安徽职业技术学院机械系机制622班 梁国研
广义相对论认为光穿过恒星周围的空间时光会弯曲。1911年天文学家在一次日全食中观察到了这种现象。
可见光照射到木板（物质）上光会被反射，即物质中的原子会把一部分光反射出去，可见光照射到玻璃、水时，可见光除了一部分被反射外，还有一部分穿过了玻璃（物质）。人们用波来解释光的这种现象。光怎么会象水波一样容易弯曲呢？
首先让我们来看看原子的结构吧，原子是由原子核和电子组成的电子在原子核周围的空间运动，原子核相对于原子是非常小的。物质是由原子紧密排列组成的，为什么可见光不能穿过木板但又能穿过玻璃、水？（可见光穿过物质就是可见光穿过原子场的空间即电子在原子核周围运动的空间）。组成木板和玻璃的原子种类、排列、相互间的作用力和所具有的能量都不同，所以尽管玻璃比木板重，但玻璃允许可见光穿过它的原子的空间（可见光会弯曲）。
让我们再看看光子的产生：光子是由原子中的电子由高能级跃迁到底能级产生的。假如一个电子从原子的第8能级跃迁到第6能级产生一个光子Y。那么当这个Y光子穿过这个原子时它能顺利地穿过原子吗？我想Y光子穿过第8能级到第6能级的空间是可以的，但它要穿过第5、第4能级的空间，也就是想更靠近原子核是不可能的。原子会把它弹出去（反射）就象当初产生它时一样把它抛出去(如图二，图中圆心表示原子核，圈圈表示能级或电子的运动轨迹)。这样当光穿过介质时，就产生了：反射、折射（如图三，图中圆心表示原子核，圈圈表示能级或电子的运动轨迹）即使光没有波动性我们也能解释光的反射、折射现象。
可见光不能穿过木板而X射线、γ射线却能穿过木板，我们知道X射线、γ射线所具有的能量都比可见光高，它们的穿透能力非常强。γ射线是从原子核中射出的，它应该比可见光更能靠近原子核，穿透力也应该更强（如图三，图中圆心表示原子核，圈圈表示能级或电子的运动轨迹）。射线（包括光）穿过物质实质上是穿过原子核周围电子的运动空间，射线能否穿过物质不仅取决于其所具有的能量，还取决于组成物质的原子的种类、排列以及原子间的相互作用力。我们知道γ射线很难穿透铅块，因为铅原子对γ射线的作用力非常大，γ射线在穿过铅原子时很容易弯曲或被吸收、转化，因此γ射线很难穿过。
光穿过介质（即原子的空间、原子核之间的空间）光有可能被原子反射、折射，也有可能被原子吸收转化成其他光子（其他辐射）。例如当太阳光照射到木板上时，我们会感觉到木板发热，木板中的原子把太阳光转化成热辐射，当然木板中的原子也把一部分太阳光反射出去。
1909—1911年英国物理学家卢瑟福用高速α粒子射穿金箔（如图8），在穿过金箔时部分α粒子运动方向改变了。卢瑟福认为：原子核所占原子的空间是非常小的，原子核带正电，大部分α粒子在穿过金属箔时距离原子核很远；只有极少数α粒子从原子核附近飞过，明显地受到原子核的斥力而发生大角度散射。
1927年有物理学家用高速电子射穿铝箔，形成了一圈圈明暗相间的圈纹(如图1），人们认为电子发生了衍射。
同样是用高速粒子射穿金属箔，为什么一个说“散射”，一个又说“衍射”？我认为出现这种物理现象的原因是一样的。
α粒子带正电，当它靠近带正电的原子核时受到原子核的斥力作用运动方向发生改变。电子虽带负电。但高能电子也不能靠得很近带正电的原子核。要不然高能电子撞在金属原子核上，原子核将变成一团中子。我们知道这是不可能的。
电子在原子核周围是有规则地排布的。电子靠近原子核原子会放出光子，即电子跃迁。当高速电子穿过金属箔时，有些高速电子进入了原子的空间场。打乱了原子的平衡，原子不会让这些“入侵者”待在其空间里。所以原子会赶出（排斥）这些“入侵者”。由于电子是高速运动的，所以原子只改变了电子的运动方向。这种改变使电子有规则地运动，形成一圈圈明暗相间的圈纹。物质波学说认为：电子发生了衍射。既然电子具有波动性，那么振幅是多少。电子是不能随意靠近或远离原子核的。
当我们仔细观察电子的“衍射”图像时，我们将会发现亮圈纹的大小、距离并没有什么规则。（如图1）而水波形成的衍射波峰与波谷的大小、距离是有规则的。只要我们仔细地想象一下在原子的场中发生了什么，我们就有理由说：高速电子没有波动性。电子怎么能顺利地穿过原子的场呢？电子在穿过铝箔时一定经过原子场，电子不可能不受到力的作用，电子有可能被弹出，也有可能被吸引弯曲，这样就形成了所谓的电子衍射图样。我们不能用电子产生的现象来推出电子的本质。我们应该重点考虑电子在穿过铝箔是否受到力的作用。
电子束穿过铝箔电子受到铝原子的作用就象图8中的α粒子一样。尽管电子与α粒子带电相反，但不能说电子穿过铝原子的空间（原子里的电子运动的空间范围或能级范围）不受任何影响。电子受到铝原子的作用有规则地弯曲，形成了图1的圈纹。
在光电效应中光子的能量越高越容易击出电子，击出的光子动能越大，在前面我们已经知道光子的能量越高越容易靠近原子核，想像一下：一个光子刚靠近原子场就被原子弹出去（或被吸收）它又怎能产生光电效应呢？
如图10A，在P1点出现暗条纹（图11、图12中的暗带），光的波动论认为：两列光波到达P1点的路程不相同。两列波的波峰（或波谷）就不一定同时到达P1点。如果路程差d正好是半个波长，那么当一列波的波峰到达P1点时，另一列波正好在这里出现波谷。这时两列波叠加的结果是互相削弱，于是在P1处出现暗条纹。按光的波动论所说在P1不是没有光子到达,而是光子以不同形式到达相互削弱了。
如果真如光波动学所说，那么挡住S1或S2在P1处将出现明条纹。我认为这是不可能的。挡住S1或S2在P1点仍然是暗条纹，不可能出现明条纹。因为在P1点根本没有光子到达。波动论认为S1、S2好比两个光源，如果我们在S1、S2处各装上一盏发出相同颜色的光的灯，这将会出现什么样的情况呢？按照光的波动论所说在屏上应该出现明暗相间的条纹，在P1处还是暗条纹。事实上这是不可能的。开两盏灯的房间总比开一盏灯的房间亮。如果我们只挡住S1，用笔来标记住S2产生的亮条纹，然后又只挡住S2，用笔标记住S1产生的亮条纹，最后两个都不挡也用笔标记住亮条纹（三次标记都用不同颜色的笔）。我想我们将会发现从S1、S2发出的光是互不相干的。由于实验条件我没有做过这个实验,这只是我的预言.这个实验足可以证明光没有波动性。
按光的波动论：在P1点（图11、图12中出现暗带的地方）不是没有光子到达，而是光子以不同的形式到达相互叠加削弱了。光子怎么会相互削弱呢？光子怎么没有反射入我们的眼睛呢？我认为在P1点（图11、图12中出现暗带的地方）根本没有光子到达，出现暗条纹不是光子叠加而是没有光子到达。
如图14为红光的“衍射”图按光的波动论衍射条件：狭缝的宽度尺寸跟光的波长或比波长更小时，光波才能产生明显的衍射现象。红光的波长在620 nm到770 nm之间，可图14中的最小宽度0.1mm=100000 nm已远比620nm大，怎么有可能产生衍射呢？在这里光没有沿直线传播是因为光子受到原子的作用有规则地弯曲。
单缝衍射中也出现暗条纹，我认为这些暗条纹都是没有光子到达，这是因为光穿过缝时受到原子的作用有规则地弯曲的结果，这使得有些地方没有光子到达，形成明暗相间的条纹。
在光的波动论中光的衍射、干涉光都没有沿直线传播，光波动论用波来解释光的这种现象。“衍射”、“干涉”都涉及到光的弯曲，光怎么会轻易弯曲呢？我认为光弯曲是因为受到原子的作用——光有规则地弯曲。电子束穿过铝箔形成的图样（图1）也是因为受到原子的作用——有规则地弯曲。我认为光没有波动性，我们不能用光产生的现象来定义光的本质，而应该考虑光的弯曲，光受到什么作用而弯曲。
光穿过三棱镜变成了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光（如图9）人们认为白光是由各种单色光组成的复色光。一个白光光子是由七种颜色的光光子组成的吗？如果真如此那么七种颜色的光光子的能量加起来一定等于一个白光光子的能量。事实上这是不可能的，七种颜色的光光子的能量加起来一定大于一个白光光子的能量，可见光从红光到紫光（包括白光在内）能量最高的是紫光，按理说紫光由其他几种单色光光子组成才对。那么白光穿过三棱镜后为什么产生七种颜色的光呢？当我们在三棱镜一侧——光射出面放上一块三棱镜——组成一个六面体，此时光射入面与射出面平行，射出光线与射入光线也平行且白光没有变成七种颜色的光。问题就出在白光射出的一瞬间，射入面与射出面的原子排列不同，光子前后受到的原子的作用力方向不同，所以白光在射出的一瞬间变成了七种颜色的光。三棱镜就像一台特殊的机器一样把白光光子组装其他颜色的光子，在此白光受到了原子的作用。
在光的波动论中可见光的波长在400 nm到770nm之间，而我们知道空气分子（由氮分子、氧分子等组成）的距离为4nm，4nm远比400 nm小。按波的衍射条件，白光等穿过空气应该很容易产生衍射——天空将使五颜六色的，但实际的天空并不是这样。当太阳光（白光）穿过空气时有些光子会撞向空气分子，白光不可能不受到空气分子的作用，只是空气分子只改变白光的运动方向（即折射、反射）而不改变其能量的大小（即不把白光转换成其他颜色的光）。
