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商代玉器问题研究现状论文

发布时间:2024-07-05 08:36:52

商代玉器问题研究现状论文

商代玉器选材较为精良,新疆的和田玉成为主要的玉材,大部分属青玉,白玉较少,青白玉、黄玉、墨玉、糖玉更少。和田玉的使用,为商代玉器达到自新石器晚期以来的第二个高峰奠定了必要的物质基础,标志着中国古代玉文化进去了一个崭新的时代。除和田玉外,还有少量的独山玉、岫岩玉、绿松石、孔雀石、青田石等。玉种的多样性,是商代玉器的第二个特点。

原石玉器发展:中国有着7000年的用玉历史,2500年的玉器研究历史,这使中国赢得了“玉器之国”的美誉。中国古代玉器历史之早,延续时间之长,分布之广,器形之众,作工之精,影响之深,为其他任何国家所不能及。中国人在长期的历史进程中形成了根深蒂固的全民尊玉,爱玉的民族心理,玉的神化和灵物概念、特殊权力观点都植根于此,而玉文化本身则作为中国文明的一个重要组成部分,在中国几千年文明史中有着无法估量的深远影响。著名学者李约瑟在《中国科学技术史》中更是说到:“对玉的爱好,可以说是中国的文化特色之一,启迪着雕刻家、诗人、画家的无限灵感”。中国文化学上的玉,内涵较宽。汉许慎在《说文解字》中说,玉,石之美兼五德者。所谓五德,即指玉的五个特性。凡具坚韧的质地,晶润的光泽,绚丽的色彩,致密而透明的组织,舒扬致远的声音的美石,都被认为是玉。按此标准,古人心目中的玉,不仅包括真玉(角闪石)还包括蛇纹石、绿松石、孔雀石、玛瑙、水晶、琥珀、红绿宝石等彩石玉。因此,在鉴赏古玉时,不能只用现代科学知识来甄别优劣,还必须要有历史眼光。中国有句至理名言,叫“他山之石,可以攻玉”,这道出了琢玉的真谛。事实上,巧夺天工的玉器,不是雕刻出来的,而是利用硬度高于玉的金刚砂、石英、柘榴石等“解玉砂”,辅以水来研磨玉石,琢制成所设计的成品。所以,用行话来说,制玉不叫雕玉,而称治玉,或是琢玉、碾玉、碾琢玉。琢玉的技巧是高超的,而治玉工具却是简陋的。直到近代,中国人一直使用传统工具,如线锯、钢和熟铁制成的圆盘、圆轮、钻床、半圆盘和架以木制的车床来制作玉器。在铁器发明之前的新石器时代和青铜时代,大部分工具甚至只是以木竹器、骨器和砂岩配制而成。如此原始的工具,能琢磨出如此精彩的玉器,真是人间奇迹。审美特点:“美、润、韧”玉器的三大特性“作为中华五千年文明的见证者,玉器以它浓厚的中国文化底蕴和独特的美、润、韧等特性驰名中外,为世人所敬仰,也奠定了它在世界工艺史上的独特地位。”中国社会科学院考古所研究员、中国收藏家协会学术研究部主任、中国文物学会玉器委员会副秘书长古方如此评价道。古方介绍说,中华民族素有爱玉、尚玉的传统,从兴隆洼文化出土发掘的“玉珥”来看,早在新石器时代,玉就已经被先人发现使用。中华玉器这颗东方明珠(600832,股吧),几千年来作为中华物质文明与精神文明的重要载体,是其他艺术品无法比拟的。尤其是古玉,往往与当时的政治、经济、文化、宗教、礼仪、等级和审美观念有密切的联系,不论贵胄还是庶民阶层,无不爱之。“把玉器分为高古玉、明清玉、当代玉,”,古方表示,“高古玉经历了神权、王权、礼制三个时代,与一定历史时期的社会思想、文化形态密切相关,在高古玉上,能够管窥某些历史时期的基本风貌。明清玉见证了市民社会兴起后的社会变化,玉器进入生活和审美领域。在明清玉身上,能看到明清之际的社会活力和充满生机的艺术气息。而在当代玉上,看到的是有着浓郁艺术气息、与当代思想和文化息息相关的艺术创造。”“君子比德于玉”,好玉、玩玉的人,首先能够感受的是玉所具有的人格与文化内涵,然后是玉质的美、造型之美、工艺之美。在每个时代,玉器都是优秀文化与艺术的结晶。“走近玉器,就能感受到它带给的深厚历史文化和华美艺术风韵。”古方说。

妇好是商朝君主武丁的妻子,是中国历史上有据可查的第一位女军事家,为自己的丈夫乃至整个商朝立下了许多重大的功劳。因此武丁十分喜欢她,她去世后武丁悲痛不已,出于对妇好的宠爱,妇好死后的葬礼十分的隆重。在河南省挖到了妇好的墓,里面的陪葬品高达1928件,下文介绍的妇好墓玉器简介,就可以看到妇好墓室内繁华的景象,以及为什么说妇好墓玉器代表着商朝的艺术价值呢?

中国商王武丁配偶妇好墓出土的玉器。墓在河南省安阳市小屯村西北约 100米处,属殷墟第二期。1976年由中国社会科学院考古研究所安阳工作队发掘,发现玉器 755件,分为礼器、仪仗、工具、生活用具、装饰品和杂器 6类。这是迄今商代玉器最重大的一次发现,对商代帝王玉的功能、造型、图案、玉材来源、制玉工具、工艺技巧以及玉器所涉及的商代政治、王室生活等各个侧面的科学研究提供了丰富的实物资料。

妇好墓出土玉器的原料,经专家对其中的 300件进行目验鉴别,认为大部分是新疆玉,只有 3件嘴形器质地近似岫岩玉,1件玉戈有人认为是独山玉,另有少数硅质板岩和大理岩。这说明商王室用玉以新疆和田玉为主体,有别于近畿其他贵族和各方国首领所用的玉器,从而结束了中国古代长达二 三千年用彩石玉器的阶段。

妇好墓玉器的大量出土,说明玉器在商代贵族生活中占有十分重要的地位,这也是“玉不离身”的最早例证。

“妇好”之名见于武丁时期甲骨文,生前曾主持祭祀,从事征战,地位显赫。妇好墓属殷墟早期,与武丁时代相合。墓主妇好当为武丁配偶。其重要性在于该墓保存得好,年代与墓主身份清楚,是商王朝晚期的一座王后墓。

上个世纪30年代在侯家庄一带的王陵区内发掘的大墓均遭古今盗掘,因此对商代王室墓的全貌知之甚少。妇好墓的发掘在某种程度上弥补了这一缺憾。墓内所出的铜礼群和武器,以及大量玉石器等,大体上反映了武丁前后商王朝礼器群的类别和组合,是研究商代礼制的重要资料。大型青铜礼器、武器和大量的玉器、象牙器也显示了商王朝的兴旺和手工业的发展水平。

商文化是经过长期的发展所形成的,从玉器可以看出在发展过程中吸收了新石器时代某些文化的先进因素,如红山文化的玉龙、“猪龙”,良渚文化的琮、璧等,并不断发展和创新,丰富了商文化的内涵,为祖国的文化增添了光彩。妇好墓的各种文化遗物,以及贝类、海螺等,尚有待于我们从多方面、多视角进行研究。

具体如下:

玉器(Jade Ware),即使用天然玉石加工制成的器物。中国早在八千多年前就有了玉器,并不间断地延续到现在。玉器的出现是远古石器的延续与创新。

因此古玉器的出现,在于新石器时期晚期的中华古人创造了使用解玉砂琢碾加工玉石的方法。古玉器是人类古代文明里中华文明所独有的器物。因古代碾法已经失传,以加工方式区分,用碾法制作的玉器均为古玉器,而凡使用电动金刚工具等现代技术加工的玉器称为新玉。

中国玉器自史前出现起,即是最高规格的器物,主要用作礼器和配饰。有祭祀天的玉璧,祭祀地的玉琮,有祭祀四方的圭、璋、琥、璜。史前典型的玉器见于红山文化和良渚文化等。

中国古代玉文化的研究现状论文

玉是中国传统文化的一个重要组成部分,以玉为中心载体的玉文化,不仅深深影响了古代中国人的思想观念,而且成为中国文化不可缺少的一部分。如果说玉是华夏文明的基石,那么玉文化则是华夏文明的脊梁。“宁为玉碎,不为瓦全”,正是这种精神使中华民族始终屹立在世界民族之林。玉与中华文明有着八千年历史的中国“玉文化”,起源于新石器时代早期而延续至今,是中华传统文化区别于世界其他文明的代表,它有着深厚的文化底蕴。中国人都把玉看作是集天地灵气于一体的结晶,赋予了它不同的含义,它博大精深,寓意深刻。中国玉具有属于自己的文化底蕴,其中之一就是成为宗教象征,存在于古代帝王皇宫的玉制品被看作是佩戴者地位身份等级的象征,成为维系社会统治秩序所谓“礼制”的重要构成部分。此外,把玉的外观特质等一些自然特性比附于人的道德品质,作为所谓“君子”应具有的德行而加以崇尚歌颂,更是中华民族的一大创造。中国玉是这一独特文化的物质基础,是中华民族的先民从各种石头中筛选出来的“石之美者”,具有温润莹泽、缜密坚韧的美感和实用功能。这个筛选过程极为漫长,可以说贯穿于石器时代的始终。在这个漫长的筛选过程中,“昆山之玉”也就是“和田玉”成为公认的“宝玉”、“真玉”。众所周知,中国是爱玉之国、崇玉之邦,玉石来源大约有一百余处,在中国历史上用玉制度方面早已体现出真玉、非真玉的界定。帝王是中国古代最高阶级,和田玉在成为真玉的同时,也就成为帝王用玉。此后,经过无数的岁月,和田玉方才走入民间,遍及中国人生活的方方面面。有人说,和田玉是中华民族的瑰宝,是中国的“国石”,更是中华文明的显现,它与中华文明的渊源、发展有着密不可分的关系。我国考古学者最新研究考证,并提出中国在石器和青铜器、铁器时代之间存在着一个玉器时代,有着三千多年的历史,玉器时代也是中国文明的起源时代。早在新石器时代,昆仑山下的先民们就发现了和田玉,并作为瑰宝和友谊媒介向外运送和交流,形成了中国最古老的和田玉运输道——“玉石之路”,即后来的“丝绸之路”前身。和田玉七千多年的开发利用历史,证明了我国边疆与中原、东方以及西方的文化与商贸交流的第一个媒介,它既不是丝绸,也不是瓷器,而是和田玉。和田玉不仅在东西方文化和经济交流中起着重要的作用,它还是中国各民族友谊的象征物,和田玉作为历史的鉴证,雄辩地证明了新疆自古以来就是中国领土不可分割的一部分。在殷商时代,我国就创造了以和田玉为主体的玉器工艺美术新时代。和田玉登上了华夏民族的玉坛,形成了一部波澜壮阔的中国玉器史,成为中华民族灿烂文化的重要组成部分,同时也是人类艺术史上的辉煌成就和世界文化艺术宝库的珍贵遗产。中国玉文化的辉煌不亚于伟大的长城和秦代兵马俑的奇迹,它的成就甚至超过了丝绸文化、茶文化、瓷文化和酒文化。玉文化的内涵“玉文化”体现着中国人的感情寄托,是中国人民对生活与生命意义的一种体悟,一种理解,一种智慧。玉文化是不同于世界其他各民族文明的,而是儒家文明的显现。而理论意义上的玉文化,其实是依托于玉石制作的各种工艺和产品,经鉴赏和审美而不断发展升华的一种独特的文化现象,实际上它代表着中国人的一种精神,一种境界,随着时代更迭而不断发展,经久不衰,日臻完善。几千年来,玉在中国人的心目中已经是“德”的代名词,这当然是一个潜移默化的过程。有例为证:孔子在《论语》中说:“道之以德,齐之以礼。”德是好行为的成果和作用,是非常伟大而严肃的问题。玉与君子的美德相连,有德之人就是君子,真正好玉之人就是好人,故以玉比德,敦品励行。“君子比德于玉”几千年来成为历代中国人修身养性的座佑铭。中国玉文化还包含着伟大的民族精神,有“宁为玉碎”的爱国民族气节、“化为玉帛”的团结友爱风尚、“润泽以温”的无私奉献品德、“瑕不掩瑜”的清正廉洁气魄、“锐廉不挠”的开拓进取精神。由此可见,在中国玉文化中,玉代表“品德”,“品德”就物化为玉,玉文化可以成为社会文明发展的精神支柱。当今的人们应该继续继承和发扬“君子如玉”这个高贵的品质。而在过去人们还把玉作为信物来交换,这也是玉德的一种表现方式,体现出君子的承诺,君子一诺千金。君子如玉,玉的坚韧、温和、细腻和人性有着极大的一致性。“温润如玉”、“洁身如玉”在我们心目中成为最美的一种赞誉。玉者无声,玉已成为君子的化身和代表,是纯洁之物,是赞美人性品德优秀的代名词。

