美國貝爾實驗室台灣人西北大學

『壹』 太陽能可以用在哪些方面急急急急急急急急急急急急急急！

一般指太陽光的輻射能量。在太陽內部進行的由「氫」聚變成「氦」的原子核反應，不停地釋放出巨大的能量，並不斷向宇宙空間輻射能量，這種能量就是太陽能。太陽內部的這種核聚變反應可以維持幾十億至上百億年的時間。太陽向宇宙空間發射的輻射功率為3.8×1023kW的輻射值，其中20億分之一到達地球大氣層。到達地球大氣層的太陽能，30%被大氣層反射，23%被大氣層吸收，其餘的到達地球表面，其功率為8×1013kW，也就是說太陽每秒鍾照射到地球上的能量就相當於燃燒500萬噸煤釋放的熱量。廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源，如風能，化學能，水的勢能等等。狹義的太陽能則限於太陽輻射能的光熱、光電和光化學的直接轉換。
人類對太陽能的利用有著悠久的歷史。我國早在兩千多年前的戰國時期就知道利用鋼制四面鏡聚焦太陽光來點火；利用太陽能來乾燥農副產品。發展到現代，太陽能的利用已日益廣泛，它包括太陽能的光熱利用，太陽能的光電利用和太陽能的光化學利用等。太陽能的利用有被動式利用（光熱轉換）和光電轉換兩種方式。太陽能發電一種新興的可再生能源利用方式。
使用太陽電池，通過光電轉換把太陽光中包含的能量轉化為電能，使用太陽能熱水器，利用太陽光的熱量加熱水，並利用熱水發電，利用太陽能進行海水淡化。現在，太陽能的利用還不很普及，利用太陽能發電還存在成本高、轉換效率低的問題，但是太陽電池在為人造衛星提供能源方面得到了應用。

Solar power (also known as solar energy) is Solar Radiation emitted from our sun. Solar energy has been used in many traditional technologies for centuries, and has come into widespread use where other power supplies are absent, such as in remote locations and in space.
Solar energy is currently used in a number of applications:

Heat (hot water, building heat, cooking)
Electricity generation (photovoltaics, heat engines)
Transportation (solar car)
Desalination of seawater.

太陽能是太陽內部連續不斷的核聚變反應過程產生的能量。地球軌道上的平均太陽輻射強度為1367kw/m2。地球赤道的周長為40000km，從而可計算出，地球獲得的能量可達173,000TW。在海平面上的標准峰值強度為1kw/m2，地球表面某一點24h的年平均輻射強度為0.20kw/m2，相當於有102,000TW 的能量，人類依賴這些能量維持生存，其中包括所有其他形式的可再生能源（地熱能資源除外）雖然太陽能資源總量相當於現在人類所利用的能源的一萬多倍，但太陽能的能量密度低，而且它因地而異，因時而變，這是開發利用太陽能面臨的主要問題。太陽能的這些特點會使它在整個綜合能源體系中的作用受到一定的限制。

盡管太陽輻射到地球大氣層的能量僅為其總輻射能量（約為3.75×1026W）的22億分之一，但已高達173,000TW，也就是說太陽每秒鍾照射到地球上的能量就相當於500萬噸煤。地球上的風能、水能、海洋溫差能、波浪能和生物質能以及部分潮汐能都是來源於太陽；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然氣等）從根本上說也是遠古以來貯存下來的太陽能，所以廣義的太陽能所包括的范圍非常大，狹義的太陽能則限於太陽輻射能的光熱、光電和光化學的直接轉換。

太陽能既是一次能源，又是可再生能源。它資源豐富，既可免費使用，又無需運輸，對環境無任何污染。為人類創造了一種新的生活形態，使社會及人類進入一個節約能源減少污染的時代。

太陽能光伏
光伏板組件是一種暴露在陽光下便會產生直流電的發電裝置，由幾乎全部以半導體物料(例如硅)製成的薄身固體光伏電池組成。由於沒有活動的部分，故可以長時間操作而不會導致任何損耗。簡單的光伏電池可為手錶及計算機提供能源，較復雜的光伏系統可為房屋照明，並為電網供電。 光伏板組件可以製成不同形狀，而組件又可連接，以產生更多電力。近年，天台及建築物表面均會使用光伏板組件，甚至被用作窗戶、天窗或遮蔽裝置的一部分，這些光伏設施通常被稱為附設於建築物的光伏系統。

太陽熱能
現代的太陽熱能科技將陽光聚合，並運用其能量產生熱水、蒸氣和電力。除了運用適當的科技來收集太陽能外，建築物亦可利用太陽的光和熱能，方法是在設計時加入合適的裝備，例如巨型的向南窗戶或使用能吸收及慢慢釋放太陽熱力的建築材料。

據記載，人類利用太陽能已有3000多年的歷史。將太陽能作為一種能源和動力加以利用，只有300多年的歷史。真正將太陽能作為「近期急需的補充能源」，「未來能源結構的基礎」，則是近來的事。20世紀70年代以來，太陽能科技突飛猛進，太陽能利用日新月異。近代太陽能利用歷史可以從1615年法國工程師所羅門·德·考克斯在世界上發明第一台太陽能驅動的發動機算起。該發明是一台利用太陽能加熱空氣使其膨脹做功而抽水的機器。在1615年～1900年之間，世界上又研製成多台太陽能動力裝置和一些其它太陽能裝置。這些動力裝置幾乎全部採用聚光方式採集陽光，發動機功率 不大，工質主要是水蒸汽，價格昂貴，實用價值不大，大部分為太陽能愛好者個人研究製造。20世紀的100年間，太陽能科技發展歷史大體可分為七個階段。
第一階段(1900-1920)
在這一階段，世界上太陽能研究的重點仍是太陽能動力裝置，但採用的聚光方式多樣化，且開始採用平板集熱器和低沸點工質，裝置逐漸擴大，最大輸出功率達73.64kW，實用目的比較明確，造價仍然很高。建造的典型裝置有：1901年，在美國加州建成一台太陽能抽水裝置，採用截頭圓錐聚光器，功率：7.36kW；1902 -1908年，在美國建造了五套雙循環太陽能發動機，採用平板集熱器和低沸點工質；1913年，在埃及開羅以南建成一台由5個拋物槽鏡組成的太陽能水泵，每個長62.5m，寬4m，總採光面積達1250m2。

第二階段（1920-1945）
在這20多年中，太陽能研究工作處於低潮，參加研究工作的人數和研究項目大為減少，其原因與礦物燃料的大量開發利用和發生第二次世界大戰（1935-1945）有關，而太陽能又不能解決當時對能源的急需，因此使太陽能研究工作逐漸受到冷落。

第三階段（1945-1965）
在第二次世界大戰結束後的20年中，一些有遠見的人士已經注意到石油和天然氣資源正在迅速減少， 呼籲人們重視這一問題，從而逐漸推動了太陽能研究工作的恢復和開展，並且成立太陽能學術組織，舉辦學術交流和展覽會，再次興起太陽能研究熱潮。 在這一階段，太陽能研究工作取得一些重大進展，比較突出的有：1945年，美國貝爾實驗室研製成實用型硅太陽電池，為光伏發電大規模應用奠定了基礎；1955年，以色列泰伯等在第一次國際太陽熱科學會議上提出選擇性塗層的基礎理論，並研製成實用的黑鎳等選擇性塗層，為高效集熱器的發展創造了條件。此外，在這一階段里還有其它一些重要成果，比較突出的有： 1952年，法國國家研究中心在比利牛斯山東部建成一座功率為50kW的太陽爐。1960年，在美國佛羅里達建成世界上第一套用平板集熱器供熱的氨-水吸收式空調系統，製冷能力為5冷噸。1961年，一台帶有石英窗的斯特林發動機問世。在這一階段里，加強了太陽能基礎理論和基礎材料的研究，取得了如太陽選擇性塗層和硅太陽電池等技術上的重大突破。平板集熱器有了很大的發展，技術上逐漸成熟。太陽能吸收式空調的研究取得進展，建成一批實驗性太陽房。對難度較大的斯特林發動機和塔式太陽能熱發電技術進行了初步研究。

第四階段(1965-1973）
這一階段，太陽能的研究工作停滯不前，主要原因是太陽能利用技術處於成長階段，尚不成熟，並且投資大，效果不理想，難以與常規能源競爭，因而得不到公眾、企業和政府的重視和支持。

第五階段（1973-1980）
自從石油在世界能源結構中擔當主角之後，石油就成了左右經濟和決定一個國家生死存亡、發展和衰退的關鍵因素，1973年10月爆發中東戰爭，石油輸出國組織採取石油減產、提價等辦法，支持中東人民的斗爭，維護本國的利益。其結果是使那些依靠從中東地區大量進口廉價石油的國家，在經濟上遭到沉重打擊。 於是，西方一些人驚呼：世界發生了「能源危機」（有的稱「石油危機」）。這次「危機」在客觀上使人們認識到：現有的能源結構必須徹底改變，應加速向未來能源結構過渡。從而使許多國家，尤其是工業發達國家，重新加強了對太陽能及其它可再生能源技術發展的支持，在世界上再次興起了開發利用太陽能熱潮。1973年，美國制定了政府級陽光發電計劃，太陽能研究經費大幅度增長，並且成立太陽能開發銀行，促進太陽能產品的商業化。日本在1974年公布了政府制定的「陽光計劃」，其中太陽能的研究開發項目有：太陽房 、工業太陽能系統、太陽熱發電、太陽電池生產系統、分散型和大型光伏發電系統等。為實施這一計劃，日本政府投入了大量人力、物力和財力。70年代初世界上出現的開發利用太陽能熱潮，對我國也產生了巨大影響。一些有遠見的科技人員，紛紛投身太陽能事業，積極向政府有關部門提建議，出書辦刊，介紹國際上太陽能利用動態；在農村推廣應用太陽灶 ，在城市研製開發太陽熱水器，空間用的太陽電池開始在地面應用……。 1975年，在河南安陽召開「全國第一次太陽能利用工作經驗交流大會」，進一步推動了我國太陽能事業的發展。這次會議之後，太陽能研究和推廣工作納入了我國政府計劃，獲得了專項經費和物資支持。一些大學和科研院所，紛紛設立太陽能課題組和研究室，有的地方開始籌建太陽能研究所。當時，我國也興起了開發利用太陽能的熱潮。 這一時期，太陽能開發利用工作處於前所未有的大發展時期，具有以下特點：
各國加強了太陽能研究工作的計劃性，不少國家制定了近期和遠期陽光計劃。開發利用太陽能成為政府行為，支持力度大大加強。國際間的合作十分活躍，一些第三世界國家開始積極參與太陽能開發利用工作。
研究領域不斷擴大，研究工作日益深入，取得一批較大成果，如CPC、真空集熱管、非晶硅太陽電池、 光解水制氫、太陽能熱發電等。
各國制定的太陽能發展計劃，普遍存在要求過高、過急問題，對實施過程中的困難估計不足，希望在較短的時間內取代礦物能源，實現大規模利用太陽能。例如，美國曾計劃在1985年建造一座小型太陽能示範衛星電站，1995年建成一座500萬kW空間太陽能電站。事實上，這一計劃後來進行了調整，至今空間太陽 能電站還未升空。
太陽熱水器、太陽電他等產品開始實現商業化，太陽能產業初步建立，但規模較小，經濟效益尚不理想