让我们看看氯气吧，氯气分子的距离也是4nm，可见白光（太阳光）的照射下氯气显黄绿色即白光穿过氯气时氯气分子把白光转换成黄绿色。氯气分子与氮气分子、氧气分子只是原子（元素）不同，白光穿过它们时也就受到了不同的作用力，产生的结果也就不同。
如图四，黑点表示原子核，波浪线表示光子的运动路线。从图可看出蓝光比红光“速度小”。由于红光子不能太靠近原子核（相对于蓝光子），被弹到另一个原子场里又被弹出（被原子反射出）……如此反复，光子的运动路线变长了，计算出来的速度变小了。光子在介质中（原子场中）不可能不受力的作用。可见光在穿过介质时可能沿着一条“光通道”运动。“光通道”在两个原子核之间。“光通道”使得光子沿什么角度射入又沿什么角度射出。
由于蓝光比红光的能量更大，蓝光比红光更能靠近原子核，蓝光的“光通道”比红光更宽，所以在同一介质中蓝光运动的路线更长，计算出来的速度更小 。
光的波动论为什么能用波长、频率说明光？这是因为波长、频率与光子的能量有着很多对应关系。我们只用能量就能解释所有的问题。关于E=hν公式中的ν就把它当作一把尺子吧，红光子、绿光子等都有它特定的位置——对应的长度。
当光照射到物体时，光子会受到原子的作用，原子会使光在原子的空间里（原子里的电子运动的空间范围或能级范围）弯曲即产生光的反射、折射、色散等，原子也会吸收光子或把光子转化成其他光子。对于同一种光子受原子的作用大小一般取决于原子核力（原子核质量）原子核力越大受到的作用力越大，也取决于原子的相互结合形式、原子的空间排列。对于同一种原子（同一原子结构）的空间光子能量越大越不容易受到作用，越容易穿透（这里的光子包括“电磁波”、可见光、γ射线等）。
总结前人的理论知识和实验基础我认为光没有波动性，也没有物质波，我们误解了光的某些现象。
我叫梁国研(男) 广西贵港市港南区新塘乡人 生于1986年5月21日安徽合肥包河大道268号安徽职业技术学院机制622班235信箱 梁国研（学生）（230051）E-mail: sai.521@163.com zirong.52186@yahoo.com.cn QQ：505483257电话：0551-3450631
参考文献http://forrootbasic.51.net/wytk/dcyg/gybdxdyxsk/gygdbdxdsk.htm
2008年9月12日星期五
2008年9月11日星期四
欧洲大型强子对撞机即将启用
9月10日，世界上最大、能量最高的粒子加速器——欧洲大型强子对撞机（LHC）即将在瑞士日内瓦启用。图为2007年3月22日拍摄的大型强子对撞机部件的资料照片
欧洲核研究组织(CERN)的大型强子对撞器(Large Hadron Collider，LHC)将北京时间9月10日下午15时30分启动模拟宇宙大爆炸实验。有人担心撞击实验可能造成灾难性后果，顿时，世界末日论传言四起。
据星岛环球网报道，在这个大型强子对撞器内那条27公里长的圆形隧道，超导磁铁会把质子和离子，加速至接近光速，然后相撞，在极细微空间爆发十万倍太阳温度的超级高温。这一刻就像宇宙大爆炸之后，释放大量能量和基本粒子，冷却后形成组成物质的质子和中子。
据悉，史上最大的强子撞击器LHC，坐落在瑞士和法国边界山脉深入46米至150米地底，从构想到建成历时近20年，花了60亿瑞士法郎，吸引80个国家5000名科学家参与。
ATLAS(ATLAS是一台巨型数字照相机，能够拍摄质子间6亿次碰撞的照片)发言人彼得-詹尼(Peter Jenni)说：“我们将进入物理学的全新领域。10日是一个非常重要的里程碑。”
ATLAS是安装在环形隧道上的4个巨大实验室中的一个，附在环形隧道周围的探测器将监视撞击过程。
有人担心撞击实验可能造成灾难性后果，或制造出小型黑洞吞噬地球，或产生出理论中的奇异夸克团(strangelet)，令地球异变，末日论四起
据星岛环球网报道，在这个大型强子对撞器内那条27公里长的圆形隧道，超导磁铁会把质子和离子，加速至接近光速，然后相撞，在极细微空间爆发十万倍太阳温度的超级高温。这一刻就像宇宙大爆炸之后，释放大量能量和基本粒子，冷却后形成组成物质的质子和中子。
据悉，史上最大的强子撞击器LHC，坐落在瑞士和法国边界山脉深入46米至150米地底，从构想到建成历时近20年，花了60亿瑞士法郎，吸引80个国家5000名科学家参与。
ATLAS(ATLAS是一台巨型数字照相机，能够拍摄质子间6亿次碰撞的照片)发言人彼得-詹尼(Peter Jenni)说：“我们将进入物理学的全新领域。10日是一个非常重要的里程碑。”
ATLAS是安装在环形隧道上的4个巨大实验室中的一个，附在环形隧道周围的探测器将监视撞击过程。
有人担心撞击实验可能造成灾难性后果，或制造出小型黑洞吞噬地球，或产生出理论中的奇异夸克团(strangelet)，令地球异变，末日论四起
导语：北京时间8月28日消息，欧洲核子研究中心已于8月7日宣布将于9月10日启动大型强子对撞机(LHC)。这个世界上最大的机器，除了为有望揭开宇宙起源的奥秘，还将揭开哪些谜团呢？以下就是欧洲核子研究中心网站上披露的有关信息。
过去几十年来，物理学家不断在细节上加深对构成宇宙的基本粒子及其交互作用的了解。了解的加深让粒子物理学的“标准模型”变得更为丰满，但这个模型中仍存在缝隙，以至于我们无法绘制一幅完整的图画。为了帮助科学家揭示粒子物理学上这些关键性的未解之谜，需要大量实验数据支持，大型强子对撞机便担负起“数据提供者”的角色，这也是非常重要的一个步骤。大型强子对撞机能够将两束质子加速到空前的能量状态而后发生相撞，此时的撞击可能带来意想不到的结果，绝对是任何人都无法想象的。
牛顿未完成的工作——什么是质量？
质量的起源是什么？为什么微小粒子拥有质量，而其它一些粒子却没有这种“待遇”？对于这些问题，科学家到现在也没有找到一个确切答案。最有可能的解释似乎可以在希伯斯玻色子身上找到。希伯斯玻色子是“标准模型”这一粒子物理学理论中最后一种尚未被发现的粒子，它的存在是整个“标准模型”的基石。早在1964年，苏格兰物理学家彼得·希格斯(Peter Higgs)便首次预言存在这种粒子，但迄今为止，科学家仍未见过它的庐山真面目。
ATLAS 和 CMS实验将积极寻找这种难于捉摸的粒子存在迹象。
一个“看不见”的问题——96%的宇宙由什么构成？
我们在宇宙中看到的一切——从小蚂蚁到巨大的星系——都是由普通粒子构成的。这些粒子被统称为物质，它们构成了4%的宇宙。余下的部分据信由暗物质和暗能量构成，对它们进行探测和研究的难度不可想象。研究暗物质和暗能量的性质是当今粒子物理学和宇宙学面临的最大挑战之一。
ATLAS 和 CMS实验将寻找超级对称的粒子，用于验证一种与暗物质构成有关的假设。
大自然的偏好——为什么找不到反物质？
我们生活在一个由物质构成的世界，宇宙万物——包括我们人类在内都是由物质构成的。反物质就像物质的一个孪生兄弟，但它却携带相反电荷。在宇宙诞生时，“大爆炸”产生了相同数量的物质和反物质。然而，一旦这对孪生兄弟碰面，它们就会“同归于尽”，并最终转换成能量。不知何故，少量物质幸存下来，并形成我们现在生活的宇宙，而它的孪生兄弟反物质却几乎消失得无影无踪。为什么大自然不能一碗水端平，平等对待这对孪生兄弟呢？
LHCb实验将寻找物质与反物质之间的差异，帮助解释大自然为何如此偏向。此前的实验已经观察到两者之间的些许不同，但迄今为止的研究发现还不足以解释宇宙中的物质和暗物质为何在数量上呈现出明显的不均衡。
“大爆炸”的秘密——物质在宇宙诞生后的第一秒呈什么状态？
构成宇宙万物的物质据信来源于一系列密集而炽热的基本粒子。现在宇宙中的普通物质由原子构成，原子拥有一个由质子和中子构成的核子，质子和中子都是被称之为“胶子”的其它粒子束缚夸克形成的。这种束缚非常强大，但在最初的宇宙，由于温度极高加之能量巨大，胶子很难将夸克结合在一起。也就是说，这种束缚似乎是在“大爆炸”发生后的最初几微秒内形成的，此时的宇宙拥有一个由夸克和胶子构成的非常炽热而密集的混合物，也就是所说的“夸克-胶子等离子体”。
ALICE实验将利用大型强子对撞机模拟大爆炸发生后的原始宇宙形态，分析夸克-胶子等离子体的性质。
隐藏的世界——空间的额外维度真的存在吗？
根据爱因斯坦广义相对论，人类生存的三维空间加上时间轴即构成所谓四维空间。后来的理论认为，可能存在拥有隐藏维度的空间。弦理论便暗示额外的空间维度尚未被人类观察到，它们似乎会在高能条件下显现出来。基于这种推测，科学家将对所有探测器获得的数据进行仔细分析，以寻找额外维度存在迹象。
过去几十年来，物理学家不断在细节上加深对构成宇宙的基本粒子及其交互作用的了解。了解的加深让粒子物理学的“标准模型”变得更为丰满，但这个模型中仍存在缝隙，以至于我们无法绘制一幅完整的图画。为了帮助科学家揭示粒子物理学上这些关键性的未解之谜，需要大量实验数据支持，大型强子对撞机便担负起“数据提供者”的角色，这也是非常重要的一个步骤。大型强子对撞机能够将两束质子加速到空前的能量状态而后发生相撞，此时的撞击可能带来意想不到的结果，绝对是任何人都无法想象的。
牛顿未完成的工作——什么是质量？