原石玉器发展:中国有着7000年的用玉历史,2500年的玉器研究历史,这使中国赢得了“玉器之国”的美誉。中国古代玉器历史之早,延续时间之长,分布之广,器形之众,作工之精,影响之深,为其他任何国家所不能及。中国人在长期的历史进程中形成了根深蒂固的全民尊玉,爱玉的民族心理,玉的神化和灵物概念、特殊权力观点都植根于此,而玉文化本身则作为中国文明的一个重要组成部分,在中国几千年文明史中有着无法估量的深远影响。著名学者李约瑟在《中国科学技术史》中更是说到:“对玉的爱好,可以说是中国的文化特色之一,启迪着雕刻家、诗人、画家的无限灵感”。中国文化学上的玉,内涵较宽。汉许慎在《说文解字》中说,玉,石之美兼五德者。所谓五德,即指玉的五个特性。凡具坚韧的质地,晶润的光泽,绚丽的色彩,致密而透明的组织,舒扬致远的声音的美石,都被认为是玉。按此标准,古人心目中的玉,不仅包括真玉(角闪石)还包括蛇纹石、绿松石、孔雀石、玛瑙、水晶、琥珀、红绿宝石等彩石玉。因此,在鉴赏古玉时,不能只用现代科学知识来甄别优劣,还必须要有历史眼光。中国有句至理名言,叫“他山之石,可以攻玉”,这道出了琢玉的真谛。事实上,巧夺天工的玉器,不是雕刻出来的,而是利用硬度高于玉的金刚砂、石英、柘榴石等“解玉砂”,辅以水来研磨玉石,琢制成所设计的成品。所以,用行话来说,制玉不叫雕玉,而称治玉,或是琢玉、碾玉、碾琢玉。琢玉的技巧是高超的,而治玉工具却是简陋的。直到近代,中国人一直使用传统工具,如线锯、钢和熟铁制成的圆盘、圆轮、钻床、半圆盘和架以木制的车床来制作玉器。在铁器发明之前的新石器时代和青铜时代,大部分工具甚至只是以木竹器、骨器和砂岩配制而成。如此原始的工具,能琢磨出如此精彩的玉器,真是人间奇迹。审美特点:“美、润、韧”玉器的三大特性“作为中华五千年文明的见证者,玉器以它浓厚的中国文化底蕴和独特的美、润、韧等特性驰名中外,为世人所敬仰,也奠定了它在世界工艺史上的独特地位。”中国社会科学院考古所研究员、中国收藏家协会学术研究部主任、中国文物学会玉器委员会副秘书长古方如此评价道。古方介绍说,中华民族素有爱玉、尚玉的传统,从兴隆洼文化出土发掘的“玉珥”来看,早在新石器时代,玉就已经被先人发现使用。中华玉器这颗东方明珠(600832,股吧),几千年来作为中华物质文明与精神文明的重要载体,是其他艺术品无法比拟的。尤其是古玉,往往与当时的政治、经济、文化、宗教、礼仪、等级和审美观念有密切的联系,不论贵胄还是庶民阶层,无不爱之。“把玉器分为高古玉、明清玉、当代玉,”,古方表示,“高古玉经历了神权、王权、礼制三个时代,与一定历史时期的社会思想、文化形态密切相关,在高古玉上,能够管窥某些历史时期的基本风貌。明清玉见证了市民社会兴起后的社会变化,玉器进入生活和审美领域。在明清玉身上,能看到明清之际的社会活力和充满生机的艺术气息。而在当代玉上,看到的是有着浓郁艺术气息、与当代思想和文化息息相关的艺术创造。”“君子比德于玉”,好玉、玩玉的人,首先能够感受的是玉所具有的人格与文化内涵,然后是玉质的美、造型之美、工艺之美。在每个时代,玉器都是优秀文化与艺术的结晶。“走近玉器,就能感受到它带给的深厚历史文化和华美艺术风韵。”古方说。

资料参考: 中国玉文化的传承与发展在中国的五千年华夏文明史贯穿了玉文化,它也是华夏文明最重要的组成部分,在古玉器中,良渚玉器及后来的战国玉器以其不可思议的精湛技艺给我们留下了一份宝贵遗产,同时也为研究中华文明历史提供了令人信服的佐证。在中国古代玉器的发展历史中,当推战国、汉、清三个历史时代为鼎盛期,其工艺水准为一个时代的颠峰,究其原因首先是玉器及玉文化融于了当时的政治、文化、礼教及生活之中,从当朝的统治者到黎民百姓,对玉器有着一种崇拜,将玉器所具有的玉德融于社会的道德之中;其二是政治安定、社会稳定、物质丰富、文化发达。在中国悠久的玉文化历史中,对现代玉文化影响力最大的当属清代,它不但是中国玉文化的一个辉煌时期,而且是为后人留下大量艺术珍品的时期。这一时期宫廷玉作及皇家贵族完整的玉文化理念也对后人有着极深刻的影响。但清朝玉文化发展也是不平衡的。从顺治建立政权到康熙时代止(1644—1722),此阶段为清朝刚刚建立政权时期,根基未稳,而经济也处于恢复期,加之崇尚节俭,所以像玉器这样的奢侈品基本上在宫廷玉作中是没有的,据故宫博物院藏品统计,万余件玉器藏品中,未发现顺治到康熙年号的作品。雍正经乾隆至嘉庆(1723—1820)为清中期,经康熙这位中国历史上了不起的君主的统治,建立了统一的多民族国家,社会稳定,经济繁荣,加之乾隆酷爱中国文化,所以中国玉文化也进入了一个蓬勃发展时期,特别是乾隆24年之后至嘉庆初年,在约40年的时间里,出现中国琢玉史上新的高潮时期,遗存了众多丰富多彩的珍贵玉器,展现出琢玉史上的辉煌成就。道光至宣统(1821—1911)年,属清朝晚期,社会动荡不安,经济衰退国力不振,列强入侵,玉文化日渐衰落,而玉雕技艺也日渐西落。 清代的玉文化鼎盛时期在乾隆盛世的后期。著名玉器专家杨伯达以乾隆二十五年(1760年)为界将乾隆盛世分为前、后两个不同时期:前期宫廷玉器发展缓慢,主要琢治了一些仿古玉和时作玉,乾隆二十五年后,玉器制作进入了一个繁荣昌盛时期,这一时期,回部每年两次向朝廷进贡玉料四千斤,玉料增多,促进了宫廷的玉业发展,同时城市经济繁荣,富有的商人、庶民都在购买各式玉器,扩大了玉器的供应量,但同时也出现了诸多问题,所以促使乾隆提出了一整套治玉理念:端正俗样、崇尚师古,提倡画意、推广痕玉。所谓"俗样"即玉肆在玉器供不应求的情况下,不顾玉质玉性,制作了大量的样式庸俗、做工粗糙的大路货,同时"华嚣"之风盛行,一些纹饰浅浮轻巧,有失庄重大度的玉器涌现,被乾隆称之为"玉厄"。 "崇尚师古"是乾隆为了扭转"俗样"的局面,同时也为表明其慕古意识而提出的,并且大批制作了仿古彝玉器,以推动玉文化向正确的方向发展。在此思想指导下,乾隆后期大量仿商周到秦汉青铜器的玉器,客观上带动了玉文化的发展。同时他还提倡"良材不雕"、"古尚简约"的艺术准则。"提倡画意"也是提升玉文化的一个重要措施,玉不但是一种珍稀物质,同时也是一种文化载体,其表现内容及手法与图画相似,故乾隆提倡画意,在制玉石山水时,将中国山水画精髓融入其中,写实写意相结合,如同画家追求笔墨情趣一般,如"关山行旅"、"大禹治水"都是以绘画为蓝本,雕制而成,并且充满了诗情画意,此种思想的推广,极大地带动了玉文化的提升,为后来玉雕山水制作产生了巨大影响。"推广痕玉",痕玉即痕都斯坦玉的简称,即是印度莫卧儿王朝的作品,痕玉有着鲜明的阿拉伯风格,其造型、图案都充满着异国情调;在做工上"莹薄如纸,纹饰细如毛发,器表圆混光滑,抚处不留手。"由于乾隆对痕玉的赞美及喜爱,仿痕玉的风潮波及扬州、江宁、北京等地,一时间仿制痕玉之风盛起,民间玉肆称痕都斯坦玉器为"蕃作",称"仿痕玉"为"仿蕃作",流传至今不衰,所以说"蕃作"的纹饰的工艺特征的十八世纪以来的玉坛产生了深远的影响。隋唐时代 经济繁荣,文化发达,对外交往密切,长安成为国际性都市。这时的手工业极其兴隆,手工艺品也是对外贸易的重要商品。但此期玉器出土甚少,现在知道的不过玉杯、佩饰、带扣、带板、玉簪、衮册等很少几种。唐代玉器和器形与汉代和魏晋南北朝的风格不同,大量出现花鸟、人物饰纹,器物富有浓厚的生活气息。有实用价值的杯碗增多,并出现新型饰件和表示官阶高下的玉带饰物等。南北宋、辽、西夏、金及元代 此时的玉器,是在唐代基础上发展起来的。宋代以来,用于实用和装饰的玉器占据重要地位,在社会上广为传播,与祭器典章文物相对而言,被称为“玩物”,这些玉器的碾琢水平也很高。由于南北割据和受不同民族文化的影响,在玉器上反映出民族和地方特色。两宋玉器,以龙凤呈祥图案为多,因受工笔画影响,所以非常重视神态。宋代不仅工商繁荣,贸易发达,而且道教盛行,理学泛滥,这也对玉雕产生影响,以神龟、仙鹤、龙凤等为题材的玉雕就是当时这些社会思潮的反映。西夏、辽、金、元玉器则以花、鸟、虎、鹿和鱼水纹饰为主,而且以佩饰和嵌件较多。实用品有杯、洗、带板等;以鸟、鱼、兽等为题材的工艺品增多,对玉器的碾琢融入了本民族的生存意识和乡土感情。明代 明代的生产力有很大发展,城市手工业、商业繁荣,玉器制造也相当发达。这时玉雕的趋向是进一步走向世俗化。明代程朱理学泛滥,道教以及民俗信仰深入民间。人们要求社会安定,祈求神灵保佑,以获得今世的荣华富贵。这种社会要求反映在工艺领域就是吉祥图案大为盛行。明代玉器的吉祥图案有八仙、三星等神仙,寿、喜等文字,桃、灵芝、梅、竹、兰、鹿、鹤、鸳鸯等动植物,以及龙、凤、螭虎、角端等瑞兽异禽。吉祥图案有时成为主题图案,有时做装饰点缀,表现出吉祥图案的普遍性与深入性。 明代因喝茶饮酒之风弥漫,致玉制壶杯出现,并与日俱增,此种玉雕最富于时代感。同时,继宋之后,明代艺术仿古之风逐渐形成,影响到玉器生产上仿古玉昌盛。仿古玉滥觞于宋,盛行于明清,主要以青铜器和古玉器为祖型加以改造琢成。 明代书法绘画艺术进一步影响了工艺美术的发展和提高。此时,玉器工艺也或多或少受到文人画的某些影响,碾琢写意山水和诗句、款识。这种反映文人趣味的玉器,前代是不见的。玉器与社会文化生活的关系也日臻密切,文人在书斋作画、书写,往往也使用玉制文具或以玉做陈设装饰。 明代统治者为巩固其封建统治,沿袭旧制在冠服制度上用玉来标志等级贵贱。与前代不同的是:系在官袍上的带板用玉数量增加,皇帝、公、侯、驸马和一品文武官员的革带均以玉板做装饰标志。 明代玉雕具有时代风格,刀法粗犷有力,出现“三层透雕法”,镂雕十分精细。北京、苏州、扬州是当时的三大玉琢中心。宋应星《天工开物》认为:“良工虽集京师,工巧则推苏郡。”苏州的玉琢工艺在当时被推为全国之首,对明代玉器工艺的发展和提高作出了历史性贡献。明代中期以后,玉琢技艺发展更快,出现了不少琢玉大师,以陆子冈最为有名,由他琢制的玉器,称为“子冈玉”。但明代玉琢在碾磨细研这最后一道工序上,存在“求形不求工”的现象。 今天,在玉器商店里,人们会选购一件玉器佩挂在身上,他们有的是出于装饰的喜好,有的是为了寓意吉祥,还有一些人,他们佩戴玉器的目的却是基于一种驱灾辟邪的心理暗示。 在玉文化的传统中,驱灾避邪的理念非常奇特,而它的渊源,则是来自于汉代先人一种独特的玉器风尚。 与西方文化不同的是,古老中国的玉器文明不仅从未间断过,而且随着时间的推移,玉文化的内涵却愈显丰富和厚重。 李博生认为,玉作为我们民族来讲,被视为大地的舍利,佛教的一座庙得到一个佛指舍利,庙就有了核了,这个庙就站住了,就开始受香火了,因为它有那个舍利,玉,应该视同为大地的舍利,那是石头里面的精品,那是大地的骨架的精品。 这种中西方文化的差异,很多学者试图做出解释,但最终也无法找到一个令人满意的答案,这种文化现象似乎也只能定格成一个无从考究的历史悬案了。 追溯并思索这段历史,学者们认为,当一个民族在历史的演进中,从发祥到融合并走向文明的时候,对于文明的传承从来就不会间断过,一种伴随历史走来的古老传统必然会随着时间的推移而形成一种文化的积淀,它们会悄然而又深刻的融入到一个民族的历史血脉之中。

