南京農業大學教授朱艷

① 專題推薦 - 農業感測器與物聯網專題

本專題我共整理了10篇文章，來自中國農業科學院農業質量標准與檢測技術研究所、南京農業大學、英國林肯大學、華南農業大學、江南大學、國家農業智能裝備工程技術研究中心、浙江大學、中國科學院、吉林農業大學、西北農林 科技 大學、國家信息農業工程技術中心等單位。

文章包含農產品質量安全納米感測器、太陽能殺蟲燈、分簇路由演算法、農田物聯網混合多跳路由演算法、水產養殖溶解氧感測器研製、土壤養分近場遙測方法、農機遠程智能管理平台、水肥濃度智能感知與精準配比、果園多機器人通信等內容，供大家閱讀、參考。

專題--農業感測器與物聯網

Topic--Agricultural Sensor and Internet of Things

[1]王培龍, 唐智勇. 農產品質量安全納米感測應用研究分析與展望[J]. 智慧農業(中英文), 2020, 2(2): 1-10.

WANG Peilong , TANG Zhiyong. Application analysis and prospect of nanosensor in the quality and safety of agricultural procts[J]. Smart Agriculture, 2020, 2(2): 1-10.

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[2]楊星, 舒磊, 黃凱, 李凱亮, 霍志強, 王彥飛, 王心怡, 盧巧玲, 張亞成. 太陽能殺蟲燈物聯網故障診斷特徵分析及潛在挑戰[J]. 智慧農業(中英文), 2020, 2(2): 11-27.

YANG Xing, SHU Lei, HUANG Kai, LI Kailiang, HUO Zhiqiang, WANG Yanfei, WANG Xinyi, LU Qiaoling, ZHANG Yacheng. Characteristics analysis and challenges for fault diagnosis in solar insecticidal lamps Internet of Things[J]. Smart Agriculture, 2020, 2(2): 11-27.

摘要： 太陽能殺蟲燈物聯網（SIL-IoTs）是一種基於農業場景與物聯網技術的新型物理農業蟲害防治工具，通過無線傳輸太陽能殺蟲燈組件狀態數據，用戶可後台實時查看太陽能殺蟲燈運行狀態，具有殺蟲計數、蟲害區域定位、輔助農情監測等功能。但隨著SIL-IoTs快速發展與廣泛應用，故障診斷難和維護難等矛盾日益突出。基於此，本研究首先闡述了SIL-IoTs的結構和研究現狀，分析了故障診斷的重要性，指出了故障診斷是保障其可靠性的主要手段。接著介紹了目前太陽能殺蟲燈節點自身存在的故障及其在無線感測網路（WSNs）中的體現，並進一步對WSNs中的故障進行分類，包括基於行為、基於時間、基於組件以及基於影響區域的故障四類。隨後討論了統計方法、概率方法、層次路由方法、機器學習方法、拓撲控制方法和移動基站方法等目前主要使用的WSNs故障診斷方法。此外，還探討了SIL-IoTs故障診斷策略，將故障診斷從行為上分為主動型診斷與被動型診斷策略，從監測類型上分為連續診斷、定期診斷、直接診斷與間接診斷策略，從設備上分為集中式、分布式與混合式策略。在以上故障診斷方法與策略的基礎上，介紹了後台數據異常、部分節點通信異常、整個網路通信異常和未診斷出異常但實際存在異常四種故障現象下適用的WSNs故障診斷調試工具，如Sympathy、Clairvoyant、SNIF和Dustminer。最後，強調了SIL-IoTs的特性對故障診斷帶來的潛在挑戰，包括部署環境復雜、節點任務沖突、連續性區域節點無法傳輸數據和多種故障診斷失效等情形，並針對這些潛在挑戰指出了合理的研究方向。由於SIL-IoTs為農業物聯網中典型應用，因此本研究可擴展至其它農業物聯網中，並為這些農業物聯網的故障診斷提供參考。

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[3]汪進鴻, 韓宇星. 用於作物表型信息邊緣計算採集的認知無線感測器網路分簇路由演算法[J]. 智慧農業(中英文), 2020, 2(2): 28-47.

WANG Jinhong, HAN Yuxing. Cognitive radio sensor networks clustering routing algorithm for crop phenotypic information edge computing collection[J]. Smart Agriculture, 2020, 2(2): 28-47.

摘要： 隨著無線終端數量的快速增長和多媒體圖像等高帶寬傳輸業務需求的增加，農業物聯網相關領域可預見地會出現無線頻譜資源緊缺問題。針對基於傳統物聯網的作物表型信息採集系統中存在由於節點密集部署導致數據傳輸過程容易出現頻譜競爭、數據擁堵的現象以及固定電池的網路由於能耗不均衡引起監測周期縮減等諸多問題，本研究建立了一個認知無線感測器網路（CRSN）作物表型信息採集模型，並針對模型提出一種引入邊緣計算機制的動態頻譜和能耗均衡（DSEB）的事件驅動分簇路由演算法。演算法包括：（1）動態頻譜感知分簇，採用層次聚類演算法結合頻譜感知獲取的可用信道、節點間的距離、剩餘能量和鄰居節點度為相似度對被監控區域內的節點進行聚類分簇並選取簇頭，構建分簇拓撲的過程對各分簇大小的均衡性引入獎勵和懲罰因子，提升網路各分簇平均頻譜利用率；（2）融入邊緣計算的事件觸發數據路由，根據構建的分簇拓撲結構，將待檢測各區域變化異常表型信息觸發事件以簇內匯聚和簇間中繼交替迭代方式轉發至匯聚節點，簇內匯聚包括直傳和簇內中繼，簇間中繼包括主網關節點和次網關節點-主網關節點兩種情況；（3）基於頻譜變化和通信服務質量（QoS）的自適應重新分簇：基於主用戶行為變化引起的可用信道改變，或分簇效果不佳對通信服務質量產生的干擾，觸發CRSN進行自適應重新分簇。此外，本研究還提出了一種新的能耗均衡策略去能量消耗中心化（假設sink為中心），即在網關或簇頭節點選取計算式中引入與節點到sink的距離成正比的權重系數。演算法模擬結果表明，與採用K-medoid分簇和能量感知的事件驅動分簇(ERP)路由方案相比，在CRSN節點數為定值的前提下，基於DSEB的分簇路由演算法在網路生存期與能效等方面均具有一定的改進；在主用戶節點數為定值時，所提演算法比其它兩種演算法具有更高頻譜利用率。