第六階段（1980-1992）
70年代興起的開發利用太陽能熱潮，進入80年代後不久開始落潮，逐漸進入低谷。世界上許多國家相繼大幅度削減太陽能研究經費，其中美國最為突出。導致這種現象的主要原因是：世界石油價格大幅度回落，而太陽能產品價格居高不下，缺乏競爭力；太陽能技術沒有重大突破，提高效率和降低成本的目標沒有實現，以致動搖了一些人開發利用太陽能的信心；核電發展較快，對太陽能的發展起到了一定的抑製作用。 受80年代國際上太陽能低落的影響，我國太陽能研究工作也受到一定程度的削弱，有人甚至提出：太陽能利用投資大、效果差、貯能難、佔地廣，認為太陽能是未來能源，主張外國研究成功後我國引進技術。雖然，持這種觀點的人是少數，但十分有害，對我國太陽能事業的發展造成不良影響這一階段，雖然太陽能開發研究經費大幅度削減，但研究工作並未中斷，有的項目還進展較大，而且促使 人們認真地去審視以往的計劃和制定的目標，調整研究工作重點，爭取以較少的投入取得較大的成果。

第七階段（1992- 至今）
由於大量燃燒礦物能源，造成了全球性的環境污染和生態破壞，對人類的生存和發展構成威脅。在這樣背景下，1992年聯合國在巴西召開「世界環境與發展大會」，會議通過了《里約熱內盧環境與發展宣言》， 《21世紀議程》和《聯合國氣候變化框架公約》等一系列重要文件，把環境與發展納入統一的框架，確立了 可持續發展的模式。這次會議之後，世界各國加強了清潔能源技術的開發，將利用太陽能與環境保護結合在 一起，使太陽能利用工作走出低谷，逐漸得到加強。世界環發大會之後，我國政府對環境與發展十分重視，提出10條對策和措施，明確要「因地制宜地開發和推廣太陽能、風能、地熱能、潮汐能、生物質能等清潔能源」，制定了《中國21世紀議程》，進一步明確 了太陽能重點發展項目。1995年國家計委、國家科委和國家經貿委制定了《新能源和可再生能源發展綱要》 （1996- 2010），明確提出我國在1996-2010年新能源和可再生能源的發展目標、任務以及相應的對策和措施 。這些文件的制定和實施，對進一步推動我國太陽能事業發揮了重要作用。 1996年，聯合國在辛巴威召開「世界太陽能高峰會議」，會後發表了《哈拉雷太陽能與持續發展宣言 》，會上討論了《世界太陽能10年行動計劃》（1996- 2005），《國際太陽能公約》，《世界太陽能戰略規劃》等重要文件。這次會議進一步表明了聯合國和世界各國對開發太陽能的堅定決心，要求全球共同行動 ，廣泛利用太陽能。1992年以後，世界太陽能利用又進入一個發展期，其特點是：太陽能利用與世界可持續發展和環境保護緊密結合，全球共同行動，為實現世界太陽能發展戰略而努力；太陽能發展目標明確，重點突出，措施得力，有利於克服以往忽冷忽熱、過熱過急的弊端，保證太陽能事業的長期發展；在加大太陽能研究開發力度的同時，注意科技成果轉化為生產力，發展太陽能產業，加速商業化進程，擴大太陽能利用領域和規模，經濟效益逐漸提高；國際太陽能領域的合作空前活躍，規模擴大，效果明顯。通過以上回顧可知，在本世紀100年間太陽能發展道路並不平坦，一般每次高潮期後都會出現低潮期，處於低潮的時間大約有45年。太陽能利用的發展歷程與煤、石油、核能完全不同，人們對其認識差別大，反復多，發展時間長。這一方面說明太陽能開發難度大，短時間內很難實現大規模利用；另一方面也說明太陽能利用還受礦物能源供應，政治和戰爭等因素的影響，發展道路比較曲折。盡管如此，從總體來看，20世紀取得的太陽能科技進步仍比以往任何一個世紀都大。

優點：
(1)普遍：太陽光普照大地，無論陸地或海洋，無論高山或島嶼，都處處皆有，可直接開發和利用，且勿須開采和運輸。
(2)無害：開發利用太陽能不會污染環境，它是最清潔的能源之一，在環境污染越來越嚴重的今天，這一點是極其寶貴的。
(3)巨大：每年到達地球表面上的太陽輻射能約相當於130萬億t標煤，其總量屬現今世界上可以開發的最大能源。
(4)長久：根據目前太陽產生的核能速率估算，氫的貯量足夠維持上百億年，而地球的壽命也約為幾十億年，從這個意義上講，可以說太陽的能量是用之不竭的。

缺點：
(1)分散性：到達地球表面的太陽輻射的總量盡管很大，但是能流密度很低。平均說來，北回歸線附近，夏季在天氣較為晴朗的情況下，正午時太陽輻射的輻照度最大，在垂直於太陽光方向1m2面積上接收到的太陽能平均有1000W左右；若按全年日夜平均，則只有200W左右。而在冬季大致只有一半，陰天一般只有1／5左右，這樣的能流密度是很低的。因此，在利用太陽能時，想要得到一定的轉換功率，往往需要面積相當大的一套收集和轉換設備，造價較高。
(2)不穩定性：由於受到晝夜、季節、地理緯度和海拔高度等自然條件的限制以及晴、陰、雲、雨等隨機因素的影響，所以，到達某一地面的太陽輻照度既是間斷的又是極不穩定的，這給太陽能的大規模應用增加了難度。為了使太陽能成為連續、穩定的能源，從而最終成為能夠與常規能源相競爭的替代能源，就必須很好地解決蓄能問題，即把晴朗白天的太陽輻射能盡量貯存起來以供夜間或陰雨天使用，但目前蓄能也是太陽能利用中較為薄弱的環節之一。
(3)效率低和成本高：目前太陽能利用的發展水平，有些方面在理論上是可行的，技術上也是成熟的。但有的太陽能利用裝置，因為效率偏低，成本較高，總的來說，經濟性還不能與常規能源相競爭。在今後相當一段時期內，太陽能利用的進一步發展，主要受到經濟性的制約。

太陽能利用中的經濟問題：
第一，世界上越來越多的國家認識到一個能夠持續發展的社會應該是一個既能滿足社會需要，而又不危及後代人前途的社會。因此，盡可能多地用潔凈能源代替高含碳量的礦物能源，是能源建設應該遵循的原則。隨著能源形式的變化，常規能源的貯量日益下降，其價格必然上漲，而控制環境污染也必須增大投資。
第二，我國是世界上最大的煤炭生產國和消費國，煤炭約占商品能源消費結構的76％，已成為我國大氣污染的主要來源。大力開發新能源和可再生能源的利用技術將成為減少環境污染的重要措施。能源問題是世界性的，向新能源過渡的時期遲早要到來。從長遠看，太陽能利用技術和裝置的大量應用，也必然可以制約礦物能源價格的上漲。

在我國，西藏西部太陽能資源最豐富，最高達2333 KWh/ m2 （日輻射量6.4KWh/ m2 ），居世界第二位，僅次於撒哈拉大沙漠。
根據各地接受太陽總輻射量的多少，可將全國劃分為五類地區。
一類地區為我國太陽能資源最豐富的地區，年太陽輻射總量6680-8400 MJ/m2，相當於日輻射量5.1-6.4KWh/m2。這些地區包括寧夏北部、甘肅北部、新疆東部、青海西部和西藏西部等地。尤以西藏西部最為豐富，最高達2333 KWh/ m2 （日輻射量6.4KWh/ m2 ），居世界第二位，僅次於撒哈拉大沙漠。
二類地區為我國太陽能資源較豐富地區，年太陽輻射總量為5850-6680 MJ/m2，相當於日輻射量4.5-5.1KWh/m2。這些地區包括河北西北部、山西北部、內蒙古南部、寧夏南部、甘肅中部、青海東部、西藏東南部和新疆南部等地。
三類地區為我國太陽能資源中等類型地區，年太陽輻射總量為5000-5850 MJ/m2，相當於日輻射量3.8-4.5KWh/m2。主要包括山東、河南、河北東南部、山西南部、新疆北部、吉林、遼寧、雲南、陝西北部、甘肅東南部、廣東南部、福建南部、蘇北、皖北、台灣西南部等地。
四類地區是我國太陽能資源較差地區，年太陽輻射總量4200-5000 MJ/m2，相當於日輻射量3.2-3.8KWh/m2。這些地區包括湖南、湖北、廣西、江西、浙江、福建北部、廣東北部、陝南、蘇北、皖南以及黑龍江、台灣東北部等地。
五類地區主要包括四川、貴州兩省，是我國太陽能資源最少的地區，年太陽輻射總量3350-4200 MJ/m2，相當於日輻射量只有2.5-3.2KWh/m2。
太陽能輻射數據可以從縣級氣象台站取得，也可以從國家氣象局取得。從氣象局取得的數據是水平面的輻射數據，包括：水平面總輻射，水平面直接輻射和水平面散射輻射。
從全國來看，我國是太陽能資源相當豐富的國家，絕大多數地區年平均日輻射量在4 kWh/m2.天 以上，西藏最高達7 kWh/m2.天。

太陽能的利用有多種方式：
1－太陽熱能的利用，比如太陽能熱水器，目前就用的比較多也比較普及；
2－太陽能發電，是目前太陽能利用的重點研究領域，主要的普及障礙是：
①用於完成光電轉化的硅光電池成本太高、轉化效率低、使用壽命短；
②用於儲存電能的蓄電池成本高、使用壽命有限、造成環境污染。
國外採用電能聯網的辦法解決電能的儲存問題，不用電池儲電，直接供電，效果很好，但需要形成規模，並有政府的介入協調管理。硅光電池的技術正在快速發展和進步之中。目前太陽能發電還主要用在一些很難獲得其他電力資源的地區或場所。

概述：眾所周知，人類目前大量利用的木頭、石油、煤炭、天然氣等能源都是通過植物光合作用等方式間接利用太陽能，可以毫不誇張地說，太陽是目前人類所能利用的唯一的能源來源，而到目前為止，通過光合作用等間接利用太陽能又是最重要的方式，而太陽能的直接利用方式則是二十世紀前後才真正進入人們的生活。從太陽能的間接利用到直接利用，是人類利用太陽能的質的飛躍，如果人類能在太陽能的直接利用技術上取得重大突破，那麼就像人類第一次學會鑽木取火使人類與動物區分開來一樣，太陽能將再次改寫人類的歷史，人類文明的發展將進入一個嶄新的階段，對此，我們抱著極大的期待和信心！
就目前來說，人類直接利用太陽能還處於初級階段，主要有太陽能集熱、太陽能熱水系統、太陽能暖房、太陽能發電等方式。

