生成式人工智能与知识生产

生成式人工智能与知识生产范式的变革是目前广泛关注的问题。文章首先对质疑人工智能不能进行知识生产的观点进行分析与回应,在此基础上回顾知识媒介历史,探讨生成式人工智能知识生产的特点,总结得出三种知识媒介,即追求全面图书馆藏的“巴别图书馆1.0”、运用非线性方式组织知识网络的“巴别图书馆2.0”、归纳知识底层逻辑重新生成新书的“巴别图书馆3.0”。目前的生成式人工智能属于“巴别图书馆3.0”,它打破了传统的知识搜索加推理的知识生产方式,通过模仿人类知识进行知识重构。这种新的知识生产方式虽基于统计学,是海德格尔意义上的“新常人”产物,但也具有创造性。人机协作的知识生产是生成式人工智能具有创造性的重要条件,但这种新的知识生产方式并非传统意义上的“思”,会引发人类思维逻辑机器化,以及知识权威和知识标准混乱等潜在后果。

基于响应分组的仲裁器PUF偏置控制方法

针对在现场可编程门阵列(FPGA)平台上实现的仲裁器物理不可克隆函数(PUF)响应唯一性和稳定性较差的问题,提出一种基于响应分组的仲裁器PUF偏置控制方法。在基于可编程延时线(PDL)的仲裁器PUF电路中插入多路选择器(MUX)粗调开关单元和PDL微调开关单元,使路径延时可受调节激励控制。通过实时改变调节激励,控制每个响应分组中有效响应的汉明重量达到50%可提高响应唯一性;通过偏置控制筛选出延时差异较大的响应可提高响应稳定性。在Xilinx XC7Z020 FPGA器件上实现带偏置控制功能的64级仲裁器PUF电路,仅消耗143个查找表(LUT)和425个触发器(DFF)资源。在温度为-20~80℃、供电电压0.9~1.1 V范围内,该仲裁器PUF响应唯一性为49.89%,有效响应稳定性可达到100%。

服务湖南“三高四新”战略的高职装备制造类高水平专业群建设研究

湖南省国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标纲要中提出实施“三高四新”战略,打造三大具有全球影响力的产业集群。对接湖南省千亿轨道交通装备产业构建装备制造类专业群,根据专业群的建设思路和建设目标,文章概述高职装备制造类专业群组群逻辑和建设思路与目标,从创新人才培养模式、课程教学资源建设、教材与教法改革、师资团队建设、实训基地建设、社会服务等方面探讨专业群的建设与人才培养,极大地提高了专业人才培养质量,提升了服务湖南“三高四新”战略的水平。

FGOALS高分辨率气候模式系统模式研制与应用综述

当今气候系统模式发展的重要趋势之一,是通过提高模式的空间分辨率,改进对气候系统中多尺度相互作用过程和极端事件的模拟能力。过去5年里,中国科学院大气物理研究所发展并完善了25 km分辨率大气环流分量模式FAMIL2.2、1/10°分辨率海洋环流分量模式LICOM3.0,并以此为基础建立了高分辨率气候系统模式FGOALS-f3-H。利用上述高分辨率模式,开展了大量的数值模拟试验和预报/预测研究,其中包括国际耦合模式比较计划第六阶段(CMIP6)的高分辨率模式比较子计划(HighResMIP),建立了海洋环流预测系统(LFS)等。初步评估分析表明,相对于低分辨率模式,高分辨率模式对气候平均态和气候变率的模拟能力均有明显改进。其中高分辨率大气环流模式可以更好地模拟台风、极端降水事件,高分辨率海洋模式可以更好地模拟海洋中尺度涡旋和西边界流,而高分辨率耦合模式则可以更好重现中尺度海气相互作用过程、热带不稳定波动(TIW)等事件。

马尾松种子超低温保存前后转录组测序分析

本研究利用Illumina HiSeq^(TM)6000平台对超低温保存前后的马尾松种子进行转录组测序分析,共获得51.79 Gb的过滤数据,冻存前后共鉴定到2 122个差异表达基因,其中823个上调,1 299个下调。GO富集分析表明,163个差异表达基因被显著富集到33个GO条目中;KEGG富集分析表明,169个差异表达基因显著富集到79条代谢通路。根据KO和KEGG结果,从富集到植物激素信号转导通路、植物MAPK信号通路、淀粉和蔗糖代谢通路、转录因子通路上的基因中,筛选出19个差异表达基因。