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[4]顧浩, 王志強, 吳昊, 蔣永年, 郭亞. 基於熒光法的溶解氧感測器研製及試驗[J]. 智慧農業(中英文), 2020, 2(2): 48-58.

GU Hao, WANG Zhiqiang, WU Hao, JIANG Yongnian, GUO Ya. A fluorescence based dissolved oxygen sensor[J]. Smart Agriculture, 2020, 2(2): 48-58.

摘要：溶解氧含量的測量對水產養殖具有極其重要的意義，但目前中國市面上的溶解氧感測器存在價格昂貴、不能持續在線測量及更新部件維護困難等問題，難以在水產養殖物聯網中大規模推廣和發揮作用。本研究基於熒光淬滅原理，利用水中溶解氧濃度與熒光信號相位差的關系進行低成本、易維護溶解氧感測器的研發。首先利用自製備溶氧敏感膜，經激發光照射後產生紅色熒光，該熒光壽命可由溶解氧濃度調節；然後利用光信號敏感器件設計光電轉化電路實現光信號感知；再以STM32F103微處理器作為主控晶元，編寫下位機程序實現激發光脈沖產生，利用相敏檢波原理以及快速傅里葉變換（FFT）計算激發光與參照光的相位差，進而轉化為溶解氧濃度，實現溶解氧的測量。熒光探測部分與系統主控部分採用分離式設計思想，利用屏蔽排線直接插拔連接，便於感測器探測頭的拆卸、更換、維護以及實現遠距離在線測量。經測試，本溶解氧感測器的測量范圍是0~20 mg/L，響應延遲小於2 s，溶氧敏感膜使用壽命約1年，可以實時不間斷地對溶解氧濃度進行測量。同時，本感測器具有測量方便、製作成本低、體積小等特點，為中國水產養殖低成本溶解氧感測器的研發與市場化奠定了良好的基礎。

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[5]矯雷子, 董大明, 趙賢德, 田宏武. 基於調制近紅外反射光譜的土壤養分近場遙測方法研究[J]. 智慧農業(中英文), 2020, 2(2): 59-66.

JIAO Leizi, DONG Daming, ZHAO Xiande, TIAN Hongwu. Near-field telemetry detection of soil nutrient based on molated near-infrared reflectance spectrum[J]. Smart Agriculture, 2020, 2(2): 59-66.

摘要： 土壤養分作為農業生產的重要指標，含量過少會降低農作物產量，過多則會造成環境污染。因此，快速、准確檢測土壤養分對於精準施肥和提高作物產量具有重要意義。基於取樣和化學分析的傳統方法能夠全面准確地檢測土壤養分，但檢測過程中土壤的取樣及預處理過程繁瑣、操作復雜、費時費力，不能實現土壤養分的原位快速檢測。本研究基於調制近紅外光譜，提出了一種土壤養分主動式近場遙測方法，可有效避免土壤反射自然光的干擾。該方法使用波長范圍1260~1610 nm的8通道窄帶激光二極體作為近紅外光源，通過測量8通道激光光束的土壤反射率，建立土壤養分中氮（N）關於土壤反射率的計量模型，實現了N的快速檢測。在74組已知N含量的土壤樣品中，選取54組作為訓練集，20組作為預測集。基於一般線性模型，對訓練集中土壤N含量與土壤反射率的定量化參數進行訓練，篩選顯著波段後的計量模型R2達到0.97。基於建立的計量模型，預測集中土壤N含量預測值與參考值的決定系數R2達到0.9，結果表明該方法具有土壤養分現場快速檢測的能力。

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[6]朱登勝, 方慧, 胡韶明, 王文權, 周延鎖, 王紅艷, 劉飛, 何勇. 農機遠程智能管理平台研發及其應用[J]. 智慧農業(中英文), 2020, 2(2): 67-81.

ZHU Dengsheng, FANG Hui, HU Shaoming, WANG Wenquan, ZHOU Yansuo, WANG Hongyan, LIU Fei, HE Yong. Development and application of an intelligent remote management platform for agricultural machinery[J]. Smart Agriculture, 2020, 2(2): 67-81.