(一)太陽能集熱器

太陽能熱水器裝置通常包括太陽能集熱器、儲水箱、管道及抽水泵其他部件。另外在冬天需要熱交換器和膨脹槽以及發電裝置以備電廠不能供電之需 。太陽能集熱器(solar collector)在太陽能熱系統中，接受太陽輻射並向傳熱工質傳遞熱量的裝置。按傳熱工質可分為液體集熱器和空氣集熱器.按採光方式可分為聚光型和聚光型集熱器兩種。另外還有一種真空集熱器:一個好的太陽能集熱器應該能用20-30年。自從大約1980年以來所製作的集熱器更應維持40-50年且很少進行維修。

(二)太陽能熱水系統

早期最廣泛的太陽能應用即用於將水加熱，現今全世界已有數百萬太陽能熱水裝置。太陽能熱水系統主要元件包括收集器、儲存裝置及循環管路三部分。此外，可能還有輔助的能源裝置（如電熱器等）以供應無日照時使用，另外尚可能有強制循環用的水，以控制水位或控制電動部份或溫度的裝置以及接到負載的管路等。依循環方式太陽能熱水系統可分兩種：（a）自然循環式: 此種型式的儲存箱置於收集器上方。水在收集器中接受太陽幅射的加熱，溫度上升，造成收集器及儲水箱中水溫不同而產生密度差，因此引起浮力，此一熱虹吸現像，促使水在除水箱及收集器中自然流動。由與密度差的關系，水流量於收集器的太陽能吸收量成正比。此種型式因不需循環水，維護甚為簡單，故已被廣泛採用。 （b）強制循環式:熱水系統用水使水在收集器與儲水箱之間循環。當收集器頂端水溫高於儲水箱底部水溫若干度時，控制裝置將啟動水使水流動。水入口處設有止回閥以防止夜間水由收集器逆流，引起熱損失。由此種型式的熱水系統的流量可得知（因來自水的流量可知），容易預測性能，亦可推算於若干時間內的加熱水量。如在同樣設計條件下，其較自然循環方式具有可以獲得較高水溫的長處，但因其必須利用水，故有水電力、維護（如漏水等）以及控制裝置時動時停，容易損壞水等問題存在。因此，除大型熱水系統或需要較高水溫的情形，才選擇強制循環式，一般大多用自然循環式熱水器。

（三）暖房

利用太陽能作房間冬天暖房之用，在許多寒冷地區已使用多年。因寒帶地區冬季氣溫甚低，室內必須有暖氣設備，若欲節省大量化石能源的消耗，設法應用太陽幅射熱。大多數太陽能暖房使用熱水系統，亦有使用熱空氣系統。太陽能暖房系統是由太陽能收集器、熱儲存裝置、輔助能源系統，及室內暖房風扇系統所組成，其過程乃太陽輻射熱傳導，經收集器內的工作流體將熱能儲存，在供熱至房間。至輔助熱源則可裝置在儲熱裝置內、直接裝設在房間內或裝設於儲存裝置及房間之間等不同設計。當然亦可不用儲熱雙置而直接將熱能用到暖房的直接式暖房設計，或者將太陽能直接用於熱電或光電方式發電，在加熱房間，或透過冷暖房的熱裝置方式供作暖房使用。最常用的暖房系統為太陽能熱水裝置，其將熱水通至儲熱裝置之中（固體、液體或相變化的儲熱系統），然後利用風扇將室內或室外空氣驅動至此儲熱裝置中吸熱，在把此熱空氣傳送至室內；或利用另一種液體流至儲熱裝置中吸熱，當熱流體流至室內，在利用風扇吹送被加熱空氣至室內，而達到暖房效果。

（四）太陽能發電

即直接將太陽能轉變成電能，並將電能存儲在電容器中，以備需要時使用。

空間太陽能電源

第一個空間太陽電池載於1958年發射的Vangtuard I，體裝式結構，單晶Si襯底，效率約10%（28℃）。到了1970年代，人們改善了電池結構，採用BSF、光刻技術及更好減反射膜等技術，使電池的效率增加到14%。在70年代和80年代，地面太陽電池大約每5.5年全球產量翻番；而空間太陽電池在空間環境下的性能，如抗輻射性能等得到了較大改善。由於80年代太陽電池的理論得到迅速發展，極大地促進了地面和空間太陽電池性能的改善。到了90年代，薄膜電池和Ⅲ-Ⅴ電池的研究發展很快，而且聚光陣結構也變得更經濟，空間太陽電池市場競爭十分激烈。在繼續研究更高性能的太陽電池，主要有兩種途徑：研究聚光電池和多帶隙電池。

4.1 太陽能採集
太陽輻射的能流密度低，在利用太陽能時為了獲得?/ca>

『貳』 光子計算機的發展現狀

美國貝爾實驗室宣布研製出世界上第一台光學計算機。它採用砷化鎵光學開關，運算速度達每秒10億次。盡管這台光學計算機與理論上的光學計算機還有一定距離，但已顯示出強大的生命力。人類利用光纜傳輸數據已經有20多年的歷史了，用光信號來存儲信息的光碟技術也已廣泛應用。然而要想製造真正的光子計算機，需要開發出可以用一條光束來控制另一條光束變化的光學晶體管這一基礎元件，一般說來，科學家們雖然可以實現這樣的裝置，但是所需的條件如溫度等仍較為苛刻，尚難以進入實用階段。
美國馬薩諸塞州的一家光學技術公司——光導發光元件系統公司正與美國航空航天局馬歇爾航天中心合作開發用來製造光學計算機的「光」路板，實現對光子移動的控制，並有望在今取得突破。1999年5月，在美國西北大學工作的新加坡科學家何盛中領導的一個有20多人的研究小組利用納米級的半導體激光器研製出世界上最小的光子定向耦合器，可以在寬度僅0.2至0.4微米的半導體層中對光進行分解和控制。

『叄』 美國芝加哥的教育發展狀況是怎樣的

芝加哥教育、文化、科學技術、新聞和娛樂事業發達，是美國中部的高等教育中心。芝加哥共有680所公立學校，394所私立學校，83所學院和88所圖書館。其中有559所初中和高中、19所四年制學院和大學、7所兩年制學院，大專院校學科齊全，從基礎的職業訓練到高等的科學、商貿、技術、文化和專業預科，應有盡有。其中，芝加哥大學和西北大學最負盛名。此外，芝加哥西郊的阿崗國家研究院、貝爾實驗室、費米實驗室的科研成就在全美以至世界都令人矚目，有相當數目的華裔學者、工程技術人員在這些科研院室任職。

西北大學，1851年創立，是美國著名的高等學府。2015年，西北大學在權威的美國大學排名上位列第13位，在泰晤士全球大學排行榜上位列第21。共有11位諾貝爾獎獲得者和38名普利策獎獲得者從在（曾在）西北大學工作、求學。

『肆』 資訊理論奠基人之一香農

「通信的基本問題就是在一點重新准確地或近似地再現另一點所選擇的消息」。

這是數學家香農（Claude E.Shanon）在他的驚世之著《通信的數學理論》中的一句銘言。正是沿著這一思路他應用數理統計的方法來研究通信系統，從而創立了影響深遠的資訊理論。

——香農，1816年生於美國密執安州的加洛德。在大學中他就表現出了對數理問題的高度敏感。他的碩士論文就是關於布爾代數在邏輯開關理論中的應用。後來，他就職於貝爾電話研究所。在這個世界上最大的通信公司（美國電話電報公司）的研究基地里，他受著前輩的工作的啟示，其中最具代表性的是《貝爾系統技術雜志》上所披露的奈奎斯特的《影響電報速率的一些因素》和哈特萊的《信息的傳輸》。正是他們最早研究了通信系統的信息傳輸能力，第一次提出了信息量的概念，並試圖用教學公式予以描述。而香衣則創造性地繼承了他們的事業，在資訊理論的領域中鑽研了8年之久，終於在1948年也在《貝爾系統技術雜志》上發表了244頁的長篇論著，這就是上面提到的那篇《通信的數學理論》。次年，他又在同一雜志上發表了另一篇名著《雜訊下的通信》。在這兩篇文章中，他解決了過去許多懸而未決的問題：經典地闡明了通信的基本問題，提出了通信系統的模型，給出了信息量的數學表達式，解決了信道容量、信源統計特性、信源編碼、信道編碼等有關精確地傳送通信符號的基本技術問題。兩篇文章成了現在資訊理論的寞基著作。而香農，也一鳴驚人，成了這門新興學科的寞基人。那時，他才不過剛剛三十齣頭。

—— 他的成就轟動了世界，激起了人們對資訊理論的巨大熱情，它向各門學科沖擊，研究規模象浪雪球一樣越來越大。不僅在電子學的其他領域，如計算機、自動控制等方面大顯身手，而且遍及物理學、化學、生物學、心理學、醫學、經濟學、人類學、語音學、統計學、管理學……等學科。它已遠遠地突破了香衣本人所研究和意料的范疇，即從香農的所謂「狹義盾息論」發展到了「廣義資訊理論」。

—— 進入80年代以來，當人們在議論未來的時候，人們的注意力又異口同聲的集中到信息領域。按照國際一種流行的說法，未來將是一個高度信息化的社會。信息工業將發展成頭號工業，社會上大多數的人將是在從事後息的生產、加工和流通。這時，人們才能更正確地估價香農工作的全部含義。資訊理論這個曾經只在專家們中間流傳的學說，將來到更廣大的人群之中。香農這個名字也飛出了專家的書齋和實驗室，為更多的人所熟悉和了解。

『伍』 科學家事跡

朱棣文，江蘇省太倉人,原斯坦福大學物理系主任,勞倫斯伯克利國家實驗室主任,諾貝爾物理學獎,美國國家科學院院士

馮元楨,江蘇省武進縣人,美國生物醫學工程學會主席，國際生物流變學會副主席，美國生物力學國家委員會首任主席、名譽主席，世界生物力學組織主席美國國家科學院院士

吳健雄 江蘇省太倉縣人,世界著名物理學家,前美國物理學會主席,是著名的「曼哈頓計劃」中唯一的中國人,美國國家科學院院士

貝聿銘，江蘇蘇州人，20世紀世界最成功的建築師之一

華羅庚，江蘇金壇人，中國科學界的驕傲，國際數學大師，美國科學院外籍院士

許靖華，江蘇南京人，曾任歐洲地球物理協會第一屆會議會長，國際沉積學協會會長，美國科學院院士

戴振鐸，江蘇蘇州人，美國工程院院士，美國無線電傳播學會主席，IEEE 終身Fellow

鮑亦興，江蘇南京人，台灣大學應用力學研究所所長，美國國家工程院院士

李天和，江蘇江陰人，美國工程院院士、美國MIT終身教授

吳耀祖，國際著名的流體力學大師,江蘇常州人，美國物理學會1993流體力學終生成就獎，美國國家工程學院院士

茅以升，江蘇省丹徒縣人，著名橋梁專家，美國國家工程學院選為外籍院士

姚熹 ，江蘇蘇州人，國際知名的電子材料專家,國際陶瓷科學院理事、國際鐵電學顧問委員會成員,亞洲鐵電學協會主席美國工程院外籍院士

李政道,江蘇省蘇州市人，國際級的物理大師，首次登上諾貝爾獎壇的中國人，美國國家科學院院士

高行健，江蘇泰州人，諾貝爾文學獎

李昌鈺,江蘇如皋縣人,刑偵與鑒識專家,華人神探,美國人稱他為「當代福爾摩斯」、「現場重建之王」.

