主要理论

主要研究项目

三大技术领域

五大突破方向

《强国梦》

王虚怀（1932-2003），北京管理学院教授及学术委员、原科技日报理论主编，中国著名科学家、理论家、发明家。他发明了物理振激效应、化学模拟结构链锁反应、生物信息识别感应的“三应”的核心技术，创立了全效应法，其研究涉及八大科技领域中具战略性前沿性的一百多个发明创新项目。这一百多项高科技曾有国务院策划班子的专家评价过：“其中有一半以上可作为 21 世纪诺贝尔奖的候选题”。

这些都是核心技术和填补空白的项目，如《振激分子内能的离子动力原理和发动机》专利项目，获51 届尤利卡金奖和国际发明金奖等。集成电路八卦芯片项目曾被英特尔公司全球副总裁看好，多次约谈。《全效应法》论文获世界学术贡献金奖，国际爱迪生贡献奖。香港贸易发局将“全效应法”输入世界检索库编号为47446。王虚怀被聘为北京管理学院教授、学术委员，获中国科技交流中心“ 国际专家 ” 称号，事迹入编《世界文化名人辞典》、《世界名人录》、《中外名人辞典》、《世界优秀人才名典》、《中国专家大辞典》、《中华发明家大辞典》等辞书。

主要理论

王虚怀教授在《实用基础五大新定律》中指出：未来物理是以振激质能律为主体，以激发分子内部共振而产生的潜能释放和质能转换去改变世界。物理振激效应指九种物理效应：力、热、光、电、磁、声、振动、高能态、离子态，九种效应振动叠加到激发态，就能产生巨大的能量。

王虚怀教授创立全效应法，发明物理振激效应、化学模拟结构链锁反应、生物信息识别感应的“三应”的核心技术，这三种科学方法体现了现代物理、化学、生物的本质规律、方法和功能。全效应法的发明奠定了现代物理学向结合生物感应和化学反应的振激物理科学的发展之路。

第一应：物理振动激发效应。 振激物理的核心部分即：将九种主要物理效应 ( 力、热、光、电、磁、声、振动、高能态、离子态 ) 匹配振动激发到综合最佳态，他总结了物理振激律的波激粒基本定理：

一：波粒相关定理；

二：态选加定理；

三：波共振吸收定；

四：帧频相关定理；

五：振激态跃迁定理；

六：场的守恒定理；

七：共振激发定理；

八：信息激发定理；

九：共振点质能转化突变定理。

他用全效应法发明了三种（离子流动力能、自然界强态匹配的充电能和振动激发瞬态超高能）新能源。

第二应 ：化学键构模拟反应。由于化学键的量子力学计算难度高，他发现了全效应“键构模拟”方法，简便易行地解决了一步创造新化合物的问题——是将化学键六个参数进行定量数学化，作图综合到模拟键构图中，再与理论键构图相对照，对差距不断地进行修正，对分子改性时物理效应先断定向键，再按所需的键结构重新组合。 使其无限趋近于理论键构图，从而达到设计最佳新化合物的目的。为能源、材料、信息、高效催化剂、尖端科技等领域设计出成千上万个最佳新化合物。其中的核心是揭示组成、结构、性能之间的规律，制造出具有特殊反应性的新物质、新催化剂。他根据化学键有八个定理：

一：健的非平衡态定理；

二：键的振激定理定理；

三：键结构稳定性定理；

四：键对称守恒定理；

五：键电负性均衡定理；

六：键结构层次态定理；

七：键几何构型定理；

八：键反应活化能定理。

他发明的类金刚石涂层、耐高温复合多聚物和超高效互激催化剂，是彻底改变世界材料科学中的闪烁出万道光芒的三颗明珠。

第三应：生物识别调节感应。生物独特存在识别感应场，发挥识别感应场的作用，就能调节到使生物的转化功能达到最佳值，从而找到农产品生长慢、疑难病症疗效低的根本原因。研究了一整套内激外促综合调节方法，使基因研究从测序和排列深入到以识别调节为主，以达到定向定位整体调节基因的目的，使生物科学实现从现象观测研究到改质改性的飞跃性发展。人为地调控细胞膜受体的化学成分和空间构型，再配合“三应”的感应场的综合信息，与生物体内部识别开关起作用，通过匹配点的积聚，找出定向控制生物的最佳值。他研究了生物信息识别有十个定理：

一，生物信息控制定理；

二：生物识别调节定理；

三：生物钟周期定理；

四：生物空间构型平衡定理；

五：生物质能激发定理；

六：化学信息传递定理；

七：生物线感应识别定理；

八：生物生态适应性定理；

九：生物系统稳定性定理；

十：生物大系统调控定理。

所以得出，识别调控为主体的生物领域创新是当代科学的重要突破口，他研究了《高效光合作用和离子流固氮》《同源酶复合剂治疗癌症和艾滋病》《三应匹配调控动植物速繁技术》等几项发明技术 , 是改变生物领域整个面貌的新技术。“三应全效应法”确实应证了古代老子所就的大道本源论中的三生万物理，全效应法的通古今之变，悟万律之理，对自然改造最终形成全效应生命和强大动力。

基础研究是探索对创造性的科技大夏的基石，中国在科学研究上长期来一直忙于跟踪外国的已有成果，很少有真正从深层原理去创新开拓，而王虚怀教授能从物质深层次的奥秘去揭开它的原理，找到能够解决和攻破它的途径，弥足珍贵。

主要研究项目

王虚怀教授运用全效应法完成众多国内外难题的理论研究项目，部分成就如下：

八卦管集成电路芯片项目，其独特点是：一个管控制八个电参数，两个管并联可控制64个信息，将八个八卦管联组合用磁屏蔽电冲量，电激便可再现8n倍，与美国英特尔公司的高密度芯片的可容3200万个晶体管相比， 3200万个晶体管只要8个就够了，比美国芯片降低成本80%，给中国芯片赶超世界先进水平带来广阔的应用前景。

太极网组合系统软件。是用太极的网络为基础，用球形、旋转八卦各参数进行结构设计和独特演算法。吸取国内外先进技术综合而成特高性能系统软件，编程序和性能均大大提高，可缩短时间几倍到几十倍。