质量的起源是什么？为什么微小粒子拥有质量，而其它一些粒子却没有这种“待遇”？对于这些问题，科学家到现在也没有找到一个确切答案。最有可能的解释似乎可以在希伯斯玻色子身上找到。希伯斯玻色子是“标准模型”这一粒子物理学理论中最后一种尚未被发现的粒子，它的存在是整个“标准模型”的基石。早在1964年，苏格兰物理学家彼得·希格斯(Peter Higgs)便首次预言存在这种粒子，但迄今为止，科学家仍未见过它的庐山真面目。
ATLAS 和 CMS实验将积极寻找这种难于捉摸的粒子存在迹象。
一个“看不见”的问题——96%的宇宙由什么构成？
我们在宇宙中看到的一切——从小蚂蚁到巨大的星系——都是由普通粒子构成的。这些粒子被统称为物质，它们构成了4%的宇宙。余下的部分据信由暗物质和暗能量构成，对它们进行探测和研究的难度不可想象。研究暗物质和暗能量的性质是当今粒子物理学和宇宙学面临的最大挑战之一。
ATLAS 和 CMS实验将寻找超级对称的粒子，用于验证一种与暗物质构成有关的假设。
大自然的偏好——为什么找不到反物质？
我们生活在一个由物质构成的世界，宇宙万物——包括我们人类在内都是由物质构成的。反物质就像物质的一个孪生兄弟，但它却携带相反电荷。在宇宙诞生时，“大爆炸”产生了相同数量的物质和反物质。然而，一旦这对孪生兄弟碰面，它们就会“同归于尽”，并最终转换成能量。不知何故，少量物质幸存下来，并形成我们现在生活的宇宙，而它的孪生兄弟反物质却几乎消失得无影无踪。为什么大自然不能一碗水端平，平等对待这对孪生兄弟呢？
LHCb实验将寻找物质与反物质之间的差异，帮助解释大自然为何如此偏向。此前的实验已经观察到两者之间的些许不同，但迄今为止的研究发现还不足以解释宇宙中的物质和暗物质为何在数量上呈现出明显的不均衡。
“大爆炸”的秘密——物质在宇宙诞生后的第一秒呈什么状态？
构成宇宙万物的物质据信来源于一系列密集而炽热的基本粒子。现在宇宙中的普通物质由原子构成，原子拥有一个由质子和中子构成的核子，质子和中子都是被称之为“胶子”的其它粒子束缚夸克形成的。这种束缚非常强大，但在最初的宇宙，由于温度极高加之能量巨大，胶子很难将夸克结合在一起。也就是说，这种束缚似乎是在“大爆炸”发生后的最初几微秒内形成的，此时的宇宙拥有一个由夸克和胶子构成的非常炽热而密集的混合物，也就是所说的“夸克-胶子等离子体”。
ALICE实验将利用大型强子对撞机模拟大爆炸发生后的原始宇宙形态，分析夸克-胶子等离子体的性质。
隐藏的世界——空间的额外维度真的存在吗？
根据爱因斯坦广义相对论，人类生存的三维空间加上时间轴即构成所谓四维空间。后来的理论认为，可能存在拥有隐藏维度的空间。弦理论便暗示额外的空间维度尚未被人类观察到，它们似乎会在高能条件下显现出来。基于这种推测，科学家将对所有探测器获得的数据进行仔细分析，以寻找额外维度存在迹象。
据国外媒体报道，大型强子对撞机项目负责人25日表示，相关测试进行顺利，这为下月启动的上演地下迷你版“宇宙大爆炸”的实验扫清了障碍。
欧洲核子研究组织(CERN)的林·埃文斯(Lyn Evans)上周末表示，利用地下大型强子对撞机(LHC)进行的粒子撞击实验将持续几个月和几年时间，与撞击实验有关的测试进行得非常顺利。埃文斯是负责设计建造大型强子对撞机的国际科学家小组领导人，他说：“从第一次尝试将质子束导入大型强子对撞机的那一刻起，我们就期待着能够有一次完美成功。”
最终测试包括将一束能量粒子从加速器抽运到对撞机27公里(17英里)长的质子束管，并让它们沿逆时针方向在管内运行大约3公里(2英里)。大型强子对撞机位于侏罗山和日内瓦湖之间的法国与瑞士版图地下深处。欧洲核子研究组织表示，8月初在大型强子对撞机内进行的一次顺时针实验最终以成功告终。
按照计划，大型强子对撞机小组将于9月10日沿一个方向将一个完整的粒子束导入对撞机的质子束管，此举无疑是年底上演的沿两个方向导入粒子束使其发生撞击的一个前奏。两个粒子束将以光速运行并最终相撞，欧洲核子研究组织和世界各地实验室的科学家将通过计算机对撞击过程进行监视，希望可以发现一种让生命变成可能的粒子。
这个难于捉摸的粒子被称之为“希格斯玻色子”，是以苏格兰物理学家彼得·希格斯(Peter Higgs)的名字命名的，他于大约50年前首次预言这种粒子一定存在。科学家认为，希格斯玻色子就是将物质结合在一起的神秘因素。
绝大多数科学家认为，“大爆炸”是宇宙不断扩张的唯一解释。欧洲核子研究组织的科学家小组相信，再现这一瞬间可让他们目睹恒星和行星如何在随后出现的原始混沌状态中产生。虽然在欧洲核子研究组织大型强子对撞机的一个“前辈”内进行的捕捉“大爆炸”瞬间的努力，以及在美国进行的另一次实验均以失败告终，但科学家还是自信地认为，随着以大型强子对撞机为代表的技术取得巨大飞跃，曾经的失败将最终成为“成功之母”。
现年79岁的希格斯是爱丁堡大学的一名教授，作为一个坚定的无神论者，他坚决反对将自己预言的玻色子称之为“上帝粒子”的想法。希格斯认为，一旦粒子束在大型强子对撞机内发生撞击，希格斯玻色子将马上出现。他在年初拜访欧洲核子研究组织时说：“如果情况不是这样，我一定会非常非常困惑的。”
欧洲核子研究组织(CERN)的林·埃文斯(Lyn Evans)上周末表示，利用地下大型强子对撞机(LHC)进行的粒子撞击实验将持续几个月和几年时间，与撞击实验有关的测试进行得非常顺利。埃文斯是负责设计建造大型强子对撞机的国际科学家小组领导人，他说：“从第一次尝试将质子束导入大型强子对撞机的那一刻起，我们就期待着能够有一次完美成功。”
最终测试包括将一束能量粒子从加速器抽运到对撞机27公里(17英里)长的质子束管，并让它们沿逆时针方向在管内运行大约3公里(2英里)。大型强子对撞机位于侏罗山和日内瓦湖之间的法国与瑞士版图地下深处。欧洲核子研究组织表示，8月初在大型强子对撞机内进行的一次顺时针实验最终以成功告终。
按照计划，大型强子对撞机小组将于9月10日沿一个方向将一个完整的粒子束导入对撞机的质子束管，此举无疑是年底上演的沿两个方向导入粒子束使其发生撞击的一个前奏。两个粒子束将以光速运行并最终相撞，欧洲核子研究组织和世界各地实验室的科学家将通过计算机对撞击过程进行监视，希望可以发现一种让生命变成可能的粒子。
这个难于捉摸的粒子被称之为“希格斯玻色子”，是以苏格兰物理学家彼得·希格斯(Peter Higgs)的名字命名的，他于大约50年前首次预言这种粒子一定存在。科学家认为，希格斯玻色子就是将物质结合在一起的神秘因素。
绝大多数科学家认为，“大爆炸”是宇宙不断扩张的唯一解释。欧洲核子研究组织的科学家小组相信，再现这一瞬间可让他们目睹恒星和行星如何在随后出现的原始混沌状态中产生。虽然在欧洲核子研究组织大型强子对撞机的一个“前辈”内进行的捕捉“大爆炸”瞬间的努力，以及在美国进行的另一次实验均以失败告终，但科学家还是自信地认为，随着以大型强子对撞机为代表的技术取得巨大飞跃，曾经的失败将最终成为“成功之母”。
现年79岁的希格斯是爱丁堡大学的一名教授，作为一个坚定的无神论者，他坚决反对将自己预言的玻色子称之为“上帝粒子”的想法。希格斯认为，一旦粒子束在大型强子对撞机内发生撞击，希格斯玻色子将马上出现。他在年初拜访欧洲核子研究组织时说：“如果情况不是这样，我一定会非常非常困惑的。”
2008年9月9日星期二
测量超导薄膜表面电阻的方法及其装置
南开大学的阎少林、张旭和冯洪辉，于2004年5月在中国专利局申请了该专利，并于2005年2月公开发表。
本发明涉及一种测量表面电阻的方法及其装置，用于检测金属材料、超导薄膜材料、尤其是用于检测高温超导薄膜材料的表面电阻的方法及测量装置，属于电子技术领域。它采用了一端短路而另一端处于开放状态的介质加载谐振器。通过分别对两个材料相同、长度一样、直径不等的介质圆柱组成的微波介质加载谐振腔的测量，可以确定除测试样品以外其它损耗所对应的系统品质因数值Qr，进而对被测样品进行测量，可得到被测样品的表面电阻Rs。测量过程简单、快捷、测试结果精度高，解决了以往测量表面电阻的局限性，如测量样品被破坏，或测量中需要多片样品，或测量中需要依赖校准件。实现了非损伤性单片超导薄膜表面电阻的绝对测量。
本发明涉及一种测量表面电阻的方法及其装置，用于检测金属材料、超导薄膜材料、尤其是用于检测高温超导薄膜材料的表面电阻的方法及测量装置，属于电子技术领域。它采用了一端短路而另一端处于开放状态的介质加载谐振器。通过分别对两个材料相同、长度一样、直径不等的介质圆柱组成的微波介质加载谐振腔的测量，可以确定除测试样品以外其它损耗所对应的系统品质因数值Qr，进而对被测样品进行测量，可得到被测样品的表面电阻Rs。测量过程简单、快捷、测试结果精度高，解决了以往测量表面电阻的局限性，如测量样品被破坏，或测量中需要多片样品，或测量中需要依赖校准件。实现了非损伤性单片超导薄膜表面电阻的绝对测量。
南开大学的阎少林、张旭和冯洪辉，于2004年5月在中国专利局申请了该专利，并于2005年2月公开发表。