時松海,江蘇人，1996年畢業於清華大學,美國「青年科學家獎」最高獎的中國科學家,1999年在《科學》雜志上發表的一篇論文被認為是當年的十大科學突破之一

陳竺，中科院副院長,江蘇鎮江人,中國科學院副院長,美國科學院外籍院士,2003年當選國際科學院協作組織主席,國際人類基因組組織（HUGO）顧問委員會成員。

陳省身,浙江省嘉興縣人,國際數學大師、微分幾何之父、美國科學院院士。

吳家瑋 ，浙江杭州人， 西北大學物理及天文學系前系主任, 舊金山州立大學前校長，香港科技大學前校長，美國科學院院士

田炳耕，著名電機工程專家，浙江上虞人，美國著名的貝爾實驗室工作，美國國家科學院院士

錢煦，浙江杭縣人，首位美「四院」華裔院士，聖地亞哥加州大學生物工程系創始人，曾擔任過美籍華人醫學會主席、美國生理學會主席

沈申甫 浙江吳興人，國際著名塑模專家，國康乃爾大學教授,美國工程科學院院士 ，航空航天、流體力學領域成就卓著，馳名國際，國際宇航科學院通訊院士

夏鼐 ，浙江溫州人，著名考古學家，曾先後獲得英國學術院通訊院士、德意志考古研究所通訊院士，美國國家外籍院士

毛河光，浙江省江山人，著名高壓物理學家和地球物理學家，美國卡內基研究院地球物理實驗室的負責人，國家科學院院士

馮德培,浙江省臨海人，神經生理學家，中國科學院副院長兼生物學部主任，美國科學院外籍院士

談家楨,浙江寧波人，著名遺傳學家，在國際上享有崇高榮譽，曾任第八屆(1948年在瑞典)國際遺傳學大會常務理事，被聯合國工業發展組織國際遺傳工程和生物技術中心聘為科學顧問，美國國家科學院外籍院士

丘成桐,廣東梅州人，費爾茲獎,數學界的諾貝爾獎,美國國家科學院院士

蕭蔭堂 廣州海珠區人,國際數學大師, 美國科學院院士, 哈佛大學數學系系主任

朱經武，廣東台山人,美國科學院院士,獲《美國新聞與世界報道》雜志推選為美國最優秀的研究員

鄧文中，廣東肇慶人， 美國科學院院士,最近美國權威周刊《工程新聞紀錄》（Engineering News Reord）遴選他為過去125年來125位對工程最有貢獻的「頂尖人物」之一。

李卓皓，廣東廣州人，著名腦垂體內分泌生物化學家，美國國家科學院院士

馮又嫦，香港人,2001年當選的美國新院士中唯一的華裔院士,地球和行星科學系大氣科學研究中心主任

卓以和，香港人，美國貝爾實驗室半導體研究所所長，美國國家科學院院士

簡悅威，香港人，基因診斷之父，香港大學分子生物學研究所所長，美國國家科學院院士

陶哲軒，香港人，菲爾茲獎（最年輕的數學家）洛杉磯加州大學教授。

『陸』 傳呼機的誕生

尋呼機也叫BP 機、傳呼機、BB機，簡稱呼機。 beeper， pager

1983年，上海開通國內第一家尋呼台，BP機進入中國。
從BP機開始的即時通信，將人們帶入了沒有時空距離的年代，時時處處可以被找到，大大加速了人們的生活、工作效率，但也讓人無處可藏。人們對它愛恨交加，但已離不開它。
無線尋呼系統中的用戶接收機。通常由超外差接收機，解碼器，控制部分和顯示部分組成。尋呼機收到信號後發出音響或產生震動，並顯示有關信息。簡稱呼機。
手機之前比較通行通訊工具，樣子小巧，上個世紀末在中國和亞洲甚至全世界廣為流傳的可以聯系的通訊工具。
使用尋呼機的人們能方便快捷地通信和聯系，所以BP機倍受青睞。實際上，無線尋呼系統是一種沒有話音的單向廣播式無線選呼系統，它包括基站和若干外圍基站、數據電路、尋呼終端以及尋呼機。尋呼終端將電話網送來的被叫用戶號碼和主叫用戶的消息進行集中處理，實現重復呼叫、復台查詢、統計和記費等功能，然後進行編碼，變換成一定碼型和格式的數字信號，經數據電路傳送到各基站和外圍站，並經這些基發射機同時發射，被叫尋呼機接收到基站發射的信號後，便會有信息顯示。
尋呼機就是用戶佩帶的無線電接收機。BP機有人工匯接和自動匯接兩種方式，對應的尋呼台稱為人工尋呼台和自動尋呼台。人工尋呼台需要人工操作把這些信息編碼經過發射機發出信號。自動尋呼台根據來電話的線路號，自動查出尋呼人的電話號碼並同時發送出去，這樣被尋呼人就知道是哪部電話尋呼的。我們經常使用的尋呼機分為兩類：數字尋呼機和中文尋呼機。數字尋呼機小巧、價格低、實用。中文尋呼機直接顯示漢字，信息容易識別。
編輯本段使用方法
如果要找人A，卻不在家裡
就給傳呼台打電話，
說A，速回電話之類的
A看到後，便通過公共電話之類的給你回電話
編輯本段歷史介紹
傳呼機剛出現的時候，誰要是有部傳呼機，那是很叫人羨慕的，當時人們把它又叫「尋呼機」，BB機，BP機，能擁有一部傳呼機成為當時很多人的一大心願。八十年代末，我國開始出現了傳呼機。隨著科學技術的成熟和社會需求的增大，1990年開始，傳呼台如雨後春筍般在我省遍地開花，傳呼市場的繁榮，使各傳呼台之間的競爭也日益白熱化。手段即服務費價格戰。當時有的傳呼台服務較高，入網費100元，數字機一年180元（每月15元），漢字機一年600元（每月50元），為競爭用戶，傳呼台入網費從最初的100元降到50元、30元，直到最後免費入網，服務費也降到了數字機一年120元，漢字機每年三、四百元甚至更低。有的傳呼台為了覽更多用戶，還增加了發送天氣預報、股票信息、新聞等內容，一項內容每月2元。激烈的競爭使老百姓從中得到了實惠，最後所有信息免費發送。
1993年、1994年時，手機開始慢慢出現。不過那時人們常見的還是功能單一的集群電話，也就是常說的「大磚頭」，一部二、三萬元，只有大老闆們才用得起，拿在手裡就像身份標志一樣，牛氣十足，因為當時它的確只有少數人用得起。
1995年下半年開始，傳呼業務在手機強大的攻勢下，逐漸敗下陣來，傳呼用戶開始不再增加。1996年開始出現下滑，用戶減少，傳呼台數量也急劇下降，到目前全省僅剩聯通126台、鐵通95828台、蘭盾95910、萬聲95900四家傳呼台。用戶也由當年全省280萬戶下降到目前據估計不足1萬余戶。記者日前采訪時，有的傳呼台已經不再辦理入網業務，只為以前的用戶服務。
編輯本段演化路線圖
模擬BP機→數字BP機、漢字BP機→手機、MSN等其他即時通訊工具
1983年上海用戶使用的只是模擬信號BP機，用戶只能接受呼叫信號，需致電尋呼台才能查詢到回電號碼。次年在廣州開通的數字尋呼台，才解決了這個難題。早期的BP機全是進口產品，品牌包括摩托羅拉、松下等。後來，國內企業浪潮與摩托羅拉合作，開發出漢字BP機，讓用戶不用滿大街找電話就可以知道呼叫內容。
隨著價格的一再降低，到上世紀90年代末，BP機已經是一個普及化程度很高的產品。但作為第一代的即時通訊工具，BP機更像一個過渡的角色，隨著手機的普及，BP機逐漸退出市場。但是，現在我們已經離不開即時通訊工具，手機、MSN或QQ已成為許多人生活中的必需品。
先驅紀念碑
BP機最早的品牌擁有者之一的摩托羅拉，藉助BP機和模擬手機建立的品牌認知，至今還在目前最主流的即時通訊工具——2G手機領域保持著市場領先地位。
競跑眾生相

國內第一個尋呼信號是從上海華僑商店的一間盥洗室內發出的，最初只有一個尋呼座席，當時是為第五屆全運會在上海舉行而開通的尋呼服務，只有30多個用戶。
傳播印象派 「有事CALL我！」

