[科普中国]-边界效应

简单介绍

实际油、气藏中，在生产井或注水井的附近往往存在着各种边界（如等势边界和不渗透边界），这些边界的存在对渗流场的等势线分布、流线分布和井产量等都会产生影响，通常将这种影响称为边界效应。一般来说，边界是众多信息汇聚的地方，它具有异质性，是变化的所在，容易产生特殊的现象并容易受到人们的关注，这就是通常所说的边界效应。边界效应在风景园林中尤为突出。在自然界中，优美的风景往往集中在地球板块的边界，如位于印度板块和亚洲板块交界处的四川省，风景资源集中，是我国重要的风景旅游地。又如水与陆地交界的水岸地带，地形层次丰富、动植物类型多样，容易形成不同于其他场所的美丽风景。

应用领域地理科学在经济全球化和区域一体化的时代背景下，跨边界的全球性、区域性合作日益密切。20世纪90年代，学术界关于“无国界”的思潮涌现。国家边界正在消融，资本、信息、技术、人才等要素可以在不同国家间自由流动。然而，全球化和区域一体化是否意味着国家边界的“消失”，McCallum给予了强有力的回击。他在研究加拿大、美国边境地区的贸易时发现，国家边界仍然影响着两国的贸易模式，边界效应在一定程度上阻碍了跨国贸易的发展。McCallum的研究不仅让我们重新审视国家“边界”的作用，而且开启了“边界效应”研究的新篇章。进入21世纪，在中国成功加入世界贸易组织、经济全球化迅速席卷中国市场的时代背景下，对国际市场的贸易壁垒分析和中国市场的一体化测度的迫切需求，为国内边界效应研究的兴起提供了契机。不同空间尺度下，边界的意义和效用存在较大的差别。

国家的边界是国家领土、主权的界线标志，神圣不可侵犯；国家内部的行政边界是有利于高效行政管理而存在的地理分界线，是微观地域的权限界线。边界的存在，像一堵无形的高墙，阻碍要素跨区域的高效流动，从而对跨边界的社会、经济行为产生影响，这种影响称之为“边界效应”。

由于学科背景不同，边界效应研究主体和内容存在明显差异。经济地理学领域的“边界效应”研究主要是探讨边界对跨界经济行为产生的影响。无论是美国、加拿大边境地区的贸易研究，还是欧盟国家的一体化，市场分割的测度分析，学者们都将跨国贸易视为“同质要素”，探讨行政边界引起跨区域贸易与区域内部贸易的差异化现象。而在城市地理学和旅游地理学领域的一体化研究中，城市单元的经济属性、旅游区入境游客人数、旅游基础设施等被视为同质要素，并基于这类要素探讨边界存在引起的跨区域发展的差异化现象。政治地理学领域的边界效应研究更注重理论性和思辨性，并且将边界效应划分为屏蔽效应和中介效应，屏蔽效应是边界阻碍空间相互作用的现象，而中介效应则为边界两侧区域提供了接触和交流的机会。虽然边界效应研究的空间尺度和学科背景有较大差别，但对边界效应的研究内容达成了基本的共识，即探讨边界（包括区域边界、国家边界和更小行政单元的外围界限）的存在引起跨越边界的同质要素产生量变或质变的现象。1

程序设计计算机程序设计中的边界效应应该是指在进行程序设计的过程中，我们的编程思想、算法以及分析测试的数据有可能会临近我们所没有注意到的边界。所有的操作设计都会有一个边界存在，例如整形数据的内存也是有规律的，很多情况下在进行程序设计时，往往会被我们所忽略。但是在测试的时候这些边界值在我们所设计的程序中是否好用，是否可以达到分边界值的效果，那就不一定了。所以在进行程序设计的时候，要尽量避免所涉及的数据临近边界值或者超出边界值，尽可能将我们所需要的放入其中，来保证其数据结果的准确性。

热学分子之间是有作用力的，一般距离较远是分子力忽略不计，则考虑液体时，液体中的某个分子只与较近的分子作用（较远的作用力忽略），由于对称则合力为零。而在液面与空气边界处不能产生这样的对称，则由于分子力的不对称产生边界效应，如表面张力的产生。

一般物体都有“相”，即一大堆微观粒子的共同状态，比如液相、气相。在两相的交接处会有边界效应。在同一个相，比如液体中的原子或分子受各个方向的力（碰撞）是相同的，这由对称性可以看出来。而在气液交界处的粒子受两边液体和气体的碰撞力不相等，因此会出现奇特的现象，比如表面张力、毛细现象等等。在一定温度下，液体中的粒子速度满足麦克斯韦分布，因此有一部分速度快的粒子，它们能量比较高，因此能够冲破液面的束缚跑到气体中，这就是液面的挥发。液体表面的液体分子，一方面受表面之下液体分子的吸引力，另一方面基本上在气体分子一侧基本上没什么障碍阻碍它飞出去。于是，气液分界处就是液体分子一方面因为热运动要飞出去/蒸发，另一方面又被内部分子拉住而限制在液体部分里。这种情况是由于一侧缺少液体而出现的，也就是只能出现在液体区域的边界处，于是就叫边界效应了。

心理学无论是在餐馆，公交车，火车，休息室，课室，人们普遍倾向选择靠窗的位置；在宽大的广场，人们喜欢挑选广场四周的花圃坐下或者是周边建筑物的墙根，只有广场四周坐满了人，人们才不得已地选择中心地带。这些平时无心的选择和举动原来是受到了“边界效应”的影响。

“边界效应”由西方心理学家德克·德·琼治提出，指人们喜爱逗留在区域的边缘，而区域开敞的中间地带是最后的选择。区域的边缘象征两个地方的交接，人作为个体处于中间距离，与两个地方不远也不近，这能很好反映人对交往距离的要求——安全。

从人的心理出发，人类容易对异质的东西发生兴趣，而对于同质的东西产生厌倦和腻烦。例如对于一块场地来说，人们往往更多关注的是场地边缘的特征，而不是场地的中央，人的活动也多集中于场地的边缘。这也是为什么在公园的设计中，设计者往往将休息设施设在场地的边界。德克·德·琼治认为，身处边界区域既能看清周围的一切，又可以较少暴露自己。2

美国心理学家马斯洛认为，安全是人类的基本需要。人们在公众场合时，尽量减少与他人的接触，意味着减少发生冲突的可能，满足了与他人保持距离的安全感需求。比如在地铁里靠边坐，要比坐在两人中间减少了与一个人的肢体接触，让人觉得自在、安全一些。开会时靠边坐，远离主位上的领导，可以弱化内心被监督的感觉，减少被点名提问的可能性。喜欢靠门坐的人，潜意识中多半有逃离会场的想法。餐厅吃饭找角落，一方面不用担心谈话被人听到，保护隐私；另一方面能观察周围人的举动，也让人感到安全和踏实。

“边界效应”表达了人的三个交往心理需求：

（1）人有交往的心理需求。边界是个很好的观察点，首先提供了全局浏览，其次才是重点的个别观察。在交往前，人本能地通过观察掌握环境信息，作出合适的判断和选择——哪些人能成为成功的交往对象。

（2）人在需要交往同时需要个人空间领域。相对于中间四周都是空间的环境，边界是个半开放空间，人可以在其中进行观察的同时隐藏自己——保留自己的空间领域，减少暴露。

（3）人在交往时需要与他人保持人际距离。站在边界比站在中心要更容易离开区域。同理，在交往中如果由于对方太过接近自己而产生不安，在边界能够方便人重新拉开与对方的距离。