在振激分子内能的离子发动机专利发明中，是用共振雾化、气化、离子流动力，用物理振激效应和生物分子感应，化学链锁反应互配剂，添加0.5%在99.5%的水中，用取之不尽的水作能源，在互相感应中彻底将冰分子分解成[H2O]+和[OH]-离子的燃烧元素，产生龙卷风式强大离子流能推动效应，这个项目得了中国顶尖专利金奖，尤里卡金奖。

提高所有中药疗效的同源酶，是提高一切药效的独特生物制品。在抗癌制药的研究中提出，提取恶性细胞中提出酶，经过“三应”工艺激活，加入灵芝和沙鱼软骨等方案，制成抗衰老剂。

双频互激动态电动车电池。曲于该技术是重大独创技术，对电池的结构，材料和制作工艺上都有严格要求，电解质是经过各种物理振激和化学链锁反应后的复合稳定溶剂，利用离频和低频技术同时引入电解质中进行动态互相，振动激发，从而使电池的各项性能指标获得成倍的提高，而实现电池技术历史上静态激发转向动态激发的伟大变革。

类金刚石镀膜技求在任何几体形状表面镀层一层高性能多功能的类金刚石膜，首先在基体物质(可以是金属、塑料、玻璃等)上涂上多功能中间层，然后放入镀膜机内，在物理多振激吸附和化学多相入沉积累综合作用下，生成类金刚石膜，各性能和金刚石非常接近，是领先于国际水平材料最合理利用的重大突破，在航天、军事、民用中极为需求。

如果根据王虚怀教授的研究指导方向，将其好点子、新决窍、新发明转化成众多成果，足以让中国科技在相关领域一跃而起领先于世界，亦可建成领先的高科技高效益的自主支柱产业。

三大技术领域

几百年来，工业文明的发展造成全球全方位的严重污染，人类自食恶果的教训是极其沉痛的。假如能按照生态文化规律选择三大领域和五个突破口，人类几百年的发展历史将重新按可持续发展规律重写。

按生态文化规律选择三大领域分别是：

第一领域：物理应该全方位地发展振动激发物理，而不是几百年来由传统物理向单一效应物理方向发展。这是因为，弦是物质组成的最基本的单元，所以的基本粒子如电子、光子、中微子和夸克等都是弦的不同振动激发态，故振动激发物理是从综合效应研究物理最基本的方法，它只要通过很小的能量和常规条件，就可实现物理的各种质能转换的目的。 1960 年研制成功的激光，就是振动激发在光学上应用的例子，但振动激发并没有在物理各种效应中普遍推广。例如，在日内瓦，建有周长 27 公里 的加速器，一边在法国，一边在瑞士，里面大概有一万个磁铁，主要用来对撞电子。这是用世界上最大的机器，用来研究世界上最小的物质，是极不合理的。若采用振动激发来对撞电子，只要几十米大的房间就足够了，而且性能指标比前者高得多。若所有的物理效应都采用振动激发效应，物理将产生继传统物理、量子物理之后实现第三次飞跃，而且对生态环境的影响将减少到最低限度。

第二领域：化学应该全方位地发展键构转化化学，而不是几百年来通过高温、高压、高能催化剂等强制性使化合物合成或分解。这是因为，近几百年化学大量工作局限于对物质的分解、化合、结晶、测定与分析，常常需要在极端条件（超高温或低温、高压、超真空、强电或强磁场、高能、多级催化等），才能基本到达预期效果，且有许多反应将无法进行。只有了解化学反映的本质——化学键变化的突破，才能找出物质组成、结构、性能关系的全面规律。给化学键“动手术”是使待制的键构图无限趋近于欲制物的键构图，以实现化学工作者多年来的梦想——“以万物造万物”的得心应手的“地图”。这不仅实现了化学继道尔顿原子论的建立、门得列耶夫总结出元素周期律之后的第三次飞跃，而且是化学反应遵循生态可持续发展的最佳选择。

第三领域：生物应该全方位地发展识别调控规律，而不是几百年来通过被动地研究外表形态、分类、定名和描述到组织结构遗传进化和基因测序，而没有从根本上去改造生命的本质。生物如果仅仅研究基因数量和测序，这仅仅是研究生物万里长征走完了第一步，正像化学仅知道元素周期而不知道“以万物造万物”的方法一样。研究生物的根本目的在于发挥生物适应生态发展部分，改造其不适应生态发展部分，使其更更顺应螺旋上升的可持续发展。达到这一目的的最基本方法是先“全方位识别”，再“系统调控”。

生物识别具有一定的空间构型、高度专一性和条件极其苛刻的选择性。就好像只有钥匙的齿形与锁眼的长、宽形状相匹配，才能把锁打开一样。受体只有全方位识别才能与之结合。把许多不同种的海绵细胞分开，然后随机翻拌，使各种细胞混合在一起，要不了很多时间，同种海绵细胞就很自然地群集在一起，这是由于粮蛋白等综合识别所决定的。而目前对生物的研究只部分识别或根本不去研究识别机理，是造成生物转化效率低的根本原因。

生物大系统的调控具有极其复杂多级结构的非线性系统，它有着自适应、自学习、自组织、自繁殖等十分精巧而完善的自控过程。系统调控就是在全方位识别的前提下，找出不同系统、不同层次之间某些特殊的相互作用，通过耦联、整合，调控到生态发展更高一级层次，形成不断螺旋上升的系统生物学。过去我们对生物的研究多是孤立在某一层次，比如：在基因表达层、蛋白质折叠层次、酶催化层次、细胞里的定位层次等，而不是将层次之间耦联、整合在一起，以发挥生物的最大功能。

五大突破方向

按生态文化规律选择五个突破口分别是：

第一个突破口：离子流动力能将替代化石能和核能，成为人类广泛使用的主要能源。如前面所述，宇宙和地球演变亿万年来主要是离子流动力能在起作用，动植物生工和人类活动主要也是靠离子流动力能，故离子流动力能成为人类主要能源是当之无愧的。可近几百年来，人类却反其道而行之，置生态平衡之度外，偏偏热衷于燃烧表面化石能和核能释放的裂变能，这种造成不可逆转的环境污染对人类的教训还会少吗？离子流动力能对环境和人类无污染，自然界取之不尽，价廉物美，只要掌握振动激发等方法，可以说是人类未来理想的新能源。更奇怪的是，人类（包括能源权威科学家在内）至今仍未认识到，详细地把做法告诉他，甚至还不相信呢？令人痛心致极。

