划 ” , 在 对 于环境 的哲理和 伦理 上 , 至 少在 书面上取 得若 干共 识 。 在 一些 双 边 会议 上 , 也反 映 了一 些 共识 。 例 如 , 中 国科学院 和 美 国全 国科 学院 于 1 9 9 7 年 1 月 16 日 发 表 了 关 于 可 持 续 发 展 的 联 合 声 明 。 首 先 , 指 明 了重要 性 : “ 中 、 美 两 国特 别应 当 为应 用 科学 技 术 来实 现 可持续 发展 , 以便更好地 为利用 世界三分 之一 资源 的 目标 而共 同努力 ” 。 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · … … ( 12) 其次 , 阐明各 自努力 的方 向 : “ 中国具有 独 特 的 人 口 及 资源 条件 , … … 必 须 创造性地 开拓 自己可持续发 展的道路 ” 。 … … ( 1 3) “ 美 国 必 须 改变 其生 活 方式 、 工 业 生 产 过 程 、 资源 消耗的种类和 总量 , 以及所生产商品的特征和 数量 。 ” · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · … … ( 14 ) 最后 , 指 明两 国共同面临 的议 题 。 “ 可再 生 资源 、 节 能 、 农 业 生产 力 的可持 续 发 展 和有效 利用水 资源 , 是美 、 中两 国共 同面临的 一 些重 要议题 。 ( 1 5 ) ③经济— (九 五 计划 和 2 01 0 年 国 民 经 济和 社会 发展纲要 ( 1 9 9 6) 》 ( 以 后缩 写 为 《纲要 》 ) 指 出 , 要实现 两个 根本转 变 : 经济 体制 从 传统 的计划 经济体制 向社会 主义 市场经 济体 制转 变 ; 经济 增 长 方式 从粗放型 向集约型 转变 。 第一个 转变使 材料 的 “ 经济 ” 判据 自动地 得到 满 足 。 在市 场经济体制 下 , 材料 从 “ 产 品 ” 转 变为 “ 商 品 ” , 从 国家分 配变 为市 场上 竞争 销售 , 材料 这 个商 品 , 除性 能 好 ( “ 物 美 ” ) 之 外 , 还 必 须 “ 价 廉 ” , 因此就 必须 有一个 “ 经 济 ” 判据 。 在 ( 二 ) 1 节 中提 到 , “ 粗 放 型 ” 产 品 的特点 是 “ 三 高一低 ” , 满 足 不了除性 能 以外 的其它 四 个 材料 判据 。 因此 , 实现 第二个 转 变 , 便 可解 决这 个 问题 。 实施 “ 可持续 发展 ” 这个 基 本战略 , 可 充分 考 虑 生 态 的要 求 , 保证 了生 态 材 料 的 要 求 ; 而 实施 “ 科教兴 国 ” 这 个 基 本 战 略 , 分 别 从科技 和 人 才 两 方 面保证 我 国各项 事业 的发展 。 ④ 法律— 各 种措施 , 必 须有法律来保证 。 材 料 工作者 也必 须学 习有关 法律 , 主 动遵 守 , 避 免 无 知犯 法 。 国外一些工 学院规 定 大学 生必 修法律 方 面 课 程 , 可供 借鉴 。 旦宣值教宜— 提高 干 部 和 国 民的 人 文 素 质 , 这是 十分 必要 的 。 发 展 国家 走 过 的 “ 先 污 染 后 治 理 ” 道 路 , 是一个 教训 , 是 一种 错误 ; 我 们要 发扬 “ 后发 展 ” 的优 势 , 我 们 不应 走 耗 费更 大 的 “ 先 污 染 后 治理 ” 的老路 。 要 宣传环 境 保护是 实现 可 持续 发展 的战略 的关 键 : 是 功 在 当代 、 利 在 干 秋 的大 业 ; 发 展生 态材 料 是这个 大业 的重要 组成部分 。 国丝鱼丝鱼— 生态 材料 便是要 主 动地考 虑材 料 的三个 战略性 判据 : 资 源 、 能源 、 环保 , 具 有重 大 的社会 效益 , 要从 法律和 经 济两方 面来 保证 这种 效益 的获得 。 