1863年,法国地质矿物学家德莫尔,根据传到欧洲的中国清代乾隆朝玉器,进行物理化学实验,结果表明,玉材有两种,即角闪石和辉石类。角闪石亦称软玉,硬度为莫氏6-度,比重2. 55-,其主要成分是硅酸钙的纤维矿物,属于角闪石的一种。角闪石的色泽较近于油脂的凝脂美,纯者色白,俗称羊脂玉,细腻温润,非常名贵,经济价值极高。又因角闪石含有少量氧化金属离子而呈现青、绿、黑、黄等色或杂色。辉石类亦称硬玉,因翠绿者质地最佳,在中国又有翡翠之雅称。硬度为-7度,比重-。辉石类则以硅酸钠和硅酸铝为主,有隐约的水晶状结构,质地坚硬,密度较高,具有玻璃的光泽,清澈晶莹。翠绿色、苹果绿、雪花白、娇嫩的淡紫色,都是辉石类的典型色泽。辉石类(硬玉,如翡翠)18世纪后方被中国玉匠大量采用。因此,中国古代玉器绝大部分为角闪石(软玉,如和阗玉)制品。和田玉的矿物组成以透闪石——阳起石为主,并含蛇纹石、石墨、磁铁等矿物质,形成白色、青绿色、黑色黄色等不同色泽。多数为单色玉,少数有杂色。玉质为半透明,抛光后呈脂状光泽,硬度为度至度。这是矿物学上的玉。中国文化学上的玉,内涵较宽。汉代许慎在《说文解字》中说,玉,石之美兼五德者。所谓五德,即指玉的五个特性。凡具坚韧的质地,晶润的光泽,绚丽的色彩,致密而透明的组织,舒扬致远的声音的美石,都被认为是玉。按此标准,古人心目中的玉,不仅包括真玉(角闪石)还包括蛇纹石、绿松石、孔雀石、玛瑙、水晶、琥珀、红绿宝石等彩石玉。因此,在鉴赏古玉时,我们不能只用现代科学知识来甄别优劣,还必须要有历史眼光。中国是世界上主要产玉国,不仅开采历史悠久,而且分布地域极广,蕴量丰富。据《山海经》记载,中国产玉的地点有两百余处。经过数千年的开采利用,有的玉矿已枯竭,但一些著名玉矿至今仍在大量开采,为中国玉雕艺术的向前发展,提供源源不尽的原料。中国最著名的产玉地是新疆和田。和田玉蕴量最富,色泽最艳,品质最优,价格最昂,是中国古代玉器原料的重要来源,历代皇室都爱用和田玉碾器。除和田玉外,甘肃的酒泉玉,陕西的蓝田玉,河南的独山玉和密县玉,辽宁的岫岩玉等,也是中国玉器的常用原料。中国有句至理名言,叫“他山之石,可以攻玉”,这道出了琢玉的真谛。事实上,巧夺天工的玉器,不是雕刻出来的,而是利用硬度高于玉的金刚砂、石英、柘榴石等“解玉砂”,辅以水来研磨玉石,琢制成所设计的成品。所以,用行话来说,制玉不叫雕玉,而称治玉,或是琢玉、碾玉、碾琢玉。琢玉的技巧是高超的,而治玉工具却是简陋的。直到近代,中国人一直使用传统工具,如线锯、钢和熟铁制成的圆盘、圆轮、钻床、半圆盘和架以木制的车床来制作玉器。在铁器发明之前的新石器时代和青铜时代,大部分工具甚至只是以木竹器、骨器和砂岩配制而成。如此原始的工具,能琢磨出如此精彩的玉器,真是人间奇迹。好的玉器,钟林先生归纳为四要素:材质、造型、工艺、主题,这四要素使玉超越了其“山岳精英”的自然属性,而包蕴了人的精神:山川之精英,人文之精美。山川之精英,讲的是材质美,每件玉器必须弄清它是角闪石还是翠玉,或是绿松石、玛瑙、蛇纹石、水晶等彩石玉,进一步还要探讨它的产地。人文之精美,指的是玉器的造型美、雕琢美和主题内容,以及影响造型美雕琢美的工艺、社会诸因素。由于历代玉材的不同,琢玉工具和琢玉技巧的不同,加上审美情趣和风俗习惯的不同,玉器的用途和所扮演的角色不同,每个时期玉器的造型及主题风格也是各不相同的,千姿百态,竞相争艳。中国玉器源远流长,已有七千年的辉煌历史。七千年前的先民们,在选石制器过程中,有意识地把拣到的美石制成装饰品,打扮自己,美化生活,揭开了中国玉文化的序幕。在距今四五千年前的新石器时代中晚期,中国玉文化的曙光到处闪耀。当时琢玉已从制石行业分离出来,成为独立的手工业部门。以太湖流域良渚文化、辽河流域红山文化的出土玉器,最为引人注目。 玉礼器是王权和等级的象征,用玉敛葬,是祈求永生的手段。良渚文化玉器种类较多,典型器有玉琮、玉璧、玉钺、三叉形玉器及成串玉项饰等。良渚玉器以体大自居,显得深沉严谨,对称均衡得到了充分的应用,尤以浅浮雕的装饰手法见长,特别是线刻技艺达到了后世也几乎望尘莫及的地步。最能反映良渚琢玉水平的是型式多样,数量众多,又使人高深莫测的玉琮和兽面羽人纹的刻画。与良渚玉器相比,红山文化少见呆板的方形玉器,而以动物形玉器和圆形玉器为特色。典型器有玉龙、玉兽形饰、玉箍形器等。红山文化琢玉技艺最大的特点是,玉匠能巧妙地运用玉材,把握住物体的造型特点,寥寥数刀,把器物的形象刻画得栩栩如生,十分传神。“神似”是红山古玉最大的特色。红山古玉,不以大取胜,而以精巧见长。从良渚、红山古玉多出自大中型墓葬分析,新石器时代玉器除祭天祀地,陪葬殓尸等几种用途外,还有辟邪,象征着权力、财富、贵贱等。中国玉器一开始,就带有神秘的色彩。传说中的夏代,是中国第一个阶级社会。随着考古资料的不断积累,传说逐步变为现实,夏代文化正在不断揭示出来。夏代玉器的风格,应是良渚文化、龙山文化、红山文化玉器向殷商玉器的过渡形态,这可从河南偃师二里头遗址出土玉器窥其一斑。二里头出土的七孔玉刀,造型源出新石器时代晚期的多孔石刀,而刻纹又带有商代玉器双线勾勒的滥觞,应是夏代玉器。商代是我国第一个有书写文字的奴隶制国家。商代文明不仅以庄重的青铜器闻名,也以众多的玉器著称。商代早期玉器发现不多,琢制也较粗糙。商代晚期玉器以安阳殷墟妇好墓出土玉器为代表,共出玉器755件,按用途可分为礼器、仪仗、工具、生活用具、装饰品和杂器六大类。商代玉匠使用和田玉数量较多。商代出现了仿青铜彝(yi夷)器的碧玉簋(gui鬼)、青玉簋等实用器皿。动物、人物玉器大大超过几何形玉器,玉龙、玉凤、玉鹦鹉,神态各异,形神毕肖。玉人,或站,或跪,或坐,姿态多样;是主人,还是奴仆、俘虏,难以辨明。商代已出现了我国最早的俏色玉器--玉鳖。最令人叹服和最为成功的是,商代已开始有了大量的圆雕作品,此外玉匠还运用双线并列的阴刻线条(俗称双勾线),有意识地将一条阳纹呈现在两条阴线中间,使阴阳线同时发挥刚劲有力的作用,而把整个图案变化得曲尽其妙。既消除了完全使用阴线的单调感,又增强了图案花纹线条的立体感。西周玉器在继承殷商玉器双线勾勒技艺的同时,独创一面坡粗线或细阴线镂刻的琢玉技艺,这在鸟形玉刀和兽面纹玉饰上大放异彩。但从总体上看,西周玉器没有商代玉器活泼多样,而显得有点呆板,过于规矩。这与西周严格的宗法、礼俗制度也不无关系。春秋战国时期,政治上诸侯争霸,学术上百家争鸣,文化艺术上百花齐放,玉雕艺术光辉灿烂,它可与当时地中海流域的希腊、罗马石雕艺术相媲美。东周王室和各路诸侯,为了各自的利益,都把玉当作自己(君子)的化身。他们佩挂玉饰,以标榜自己是有“德”的仁人君子。“君子无故,玉不去身。”每一位士大夫,从头到脚,都有一系列的玉佩饰,尤其腰下的玉佩系列更加复杂化。所以当时佩玉特别发达。能体现时代精神的是大量龙、凤、虎形玉佩,造型呈富有动态美的S形,具有浓厚的中国气派和民族特色。饰纹出现了隐起的谷纹,附以镂空技法,地子上施以单阴线勾连纹或双勾阴线叶纹,显得饱和而又和谐。人首蛇身玉饰、鹦鹉首拱形玉饰,反映了春秋诸侯国琢玉水平和佩玉情形。湖北曾侯乙墓出土的多节玉佩,河南辉县固围村出土的大玉璜佩,都用若干节玉片组成一完整玉佩,是战国玉佩中工艺难度最大的。玉带钩和玉剑饰(玉具剑),是这时新出现的玉器。春秋战国时期,和田玉大量输入中原,王室诸侯竞相选用和田玉,故宫珍藏的勾连纹玉灯,是标准的和田玉,此时儒生们把礼学与和田玉结合起来研究,用和田玉来体现礼学思想。为适应统治者喜爱和田玉的心理,便以儒家的仁、智、义、礼、乐、忠、信、天、地、德等传统观念,比附在和田玉物理化学性能上的各种特点,随之“君子比德于玉”,玉有五德、九德、十一德等学说应运而生。“抽绎玉之属性,赋以哲学思想而道德化;排列玉之形制,赋以阴阳思想而宗教化;比较玉之尺度,赋以爵位等级而政治化。”(郭宝钧《古玉新诠》)是当时礼学与玉器研究的高度理论概括。这是中国玉雕艺术经久不衰的理论依据,是中国人七千年爱玉风尚的精神支柱。中国有着7000年的用玉历史,2500年的玉器研究历史,这使中国赢得了“玉器之国”的美誉。中国古代玉器历史之早,延续时间之长,分布之广,器形之众,作工之精,影响之深,为其他任何国家所不能及。中国人在长期的历史进程中形成了根深蒂固的全民尊玉,爱玉的民族心理,玉的神化和灵物概念、特殊权力观点都植根于此,而玉文化本身则作为中国文明的一个重要组成部分,在中国几千年文明史中有着无法估量的深远影响。著名学者李约瑟在《中国科学技术史》中更是说到:“对玉的爱好,可以说是中国的文化特色之一,启迪着雕刻家、诗人、画家的无限灵感。”