本发明涉及一种测量表面电阻的方法及其装置，用于检测金属材料、超导薄膜材料、尤其是用于检测高温超导薄膜材料的表面电阻的方法及测量装置，属于电子技术领域。它采用了一端短路而另一端处于开放状态的介质加载谐振器。通过分别对两个材料相同、长度一样、直径不等的介质圆柱组成的微波介质加载谐振腔的测量，可以确定除测试样品以外其它损耗所对应的系统品质因数值Qr，进而对被测样品进行测量，可得到被测样品的表面电阻Rs。测量过程简单、快捷、测试结果精度高，解决了以往测量表面电阻的局限性，如测量样品被破坏，或测量中需要多片样品，或测量中需要依赖校准件。实现了非损伤性单片超导薄膜表面电阻的绝对测量。
本发明涉及一种测量表面电阻的方法及其装置，用于检测金属材料、超导薄膜材料、尤其是用于检测高温超导薄膜材料的表面电阻的方法及测量装置，属于电子技术领域。它采用了一端短路而另一端处于开放状态的介质加载谐振器。通过分别对两个材料相同、长度一样、直径不等的介质圆柱组成的微波介质加载谐振腔的测量，可以确定除测试样品以外其它损耗所对应的系统品质因数值Qr，进而对被测样品进行测量，可得到被测样品的表面电阻Rs。测量过程简单、快捷、测试结果精度高，解决了以往测量表面电阻的局限性，如测量样品被破坏，或测量中需要多片样品，或测量中需要依赖校准件。实现了非损伤性单片超导薄膜表面电阻的绝对测量。
量子物理的最新进展：三重自旋超导电流
据PhysOrg网2月15日消息，美国布朗大学和阿拉巴马大学的科学家首次研制出通过铁磁体的远距离三重自旋超导电流，这不但颠覆了量子物理学的经典理论，而且将对电子自旋学的研究产生深远影响。
超导是在无电阻条件下传输电流，在粒子加速器、核磁共振仪以及悬浮列车等领域有广泛的应用前景。在量子物理理论中，传统的超导现象不会在铁磁体中发生。当电子穿过这些晶体材料时，会重新排列恢复电阻。然而，科学家的确观察到通过铁磁体的超导电流，只是传输距离极短。
现在，布朗大学物理学教授肖刚等科学家解决了这一问题，研制出通过特殊铁磁体的三重自旋超导电流。据介绍，研究的实验系统转换成对电子自旋，使之在新的磁体内部以三种量子状态存在。标准的电子角动量有上旋和下旋，也有一种中间态。尽管铁磁体内的三重自旋转换在理论上可行，但肖刚等进行的研究首次提供了这种现象的实验证据。
科学家也证明这种电流能相对长距离传输。以前的实验中，电流能够穿过夹在超导体中间的铁磁体，但超导体间的空隙只有一纳米。在新的系统下，间隙能够达到300纳米。肖刚教授对这一结果非常满意。他说，这项研究一直被认为是不可能的，但物理学家的答案里永远没有“不”字。他们用了八年时间完善铁磁体的研制，这种黑色磁铁约有邮票大小，只有1000个原子那么厚。为制成这种铁磁体，研究人员加热氧化铬使之气化，再将蒸气传到氧化钛薄膜上，在钛材料上包被单晶体层。然后荷兰代夫特科技大学的科学家将十二个微小的超导电极置于铁磁体上端，再用电子束切割电极，创造出300纳米的间隙。最后科学家对系统进行试验来测量电流的流动。
肖教授希望这种新型的铁磁体能够用于炙手可热的“自旋电子学”研究，开发出速度更快、结构更小、价廉物美的计算机存储和处理元件，未来的“量子计算机”不但计算速度惊人，还将广泛应用于许多的商业领域。
研究成果刊登于最新一期的《自然》杂志上。
英文原文链接参见：http://www.physorg.com/news10903.html文章来源：中国科技信息网 点击数：2793 录入时间：2006-2-17
新能源之困
甜高粱燃料乙醇起步之困
21世纪网 供稿 发表日期：2008-8-7 点击次数:414
近日，有报道称，中粮集团甜高粱燃料乙醇项目已暂停。
8月6日，记者就该项目暂停一事采访中粮集团时，其生化能源事业部研发部工程师邓立康告诉记者，“该项目还在探讨过程中，中粮要继续推动下去。不可否认该项目产业化风险大。”
而一位业内人士则明确告诉记者，中粮已经放弃该项目，“中粮与英国BP本来做了一个很大的甜高粱燃料乙醇的规划，来我这里谈过几次，但现在已经不做了。”
实际上，中石油等国企巨头们曾意欲在甜高粱燃料乙醇项目中有所作为，但至今仍无斩获。而民营企业也遇到了“门槛”。
央企尚无斩获
作为燃料乙醇的一种原料，甜高粱在《可再生能源发展“十一五”规划》中，被列为生物液体燃料的第一个来源。
中国可再生能源学会副理事长王孟杰告诉记者，甜高粱的乙醇亩产量很高，每亩甜高粱每天合成的碳水化含物可产3.2升酒精，而玉米只有1升，小麦为0.5升，粮用高粱为0.6升。国金证券分析师刘波也称，甜高粱杆在众多的乙醇生产原料中，成本最低。
据公开资料显示，2007年春天，中粮集团、BP公司曾召集山东省阳信、河北省黄骅市、内蒙古五原县的相关人士召开了“中粮－BP公司甜高粱制生物乙醇项目农艺试验落实及技术培训会”，同时在内蒙投资130万元做甜高粱的固态发酵试验。
中粮拟投资15亿元的河北衡水燃料乙醇项目因粮食燃料乙醇被叫停后，也将目光投向河北黄骅的甜高粱作物。
一年之后，中粮称“与河北黄骅并没有正式接触过”。真实情况如何？不得而知。
事实上，先前在甜高粱燃料乙醇项目中投入的中石油、中海油、中石化，至今仍无斩获。
“三大石油公司分别在河北、苏北、新疆都有甜高粱项目，据我所知都还在试验阶段，离产业化尚有距离。”一位甜高粱方面的专家告诉记者。
记者从运营苏北项目的中石油吉林燃料乙醇有限公司得到的情况印证了这一说法。“我们种了五六百亩甜高粱，去年12月试生产了几吨，结果只得到乙醇含量为20%多的淡酒。今年又多种了几百亩，冬天的时候会再试一次。”该公司一名员工接受采访时说。达标的燃料乙醇酒精含量应为99.5%。
国金证券分析师刘波认为，“由于甜高粱的季节性和运输问题，企业规模做不大，因此三大石油公司和中粮这样的大国企经营甜高粱项目的可能性很小。”
据了解，每3.2吨粮食可产1吨乙醇，而同样的乙醇却需要18吨甜高粱秆，运输量很大。
另一位经营甜高粱燃料乙醇工厂的业内人士认为，“经营甜高粱项目要与农民打交道，意味着要指导农民种甜高梁，再从他们手里收购。大国企不善此道。”
民企怯步
另一方面的情形是，能够做到这一点的企业却迟迟不能开工。
“如果有政策，我都已经赚回一个工厂了。”一位在甜高粱项目投资4000万的民企老板告诉记者。
这位老板做甜高粱燃料乙醇已经第五个年头了，虽然他的工厂第二年就能生产出纯度为95%以上的乙醇，但该厂至今没有正式开工。
原因是，每生产一吨乙醇，这位老板就要赔500元至1000元人民币。
“我们没有国家发放的生产配额，中石油中石化是不会收购的。一旦生产我们只能卖出食用乙醇的市场价，4500块钱一吨，而我们所需的甜高粱秆就要花掉4000多块钱。”上述民企老板称，“我们现在的愿望是，只要国家给我们配额，让我们卖出燃料乙醇的价格，加上副产品的收入也能赢利，但我们看不到希望啊。”
该老板告诉记者，据他了解的情况，现在具备甜高粱燃料乙醇生产能力的企业全国不到3家，而且都停产待工。“如果一两年内公司不能入围国家的配额，那我只有两个选择：封厂或者改为食用酒精厂”，该老板已经有些灰心。
国家可再生能源的发展目标是，到2010年增加非粮原料燃料乙醇年利用量200万吨。但据较为乐观的估计，截止到2008年，以甜高粱为原料的燃料乙醇还不到10万吨。而另一种非粮乙醇原料也遇到了问题。
“前两年，木薯燃料乙醇还有赢利空间，但现在木薯的价格从三四百块钱一吨涨到500多，做乙醇已经没有利润可言了。”刘波对记者说。
发布：苏郁洁
纤维素、微生物产生物乙醇新技术
日本Gekkeikan公司发展了一项由纤维素生产乙醇的新技术，这项技术中只使用微生物对不可食用的植物进行发酵，研究的第一步是通过固体培养曲霉产生大量的纤维素酶。
公司宣称，他们将产生纤维素降解酶的基因转入曲霉中，同时在曲霉染色体上发现了一段启动子序列，可以大量增加这种酶的产量，Gekkeikan公司将具有这种基因的曲霉称为超级曲霉。
由纤维素生产生物乙醇的第一步是将纤维素降解为葡萄糖。因为纤维素化学性质比较稳定，结构复杂，所以现在使用的纤维素降解方法要添加硫酸，或者对其进行高温高压处理。这一过程需要大量的水溶解原材料，发酵后又需要多余的能量蒸馏提纯乙醇。
在日本的酿造厂中，首先在固态的大米中培育霉菌，产生的酶将米粉降解为葡萄糖，最后酵母发酵葡萄糖产生酒精。
Gekkeikan公司从这一过程得到启发，并且培育了新的可以固态培养，并且能将纤维素降解为葡萄糖的菌株。这一过程并不需要大量的水，同时，也节省了发酵后用于蒸馏的能量。
公司在2008年3月份培育了一株超级酵母菌，可以将水溶性纤维素降解为乙醇发酵需要的葡萄糖。在预处理过程将固态纤维素溶解为水溶性纤维素。超级霉菌和超级酵母可同时使用，首先由霉菌将纤维素降解为水溶性纤维素，然后由酵母将其发酵为酒精。
Gekkeikan公司表示将继续致力于超级霉菌生产纤维素酶产量的研究。
Gekkeikan公司和其合作者将在2008年8月27日到29日，日本生物技术学会召开的大会中公布其研究成果。
新型蛋白有望使全株植物生产油脂
密歇根州立大学的科学家发现了一种新的叶绿体必需蛋白.这项发现使科学家可以设计在叶子、树干或者植物根部产油脂而不是只在种子中产油脂的新的作物。设计改造这种工程作物的实验已经开始：将一种耐寒的根部作物改造为油脂作物.