例 如 , 法令 禁止或 限制 使用 某些 化学 元素 , 违者 罚款 或判刑 。 3 . 科学 技 术问题 分 评价 、 性能 、 资 源 、 能源 、 环 境控制 五方 面 简述 生 态材料 的科技 问题 。 丝上还业— 关 于 单 个 因 素对 于 环境 的影 响 , 因时 因地 而异 。 政 府用 法 令的 形 式 规 定 使用 的范 围 。 例 如 , 二 战期间 , 美国为 了节约钢 中的合金元 素而 发展 的 E n 系 列的 合金 结 构钢和 不 含 或少含 钨 的 M 系高速 钢 , 为 了 满 足表 1 所 示 的 汽 车尾 气标 准 , 必须开 发价廉 高效 的催化 材料 , 在 很短 的时 间 内既要 氧化 c o 和 H c , 又 要还 原 N O x . 世 界科技研 究与发 展
院士论坛 表【葵团及加州的汽车尾气标准】 (a)资源的综合利用； 排放量美美 加 LEV ULEV (b)从资源的可循环性设计材料的成分和工 (g/哩)199019941993(1994) (1997) (97-2000) H0.410.250.250.125 0.075 0.040 艺； C03.4 3.43.4 3.4 3.4 3.4 (c)从当代的先进工艺，评价传统材料的成 N0.1.00.400.400.40 0.20 0.20 分，降低对环境的载荷； 对于材料的寿命全程的每一步的资源及能源消 (d)三废（气、水、垃圾）处理和回收资源的 耗量和有害物质（气、液、固）的排放量，已积累 科技，减少污染，回收资源。 了大量的数据，可评价单个因素对环境载荷的影 (4)能源一一有三方面问题： 响，但需持续地补充经济评价，以便“以利润为主 (a)能源的综合利用； 导思想”的企业家决策。 (b)开展洁净而丰富的能源材料（如太阳能、 关于材料的环境载荷的“寿命全程评价法” 水能、风能、核能、废热能、垃圾发电等)研究； (Life Cycle Assessment,,缩写为LCA),则需对上 (©)开展节能和利用太阳能的少污染的生态建 述三方面因素的综合评价，困难的问题是各个因素 筑材料研究。 权重因子和计算方法的选择，有待反复的研究和协 (5)环境污染控制一主要有四方面问题： 商解决。 (a)针对汽车尾气转化的高效经济的催化材 (2)性能过剩一使用材料的工程师依据工 料； 况，并依据经验，采用适当的安全系数，对材料的 (b)输入为化学信息、输出为电或光学信息的 主要性能提出要求，从而选择材料一标准的或新 传感器材料； 开发的。生产材料的工程师，为了“安全”或“广 (c)输出为力学信息的各种致动（或起动）材 告”，所生产的材料性能，也有“过剩”的倾向。 料； “信息过剩”，或噪声高，需要过滤；或占据人 (d)各种有毒物质的感知材料。 脑的记忆单元，需要舍弃。“性能过剩”，也会带来 以上(3)至(5)，分别对应于材料的资源、 其它不利的效应： 能耗及环保三个判据，减少环境载荷所需开展的主 (a)是否需要？以结构钢为例，一般以屈服强 要科技工作。 度（σ，）为主要性能指标，低合金高度钢的·，高于 碳钢，以前者代替后者，是否经济合算？分析结果 (五)结语 ([3]P433-6)表明： )对于固定结构，采用等强度判据，则这种 (1)材料的现代定义(2)是在“物美价廉” 代替，可节约钢材；是否有经济效益？还受两种钢 的前提下，考虑“可持续发展”基本战略所要求的 材的价格比的影响。 资源、能耗、环保三个判据；而生态材料（定义 )对于固定结构，若采用等刚度判据，则这 (5)则是在这个战略指引下，发扬“后发展的优 种代替不能节约钢材，反而增加了成本。 势”，吸收“先发展的教训”，不是“先污染后治 )对于交通运输等动态结构，如车辆、船舶 理”、像暴发户那样“豪华地使用自然资源和能源、 等，则钢材的节约，可增加运输量，从而增加经济 无情地污染环境”，而是首先主动地考虑材料的成 效益；对于航空航天器，重量的减小，更为重要。 