夏代玉器文化传承研究论文

夏后氏,夏禹之国号。文献中记载‘夏后氏之锁”音,有《左传·定公四年》、《淮南子·说山训》等。可见古时机夏后氏之质为珍宝,巨个只1件。不过二里头遗址并未见出土五秒此种玉璜实物,需要曰后考古发掘的证明。

《左传·定公四年》;‘分鲁公以大路、大旅;夏后氏之用。”住:“琐,美玉名。”但《左传·表公十四年》记魏国大夫公文氏攻趣地,“求复后之氏步焉,与之他玉而奔齐”。从叙述上看,他所求者必为玉动而非他,这与《山海经·海外西经》;“玉后启佩玉璜”说相吻合。看来夏后氏之璜之实物早已无从考定。“明月之珠,不能无类;夏后之前,不能无考。’说明夏后氏之质,殆古来少有传世。

中国奴隶制社会第一个朝代的玉代玉器

它是新石器时代玉器的历史总结,它的成果为商代玉器的发展奠定了基础:虽然我们所见的夏代玉器很少(可能最具代表性的玉器尚未发现),但其一些造型(如刀、圭、戈、钺、桐形饰)与纹饰(如兽面纹),均成为商玉制作的根据。据此,夏代玉器在历史交替时期的承上启下的价值是显见的。

夏代的礼仪玉器中,兵器形玉器占了重要地位。这种突出“玉兵”的现象,值得探讨。“轩辕之时,神农氏世衰,诸侯用侵代。”这是氏族社会求联社会战乱的实景、炎黄之战、黄帝量尤之战。共玉顶颌之战等,都是这时期的重大战事。战争的结果、是强大部族兼并弱小部族、社会向部族间融合统一(国家形成)方向迈进、到二一时,他“合诸侯于琮山,执玉帛者万国。”这标志曾经过激烈的武力争战后,夏玉统治地位的确立与巩固。二里头所出玉戈、玉钱和玉刀,都是作为“兵社”形式出现的,它们象征三辆君玉的军权及其在战事中的胜利与凯旋。

玉戈,应是龙山文化玉戈的延续。其授部无中脊,还保持前者的造型特点、有的玉戈长达43厘米;器形之大,实属空前、它是典型的礼仪仪位用器。玉钻,是良治文化、龙山文化玉铀的延续,但其造型变得繁复,即由原来的直刃成弧刃,变成四连刃。从力学原理看,短形四连刃的砍杀力、会相对增强,因为自力的面积大小与四强成反比。玉刀,是生产工具石刀的延续,有的刃定最长者达厘米,且无使用痕迹、只能是仪仗器。三类大型“兵杖”玉器雄辩地证明,夏玉脚经过血雨腥凤的长期的自才得以建国和巩固政权。们所反映的是战争与征瞩特殊文化形态,是促使天强化的主要们神力量。

新石器时代后期,在中原地区居住着许多不同血缘关系的父系氏族部落。这就是历史文献中常说的“黄帝—颛顼—帝喾—尧—舜”五帝时期,五帝是当时氏族部落的酋长成部落联盟长。各部落联盟彼此之间经历了大约4000年之久的兼并和战争。 长期残酷的征战,彼此间相互同化,最终形成后来的汉民族。直至舜禅让干禹,继之“禹传启,家天下”,终于到启时建立了夏玉朝。这是我国历史上第一个奴隶制国家,标志着中华大地上的古老人类终于跨进了文明的门槛。

许多古代文献反映,夏朝是一个崇尚玉文明的国度。例如,在夏禹为统一疆土而进行的征仅三苗的战争记叙中,就留下了玉崇拜的痕迹。《墨子·非攻》对这一场战争是这样描述的:“昔者三苗大乱,天命短之。曰妖宵出,雨血三朝,出于唐,大哭乎市,夏冰、地拆及泉,五谷变化,民乃大报。高阳乃命高于立官。禹亲把天之瑞令,以征有苗,雷电动震,有神人面鸟身,半圭以待,扼矢有苗之将,苗师大乱,后乃过几。禹既充有三苗,焉历为三川,别物上下,乡制四极,而民补不违,天下乃静。”三苗乃湖北、湖南及江西地城之古代部落,高阳乃帝税项,为占夷人部落之神。古传夷人历来以鸟为图腾,故而“有神人面鸟身”前来助阵厮杀,“奉圭以待”正是那时玉崇拜的一种表现,此圭是神的标志,只有神灵才能奉圭,这就把图腾崇拜和玉崇拜结合在一起了。有玉才能显示神灵,在禹所发动的这么一场大规璜的征战之中,圭代表的是天意,这和大禹“亲把天之瑞令”是一个道理。这还说明玉在当时既是号召的旗帜,又是统驭所部的法度。古代传说中关于大禹和玉的关系的记叙还有种种。如《拾遗记》曰神授禹玉简,“禹即执持此简以平定水土”。还有“禹会诸侯于涂山,执玉帛者万国”等等。总之,夏之立国和玉文化一定有着重要的关联。

夏朝在玉器制造业上取得了哪些成就呢?以下内容将为大家讲述这个问题的答案,大家可以参考一下!

夏朝是中国第一个阶级社会,十分崇尚玉文明。也因如此,夏朝在玉器制造业上也取得了不少的成就。夏朝玉器的风格是河姆渡等文化向商朝玉器的过渡形态,这可从河南偃师二里头遗址出土玉器窥见一斑。在二里头出土的七孔玉刀,这种玉的造型源于新石器时代齐家文化的三孔玉刀,而刻纹又带有商朝玉器双线勾勒的源头。

二里头遗址出土的七孔玉刀为夏朝玉器,长65厘米,玉器呈墨绿色,形状扁平,为肩窄刃宽的长梯形,两侧有对称的凸齿,近肩处有等距离排成直线的7个圆穿。玉刀两面饰纹相似,都以交叉的直线阴纹组成网状和几何纹图,饰纹精美,被称为绝品。在夏朝的时候就能出现这种玉器,可以说的是是一个很大的成就了。

夏朝玉器种类多种多样,生产玉器的工具有玉斧、玉铲等,装饰品有玉管、玉珠、绿松石饰件、嵌绿松石兽面纹饰牌等,礼器有玉戈、玉丰、玉刀等。二里头出土的玉戈很多。这足以显示出夏朝在玉器制造业上的成就。在夏朝的礼仪玉器当中,兵器形玉器占有重要的地位。这足以表明经过激烈的征战后,夏朝统治地位才得以巩固。

夏朝玉戈是龙山文化玉戈的延续,无中脊,有的玉戈长达43厘米,这么长的玉戈是很罕见的。器形之大,实属罕见,因此是典型的礼仪用器。夏朝玉器十分珍贵,其造型与纹饰均成为商朝玉器制作的根据。因此说,夏朝的玉器不仅精美,而且夏朝玉器在历史交替时期更是起到了承上启下的作用。

玉米发酵食品研究现状论文

预煮条件和酶解条件。玉米饮料主要是以“水果玉米”之称的嫩甜玉米为原料,经打浆、去皮、去渣等过程处理后,再经生物处理降解大分子淀粉、添加复合乳化稳定剂等食品添加剂,通过采用高压均质乳化,高温杀菌等工艺技术加工而成。影响玉米发酵饮料的因素预煮条件和酶解条件,玉米饮料因其口感怡人、营养丰富卫生安全,风味突出,感官诱人而受到人们的欢迎。长期饮用玉米饮料,对于调节血脂、调理肠道功能,以及预防高血脂、动脉硬化、高血压、肥胖症等病有积极的保健作用,该产品适合现在“三高”人群数量增多的情况,具有很大的市场前景B5由于甜玉米采摘期短,仅为授粉后18-采摘后,糖分迅速向淀粉转化,会逐渐散失其特有的风味。另外,玉米饮料在储藏的过程中会发生沉淀,丧失香味,这些现象主要因淀粉的老化而造成。淀粉老化是a一淀粉生成规则的B一淀粉的过程,本课题就玉米饮料储存中所产生的问题,研究生产工艺中的原料及预处理关键,以产品的感官质量为标准,通过实验确定最佳可行性的工艺参数。