BP機只能接收無線電信號，不能發送信號，所以是單方向的移動通信工具。
普通型的數字尋呼機，外型小巧，比一包香煙還小，可以方便地放在衣袋中或者別在腰間。一旦收到尋呼信號，它會發出幾聲輕微的「B—，B—」聲，提醒人注意。為了不幹擾別人，也可以關上聲音開關，尋呼機只是發出一陣陣機械振動，就像按摩器那樣的輕微顫動，只有攜帶者本人才能感覺得到。尋呼機收到信號後，液晶屏幕上會顯示出一些阿拉伯數字和英文字元，它們表示電話號碼和簡短話語。顯示英文字元，使中國人用起來不方便，於是又有了漢字顯示BP機。這種BP機不但能顯示電話號碼，同時也可傳輸簡單信息。有些專業台還可以發布一些專業信息，如農業尋呼台發布當天的糧食價格和蔬菜、種子的價格等。到了夏天，人們還可以通過BP機知道西瓜的價格，這種BP機具有多種功能，普遍受到歡迎。
目前有各種各樣的BP機，光是它的外型就有十幾種。有的像一個袖珍日記本，小巧玲瓏；有的像一張卡片，十分輕便；也有的像支圓珠筆，可以插在上衣口袋裡；有的甚至做成胸花、項鏈，掛在胸前。還有的和手錶合為一體，帶在手上，平時計時，有人尋呼時又成了個BP機。
女孩通過有線電話撥了尋呼台的號碼，電話接通後，她告訴話務員她要尋呼的BP機號及自己的姓名和電話號碼，然後，掛機等候。尋呼台的話務員馬上將以上信息輸入計算機，發射機便在計算機的控制下，向空中自動發出呼叫信息。
你可能會問，既然尋呼台發射的無線電波能覆蓋一定的區域，那麼，這一區域內的BP機為什麼只能收到對自己的呼叫，而收不到尋呼其它人的信號呢？
原來，各個BP機都有自己的號碼，貯存在尋呼台的計算機上。尋呼台發出的信息帶有這個號碼，只能啟動相應的BP機，對別的BP機沒有作用。這就像郵遞員，按照用戶的門牌號送信，不會錯的。
女孩的朋友聽到「B—，B—」聲音後，打開顯示開關，屏上出現了要求回電的號碼，於是，她的朋友就可以在附近找部電話，來和女孩通話。
我國的公共尋呼台號碼是126和127，也有一些專業尋呼台，號碼是7位數或者6位數。126和127都是公用台，但是使用方法有所不同。126台是由話務員應答接續的，它是人工尋呼台，而127則是由計算機控制的，叫自動尋呼台。上面女孩使用的是人工尋呼台。如果要通過127台尋呼，電話接通後，聽到的只是事先錄好的提示語，如「請繼續撥號」等。接著你就要把被尋呼的號碼通過你手中電話機的按鍵發出去。尋呼台的計算機收下這些信號後，經過核對，就在無線信道中發出尋呼。
有的尋呼設備還和家裡的電話機相聯。電話鈴響後經過一定時間如果沒人接，打來的電話就會自動轉到尋呼台。
尋呼機體積小，重量輕，而且價格便宜，使用方便，這使它在各個行業得到了廣泛應用。
醫生到病房巡診時，身邊可以攜帶BP機。假如手術室有急救病人，需要醫生立即返回，可以使用BP機呼叫。如果還需要助手、護士、麻醉師等配合，尋呼台的特殊尋呼功能——群呼，就會「一聲令下」，召集所有被尋呼者，而不必個別通知了。
建築工地的指揮員和工程師經常在現場工作，配備尋呼機後，無論他們走到哪裡，如果有急事，通過尋呼台可以立即找到他們。
在大飯店裡，人們可以通過內部尋呼台尋找服務員或飯店領班。商店和公司的經理可以通過尋呼台，尋找在外辦事的采購員。
尋呼機也可以開展漫遊業務，這和行動電話中的漫遊差不多。當你到外地出差時，不必擔心別人找不到你，因為人們可以通過當地的尋呼台呼叫你。
如今擁有BP機的人越來越多，在城市的各個角落都會聽到BP機發出的聲響。人們自豪地拍著腰間的「電蛐蛐」說：「有了它可真方便！」
在日本西南部的一個牧場里，連奶牛也有幸帶上了BP機。牧場主為了便於管理牛隻，想出了使用尋呼機的奇招。放牧時，每頭奶牛的脖子都掛上一隻BP機，當BP機發出呼叫聲時，奶牛聞聲便會「自覺地」從牧場回到牛棚。
編輯本段流行過的經典：尋呼機
隨著科技的發展，曾經風光一時的尋呼機漸漸地遠離了我們的生活，也步入了「只藏不CALL」的時代。
無線電尋呼系統是一種單向傳遞信息的移動通信方式，而尋呼機實際上就是一個信號接收器，它用來接收由尋呼台發出的尋呼信號。1948年，美國貝爾實驗室研製出世界上第一台尋呼機，取名為Bell Boy。進入上世紀70年代後，新技術的使用，為尋呼機的大規模推廣奠定了基礎。如今在其實用意義已經越來越微弱的情況下，尋呼機的收藏還是應當引起我們的重視。
尋呼機的收藏價值關鍵在於三大因素：一是尋呼機是現代通信發展史上不可忽略的一個重要階段；二是尋呼機在我國發展的過程中形成了各種品牌、各種型號的產品體系，收藏它們，既具有趣味性，又具有一定的難度；三是與鍾表、手機等時尚收藏相比，尋呼機價格較低、收藏花費不大，特別是在尋呼機逐漸被淘汰的今天，許多二手尋呼機只要幾元到十幾元就能買到，適合大眾收藏的特點。
目前來看，尋呼機收藏主要可以考慮三大類別：一是摩托羅拉品牌的系列收藏。在尋呼行業中，美國摩托羅拉公司無疑是龍頭老大，當初摩托羅拉尋呼機在國內市場的佔有率高達70％以上，而且摩托羅拉公司在1993年至1998年這一段時期內，為了滿足市場的需求，大量開發尋呼機新款式、新品種，形成了眾多系列，例如摩托羅拉進取型、摩托羅拉時尚型、摩托羅拉袖珍型等，代表了尋呼機生產的最高水平和尋呼機時尚的最新潮流，其中的型號細分更是紛繁復雜。因此，如果能夠系列收藏的話，無疑是一件頗有意義和趣味的事情。
二是具有特殊意義的品種收藏。例如1993年5月，中國第一台擁有自主知識產權的中文尋呼機由波導公司研發成功，1995年，他們又自行研發成功中國第一台股票信息機，1997年，中國第一台高速漢字機呱呱墜地，僅1998年一年波導就生產銷售尋呼機102.4萬台，位居國產品牌首位，波導成功起飛，為民族工業在這場尋呼機市場的競爭中爭得了一席之地，因此，波導系列尋呼機特別是前面所提到的這些「第一」無疑具有很高的收藏價值。而NEC、松下、肯寶等諸多中外品牌正因為它們的少，或許更會增加收藏的難度。此外不同造型尋呼機也值得收藏。當時除了功能不斷拓展外，為了吸引消費者的目光，許多生產商也在尋呼機的造型設計上動了一番腦筋，推出了一些造型獨特、饒有趣味的尋呼機，這些尋呼機的種類和數量都不是很多，當時的普及率也有限，因此，現在要尋覓的話並不是非常容易的事情。
編輯本段「尋呼時代」漸行漸遠
"目前全國只有北方一些地區還在使用傳呼，而在西北，傳呼行業已正在成為歷史。"寧夏回族自治區通信管理局無線電管理處處長王林介紹說。
2007年年初，地處中國西北內陸的甘肅省告別了"尋呼時代"。位於甘肅省蘭州市東方紅廣場附近的金昌北路曾經是著名的"尋呼一條街"，當時曾聚集了蘭州市絕大部分的尋呼機經銷店。但是現在，這里已經難以看到尋呼機的身影，取而代之的是一款款樣式別致的手機。
在我國西部地域面積最小的省份寧夏回族自治區，1997年還有14家尋呼台，300個機站，35萬用戶。但從2000年以後，尋呼業務以每年30％的速度萎縮。到2003年，當地尋呼業僅剩下5000用戶，2家尋呼台和60個機站。目前，寧夏僅剩的聯通和鐵通兩家尋呼台，其中聯通所剩的機站只有5個，用戶量500個。鐵通則是12個機站，不足1000個用戶，而且已主要作為鐵路內部通信系統使用。
"尋呼業目前的狀況是經濟和通信技術發展的必然趨勢。"蘭州大學經濟管理學院聶華林教授說，通信技術的不斷進步使手機功能不斷完善，幾乎能取代所有呼機現有的功能；手機資費的不斷降低，各種優惠措施的推出，也使手機越來越大眾化，讓尋呼業失去了價格上的優勢；市場經濟條件下，人們生活節奏不斷加快，在通信手段上要求更快捷、更便利、更便宜，手機顯然更符合這種需求。
有關資料顯示，截至2007年10月底，中國手機用戶總量已經超過3.2億。2007年前10個月，中國手機平均月增550萬戶。
"現在中國的經濟、科技都處於高速發展階段，適應高質量的生活水平和不斷加快的工作節奏，就需要不斷普及使用更先進的通信工具，這是國家進步發展的結果。"銀川市一位普通市民說。
編輯本段尋呼業：十年「暴利時代」
尋呼業是中國通信領域較早向社會開放的品種。1984年，上海在中國率先開辦了無線尋呼業務。20世紀90年代以後，中國尋呼用戶數量逐年激增，尋呼業創造了10年暴利時代。在1995年到1998年的4年間，全國每年新增尋呼用戶均在1593萬戶以上。2000年是中國尋呼業發展到頂峰的一年，此後便急轉直下，尋呼市場日漸萎縮。
從2002年開始，中國的尋呼業在經歷了短暫的慘淡經營階段後，已經從經濟發達的南方到經濟欠發達的北方開始逐步退出城市普通百姓的生活。上個世紀90年代中後期，尋呼業在深圳處於顛峰狀態。1997年深圳尋呼企業共有82家，用戶180萬。到2002年底，僅剩21家，用戶不足40萬。在同一年，天津市有90％的尋呼台都退出了市場。
行動電話是尋呼機的"終極殺手"。不僅手機強大的功能讓尋呼機"一籌莫展"，而且其價格也越來越便宜，因此許多人購買手機後，就把呼機甩在了一邊。更主要的，手機簡訊息某種程度上成為了無線尋呼的"剋星"。據了解，行動電話替代無線尋呼的趨勢早在2000年就已露端倪，到2002年這種趨勢快速加劇，並且一發而不可收拾。2002年底，我國電話用戶總數達到4億多戶，其中，行動電話用戶突破2億戶大關，固定電話用戶達到2億多。全國電話普及率達到每百人31．99部，行動電話普及率達到每百人14．95部，互聯網用戶達到4829萬戶。而當時，全國無線尋呼用戶僅為1973萬戶，比2001年減少了1632萬戶。
曾經一度成為全球尋呼機生產企業"老大"的摩托羅拉公司，前幾年因尋呼業不景氣已停止生產尋呼機。記者注意到，目前在大小規模的通信器材專賣店裡已經很難在看到尋呼機的蹤影，取而代之的是一款款精緻的手機。銀川市一位尋呼公司的老總無奈地說，手機和尋呼機價格越來越接近，尋呼機沒有了相對優勢，尋呼業必然滑坡，新事物代替舊事物是不可阻擋的規律。
編輯本段尋呼業能在轉型中求得生存嗎？
針對目前尋呼台紛紛關停，尋呼業務日漸萎縮的現狀，尋呼業內人士認為，尋呼業要想繼續生存發展，必須探索向股票信息、物流信息、呼叫中心等高層次、專業化服務轉型。
在西北，甘肅天馬通信有限公司早在1995年就開始探索開展股票信息服務，經過幾年的發展，目前天馬尋呼已經轉型以股票信息為主要業務，並且擁有一定數量的固定用戶。
有關專家認為，相對於以前單純的"呼叫找人"業務，新的業務專業化程度更高，要求從業者具備股票、物流、企業廣告宣傳等各種專業知識。這些業務有其優勢所在，目前股民們可以用股票機接收尋呼台的信息，也可以利用手機、電腦上互聯網瀏覽信息，服務質量不會有大的差別，但是尋呼台每月僅收20多元的服務費，手機上網至少要600元以上，對於工薪階層來說，股票機自然是首選。
開展新的業務制約因素也很多。呼叫中心是比較被看好的一種新型業務，業內人士介紹，它是利用計算機網路和電話通信的集成技術（CTI）建立起來的一種綜合信息服務系統，能讓企業在最短的時間內處理盡可能多的用戶呼叫，包括用戶咨詢、查詢、訂購、投訴等等，為企業用戶提供良好的服務。利用呼叫中心服務，企業可以節省大量成本，這也要求今後尋呼業的從業人員必須有較高的素質。
一些曾經規模較大但現在已經關閉的尋呼台，其實都曾經嘗試過開展新業務，但大都以失敗告終。專家分析認為，失敗的原因在於：第一，缺乏明顯競爭優勢，手機信息服務功能越來越完善，凡是呼機有的功能，手機也照樣可以做到；第二，新業務的市場尚處在開拓階段，市場完全成熟需要一定時間，在這段"青黃不接"的時間里，很多尋呼台沒有開拓市場甚至是維持最起碼運營的能力。
部分專家認為，隨著經濟的發展、人們經營觀念的轉變，呼叫中心、股票信息，包括以後可能被開發出來的一些新業務，還是有一定發展前途的，等到時機成熟，他們或許還會重新開展這些業務。

