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标  题: 物质转化过程中的多尺度效应
发信站: BBS 哈工大紫丁香站 (Fri Jun  4 16:15:49 2004)

物质转化过程中的多尺度效应

    物质转化跨跃从分子到工厂的不同层次，生命过程也涉及从分子到生物体及其环境的

许多层次，表征这些不同层次的过程可采用其空间和时间的尺度，表达其规模的大小和进

程的快慢。这种按不同时空尺度进行的物质转化过程普遍存在于自然界和物质的制备和生

产中。另一方面，复杂系统的特征是具有结构，而结构都有多尺度的属性，因此，物质转

化过程中的时空多尺度效应近年受到科技界的关注。我国在这一研究领域已有一定基础，

并对发展这方面的研究有一定的认识，可望做出有特色的成果。

    2000年4月24日至26日以“物质转化过程中的多尺度效应"为题的香山科学会议第139次

学术研讨会在北京香山饭店召开，参加会议的有40位专家和学者。与会的专家和学者对多

尺度效应普遍存在于自然界以及物质制备和生产中的重要性取得了共识，会上报告了近年

来我国在物质转化中多尺度效应方面取得的观测实验研究成果、建立的数学模型、理论分

析方法和计算机模拟结果，并进行了深入热烈的讨论。

    会议中提出，多尺度问题涉及化学研究的一系列对象：从分子、高分子、生物大分子

、超分子、分子片及有关的聚集态直至复合材料和复杂体系。与会专家从物质转化的角度

指出，生物系统的化学复杂性表现为多层次和多尺度问题，并对生命体系中的跨层次、跨

尺度过程进行了讨论。会议还讨论了催化过程中的多尺度效应。会议还讨论了层次、尺度

尺度过程进行了讨论。会议还讨论了催化过程中的多尺度效应。会议还讨论了层次、尺度

和规模的联系和区别，以及尺度效应、多尺度效应等概念问题。

    通过讨论，会议提出了对研究多尺度效应的认识。首先要明确，所研究的对象存在在

某一个层次内部难于寻找答案的问题，需要结合大一些或小一些层次才有希望获得答案。

这种问题具有复杂系统整体特征和不能用分部的简单加和来代表的特点，是一种整体型（

holistic）问题。第一步是在层次之间进行尺度定位，然后命题（identify）并写出具有

确切、可操作的内函（define）。第二步是分析所提出的课题，并寻找解决问题的方法。

问题的解决可采用实验、理论分析或建立模型以及计算机模拟。会议中提出，在化学、化

工、生命科学、材料科学等领域进行多尺度问题研究时，与数学、物理、计算等领域的交

叉是必要的；应当重视非平衡热力学、多目标优化、对策论等方面认识的引入；分子模拟

、统计力学、变分原理和离散化方法等在研究多尺度问题中应当发挥重要作用。

    与会专家学者指出，多尺度问题不仅普遍存在于自然界物质转化过程中，且常为物质

制备和生产过程中的重要问题，例如冶金、炼油、建材、医药、食品、环保、燃煤、材料

和电子元件，等等。会议中还提出了，石油催化裂解、催化剂制备、高炉炼铁、气候预测

、大气风暴和长江泥沙淤积中一系列与尺度有关的问题，都有望用多尺度方法去解决。研

究多尺度问题需要理论分析、实验研究和计算模拟相结合，但重点应在：了解不同尺度之

间的关联、密度泛函数或极值条件的建立，以及从低尺度预测高尺度行为等方面，与会的

专家学者们认为，我国科学家及时地提出了物质转化过程中的多尺度效应这一问题，并已

取得一些成绩，如得到有力的支持，可望在国际上逐步建立优势，并可以解决自然界和生

产实践中复杂系统的多尺度问题。作为认识复杂系统的一种方法，多尺度效应的提出不仅

可望占领复杂系统研究的前沿，而且很可望解决许多生产中的重大的关键问题。
可望占领复杂系统研究的前沿，而且很可望解决许多生产中的重大的关键问题。



    香山科学会议 郑红乔







    参会人员名单：

    王 夔 院士 北京大学

    胡 英 院士 上海华东理工大学

    郭慕孙 院士 中科院化工冶金所

    袁 权 院士 中科院大连化物所

    袁渭康 院士 上海华东理工大学
    袁渭康 院士 上海华东理工大学

    吴国富 研究员 中科院应用数学所

    陈俊武 院士 洛阳石油化工工程公司

    汪文川 教授 北京化工大学

    朱鹤孙 教授 北京理工大学

    朱力行 研究员 中科院应用数学所

    李永丹 教授 天津大学化工学院

    罗久里 教授 四川大学

    闵恩泽 院士 石油化工科学研究院

    江 龙 研究员 中科院化学研究所

    李洪钟 研究员 中科院化工冶金所

    林励吾 院士 中科院大连化物所
    林励吾 院士 中科院大连化物所

    刘洪来 教授 上海华东理工大学

    李伯耿 教授 浙江大学

    杨天钧 教授 北京科技大学

    葛 蔚 博士后 中科院化工冶金所

    袁亚湘 研究员 中科院计算数学所

    陈家镛 院士 中科院化冶所

    郭烈锦 教授 西安交通大学

    徐光宪 院士 北京大学

    王 斌 研究员 中科院大气物理所

    郭 雷 研究员 中科院系统所

    李静海 院士 中科院化工冶金所
    李静海 院士 中科院化工冶金所

    郭大军 高工 中科院基础局

    刘大有 研究员 中科院力学所

    唐 清 副研 中科院化冶所

    彭晓峰 教授 清华大学

    佘振苏 教授 北京大学

    金 铎 研究员 中科院基础局

    刘 涛 副教授 国家自然科学基金委

    唐 晋 研究员 国家自然基金委

    梁文平 研究员 国家自然科学基金委

    孙宏伟 教授 国家自然科学基金委

    邵立勤 教授 科技部基础司


    杨炳忻 教授 香山科学会议

    郑红乔 高工 香山科学会议
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