车联网中基于位置语义的差分隐私保护方法

车联网中车辆获取基于位置服务时需要提供真实的位置信息,导致用户的轨迹隐私存在泄漏风险.针对车联网轨迹隐私保护中未考虑位置语义信息及生成的虚假轨迹可用性低问题,提出一种基于位置语义的差分隐私轨迹保护方法.首先,根据语义流行度和信息熵计算出真实位置对隐私预算的敏感程度,并设计实时隐私等级计算算法,同时搭建差分隐私模型实时分配隐私预算.然后划分语义Voronoi地图,对具有相同语义的虚假位置使用K-means算法进行聚类,并使用Hausdorff距离衡量轨迹相似度,以提升轨迹的可用性.在真实数据集上的仿真实验表明,所提方法与其他差分隐私保护方法相比轨迹可用性有明显的提升.

利用长短期记忆网络LSTM对赤道太平洋海表面温度短期预报

海表面温度作为海洋中一个最重要的变量,对全球气候、海洋生态等有很大的影响,因此十分有必要对海表面温度(SST)进行预报。深度学习具备高效的数据处理能力,但目前利用深度学习对整个赤道太平洋的SST短期预报及预报技巧的研究仍较少。本文基于最优插值海表面温度(OISST)的日平均SST数据,利用长短期记忆(LSTM)网络构建了未来10天赤道太平洋(10°S~10°N,120°E~80°W)SST的逐日预报模型。LSTM预报模型利用1982~2010年的观测数据进行训练,2011~2020年的观测数据作为初值进行预报和检验评估。结果表明:赤道太平洋东部地区预报均方根误差(RMSE)大于中、西部,东部预报第1天RMSE为0.6℃左右,而中、西部均小于0.3℃。在不同的年际变化位相,预报RMSE在拉尼娜出现时期最大,正常年份次之,厄尔尼诺时期最小,RMSE在拉尼娜时期比在厄尔尼诺时期可达20%。预报偏差整体表现为东正、西负。相关预报技巧上,中部最好,可预报天数基本为10天以上,赤道冷舌附近可预报天数为4~7天,赤道西边部分地区可预报天数为3天。预报模型在赤道太平洋东部地区各月份预报技巧普遍低于西部地区,相比较而言各区域10、11月份预报技巧最低。总的来说,基于LSTM构建的SST预报模型能很好地捕捉到SST在时序上的演变特征,在不同案例中预报表现良好。同时该预报模型依靠数据驱动,能迅速且较好地预报未来10天以内的日平均SST的短期变化。

非均匀电场对高黏流体中气泡分散特性的影响

电场强化多相流相间分散和传质技术广泛应用于化工生产领域,气泡的尺寸和分散行为以及连续相的物理性质是影响多相流系统中传质效率的重要因素。本研究设计并搭建了荷电液气分散实验平台,对非均匀电场作用下气泡在高黏流体中的分散行为进行可视化研究。捕捉了气泡在生长和分散过程中的形貌特征,研究分析了电场强度和气体流量对气泡分散行为和气泡尺寸的影响。实验结果表明,随着电场强度的增大,当电邦德数(BoE)达到4.5时,空气在甘油中的分散行为由滴状模式转变为串珠模式;而在达到8.7后又转变为混合模式,并最终在电邦德数达到17.8时转变为电晕模式。气泡直径随电场强度的增大显著减小,相比于无电场条件下的气泡尺寸,当电邦德数达到6.4时气泡直径减小了80%。在混合模式下气泡破碎成大量微气泡,微气泡直径在100μm以下,从而有效增加了气液两相接触面积。同时,研究表明气泡分散模式的转变主要取决于电场强度,增大气体流量对气泡分散模式的转变和气泡直径的影响较小。在现有的数据基础上,在0<BoE<16范围内建立了气泡直径与电邦德数相关的预测模型。该研究结果可为电场作用下复杂流体中气泡的生长和分散行为提供参考。