『柒』 資訊理論奠基人之一香農

克勞德·艾爾伍德·香農

克勞德·艾爾伍德·香農（Claude Elwood Shannon ，1916年4月30日—2001年2月26日）美國數學家、資訊理論的創始人。

香農於1916年4月30日出生於美國密歇根州的Petoskey，並且是愛迪生的遠親戚。1936年畢業於密歇根大學並獲得數學和電子工程學士學位，在那裡他遇到了布爾，上過他的課程。1940年獲得麻省理工學院（MIT）數學博士學位和電子工程碩士學位。1941年他加入貝爾實驗室數學部，工作到1972年。1956年他成為麻省理工學院（MIT）客座教授，並於1958年成為終生教授，1978年成為名譽教授。香農博士於2001年2月26日去世，享年84歲。

香農於1940年在普林斯頓高級研究所（The Institute for Advanced Study at Princeton）期間開始思考資訊理論與有效通信系統的問題。經過8年的努力，香農在1948年6月和10月在《貝爾系統技術雜志》（Bell System Technical Journal）上連載發表了他影像深遠的論文《通訊的數學原理》。1949年，香農又在該雜志上發表了另一著名論文《雜訊下的通信》。在這兩篇論文中，香農闡明了通信的基本問題，給出了通信系統的模型，提出了信息量的數學表達式，並解決了信道容量、信源統計特性、信源編碼、信道編碼等一系列基本技術問題。兩篇論文成為了資訊理論的奠基性著作。
獲獎與榮譽：
美國Alfred Noble協會美國工程師獎 1940年
Morris Liebmann 無線電工程師協會Memorial獎章 1949年
耶魯大學 (首席科學家) 1954年
Stuart Ballantine弗蘭克林協會獎章 1955年
研究合作獎 1956年
密歇根大學, 榮譽博士 1961年
萊斯大學 榮譽獎章1962年
普林斯頓大學, 榮譽博士 1962年
Marvin J. Kelly Award 1962年
愛丁堡大學 榮譽博士 1964年
匹茲堡大學 榮譽博士 1964年
電子電氣工程師協會 榮譽獎章 1966年
美國國家科學獎章 1966年, 由前總統Lyndon B. 約翰遜頒發
Golden Plate Award 1967年
美國西北大學, 榮譽博士 1970年
Harvey Prize, the Technion of Haifa, 以色列 1972年
牛津大學 榮譽博士 1978年
Joseph Jacquard獎 1978年
Harold Pender獎 1978年
東英格倫大學, 榮譽博士 1982年
卡內基梅隆大學 榮譽博士 1984年
美國聲頻技術協會 金獎 1985年
Kyoto Prize 1985年
塔夫斯大學 榮譽博士 1987年
賓西法尼亞大學 榮譽博士 1991年
Eard Rhein Prize 1991年

是這位吧,網路就有啊.

『捌』 哪位計算機老師幫幫忙！

盡管傳統計算機在短期內，還不會退出歷史舞台，但旨在超越它的諸如量子計算機、DNA生物計算機、光學計算機，在研究人員的努力下，已經出露端倪。

量子計算機將是未來計算機研究的熱點。量子計算機利用粒子的量子力學狀態來表示信息，可以實現目前電子計算機無法進行的復雜計算。2000年，德、美科學家研製出五量子位的核磁共振量子計算機，並成功地通過實驗運算。

美國科學家研究出了一種可用於製造DNA計算機的新技術，它不僅能將遺傳物質DNA分子的活動范圍限制在固體表面上來執行運算，而且能大大簡化通過DNA運算來解決復雜數學問題的步驟，標志著科學家們朝著研製出功能強大的DNA計算機的夢想又前進了一步。

由美英科學家組成的科研小組，成功地研製出世界上第一台DNA「發動機」，這一成果預示著不久的將來，科學家可以製造出分子大小的電子電路，以代替目前的硅晶元電路，從而使未來的計算機體積更小、體重更輕、運算速度更快。

加拿大科學家最近研製出一種光晶片，這是開發光學計算機征途上的一項重要成果。

在虛擬辦公室上班

將來，你的辦公室可能不再是目前的方格子單元，而更像科幻電影里的全景操作平台（Holodeck）了。電腦科學家正在對一種叫「遠距離兼容」（Tele－immersion）的技術進行試驗。這種技術將使我們能與遠方的同事共享一個辦公室，感覺兩人近在咫尺。]

在美國，這個項目的正式名稱是「國家遠距離兼容首期系統」（NationalTele－immersionInitative），幾所大學的電腦科學家正為此進行聯合研製。目前，該系統的原型已經出來了，通過兩面呈直角安裝的顯示屏，該系統可以讓科學家與遠在其他州的同事會面交流。感覺上，像是與自己的同事隔「窗」相望。這項技術與早先的視像會議（videoconferencing）不同，它提供的畫面與真實的人和景物同樣尺寸，且是三維（3－D）立體效果。

在原型系統中，每個研究人員都被一組數碼照相機包圍，其一舉一動都可從不同角度被攝入鏡頭。他們還頭戴跟蹤器和類似看立體電影時用的特製眼鏡。當研究人員轉動頭部時，他看同事的視覺角度也隨之變化。譬如，如果他傾身向前，對面的同事就會顯得靠近了些，盡管實際上他們之間可能有千里之遙。

要使這套系統有效運作，高功能的電腦必須能迅速將對方的數碼影象轉變成能通過互聯網傳送的數碼信號，而後在接受終端將信號還原成影象在屏幕上顯示出來。目前，整個運作過程還不很理想，因為電腦的速度內存等功能都還配合不來。

不遠的將來，隨著電腦技術的改善，科學家們希望遠距離兼容技術也能進軍其他應用領域。譬如，運用此技術，偏遠地區的病人可以讓大城市裡的名醫「看」病。讓我們拭目以待。

量子計算機是一類遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。當某個裝置處理和計算的是量子信息，運行的是量子演算法時，它就是量子計算機。量子計算機的概念源於對可逆計算機的研究。研究可逆計算機的目的是為了解決計算機中的能耗問題。

量子計算機，早先由理查德·費曼提出，一開始是從物理現象的模擬而來的。可發現當模擬量子現象時，因為龐大的希爾伯特空間而資料量也變得龐大。一個完好的模擬所需的運算時間則變得相當可觀，甚至是不切實際的天文數字。理查德·費曼當時就想到如果用量子系統所構成的計算機來模擬量子現象則運算時間可大幅度減少，從而量子計算機的概念誕生。

量子計算機，或推而廣之——量子資訊科學，在1980年代多處於理論推導等等紙上談兵狀態。一直到1994年彼得·秀爾（PeterShor）提出量子質因子分解演算法後，因其對於現在通行於銀行及網路等處的RSA加密演算法可以破解而構成威脅之後，量子計算機變成了熱門的話題，除了理論之外，也有不少學者著力於利用各種量子系統來實現量子計算機。

半導體靠控制積體電路來記錄及運算資訊，量子電腦則希望控制原子或小分子的狀態，記錄和運算資訊。

20世紀60年代至70年代，人們發現能耗會導致計算機中的晶元發熱，極大地影響了晶元的集成度，從而限制了計算機的運行速度。研究發現，能耗來源於計算過程中的不可逆操作。那麼，是否計算過程必須要用不可逆操作才能完成呢？問題的答案是：所有經典計算機都可以找到一種對應的可逆計算機，而且不影響運算能力。既然計算機中的每一步操作都可以改造為可逆操作，那麼在量子力學中，它就可以用一個幺正變換來表示。早期量子計算機，實際上是用量子力學語言描述的經典計算機，並沒有用到量子力學的本質特性，如量子態的疊加性和相乾性。在經典計算機中，基本信息單位為比特，運算對象是各種比特序列。與此類似，在量子計算機中，基本信息單位是量子比特，運算對象是量子比特序列。所不同的是，量子比特序列不但可以處於各種正交態的疊加態上，而且還可以處於糾纏態上。這些特殊的量子態，不僅提供了量子並行計算的可能，而且還將帶來許多奇妙的性質。與經典計算機不同，量子計算機可以做任意的幺正變換，在得到輸出態後，進行測量得出計算結果。因此，量子計算對經典計算作了極大的擴充，在數學形式上，經典計算可看作是一類特殊的量子計算。量子計算機對每一個疊加分量進行變換，所有這些變換同時完成，並按一定的概率幅疊加起來，給出結果，這種計算稱作量子並行計算。除了進行並行計算外，量子計算機的另一重要用途是模擬量子系統，這項工作是經典計算機無法勝任的。

1994年，貝爾實驗室的專家彼得·秀爾（PeterShor）證明量子電腦能做出對數運算，而且速度遠勝傳統電腦。這是因為量子不像半導體只能記錄0與1，可以同時表示多種狀態。如果把半導體比成單一樂器，量子電腦就像交響樂團，一次運算可以處理多種不同狀況，因此，一個40位元的量子電腦，就能解開1024位元電腦花上數十年解決的問題。

一：量子計算機的基本概念

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量子計算機，顧名思義，就是實現量子計算的機器。要說清楚量子計算，首先看經典計算。經典計算機從物理上可以被描述為對輸入信號序列按一定演算法進行變換的機器，其演算法由計算機的內部邏輯電路來實現。經典計算機具有如下特點：

其輸入態和輸出態都是經典信號，用量子力學的語言來描述，也即是:其輸入態和輸出態都是某一力學量的本徵態。如輸入二進制序列0110110，用量子記號，即|0110110＞。所有的輸入態均相互正交。對經典計算機不可能輸入如下疊加態：C1|0110110＞＋C2|1001001＞。

經典計算機內部的每一步變換都演化為正交態，而一般的量子變換沒有這個性質，因此，經典計算機中的變換（或計算）只對應一類特殊集。

相應於經典計算機的以上兩個限制，量子計算機分別作了推廣。量子計算機的輸入用一個具有有限能級的量子系統來描述，如二能級系統（稱為量子比特（qubits））,量子計算機的變換（即量子計算）包括所有可能的么正變換。因此量子計算機的特點為:

量子計算機的輸入態和輸出態為一般的疊加態，其相互之間通常不正交；

量子計算機中的變換為所有可能的么正變換。得出輸出態之後，量子計算機對輸出態進行一定的測量，給出計算結果。

由此可見，量子計算對經典計算作了極大的擴充，經典計算是一類特殊的量子計算。量子計算最本質的特徵為量子疊加性和量子相乾性。量子計算機對每一個疊加分量實現的變換相當於一種經典計算，所有這些經典計算同時完成，並按一定的概率振幅疊加起來，給出量子計算機的輸出結果。這種計算稱為量子並行計算。