摘要： 本研究針對農機管理實時數據少、農機實時作業監管困難、服務信息不對稱等問題，首先提出專業化遠程管理平台設計時應具有五大原則：專業化、標准化、雲平台、模塊化以及開放性。基於這些原則，本研究設計了基於大田作業智能感測技術、物聯網技術、定位技術、遙感技術和地理信息系統的可定製化的通用農機遠程智能管理平台。平台分別為各級政府管理部門、農機合作社、農機手、農戶設計並實現了基於WebGIS 的農機信息庫及農機位置服務、農機作業實時監測與管理、農田基礎信息管理、田間作物基本信息管理、農機調度管理、農機補貼管理、農機作業訂單管理等多個實用模塊。研究著重分析了在當前的技術背景下，平台部分關鍵技術的實現方法，包括採用低精度GNSS定位系統前提下的作業面積的計算方法、GNSS定位數據處理過程中的數據問題分析、農機調度演算法、作業感測器信息的集成等，並提出了以地塊為核心的管理平台建設思路；同時提出農機作業管理平台將逐步從簡單作業管理轉向大田農機綜合管理。本平台對同類型管理平台的研發具有一定的參考與借鑒作用。

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[7]金洲, 張俊卿, 郭紅燕, 胡宜敏, 陳翔宇, 黃河, 王紅艷. 水肥濃度智能感知與精準配比系統研製與試驗[J]. 智慧農業(中英文), 2020, 2(2): 82-93.

JIN Zhou, ZHANG Junqing, GUO Hongyan, HU Yimin, CHEN Xiangyu, HUANG He, WANG Hongyan. Development and testing of intelligent sensing and precision proportioning system of water and fertilizer concentration[J]. Smart Agriculture, 2020, 2(2): 82-93.

摘要： 為解決農場當地當時的復合肥料精準化配料問題，本研究將水肥一體化智能灌溉施肥系統作為研究對象，構建了水肥濃度智能感知與精準配比系統。首先提出現場在線水肥溶液智能感知模型的快速建立方法，利用數據分析演算法從感測器實時監測的一系列濃度梯度的肥料溶液中挖掘出模型。其次基於上述模型設計水肥濃度智能感知與精準配比系統的框架結構，闡述系統工作原理；並通過三種水體模擬在線配肥驗證了該系統原位指導水肥濃度配比的有效性，同時評價了水體電導率對水肥配比濃度的干擾。試驗結果表明，正則化條件下二階的多項式擬合曲線是表達溶液電導率與水肥濃度的變化關系最優的模型，相關系數R2均大於0.999，由此模型可得出用戶關心的復合肥各指標濃度。三種水體模擬在線配肥結果表明，水體會干擾電導率導致無法准確反演水肥配比的濃度，相對偏差值超過了0.1。因此，本研究提出的在線水肥智能感知與精準配比系統實現了消除當地水體電導率對水肥配比准確性的干擾，通過模型計算實現復合肥精準化配比，並得出各指標濃度。該系統結構簡單，配比精準，易與現有水肥一體機或者人工配肥系統結合使用，可廣泛應用於設施農業栽培、果園栽培和大田經濟作物栽培等環境下的精準智能施肥。

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[8]孫浩然, 孫琳, 畢春光, 於合龍. 基於粒子群與模擬退火協同優化的農田物聯網混合多跳路由演算法[J]. 智慧農業(中英文), 2020, 2(3): 98-107.

SUN Haoran, SUN Lin, BI Chunguang, YU Helong. Hybrid multi-hop routing algorithm for farmland IoT based on particle swarm and simulated annealing collaborative optimization method[J]. Smart Agriculture, 2020, 2(3): 98-107.

摘要： 農業無線感測器網路對農田土壤、環境和作物生長的多源異構信息的獲取起關鍵作用。針對感測器在農田中非均勻分布且受到能量制約等問題，本研究提出了一種基於粒子群和模擬退火協同優化的農田物聯網混合多跳路由演算法（PSMR）。首先，通過節點剩餘能量和節點度加權選擇簇首，採用成簇結構實現異構網路高效動態組網。然後通過簇首間多跳數據結構解決簇首遠距離傳輸能耗過高問題，利用粒子群與模擬退火協同優化方法提高演算法收斂速度，實現sink節點加速採集簇首中的聚合數據。對演算法的模擬試驗結果表明，PSMR演算法與基於能量有效負載均衡的多路徑路由策略方法（EMR）相比，無線感測器網路生命周期提升了57%；與貪婪外圍無狀態路由演算法（GPSR-A）相比，在相同的網路生命周期內，第1個死亡感測器節點推遲了兩輪，剩餘能量標准差減少了0.04 J，具有良好的網路能耗均衡性。本研究提出的PSMR演算法通過簇首間多跳降低遠端簇首額外能耗，提高了不同距離簇首的能耗均衡性能，為實現大規模農田復雜環境的長時間、高效、穩定地數據採集監測提供了技術基礎，可提高農業物聯網的資源利用效率。

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[9]毛文菊, 劉恆, 王東飛, 楊福增, 劉志傑. 面向果園多機器人通信的AODV路由協議改進設計與測試[J]. 智慧農業(中英文), 2021, 3(1): 96-108.

MAO Wenju, LIU Heng, WANG Dongfei, YANG Fuzeng, LIU Zhijie. Improved AODV routing protocol for multi-robot communication in orchard[J]. Smart Agriculture, 2021, 3(1): 96-108.

