①科学进步的简单模式是提出理论，并从中推导出假设，然后假设接受各种技术或方法的检验。如果假设通过了检验，该理论就得到了某种程度的确证，如果假设被实验证伪，这个理论就得做出某种程度的改变，或者被一个新理论所取代。

②科学中有很多理论已经被充分证实并被确认过无数次，它们被称为“公理”。我们不大可能在某一天发现，血液不是循环的，或者地球并没有在环日轨道上。

③这些_______________的事实并不是我们一直在讨论的假说，它们也不是科学家们的兴趣关注点，因为它们已经是确定无疑的。科学家只对已有知识范围之外的问题感兴趣。

④科学家们总是更强调未知的事物而非已知事物。为了推进知识的进步，科学家们必须一直身处已知的前沿。当然，这里是很多事情都不确定的地方，但科学进步正是通过这个过程来实现的，即试图在已知的前沿减少不确定性。

⑤同样需要强调的是，当科学家通过观察法证伪一个理论或用一个新理论代替旧理论的时候，并不意味着他们要将先前用以建立旧理论的事实全都扔到一边。

⑥相反，新理论应该能够解释所有旧理论能解释的事实，还能够解释旧理论不能解释的事实。

⑦科普作家在一篇题为《错误的相对性》的文章中谈到我们对地球形状的理解是如何完善的。

⑧他首先提醒我们，不要以为“地球是平的”这一古老信念是愚蠢的，在平原上（大部分人类文明都发源于平原），地球看上去相当平坦。应该试着对不同的理论进行定量的比较，看结果会告诉我们什么。

⑨“地平理论”说每公里的曲率为0。现在我们都知道，这种理论是错误的。但从某种意义上说，它又很接近真理。

⑩亚里士多德之后的一个世纪，古希腊一位哲学家埃拉托塞尼斯指出，太阳在不同纬度上投射不同长度的影子。根据影子长度不同，他计算出地球的周长为2.5万英里，那么这个球体曲率是0.000126度/英里。这个数值非常接近0。

这从0到0.000126的差别解释了为何我们用了如此长的时间，才放弃“地球是平的”这一观念，并转而相信地球是球状的。

现在媒体对随机取样、样本代表性等概念备加关注。这种关注导致许多人错误地认为，随机取样和代表性是所有学科做调查研究的必要条件，人体生物学研究因为很少使用随机的被试样本，许多研究成果都会受到批评。

但只要想一下其他学科的情况，就很容易理解这种想法的荒谬，化学家从没尝试过抽取化合物的随机样本，生物学家也不曾用细胞或组织的随机样本进行实验，这些研究结果都可以帮助我们理解，非学术研究都需要使用随机样本。因此，我们在此需要强调的重点是随机取样和随机分配不是一回事。

随机分配和随机取样两个词里都包含“随机”，因此许多人以为它们所指的是一回事。事实上，它们是非常不同的概念，唯一相似之处在于它们都采用了随机生成数字这一点，然而其目的却_______________。

随机取样涉及的是如何选择被试进行研究，如前所述，并不是所有研究都要求随机取样，但当它成为必要条件时（例如在市场调查中），我们则需要用一种方法从总体中抽取一个样本，这种方法要确保总体中的每一个个体都有同等的机会被选中，被抽中的个体就成为之后调查研究中的被试。有一点非常重要，这种随机取样的调查研究既可能是相关研究，也可能是一个真实验，只有使用了随机分配的方式，才有可能成为一个真实验。

随机分配是真实验所必需的条件，实验人员将被试分为实验组和控制组，当每一名被试被分到实验组的机会和被分到控制组的机会相等则实现了随机分配。为了达到这一点，常会用到像掷硬币这样的随机化手段（更常用的是特殊的随机化数字表格）——因为它在给被试分组时没有任何偏向。

随机分配和随机取样不是一回事，牢记这一点的最好方法是弄清楚四种组合：非随机分配的非随机样本，随机分配的非随机样本，非随机分配的随机样本，以及随机分配的随机样本。大部分心理学实验没有使用随机样本，因为没有这个必要。正如下一章将讲到的，研究可以检验理论，我们所需要的只是一个方便取得的样本。如果一个研究中使用了随机分配的方法，那么它就是一项真实验，如果没有使用，那么它是一项相关调查。许多使用随机取样的研究没有使用随机分配，那是因为它们只是调查性研究，旨在寻找关联——也就是说，这些研究属于相关调查研究。然而，一些研究既使用了随机取样，又使用了随机分配，那么它们肯定是真实验。