叶绿体是植物细胞中的一种特殊组分，通过光合作用将太阳光、二氧化碳和水转化为糖份和氧气。最新发现的蛋白质命名为rigalactosyldiacylglycerol 4或TGD4，为我们提供了一个了解叶绿素工作机制的途径。
在这个蛋白发现之前，没有人知道叶绿素的工作机制，这个新发现的蛋白质直接影响到光合作用和植物如何产生生物质和油脂——该项目的首席科学家、密歇根大学教授Christoph Benning说。
这项研究发表在2008年8月份的《Plant Cell》杂志上，文章中揭示了TGD4蛋白在植物产生叶绿素过程中的关键作用。没有这种蛋白的植物在它们生长到胚芽期之前就会死亡。然而经过遗传改造的蛋白会使植物的油脂贮存在错误的地方——不仅在种子中，还会在叶子、茎秆和根部。
脂质合成是生命中的一个重要方面，也是现在我们面临的最大问题之一 。明确脂质的生物化学合成途径将对应用植物生物学有很深远的影响，可以用于增加植物产量，或者使植物生产新的有用物质。——华盛顿州立大学教授John Browse说。
科学家如果了解了TGD4蛋白的作用机制，就有可能改造一种可用于专门生产生物柴油的新型植物。玉米、大豆等大部分生产生物柴油的植物都是在它们的种子中累积油脂。但是科学家发现如果TGD4蛋白功能失调，植物就会在其叶片中积累油脂。如果植物可以在叶片中贮存油脂，每株植物中就可能产生更多的油脂。
植物油是生产生物柴油的最好原料之一，热值高、容易提取和转化。但是大部分的油料作物亩产量相对较低，种子只能在一年中的某些固定时间收获。Benning希望改造的新的能源植物不仅可以生产更多的油脂，而且采收、转化更加方便。
Benning教授的团队首先对芜菁甘蓝进行生物学改造，使其变的富含油脂。研究者在芜菁甘蓝中插入了一个调节碳水化合物转化油脂的基因—wrinkled1。这么做的目的是希望可以是芜菁甘蓝的块茎中生产油脂而不是淀粉，从而将这种耐寒的块茎植物改造为适于在密歇根州种植的生物能源作物。研究者要在6个月之后才能知道这项改造会不会有作用。
http://www.qibebt.ac.cn/uploadfiles/pdf/2008/8/25/145126.pdf
Lesquerella：新型生物燃料原料
现在许多科学家都提倡用芥菜做颜料、柴油添加剂、润滑油等。美国田纳西州的一个研究小组也正在研究芥属植物Lesquerella作为能源植物的潜力。
Lesquerella (Lesquerella fendleri)生长在美国西南部和墨西哥的干旱、半干旱地区。植物的种子比苜蓿种子要稍微小一点，但是蕴含着丰富的能量,含有羟基脂肪酸。
Lesquerella的种子能做许多不同的产品，包括涂层及颜料中的聚合物，润滑油，并且可用在个人护理中。田纳西A&M大学、亚利桑那州大学、USDA农业研究中心，Terresolve技术中心等研究人员正合作从lesquerella籽油开发一种新的产品，并将其推向市场。研究人员从美国和墨西哥的野生lesquerella中收集种籽，将其用于项目研究中。团队也在研究如何提高植物中羟基脂肪酸的含量，他们已经发表了关于lesquerella对盐的耐受度的文章。
Lesquerella有许多其它种子植物所不具备的性质。籽油中含有天然的特殊分子(酸酐)，这些分子可在许多不同环境下增加籽油的流动性。当然，这些分子也使得Lesquerella籽油在寒冷的环境下比汽油具有更好的流动性。另外，研究显示lesquerella籽油中大量的羟基脂肪酸使其稳定性低于其他植物油。
能源部正在评估lesquerella籽油作为生物柴油添加剂的可能性。一个私人公司-国际谷物技术公司，计划将lesquerella籽油推向市场，这将在美国西南部增加很多lesquerella种植者。
专家们会见了美国亚利桑那州和得克萨斯州的种植者，制定了成功种植lesquerella的计划。在种植者和工业生产者的合作下也制定了生产预算，并且与其它作物的种植预算做了比较，结果显示lesquerella具有很高的种植价值。
巴西大力发展生物能源
巴西在生物能源的开发和利用方面一直居世界领先地位。作为一种可持续的清洁能源，生物能源有效弥补了传统能源的不足。
巴西１９７５年启动乙醇燃料发展计划，政府通过补贴、设置配额、统购乙醇燃料、调整价格以及行政干预等手段，鼓励民众使用乙醇燃料，并帮助企业从世界银行等国际金融机构获取贷款。政府还要求在人口超过１５００人的城镇中，加油站必须安装乙醇加油泵。汽油中添加乙醇燃料的比例也以法律形式确定。
在政府扶持下，巴西石油公司、圣保罗州蔗糖技术中心等机构一直在开展致力于提高乙醇生产效率的项目，包括研究各种甘蔗的基因及萃取技术。２０世纪８０年代中期，乙醇燃料的利用在巴西达到一个高峰，当时巴西每年生产的８０万辆汽车中，四分之三以上使用乙醇燃料发动机。
其后十余年里，由于巴西国内政治环境发生变化，国际市场上石油价格下跌，巴西国内乙醇燃料供应量急剧萎缩，但一些有远见的巴西企业和机构从未停止对替代能源的研发工作。进入２１世纪后，巴西乙醇的生产效率翻了３番，生产成本从每升０．６美元降至０．２美元左右，加上国际油价走高，乙醇燃料在巴西的再度推广在经济上变得可行。
２００３年，大众汽车（巴西）公司推出了首款“灵活燃料”汽车，可同时使用乙醇燃料和汽油，大获成功。包括通用和福特在内的其他汽车生产商也如法炮制。巴西政府还规定购买“灵活燃料”汽车可以减税，以充抵“灵活燃料”汽车因安装用于识别乙醇和汽油配比装置而增加的成本。目前，巴西销售的新车一半以上是这种汽车。
目前，巴西多家科研机构和高校还致力于研发生物柴油技术。蓖麻、棕榈、棉花、大豆、向日葵和玉米等可以大量生产的作物以及动物脂肪等都成为新型生物能源的原料。巴西最大的甘蔗乙醇生产集团德蒂尼不久前宣布，它已掌握从植物纤维素中提取乙醇的技术，将从２０１２年起正式利用植物纤维素作为原料生产乙醇，预计５年后具备日产５万升纤维素乙醇的能力。
巴西农牧业调查公司还从去年９月开始推广生物燃料“生态证书”，以评估生物能源给环境和粮食生产带来的冲击，保证经济的可持续发展。生产生物燃料的企业如果对森林乱砍滥伐或对土地使用不当，都无法获得此证书。
今年４月，巴西总统卢拉宣布，将在今后两年内增加大约５．６５亿美元资金用于农业科研，以加强巴西农业的竞争力，推动乙醇燃料和生物柴油的生产及推广。
根据巴西农业部的最新数据，巴西全国有８．５亿公顷土地，其中４．４４亿公顷可用于农业生产，而甘蔗和大豆的种植面积只占可耕地的５％，因此巴西生物能源的发展空间巨大。
21世纪网 供稿 发表日期：2008-8-7 点击次数:414
近日，有报道称，中粮集团甜高粱燃料乙醇项目已暂停。
8月6日，记者就该项目暂停一事采访中粮集团时，其生化能源事业部研发部工程师邓立康告诉记者，“该项目还在探讨过程中，中粮要继续推动下去。不可否认该项目产业化风险大。”
而一位业内人士则明确告诉记者，中粮已经放弃该项目，“中粮与英国BP本来做了一个很大的甜高粱燃料乙醇的规划，来我这里谈过几次，但现在已经不做了。”
实际上，中石油等国企巨头们曾意欲在甜高粱燃料乙醇项目中有所作为，但至今仍无斩获。而民营企业也遇到了“门槛”。
央企尚无斩获
作为燃料乙醇的一种原料，甜高粱在《可再生能源发展“十一五”规划》中，被列为生物液体燃料的第一个来源。
中国可再生能源学会副理事长王孟杰告诉记者，甜高粱的乙醇亩产量很高，每亩甜高粱每天合成的碳水化含物可产3.2升酒精，而玉米只有1升，小麦为0.5升，粮用高粱为0.6升。国金证券分析师刘波也称，甜高粱杆在众多的乙醇生产原料中，成本最低。
据公开资料显示，2007年春天，中粮集团、BP公司曾召集山东省阳信、河北省黄骅市、内蒙古五原县的相关人士召开了“中粮－BP公司甜高粱制生物乙醇项目农艺试验落实及技术培训会”，同时在内蒙投资130万元做甜高粱的固态发酵试验。
中粮拟投资15亿元的河北衡水燃料乙醇项目因粮食燃料乙醇被叫停后，也将目光投向河北黄骅的甜高粱作物。
一年之后，中粮称“与河北黄骅并没有正式接触过”。真实情况如何？不得而知。
事实上，先前在甜高粱燃料乙醇项目中投入的中石油、中海油、中石化，至今仍无斩获。
“三大石油公司分别在河北、苏北、新疆都有甜高粱项目，据我所知都还在试验阶段，离产业化尚有距离。”一位甜高粱方面的专家告诉记者。
记者从运营苏北项目的中石油吉林燃料乙醇有限公司得到的情况印证了这一说法。“我们种了五六百亩甜高粱，去年12月试生产了几吨，结果只得到乙醇含量为20%多的淡酒。今年又多种了几百亩，冬天的时候会再试一次。”该公司一名员工接受采访时说。达标的燃料乙醇酒精含量应为99.5%。
国金证券分析师刘波认为，“由于甜高粱的季节性和运输问题，企业规模做不大，因此三大石油公司和中粮这样的大国企经营甜高粱项目的可能性很小。”
据了解，每3.2吨粮食可产1吨乙醇，而同样的乙醇却需要18吨甜高粱秆，运输量很大。
另一位经营甜高粱燃料乙醇工厂的业内人士认为，“经营甜高粱项目要与农民打交道，意味着要指导农民种甜高梁，再从他们手里收购。大国企不善此道。”
民企怯步
另一方面的情形是，能够做到这一点的企业却迟迟不能开工。
“如果有政策，我都已经赚回一个工厂了。”一位在甜高粱项目投资4000万的民企老板告诉记者。
这位老板做甜高粱燃料乙醇已经第五个年头了，虽然他的工厂第二年就能生产出纯度为95%以上的乙醇，但该厂至今没有正式开工。
原因是，每生产一吨乙醇，这位老板就要赔500元至1000元人民币。
“我们没有国家发放的生产配额，中石油中石化是不会收购的。一旦生产我们只能卖出食用乙醇的市场价，4500块钱一吨，而我们所需的甜高粱秆就要花掉4000多块钱。”上述民企老板称，“我们现在的愿望是，只要国家给我们配额，让我们卖出燃料乙醇的价格，加上副产品的收入也能赢利，但我们看不到希望啊。”
该老板告诉记者，据他了解的情况，现在具备甜高粱燃料乙醇生产能力的企业全国不到3家，而且都停产待工。“如果一两年内公司不能入围国家的配额，那我只有两个选择：封厂或者改为食用酒精厂”，该老板已经有些灰心。
国家可再生能源的发展目标是，到2010年增加非粮原料燃料乙醇年利用量200万吨。但据较为乐观的估计，截止到2008年，以甜高粱为原料的燃料乙醇还不到10万吨。而另一种非粮乙醇原料也遇到了问题。
“前两年，木薯燃料乙醇还有赢利空间，但现在木薯的价格从三四百块钱一吨涨到500多，做乙醇已经没有利润可言了。”刘波对记者说。
发布：苏郁洁
纤维素、微生物产生物乙醇新技术
日本Gekkeikan公司发展了一项由纤维素生产乙醇的新技术，这项技术中只使用微生物对不可食用的植物进行发酵，研究的第一步是通过固体培养曲霉产生大量的纤维素酶。
公司宣称，他们将产生纤维素降解酶的基因转入曲霉中，同时在曲霉染色体上发现了一段启动子序列，可以大量增加这种酶的产量，Gekkeikan公司将具有这种基因的曲霉称为超级曲霉。
由纤维素生产生物乙醇的第一步是将纤维素降解为葡萄糖。因为纤维素化学性质比较稳定，结构复杂，所以现在使用的纤维素降解方法要添加硫酸，或者对其进行高温高压处理。这一过程需要大量的水溶解原材料，发酵后又需要多余的能量蒸馏提纯乙醇。
在日本的酿造厂中，首先在固态的大米中培育霉菌，产生的酶将米粉降解为葡萄糖，最后酵母发酵葡萄糖产生酒精。
Gekkeikan公司从这一过程得到启发，并且培育了新的可以固态培养，并且能将纤维素降解为葡萄糖的菌株。这一过程并不需要大量的水，同时，也节省了发酵后用于蒸馏的能量。
公司在2008年3月份培育了一株超级酵母菌，可以将水溶性纤维素降解为乙醇发酵需要的葡萄糖。在预处理过程将固态纤维素溶解为水溶性纤维素。超级霉菌和超级酵母可同时使用，首先由霉菌将纤维素降解为水溶性纤维素，然后由酵母将其发酵为酒精。
Gekkeikan公司表示将继续致力于超级霉菌生产纤维素酶产量的研究。
Gekkeikan公司和其合作者将在2008年8月27日到29日，日本生物技术学会召开的大会中公布其研究成果。
新型蛋白有望使全株植物生产油脂
密歇根州立大学的科学家发现了一种新的叶绿体必需蛋白.这项发现使科学家可以设计在叶子、树干或者植物根部产油脂而不是只在种子中产油脂的新的作物。设计改造这种工程作物的实验已经开始：将一种耐寒的根部作物改造为油脂作物.