摘要： 針對多機器人在果園中作業時的通信需求，本研究基於Wi-Fi信號在桃園內接收強度預測模型，提出了一種引入優先節點和路徑信號強度閾值的改進無線自組網按需平面距離向量路由協議（AODV-SP）。對AODV-SP報文進行設計，並利用NS2模擬軟體對比了無線自組網按需平面距離向量路由協議（AODV）和AODV-SP在發起頻率、路由開銷、平均端到端時延及分組投遞率4個方面的性能。模擬試驗結果表明，本研究提出的AODV-SP路由協議在發起頻率、路由開銷、平均端到端時延及分組投遞率4個方面的性能均優於AODV協議，其中節點的移動速度為5 m/s時，AODV-SP的路由發起頻率和路由開銷較AODV分別降低了3.65%和7.09%，節點的移動速度為8 m/s時，AODV-SP的分組投遞率提高了0.59%，平均端到端時延降低了13.09%。為進一步驗證AODV-SP協議的性能，在實驗室環境中搭建了基於領航-跟隨法的小型多機器人無線通信物理平台並將AODV-SP在此平台應用，並進行了靜態丟包率和動態測試。測試結果表明，節點相距25 m時靜態丟包率為0，距離100 m時丟包率為21.01%；動態行駛時能使機器人維持鏈狀拓撲結構。本研究可為果園多機器人在實際環境中通信系統的搭建提供參考。

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[10]黃凱, 舒磊, 李凱亮, 楊星, 朱艷, 汪小旵, 蘇勤. 太陽能殺蟲燈物聯網節點的防盜防破壞設計及展望[J]. 智慧農業(中英文), 2021, 3(1): 129-143.

HUANG Kai, SHU Lei, LI Kailiang, YANG Xing, ZHU Yan, WANG Xiaochan, SU Qin. Design and prospect for anti-theft and anti-destruction of nodes in Solar Insecticidal Lamps Internet of Things[J]. Smart Agriculture, 2021, 3(1): 129-143.

摘要： 太陽能殺蟲燈在有效控制蟲害的同時，可減少農葯施葯量。隨著其部署數量的增加，被盜被破壞的報道也越來越多，嚴重影響了蟲害防治效果並造成了較大的經濟損失。為有效地解決太陽能殺蟲燈物聯網節點被盜被破壞問題，本研究以太陽能殺蟲燈物聯網為應用場景，對太陽能殺蟲燈硬體進行改造設計以獲取更多的感測信息；提出了太陽能殺蟲燈輔助設備——無人機殺蟲燈，用以被盜被破壞出現後的部署、追蹤和巡檢等應急應用。通過上述硬體層面的改造設計和增加輔助設備，可以獲取更為全面的信息以判斷太陽能殺蟲燈物聯網節點被盜被破壞情況。但考慮到被盜被破壞發生時間短，僅改造硬體層面還不足以實現快速准確判斷。因此，本研究進一步從內部硬體、軟體演算法和外形結構設計三個層面，探討了設備防盜防破壞的優化設計、設備防盜防破壞判斷規則的建立、設備被盜被破壞的快速准確判斷、設備被盜被破壞的應急措施、設備被盜被破壞的預測與防控，以及優化計算以降低網路數據傳輸負荷六個關鍵研究問題，並對設備防盜防破壞技術在太陽能殺蟲燈物聯網場景中的應用進行了展望。

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② 朱艷的介紹

女，1976年1月出生，中共黨員，漢族，博士，現任南京農業大學教授、博士生導師，南京農業大學農學院院長，國家信息農業工程技術中心首席科學家、中國作物學會及中國農學會會員、江蘇省農業信息協會副理事長、江蘇省信息農業高技術研究重點實驗室秘書。

③ 未來農業預測是怎麼樣的

氣候的冷熱交替，正在為地球萬物寫下危機重重的未來篇章。人類將來會不會挨餓？如何保障未來的糧食安全？全世界的科學家都在尋求對策。南京農業大學的70後教授朱艷所率領的，正是一支「把脈」未來農業的前沿力量。

當下，全球氣候變化帶來極端氣候事件頻發，在這種氣候條件下農作物將受到怎樣的影響？朱艷團隊已經著手新的評估模型，試圖給出更多的答案。據透露，一種更為精準的評估方法如今正在被拓展到水稻、玉米、大豆等重要糧食作物的預測中。

④ 請問一下南京農業大學的GIS（地理信息系統）專業的研究生學習主要側重於哪個方面

南農的GIS主要是以GIS為工具對土壤和環境方面做些研究，有理學碩士和農學碩士兩種，實話說吧。。。GIS不是南農的優勢學科

⑤ 女科學家有誰

居里夫人(1867.11.7—1934.7.4)，瑪麗婭·斯可羅多夫斯卡(波蘭文：Maria Sklodowska)跟皮埃爾·居里結婚以後，改名為瑪麗·居里，世稱「居里夫人」。世界著名科學家，研究放射性現象，發現鐳和釙(pō)兩種天然放射性元素，一生兩度獲諾貝爾獎(第一次獲得諾貝爾物理獎，第二次獲得諾貝爾化學獎)。用了好幾年在研究鐳的過程中，作為傑出科學家，居里夫人有一般科學家所沒有的社會影響。尤其因為是成功女性的先驅，她的典範激勵了很多人。

古道爾，古道爾女爵士，英國生物學家、動物行為學家和著名動物保育人士。珍·古道爾長期致力於黑猩猩的野外研究，並取得豐碩成果，她的工作糾正了許多學術界對黑猩猩這一物種長期以來的錯誤認識，揭示了許多黑猩猩社群中鮮為人知的秘密。除了對黑猩猩的研究，珍·古道爾還熱心投身於環境教育和公益事業，由她創建並管理的珍·古道爾研究會是著名民間動物保育機構，在促進黑猩猩保育、推廣動物福利、推進環境和人道主義教育等領域進行了很多卓有成效的工作，由古道爾研究會創立的根與芽是目前全球最活躍的面向青年的環境教育計劃之一。