近百年来，全球气候变暖是个不争的事实，对于全球气候变暖，之前普遍认为“极其可能”是人类影响造成的。但是中科院地质地球所最近提出了一个新观点——气候变暖变化存在约500年的自然周期，近百年来的全球气候变暖，刚好位于最近一次500年周期的暖相位上。该研究还认为：今年已经达到这一暖相位的峰值位置，接下来有进入冷相位的趋势，即将开始百年气候变冷周期，这有可能减缓人类活动导致的全球变暖。

通过东北龙岗火山区的小龙湾玛珥湖年纹层沉积可以准确定年，中科院地质地球所的科学家就利用这一优势，分析了5350年以来（截至2005年）小龙湾玛珥湖周边地区植物花粉种类的变化。在植物花粉含量的变化中，有两种花粉（适合寒冷气候的松树花粉和适合温暖气候的栎属花粉）的含量相互消长，呈现周期性变化。

根据松树花粉增加和栎属花粉减少的峰值，指示的气候最寒冷时期先后出现在公元前2700年、公元前2200年、公元前1600年、公元前1200年、公元前900年、公元前600年、公元前300年，以及公元200年、700年、1200年和1800年前后，约每500年出现一次寒冷期。花粉含量的谱分析结果也呈现出显著的500年周期。

在中国历史上，1550年至1851年，明嘉靖至清道光年间，中国曾发生大规模极寒天气，被称为“明清小冰期”。我国著名科学家竺可桢在这方面卓有成果，他注意到，清朝初年历史学家谈迁写了一本《北游录》，里面提到当时不但中国北方寒冷，就连江南也出现了河面结冰的情形。1654年（顺治十一年）11月，京杭大运河的吴江段冰厚三尺多，从吴江一直冻到嘉兴，要壮士凿冰，每天才能前行3、4公里。阳历11月南运河封冻，这在历史上是少有的。

由于温度下降，中国的农业经济也遭受了打击。清朝叶梦珠编辑的《阅世编》记载，江西柑橘本是贡品，当地家家户户广泛栽种。然而，在“明清小冰期”最盛的顺治、康熙年间，橘树常常被冻死，橘农吓得不敢再种橘树。

“明清小冰期”应该算得上是距今最近的一次寒冷时期了。中科院的研究认为，大约从公元1830年开始了一个暖期，现在处于最近一次500年周期的暖相位上，可能已经达到峰值位置，有进入冷相位的趋势，这有可能减缓人类活动导致的全球变暖。

20世纪，水资源短缺尤其是水质性缺水成了世界共同面对的资源危机，生活、工业、农业污水是污水主要来源，污水处理顺理成章地成为新兴朝阳产业。

污水生物处理的实质就是通过微生物的新陈代谢活动，将污水中的有机物分解，从而达到净化污水的目的。污水处理在水质改善的同时，还要求所采用技术低能耗、少资源损耗，厌氧氨氧化与亚硝化工艺相结合的氮的完全自养转换方式是一种最可持续的污水脱氮途径。厌氧氨氧化菌就是这一途径的神奇承载者。

新闻报道中称厌氧氨氧化菌叫红菌，这是为什么呢？ 厌氧氨氧化菌呈球形、卵形，直径约0.8—1.1μm，在自然界以及废水生物处理系统中, 厌氧氨氧化菌丰度很低，几乎检测不到其活性，当其在生物膜上有低活性的时候，污泥就不是通常的黑色了，呈现为灰色；驯化一段时间后，随着菌群数量的增加，污泥颜色转变为红棕色；由于厌氧氨氧化菌含有丰富的细胞色素, 当其成为优势菌群时，成熟的厌氧氨氧化污泥呈现美丽的深红色。污泥颜色的变化也可用作厌氧氨氧化反应器启动进程的指示。由于这______的红色，污水处理厂的工人们就俗称其为红菌。