叶绿体是植物细胞中的一种特殊组分，通过光合作用将太阳光、二氧化碳和水转化为糖份和氧气。最新发现的蛋白质命名为rigalactosyldiacylglycerol 4或TGD4，为我们提供了一个了解叶绿素工作机制的途径。
在这个蛋白发现之前，没有人知道叶绿素的工作机制，这个新发现的蛋白质直接影响到光合作用和植物如何产生生物质和油脂——该项目的首席科学家、密歇根大学教授Christoph Benning说。
这项研究发表在2008年8月份的《Plant Cell》杂志上，文章中揭示了TGD4蛋白在植物产生叶绿素过程中的关键作用。没有这种蛋白的植物在它们生长到胚芽期之前就会死亡。然而经过遗传改造的蛋白会使植物的油脂贮存在错误的地方——不仅在种子中，还会在叶子、茎秆和根部。
脂质合成是生命中的一个重要方面，也是现在我们面临的最大问题之一 。明确脂质的生物化学合成途径将对应用植物生物学有很深远的影响，可以用于增加植物产量，或者使植物生产新的有用物质。——华盛顿州立大学教授John Browse说。
科学家如果了解了TGD4蛋白的作用机制，就有可能改造一种可用于专门生产生物柴油的新型植物。玉米、大豆等大部分生产生物柴油的植物都是在它们的种子中累积油脂。但是科学家发现如果TGD4蛋白功能失调，植物就会在其叶片中积累油脂。如果植物可以在叶片中贮存油脂，每株植物中就可能产生更多的油脂。
植物油是生产生物柴油的最好原料之一，热值高、容易提取和转化。但是大部分的油料作物亩产量相对较低，种子只能在一年中的某些固定时间收获。Benning希望改造的新的能源植物不仅可以生产更多的油脂，而且采收、转化更加方便。
Benning教授的团队首先对芜菁甘蓝进行生物学改造，使其变的富含油脂。研究者在芜菁甘蓝中插入了一个调节碳水化合物转化油脂的基因—wrinkled1。这么做的目的是希望可以是芜菁甘蓝的块茎中生产油脂而不是淀粉，从而将这种耐寒的块茎植物改造为适于在密歇根州种植的生物能源作物。研究者要在6个月之后才能知道这项改造会不会有作用。
http://www.qibebt.ac.cn/uploadfiles/pdf/2008/8/25/145126.pdf
Lesquerella：新型生物燃料原料
现在许多科学家都提倡用芥菜做颜料、柴油添加剂、润滑油等。美国田纳西州的一个研究小组也正在研究芥属植物Lesquerella作为能源植物的潜力。
Lesquerella (Lesquerella fendleri)生长在美国西南部和墨西哥的干旱、半干旱地区。植物的种子比苜蓿种子要稍微小一点，但是蕴含着丰富的能量,含有羟基脂肪酸。
Lesquerella的种子能做许多不同的产品，包括涂层及颜料中的聚合物，润滑油，并且可用在个人护理中。田纳西A&M大学、亚利桑那州大学、USDA农业研究中心，Terresolve技术中心等研究人员正合作从lesquerella籽油开发一种新的产品，并将其推向市场。研究人员从美国和墨西哥的野生lesquerella中收集种籽，将其用于项目研究中。团队也在研究如何提高植物中羟基脂肪酸的含量，他们已经发表了关于lesquerella对盐的耐受度的文章。
Lesquerella有许多其它种子植物所不具备的性质。籽油中含有天然的特殊分子(酸酐)，这些分子可在许多不同环境下增加籽油的流动性。当然，这些分子也使得Lesquerella籽油在寒冷的环境下比汽油具有更好的流动性。另外，研究显示lesquerella籽油中大量的羟基脂肪酸使其稳定性低于其他植物油。
能源部正在评估lesquerella籽油作为生物柴油添加剂的可能性。一个私人公司-国际谷物技术公司，计划将lesquerella籽油推向市场，这将在美国西南部增加很多lesquerella种植者。
专家们会见了美国亚利桑那州和得克萨斯州的种植者，制定了成功种植lesquerella的计划。在种植者和工业生产者的合作下也制定了生产预算，并且与其它作物的种植预算做了比较，结果显示lesquerella具有很高的种植价值。
巴西大力发展生物能源
巴西在生物能源的开发和利用方面一直居世界领先地位。作为一种可持续的清洁能源，生物能源有效弥补了传统能源的不足。
巴西１９７５年启动乙醇燃料发展计划，政府通过补贴、设置配额、统购乙醇燃料、调整价格以及行政干预等手段，鼓励民众使用乙醇燃料，并帮助企业从世界银行等国际金融机构获取贷款。政府还要求在人口超过１５００人的城镇中，加油站必须安装乙醇加油泵。汽油中添加乙醇燃料的比例也以法律形式确定。
在政府扶持下，巴西石油公司、圣保罗州蔗糖技术中心等机构一直在开展致力于提高乙醇生产效率的项目，包括研究各种甘蔗的基因及萃取技术。２０世纪８０年代中期，乙醇燃料的利用在巴西达到一个高峰，当时巴西每年生产的８０万辆汽车中，四分之三以上使用乙醇燃料发动机。
其后十余年里，由于巴西国内政治环境发生变化，国际市场上石油价格下跌，巴西国内乙醇燃料供应量急剧萎缩，但一些有远见的巴西企业和机构从未停止对替代能源的研发工作。进入２１世纪后，巴西乙醇的生产效率翻了３番，生产成本从每升０．６美元降至０．２美元左右，加上国际油价走高，乙醇燃料在巴西的再度推广在经济上变得可行。
２００３年，大众汽车（巴西）公司推出了首款“灵活燃料”汽车，可同时使用乙醇燃料和汽油，大获成功。包括通用和福特在内的其他汽车生产商也如法炮制。巴西政府还规定购买“灵活燃料”汽车可以减税，以充抵“灵活燃料”汽车因安装用于识别乙醇和汽油配比装置而增加的成本。目前，巴西销售的新车一半以上是这种汽车。
目前，巴西多家科研机构和高校还致力于研发生物柴油技术。蓖麻、棕榈、棉花、大豆、向日葵和玉米等可以大量生产的作物以及动物脂肪等都成为新型生物能源的原料。巴西最大的甘蔗乙醇生产集团德蒂尼不久前宣布，它已掌握从植物纤维素中提取乙醇的技术，将从２０１２年起正式利用植物纤维素作为原料生产乙醇，预计５年后具备日产５万升纤维素乙醇的能力。
巴西农牧业调查公司还从去年９月开始推广生物燃料“生态证书”，以评估生物能源给环境和粮食生产带来的冲击，保证经济的可持续发展。生产生物燃料的企业如果对森林乱砍滥伐或对土地使用不当，都无法获得此证书。
今年４月，巴西总统卢拉宣布，将在今后两年内增加大约５．６５亿美元资金用于农业科研，以加强巴西农业的竞争力，推动乙醇燃料和生物柴油的生产及推广。
根据巴西农业部的最新数据，巴西全国有８．５亿公顷土地，其中４．４４亿公顷可用于农业生产，而甘蔗和大豆的种植面积只占可耕地的５％，因此巴西生物能源的发展空间巨大。
生物质能源：双重危机下的新能源战略
嘉宾简介
尹伟伦
生物学、森林培育学家。中国工程院院士、全国政协委员、北京林业大学校长，教授、博士生导师。兼任国际杨树委员会执委，中国林学会副理事长，中国杨树委员会主席。
主要研究方向是植物抗旱抗盐机理，林木生长发育调控及转基因育种。发明植物活力测定仪，首创鉴别苗木和根系死活新技术，鉴定为“具有创造性和突破性的国际领先地位”；建立评价苗木质量的生理指标体系，鉴定为“重大技术变革与创新，把我国该领域推向国际先进水平”；建立光合性能预测生长潜力技术；攻克速生良种园难开花、结实少、不能丰产良种的世界难题，人工促进速生优株早花、丰产良种，极大缩短育种周期。
十分高兴与大家交流可再生能源的开发与利用问题。中国工程院承担着国家可再生能源的开发与利用战略研究项目，目前这一项目正在进行之中，还没有最后结题，我负责其中的生物质能源的开发与利用项目，借此机会我重点把生物质能源的开发与利用介绍一下，以便大家对这一问题有个深入、全面的了解。
新能源：世界未来的经济命脉
首先讲一讲为什么要寻找替代能源？
人类进入21世纪以后，遭遇两个瓶颈问题，一个是环境恶化问题，一个是化石能源短缺的问题。有人说煤炭人类只可以再利用80年-100年，石油只可以再利用20年—30年，不管还可以利用多少年，这些资源都是没有再生能力的，肯定是越用越少的。这就是能源危机。伊拉克战争打的是什么？就是谁来占领这块能源基地，事实证明也是这样。
现在环境恶化，根源也来自于化石能源的利用。无论是汽车，也无论是工矿企业，由于大量使用化石能源，排出大量的温室气体及其他有害物质，造成环境恶化。更为严重的是，当前人类对石油、煤炭等化石能源的需求，已经到了非常依赖的程度。美国总统布什在2006年国情咨文中谈到，美国要保持领先地位，就必须有足够的能源，当前我们存在一个严重的问题，就是使用石油像吸毒一样上瘾，而这些石油是从世界上不稳定的地区进口的。
我们国家也一样啊！我国60%以上的石油也是来自于进口啊。所以我们看到发达国家都认识到要建立稳定能源基地的重要性。解决这个问题，不能光依靠石油这样的化石资源，最好的办法，就是依靠技术进步，打破对石油的过分依赖，摆脱石油经济。
总之，能源危机，环境污染，这两个危机同步展现在人类面前。解决的办法，就是必须通过技术进步，把日益增长的能耗降下来，缓解不可再生的化石资源的日趋减少与社会进步、经济发展之间的矛盾。同时，必须拿出新的解决方案，寻找可再生的替代能源，这是人类当前面临的重大的课题。
可以这样说，未来谁掌握了新能源开发的先进技术，谁就将掌握世界未来的经济命脉。
农业生物质能源的发展空间有限
那么，什么是可再生能源呢？
简单地说，可再生能源，就是既可以再生，又能够持续进行使用，环境友好的清洁能源。
可再生能源，主要包括风能、太阳能、水能、海洋能、地热能、核能、沼气、甲醇、氢能、生物质能等等。风能、太阳能、水能、海洋能、地热能、核能、沼气等，早已开发利用。甲醇、氢能比较麻烦，不是很好开发，甲醇污染重，氢能开发技术难度大。太阳能最大的问题就是分散，而且绝大部分地球表面是海洋，利用起来难度大，目前主要是利用光伏电池来吸收太阳能，但成本很高。应该说太阳能是一个可以考虑的替代能源，但要大规模地充分利用太阳能，目前还有很多困难，比如要利用太阳能大规模发电，可能一时半会还做不到。
生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。而所谓生物质能，就是即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料。
生物质能源是一种脱颖而出的新能源，它既具有能源功能，又能从事生物化工产品等物质性生产，既能缓解能源和环境压力，又是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物质能是太阳能的一种表现形式。
生物质能源包括生物柴油、生物乙醇、生物颗粒燃料、生物基化工产品等。生物柴油是利用种子油料，如大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、工程微藻等油料水生植物等为原料制成的液体燃料。生物柴油是可代替柴油的一种环保燃料油，是典型“绿色能源”。
生物乙醇是利用淀粉水解发酵而制成，它可以掺到汽油里，或者直接用它开车，是目前能够大规模生产，广泛利用的一种生物能源。
生物颗粒燃料是利用灌木、林业废弃物等压缩成型代替煤炭、石油燃烧发电。
目前，很多国家都在积极研究和开发利用生物质能源。生物质能源迅速发展，成为令人瞩目的崭新产业，许多国家将生物质能源产业作为国家战略推进。例如，美国提出了“2525”和“3030”的生物质能源发展规划，也就是说，到2025年，美国25%的汽油将用生物乙醇代替，到2030年，30%的汽油将用生物乙醇代替。到那个时候，美国的生物乙醇产量将达到2271亿升。
