PrefaceJin CHENG Jijun LIU Masahiro YAMAMOTO

Inverse problems and ill-posed problems are motivated by many applications in science and engineering, and have become an important area of applied mathematics. The mathematical analysis and numerical algorithms on this subject have broad impacts on the rapid development of engineering areas, including nondestructive tests, medical imaging, remote sensing, geophysics and so on. The main difficulties in studying the inverse problems for partial differential equations are their nonlinearity and ill-posedness. Since the 1980s, there have been many new mathematical results on the theory of inverse problems and the regularization of ill-posed problems.     

整体思想在解题中的应用

数学中的"整体思想"是学生必须掌握的数学思想方法之一.整体思想方法就是指在研究问题时从整体出发,对问题的整体形式、结构、特征进行综合分析、整体处理的思想方法.利用整体思想分析问题,往往可以找到最合理、最简捷、最实用的解题方法,起到化难     

人类可能面临的十种灾难

人类在高速发展现代文明的同时，不可忽略许多灾难在逐步逼近我们，本文总结了人类可能面临的十种灾难，并对其发生的概率和应对的措施有较详细的论述。     

小行星撞出地球的风险评估

按照地质年代的划分,从生命在地球上诞生到距今2.25亿年是古生代;2.25亿年—0.65亿年前是中生代,中生代又按先后分为三迭纪、侏罗纪和白垩纪;0.65亿年—100万年前是新生代,它包括第三纪和第四纪.关于恐龙的灭绝,科学家们有两种观点,即“灾变论”和“渐变论”.无论持哪种观点,他们都不否认,在距今6500万年前(在白垩纪与第三纪之交),地球上的生命曾因流星撞击而蒙受灾难.慧星或小行星的轨道可因外扰动而改变,以致于最终飞向地球.如果星体的直径大于2km,撞击或许将毁灭地球的文明.在1998年,曾有媒体炒作:一颗小行星正朝地球飞来,它将于2028年撞…     

空间技术回顾与简介

 空间技术,又称航天技术,它是探索、开发利用太空及地球以外天体的一门综合技术;它包括运载工具的研制,航天器的发射、控制,以及宇航员生命保障系统的研制等。空间技术作为当代高技术门类之一,越来越受到世界各国的重视与关注。神舟飞船的3次试航成功极大地激发了国人对空间技术的兴趣,增进了对空间技术的了解。一、空间与空间技术历史的回顾探索宇宙的奥秘,奔向遥远的太空是人类自古以来追求的目标,在古希腊神话中,雅典杰出的建筑师代达罗斯,用麻线和蜜蜡将羽毛连接成翅膀插在身上,带他的孩子伊卡罗斯扇动翅膀逃出了囚禁他们的克里特岛;中国古代也有嫦娥奔月的神话传说。     

地球能量之源──太阳能

 地球上的所有生物都离不开能量．没有能量,地球将是一片死寂;没有植物,没有生命,没有四季,也没有风雨雷电……．人类的生存是一刻也离不开能量的．从古至今,人类生存所必需的能量几乎全部都间接或直接地取自于太阳．太阳能为人类生存提供了各种植物的化学能．太阳能使地表水蒸发而形成雨和雪,它们的一部分汇合在一起形成河流,利用河流,农业可灌溉良田,工业可水利发电．太阳能加热空气,热气流上升形成风,风能过去用于行船,当今用于发电．就连当今最重要的能源──煤炭、石油、天然气等化石燃料,都是各种古代生物把太阳能转化为化学能固定下来后,又经过漫长的年代沉积在地下演变而成的．     

《从零学相对论》连载(23)

正§8.6相对论在GPS(全球定位系统)中的应用相对论在许多人的心目中有如下特点:①新奇有趣;②难度颇高;③毫不实用.下面谈谈特点③.狭义相对论在日常生活中毫不实用的关键原因是日常接触到的速率都太低.一旦涉足高能物理学领域,由于高能粒子通常都有很高的速率,狭义相对论就大有用武之地,而且变得不可或缺.然而,与物理学的其他分支相比,狭义相对论在国民经济和日常生活中的应用似乎还是非常罕见.至于广义相对论,虽然它在近代天体物理学(特别是黑洞和宇宙论)中必不可少,但过去一直认为它与国计民生以及日常生活毫无关联.有趣的是,有一件与日常生活息息相关     

