美国贝尔实验室台湾人西北大学

『壹』 太阳能可以用在哪些方面急急急急急急急急急急急急急急！

一般指太阳光的辐射能量。在太阳内部进行的由“氢”聚变成“氦”的原子核反应，不停地释放出巨大的能量，并不断向宇宙空间辐射能量，这种能量就是太阳能。太阳内部的这种核聚变反应可以维持几十亿至上百亿年的时间。太阳向宇宙空间发射的辐射功率为3.8×1023kW的辐射值，其中20亿分之一到达地球大气层。到达地球大气层的太阳能，30%被大气层反射，23%被大气层吸收，其余的到达地球表面，其功率为8×1013kW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于燃烧500万吨煤释放的热量。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等等。狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。
人类对太阳能的利用有着悠久的历史。我国早在两千多年前的战国时期就知道利用钢制四面镜聚焦太阳光来点火；利用太阳能来干燥农副产品。发展到现代，太阳能的利用已日益广泛，它包括太阳能的光热利用，太阳能的光电利用和太阳能的光化学利用等。太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可再生能源利用方式。
使用太阳电池，通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能，使用太阳能热水器，利用太阳光的热量加热水，并利用热水发电，利用太阳能进行海水淡化。现在，太阳能的利用还不很普及，利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题，但是太阳电池在为人造卫星提供能源方面得到了应用。

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.

太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1367kw/m2。地球赤道的周长为40000km，从而可计算出，地球获得的能量可达173,000TW。在海平面上的标准峰值强度为1kw/m2，地球表面某一点24h的年平均辐射强度为0.20kw/m2，相当于有102,000TW 的能量，人类依赖这些能量维持生存，其中包括所有其他形式的可再生能源（地热能资源除外）虽然太阳能资源总量相当于现在人类所利用的能源的一万多倍，但太阳能的能量密度低，而且它因地而异，因时而变，这是开发利用太阳能面临的主要问题。太阳能的这些特点会使它在整个综合能源体系中的作用受到一定的限制。

尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量（约为3.75×1026W）的22亿分之一，但已高达173,000TW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能，所以广义的太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。

太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。

太阳能光伏
光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成。由于没有活动的部分，故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源，较复杂的光伏系统可为房屋照明，并为电网供电。 光伏板组件可以制成不同形状，而组件又可连接，以产生更多电力。近年，天台及建筑物表面均会使用光伏板组件，甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分，这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。

太阳热能
现代的太阳热能科技将阳光聚合，并运用其能量产生热水、蒸气和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外，建筑物亦可利用太阳的光和热能，方法是在设计时加入合适的装备，例如巨型的向南窗户或使用能吸收及慢慢释放太阳热力的建筑材料。

据记载，人类利用太阳能已有3000多年的历史。将太阳能作为一种能源和动力加以利用，只有300多年的历史。真正将太阳能作为“近期急需的补充能源”，“未来能源结构的基础”，则是近来的事。20世纪70年代以来，太阳能科技突飞猛进，太阳能利用日新月异。近代太阳能利用历史可以从1615年法国工程师所罗门·德·考克斯在世界上发明第一台太阳能驱动的发动机算起。该发明是一台利用太阳能加热空气使其膨胀做功而抽水的机器。在1615年～1900年之间，世界上又研制成多台太阳能动力装置和一些其它太阳能装置。这些动力装置几乎全部采用聚光方式采集阳光，发动机功率 不大，工质主要是水蒸汽，价格昂贵，实用价值不大，大部分为太阳能爱好者个人研究制造。20世纪的100年间，太阳能科技发展历史大体可分为七个阶段。
第一阶段(1900-1920)
在这一阶段，世界上太阳能研究的重点仍是太阳能动力装置，但采用的聚光方式多样化，且开始采用平板集热器和低沸点工质，装置逐渐扩大，最大输出功率达73.64kW，实用目的比较明确，造价仍然很高。建造的典型装置有：1901年，在美国加州建成一台太阳能抽水装置，采用截头圆锥聚光器，功率：7.36kW；1902 -1908年，在美国建造了五套双循环太阳能发动机，采用平板集热器和低沸点工质；1913年，在埃及开罗以南建成一台由5个抛物槽镜组成的太阳能水泵，每个长62.5m，宽4m，总采光面积达1250m2。

第二阶段（1920-1945）
在这20多年中，太阳能研究工作处于低潮，参加研究工作的人数和研究项目大为减少，其原因与矿物燃料的大量开发利用和发生第二次世界大战（1935-1945）有关，而太阳能又不能解决当时对能源的急需，因此使太阳能研究工作逐渐受到冷落。