第二个突破口：给化学键“动手术”将替代材料的加工和合成方法，成为“以万物造万物”的分子设计材料的最佳方法，如前面所述，将待制物的化学键构图无限趋近于欲制物的化学键构图，这是材料分子设计的最佳方法。可近几年来，人类却用极其笨重的方法，用高温、高压、高真空等，甚至采用极限条件来加工材料，既浪费能源、人力和财物力、又极大地污染环境，这种得不偿失的举措究竟还要持续多少年？说也奇怪，有许多人（包括材料权威科学家在内）还认为给化学键“动手术”高不可攀，不禁要问你攀了没有，深入其中才能领会到这种方法简便易行。

第三个突破口：磁矢量信息将替代电“二进制”数字信息，成为人类广泛使用的信息源。信息产生于物质和能量在时空中分布的不均匀度，常用数学的数量关系和空间构型表达自然界事物的发展变化规律。由于自然界的事物是复杂的、多维的、动态变化的。目前信息源多用电“二进制”数字来表达不仅结构复杂，耗费大量的能源和材料的堆积效应，而且信息安全性无法彻底解决。如前面所述，若用磁矢量信息来表达，大大简化空间结构的数字堆积，比特数将按乘方级数降低，节约大量能源和材料，确保所有的信息量安全。假如国内外均能认识到这一信息变革的重要性，将给未来社会带来无可估量的生态效益、社会效益和经济效益。

第四个突破口：以同源酶的整合和调节剂将替代世界上所有化学合成生物制剂药物添加剂，成为人类广泛使用的药物高效利用的源泉。药效高低是所有药物的核心问题。目前在全世界使用的化学合成药物和生物制剂药物，皆由自然界提取，分别通过血液系统、消化系统、体液系统和呼吸系统进入人体，人体吸收利用率只有 20 ～ 40 %左右，大部分被人体分解和排泄掉了。为什么呢？主要原因是这些物质与人体同源呢？必须从人体分泌排泄物中提取出同源酶，这些药物若添加同源酶与之整合，会使这些药物对人体的吸收利用率提高 85 ～ 99 %。高药效不仅给制药业产生带根本性的变革，而且给人体延缓衰老带来突破性的进展，还给整个社会带来的综合效益是无穷无尽的。

第五突破口：生态大系统 5 的“连环圈耦联整合”调控将替代目前世界上对环境污染的局部整治和单一效应调控，成为子孙后代永远可持续发展地生存在良性生态大系统中。生态大系统的平衡主要指四三二的整合平衡：四圈（土质圈、大气圈、水域圈、生物圈）的动态平衡；三应（物理效应、化学反应、生物感应）变化要稳定适应生态良性循环；二流（能量流、物质流）输入与输出平衡；一核心就是生态系统各部分的结构必须发挥出其最大的功能。因此，生态大系统在一定时间内、一定的空间状态，通过人工综合地定向控制与调节，可动态平衡地处于最佳生态系统之中。正如前面所述，世界上最宝贵的是为人类提供可持续发展的良性生态环境和条件。假如没有生态大系统的动态平衡，即使前面三大系统和四个突破口都取得巨大成果，都建立在极端污染的环境的基础上，又有什么用呢？故在 21 世纪人类把建立可持续发展的生态环境，摆在所有发展战略的首位。

《强国梦》

王虚怀教授是为科学奋斗一生的理论家、科学家、发明家，他怀着科技“ 强国梦 ”，数十年如一日地钻研科学基础重大问题和涉及国计民生的综合性高新技术，在他生命的最后一年，他写出了一本《强国梦》。全书共八个篇章，书中以科幻小说形式，畅想2049年科技庆功会召开，作者发明的全效应理论在所涉及的各项科技领域已转化成各项骄人的成果。通过这本书，作者把他如何解决重大科技项目攻关难题的办法告知后继的科技人员，鞠躬尽瘁为国家科技发展献计献策。他丰富的科学财富和他一生努力囤积的资源，是留置给后代科技工作者的一大笔财富。

第八章摘录

……

科技功臣李华今天的报告两部分。第一部分是生态大系统的“ 4321 ”是有机联系的整体；第二部分是为什么说“连环圈耦联整合”是调控生态的最佳方法。

首先从四圈中的大气圈谈起。今日的大气圈并不是地球初期形成时的余留物，它的形成主要是地球演变时期地壳内部大量气体连续喷发，并经历一系列重新分解和组合的结果。氧只是生命出现和演化后的产物。氧丰富了大气层，创造了新环境，新环境又为新生命出现提供了条件，大大地丰富了动植物体系。大气中的氧主要靠光合作用获得，六亿年前大气中氧的浓度只有今天的 1 %，氧除了用于分解有机质和人类维持生命需要外，有相当大的部分用于氧化地表的矿物和从地壳喷发出来的还原性气体。目前大气中的氧是不稳定的平衡，只要浓度变化就会使致命的短波穿透到地表。正由于大气中的三相（氧、碳、氮）仍保持着比较脆弱和不稳定的平衡，使人类赖以生存和发展，但绝对不能再恶化下去。从地壳中已经喷发的二氧化碳约为今日大气中的十万倍。由于有的结合成碳酸盐等固体；有的溶于水，增加氢离子浓度。海洋中的二氧化碳约为大气六十倍，起缓冲和调节作用。危害最大的是每年燃烧煤、石油和天然气产生的二氧化碳仍在增加。

大气圈的组成可分为恒定的、可变的和不定的组分。恒定组分有：氧为 20.95 % , 氮为 78.09 % , 还含有微量的稀有气体，称匀质层（从地球表面向上大约到 九十公里 高度）。可组分有：季节、气象的变化，四圈人为带来不平衡而造成的污染等。不定成分有：火山爆发、森林火灾、海啸、地震等暂时性灾难所引起。