無論是量子並行計算還是量子模擬計算，本質上都是利用了量子相乾性。遺憾的是，在實際系統中量子相乾性很難保持。在量子計算機中，量子比特不是一個孤立的系統，它會與外部環境發生相互作用，導致量子相乾性的衰減，即消相干（也稱「退相干」）。因此，要使量子計算成為現實，一個核心問題就是克服消相干。而量子編碼是迄今發現的克服消相干最有效的方法。主要的幾種量子編碼方案是：量子糾錯碼、量子避錯碼和量子防錯碼。量子糾錯碼是經典糾錯碼的類比，是目前研究的最多的一類編碼，其優點為適用范圍廣，缺點是效率不高。

迄今為止，世界上還沒有真正意義上的量子計算機。但是，世界各地的許多實驗室正在以巨大的熱情追尋著這個夢想。如何實現量子計算，方案並不少，問題是在實驗上實現對微觀量子態的操縱確實太困難了。目前已經提出的方案主要利用了原子和光腔相互作用、冷阱束縛離子、電子或核自旋共振、量子點操縱、超導量子干涉等。現在還很難說哪一種方案更有前景，只是量子點方案和超導約瑟夫森結方案更適合集成化和小型化。將來也許現有的方案都派不上用場，最後脫穎而出的是一種全新的設計，而這種新設計又是以某種新材料為基礎，就像半導體材料對於電子計算機一樣。研究量子計算機的目的不是要用它來取代現有的計算機。量子計算機使計算的概念煥然一新，這是量子計算機與其他計算機如光計算機和生物計算機等的不同之處。量子計算機的作用遠不止是解決一些經典計算機無法解決的問題。

量子計算機是通過量子分裂式、量子修補式來進行一系列的大規模高精確度的運算的。其浮點運算性能是普通家用電腦的CPU所無法比擬的，量子計算機大規模運算的方式其實就類似於普通電腦的批處理程序，其運算方式簡單來說就是通過大量的量子分裂，再進行高速的量子修補，但是其精確度和速度也是普通電腦望塵莫及的，因此造價相當驚人。目前唯一一台量子計算機仍在微軟的矽谷老家中，尚在試驗階段，離投入使用還會有一段時間。量子計算機當然不是給我們用來玩電子游戲的，因為這好比拿激光切割機去切紙，其主要用途是例如象測量星體精確坐標、快速計算不規則立體圖形體積、精確控制機器人或人工智慧等需要大規模、高精度的高速浮點運算的工作。在運行這一系列高難度運算的背後，是可怕的能量消耗、不怎麼長的使用壽命和恐怖的熱量。

假設1噸鈾235通過核發電機1天能提供7000萬瓦伏電量，但這些電量在短短的10天就會被消耗殆盡，這是最保守的估計；如果一台量子計算機一天工作4小時左右，那麼它的壽命將只有可憐的2年，如果工作6小時以上，恐怕連1年都不行，這也是最保守的估計；假定量子計算機每小時有70攝氏度，那麼2小時內機箱將達到200度，6小時恐怕散熱裝置都要被融化了，這還是最保守的估計！

又此看來，高能短命的量子計算機恐怕離我們的生活還將有一段漫長的距離，就讓我們迎著未來的曙光拭目以待吧！~

二：DNA生物計算機

科學家發現，脫氧核糖核酸（DNA）有一種特性，能夠攜帶生物體各種細胞擁有的大量基因物質。數學家、生物學家、化學家以及計算機專家從中得到啟迪，目前正合作研製未來DNA計算機。這種DNA計算機的工作原理是以瞬間發生的化學反應為基礎，通過和酶的相互作用，將反應過程進行分子編碼，對問題以新的DNA編碼形式加以解答。1995年首次報道科學家用「編程」DNA鏈解數學難題取得突破。和普通的計算機相比，DNA計算機的優點是體積小，但存儲的信息量卻超過目前任何計算機。它用於存儲信息的空間僅為普通計算機的幾兆分之一。其信息可存儲在數以兆計的DNA鏈中。DNA計算機只需幾天時間就能完成迄今為止所有計算機曾進行過的任何運算。另外，它所耗費的能量僅為普通計算機的十億分之一。DNA計算機的功能之所以強大，就在於每個鏈本身就是一個微型處理器。科學家能夠把10億個鏈安排在1000克的水裡，每個鏈都能各自獨立進行計算。這意味著DNA計算機能同時「試用」巨大數量的可能的解決方案。而電子計算機對每個解決方案必須自始至終進行計算，直到試用下一個方案為止。所以，電子計算機和DNA計算機是截然不同的。電子計算機一小時能進行許多次運算，但是一次只能進行一次指令運算。DNA計算機進行一次運算需要大約一小時，但是一次能進行10億個指令計算。人腦的功能介於兩者之間：一小時進行大約10萬億次指令運算。DNA計算機把二進制數翻譯成遺傳密碼的片段，每個片段就是著名雙螺旋的一個鏈。科學家們希望能把一切可能模式的DNA分解出來，並把它放在試管里，製造互補數字鏈，為解決更復雜的運算提供依據。

利用特定的DNA結構——DNA核酶可以構建各種DNA分子邏輯門，這為DNA計算機的發展奠定了基礎。

DNA計算是計算機科學和分子生物學相結合而發展起來的新興研究領域。

據中國科學院消息，中科院上海應用物理研究所的樊春海研究員與上海交通大學Bio－X中心的賀林院士、張治洲教授(現為天津科技大學教授)通過深入的學科交叉與合作，應用DNA核酶研製成功一類新型的「DNA邏輯門」，為發展DNA計算機奠定了基礎。相關研究結果已發表在日前出版的著名化學雜志《德國應用化學》上。

由於DNA分子具有強大的並行運算和超高的存儲能力，DNA計算將可能解決一些電子計算機難以完成的復雜問題，而且也可能在體內葯物傳輸或遺傳分析等領域發揮重要作用。雖然DNA計算未來潛力無窮，但是當前仍然有許多瓶頸技術和基礎問題需要解決，其中基於DNA分子的邏輯門就是實現DNA計算的一個重要基礎。

DNA核酶是一種通過體外進化篩選出來的具有特定酶活性的核酸結構，在該項研究中採用的是具有DNA水解酶活性的DNA核酶。這種具有錘頭狀結構的核酶可以在銅離子輔助下催化氧化並切割底物DNA。DNA邏輯門即是在這種DNA核酶結構基礎上通過模塊設計(molardesign)研製出來的。輸入信號通過特定的生物分子感測可以產生輸出信號，從而實現「YES」、「NOT」等邏輯判斷，並可以組合成復雜的三輸入邏輯門「AND(A,NOT(B),NOT(C))」。「NOT」與「AND(A,NOT(B),NOT(C))」的組合是一套通用運算符號，因此，理論上圖靈機的所有運算均可以通過其組合而實現。

該邏輯門系統的新特色在於排除以往DNA邏輯門設計中RNA核苷的參與，僅單純應用DNA分子，從而避免了RNA核苷帶來的系統不穩定性。相關研究結果已發表在3月出版的著名化學雜志《德國應用化學》上(Angew.Chem.Int.Ed.,2006,45,1759.)。

三：光子計算機現有的計算機是由電子來傳遞和處理信息。電場在導線中傳播的速度雖然比我們看到的任何運載工具運動的速度都快，但是，從發展高速率計算機來說，採用電子做輸運信息載體還不能滿足快的要求，提高計算機運算速度也明顯表現出能力有限了。而光子計算機利用光子取代電子，通過光纖進行數據運算、傳輸和存儲。在光子計算機中，不同波長的光代表不同的數據，這遠勝於電子計算機中通過電子「0」、「1」狀態變化進行的二進制運算，可以對復雜度高、計算量大的任務實現快速的並行處理。光子計算機將使運算速度在目前基礎上呈指數上升。

電子計算機的弊端

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我們知道，任何金屬導線都存在電阻和電容。從電磁學基本知識也知道，電阻和電容的結合會給在導線中傳播的電子產生「阻力」，減低它在導線中傳播的速度（傳播速度大約只有光波在真空中傳播速度的千分之一），這個現象又稱時鍾扭曲。由於存在這樣一些問題，相應地也就出現這樣的後果：電子對迅速的外來變化反應「遲鈍」。當傳遞信息的載波頻率很高（即信號變化速率很快）時，在導線上傳遞的電信號實際上跟不上要傳遞的信息信號變化。結果呢，就如同相聲演員念繞口令，念得過快，舌頭反應跟不上，念錯了或走了調那個樣子，被傳遞的信號要發生畸變，計算機的運算發生錯誤。其次，電子計算機的中央處理機雖然能夠迅速處理數據，主存貯器能夠吞吐大量的數據。但因為所有的數據信號都必須經過匯流排傳遞，而匯流排的電流密度如果太大，產生的電磁干擾也大。因此，電子計算機也會出現類似於高速公路交匯口由於狹窄，車輛通行速率受限制的現象，計算機和運算速度也受到了限制。還有，計算機使用的集成電子器件，它們因為受量子效應干擾，集成密度受到限制，理論上的集成密度最高為每塊晶元10億個晶體管（在實際上達到的數量比這個數還要低許多）。

光子計算機的優勢

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不用電子，用光子做傳遞信息的載體，就有可能克服前面談到的那些限制，製造出性能更優異的計算機。用光子做傳遞信息的載體有以下幾方面的好處：

1、光子不帶電荷，它們之間不存在電磁場相互作用。在自由空間中幾束光平行傳播、相互交叉傳播，彼此之間不發生干擾，千萬條光束可以同時穿越一隻光學元件而不會相互影響。一隻的光學系統，能夠提供5*10^5行傳輸信息通道；一隻質量好的透鏡能夠提供條信息通道。如果用光波導傳輸，光波導也可以相互穿越，只要它們的交叉角大於左右就不會有明顯的交叉耦合。上述的性質又稱光信號傳輸的並行性。

2、光子沒有靜止質量，它既可以在真空中傳播，也可以在介質中傳播，傳播速度比電子在導線中的傳播速度快得多（約1000倍），也就是說，光子攜帶信息傳遞的速度比電子快計算機內的晶元之間用光子互連不受電磁干擾影響，互連的密度可以很高。在自由空間進行互連，每平方毫米面積上的連接線數目可以達到5萬條，如果用光波導方式互連，可以有萬條。所以，用光子做信息處理載體，會製造出運算速度極高的計算機，理論上可以達到每秒1000億次，信息存儲量達到10^18位。這種計算機稱為光子計算機。

3、超高速的運算速度。光子計算機並行處理能力強，因而具有更高的運算速度。電子的傳播速度是593km/s，而光子的傳播速度卻達3×10�5km/s，對於電子計算機來說，電子是信息的載體，它只能通過一些相互絕緣的導線來傳導，即使在最佳的情況下，電子在固體中的運行速度也遠遠不如光速，盡管目前的電子計算機運算速度不斷提高，但它的能力極限還是有限的；此外，隨著裝配密度的不斷提高，會使導體之間的電磁作用不斷增強，散發的熱量也在逐漸增加，從而制約了電子計算機的運行速度；而光子計算機的運行速度要比電子計算機快得多，對使用環境條件的要求也比電子計算機低得多。