第三阶段（1945-1965）
在第二次世界大战结束后的20年中，一些有远见的人士已经注意到石油和天然气资源正在迅速减少， 呼吁人们重视这一问题，从而逐渐推动了太阳能研究工作的恢复和开展，并且成立太阳能学术组织，举办学术交流和展览会，再次兴起太阳能研究热潮。 在这一阶段，太阳能研究工作取得一些重大进展，比较突出的有：1945年，美国贝尔实验室研制成实用型硅太阳电池，为光伏发电大规模应用奠定了基础；1955年，以色列泰伯等在第一次国际太阳热科学会议上提出选择性涂层的基础理论，并研制成实用的黑镍等选择性涂层，为高效集热器的发展创造了条件。此外，在这一阶段里还有其它一些重要成果，比较突出的有： 1952年，法国国家研究中心在比利牛斯山东部建成一座功率为50kW的太阳炉。1960年，在美国佛罗里达建成世界上第一套用平板集热器供热的氨-水吸收式空调系统，制冷能力为5冷吨。1961年，一台带有石英窗的斯特林发动机问世。在这一阶段里，加强了太阳能基础理论和基础材料的研究，取得了如太阳选择性涂层和硅太阳电池等技术上的重大突破。平板集热器有了很大的发展，技术上逐渐成熟。太阳能吸收式空调的研究取得进展，建成一批实验性太阳房。对难度较大的斯特林发动机和塔式太阳能热发电技术进行了初步研究。

第四阶段(1965-1973）
这一阶段，太阳能的研究工作停滞不前，主要原因是太阳能利用技术处于成长阶段，尚不成熟，并且投资大，效果不理想，难以与常规能源竞争，因而得不到公众、企业和政府的重视和支持。

第五阶段（1973-1980）
自从石油在世界能源结构中担当主角之后，石油就成了左右经济和决定一个国家生死存亡、发展和衰退的关键因素，1973年10月爆发中东战争，石油输出国组织采取石油减产、提价等办法，支持中东人民的斗争，维护本国的利益。其结果是使那些依靠从中东地区大量进口廉价石油的国家，在经济上遭到沉重打击。 于是，西方一些人惊呼：世界发生了“能源危机”（有的称“石油危机”）。这次“危机”在客观上使人们认识到：现有的能源结构必须彻底改变，应加速向未来能源结构过渡。从而使许多国家，尤其是工业发达国家，重新加强了对太阳能及其它可再生能源技术发展的支持，在世界上再次兴起了开发利用太阳能热潮。1973年，美国制定了政府级阳光发电计划，太阳能研究经费大幅度增长，并且成立太阳能开发银行，促进太阳能产品的商业化。日本在1974年公布了政府制定的“阳光计划”，其中太阳能的研究开发项目有：太阳房 、工业太阳能系统、太阳热发电、太阳电池生产系统、分散型和大型光伏发电系统等。为实施这一计划，日本政府投入了大量人力、物力和财力。70年代初世界上出现的开发利用太阳能热潮，对我国也产生了巨大影响。一些有远见的科技人员，纷纷投身太阳能事业，积极向政府有关部门提建议，出书办刊，介绍国际上太阳能利用动态；在农村推广应用太阳灶 ，在城市研制开发太阳热水器，空间用的太阳电池开始在地面应用……。 1975年，在河南安阳召开“全国第一次太阳能利用工作经验交流大会”，进一步推动了我国太阳能事业的发展。这次会议之后，太阳能研究和推广工作纳入了我国政府计划，获得了专项经费和物资支持。一些大学和科研院所，纷纷设立太阳能课题组和研究室，有的地方开始筹建太阳能研究所。当时，我国也兴起了开发利用太阳能的热潮。 这一时期，太阳能开发利用工作处于前所未有的大发展时期，具有以下特点：
各国加强了太阳能研究工作的计划性，不少国家制定了近期和远期阳光计划。开发利用太阳能成为政府行为，支持力度大大加强。国际间的合作十分活跃，一些第三世界国家开始积极参与太阳能开发利用工作。
研究领域不断扩大，研究工作日益深入，取得一批较大成果，如CPC、真空集热管、非晶硅太阳电池、 光解水制氢、太阳能热发电等。
各国制定的太阳能发展计划，普遍存在要求过高、过急问题，对实施过程中的困难估计不足，希望在较短的时间内取代矿物能源，实现大规模利用太阳能。例如，美国曾计划在1985年建造一座小型太阳能示范卫星电站，1995年建成一座500万kW空间太阳能电站。事实上，这一计划后来进行了调整，至今空间太阳 能电站还未升空。
太阳热水器、太阳电他等产品开始实现商业化，太阳能产业初步建立，但规模较小，经济效益尚不理想