大气圈中的臭氧含量从 20 世纪末，已经减少了 18% ，按每年减少 1% 的速度发展，大气中的氟化物是破坏臭氧的杀手锏，微生物释放的氮氧化物。每年现代文明的汽车、油轮机排放废气、 工厂大量 燃烧煤、石油化工产生的二氧化碳 ， 进入大气后，对臭氧产生催化作用，促使其分解为氮气分子，加速臭氧层损耗。这种恶性循环发展 到 21 世纪 30 年代时，发生了农作物被破坏程度让一半农田颗粒无收！李华为首的科研人员为国忧心忡忡，经过他们日夜研究，终于向国家科技部交了一个惊人的方案。他们用了数形统计律测算了一套操作程序：提出了用一定波长的激光照射空气，使空气中的氧分子吸收一定的能量后呈激发态，在太阳能光进一步作用下，分解为氧原子，这些氧原子又和空气中的氧分子结合形成臭氧。在这种方式下臭氧形成速度为其分解速度近百倍，臭氧有效产率为 2 。 68 千克 / 千瓦 . 时（激光能量），补偿每年约 1% 的臭氧损耗量，他们测算出需要用总计功率 9X106 千瓦的激光连续照射大气。要建 100 —— 200 瓦 / 千克的激光仪器搭载在卫星上，从 300 千米的高处用激光照射 20 —— 30 千米高处的大气层，合成氧气，恢复臭氧层。这个举世瞩目的补天大行动，这就相当神话中的几十个女娲补天。

要使大气处于最佳循环状态，必须人为进行调控，使大气三种组分出现的不平衡不断趋近于动态平衡之中。地球上的汽车尾气排放是城市大 气污染的元凶。由于空 气污染物排放正好在城市居民呼吸带附近，故最 大受害者是城市居民 。 一旦空气污染物吸入人体内 ， 就不能排出 。 不仅有可能引发上呼吸道感 染，还可能导致肺部疾病、心脏病、癌症等。废 气还会形成污染带，在 强烈阳光作用下演变成光化学烟雾·主要成分有 臭氧、乙醛及其他有害 成分。容易刺激人的眼、喉、鼻，引起眼病、喉头炎及不同程度的头痛。

大气七种 主要污染物 ( 由燃煤、工业废气、施工和汽车尾气等造成 ) 危 害如下 ： ①总 ： 悬浮颗粒物 。 同二氧化硫协同影响 ， 毒性对环境有害 ， 并使空中多云、多雾、浑浊。②飘尘。随呼吸进入人体，约一半可附着在肺壁上，构成和加重 呼吸病。③二氧化硫。对人的结膜和上呼吸道粘 膜具有强烈刺激，低浓度就会出现倦怠、乏力、鼻炎、咽喉炎、支气管炎、味觉障碍、感冒不易康复等症状，还会造成金属、土壤和水质的破坏。④一氧化碳。与血红蛋的的亲和力为氧的 300 倍，形成氮氧血红蛋白，削弱输送氧的能力，神经中枢受损最大。⑤碳氢化合物。使人体产生慢性中毒，使人体生理功能减弱，与氮氧化合物在阳光照射下生成光化学烟雾。⑥氮氧化合物。使人体削弱输氧能力，侵入肺毛细血管引起肺水肿等。⑦碳烟。 5 微米以下的粒子可以进入呼吸道， 3 微米以下的粒子可沉积在肺细胞内引发肺病等。

为了有效地防治大气污染物对人体的危害，李华等科技工作者们研制出许多产品。例如，以锂金属和锆矿石化合物为原料制成可吸收相当于自身体积 400 倍的二氧化碳。这种材料接触到大气污染物，锂就与气体中二氧化碳反应成液态氧化锂，并为陶瓷表面无孔或微孔吸收，被誉为环保型陶瓷。他们又研制用生物反应器使空气净化，容器内连结着用人造纤维制作的滤网，容器里充满了能够消化挥发性有机化合物的细菌，能把有毒污染物转变成二氧化碳和水，装置中只需冷却水和少量营养物，每小时能处理 2 万立米气体污染物，并能分解空气中 98 %挥发性有机化合物。

他们用全效应法研制的环保型“吸大气污染物释氧窗门帘”，是从物质整体形态上采用综合效应的方法，独特的技术创新在于通过多功能复合聚合物透气薄膜实现吸附、催化、分解、键重组、释氧等综合功能。具体是在多功能薄膜的组成配方上，以陶瓷金属和特种工程聚合物为基底，混配有强气体吸附剂、在常温常压下制成的核心：大气污染物的高效催化剂，通过催化键改性使有毒污染物转变成无毒化合物，并通过其中还原剂等综合反应的释氧全过程均是在大气污染物瞬间与窗门帘薄膜结合而产生的，现有催化剂的催化性能还不够高，必须借助于物理和生物手段配合。其次，采用声、光、电、磁等多种物理振激效应和各种化合物之间在强物理效应作用下产生的强感应，使键改性 ( 关键是有毒污染化合物通过化学键的变化转变成无毒化合物 ) 等综合性能有明显的提高。再次，通过某一特定温度处理，使环保薄膜出现透氧而主要污染物不能进入，因此这个发明在国内外处于领先水平。

水域圈是生命之源。地球上如果没有水，便没有生命也就不存在生态系统了。水也是人类疾病之源。据统计，我国约有 86% 左右的疾病来源于水污染。因此，水域圈的质量关系到人类生存与发展的大事。

地球上水的总储量约为 14 亿 ㎞ 3 ，其中 97% 以上是海水。在占地球总水量约 3% 的淡水中， 77.2% 分布在南北两极地带及高山高原地带，以冰帽或冰川形态存在。 22.4% 以地下水或土壤水的形式存在，湖泊、沼泽水占 0.35%, 河水占 0.01%, 大气中水占 0.04% 。其中便于人们取用的淡水只是河水、淡水湖水和浅层地下水，其量估计约 3000 万 Km 3 ，仅占地球总水量的 0.2% 左右。因此，淡水是一种极为有限的资源，并不是“取之不尽、用之不竭”的资源，人们为求其永远生存和社会的可持续发展，海水淡化是一项长期性的重要战略决策。