吳健雄(1912 ～ 1997)美籍華人，核物理學家，1912年5月31日(陰歷4月29日)出生在江蘇省蘇州太倉瀏河鎮。素有「東方居里夫人」之稱。在β衰變研究領域具有世界性的貢獻，曾獲美國最高科學榮譽--國家科學勛章。

金慶民 ，1939年出生在湖南省炎陵縣三河鄉。1961年畢業於北京地質學院，分配到新疆，當了哈密地質隊的第一位女隊員。她在浩瀚無垠的戈壁灘上和挺拔險峻的昆侖山上工作了20年，在塔里木盆地巴楚瓦吉爾塔格爾首次發現了「角礫石田橄欖岩」，為後來新疆地質局找到金剛石礦提供了重要依據。並先後撰寫了16篇重要論文，為開發大西北作出了突出貢獻。

蕾切爾·卡遜(美國)(Rachel Carson，1907年5月27日-1964年4月14日)，美國海洋生物學家，但她是以她的小說《寂靜的春天》(Silent Spring)引發了美國以至於全世界的環境保護事業。

何澤慧(中國)(1914年3月5日—2011年6月20日)，中國物理學家，中國科學院院士。系中國著名原子核物理學家錢三強的夫人。1946年起在法國巴黎法蘭西學院核化學實驗室從事研究工作。1948年回國，先後在北平研究院原子學研究所、中國科學院高能物理研究所工作。曾和錢三強等合作發現了鈾核裂變的新方式——三分裂和四分裂現象。她領導的研究小組在20世紀50年代成功研製出性能達到國際先進水平的原子核乳膠。為開拓中國中子物理與裂變物理實驗領域和中國的科教事業作出了重要貢獻。2011年6月20日，何澤慧院士因病在北京逝世，享年97歲。

蒙如玲(華裔)(RULING MENG)，女，系美國休士頓大學物理教授、美國休士頓大學德克薩斯超導電性研究中心教授、中國旅美專家協會顧問、中國旅美交流協會國際交流中心顧問、及中國旅美專家協會首任會長。作為資深科學家的蒙如玲教授長期從事高壓暨低溫實驗研究，在促進對超導體的深入了解，找出新的化合物和合金的物性描述，超小導薄氧化超導體、單晶體的發展，以及錄音帶和防水導體的製作技術等方面作出突出貢獻。蒙如玲教授被美國知識協會列入「1981至1997最優秀的1000位物理學家」中的第25位，還在科學知識協會2000年通過的最新報告中被認定為世界上最應被通報表彰的作家(少於所有出版者百分之一的二分之一)之一。

鍾端玲(華裔)美國紐約州州立大學首席教授、院士鍾端玲教授出生於香港，在加州理工大學獲得學士學位，是加州理工大學首批女性學士學位獲得者之一，隨後在麻省理工大學獲得碩士、博士學位，先後研究過炭材料，電子材料和建築材料等領域。她的家庭背景很好，從小受家庭的影響很大。從外祖母那裡，她知道了做人是要有目標的，而且要努力和誠實。在香港上完中學，18歲的她發現電子方向很好，就隻身一人去了美國加州。學士畢業後，她發覺自己對材料產生了很大的興趣，就去麻省理工學材料。博士畢業後10年之間，她一直從事炭材料方面的研究，並成為了該領域的專家。但很快這個領域面臨垮台，她不得不從一個全新的領域開始自己的科學研究，幸運的是她很快找到了自己的興趣――水泥，並把自己原來研究的炭材料用到水泥中，取得了很大的突破。前些年，她又發覺電子業很好，就又轉到電子材料，但並沒有完全拋棄自己原來研究的東西，又把炭材料用到了電子業上。她能跳出自己的研究領域找到新的研究興趣又不放棄曾經研究過的知識，真的是做到了完美。

沈驪英(中國)(1897～1941)，女，原名家蕙，烏鎮人。祖父善蒸，精歷算，曾掌當地方言館數十年。父親承懌，號伯欣，為法國巴黎大學法學博士。沈驪英留有著作22種，大半譯載於英、美作物育種學和生物學雜志，常為各國學者所引證。沈驪英的丈夫沈宗翰博士，是世界聞名的中國農學家，原中央農業實驗所所長。沈驪英對沈宗瀚事業的成就具有不可分割的作用。被譽為「助夫之事業成功為第一，教養子女成人為第二，自己事業之成功為第三」的最典型、最模範、最聰明、最識大體的賢妻良母。

喬治亞娜·西加爾·瓊斯(美國)美國著名女科學家，有「美國試管嬰兒之母」之稱，瓊斯和丈夫霍華德·瓊斯於1978年在東弗吉尼亞醫學院建立了試管受精的研究項目。1981年，這對夫婦宣布了美國首位試管嬰兒伊麗莎白·喬丹·卡爾的誕生。瓊斯於1936年在約翰斯·霍普金斯醫學院獲得醫學學位。她的第一個醫學突破就是確定了妊娠荷爾蒙由胎盤產生。早在瓊斯開始試管受精研究以前，她就被廣泛地認為是20世紀最重要的女科學家之一。她曾是美國國家衛生研究院的研究員，之後又成為約翰斯·霍普金斯醫院的生殖生理學實驗室和醫院婦產科內分泌門診的負責人。