酒精是一种重要的工业原料,广泛应用于食品,化工、 医药等领域,而且可以部分或全部替代汽油,具有安全、清 洁、可再生等优点。传统的酒精生产主要以糖蜜、薯类、谷物 为原料发酵而成。近年来,随着人口增长和经济的发展以及 可利用耕地面积的减少使得酒精生产成本日趋增高,利用 丰富、廉价的玉米秸秆为原料生产酒精已成为必然趋势。我 国是一个农业大国,各种纤维素原料资源非常丰富,仅玉米 秸秆年产量大约2亿吨。目前,玉米秸秆除了少部分被利用 外,大部分以堆积、焚烧等形式直接倾入环境,极大地污染 了环境,也是一种资源浪费。如果将玉米秸秆经过预处理后 水解,其所含的纤维素和半纤维素可分解成糖,经发酵可转 化为酒精,转热效率可达30%以上。这样不但缓解人类所面 临的食物短缺,环境污染、资源危机等一系列问题,而且还 能实现人类的可持续发展,因而近年来玉米秸秆成为生物 能源领域的研究热点。 1玉米秸秆简介 玉米秸秆主要由植物细胞壁组成,基本成分为纤维素、 半纤维素和木质素等。木质素将纤维素和半纤维素层层包 围。纤维素是一种直链多糖,多个分子平行排列成丝状不溶 性微小纤维,半纤维素主要由木糖、少量阿拉伯糖、半乳糖、 甘露糖组成,木质素是以苯丙烷及衍生物为基本单位组成 的高分子芳香族化合物。其中,木质素是一种燃料,半纤维 素可水解为五碳糖,而纤维素水解为六碳糖比较困难。 2玉米秸秆预处理 由于玉米秸秆结构复杂,不仅纤维素、半纤维素被木质 素包裹,而且半纤维素部分共价和木质素结合,同时纤维素 具有高度有序晶体结构。因此必须经过预处理,使得纤维 素、半纤维素、木质素分离开,切断它们的氢键,破坏晶体结 构,降低聚合度。常见预处理方法有物理法、化学法、物理化 学法和微生物法等。 挤压膨化法 该方法属于物理处理法,是将原料粉碎后调节至一定 水分,加入挤压机内,物料在螺杆的旋转推动下向前运动, 同时被剪切、挤压。并且在摩擦热的作用下温度可接近 140℃;然后从挤压机中喷出,物料的压力突然降低、体积迅 速膨胀,纤维素晶体结构被破坏,从而为纤维素的酶解处理 创造条件。这种预处理方法生产过程连续,不需要消耗蒸 汽,而且具有灭菌效果。 湿氧化法 湿氧化法属于化学处理法,是指在加温加压条件下,水 和氧气共同参加的反应。湿氧化法对玉米秸秆处理效果很 好,纤维素遇碱,只引起纤维素膨胀,形成了碱化纤维素,但 能保持原来骨架,加入Na2CO3后起缓和作用,能防止纤维 素被破坏,使木质素和半纤维素溶解于碱液中而与纤维素 分离。这样得到的纤维素纯度较高,且副产物很少。匈牙利 Eniko等人采用湿氧化法在195℃,15min,1 200千帕O2, Na2CO32g/L条件下,对60g/L玉米秸秆进行预处理。其中 60%半纤维素、30%木质素被溶解,90%纤维素呈固态分离出 来,纤维素酶解转化率(ECC)达85%左右。 酸处理法 酸处理法也是一种化学处理法,这种方法可追溯到 1980年,而在德国可能更早。该法是采用硫酸、硝酸、盐酸、 磷酸等对纤维素原料进行预处理,其中以硫酸研究和应用 的最多。处理后,半纤维素首先水解得到无碳糖,纤维素的 结晶结构被破坏,原料疏松,可发酵性强。但水解前必须将 pH值调整到中性,还应该注意反应器的耐酸性。 蒸汽爆破法 蒸汽爆破法属于物理处理化学法,是用蒸汽将原料加 热至180~200℃,维持5~30min,也可加热到245℃,维持 ~。高温高压造成木质素的软化,然后迅速使原料 减压,造成纤维素晶体和纤维束的爆裂,使木质素和纤维素 分离。该法成本较高,在我国可采用北京林业大学赖文衡教 授研究的间歇蒸汽汽爆器对玉米秸秆进行爆破处理,经这 种爆破器爆破的玉米秸秆,纤维素水解转化率(ECC)可达 70%以上。 生物方法 生物处理方法具有节约化工原料、能源和减轻环境污 染等方面的优点。有许多微生物能产生木质素分解酶,如白 腐菌,其分解木质素的能力较强,但活性较低,而且微生物 处理周期长、菌体会破坏部分纤维素和半纤维素,降低纤维 素的水解率,因此难以得到利用。瑞典等北欧国家则利用无 纤维素酶的担子菌突变株对纤维素材料进行脱木质素处 理,取得了一定的效果。 玉米秸秆发酵生产燃料酒精研究现状及前景 武秀琴1,2马灿玲3 (1天津科技大学,中国天津300222;2河南工程学院环境工程系;3郑州师范高等专科学校生物系) 摘要玉米秸秆是一种丰富的再生资源,主要由纤维素、半纤维素、木质素组成。经过预处理、水解、发酵可生产酒精。预处理方法主要 有物理法、化学法、物理化学法及生物处理法;水解主要有酸水解法和酶水解法;发酵主要有直接发酵法、间接发酵法、同步糖化发酵法等。 介绍了玉米秸秆生产乙醇的关键技术进展情况。 关键词秸秆;酒精;预处理;研究进展 中图分类号文献标识码A文章编号1007-5739(2008)13-0240-02 收稿日期2008-05-07 240现代农业科技》2008年第13期 3水解工艺 玉米秸秆进行预处理后,纤维素水解只有在催化剂存 在的情况下才能显著进行。常用催化剂是无机酸和酶,由此 分别形成了酸水解工艺和酶水解工艺,酸水解工艺又分为 稀酸水解和浓酸水解。水解主要是破坏纤维素、半纤维素的 氢键,使之转化为发酵的单糖。 浓酸水解 用70%的硫酸50℃下在反应器中反应2~6h,半纤维素 首先被降解,溶解在水里的物质经过几次浓缩沥干后得到 糖,半纤维素水解后的固体残渣经过脱水后,在30%~40%的 硫酸中浸泡1~4h。溶液再经脱水和干燥后,在70%的硫酸下 反应1~4h,回收的糖和酸溶液经过离子交换,分离出的酸在 高效蒸发器中重新浓缩,剩余的固体残渣则再循环利用到 下一次的水解中。浓酸水解过程的主要优点是糖的回收率 高,大约有90%的半纤维素和纤维素转化的糖被回收。但浓 硫酸腐蚀性强,而且从经济方面考虑必须回收浓硫酸,增加 了工艺的复杂程度。 稀酸水解 为了解决浓酸水解法存在的问题,一般采用稀硫酸 (~),在较温和条件下进行。此时水解一般分2个 阶段:第1阶段为低温操作,从半纤维素获得最大糖产量; 第2阶段采用高温操作使纤维素水解为六碳糖,糖的转化 率一般为50%左右。但稀酸水解容易产生大量副产物。 酶水解 酶水解是利用产纤维素酶的微生物或者纤维素酶制 品,直接将半纤维素、纤维素水解成可发酵糖。与酸水解相 比,它可在常压下进行,反应条件温和、效率高、能耗低、选 择性强、环保效果好,显示出良好的应用价值和前景。水解 后可形成单一产物,产率较高(>95%)。匈牙利Eniko等人采 用NovoYm188等水解经湿氧化处理的玉米秸秆,酶解纤维 素转化率(ECC)高达85%。 该法的关键在于纤维素酶的获得和利用,同时要考虑 纤维素酶的成本。丹麦诺维信公司曾经宣布其纤维素酶生 产成本已比当初降低了12倍,现在该公司又取得了重大进 展,纤维素酶生产成本已比最初降低了20倍,生产lL燃料 级乙醇所需纤维素酶的成本已低于美分。这极大地推进 了燃料乙醇的商业化进程。 4发酵工艺 由于农作物秸秆的相当部分由半纤维素构成,其水解 产物为以木糖为主的五碳糖,还有相当量的阿拉伯糖生成 (可占五碳糖的10%~20%),故五碳糖的发酵效率是决定过 程经济性的重要因素。木糖的存在对纤维素酶水解起抑制 作用,将木糖及时转化为酒精对玉米秸秆的高效率酒精发 酵是非常重要的。目前人们研究最多且最有工业应用前景 的木糖发酵产乙醇的微生物有3种酵母菌种,即管囊酵母、 树干毕赤酵母和体哈塔假丝酵母,主要的发酵方法有以下 几种。 直接发酵法 直接发酵法是基于纤维分解细菌直接发酵纤维素生产 乙醇,不需要经过酸水解或酶水解前处理过程。一般利用混 合菌直接发酵,例如热纤梭菌(Clostridium thermoceUum)能 分解纤维素,但乙醇产率较低(50%),热硫化氢梭菌(Col- stridium thermohydz)不能利用纤维素,但乙醇产率相当高, 如果进行混合发酵,产率可达70%。吕福英介绍了热纤梭菌 的生理生化特性及发酵生产的研究进展,并对热纤梭菌发 酵生产乙醇的因素以及乙醇等发酵产物对热纤梭菌的抑制 作用作了概述。但热纤梭菌产生乙醇也存在以下问题:发酵 不完全、发酵速度慢、终产物乙醇和有机酸对细胞有相当大 的毒性,需要进一步改进。 间接发酵法 间接发酵是目前研究最多的一种方法。使用纤维素酶 水解纤维素,收集酶解后的糖液作为酵母发酵的碳源,先用 纤维素酶水解纤维素,酶解后的糖液作为发酵碳源。但是受 末端产物抑制,低细胞浓度以及底物基质抑制作用影响乙 醇产量。因此可采取的方法有:减压发酵法和阿尔法—拉伐 公司的Bi-otile法,还可以通过筛选在高糖浓度下存活并能 利用高糖的微生物突变菌株来克服基质抑制。 同步糖化发酵法(SSF法) 这种方法的原理和间接发酵法相同,是为了克服反馈 抑制作用,由Gauss等提出的在同一反应器中糖化和发酵同 步进行。这样纤维素酶对纤维素的酶水解和发酵糖化过程 在同一装置内连续进行。水解产物葡萄糖由于菌体的不断 发酵而被利用,消除了葡萄糖因基质浓度对纤维素酶的反 馈抑制作用。在工艺上采用一步发酵法,简化了设备,节约 了总生产时间,提高了生产效率。当然也存在一些抑制因 素,如木糖的抑制作用,糖化和发酵温度不协调。张继泉在 这方面进行了大量的实验研究,并取得了一定的进展。 固定化细胞发酵 固定化细胞发酵能使发酵罐内细胞浓度提高,细胞可 连续使用,使最终发酵液酒精浓度得以提高。常用的固定化 载体有海藻酸钠、卡拉胶、多孔玻璃等。固定化细胞的新动 向是混合固定细胞发酵,如酵母与纤维二糖酶一起固定化。 将纤维二糖基质转化成乙醇,被看作是玉米秸秆生产乙醇 的重要方法。 5结论与展望 今后,玉米秸秆生产酒精的研究方向将主要集中在以 下几个方面。 预处理方法 单纯的物理法和化学法不足以破坏纤维素晶体结构以 及去除半纤维素和木质素,应综合运用物理法与化学法,一 步完成预处理和水解2个阶段,有效提高纤维素的水解率。 糖化工艺 发酵过程的酒精产率受许多因素影响,其中主要是水 解效率和单糖产量。比较而言,酶水解较酸水解有较大的优 越性,将成为今后糖化工艺的主要发展方向。 (下转第243页) 大田农艺 241现代农业科技》2008年第13期 区,在生产中培育优质高产栽培典型,将优良品种、生产技 术传授给农民,提高生产水平,从而自觉地实行生产操作规 程。为此,课题组要求各县(市)区狠抓园区建设工作,3年总 计建设20个千亩以上园区,均收到了良好的效果。在新品 种引进种植展示园和绿色有机杂粮规范化种植展示园方 面,通过实地技术操作和展示效果验证,产生了较强的辐 射带动作用。 为确保实现标准化生产,在栽培管理上大力推选“九 改”集成技术 实现了从基地到餐桌全过程质量控制,涌现出许多谷 物优质高产典型。如2005年北票市北四家子乡南四家子村 集中连片种植朝新谷5号33hm2,平均产量7 740kg/hm2,最 高产量达到9 780kg/hm2。 兴建龙头企业,培育绿色有机杂粮市场,延长产业链, 提高产品附加值 “辽西绿色有机杂粮生产基地建设与食品开发”项目实 施3年,累计建设杂粮生产基地万公顷以上,其中绿色 有机杂粮生产基地万公顷,从而形成了规模效应,为农 产品加工业提供了可靠的优质原料保障。目前全市共有各 类杂粮加工企业743个,年生产加工销售能力100万吨,其 中绿色有机杂粮6万吨,实现销售收入亿元。同时,杂粮 基地规模化也带动了当地的杂粮市场建设。东北最大的杂 粮集散地建平朱碌科,建起25 000m2的杂粮交易批发市场, 绿色有机杂粮收购、加工、销售“十里长街”已初具规模,产 品主要销往国内大中城市并出口日本、韩国、德国、新西兰 等国家。 3项目成效 规模大、有特色 建设绿色有机杂粮生产基地与食品开发,认证标识累 计规模为万公顷,占全省认证总面积的60%,具有先进 农业区域经济与外向型经济的特色。经国内同行专家验收 一致认为:该项目产业化规模和技术水平在我国同类地区 具有领先地位。 为旱作农业开辟了一条新路 针对辽西干旱地区的自然地理条件的特点,科学地开 发利用有限的耕地,实施绿色、有机杂粮标准认证,提高了 农产品的质量,创造了农业干旱地区增产增收的新途径。 创出一条“科研+公司+农户+生产基地”四位一体的新 模式 形成产、加、销良性循环,拉动绿色有机杂粮加工业的 发展,实施农业名牌战略,提高了绿色有机杂粮食品的市场 占有率。3年累计出口创汇亿元,促进了外向型经济的 迅猛发展。 提高了农产品的附加值 3年中,绿色A级杂粮平均产值为万元/hm2,平均 效益为万元/hm2;有机食品产值万元/hm2,效益为 万元/hm2。绿色、有机杂粮平均效益为万元/hm2,比 项目区外杂粮对照平均效益增收万元/hm2。 改善了农业生态环境 绿色、有机农业就是生态农业。通过该项目的实施,在 认证的区域范围内,从根本上改变了农业的耕作方式,保护 了生态体系及周围环境生物的多样性,有效地减少和治理 了环境污染,不仅提供了安全的食品,而且促进了人与自然 的和谐。 通过3年绿色有机杂粮生产基地建设项目的实施,极 大地推进了科技产业化进程,推动了外向型经济的快速发 展,促进了第二、第三产业的繁荣,加速了杂粮新品种的更 新换代。由于推广粮草兼用型朝新谷5号新品种粮草比为 1∶,不仅促进了农业的二元结构向三元结构的转移,而且 还带动了辽西畜牧业的发展。实践证明:干旱地区建设绿色 有机杂粮生产基地,在科技产业化中发挥了重要的作用,具 有广阔的前景。 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! (上接第241页) 发酵菌株 菌种是发酵工业的灵魂,在玉米秆原料生产酒精过程 中,运用现代的育种技术培育出高效的直接发酵菌株,在适 应特殊基质条件、简化生产工艺等方面将会有所突破。若能 筛选到抗高浓度糖的基因突变菌株则可以克服纤维素原料 水解过程的抑制效应,提高发酵效率。 发酵工艺 可以采用一定的技术手段,将发酵过程产生的乙醇不 断抽出,使发酵罐中的乙醇浓度≤10%,减轻乙醇对菌株生 长及乙醇生成的抑制作用,降低生产成本。 以玉米秸秆等纤维素生产酒精技术是世界各国研究的 热点,与其他生物能源、替代能技术相比,无论是在经济合 理性、技术可行性方面,还是在资源可持续性和环境协调性 方面都具有明显的优势,而且还可解决我国的石油资源短 缺和环境污染问题,有利于保证国家能源安全和社会协调 发展。