海水含盐量高，我国西沙永兴岛海水含盐量在 35000mg / L 左右，具所含盐类或离子的重量比例基本一定；氯化物含量高，占总含盐量的 89 %左右，从海水中提取出各种盐类的复合盐或混合盐的产品，已大量生产和用作肥料，施于缺乏钙、镁的土壤。海水中还含有多种化学元素，铀是其中之一，常以铬合离子形式存在，通常为 3 ． 3ug / L ，海水中铀的总储量估计为 40 亿吨左右，海水提铀尚有大量工作要做。此外，海水溶液的胶体特性和电解质特性的物理化学性质是海洋化学研究的重点。 海水经淡化后 ( 从含盐量 35000mg / L 的海水淡化到 500mg / L 以下 ) 方可作为生活用水。海水淡化是世界性难题，难在没有一种简便于工作、易行、价廉、实用的海水淡化方法。国内外常用的海水淡化方法有：（1）电渗析法。是一种在电场作用下使溶液中的离子通过膜进行传递的过程， 但不解离或离解度小的物质不能被分离 ， 故不能制取纯度高的水 。 （2）反渗透 。 盐水和纯水被一张反渗透膜隔开 ， 在盐水侧施加外部压力 ( 约 1.5 ～ 7MPa) 时， 盐水侧的水分子将渗透到纯水侧 ， 称为反渗透 。 例如 ， Nacl 水溶液的浓度为 1000mg / L ， 温度 25 。 C 的渗透压约为 0 ． 78MPa 。及渗透膜是实现反渗透过程的关键 ， 要求具有较好的分离透过性和物化稳 定性 ( 包括膜允许使用最高 温度、压力、适用 PH 值范围，耐氯、耐氧 化及耐有机溶剂性等 ) 。（3）超过滤。分离机理主要是膜表面孔径筛分和 膜面及膜孔对粒子的吸附 。 截留分子量表征超过滤膜分离特性指标 。 常用在处理造纸废水、生活废水的再生利用、染料废水处理等。

世界大型海水反渗透淡化厂 ，其装置容量分别为 20000m / d 、 12000m / d 和 1 1200m3 / d 。 但 由于这些设备复杂 、 价高性低 ， 未能普遍采用 。 而由中国人自主创新的 “杠杆式简易海水淡化机”，设备只要三个象汽油桶 样大的桶子，杠杆手动式简便易用，可普及到每个船只上、沿海边的每个渔村。 李华组织了攻关小组， 利用杠杆增压和分级综合脱盐方法研制成了简易的海水淡化机。这技术的最大特点就是成本和价格很低，得到了全国性广泛使用和普及，其产品畅销世界各国。他们的创新是综合了国内外已有技术基础上浓缩成实用新型再进行革新。这项革新与其他淡化技术一样先用采用三级脱盐 ，但方法是有过之而不及。 第一级用水处理化学综合剂进行化学脱盐后过滤 ； 第二级用声 、 电 、 磁等多种物理振激效应使氯 、 钠离子聚集结晶进行物理脱盐后过滤； 第三级 采用国内外广泛使用的 CA 反渗透膜，在杠杆增压作用下实现反渗透。 每日 (24 小时 ) 出淡水约 4m3 ，足够 l0 人左右船只上生活用水，这是用最简单的设备解决世界上海水淡化大难题。

人们对水的研究正在逐步深入，由宏观研究深入到微观水质的综合研究。但有几个问题不容忽视。第一，水退化对人体健康的危害不亚于水污染。所谓水的退化是指水的污染引起水的亚微观、微观结构的变化，哪怕微小变化会引起水质的变化。例如，水能量降低，水分子团变大，水的同分异构体增加，水分子的振频异常，从而引起水的功能减退。长时间饮用这种病态水会使人的免疫功能降低，体内酸性物质增加，对病原微生物的抵抗力下降，细胞活性降低，代谢疾病增加等。第二，水中有机物对人体健康是累进效应的。现在的研究是单个的机物的几个有机物的综合影响，可能是单个有机物的几倍、几十倍的危害。第三，超纯水不是最好的饮料现代量子化学表明，水越纯，水分子之间通过的极性八月入越串联成线团凝聚态结构。这种水是无法直接透过细胞膜进入细胞内，更谈不上靠这种线团结构的水来运送有用的微量元素进入细胞内。

水的研究涉及多学科综合的系统科学。重点是将现有水源通过加工成健康的水。这就要求从原理和实验综合分析水的形态、构造，制造出更多符合人体健康的生态活化水。用全效应法研制的调节人体生理活性水 是从物质整体形态上采用 综合效应的方法。它独创的技术创新在 于将经过膜分离技术的净化水加 入综合生理 活性剂，在“三应 "( 物理振激效应、化学键变反应、生物 识别感应 ) 综合作用下，通过特殊工艺和方法合成目前国内外较为理想 的饮用水。具体做法是：首先。在生理 活性水的配方组成上，以海洋生 物活性剂、野生动植物活性剂、复合菌 酶契合体、生理调节剂等，经混 配、融合、整合等特殊工艺制成中间体。其次，通过交变强磁场处理、 低频电脉冲激发、超声波高频振荡等多 种物理振激效应和化学键变反应 和与人体同源活性生物感应进一步提高 活性和生态动力稳定性。再次，将制成的调节人体生理活性添加剂按比例添加到到 制 成的净化水中，即成为配匹最最佳的饮用水。

土质圈实际是指地球上固体资源的开发、节约、回收和再利用，确保资源永续高效的综合利用率。众所周知，土地是资源中的资源。缺乏资源无异于缺乏财富，而浪费资源等同于慢性自杀！美国加利福尼亚和加拿大阿尔伯达省地下早已探明都有大油田，但他们均不开采，却从中东地区大量购入石油；日本人更从中国大陆和其它周边国家买进大量不同原矿石，在不同地点填海制造“人工储备矿”，原因均是对资源的保护、储备、珍惜所致。