分、工艺和使用，即“从摇蓝到坟墓(“from (b)是否有坏的副作用？仍以高强度结构钢为 cradle to tomb'”“从生到灭”)全过程对环境的载荷 例。在七十年代以前，没有断裂韧性KC的要求； (定义（1)，这是现代人类为了自身长久生存的重 接收传统的“强度愈高愈安全”的设计思想，导致 要新概念。 不少低于5的重大脆断事故。 (2)图2所示的材料与环境之间的关系，即定 (c)对于不需要的过剩性能，增加了对环境的 义(4)所指的生态关系，先说明社会环境。《纲 不必要载荷，不符合对材料的生态要求。 要〉中所提的两个根本转变和两个基本战略是 (3)资源一一对于材料工业来说，狭义的资源 1996至2010年的大杜会环境：其中两个根本转变 主要指矿旷物资源，也兼顾生产过程所需水源。从生 可促进材料经济判据的满足①；可持续发展战略既 态学考虑，有四方面问题： 受自然环境的限制②；又可促进材料三个战略判据 20卷2期 61 ?1994-2015 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
院士论坛 表 L 英国及 加州 的汽车尾 气标准 川 排放量 美 美 力l T I E V I EV U I E V (酬哩 ) 19 9 0 1 9 94 1 9 9 3 ( 19 9 4 ) ( 19 9 7 ) ( 9 7 一20 0 0 ) H C 0 . 4 1 0 . 25 0 . 2 5 0 . 12 5 0 . 0 7 5 0 04 0 C ( ) 3 . 4 3 . 4 3 4 3 . 4 3 4 3 4 N O x 1 . 0 0 . 4 0 0 . 4 0 0 . 4 0 0 2 0 0 2 0 对 于材料的寿 命全程的 每一步的资源 及能源 消 耗量和有害物质 (气 、 液 、 固 ) 的排放量 , 已积 累 了大 量 的数 据 , 可 评 价单 个 因素对 环 境载 荷 的影 响 , 但需持 续地补 充经济评价 , 以便 “ 以 利润为 主 导 思想 ” 的企业家决 策 。 关 于 材 料 的 环 境 载 荷 的 “ 寿 命全 程 评价 法 ” ( L i f e C y e l e A s s e s s m e n t , 缩 写 为 L C A ) , 则需 对 上 述 三方 面因素 的综合评价 , 困难的问题是 各个 因素 权 重 因子 和计算方法 的选择 , 有待反复 的研究和协 商 解决 。 ( 2 ) 性 能 过 剩— 使 用 材 料 的 工 程 师 依 据 工 况 , 并依 据经验 , 采用适 当的安 全 系数 , 对材料的 主要性能提 出要求 , 从而选择材 料— 标准的或新 开发的 。 生产材料 的工程师 , 为了 “ 安全 ” 或 “ 广 告 ” , 所 生产的材料性 能 也 有 “ 过剩 ” 的倾 向 。 “ 信息过 剩 ” , 或噪声高 , 需 要过滤 ; 或占据人 脑的记忆 单元 , 需 要舍弃 。 “ 性 能过剩 ” , 也会带来 其它 不利的效应 : ( a ) 是 否需要? 以结构钢为例 , 一 般 以屈 服强 度 ( 。 s ) 为主要性 能指标 , 低合金高度 钢的 。 , 高于 碳钢 , 以前者代替后者 , 是 否经 济合算? 分析结果 ( 〔3 ] P 4 3 3一6 ) 表 明 : i) 对 于固定 结 构 , 采 用等强 度 判 据 , 则这 种 代替 , 可节约钢材 ; 是否有经 济效益? 还 受两种钢 材的价格 比的影响 。 i) 对 于 固定 结构 , 若 采用 等刚 度 判据 , 则这 种代替不 能节约钢 材 , 反 而增 加 了成本 。 i ) 对 于交通运输 等动 态结 构 , 如 车辆 、 船舶 等 , 则钢 材的节约 , 可增加运输 量 , 从 而增加经济 效益 ; 对于航 空航天器 , 重 量的减小 , 更为重要 。 ( b) 是否有坏 的副作用? 