在2000年的时候，美国的生物乙醇产量仅有60亿吨，但到2007年的时候，美国的生物乙醇产量达到了300亿吨，短短8年时间增长了5倍。生物燃料产业已经成为美国新的经济增长点。这一新产业对美国的GDP贡献了177亿美元，创造了150000个就业机会，为美国家庭增加收入57亿美元。因此，生物质燃料成为美国投资的热点。
我们再来看发展中国家巴西。巴西主要是用甘蔗来制造生物乙醇。2005年，巴西生物乙醇产量达到1250万吨，70%的汽车使用掺了生物乙醇的汽油，约1900万辆，巴西计划到2025年，生物乙醇的产量达到7200万吨，远景规划为3.2亿吨。
但是，由于目前的生物质能源，主要是用粮食作物制成，它带来的负面作用，是引起全球粮价的上涨，全球粮食恐慌。美国20%-25%的玉米产量、6%的大豆产量，变成了燃料乙醇。2006年4月到2008年4月，全球粮价以美元计算上涨了69%。联合国一位官员说，全球粮食上涨的每个受害者背后都站着一个凶手，这是一场无声的大规模的谋杀，西方国家对此应负主要责任。
因此，在世界粮食生产还不是很安全的情况下，利用淀粉水解发酵生产生物乙醇，这条路看来是走不长的，在我国这个人多地少的大国，更是走不通的，必须另走他途。
林业生物质能源：探索可再生能源的必由之路
由于粮食安全的压力，农业生物质能源发展的空间有限，因此，大力发展林业生物质能源产业，是人类探索可再生能源的必由之路。
发展林业生物质能源产业，一是不与人争粮，不与粮争地；二是资源丰富。我国有43亿亩林地，尚有宜林荒山荒地5400多万公顷，此外，还有近1亿公顷盐碱地、沙地、矿山、油田复垦地等边际性土地，其中相当一部分可用于发展特定的能源林。“十一五”期间，全国每年可收集的林业剩余物约有2亿多吨，大部可以用来开发林业生物质能源；现有薪炭林300多万公顷和灌木林地4500多万公顷，每年可采集木质燃料资源2亿吨左右；我国现已查明的油料植物 (种子植物)种类为151科697属1554种，其中种子含油量在40%以上的植物为154种。我国发展林业生物质能资源优势和潜力明显。
发展林业生物质能源，主要是通过工业化利用途径，将富含油脂、木质纤维及非食物类果实淀粉的林木生物质材料转化为多种形式的能源产品和生物基产品，包括液体生物柴油和燃料乙醇、固体成型燃料、气体燃料、直燃发电以及生物塑料等。
发展林业生物质能源，现在可以做的主要工作，一是突破纤维素水解技术难题，通过水解林木纤维素、木质素，来生产燃料乙醇。这是个世界性的难题，世界各国都在寻求突破。如果哪一个国家突破这一技术难题，就可以占领林业生物质能源产业的制高点。
二是利用灌木、林业废弃物等压缩成颗粒燃料发电。这个工作现在就可以做，技术简单，不用花多少钱，很快就能形成一个产业，只要每个村有一个收购点，然后集中到县城里面加工成颗粒燃料，当然要形成一个产业基地，要有一定的规模才有用，一家一户是解决不了问题的。建议湖北抓紧做这件事。
三是将富含油脂、木质纤维及非食物类果实淀粉的林木生物质材料转化为能源产品，包括生物柴油、生物基产品等。这一工作目前紧迫的任务，是大力营造能源林，有了大规模、高产、稳产的能源林基地，才能谈得上转化，生物质能源产业才有坚实的基础。湖北省提出了生物质能源的发展规划，将在7年内营造1000万亩能源林。这是有远见的战略举措。
总之，我国发展生物质能源产业，要与生态建设相结合，以农村产业结构调整为切入点，现阶段以生物柴油、生物颗粒燃料利用为主，未来发展汽化、液化、固化技术，走多元化发展道路。可以预计，21世纪将是可持续和多元化的清洁能源的世纪。
主持人的话
能源短缺、环境恶化，这两个危机同步展现在人类面前。从根源上说，环境恶化，是人类无节制使用化石能源的结果；无节制使用化石能源，又加重了人类能源危机。应对能源短缺、环境恶化的危机，人类必须拿出新的解决方案，那就是寻找可再生的替代能源，这是人类当前面临的重大课题。
今天，《大家讲坛》的主题，是可再生能源的开发与利用。中国工程院院士、北京林业大学校长尹伟伦教授，将为我们介绍什么是可再生能源，可再生能源开发与利用的现状以及今后努力的方向等问题。
尹伟伦
生物学、森林培育学家。中国工程院院士、全国政协委员、北京林业大学校长，教授、博士生导师。兼任国际杨树委员会执委，中国林学会副理事长，中国杨树委员会主席。
主要研究方向是植物抗旱抗盐机理，林木生长发育调控及转基因育种。发明植物活力测定仪，首创鉴别苗木和根系死活新技术，鉴定为“具有创造性和突破性的国际领先地位”；建立评价苗木质量的生理指标体系，鉴定为“重大技术变革与创新，把我国该领域推向国际先进水平”；建立光合性能预测生长潜力技术；攻克速生良种园难开花、结实少、不能丰产良种的世界难题，人工促进速生优株早花、丰产良种，极大缩短育种周期。
十分高兴与大家交流可再生能源的开发与利用问题。中国工程院承担着国家可再生能源的开发与利用战略研究项目，目前这一项目正在进行之中，还没有最后结题，我负责其中的生物质能源的开发与利用项目，借此机会我重点把生物质能源的开发与利用介绍一下，以便大家对这一问题有个深入、全面的了解。
新能源：世界未来的经济命脉
首先讲一讲为什么要寻找替代能源？
人类进入21世纪以后，遭遇两个瓶颈问题，一个是环境恶化问题，一个是化石能源短缺的问题。有人说煤炭人类只可以再利用80年-100年，石油只可以再利用20年—30年，不管还可以利用多少年，这些资源都是没有再生能力的，肯定是越用越少的。这就是能源危机。伊拉克战争打的是什么？就是谁来占领这块能源基地，事实证明也是这样。
现在环境恶化，根源也来自于化石能源的利用。无论是汽车，也无论是工矿企业，由于大量使用化石能源，排出大量的温室气体及其他有害物质，造成环境恶化。更为严重的是，当前人类对石油、煤炭等化石能源的需求，已经到了非常依赖的程度。美国总统布什在2006年国情咨文中谈到，美国要保持领先地位，就必须有足够的能源，当前我们存在一个严重的问题，就是使用石油像吸毒一样上瘾，而这些石油是从世界上不稳定的地区进口的。
我们国家也一样啊！我国60%以上的石油也是来自于进口啊。所以我们看到发达国家都认识到要建立稳定能源基地的重要性。解决这个问题，不能光依靠石油这样的化石资源，最好的办法，就是依靠技术进步，打破对石油的过分依赖，摆脱石油经济。
总之，能源危机，环境污染，这两个危机同步展现在人类面前。解决的办法，就是必须通过技术进步，把日益增长的能耗降下来，缓解不可再生的化石资源的日趋减少与社会进步、经济发展之间的矛盾。同时，必须拿出新的解决方案，寻找可再生的替代能源，这是人类当前面临的重大的课题。
可以这样说，未来谁掌握了新能源开发的先进技术，谁就将掌握世界未来的经济命脉。
农业生物质能源的发展空间有限
那么，什么是可再生能源呢？
简单地说，可再生能源，就是既可以再生，又能够持续进行使用，环境友好的清洁能源。
可再生能源，主要包括风能、太阳能、水能、海洋能、地热能、核能、沼气、甲醇、氢能、生物质能等等。风能、太阳能、水能、海洋能、地热能、核能、沼气等，早已开发利用。甲醇、氢能比较麻烦，不是很好开发，甲醇污染重，氢能开发技术难度大。太阳能最大的问题就是分散，而且绝大部分地球表面是海洋，利用起来难度大，目前主要是利用光伏电池来吸收太阳能，但成本很高。应该说太阳能是一个可以考虑的替代能源，但要大规模地充分利用太阳能，目前还有很多困难，比如要利用太阳能大规模发电，可能一时半会还做不到。
生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。而所谓生物质能，就是即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料。
生物质能源是一种脱颖而出的新能源，它既具有能源功能，又能从事生物化工产品等物质性生产，既能缓解能源和环境压力，又是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物质能是太阳能的一种表现形式。
生物质能源包括生物柴油、生物乙醇、生物颗粒燃料、生物基化工产品等。生物柴油是利用种子油料，如大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、工程微藻等油料水生植物等为原料制成的液体燃料。生物柴油是可代替柴油的一种环保燃料油，是典型“绿色能源”。
生物乙醇是利用淀粉水解发酵而制成，它可以掺到汽油里，或者直接用它开车，是目前能够大规模生产，广泛利用的一种生物能源。
生物颗粒燃料是利用灌木、林业废弃物等压缩成型代替煤炭、石油燃烧发电。
目前，很多国家都在积极研究和开发利用生物质能源。生物质能源迅速发展，成为令人瞩目的崭新产业，许多国家将生物质能源产业作为国家战略推进。例如，美国提出了“2525”和“3030”的生物质能源发展规划，也就是说，到2025年，美国25%的汽油将用生物乙醇代替，到2030年，30%的汽油将用生物乙醇代替。到那个时候，美国的生物乙醇产量将达到2271亿升。
在2000年的时候，美国的生物乙醇产量仅有60亿吨，但到2007年的时候，美国的生物乙醇产量达到了300亿吨，短短8年时间增长了5倍。生物燃料产业已经成为美国新的经济增长点。这一新产业对美国的GDP贡献了177亿美元，创造了150000个就业机会，为美国家庭增加收入57亿美元。因此，生物质燃料成为美国投资的热点。
我们再来看发展中国家巴西。巴西主要是用甘蔗来制造生物乙醇。2005年，巴西生物乙醇产量达到1250万吨，70%的汽车使用掺了生物乙醇的汽油，约1900万辆，巴西计划到2025年，生物乙醇的产量达到7200万吨，远景规划为3.2亿吨。
但是，由于目前的生物质能源，主要是用粮食作物制成，它带来的负面作用，是引起全球粮价的上涨，全球粮食恐慌。美国20%-25%的玉米产量、6%的大豆产量，变成了燃料乙醇。2006年4月到2008年4月，全球粮价以美元计算上涨了69%。联合国一位官员说，全球粮食上涨的每个受害者背后都站着一个凶手，这是一场无声的大规模的谋杀，西方国家对此应负主要责任。
因此，在世界粮食生产还不是很安全的情况下，利用淀粉水解发酵生产生物乙醇，这条路看来是走不长的，在我国这个人多地少的大国，更是走不通的，必须另走他途。
林业生物质能源：探索可再生能源的必由之路
由于粮食安全的压力，农业生物质能源发展的空间有限，因此，大力发展林业生物质能源产业，是人类探索可再生能源的必由之路。
发展林业生物质能源产业，一是不与人争粮，不与粮争地；二是资源丰富。我国有43亿亩林地，尚有宜林荒山荒地5400多万公顷，此外，还有近1亿公顷盐碱地、沙地、矿山、油田复垦地等边际性土地，其中相当一部分可用于发展特定的能源林。“十一五”期间，全国每年可收集的林业剩余物约有2亿多吨，大部可以用来开发林业生物质能源；现有薪炭林300多万公顷和灌木林地4500多万公顷，每年可采集木质燃料资源2亿吨左右；我国现已查明的油料植物 (种子植物)种类为151科697属1554种，其中种子含油量在40%以上的植物为154种。我国发展林业生物质能资源优势和潜力明显。
发展林业生物质能源，主要是通过工业化利用途径，将富含油脂、木质纤维及非食物类果实淀粉的林木生物质材料转化为多种形式的能源产品和生物基产品，包括液体生物柴油和燃料乙醇、固体成型燃料、气体燃料、直燃发电以及生物塑料等。
发展林业生物质能源，现在可以做的主要工作，一是突破纤维素水解技术难题，通过水解林木纤维素、木质素，来生产燃料乙醇。这是个世界性的难题，世界各国都在寻求突破。如果哪一个国家突破这一技术难题，就可以占领林业生物质能源产业的制高点。