李华他们研制 的土壤结构改良剂是人工合成的链状高分子 聚合 物，无毒，聚土粒的作用很强，使土壤蔬松多孔，可使农作物增产 3 0 % ， 每分钱的投入可增加优质叶菜类菜苗 20,-- 一 40 棵 . 他们是 用全效应法研制的 高活性土壤调理剂是从物质整体形态上采用综合效应 的方法。独特的技术创新在于采用了全效应法“三应 "( 物理振激效应、化 学键变反应、生物种质感应 ) 合成具有多功能 ( 改良土壤结构、降低土壤 污染、调节土壤酸碱盐度等 ) 调理剂，以达到最适 合作物生长条件的目 的。他们在 调理剂的组成配方上，既有传统的硅胶、泡沫吸水树脂 、 聚合物悬浮体和聚合物乳液等， 又有复合菌酶契合体 、 废渣 、 腐殖质物料等有机活性物质 ， 并采用融混 、 整合等特殊工艺制成调 理剂中 间体 。 其次 ， 采用声 、 光 、 电 、磁等物理激励效应 、 以催化剂为主体的化学综合剂键变反应 、 以生物活性物质相互间强感应等综合提高调理剂的活性和稳定性 。 再采用以土壤亲和性有关工艺制成粉剂， 保证了微生物的活性。因而，在国内外同类调理剂中处于领先水平。

资源作为一个国家发展的命脉，直接制约国民经济的发展。孙中山先生在《建中大纲》中就提出开发资源。毛泽东主席在 1951 年就指出：“要提前一个五年，一个十年做准备”。前辈们早已认识到，资源事关国家根本利益。我国矿产资源开发利用粗放、浪费严重， 2/3 有伴生、共生矿的矿山对矿床中的伴生、共生矿产资源没有回收利用，尾矿利用仅 10% 左右。

资源的再生利用大有潜力可挖。粮食作物生物产量中，人类食用部分仅占 30 ～ 40% ，若能将其余生物转化成食品添加剂、饲料及其它化工产品，相当于农作物产量翻一番以上。

生物圈的最佳生态循环的充分必要条件取决于物数量、食物链传递速度、能量代谢快慢、物质蓄积周期的最佳比例，比例配合得当，则生物的发生和发展速度大大加快；反之则有可能造成人类或种族的灭绝后果。

生物圈不仅为人类提供生存环境、食物和各种资源，而且还得影响到人类生老病死以及社会的各个方面。当前，人类的衣食住行都离不开生物多样性，确切地说，生物多样性是人类生存发展的基本前提，所提供的生物资源构成生物圈的良性生态环境。原始森林不发生大规模的病虫害原因就在于此。一个物种可毁于一旦，而形成却需要上万年。现代物种灭绝速度比物种形成速度要快 100 万倍。一旦人类把自己的生存基础破坏殆尽，也就失去了改正错误的最后机会。

全球自然平衡的变化：碳的不平衡、热不平衡、氧的不平衡、酸碱不平衡和其他化学无素的不平衡等，已超过了限度，严重威胁人类的生存与发展。农业用地过分被现代文明占用，资源过度消耗，单纯追求经济增长，破坏环境为代价，造成了国家民族环境危机，要接受我国楼兰古国消亡；比伦王国的覆灭；美国亚利桑那州的霍霍卡姆的 4 万人群落在公元前功尽弃 400 年突然消失的教训。

四圈（大气圈、水域圈、土质圈、生物圈）的综合调控的原则是：生态系统越复杂，任何单一种群爆发的可能性就越小；相反，成分单调结构简单的生态系统内部控调的能力就较小。人为调控的因素越多，就能使调控到动态平衡的可能性就越大。

利用生态系统调控主要应从两方面着手：一方面是对现有的自然资源高效率的利用。人类只顾使用老祖宗留下来的自然资源，甚至肆意掠夺自然资源，不注意保护和再生增殖，那么资源就会越来越少，引起整个环境恶化，到头来社会再生产也不能继续进行下去；另一方面是对环境容量要进一步发挥调控综合功能。自然环境具有自生自克功能，对污染物有一定的净化能力，当污染物排放超过自净能力时，若不及时进行调控，生态系统的功能就会失调。工农业生产比例失调，一般只要几年、十几年就可以调整过来，而生态系统一旦失调，就需要几十年、几百年才能调整过来，有的甚至用再多的时间也不能恢复原貌。

三应（物理效应、化学反应、生物感就应）要稳定适应生态良性循环，是几百年来科技发展许多没有符合生态发展的沉痛教训。而从教训中转变过来的关键是转变传统的科学发展模式，由传统的征服自然的价值观转变到人与自然协调可持续发展的效益观。

中国传统文化有三种天人观。两千多年前老子的“天素抱扑，回归自然”的顺天说；荀子的“制天命而用之”的制天说；《易经》提出的天人调谐说，都从不同的角度说明要尊重自然规律，充分发挥人的能动作用。

地球是生命的摇篮，其本身的气候、光通量、温度和雨雪等自然现象，为生命的繁衍和生物的进化提供了先决条件，从而使地球的生态系统成为物理效应、化学反应、生物感应相互关联的有机整体。近几百年来的科技发展，给认识与改造自然界发挥了翻天覆地的变化，带来了巨大的经济效益和社会效益，这是大家有目共睹的。但在忽视生态环境内在价值的单一经济哲学思想指导下，往往是单一的开发和利用自然资源的经济效益。其结果是部分人获取了眼前的经济利益，却破坏了子孙后代人的生存环境和非人类生物的生存条件。

在物理效应方面，能源大量采用燃烧煤、石油、天然气等化石燃料，仅用了化学表面能极小的部分，却大量污染了大气和环境。英国伦敦曾花钱买新鲜空气的教训仍然历历在目；烟囱冒出浓厚的黑烟被称为“黑色文明”使人们记忆犹新。除热污染外，还有电磁污染、噪声污染、核污染等等，以及多种物理效应的综合污染，因此，人们在发展物理效应为人类谋幸福的正反馈作用的同时，别忘了负反馈的污染会给人们生态带来更大的副作用。

在化学反应方面，人们在强制对化合物进行化合或分解的过程中，不惜采用高温、高压、高能、强辐照等极端状态措施，以达到制造出新化合物的目的。殊不知化学工艺产生的废气、废液和废渣造成生存空间全方位的立体污染。这些污染源又不断向四面八方上下扩散，使水质恶化，天空出现光化学烟雾、酸雨、黑雪等，使污染形成累进倍加反应，后果不堪设想。