MMOS:支持超卖的多租户数据库内存资源共享方法

多租户数据库为每个租户分配固定的资源配额,而这些资源配额通常未全部得到有效利用,这种静态分配策略导致资源利用率不高。若在不影响租户性能的前提下将未利用的空闲资源共享给其他租户使用,即实现资源超卖,则可以提高资源利用率、提升平台收益。为了支持资源超卖,需要准确预测租户的资源需求,动态地按需为租户分配资源。已有的针对多租户数据库的资源共享方法的研究对象主要是CPU资源,鲜有支持超卖的内存资源共享方法。鉴于此,在联机分析处理场景下,提出了一种支持超卖的多租户数据库内存资源共享方法MMOS(Multi-tenant database Memory resource Overselling and Sharing)。该方法通过准确预测每个租户的内存需求区间,按照区间上限为租户动态调整内存配额,在不影响租户性能的前提下,统一管理空闲内存资源以支持更多租户,实现内存超卖。实验结果表明,MMOS在租户负载动态变化的场景下具有较好效果。在不同资源量的资源池下,支持的租户数可以增加2~2.6倍,资源利用率峰值提升175%~238%。同时,每个租户的业务与性能未受影响。

中新世中低纬度海道变化对大西洋经圈翻转流和气候变化影响的模拟研究

自中中新世以来,特提斯海道和巴拿马海道的开合状态可能直接影响了大西洋经圈翻转流(AMOC)的强度和空间形态演变。但是,当前对这两处关键的中低纬度海道与AMOC之间联系的系统性研究较少。本研究基于中中新世时期的边界条件,利用耦合气候模式开展了中中新世气候模拟试验,以及特提斯海道和巴拿马海道先后关闭的敏感性试验。模拟结果显示,开放的特提斯海道和巴拿马海道分别为热带印度洋和太平洋海水进入北大西洋提供了“捷径”,同时分别向北大西洋输运高盐度海水和低盐度海水,对AMOC强度的变化起着相反的作用。特提斯海道开放增强了AMOC,这抵消了巴拿马海道开放导致的对AMOC的减弱。这两处中低纬度海道的关闭均能引起全球海表温度的南北不对称响应,分界线大致位于巴拿马海道所在纬度。本研究表明,只有特提斯海道和巴拿马海道关闭时,才会形成现代意义上的AMOC空间结构,因此这两处中低纬度海道的关闭时间对研究AMOC演变具有重要意义。

海洋环流模式的并行I/O优化研究

极端气象日益加剧,严重影响人类的生产生活。如何有效应对未来极端环境变化,更关乎国际竞争。因此,发展高精度高分辨率的地球系统模式推动气候变化研究至关重要。随着模式精度和分辨率的不断提高,I/O性能已成为制约模式计算效率和可扩展性的瓶颈。选取典型的海洋环流模式LICOM3作为研究对象,基于天河HPC系统,详细测试和分析了模式的I/O逻辑过程,发现在3K进程规模下I/O可占整体运行时间一半以上,是限制模式计算性能的关键因素。为此,设计并实现了主要输出过程的MPI-IO并行优化方案,显著提升了模式运行效率,基本解决了模式I/O瓶颈。测试结果表明,MPI-IO并行优化方案将输出时间占比从48.58%降到2.44%,将输出带宽提升到6.21 GB/s,约是原程序的14倍。此外,进一步分析了影响并行I/O性能的因素,以期为相关工作提供参考和指导。

冀东迁安地区BIF型铁矿地质特征及成因探讨

冀东迁安地区是我国重要的BIF型铁矿集区之一。随着铁矿床开发利用程度的提高,浅部铁矿资源开发殆尽。近年来,多家地勘单位在迁安地区大中型铁矿床深部及外围进行找矿工作,在深部新发现了厚大矿体,取得了找矿突破。虽然勘查取得一定的成果,但相关的铁矿床分布规律及成矿模式未进行过系统的研究,对迁安地区成矿带缺少整体认识。本文系统分析了迁安地区沉积变质型铁矿的成矿地质条件,总结了赋矿地层特征。进行了迁安地区铁矿褶皱构造五级划分,确定三级倒转向斜构造为主要控矿构造。初步厘定了断裂构造为成矿期后的脆性断裂,多对矿体产生破坏和错断;明确了迁安地区铁矿分布在迁安隆起向南西突出的“C”字形边缘弧形褶皱带中,形态受倒转向斜控制。针对迁安部分矿区发现的第二层铁矿体,进行了深、浅部矿体地质特征对比分析,认为海底热液喷气活动具有周期性,原始沉积时形成了多层铁矿层,并经受成矿期后断裂构造改造,形成北高南低的阶梯状地堑赋矿模式。依据多年的勘探成果结合本次研究工作,建立了迁安地区成矿模式,为下一步找矿工作提供了理论支撑。