从 80 年代初期至今已经引进了十几套DDGS生产设备 ,但引进设备投资大 ,运行费用高始终困扰着酒精发酵行业 ,目前许多引那里 ,给国家造成巨大的经济损失。由此可见 ,中国现有的酒精发酵行业急需进行产业结构调整和技术的更新换代。如果将酒精用于汽油燃料的添加剂 ,将推动发酵酒精进入新的发展阶段。我国现有的原油加工能力约为 亿 t,实际加工为亿t,每年消耗汽油4000万t,2005年将达到4500~4800万t,如按照10%的酒精添加量计算 ,燃料酒精年需求量为400万 t。对于燃料酒精的应用 ,在目前的技术条件下 ,生产成本较高 ,大规模应用完全取决于政策和扶持或技术水平提高后生产成本的大幅降低[7]。酒精生产中 ,各种副产品的提取是一个重要的技术工作 ,回收得好 ,污染减少、产值增加。目前我国酒精发酵工业采用DDGS工艺技术治理废糟液 ,从 80 年代初期至今已经引进了十几套DDGS生产设备 ,但引进设备投资大 ,运行费用高始终困扰着酒精发酵行业 ,目前许多引进的装置闲置在那里 ,给国家造成巨大的经济损失。 由此可见 ,中国现有的酒精发酵行业急需进行产业结构调整和技术的更新换代。如果将酒精用于汽油燃料的添加剂 ,将推动发酵酒精进入新的发展阶段。对于燃料酒精的应用 ,在目前的技术条件下 ,生产成本较高 ,大规模应用完全取决于政策和扶持或技术水平提高后生产成本的大幅降低。 在2005年,美国玉米产量的14.56%用于生产酒精,到2006年,这一比重上升到20%左右。这主要是玉米燃料乙醇迅猛发展所致。

浮空器研究现状论文

探索未知世界是人类的天性,好奇心驱使人类迈开太空探索的步伐。刚刚过去的2015年是太空探索异彩纷呈的一年,这一年到底发生了哪些大事?让我们一一盘点2015年太空探索的“头条君”们吧。

一、冥王星“热”了

冥王星所在的地方是非常寒冷、非常黑暗的世界,温度可以达到零下二百多摄氏度,不会有液态水,也不可能有生命,长久以来是黑暗中的一个非常黯淡的小圆点。但在2015年7月14日,“新视野号”第一次近距离飞越冥王星,让人类得以近距离观察这颗神奇的矮行星和它的卫星系统,探测数据揭示了冥王星表面丰富的地形地貌、蓝色的天空以及多样化的卫星。在新视野号探测冥王星之前,没有人预料到在太阳系偏远角落的极寒地带,居然还有这么活跃的地质现象。尤其是冥王星那萌哒哒的“爱心”温暖了很多人的心。

冥王星的天是蓝蓝的天,地球上的人们好喜欢。根据2015年10月8日公布的最新图片,新视野号发现显示冥王星上空有一层薄薄的蓝色雾霾层。科学家推测,冥王星高空的霾层与土卫六上的霾层在本质上是相似的。当大气层中含有甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、氨(NH3)、水(H2O)、甲醛(HCHO)、硫化氢(H2S)等成分时,太阳紫外线或大气闪电提供的能量,将驱动大气光化学反应,合成一系列复杂的固态有机化合物,著名的行星科学家卡尔·萨根把这些烟雾颗粒称为索林(Tholins)。索林本身的颜色可能是灰色或红色的,但在大气层中,这些烟雾颗粒会散射蓝光,使得天空呈现蓝色。

冥王星上发现了高达3500米的山脉,极低温下的水冰强度与岩石相似,才有可能支撑如此高的山脉;王星和冥卫一表面的某些区域撞击坑很少,说明这些地区曾经有过活跃的地质活动,改变了它的表面地形,其表面年龄相对较年轻;冥王星表面应该覆盖甲烷冰、氮冰等挥发性更强的物质,但却探测到局部区域出露水冰;3D地形图显示冥王星上可能存在冰火山,这些地质活动的能量来源之谜还有待回答。

2015年8月29日,美国宇航局公布了新视野号飞船的下一个探测目标:柯依伯带天体2014 MU69,并在10月下旬和11月上旬,开展了一系列轨道机动,使其朝着2014 MU69飞行。新视野号将于2019年1月1日飞越探测目标,庆祝地球新年的到来。

运行在冥王星以远16亿千米轨道的2014 MU69是柯依伯带中的一种古老天体类型,由于去往该天体比其他候选目标的推进剂消耗要少得多而得以入选。

冥王星探索的科学成果将写入全人类的行星科学教科书,激励年轻一代太空探索的梦想,去往更遥远的太阳系边缘,因为那里还有更神奇的现象在等待着他们。

二、火星更“火”了

以前有很多科幻小说写过火星,但火星从来没有像2015年如此火爆。

一是,在火星上发现了液态水,即现在火星零下五六十摄氏度的低温下,还有流动的液态水,这给人类移民火星的可能性有了更多的想象空间。二是,发现了火星上大气消失之谜,即太阳风把火星曾经非常浓厚的大气层吹走了。地球大气层会不会有与火星大气类似的命运,这给人类的未来带来了一丝担忧。三是,太空科幻大片《火星救援》全国热映,赚走了很多中国人的眼球和票房,带来的呼吁是中国原创太空大片何时才能出现。四是,在未来20年内,人类将登陆火星,实现人类历史上最伟大的航天壮举。

在太阳系中,火星的自然环境与地球最相似,是唯一经改造后适合人类长期居住的天体。科学界越来越清晰地认识到,火星是人类面临重大灾难时最有可能去的避险地。

火星也是美国太阳系探测战略的核心。2015年NASA在火星上发力过猛,背后是它希望尽早实现载人登陆火星的远大梦想。美国国会也对NASA在2015年的成绩给予充分认可,2015年12月底,国会给美国宇航局拨付不少于5500万美元的预算,资助他们用两年时间,于2018年前研制完成用于宇航员长期居住的载人深空探索居住舱,将成为未来载人登陆火星计划的重要组成部分。

由此可见,载人登陆火星的宏大目标已经成为全人类的共同梦想。然而,人类探索火星的道路将充满挑战,但这种挑战和冒险精神,才是人类社会蓬勃发展的原生动力。基于对科学发展战略的认识,我们不妨作一个大胆的预测,人类将在未来20年(2035年)左右首次登陆火星表面,航天员乘组很可能是多国合作的“联合国际”航天员。实现载人登陆火星后,长远将朝着建立火星前哨站、改造火星环境、火星移民的长远目标逐步迈进。

三、地球变“多”了

2015年7月24日,美国宇航局召开新闻发布会,宣布开普勒太空望远镜发现了“另一个地球”——开普勒452b。这让我们开始盘点原来在太阳系以外还有很多类似地球这样的行星,人类未来是否可能抵达系外行星,我们能否在那里找到跟人类相似的高等智慧生命?