仍 以高强 度结构钢为 例 。 在七 十年 代以 前 , 没 有断 裂 韧性 KI C 的要 求 ; 接收 传统 的 “ 强 度愈高愈安全 ” 的设计 思想 , 导致 不少低于 。 5 的重大 脆断事故 。 ( c ) 对于不需 要的过剩性 能 增加 了对 环境 的 不必要载 荷 , 不符 合对材料 的生态要求 。 ( 3) 资源— 对于材料 工业来说 , 狭 义的资源 主要指矿 物资源 , 也兼顾 生产过程所需 水源 。 从 生 态学 考虑 , 有 四方 面 问题 : ( a) 资源的综 合利 用 ; ( b) 从资源 的 可 循 环性 设 计 材 料 的 成 分 和 工 艺 ; ( 。 ) 从 当代 的 先进 工 艺 , 评 价 传 统 材 料 的 成 分 , 降低对环 境的载 荷 ; ( d) 三废 ( 气 、 水 、 垃 圾 ) 处理和 回收 资源 的 科技 , 减少污染 , 回收资源 。 ( 4) 能源— 有三 方面 问题 : ( a) 能 源的综合利 用 ; ( b) 开展洁 净而 丰 富 的 能源 材 料 ( 如 太 阳能 、 水能 、 风能 、 核能 、 废 热能 、 垃圾 发 电等 ) 研 究 ; ( c ) 开 展节能和 利用太 阳能 的少 污染 的生 态建 筑材 料研究 。 ( 5) 环境 污染控制— 主要有 四 方 面问题 : ( a ) 针 对 汽 车尾 气 转 化 的高 效 经 济 的 催 化 材 料 ; ( b) 输入 为化学信息 、 输出 为电或光 学信息的 传感器 材料 ; ( c ) 输 出为力学信息的各种致 动 ( 或起 动 ) 材 料 ; ( d) 各种有 毒物 质的感 知材料 。 以上 ( 3) 至 ( 5) , 分 别 对 应 于 材 料 的资 源 、 能耗及 环保三个 判据 , 减少 环境载荷所需 开展 的主 要科技 工作 。 (五 ) 结语 ( 1) 材 料 的 现 代 定 义 ( 2) 是 在 “ 物 美 价 廉 ” 的前提 下 , 考虑 “ 可持 续发 展 ” 基 本战略 所要 求的 资源 、 能 耗 、 环 保三 个 判 据 ; 而 生 态材 料 ( 定 义 ( 5) ) 则是在这 个战 略 指 引下 , 发扬 “ 后发 展 的优 势 ” , 吸收 “ 先 发 展 的 教 训 ” , 不 是 “ 先 污 染 后 治 理 ” 、 像暴发户 那样 “ 豪 华地 使用 自然资源 和能 源 、 无情地污染环境 ” , 而是 首 先 主 动地 考虑材 料 的成 分 、 工 艺 和 使 用 , 即 “ 从 摇 蓝 到 坟 墓 ( “ f or m c r a d l e t o t o m b ” “ 从生 到灭 ” ) 全过 程对 环境 的载荷 ( 定义 ( 1 ) ) , 这 是现 代人类 为了 自身长 久生存的重 要新 概念 。 ( 2 ) 图 2 所 示 的材料与环境之 间的关 系 , 即定 义 ( 4) 所指的 生 态 关 系 , 先说 明社 会 月键竟 。 ( 纲 要》 中所 提 的 两 个 根 本 转 变 和 两 个 基 本 战 略 是 1 9 9 6 至 2 01 0 年的大 社会 环境 : 其 中两个 根 本转 变 可促进 材料经 济判据的满足 ① ; 可持续 发展战 略既 受 自然环境的限制② ; 又 可 促进材料三个 战略 判据 2 0 卷 2 期