但这种神奇的细菌不容易控制，采用传统的系列稀释分离、平板划线分离、显微单细胞分离等微生物分离方法都以失败告终。1999 年，荷兰科学家利用密度梯度离心的方法，第一次得到了厌氧氨氧化菌，约200到800个细胞中只含有1个污染细胞。遗憾的是时至今日，全世界都还未获得厌氧氨氧化菌纯培养菌株。庆幸的是众多科学家协同攻关，在2006 年利用环境基因组学的方法完成了这一非纯培养菌株厌氧氨氧化菌的全基因组序列测定，发现200 多个基因参与其氨氮的短程转化代谢过程。

占细胞总体积的30% 以上的厌氧氨氧化体是厌氧氨氧化菌中最为重要的也是最独特的细胞器，目前被假定为内共生起源的细胞能量产生体，这也是第一个从原核细胞中发现的独立产能细胞器，类似于真核细胞中线粒体的功能。厌氧氨氧化菌在缺氧条件下，无需有机物参与，可以直接将氨氮和亚硝态氮氧化成氮气，较之传统硝化反硝化反应较繁琐的电子传递过程, 大大降低了能耗，是最经济的生物脱氮途径，脱氮成本仅为传统的十分之一，无疑成为污水脱氮处理的一个极富吸引力的方向。

2016年末，A自治区城镇人口为1542.1万人，城镇化率（城镇人口占总人口比重）为61.2%。

2016年末A自治区城镇人均居住面积达32.20平方米，比1978年末增长了5.5倍；农村牧区人均居住面积达27.40平方米，比1985年末增长103%。2016年末A自治区城镇居民家庭每百户拥有家用汽车38.48辆、家用电脑62台、移动电话222.21部；农牧民家庭每百户拥有家用汽车27.29辆、家用电脑23台、移动电话231.53部。

节能减排是党中央、国务院作出的重大决定部署，是“十一五”时期的一项约束性指标，是一条不可逾越的红线。我们将进一步统一思想，认真贯彻落实党的十七大精神，牢固树立抓节能减排就是落实科学发展观、转变经济发展方式的理念，充分认识节能减排工作的长期性、艰苦性和复杂性，切实加强节能减排工作的责任感和紧迫感，采取强有力的措施，千方百计确保实现国家和省政府下达我市的节能减排目标任务。

根据省政府节能减排工作有关要求，积极做好节能减排目标分解和督查工作，实行严格的目标责任制，将能耗与减排指标纳入各地经济社会发展综合评价和年度考核体系，作为各级政府领导班子任期内贯彻落实科学发展观的重要考核内容，作为企业负责人经营业绩的重要考核内容，实行节能减排工作问责制。同时，加大对民营企业节能减排工作考核和约束力度，对不能如期完成省、市节能减排目标任务的县和企业，不得参加年度的评先选优，不得享受相关的优惠政策。

认真落实国务院《关于促进产业结构调整暂行规定》，按照省政府《关于印发（2007年淘汰落后生产能力实施方案）的通知》要求，严格准入管理。对新上工业项目做好能源消耗和环境影响评价，不符合节能环保标准的不准开工建设，严格控制新上高耗能、高污染项目，从源头上把关预防。发展低投入、低能耗、低污染、高效益的“三低一高”产业，同时压缩淘汰高投入、高能耗、高污染、低效益的“三高一低”产业。积极走新型工业化道路，调整优化工业结构，提高高新技术产业在工业中的比重。

切实抓好宏桥工业试点园和泰岳公司的循环经济试点工作，使之成为全市循环经济典范，并引导企业改变只靠自身“单打独斗”式的内部节能减排，走多企业、跨行业、区域间循环经济之路，推进企业之间消化工业废物的“循环链”，通过行业成员之间副产品和废物的交换、能量和废水的逐级利用、基础设施的共享，达到工业废物全面得到循环利用的目的，提升节能减排的成效。切实抓好省政府年初确定的我市6家公司清洁生产试点工作。

帮助重点高耗能、高排放、高污染企业建立和推行严格的节能减排管理制度和有效的激励机制，调动广大职工节能的积极性。强化基础工作特别是统计工作，配备专职人员，将节能的目标和责任落实到车间、班组和个人。加强对重点高耗能企业节能情况的跟踪、指导和监督，定期公布重点企业能源利用情况，督促企业围绕降低重点产品能耗单位的目标开展工作。加大重点企业技术改造和污染治理力度，逐年将污染源纳入限期治理，实施工业园区综合治理工程，建设工业园区集中式污水处理设施，减少污染物排放或实现零排放。