二是利用灌木、林业废弃物等压缩成颗粒燃料发电。这个工作现在就可以做，技术简单，不用花多少钱，很快就能形成一个产业，只要每个村有一个收购点，然后集中到县城里面加工成颗粒燃料，当然要形成一个产业基地，要有一定的规模才有用，一家一户是解决不了问题的。建议湖北抓紧做这件事。
三是将富含油脂、木质纤维及非食物类果实淀粉的林木生物质材料转化为能源产品，包括生物柴油、生物基产品等。这一工作目前紧迫的任务，是大力营造能源林，有了大规模、高产、稳产的能源林基地，才能谈得上转化，生物质能源产业才有坚实的基础。湖北省提出了生物质能源的发展规划，将在7年内营造1000万亩能源林。这是有远见的战略举措。
总之，我国发展生物质能源产业，要与生态建设相结合，以农村产业结构调整为切入点，现阶段以生物柴油、生物颗粒燃料利用为主，未来发展汽化、液化、固化技术，走多元化发展道路。可以预计，21世纪将是可持续和多元化的清洁能源的世纪。
主持人的话
能源短缺、环境恶化，这两个危机同步展现在人类面前。从根源上说，环境恶化，是人类无节制使用化石能源的结果；无节制使用化石能源，又加重了人类能源危机。应对能源短缺、环境恶化的危机，人类必须拿出新的解决方案，那就是寻找可再生的替代能源，这是人类当前面临的重大课题。
今天，《大家讲坛》的主题，是可再生能源的开发与利用。中国工程院院士、北京林业大学校长尹伟伦教授，将为我们介绍什么是可再生能源，可再生能源开发与利用的现状以及今后努力的方向等问题。
生物基产品的发展
生物世界是合成不出不可降解的物质的，但随着19世纪有机合成化学技术的引入，合成的有机化合物还没有进化和适应到可以实现其分解活动。这样，今天就出现了大量的污染问题。对这些非自然的合成物质的适应过程是漫长的 ，但生物技术大大缩减了解决这些问题的时间。
虽然很多农业副产品是天然的，但它们的使用和处理问题对社会来说仍是一个挑战。目前，数量众多的农业副产品只能回归土地作为肥料，土壤改良剂，或者加工为动物或鱼类的饲料、加工成燃料作为能量供给使用，又或投放于可以增加附加值的过程中。农业副产品通常包含碳水化合物等物质，例如，谷物浸泡水，糖蜜和牛奶乳清， 动物组织中的蛋白质，脂质以及谷物，还有油脂中的脂质和油。纤维主要是碳水化合物的高级形式，如纤维素和半纤维素。酒精发酵产品包含了一系列的微生物营养盐和发酵残留物，如谷物蛋白和干碾磨谷物的外壳。
日益增多的生物技术活动也带来了提升废物处理系统的能力和复杂性的责任。生物产品加工和农副产品为工业及其相关地区同时带来了问题也是机遇。一项由美国政府会计署，环境保护署和水环境联合会共同组织的研究调查表明，由于过多的农业和食品加工废水，许多美国的城市污水处理厂都不能满足水排放标准。1980年，美国Cedar Rapids市大力发展农副产品加工产业，但因污水处理厂的规模有限而不得不有所节制。后来一个由两所Iowa州立研究大学的老师，Cedar Rapids市污水处理厂的有关人员和美国农业部组成的一个协会，上述问题才最终被解决。有人提议将协会中的Cedar Rapids市污水处理厂的有关专家和两所Iowa州立研究大学的老师结合起来，携手解决关于农业和食品加工产生的副产品的问题。这不仅是地区性问题，而且还是国家性问题。这个协作自1989年以来一直运行着，它的本意是研究发酵和生物技术产生 的副产品的，但是协会的注意力迅速转移到寻找一些新的可以转变成高附加值的产品。这项研究利用了生物催化剂对特殊转变的选择性和反应活性。就这方面来说，Cedar Rapids市面对的机遇和挑战，连同生物技术都是国际大环境下的一个缩影。
附原文：
Development of biobased products
The biological world does not synthesize materials that it cannot decompose, but with the introduction of organic chemical syntheses in the 19th century, products were formed quickly for which organisms had not evolved, had not adapted, to effect their decomposition. Thus many problems of pollution exist today. The process of adaptation to these unnatural compounds is frequently prolonged, a delay that is now being reduced
by advances in biotechnology.
Although many byproducts in agricultural industries are natural, their use or disposal has challenged society. A number of byproducts and coproducts of agricultural businesses are presently returned to the land as fertilizers or soil modifiers, fed to animals or fish as nutrients, burnt for energy, or applied to value-added conversions. The byproducts usually contain carbohydrate, in such byproducts as corn steep water, molasses or milk whey, proteins and lipids in animal tissues and cereal grains, and lipid in greases and oils. Fibers are principally carbohydrate in some complex form, such as celluloses and hemicelluloses. Fermentation liquors contain a complex of microbial nutrient salts and residuals from the fermentation, such as corn protein and hulls from alcohol fermentation of dry-milled corn.
With the dramatic increase in biotechnological activity comes a concomitant responsibility to increase the capacity and sophistication of waste management systems. Byproducts of biotechnological processes and agribusinesses will always pose both problems and opportunities for industries and the geographic areas associated with them. Surveys conducted by the US Government Accounting Office and Environmental Protection Agency, and the Water Environment Federation indicate that many municipal wastewater treatment plants in the USA are not meeting their effluent discharge limits because they are overloaded with agricultural and food-processing effluents. In the 1980s the City of Cedar Rapids, Iowa, USA, was expanding its agribusinesses, with a potential limit being placed by the size of its water treatment plant. The problem was attacked by forming a consortium that included faculty from the two research universities in the State of Iowa, the Cedar Rapids Water Treatment Plant personnel and the United States Department of Agriculture. It was proposed that the expertise of the City of Cedar Rapids and faculty members at the University of Iowa and Iowa State University be brought together in a consortium (biotechnology byproducts consortium (BBC)) to tackle the treatment of agricultural and food-processing byproducts, not only as a local but also as a national problem. This collaboration has continued since 1989. The initial intent was to study fermentation and biotechnological byproducts, but the attention of the BBC quickly turned to searching also for conversion processes of inherently low-value (or poorly characterized) raw materials into value-added products. The research activities take advantage of the selectivity and reactivity of biocatalysts for unique transformations. In this respect, the problems and opportunities associated with biotechnology in Cedar Rapids are a microcosm of a larger international context.
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