院士论坛 环境 角度考虑，我国是地大而物不博；科教兴国战略影 响了材料的五个判据一一战略④，经济⑤，技术 社会环境 自然环境 ⑥—的满足。 根本转变 基本战略 人与自然 ② (3)材料的生产和使用环境（自然的或人为 经济{经济增科可持线 体制长方式】兴国 发展 合 的)是材料性能涉及的变化外因⑦，材料的结构是 变化的内因（⑧），由外因通过内因而起作用的辩 材科生产·使用环境 证关系，可理解变化的结果⑨一性能P,其中i及 自然的或人为的 j分别是输入和输出信息。 :力声 学学 皇攀华整 (4)生态材料的知识位于材料科学与能源科 学、信息科学、环境科学之间的交叉科学，是维纳 的〈控制论》[8别所指的“最大收获的领域”。 材料 参考文献 【1]肖纪美，万发荣。世界科技研究与发展。1996,18(6)：25一31。 性糖丙 [2 R.Yamamoto,et al.Ed.Advanced Materials'93,V18A, Ecomatrials,Elsevier,1994. 1③ 技术」 [3]肖纪美。材料的应用与发展。字航出版杜，1988 战略 [4]肖纪美。材料学的方法论。治金工业出版杜，1994 [5]李振民(J.C.M.Li)。Letter to Edital.】.of Metals,1986(I2):4【. 材料判据一 [6]弗培根。培根论文集。水天同译。商务印书馆，1988.980。 图2材料与环境【【1]》 [7]架启超。中国历史研究方法。商务印书馆，1923。 的满足③；人口数量影响人均资源及能源，从这个 [8]N.维纳。控制论。郝季仁译。科学出版社，1985.2。 On Ecological Materials Member of the CAS XIAO Jimei Department of Physics of Materials,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083) (责任编辑：许蓉) ++H++H+++十+++++++++十+++H+十+十++++中++ 国外新闻 美国的博士工程师大部分是在私人工业部门工作 据《研究与技术管理〉杂志最近报道，美国国家科学基金会的调查材料揭示出这一日益增长的趋势：博士学位程师已越 来越多地选择到私人工业部门就业而不是选择到四年制学院或大学工作。新毕业的工程学博士也认为私人部门对他】越来 越具有吸引力。据国家科学基金会的调查材料，在1995年，30一39岁的博士工程师中有62%是被私人部门猫用，只有31% 是在学院或大学工作：50~59岁的博士工程师中也有51%是在私人部门就业，只有31%是在高校任职。但60岁以上的工程 技术人员则有40%是从事教育工作，而只有36%是在私人部门。1995年美国总共拥有76000名博士工程师，其中58%是受 雇于私人部门，在学院和大学工作的只占32%。 国家科学基金会的调查材料表明，就业情况因所学专业而有很大不同。比如91%的计算机工程硬件博士和8%的化学 工程博士都是在私人部门就业。同样，公、私两个部门之间所从事的专业活动也有很大差异：在私人部门，42%的博士工程师 主要是从事开发工作，而在大学从事开发工作的只占5%；另方面，工业部门的工程技术人员从事基础与应用研究的比例为 49%,而在大学则达76%。（鲁光） 62 世界科技研究与发展 ?1994-2015 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
院士论坛 【三黔 社 会 环 境 塑进兰止进型竺习 ② 自 然 人 与 环 境 自 然 经 济 人口 资源 体 制 经 济增 长 方 式 科 整 兴 国 可 持续 发 展 能 薄 生 态 ` 材 料生产 · 使用 环 境 自 然 的 或 人 为 的 { 力 … 声 热 光 电 } 磁 化 } 其 咎 ; 学 1 学 学 学 学 }学 学 i 它 经 济 罕 战略 一 一一一一喊卫丝塑乳卜一一一一一 图 2 材料与环愧 ( t l〕) 的满 足③ ; 人 口 数量影 响人均 资源及能 源 , 从 这个 角度 考虑 , 我 国是 地大 而物 不博 ; 科 教兴 国战 略影 响了材 料 的五 个 判 据 — 战略 ④ , 经 济 ⑤ , 技 术 ⑥ — 的满 足 。 (3 ) 旦料丝生兰卫丝』迪堕 ( 自然 的或 人 为 的 ) 是材料 性 能涉及 的变化外因⑦ , 材料 的结 构 是 变 化的 内因 ( ⑧ ) , 由外因通 过 内 因而 起 作 用 的 辩 证关 系 , 可理解变化 的结 果⑨一性 能 iP 」, 其 中 i 及 j 分别是 输入 和输 出信息 。 (4 ) 生态 材 料 的知 识位 于 材 料 科 学 与能 源 科 学 、 信息科学 、 环 境科学 之 间的交卫主生二尝 , 是维 纳 的 (控 制论》8[] 所指 的 “ 最 大收 获 的领域 ” 。 参考文献 【l ] 肖纪 美 , 万 发荣 。 世 界科技研究 与 发展 。 19 9 6 , 18 ( 6 ) : 2 5 一3 1 。 〔2 〕 R . Y a m a ” 飞。 t o , e t a l . E d . A d v a n e e d M a t e r i a l s ’ 9 3 , V 18 A , E e o m a t r i a l s , E 1 5 e v i e r , 19 9 4 . 【31 肖纪美 。 材料的应 用与发展 。 宇航 出版 社 , 19 8 8 . t 4 〕肖纪 美 。 材料学的 方 法 论 。 冶金工 业 出版社 , 19 94 . 〔5 1李振 民 ( J . C . M . I 一 i ) 。 I e t t e : ot Ed i t a l . J . o f M e t a l s , 198 6 ( 一2 ) : 4 1 . 【6] 弗培根 。 培根论文 集 。 水天 同译 。 商 务印书 馆 , 19 8 8 。 9 80 。 【7 〕梁启超 。 中国历史研究 方法 。 商务 印书馆 、 1 9 23 。 f s 〕N . 维纳 。 控制论 。 郝季仁译 。 科学 出版 社 , 19 8 5 。 2o o n E e o l o g i c a l M a t e r i a l s ! 叫t M e m b e r o f t h e C A S X I A O J i m e i ( D e p a r t m e n t o f P h y s i c s o f M a t e r i a l s , U n i v e sr it y o f S e i e n e e a n d T e e h n o l o g y B e ij i n g , B e ij i n g 10 0 0 8 3 ) (责任编辑 : 许 蓉 ) 美国的博士工程师大部分是在私人工业部门工作 据 (研究与技术管理 ) 杂志最近报道 , 美国国家科学基金会的调查材料揭示 出这一 日益增长的趋 势 : 博士学 位工 程师 已越 来越 多地选择到私人工业部门就业而不是选择到 四 年制学院或大学 工作 。 新 毕业的工程学博士 也认 为私人 部门 对他们越来 越 具有吸 引力 。 据国家科学基金会的调查材料 , 在 19 95 年 , 30 一 39 岁的博士 工 程师 中有 62 % 是 被私 人 部门 雇用 , 只有 31 % 是在学 院或大学工作 ; 50 一 59 岁的博士 工程师中也有 51 % 是在私人 部门就业 , 只有 31 % 是在高 校任职 。 但 60 岁以上 的工程 技术 人员则有 40 % 是从事教育工作 , 而 只有 36 % 是在私人 部门 。 1 9 5 年美国总 共拥有 76 0 0 名博士工 程师 . 其中 58 % 是受 雇于 私人部门 , 在学院和大学工作的只 占 32 % 。 国家科学基金会的调查材料表明 , 就业情况 因所学专业而 有很大不同 。 比如 91 % 的计算机 工程硬件 博士和 78 % 的化学 工程博士都是在私人部门就业 。 同样 , 公 、 私两个部门之间所从 事的专业 活动也 有很大差异 : 在私人 部门 , 42 % 的博士 工程师 主要是从事开发工作 , 而 在大学从事开发工作的 只占 5 % ; 另方 面 , 工 业部门的工 程 技术 人员从 事基础 与应 用研 究的 比 例 为 4 9% , 而 在大学 则达 76 % 。 ( 鲁光 ) 6 2 世界科技研究与发展