Physical analysis on improving the recovery accuracy of the Earth’s gravity field by a combination of satellite observations in along-track and cross-track directions

The physical investigations on the accuracy improvement to the measurement of the Earth＇s gravity field recovery are carried out based on the next-generation Pendulum-A/B out-of-plane twin-satellite formation in this paper. Firstly, the Earth＇s gravity field complete up to degree and order 100 is, respectively, recovered by the collinear and pendulum satellite formations using the orbital parameters of the satellite and the matching accuracies of key payloads from the twin GRACE satellites. The research results show that the accuracy of the Earth＇s gravity field model from the Pendulum-A/B satellite formation is about two times higher than from the collinear satellite formation, and the further improvement of the determination accuracy of the Earth＇s gravity field model is feasible by the next-generation Pendulum-A/B out-of-plane twin-satellite formation. Secondly, the Earth＇s gravity field from Pendulum-A/B complete up to degree and order 100 is accurately recovered based on the orbital parameters of the satellite （e.g., an orbital altitude of 400 km, an intersatellite range of 100 km, an orbital inclination of 89° and an orbital eccentricity of 0.001）, the matching accuracies of space- borne instruments （e.g. 10-6 m in the intersatellite range, 10-3 m in the orbital position, 10-6 m/s in orbital velocity, and 10-11 m/s2 in non-conservative force）, an observation time of 30 days and a sampling interval of 10 s. The measurement accuracy of the Earth＇s gravity field from the next-generation Pendulum-A/B out-of-plane twin-satellite formation is full of promise for being improved by about l0 times compared with that from the current GRACE satellite formation. Finally, the physical requirements for the next-generation Pendulum-A/B out-of-plane twin-satellite formation are analyzed, and it is proposed that the satellite orbital altitude be preferably designed to be close to 400±50 km and the matching precision of key sensors from the Pendulum-A/B mission be about one order of magnitude higher tha     

X射线光谱在生命起源和全球气候变化等若干重大科学问题中的研究进展

生命起源、全球气候变化等是关系到人类未来命运的重大科学问题, X射线光谱(XRS)可原位测定物质组成与元素形态,在解决重大科学问题、揭示自然规律中发挥了重要作用:(1)在生命起源探索中,通过RNA结构和海洋热液自养体系元素形态分析,揭示了RNA形成机制和生物地球化学规律;(2)在地球早期生命研究中,通过沉积纹层、细胞组构测定,发现了远古生物保存机制与证据;(3)在全球碳循环研究中,通过物相与元素形态分析,揭示了铁源生物有效性与碳汇机制。利用XRS从微纳米尺度原位测定元素三维空间分布与形态,实现活体分析蛋白质信息传递与生物响应过程,探索元素与有机质构效关系,揭示生命起源与生物代谢机制及全球气候变化规律,是XRS未来发展中的重要领域;作为冶金、材料、地质、文物、工矿、生态、环境、医学与生命科学等领域中的重要分析手段, XRS所特有的无损、原位与活体分析特性,已呈现了巨大应用价值,在未来探索重大科学问题、解决关键技术难点的研究中, X射线光谱分析技术必将发挥更大作用。     

地球化学样品中有机碳的光谱分析

有机碳已成为多目标地球化学调查、土地质量地球化学调查等项目研究的必测指标,对有机碳的准确定量是地球化学调查工作的重要内容,准确测定有机碳含量具有重要意义.然而传统的重量法、容量法流程长、速度慢,已经不能满足大批量及快速测定地球化学样品的要求.采用稀盐酸去除样品中的无机碳,应用高频红外碳硫分析仪对不同类型地球化学样品中有...