在生物感应方面，虽然天花等让人闻风丧胆的传染病早已灭绝，但传染病对人类健康的威胁仍十分严峻。主要由于导致传染病的细菌和病毒不断产生抗药性，原来已控制住的传染病重新流行，同时新病原又不断出现。世界上死于传染病人数占总死亡人数 25% 以上，而且仍在不断上升。此外，动植物的不良感应防范刻不容缓。仅外来有害生物入侵使我国林业每年损失高达 560 亿元，且仍有发展趋势。

以三应为主体的科学技术几百年来为人们衣食住行、工作学习生活环境带来了翻天覆地的变化，为经济创造了多少万亿元的财富，为社会精神文明提高到无以伦比的层次。科学技术给人类建立丰功伟绩的同时，但给生态环境带来许多难以弥补的损失。因此，人类对科学技术提出两种根本对立的科技观。一种观点是科技万能论。由米切尔 . 施加格文等人认为，专家可在不违背物理基本定律的情况下，可设计和制造一切；另一种观点是科技的限论。由中山秀太郎等人认为，人类从事技术工作，总会在一定程度上破坏环境，这是无法避免的，对人类安全极其危险。这两种科技观均的一定的片面性。正确的科技观是在确保生态环境可持续发展的前提下，大力发展符合人与自然互进的科学技术。开拓前面谈到的三大领域、五个突破口就是正确科技观的典型例子。

两流（能量流、物质流）必须在生态大系统中相互渗透、相互促进，不断调控在螺旋上升的动态平衡中。只有在两流不断趋近于动态平衡时，生物物种在数量上、种质上才能保持相对稳定。发展农业生产实质上是能量流和物质流相互作用由低级向高级螺旋上升永无止境的可持续发展。为了实现农业优质高产、价廉物美，可采取缩短在农业生态系统中物质与能量的循环和转换周期的办法。如：提高能量利用率；选准适合当地自然条件的品种；发挥营养元素的作用；补充和调节环境的营养物质；增进生物与环境的生态效率等等。

制造任何工业产品实质上要求在良性生态系统中进行，这就要求所采用的物质最小，所使用的能量最少，才能符合整个生态大系统的动态平衡。但许多工业产品，不仅能耗高、材耗大，而且结构复杂、工艺烦琐，所排出的三废（废水、废气、废渣）污染生态环境。因此，工业产品投产的决策，就不能局限于纯技术工程的内在检验和评价，还包括许多社会学家、环境和生态学家以及当地的政府和群众的参与和评论。

一核心就是生态大系统各部分结构只有最合理才能发挥出最大功能。调控的核心体现在功能大小上。生态大系统的结构是多变量交互联系、动态混沌的非线性复合系统，很难用现有的数学、物理、化学的理论和方法来表示。其综合的影响因素主要包括：物理的（热污染，光污染，电磁污染，噪声与次声污染，辐射污染等）、化学的（化学元素污染，化合物污染，色污染，味污染等）、生物的（细菌污染，毒质污染，生物线感应不当污染等）、自然界所触及的环境及其装置和场所等，给人工调控动态平衡带来异常的复杂性。过分强调定量分析是不结合实际的，应以统计量规律分析为主，再结合定性分析和尽可能采用的定量分析，尽可能地把生态的合理结构表示出来。

在一定的时空态和综合因素相对稳定的条件下，生态系统各部分的结构与功能在适应与不适应、协调与不协调过程中总是不断向动态平衡趋近。不按生态系统功能来安排生态结构，眼前效益或表面上效果看起来是好的，但最后结果却是坏得非常糟糕。在农业上推广一个好品种，由于受阳光、土质、气象等综合因素的影响，没有按合理结构发挥其品种特性，不按生态规律办事。没有按合理结构发挥其功能，就好像用一把大斧头修理电视机一样。生态系统不会自然而然地向最优方向发展，而是要通过人为的综合调控，有时还有反复的多次复合调控，才能逐步使生态系统趋近于最佳态。

李华及其攻关组的同志们用什么巧妙的办法将这“四三二一”的生态大系统调控得简便、易行、具有可操作性的呢？奇怪的是，他们创立的“连环圈耦联整合”调控生态大系统竟是从物理学第三次革命——弦理论的启示下而逐步完善发展起来的。

20 世纪物理学领域发生了两次重要革命，相对论和量子力学，两次革命都涉及物理思想框架中的重要概念变化。弦理论的基础是全新的。它假定物质的基本组成不是点状的粒子，而是延伸的弦。弦理论把相对论和量子力学统一起来，最有希望将自然界基本粒子和四种相互作用力（万有引力，电磁力，强作用力，弱作用力）统一起来。它以综合标准模型为基础，有可能解决科学领域中最深奥的问题。

弦理论认为，弦是物质组成最基本的单元，所有的基本粒子如电子、光子、中微子和夸克等都是弦的不同振动激发态。标准模型中的基本粒子实际上都是一些小而又小的弦闭合圈。从本质上讲，所有的粒子都是质地相同的弦。

李华等得到的启发是：尽管“四三二一”的生态大系统多么复杂，都是一个个大小不同的质地圈，要调控生态大系统，只要通过调控把这些不同形态的圈连环起来，不就达到了目的吗？说起来容易，李华等人把这些连环圈进行耦联整合，竟以夜以继日地花了十一年时间，所攻克的技术难关成千上万，如 : 大气圈中的臭氧含量在 20 世纪末，已经减少了 18% ，以后按每年减少 1% 的速度发展着。大气中的氟化物是破坏臭氧的杀手锏，微生物释放的氮氧化物。现代化工厂、汽车、机轮，每年大量燃烧煤、石油和天然气产生的二氧化碳进往前大气后，对臭氧产生催化作用，促使其分解为氧分子，加速臭氧层损耗 . 在冰山上空已出现了很大的黑洞 . 一直发展到 21 世纪 30 年代，发生农作物被破坏得一半农田颗粒无收。李华他们经过多少次测试和分析 , 向国家 交出了一个惊人的方 案：提出了 用一定波长的激光 , 照射空气，使空气中的氧分子吸收一定的能量后呈激发态，在太阳能光进一步作用下，分解为氧原子，这些氧原子又和空气中的氧分子结合形成臭氧。在这种方式下臭氧形成速度为其分解速度近百倍，臭氧有效产率为 2 。 68 千克 / 千瓦 . 时（激光能量），补偿每年约 1% 的臭氧损耗量，需要用总计功率 9X106 千瓦的激光连续照射大气。国防部、航天部、安全部马上实施了这套补天方案 , 建了 100 —— 200 瓦 / 千克的激光仪器，搭载在卫星上，卫星上天后，从 300 千米的高处用激光照射 20 —— 30 千米高处的大气层，合成氧气，恢复臭氧层。这举世瞩目的补天工程相当神话中的几十个女娲补天。