巾幗不讓須眉哦：）望採納

⑥ 《三體》中的奇妙物理學

小說中「三體星系」原型——半人馬座α三合星系統想像圖。這里會有外星文明嗎？

小說中三體人武器水滴模擬圖。科幻小說能否催生科學發現？河北日報資料片

■閱讀提示

8月23日，我國科幻作家劉慈欣的小說《三體》獲得科幻文壇大獎雨果獎。雨果獎被譽為科幻小說界的諾貝爾獎，《盜夢空間》、《復仇者聯盟》、《權力的游戲》等諸多科幻名著都曾獲此殊榮，劉慈欣是獲得該獎的首位亞洲人。《三體》被認為是迄今為止中文科幻界出現的最具影響力的科幻小說之一。

三體、黑域、智子、水滴、二向箔……翻開小說，看到這些奇幻的字眼時，你是否會腦洞大開？在《三體》中，劉慈欣融入了大量的前沿物理學理論，並在此基礎上加以延伸，樹立了硬派的科幻風格，向讀者呈現出一個個神秘莫測的科幻奇景。那麼這些科幻奇景與現代物理學有哪些聯系？他們是否有可能成為現實呢？

河北日報、河北新聞網記者 陳誠

「三體」是什麼？現實宇宙中存在「三體星系」嗎？

在小說《三體》中，三體人居住在一個有三顆恆星的星系裡。由於三顆恆星處於無規律運轉狀態，不斷吞噬星系中的行星，造成行星上智慧生命不斷地重生和毀滅，最後只剩下三體文明存活下來。因此，三體人決定遷徙至外界星系，進犯最近的宜居行星——地球。

仰望星空，我們會發現一顆極為明亮的星星——半人馬座α，一個距離太陽只有4.22光年的恆星。這顆恆星所在的半人馬座α三合星系統是距離太陽系最近的恆星系統，也是小說中「三體星系」的原型。

「半人馬座α三合星系統由A、B、C三顆恆星組成，這個現實的星系相對穩定，並不像小說里那樣混亂。」燕山大學物理學教授朱艷英說，它並不是標準的三體系統，而是一個雙星系統加一個衛星恆星。A星和B星以一個偏心率較大的橢圓軌道互相圍繞旋轉，公轉周期為79.9年。較小的C星（比鄰星）則在遙遠的0.2光年之外，以50萬年以上的周期圍繞A、B星的質量中心緩慢公轉。

實際上，三體是物理學中的著名現象。1900年，著名數學家希爾伯特提出了N體問題的特例——三體問題，時至今日，三體問題依然困擾著物理學界。

「三體問題是天體力學中的基本模型，即探究三個質量、初始位置和初始速度都為任意的可視為質點的天體，在相互之間萬有引力作用下的運動規律問題。」燕山大學物理學教授朱艷英表示，目前，三體問題仍得不到精確求解，無法預測所有三體問題的數學情景，只有幾種特殊情況已研究。

三體問題最簡單的例子就是太陽、地球、月球的關系，太陽系僅有一顆恆星——太陽，太陽的軌道恆定，地球的軌道恆定，地日的關系恆定，因此地球才能維持相對恆定的生存環境。那麼，劉慈欣筆下那樣毫無規律運轉的「三體星系」在現實宇宙中真的存在嗎？

據英國《新科學家》雜志報道，距離地球大約4200萬光年的宇宙深處，存在著3個孤零零的星系，這三個星系的外圍被一團氫氣團包圍，一團無形的暗物質紐帶將它們關聯在一起。這個「三體星系」構成的「空洞集群」被科學家命名為VGS_31。天文學家表示，此前還從未在一個宇宙空洞區域內看到過這樣的星系系統。

黑域存在嗎？黑洞和黑域有什麼關系?

在小說中，一個智慧文明為了避免受到攻擊，向別的文明發出信號表示自己是無害的，而唯一無害的前提就是這個文明永遠無法駛出自己所在的恆星系，這個恆星系成了黑域，即光無法逃離出去的區域，被稱為宇宙保險櫃。

那麼，黑域就是黑洞嗎？

黑洞是現代廣義相對論中，宇宙空間內存在的一種密度極大體積極小的天體。黑洞的引力很大，使得視界內的逃逸速度大於光速。「黑洞的引力場非常劇烈並且快速變化，任何物體都會像面條一樣被巨大引力拉伸。也就是說，任何物質或者任何人都無法在黑洞中倖存，更談不上文明的存在。」朱艷英說。

於是，作家劉慈欣在小說中發明了低光速黑洞，假定將真空光速降至太陽系的逃逸速度每秒16.7千米，從而使整個區域變成黑域。作為一種科幻設想，黑域在廣義相對論中是可能實現的嗎？

「光速變小，與光速有關的一切物理學參數就變了。」著名物理學家、科普作家李淼在所著的《三體中的物理學》一書中分析了黑域，認為如果光速變小，人類將不復存在。

人類由原子組成。原子理論中有個精細結構常數，這個常數標志著電子和質子之間的電磁互相作用強度。原子中，電子的速度就是精細結構常數乘以光速。在氫原子中，電子的速度雖然遠低於通常的光速，也高達光速的1/137。當光速突然變小到每秒16.7千米，電子在原子中就超光速了，這和黑域中光速為速度上限的設定矛盾，可能導致原子的解體。

三維人進入四維會發生什麼？維度武器「二向箔」可行嗎?