NASA提前3天预告的新闻发布会吊足了大家的胃口,但其科学分量并不值得如此大张旗鼓。以笔者的分析,这一成果更像是寿命即将终结的开普勒太空望远镜向全球公众,特别是美国政府、国会和纳税人的“汇报演出”,目的是告诉他们,你们给的6亿多美元花完了,但这些钱没有白花,希望你们继续支持未来的太空研究。

实际上,开普勒望远镜前几年已召开过数次发布会,数次宣布发现了第二个地球、超级地球等。2015年1月6日,NASA宣布开普勒望远镜发现了第1000颗系外行星,其中开普勒438b、开普勒442b、开普勒440b等三颗行星的运行轨道位于宜居带内,为“另一个地球”。但由于这三颗行星围绕运行的恒星是质量较小、温度较低的红矮星,而开普勒452b围绕运行的是一颗与太阳相似的恒星——开普勒452,是迄今为止最像地球的系外行星。

虽然开普勒452b的直径和轨道周期与地球相似,也位于母恒星的宜居带内,但到底有无生命、大气、海洋、陆地,我们其实是不清楚的。所以,所谓的第二个地球其实并不是严格意义上的“另一个地球”,只能说是迄今为止与地球最相似的系外行星。至少到目前为止,人类未来的命运仍牢牢系于太阳系内的地球,除了它,我们别无所依。

根据估算,恒星开普勒452的年龄约为60亿年,比太阳还要老15亿年,围绕这颗恒星运行的开普勒452b 的年龄也接近60亿年。由于恒星的光度会随着年龄增长而老当益壮,逐渐增强,因此在开普勒452形成后的50亿年内,这颗系外行星接收到的光照强度应该比地球弱,但如今开普勒452b接收到的光照强度已经超过了地球。这说明随着太阳年龄的增长,地球上接收到的光照强度也将逐渐增强。

四、火箭回收了

众所周知,以往的火箭都是昂贵的“一次性易耗品”,而在2015年12月22日,民营航天企业SpaceX公司再次惊动了全球航天界甚至科技界。他们研发的猎鹰九号火箭不仅实现了一箭十一星(每颗重172千克),而且第一级火箭在经历太空飞行之后,再次进入地球大气层,在世界上首次实现了运载火箭的成功回收。

如此,人类进入太空的成本或许将大幅降低,世界将迎来商业航天的春天,这为航天业的发展带来前所未有的深刻变革。

实际上,猎鹰九号火箭的标准发射费用为5400万美元,其中燃料成本约为20万美元,硬件成本占火箭发射成本的绝大部分,而发动机是火箭的心脏,也是最值钱的部分。虽然火箭可回收,与汽车可加油存在明显区别(毕竟那么庞大的一个物体经过高速飞行和高温燃烧,有些部件无法再重复利用),但确确实实可以大幅度降低成本,至少价值数百万、上千万美元的发动机不再是一次性的,可以回收后再次利用。

乔布斯和他领导研发的智能手机,使手机从单纯的通信工具变成了一台微型电脑,成为个人生活和娱乐中心,更颠覆了传统手机行业的格局。马斯克和他领导研发的可回收火箭,像办春晚那样全球直播火箭发射,降低了人类进入太空的成本,改变了航天的神秘感,但其对航天业的影响还远没有发挥出来,或许将改变整个航天业的发展格局。这一点,需要中国航天界引起足够的重视。

五、中国有“为”了

2015年底,中国第一颗暗物质粒子探测卫星“悟空”上天,它翻到九霄云外用火眼金睛去探索那看不到的暗物质。选址贵州喀斯特洼地、正在建设中的世界最大500米口径射电望远镜完成了馈源升舱,建成后将探测到更遥远、更暗弱的天体信号。与此同时,中国新一代运载火箭长征五号、长征六号、长征七号和长征十一号研制和发射取得突破性进展,为我国航天事业发展提供了动力基础。

(1)“悟空”寻找暗物质,开启空间科学新时代

2015年12月17日8时12分,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将中国科学卫星系列首发星——暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空,卫星顺利进入预定转移轨道。这标志着我国空间科学探测研究迈出重要一步。

“悟空”的长宽高分别是米、米、米,整体质量为吨,有效载荷质量为吨,轨道高度为500千米,寿命在3年以上,是目前世界上观测能段范围最宽、能量分辨率最优的暗物质粒子探测卫星。“悟空”实质上是一架太空望远镜,主要用于观测高能电子及高能伽马射线,探寻暗物质存在的证据,研究太空中暗物质特性与空间分布规律。

暗物质是宇宙大爆炸的产物,在宇宙演化中起着决定性作用,也决定着宇宙未来的命运。万有引力定律证实,暗物质和暗能量占宇宙的95%以上,我们周围平均1立方厘米的空气中可能就有上千颗暗物质粒子,但从未被直接观测过。

暗物质本身不带电荷,也不会与电磁场发生相互作用,能像幽灵一样穿透阻碍物。就像物质与反物质相遇就会发生湮灭产生巨大能量一样,暗物质粒子和它自身的反物质粒子发生碰撞,也将产生巨大的能量。“悟空”的主要目标就是监测暗物质粒子碰撞后产生的高能粒子,如伽马射线、正电子、反质子、中微子等,并精确测量这些粒子的能谱,间接证明暗物质的存在。

2013年正式启动的中国科学院空间科学先导专项,目前已经成功发射暗物质粒子探测卫星,2016年开始还将陆续发射量子科学实验卫星、实践十号返回式科学实验卫星、硬X射线调制望远镜卫星等,将开启中国空间科学研究的新时代。

(2)FAST望远镜馈源安装成功

射电望远镜是用来“观测”从天空中各个方向发来的电波的一种天文仪器,由高定向性接收天线和相应的电子设备组成。2015年7月23日,我国建设的世界最大单口径球面射电望远镜——500米口径球面射电望远镜(FAST)反射面开始在贵州省黔南进行现场拼装。截至2015年12月21日,反射面安装近半,被誉为中国“天眼”的FAST已具雏形。

很多人疑惑FAST为何选址黔南?主要原因是喀斯特地貌最接近FAST望远镜的造型,工程土石方开挖量最小;其次,喀斯特地区地下河网体系发达,雨水不会在地表滞留而损坏和腐蚀望远镜;再次,FAST望远镜所在区域人烟稀少,方圆5千米半径内没有一个乡镇,射电望远镜所需的无线电环境十分理想。

(3)中国商业航天迎元年

商业航天是航天事业未来发展的蓝海。从2007年开始,全球太空产业以每年6-7%的速度增长,世界商业航天蓬勃发展,从2010年的2616亿美金发展到2014年的超过3300亿美元。SpaceX公司已经开始为国际空间站提供货物运输服务,维珍银河公司正在努力为普通人提供太空旅游服务,蓝色起源公司正在研发可重复使用的运载火箭和低轨道飞船,以降低载人航天的成本。

2015年是中国商业航天发展元年。

这一年,商业航天在中国正式破冰起航。2015年9月,经财政部批准,航天科技集团成立了四维商遥公司,致力于为全球用户提供以高时空分辨率和高光谱观测能力的遥感数据服务和系统解决方案。

2015年10月7日,我国第一颗商业高分辨遥感卫星吉林一号组星(1颗光学遥感卫星、2颗视频卫星和1颗技术验证卫星)成功发射升空。依托中科院长春光机所在光学设备研发方面的雄厚积累,吉林一号获得的高分辨率遥感图像分辨率达米,数据质量已经可以媲美快鸟2号。

中国要发展商业航天,卫星成功发射只是事业的起点,要实现卫星星座组网、高效运营,挖掘潜在用户,发挥市场潜力并创造商业价值,后面的道路更长、更艰难、更无迹可寻。政府部门应该看到商业航天领域面临的机遇和挑战,在这方面加以鼓励和护持。对于期待进入商业航天领域的外部企业而言,虽然前景诱人,但这片陌生海域荆棘遍地,只有找准切入点和潜在的发力点,才有发展壮大的希望。

商业航天的发展,将构建起从飞天梦想到市场价值的完整链条,让中国人的生活更加美好。

(4)中国新型火箭研制成功,发射频次再创新高

随着航天运输的需求越来越多样化,传统的运载火箭已经到了不得不更新换代的阶段。

当前,世界各航天大国正在致力于研发新一代运载火箭,采用了大量新技术和新材料,实现降低成本、提高可靠性、满足多样化需求的目标。美国正在研发的新一代重型运载火箭“太空发射系统”(Space Launch System),运载能力超过130吨,号称人类历史上最强大的运载火箭系统;欧洲致力于研发新的阿丽亚娜6型火箭;日本正在研制H-X新一代火箭,通过采用前沿技术,以期实现航天运输的低成本和高可靠。

2015年,中国新一代长征系列运载火箭研制取得了突破性进展。

长征五号:中国运载能力最大的火箭。采用液氧液氢燃料,推力大、无污染,能一次将20多吨的大型设备送入轨道,中国航天发射能力将跨上全新的层次。

长征六号:2015年9月20日7时01分,我国在太原卫星发射中心用长征六号运载火箭成功将20颗卫星发射升空,开创了我国一箭多星发射的新纪录,也标志着我国运载火箭应用进入新纪元。

长征七号:中国未来最主要的运载火箭。采用了先进的助推器与芯级捆绑技术,运载能力将达到近地轨道吨,太阳同步轨道吨,我国未来80%的发射任务都将使用长征七号进行。

长征十一号:长征系列火箭第一款固体运载火箭。2015年9月25日9点41分,长征十一号在酒泉卫星发射中心成功发射。相比液体运载火箭发射需要20—30天的准备周期,长征十一号固体运载火箭可以在24小时之内实现快速发射。

2015年12月29日0时04分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射高分四号卫星。至此,2015年19次航天发射全部成功,我国航天发射“十二五”任务圆满收官。

2016年,我国计划实施20余次宇航发射任务,将实现年宇航发射次数首次突破20次,其中15次为重大专项任务或首飞任务。载人航天就将实现长征七号首飞、神舟十一号载人飞船和天宫二号空间实验室的发射任务;北斗导航将完成两颗卫星发射任务,确保区域导航系统稳定运行;高分专项将发射高分三号卫星,完善我国高分辨率对地观测系统;长征五号运载火箭将实现首飞,为探月工程后续任务和载人空间站工程奠定重要基础。

六、行星探索争芳菲

2015年,美国黎明号小行星探测器进入环绕谷神星的轨道开展科学探测;探测水星的信使号撞击水星北极完成使命;日本拂晓号金星探测器时隔五年后再次尝试进入环绕金星的轨道获得成功;卡西尼号探测土卫二上的喷泉。行星探测的新进展让我们慢慢摸清整个太阳系的全貌。

(1)黎明号开始环绕探测谷神星

2015年3月6日,美国宇航局“黎明”号探测器进入谷神星轨道,成为有史以来首个环绕矮行星探测的航天器(新视野号为飞越冥王星探测)。采用创新的离子发动机,“黎明”号先后探测灶神星和谷神星,开创了航天史上首次由一艘飞船连续环绕两个天体运行的纪录。

2015年12月10日发表在《自然》杂志的论文认为,黎明号在谷神星表面发现的许多小亮点,可能是盐类物质与少量岩石和水冰的混合物质。当太阳光照射时,水冰就会在撞击坑上空形成薄雾。另一篇发表在《自然》杂志的论文显示,“黎明”号探测器在谷神星上发现了富含氨的黏土。氨一般在寒冷的太阳系外围较为常见,这一发现说明谷神星上可能有部分外太阳系物质,甚至可能是形成于海王星附近的小行星向内迁移到小行星带的。