4、超大規模的信息存儲容量。與電子計算機相比，光子計算機具有超大規模的信息存儲容量。光子計算機具有極為理想的光輻射源——激光器，光子的傳導是可以不需要導線的，而且即使在相交的情況下，它們之間也不會產生絲毫的相互影響。光子計算機無導線傳遞信息的平行通道，其密度實際上是無限的，一枚五分硬幣大小的枚鏡，它的信息通過能力竟是全世界現有電話電纜通道的許多倍。

5、能量消耗小，散發熱量低，是一種節能型產品。光子計算機的驅動，只需要同類規格的電子計算機驅動能量的一小部分，這不僅降低了電能消耗，大大減少了機器散發的熱量，而且為光子計算機的微型化和便攜化研製，提供了便利的條件。科學家們正試驗將傳統的電子轉換器和光子結合起來，製造一種「雜交」的計算機，這種計算機既能更快地處理信息，又能克服巨型電子計算機運行時內部過熱的難題。

光子計算機的組成

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光子計算機由光學反射鏡、透鏡、濾波器等光學元件和設備組成。有模擬式與數字式兩類光子計算機。模擬式光子計算機的特點是直接利用光學圖像的二維性，因而結構比較簡單。這種光子計算機現在已用於衛星圖片處理和模式識別工作。美國以前提出的星球大戰計劃，就打算發展這種計算機來識別高速飛行的導彈圖像。數字式光子計算機的結構方案有許多種，其中認為開發價值比較大的有兩種，一種是採用電子計算機中已經成熟的結構，只是用光學邏輯元件取代電子邏輯元件，用光子互連代替導線互連。另外一種是全新的，以並行處理（光學神經網路）為基礎的結構在本世紀80年代製成了光學信息處理機年數字光處理機也獲得成功，它由激光器、透鏡和棱鏡等組成。雖然光子計算機已經成功，但在目前來說，光子計算機在功能以及運算速度等方面，還趕不上電子計算機，我們使用的主要還是電子計算機，今後也發展電子計算機。但是，從發展的潛力大小來說，顯然光子計算機比電子計算機大得多，特別是在對圖像處理、目標識別和人工智慧等方面，光子計算機將來發揮的作用遠比電子計算機大。

光子計算機現狀

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美國貝爾實驗室宣布研製出世界上第一台光學計算機。它採用砷化鎵光學開關，運算速度達每秒10億次。盡管這台光學計算機與理論上的光學計算機還有一定距離，但已顯示出強大的生命力。人類利用光纜傳輸數據已經有20多年的歷史了，用光信號來存儲信息的光碟技術也已廣泛應用。然而要想製造真正的光子計算機，需要開發出可以用一條光束來控制另一條光束變化的光學晶體管這一基礎元件。一般說來，科學家們雖然可以實現這樣的裝置，但是所需的條件如溫度等仍較為苛刻，尚難以進入實用階段。

美國馬薩諸塞州的一家光學技術公司——光導發光元件系統公司目前正與美國航空航天局馬歇爾航天中心合作開發用來製造光學計算機的「光」路板，實現對光子移動的控制

並有望在今年取得突破。1999年5月，在美國西北大學工作的新加坡科學家何盛中領導的一個有20多人的研究小組利用納米級的半導體激光器研製出世界上最小的光子定向耦合器，可以在寬度僅0.2至0.4微米的半導體層中對光進行分解和控制。

『玖』 國際信息光學與光子學學術會議厲害嗎

現有的計算機是由電子來傳遞和處理信息。電場在導線中傳播的速度雖然比我們看到的任何運載工具運動的速度都快，但是，從發展高速率計算機來說，採用電子做輸運信息載體還不能滿足快的要求，提高計算機運算速度也明顯表現出能力有限了。而光子計算機利用光子取代電子，通過光纖進行數據運算、傳輸和存儲。在光子計算機中，不同波長的光代表不同的數據，這遠勝於電子計算機中通過電子「0」、「1」狀態變化進行的二進制運算，可以對復雜度高、計算量大的任務實現快速的並行處理。光子計算機將使運算速度在目前基礎上呈指數上升。
[編輯本段]電子計算機的弊端
我們知道，任何金屬導線都存在電阻和電容。從電磁學基本知識也知道，電阻和電容的結合會給在導線中傳播的電子產生「阻力」，減低它在導線中傳播的速度（傳播速度大約只有光波在真空中傳播速度的千分之一），這個現象又稱時鍾扭曲。由於存在這樣一些問題，相應地也就出現這樣的後果：電子對迅速的外來變化反應「遲鈍」。當傳遞信息的載波頻率很高（即信號變化速率很快）時，在導線上傳遞的電信號實際上跟不上要傳遞的信息信號變化。結果呢，就如同相聲演員念繞口令，念得過快，舌頭反應跟不上，念錯了或走了調那個樣子，被傳遞的信號要發生畸變，計算機的運算發生錯誤。其次，電子計算機的中央處理機雖然能夠迅速處理數據，主存貯器能夠吞吐大量的數據。但因為所有的數據信號都必須經過匯流排傳遞，而匯流排的電流密度如果太大，產生的電磁干擾也大。因此，電子計算機也會出現類似於高速公路交匯口由於狹窄，車輛通行速率受限制的現象，計算機和運算速度也受到了限制。還有，計算機使用的集成電子器件，它們因為受量子效應干擾，集成密度受到限制，理論上的集成密度最高為每塊晶元10億個晶體管（在實際上達到的數量比這個數還要低許多）。
[編輯本段]光子計算機的優勢
不用電子，用光子做傳遞信息的載體，就有可能克服前面談到的那些限制，製造出性能更優異的計算機。用光子做傳遞信息的載體有以下幾方面的好處：
1、光子不帶電荷，它們之間不存在電磁場相互作用。在自由空間中幾束光平行傳播、相互交叉傳播，彼此之間不發生干擾，千萬條光束可以同時穿越一隻光學元件而不會相互影響。一隻的光學系統，能夠提供5*10^5行傳輸信息通道；一隻質量好的透鏡能夠提供條信息通道。如果用光波導傳輸，光波導也可以相互穿越，只要它們的交叉角大於左右就不會有明顯的交叉耦合。上述的性質又稱光信號傳輸的並行性。
2、光子沒有靜止質量，它既可以在真空中傳播，也可以在介質中傳播，傳播速度比電子在導線中的傳播速度快得多（約1000倍），也就是說，光子攜帶信息傳遞的速度比電子快計算機內的晶元之間用光子互連不受電磁干擾影響，互連的密度可以很高。在自由空間進行互連，每平方毫米面積上的連接線數目可以達到5萬條，如果用光波導方式互連，可以有萬條。所以，用光子做信息處理載體，會製造出運算速度極高的計算機，理論上可以達到每秒1000億次，信息存儲量達到10^18位。這種計算機稱為光子計算機。
3、超高速的運算速度。光子計算機並行處理能力強，因而具有更高的運算速度。電子的傳播速度是593km/s，而光子的傳播速度卻達3×10?5km/s，對於電子計算機來說，電子是信息的載體，它只能通過一些相互絕緣的導線來傳導，即使在最佳的情況下，電子在固體中的運行速度也遠遠不如光速，盡管目前的電子計算機運算速度不斷提高，但它的能力極限還是有限的；此外，隨著裝配密度的不斷提高，會使導體之間的電磁作用不斷增強，散發的熱量也在逐漸增加，從而制約了電子計算機的運行速度；而光子計算機的運行速度要比電子計算機快得多，對使用環境條件的要求也比電子計算機低得多。
4、超大規模的信息存儲容量。與電子計算機相比，光子計算機具有超大規模的信息存儲容量。光子計算機具有極為理想的光輻射源——激光器，光子的傳導是可以不需要導線的，而且即使在相交的情況下，它們之間也不會產生絲毫的相互影響。光子計算機無導線傳遞信息的平行通道，其密度實際上是無限的，一枚五分硬幣大小的枚鏡，它的信息通過能力竟是全世界現有電話電纜通道的許多倍。
5、能量消耗小，散發熱量低，是一種節能型產品。光子計算機的驅動，只需要同類規格的電子計算機驅動能量的一小部分，這不僅降低了電能消耗，大大減少了機器散發的熱量，而且為光子計算機的微型化和便攜化研製，提供了便利的條件。科學家們正試驗將傳統的電子轉換器和光子結合起來，製造一種「雜交」的計算機，這種計算機既能更快地處理信息，又能克服巨型電子計算機運行時內部過熱的難題。
[編輯本段]光子計算機的組成
光子計算機由光學反射鏡、透鏡、濾波器等光學元件和設備組成。有模擬式與數字式兩類光子計算機。模擬式光子計算機的特點是直接利用光學圖像的二維性，因而結構比較簡單。這種光子計算機現在已用於衛星圖片處理和模式識別工作。美國以前提出的星球大戰計劃，就打算發展這種計算機來識別高速飛行的導彈圖像。數字式光子計算機的結構方案有許多種，其中認為開發價值比較大的有兩種，一種是採用電子計算機中已經成熟的結構，只是用光學邏輯元件取代電子邏輯元件，用光子互連代替導線互連。另外一種是全新的，以並行處理（光學神經網路）為基礎的結構在本世紀80年代製成了光學信息處理機年數字光處理機也獲得成功，它由激光器、透鏡和棱鏡等組成。雖然光子計算機已經成功，但在目前來說，光子計算機在功能以及運算速度等方面，還趕不上電子計算機，我們使用的主要還是電子計算機，今後也發展電子計算機。但是，從發展的潛力大小來說，顯然光子計算機比電子計算機大得多，特別是在對圖像處理、目標識別和人工智慧等方面，光子計算機將來發揮的作用遠比電子計算機大。
[編輯本段]光子計算機現狀
美國貝爾實驗室宣布研製出世界上第一台光學計算機。它採用砷化鎵光學開關，運算速度達每秒10億次。盡管這台光學計算機與理論上的光學計算機還有一定距離，但已顯示出強大的生命力。人類利用光纜傳輸數據已經有20多年的歷史了，用光信號來存儲信息的光碟技術也已廣泛應用。然而要想製造真正的光子計算機，需要開發出可以用一條光束來控制另一條光束變化的光學晶體管這一基礎元件。一般說來，科學家們雖然可以實現這樣的裝置，但是所需的條件如溫度等仍較為苛刻，尚難以進入實用階段。
美國馬薩諸塞州的一家光學技術公司——光導發光元件系統公司目前正與美國航空航天局馬歇爾航天中心合作開發用來製造光學計算機的「光」路板，實現對光子移動的控制
並有望在今年取得突破。1999年5月，在美國西北大學工作的新加坡科學家何盛中領導的一個有20多人的研究小組利用納米級的半導體激光器研製出世界上最小的光子定向耦合器，可以在寬度僅0.2至0.4微米的半導體層中對光進行分解和控制。
具體的元件現在還沒有吧,現在大多隻是設想階段.