「一個四維的空間泡飄過地球，與地球的一部分發生了重疊，於是，在這片四維空間的范圍內，三維空間的一切都被完全敞開，人們可以隨意從一個地方穿越到另一個地方，從密閉的墓室里拿出珍寶，從囚犯完好無損的頭顱中取出大腦……」——這是小說《三體》對四維空間一段精彩的描述，就好像二維平面對於三維空間的我們來說是一覽無余的，從四維空間看來，三維的物體也同樣無處隱藏。

在物理學中，「維」是一種度量，在三維空間坐標上，加上時間，時空互相聯系，就構成了四維時空。「一維是線，二維是面，三維是靜態空間，四維是動態空間。」朱艷英介紹說，理論上多維空間是存在的，時間空間的維度是宇宙最基礎的性質，只是人類的觀測只能到三維。

如果真的存在多維空間，三維世界的我們能否進入四維或者更高的維度空間呢？

眾所周知，人的身體是由分子原子構成。「而分子原子一旦進入四維空間就會不復存在，人體也就會隨之解體。因此，人類無法進入四維，更談不上進入更高的維度空間。」朱艷英說。

基於多維空間的假定，劉慈欣在小說《三體》中設計了一種維度武器叫「二向箔」。高級文明向太陽系扔來一張小紙片「二向箔」，導致整個太陽系跌落到二維空間，幾乎毀滅整個人類。

那麼，這種維度武器在現實中是否可行？在理論物理的分支學科弦論中，這種可能性是存在的。

在弦論中，空間維度的變化可看成類似液態水變成水蒸氣的相變。當水達到沸點時，液體中開始出現小氣泡，小氣泡慢慢地變大，最終吞噬整個液體。氣體密度和液體密度的差別可以看成一種物理量，它被物理學家稱為場。

小說中的「二向箔」中也有一種場，能量比較低，一旦與三維空間直接接觸，就變得像水中的氣泡那樣開始膨脹，觸發三維空間的能量較高的場向能量更低的地方跳，讓「二向箔」越長越大。這種降維武器一旦觸發就無法停止，只有乘坐光速飛船才能逃生。

智子、水滴等小說中的科幻武器可行嗎？

在科幻故事中，戰爭是永恆的主題。

在《三體》中，包括維度武器「二向箔」在內的幾大武器令讀者腦洞大開。「因為這兩個質子的存在，人類的科學將不可能有任何重大進展。」《三體》中的這樣一句台詞，道出了《三體》廣受贊譽的第一個科幻武器——質子，又叫「智子」。

三體人在尚無法抵達地球時，向地球發射了兩個「質子」，專門擾亂基礎物理實驗依賴的大型對撞機（也叫高能加速器），從而打斷了人類科研的正常進程。對撞機被干擾，真的會讓人類科技「鎖死」嗎？

在現實生活中，大型對撞機是基礎物理學進步的最重要來源。「物理學的種種理論必須通過實驗驗證才能證明，如果大型對撞機的實驗結果真的被干擾，確實會重創物理學的創新發展。」朱艷英說。

物理學家李淼在一次采訪中談道：「三體可以隨時控制質子，這是《三體》裡面最大的硬傷。」智子的設定，實質是認為科學實驗有可能被智能幹擾，從而不遵守「碰撞完全隨機」的實驗前提。

但是如果智子掌握和計算地球上所有的量子，那麼它內部工作的量子必然更多。那麼它就是一個比它要模擬的對象更復雜，能量更大的系統。如果它比宇宙更小，那麼它就沒法精確地預測一切。

「銀河系在它的表面映成一片流暢的光紋，使得水滴看上去純潔而唯美。」在《三體》中，水滴是劉慈欣又一神奇設定，它可以極快地加速到接近光速，僅以簡單的撞擊方式，就在半小時內使人類2000艘核聚變動力戰艦全軍覆沒。

小說中，劉慈欣假設水滴的物質結構由強相互作用力控制。如果該物質的基本組成是分子和原子，那麼強相互作用力是核子（即質子和中子）之間的力，其力程比氫原子的大小還要小四個量級，在原子構成的材料中不起作用。

如果水滴的材料並非由原子和分子構成，而由更基本的粒子誇克和膠子構成呢？

「誇克之間的距離比中子半徑還小，水滴的密度會太大，而小說中的水滴質量還不到10噸。所以，水滴材料的控制力不可能是強相互作用力。」朱艷英說，如果硬要水滴的設定成立，就必須假設一種尚未被人類發現的新型材料。