轮廓度误差对超声速压气机叶栅气动性能的影响

[目的]旨在评估轮廓度误差对压气机气动性能的影响,并为叶片鲁棒性设计提供参考。[方法]建立单峰值轮廓度误差分布数学模型,采用数值模拟方法,研究压力面和吸力面不同轮廓度组合误差对超声速压气机平面叶栅气动性能的影响。[结果]结果表明:吸力面轮廓度误差分布是影响叶栅总压损失的关键因素,随着吸力面轮廓度峰值误差位置向下游移动,总压损失系数逐渐降低;压力面和吸力面误差分布对气流折转角和静压升系数的影响趋势相反。对较低来流马赫数的叶栅,吸力面误差对气流折转角和静压升均起主导作用;对较高来流马赫数的叶栅,压力面误差对气流折转角和静压升影响明显。激波位置和激波强度、激波后扩张通道的流道型线综合决定了叶片表面和叶栅流道内的流动状态,使得近吸力面侧流动损失增大,近压力面侧流动损失减小,其综合效果决定了叶栅损失、气流折转角和静压升的变化。[结论]结果对指导跨声速压气机设计、加工和超差审理均具有重要意义。

冀东高家店金矿床成因:来自金及载金黄铁矿化学成分、流体包裹体和氢氧硫同位素的证据

高家店金矿床位于华北克拉通北缘冀东矿集区中部,为典型的蚀变岩型金矿床,少部分为石英脉型,赋存于高家店岩体的花岗岩和闪长岩内,受断裂构造控制。为了探讨高家店金矿床的成因,文章对其开展了详细的矿床地质特征、金及载金黄铁矿化学成分、流体包裹体和氢氧硫同位素研究。结果表明,高家店金矿床热液成矿期包括4个阶段,其中Ⅱ和Ⅲ阶段为金的主要成矿阶段。黄铁矿是金的主要载体矿物,金矿物为自然金和银金矿,以独立的金矿物的形式赋存于黄铁矿中。主成矿阶段黄铁矿Fe和S含量及Fe/S元素比值揭示金矿床具有岩浆热液型的特征。主成矿阶段流体包裹体类型以富液相的两相H2O溶液包裹体为主,其次为含CO_(2)三相包裹体,属中温、中低盐度流体。不同成矿阶段的流体δ^(18)O_(H_(2)O)值为1.82‰~5.60‰,δD值为-83.3‰~-55.3‰,指示流体主要来自岩浆水,并有少量大气降水混入。主成矿阶段黄铁矿δ^(34)S值为2.40‰~5.61‰,显示地幔硫或岩浆硫特征,揭示成矿物质硫主要来自于深部岩浆。综合研究认为,高家店岩体的多期次岩浆侵入活动为金成矿提供了充足的热源及成矿流体,因而高家店金矿床成因类型为岩浆热液型。

全国产化微弱信号调理电路

为更好地处理微弱信号,提出一种新型的多通道信号前端调理模块。该模块不仅具有可编程增益功能,而且还整合了带通滤波器。在保证高输入阻抗和低噪声等关键性能的同时,提出一种全面而创新的调理模块设计方案。该方案的核心是采用可编程增益放大电路,显著提高了模块在放大各类微弱信号时的适应性。此外,利用HC595系列芯片,实现了对增益的精确调控。该放大电路具备26 dB的固定增益和0~84 dB的可调增益范围,工作带宽设定在380~420 kHz。经过系统性能测试,结果表明该调理电路成功满足了设计目标的各项要求。

高精度磁法测量在隐伏磁铁矿勘查中的应用——以冀东迁安曹庄子地区为例

冀东迁安地区铁矿成矿带是我国重要的沉积变质型铁矿产地之一,其矿石自然类型主要为磁铁型,随着开采与开发程度的提高,目前迁安地区已发现的大部分铁矿床已面临资源枯竭的局面,因此在区内寻找隐伏铁矿具有迫切需求。通过在冀东迁安曹庄子地区开展地面高精度磁法测量工作,查明其磁异常特征,研究结果表明:研究区磁异常主要由隐伏磁性体引起,经钻探验证,在深部发现了厚大铁矿体,磁异常分布与钻探所见的隐伏铁矿体对应较好,说明高精度磁法测量方法在冀东变质岩地区寻找深部隐伏铁矿体具有良好的找矿效果。研究可为迁安地区的铁矿找矿工作提供参考。