(2)卡西尼号探测土卫二

2015年10月28日,美国宇航局“卡西尼”探测器从49千米处近距离飞越探测土卫二,从土卫二南极喷发的羽状喷射物中飞过。自2005年发现土卫二上有喷泉后,这是“卡西尼”首次深入喷泉进行探测,土卫二也是太阳系中最有希望被发现是宜居环境的天体之一。

(3)信使号撞击水星完成探测使命

北京时间2015年5月1日凌晨,“信使号”按预定计划撞击水星北极地区,完成最终使命。此次撞击在目标区域留下一个直径约为15米的撞击坑。自2004年8月3日发射升空后,“信使号”于2011年3月18日进入水星轨道,成为继1975年水手10号任务之后人类发射的第二颗探测器,传回了大量科学探测数据。

(4)日本拂晓号金星探测器重新入轨

2015年12月7日,日本首颗金星探测器“拂晓号”成功进入金星环绕轨道。5年前的同一天,“拂晓号”因主发动机阀门故障而未能成功入轨,与金星擦肩而过。

太阳系中,金星是距离地球最近的行星,火星次之。但相比于近年的火星探测热度不断攀升,金星探测则显得有些冷清。其实,人类对太阳系行星的深空探测最早是从金星开始的,迄今已有50年的历史。但金星浓密的大气层所导致的高温高压环境,杜绝了金星存在生命和人类移民的可能,增大了人类探测金星的技术难度,打击了探索金星的热情,曾经硕果累累的金星探测如今居然到了鲜有人问津的地步。

与探测火星、登陆火星、改造火星和火星移民的长远战略相比,金星明显缺少水、氧气、生命、移居可能性这些吸引人类关注的“噱头”。但金星与地球的未来演化联系密切。金星的过去可能比现在要温和得多,是什么原因导致金星演化成如今这般狂暴的境地,弄清楚这一演化过程对地球的全球变暖和“改造火星”研究有重要参考价值。许多科学家认为,金星代表地球的过去,火星代表地球的未来,探测金星与探测火星具有同样重要的科学价值。2015年初俄罗斯重启金星探测计划,美国也正在制订一项用轨道器、浮空器等混合探测器探测金星的计划。相信随着航天技术的发展和金星科学研究的深化,人类有望重新认识金星。

结语

太空探索永无止境。太空探索事业的发展不仅可以拓展我们的知识疆界,满足人类对未知世界的好奇心,而且将极大地提升人类的技术能力,创造全新的商业机会和产业市场。

500年前的大航海时代,人类发现了地球上的新大陆;500年后的今天,人类将进入大航天时代。我们将从地球出发,登陆月球,登陆火星,将人类的足迹踏遍太阳系的各个角落,我们的征途是星辰大海。

回顾2015年度的太空探索新进展,我们可以发现,近地轨道的载人航天技术已经比较成熟,进入门槛已经显著降低,太空旅游等商业化的载人航天时代已经不再遥远。2015年是中国商业航天元年,许多产业界和科技界的资本和人才正在进入航天领域,航天发展正在从完全依靠政府投入转向凸显应用效益和经济效益的新阶段。

月球、火星、巨行星甚至冥王星等太阳系各类天体已经成为各国深空探测的热点,NASA不断发布的科学发现“头条”新闻不时刺激着中国科学家的神经,也刺激着国人对中国太空探索事业的更多期待。

未来二三十年内,人类将实现载人重返月球和建立月球基地,并从月球出发实现载人登陆火星,这一科学设想正在从概念、路线图一步步走向工程实践。面对遥遥领先的NASA,作为世界上第三个能够独立开展载人航天活动的国家和继阿波罗之后第一个实现月球软着陆探测的国家,中国在太空探索领域还有很大的进步空间和发展前景。

(出品:科普中国;制作:中国科学院国家天文台郑永春;监制:中国科学院计算机网络信息中心;“科普中国”是中国科协携同社会各方利用信息化手段开展科学传播的科学权威品牌。转载请注明“来源:科普中国”。)

航院的同学吧我国航空工业的历史回顾和未来展望 冯法立 (郑州航空工业管理学院) 我国航空工业起步于清政府(即1910年)。从1910年到1949年中国一直处于动乱和战争时期,这时期所有的原材料,机载成品和设备几乎全部依赖外国进口,更没有与之相关的科研人员和技术师,维修人员也很缺乏。根本没有独立的航空工业,更谈不上航空科研体系。新中国成立之后,1949年到1951年中国只有少量设备相当简陋的航空工厂,修理、装配和制造过少量飞机。1951年国家将航空工业体系建立纳入国家议程,中央军委和政务院颁发了《关于航空工业建设的决定》,对新中国航空工业建设的任务方针、组织领导等做出了明确规定。经过50余年的建设,我国航空工业从修理到制造,从仿制到自行研制,已经形成了具有相当规模和基础,配套齐全的航空科研设计,制造和试验的工业体系。50多年来,我国先后建立了飞机发动机航空电子军械设备,仪表等专业设计研究机构,建立了空气动力,强度,自动控制,材料,工艺,试飞和计算技术等专业研究试验机构。我国航空工业科研的技术手段不断更新,试验设备日臻完善,已建成一批技术先进的风洞试验设施,飞机全机静力试验室,发动机高空试车台,飞行试验实数据采集和处理系统等设备。由于航空工业体系的发展和日臻完善,我国在军用飞机,民用飞机,直升机等各种类型的机种都迅猛向世界各类先进机种靠近。军用机从最初的仿制苏联的雅克-18飞机生产初级教练机,到自行设计并研制成功的第一架飞机歼教1。它的研制成功对培养我国第一代飞机设计人员积累自行研制飞机的经验具有重要的意义。此后我国第一架喷气式战斗机歼5诞生,这是一种高亚声速歼灭机,使我国的航空工业和空军进入喷气时代。歼6飞机是我国第一代超音速战斗机,歼7和歼8等在其基础上不断更新改进和提高。歼10战斗机是我国自行研制的具有完全自主知识产权的第三代战斗机。轰5、轰6、水轰5、飞豹等轰炸机,枭龙FC-1型轻型多用途战斗机,使我国飞机不仅在数量上有所增加,在种类上也不断增多,这也说明我国航空工业不但在技术上不断更新和创新,在研制飞机种类上也不放松,两者齐头并进。 民用飞机运5飞机是新中国制造的第一架小型运输机,之后“北京”一号、运7、运8等不断更新。直升机如直5、直8、直9、直11、“延安”2号、“701”型等种类多样。可以看出我国航空工业生产的飞机不仅能够保家卫国,固守我国疆域,而且越来越多的可以进入民用,为人民服务。在运输,邮递,救护,搜索, 抗震救灾,护林播种等方面也发挥着越来越重用的作用,甚至是不可替代的。我国航空工业从最开始的标志性研制和研发,到现在在经济上发挥作用,促进经济发展,已经体现出了其巨大的经济价值和潜力。随着我国航空工业体系的完善,越来越多的航空人才培养诞生。我国在先进战斗机发展方面,也可以与美国,俄国,欧洲等国家相互竞争。未来航空工业的发展实际就是科技的发展。空气动力学的研究,推进技术的创新,材料和结构的研制,航空电子与控制等的发展与进步是航空工业进步的基础。展望未来,如何提高未来飞机的性能,空气动力学一直是航空器设计的考虑的关键。计算流体力学(CFD)仍是研究重点,欧拉和N-S方程的数值求解与网络生成技术备受关注,低雷诺数空气动力学,仿生空气动力学等流动现象的研究将仍是未来的前沿课题。推进技术方面,提高热机和推进效率,降低燃油消耗,提高推力级,降低噪声,增加可靠性,减少排放。今后一段时间仍是发展的目标。组合发动机,超燃冲压发动机,脉冲爆震发动机以及其他新概念或非常规发动机的原理研究也是这一领域的重点。材料和结构方面,金属材料仍然是今后飞机机体的主要用材,因而在不降低现有材料寿命的条件下提高材料的比刚度,韧性和抗腐蚀能力,同时也要开展比强度更高的新材料研制与开发。研究和发展实用的复合材料结构的设计,分析,制造,检验和修理方法;研究和发展复合材料的损伤容限机理和实用的无侦探伤技术;研究和开发耐高温树脂材料,陶瓷基复合材料,智能结构材料等。航空电子与控制方面,利用各种来源的导航信息,实施航迹的跟踪与管理。为实现全天候起降,要建立可靠的防撞系统。研制新的风切变探测装置及其回避系统。在座舱显示系统方面要增加显示信息和数据,增加实景画面,利用语音控制来提高飞行员的操作正确性。我国未来的航空工业发展是以人才为基础进行创新和革新,在高端新科技上我们有自己的技术和研究方法,在经济上能作出巨大贡献,生产更多民用飞机走进千家万户。对飞行器分类的讨论我国著名科学家钱学森认为人类飞行活动可以分为三个阶段,即航空,航天和航宇。他认为航空是在大气层中活动,航天是飞出地球大气层在太阳系内活动,而航宇则是飞出太阳系到广袤无垠的宇宙中去航行。由此可以看出人类飞行活动是以地球为球经,以不同的距离进行划分的,也因此引出对飞行器的分类。目前人类发射的能够航宇的飞行器极少,仅有先驱者号系列,和旅行者号系列,所以对其种类的细分暂时还没有。人类在航空和航天的活动相对来说十分频繁,航空器和航天器数量也已经十分庞大,而且随着人类的发展其数量还会越来越多,增加速度也会越来越快。因此,对航空器和航天器的细分则是很有必要了,目前一般是从航天器和航空器两大方向细分。在大气层内飞行的飞行器称为航空器。航空器根据产生升力的基本原理不同分为两类:①轻于同体积空气的航空器,这类航空器靠空气的静浮力升空,也称浮空器。②重于同体积空气的航空器,这类航空器靠与空气相对动产生升力升空。航空器根据用途不同分为军用航空器和民用航空器。航空器根据结构不同也可以进行分类。按用途和结构分类没有按产生升力原理分类清晰,所以这里就以升力原理分类为主进行讨论。①轻于空气的航空器包括气球和飞艇,它们是早期出现的航空器。气球一般无推进装置,主体为气囊,下面有吊篮或吊舱。因气囊内所充气体的种类不同可分为热气球、氢气球和氦气球等。飞艇安装有推进装置,可控制飞行。根据结构形式的不同,飞艇可分为软式,硬式和半硬式三种。飞艇一般由艇体,尾面,吊舱和推进装置等部分组成。由于气球和飞艇的安全系数相对较低,特别是随着升空高度的增加,安全系数会越来越低。因此现代一般都用于广告、体育、休闲、部分科学考察或冒险活动等。②重于空气的航空器,主要包括固定翼和旋转翼两类,另外还有像鸟飞行一样的扑翼航空器和新近出现的倾转旋翼航空器。固定翼航空器分为飞机和滑翔机;旋翼航空器分为直升机和旋翼机;扑翼机在微型航空器方向的发展潜力较大;倾转旋翼机具有旋翼机和固定翼机两者的优点,但结构复杂,已经受到广泛的关注。航天器是指在地球大气层以外的宇宙空间,基本按照天体力学的规律运动的各类飞行器,又称空间飞行器。航天器分为无人航天器和载人航天器。无人航天器分为人造地球卫星和空间探测器。载人航天器主要分为载人飞船,空间站和航天飞机三大类。航天器主要用于,广播,气象,导航,侦察,地球资源探索,科学研究实验,军事空间探索等。

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