「無論這些假設是否成立，《三體》把科學融於文藝，讓讀者更多地接觸和思考物理學前沿的科學問題，起到了意想不到的科普作用。」朱艷英說。

⑦ 朱艷雅的藝術設計師

姓名：朱艷雅
英文名：lif
原英文名：Olon
出生日期：1986年9月27日
星座：天秤座
身高：177cm
體重：58kg
血型：A
籍貫：北京
畢業學校：Royal College of Art（英國皇家藝術學院）
愛好：繪畫 游戲
最愛的人：老婆
最喜歡的顏色：黑 紅 棕
喜歡的季節：秋天
喜歡的國家：英國
最欣賞的人 Pininfarina、Armando Lucero
喜歡的食物：奶茶 雙皮奶
最討厭的食物：姜
最大缺點：不主動 姓名：朱艷雅
英文名：Julia
生日：1988年1月21日
星座：水瓶座
身高：163cm
體重：45kg
血型：A型
籍貫：湖南
學歷：本科〔流行音樂〕
愛好：跳舞、shopping、淘寶
最愛的人：父母，朋友
最喜歡的顏色：黑、白、粉
喜歡的季節：夏天
喜歡的國家：法國
最喜歡的藝人：Beyonce,徐若瑄
喜歡的音樂風格：soul,jazz,hip-hop,r&b,blues
喜歡的穿著打扮：造型很多變，長發、短發、各種風格。
最喜歡的食物：水果,奶類,燒烤
最可愛的粉絲昵稱：麥芽
最討厭的食物：豬肝
最大的缺點:生活白痴
座右銘：心誠則靈
朱艷雅是個古靈精怪的女孩,也有著湖南女孩典型的辣妹子個性,開朗熱情。 9歲就開始學習拉丁，也經常參加各種規模的舞蹈比賽，從小就愛好文藝。 出身在一個普通家庭的她是一個很孝順的女兒，總是希望讓自己變的更進步， 得到嚴格父親的認可。於是高考之前，她決定開始學習聲樂， 赴藝術院校學習並通過了許多學校的專業考試。直到現在一直沒有放棄音樂。 2009年參加江蘇衛視絕對唱響的比賽里，黃舒駿老師，就曾評價這個有著「洋娃娃」 。
朱艷雅在2009年的江蘇衛視絕對唱響中最終止步10強，沒能進入最後全國三甲的排位賽。2010九陽綠色中國花兒朵朵南寧選區開始報名，對於一個有過比賽前科的選手來說要下定決心在次比賽其實是見很難的選擇。在堅持音樂道路的她，最後還是決定甩掉光環邁出自己沉重的一步，踏上了參加2010花兒朵朵的路程 。在比賽中不負責望 獲得了南寧賽區5強的名額 進入廣州賽區總決賽，但在廣州賽區總決賽中 所有分區選送上來的選手都沒能晉級，比賽或許就是那麼的殘酷 ！ 賽後引發「黑幕門」事件。
2011美即面膜花兒朵朵，在廣西南寧再度點燃戰火。或許朱艷雅的性格就是那樣，永不言敗的她重新調整了心情，第二次登上了花兒朵朵的舞台。對朱艷雅看來在夢想面前沒有什麼可怕的，或許這就是她對音樂對舞台的一種堅定不移的信念吧！ 曾參加中央電視台赴韶山「心連心」慰問演出。
曾多次參加廣西電視台晚會。
2006年全國體育舞蹈比賽湖南選拔賽第三名。
2007年湖南省體育舞蹈錦標賽第2名。
2008年獲廣西影視歌手大賽「亞軍」。
2008年獲廣西電視台「十大影視歌手稱號」。
2008年聖誕與馬天宇，王容同台演出。
2008年在國際東盟青年營宴會上出席演唱。
2009年1月赴廣州參加全國藝術院校「孔雀杯」聲樂大賽獲全國流行組「銀獎」。
2009年參與拍攝廣西電視台賀新年「你最牛」MV。
2009年參與拍攝廣西影視頻道粵語劇場電視劇《鹿鼎記》片頭。
2009年參與拍攝廣西影視頻道選秀節目《我要當明星》宣傳片。
2009年4月被南寧「NN時尚」雜志邀請，接受藝術板塊專訪，與後弦同一版面。
2009年5月獲廣西校園歌手大賽（即雪碧名師高徒廣西10強排位賽）「冠軍」。
2009年赴南京參加江蘇衛視絕對唱響&雪碧名師高徒，進入全國10強。
2009年10月在「雪碧紅人館演唱會—潮人集結號」校園歌手比賽中，擔任評委。
2009年12月出席廣西COSPLAY表演大賽總決賽及明星頒獎晚會，與關喆、弦子、海鳴威、許紹洋四位藝人同台演出。
2010年4月周筆暢、姚貝娜的老師姚峰教授光臨藝術學院，全院公開課上，作為學生代表接受姚教授親自指導。
2010年6月15號受邀代表中國飛赴曼谷參加泰國「ASEAN+3Concert for the King」——崇陽皇上聖德東盟+3（中國、韓國、日本）國際演唱會，以慶祝泰國國王加冕60周年，並且同其他各國歌手一同接受泰國總理阿披實·維乍集瓦的接見。
2011年7月20日參加青海衛視2011美即面膜「花兒朵朵」進入南寧賽區10強。
2011年8月11日赴成都參加青海衛視2011美即面膜「花兒朵朵」西部賽區總決賽。
2012年3月受邀擔任遼寧衛視《激情唱響》南寧賽區海選評委

⑧ 朱艷的人物成就

已發表學術論文106篇，合作出版專著1部，參加撰寫專著2部，參加編寫教材2部；獲國家計算機軟體著作權22項，申請國家發明專利1項；獲國家科技進步二等獎2項、中國高校科技進步一等獎2項、江蘇省科技進步一等獎1項。發表SCI/EI收錄論文50多篇，合作出版專著1部，獲國家科技進步二等獎3項，部省科技進步一等獎2項；參與建設了「國家信息農業工程技術中心」、「江蘇省信息農業高技術研究重點實驗室」和「農業信息學」江蘇省重點學科及「作物栽培學與耕作學」國家重點學科。近幾年，朱艷教授先後入選教育部新世紀優秀人才支持計劃（2009）、江蘇省333工程第三層次培養對象（2011）、江蘇省高校「青藍工程」優秀青年骨幹教師（2005）、江蘇省普通高校本專科優秀畢業設計論文指導老師；榮獲中國青年科技獎（2011）、霍英東教育基金會高等院校青年教師一等獎（2010）、江蘇青年五四獎章（2009）、南京市十大傑出青年、南京市有突出貢獻中青年專家、江蘇省特聘教授等榮譽稱號。