兼顾鱼类保护与发电需求的秦岭湑水河观音峡电站段生态修复设计

随着中国生态文明建设的推进,自然保护地内的建坝河流生态系统修复逐渐受到重视。秦岭作为生物多样性保护热点地区和中央水塔,其淡水生物多样性保护地位十分重要。针对秦岭湑水河珍稀洄游鱼类保护的目标,探讨了恢复河流连通性的多种方案,借助HEC-RAS软件模拟及结果分析,运用水文学、河流生态学、生态水工学、风景园林学的思路与方法,探讨通过拆除观音峡水库大坝同时保留一定发电功能的方法来恢复自然流淌河流、维护珍稀鱼类的生态过程,并且兼顾发电与社会经济发展的可能性策略。

北极海冰与CP型厄尔尼诺事件的遥相关

为了进一步认识高低纬度之间事件的遥相关机制,对北极海冰和中太平洋(central Pacific,CP)型厄尔尼诺现象的相互关系进行了深入研究。首先利用最新的观测和再分析数据,验证了北极冷季海冰损失可以引发次年的类CP型厄尔尼诺增暖现象及相应的副热带北太平洋海气耦合机制,阐明北极海冰异常引起春末夏初的北太平洋气压异常,进而导致热带太平洋海温增加和西风异常,最终在冬季发生类CP型厄尔尼诺现象的变暖。依据前人对CP型厄尔尼诺发展年夏季的研究思路,研究结果显示,在CP型厄尔尼诺发展年冷季,加拿大盆地海冰显著减少导致北极海冰范围总体出现异常低值,但在巴伦支海北部因风场作用海冰异常增加。同时揭示了在CP型厄尔尼诺衰退年,暖季北极海冰显著损失,海表面净热通量显著增加以及海表面风和海冰运动等动力效应有助于拉普捷夫海海冰的损失,北极海冰和CP型厄尔尼诺相互关系的理论得到了一定的完善。

耦合模式FGOALS-g3对全球海洋潮汐的模拟评估

潮汐在海洋能量的传递和混合过程中起着重要的作用,为维持全球热盐环流提供了主要的能量,影响着全球的海洋环流。此前已有工作在低分辨率的、单独的海洋模式中研究潮汐作用对海洋环流状态的敏感性,为进一步研究潮汐作用对环流和气候状态的敏感性,有必要将潮强迫引入到气候耦合模式中。本文成功地将8个主要平衡分潮显式地加入到耦合模式FGOALS-g3中,并评估了其对全球海洋潮汐的模拟能力,对于进一步研究潮汐对大尺度环流及气候状态的影响有重要意义。本文通过对模拟的海表面高度数据进行潮汐调和分析,得到各个分潮的调和常数,并将其与全球潮汐模型TPXO9和FES2014,以及开放海洋潮汐数据集st102进行对比。结果表明,FGOALS-g3耦合模式可以合理地模拟全球海洋中的正压潮,模拟结果与潮汐模型和实测数据集相比均比较接近。与这两套全球潮汐模型相比,均方误差均相对较小,且误差大多分布在振幅较大的区域。与st102数据集相比,FGOALS-g3模拟的8个主要分潮的平均振幅相对误差均在10%以内,且总均方误差均小于10 cm。

冀东冷口金成矿带“长城式”金矿成矿作用研究

冀东地区燕山期开始进入了幔枝构造发育期,冀东幔枝构造的形成控制大规模的岩浆侵入活动和金成矿作用。沿冷口断裂带分布着多个“长城式”金矿,主要受外围拆离滑脱带控制,属于构造控矿,主拆离滑脱带为金成矿流体的运移提供了通道,次级拆离滑脱带、层间滑动带及盖层岩石中的裂隙、节理等为成矿物质富集提供了富集空间,有向深部厚度变大的特点,为远程低温热液型矿床,肖营子花岗岩浆为金成矿提供了部分成矿物质。