在“强国梦”的强大政治责任感面前，这一个个难关终于向这群以中年科技骨干为主体的闯将低下了头。绿化沙漠是一项难度较大、 全球千亿亩盐渍、 风沙化的荒漠， 每年以惊人的速度被风沙吞噬的良田。我国北方地区沙漠、 戈壁、沙漠化土地已达 170 万平方公里，约占国土面积的 17 ， 5 %。 沙漠化土地以年均增长 2100 平方公里的速度扩展。 20 世纪末 25 年共丧 失土地 3 ． 9 万平 方公里。以后几十年约有 8900 万亩农田、 9400 万亩草场、 4000 多公里铁路以及 许多城镇、工矿、乡村受到沙漠化威胁。③草原退化加剧，退化面积达 l5 亿亩，改造沙漠涉及到许多综合因素 的系统工程。李华应 用了全效应法 物理振激效应、化学 键变反应、生物种质感应 “三应” 综合匹配方法， 首先，把有高效防沙作物群 ( 长根植物 ) 复合间作前进行多种物理方法处理，如根系与永磁粉处理能让根系顺应向地磁场发展，茎叶与光合增效剂处理以提高光合效率等。其次，固土剂配方上综合吸水、保土、耐晒、抗蚀等多功能树脂，并通过理化措施进行键改性。并配合多级堵源杜流措施，对风沙源头设多级隔离带，生长带复合间作最大限度增强感应度，多项技术综合，尽量减少水土流失，故该技术居国内外领先水平。

在这些大大小小的技术难关中，有三个较大的难关，的确让他们费了九牛二虎之力，有人说把他小时候吃奶的劲头都拿出来了。

第一个难关：识别关。这是因为，李华的方法基本点是把生态的多因素看成是形态各异、大小不同的圆圈圈，小到夸克、基因和纳米，大到宇宙中的天体，这些错综复杂的圆圈具有不同的结构和功能，要把它们整合在生态大系统里，首要的问题是这些圆圈要能串口，而要串口的关键是识别它们相同和不同的结构和功能。这是个非常细致而复杂的工作，李华在电脑上从千万发上数量关系和几何构型中，找出了统计量规律，列出规律表。通过这些规律，能及时准确地对生态各因素进行识别。

第二难关：耦联关。由于生态诸因素的复杂性，识别、串口并不等于诸因素就能耦联，必需采取新的理论和方法。李华等人在顽强拼搏的研究中发现，宇宙的总熵保持恒定。混沌可主宰大到宇宙，小到亚原子。混沌是指确定性系统出现的一种有界的非周期性运动。无论是宇宙还是生命，物质世界都经历着从无组织的混乱状态的演变，实现着从“无序”到“有序”、“简单”到“复杂”互变的非线性系统。但混沌仅表现时间结构的复杂性，而要表现空间结构的复杂性则要应用分形理论。分形是研究不规则的复杂图形和运动轨道，具有分数维数的几何体，在量子力学中所指的耦合是指角动量的矢量合成问题。李华等人则采用混沌、分形、孤子（一种特殊的相干结构）、三应等综合方法，得出这些圆圈圈的非线性耦联程序。

第三个难关：整合关。由于生态系统和复杂性，从耦联到整合还需要有一套特殊方法。生态大系统的整合，是调控的关键。若整合不能实现，等于前功尽弃。对这些形态各异、大小不同的圆圈圈怎样进行整合呢？人们怎样出不会想到，李华等人竟用“谐振分析”及其方法综合地解决了这一大问题。这是因为，所有的基本粒子都是弦的不同振动激发态，而谐振分析就是一个复杂的振动分解为许多个频率不同、振幅也不同的简谐振动。通过谐振分析，可以将任何复杂的周期振动分解成一系列频率不同、振幅也不同的简谐振动。李华等运用调控一套综合方法顺利地将这些圆圈圈按同频率、同振有序整合。

三大难关的突破，为人类有序调控生态大系统开创了历史的先河，使人类永远告别无序调控或“头痛医头，脚痛医脚”的被动调控。现在全国和全世界基本都在按李华等人创造的“连环圈耦联整合”的模式的序地调控小到基本粒子和基因，大到四圈甚至整个宇宙的生态系统，是给人类创造了“造福千秋万代”最伟大的系统工程。过不了多久，一幅山清水秀、鸟语花香的绚丽多彩的世界将呈现在人类面前。当人们告别了几百年曾经被污染和糟蹋过的环境时，沉思着…，这是多少钱也买不到的世界上最宝贵的东西啊！

李华！祝贺你，为人类作了一件最大最大的好事。李华拥着堆满的鲜花和震耳的掌声中走下主席台。

强国梦是中华民族多少代梦寐以求的理想。多少年前辈为强国梦献出了汗血和生命，至今仍然历历在目，人们永远怀念他们。

亲爱的同志们！当你在饭前、饭后，散步或休闲的时候；当你全家或朋友在聚会、旅游或讨论问题的时候，你可曾想到，你为强国梦做了什么？是奋力拼搏呢？是得过且过呢？还是在那里虚度年华呢？

千万不要忘记，科技界这些最受人尊敬的人为我们创造的美好和幸福，更希望未来涌现出更多的为中华民族强国梦的拼搏者。

人们从一百年的实践中深深地感受到：科技工作者是“最受人尊敬的人”。