第六阶段（1980-1992）
70年代兴起的开发利用太阳能热潮，进入80年代后不久开始落潮，逐渐进入低谷。世界上许多国家相继大幅度削减太阳能研究经费，其中美国最为突出。导致这种现象的主要原因是：世界石油价格大幅度回落，而太阳能产品价格居高不下，缺乏竞争力；太阳能技术没有重大突破，提高效率和降低成本的目标没有实现，以致动摇了一些人开发利用太阳能的信心；核电发展较快，对太阳能的发展起到了一定的抑制作用。 受80年代国际上太阳能低落的影响，我国太阳能研究工作也受到一定程度的削弱，有人甚至提出：太阳能利用投资大、效果差、贮能难、占地广，认为太阳能是未来能源，主张外国研究成功后我国引进技术。虽然，持这种观点的人是少数，但十分有害，对我国太阳能事业的发展造成不良影响这一阶段，虽然太阳能开发研究经费大幅度削减，但研究工作并未中断，有的项目还进展较大，而且促使 人们认真地去审视以往的计划和制定的目标，调整研究工作重点，争取以较少的投入取得较大的成果。

第七阶段（1992- 至今）
由于大量燃烧矿物能源，造成了全球性的环境污染和生态破坏，对人类的生存和发展构成威胁。在这样背景下，1992年联合国在巴西召开“世界环境与发展大会”，会议通过了《里约热内卢环境与发展宣言》， 《21世纪议程》和《联合国气候变化框架公约》等一系列重要文件，把环境与发展纳入统一的框架，确立了 可持续发展的模式。这次会议之后，世界各国加强了清洁能源技术的开发，将利用太阳能与环境保护结合在 一起，使太阳能利用工作走出低谷，逐渐得到加强。世界环发大会之后，我国政府对环境与发展十分重视，提出10条对策和措施，明确要“因地制宜地开发和推广太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能等清洁能源”，制定了《中国21世纪议程》，进一步明确 了太阳能重点发展项目。1995年国家计委、国家科委和国家经贸委制定了《新能源和可再生能源发展纲要》 （1996- 2010），明确提出我国在1996-2010年新能源和可再生能源的发展目标、任务以及相应的对策和措施 。这些文件的制定和实施，对进一步推动我国太阳能事业发挥了重要作用。 1996年，联合国在津巴布韦召开“世界太阳能高峰会议”，会后发表了《哈拉雷太阳能与持续发展宣言 》，会上讨论了《世界太阳能10年行动计划》（1996- 2005），《国际太阳能公约》，《世界太阳能战略规划》等重要文件。这次会议进一步表明了联合国和世界各国对开发太阳能的坚定决心，要求全球共同行动 ，广泛利用太阳能。1992年以后，世界太阳能利用又进入一个发展期，其特点是：太阳能利用与世界可持续发展和环境保护紧密结合，全球共同行动，为实现世界太阳能发展战略而努力；太阳能发展目标明确，重点突出，措施得力，有利于克服以往忽冷忽热、过热过急的弊端，保证太阳能事业的长期发展；在加大太阳能研究开发力度的同时，注意科技成果转化为生产力，发展太阳能产业，加速商业化进程，扩大太阳能利用领域和规模，经济效益逐渐提高；国际太阳能领域的合作空前活跃，规模扩大，效果明显。通过以上回顾可知，在本世纪100年间太阳能发展道路并不平坦，一般每次高潮期后都会出现低潮期，处于低潮的时间大约有45年。太阳能利用的发展历程与煤、石油、核能完全不同，人们对其认识差别大，反复多，发展时间长。这一方面说明太阳能开发难度大，短时间内很难实现大规模利用；另一方面也说明太阳能利用还受矿物能源供应，政治和战争等因素的影响，发展道路比较曲折。尽管如此，从总体来看，20世纪取得的太阳能科技进步仍比以往任何一个世纪都大。

优点：
(1)普遍：太阳光普照大地，无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且勿须开采和运输。
(2)无害：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。
(3)巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿t标煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。
(4)长久：根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。

缺点：
(1)分散性：到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是能流密度很低。平均说来，北回归线附近，夏季在天气较为晴朗的情况下，正午时太阳辐射的辐照度最大，在垂直于太阳光方向1m2面积上接收到的太阳能平均有1000W左右；若按全年日夜平均，则只有200W左右。而在冬季大致只有一半，阴天一般只有1／5左右，这样的能流密度是很低的。因此，在利用太阳能时，想要得到一定的转换功率，往往需要面积相当大的一套收集和转换设备，造价较高。
(2)不稳定性：由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响，所以，到达某一地面的太阳辐照度既是间断的又是极不稳定的，这给太阳能的大规模应用增加了难度。为了使太阳能成为连续、稳定的能源，从而最终成为能够与常规能源相竞争的替代能源，就必须很好地解决蓄能问题，即把晴朗白天的太阳辐射能尽量贮存起来以供夜间或阴雨天使用，但目前蓄能也是太阳能利用中较为薄弱的环节之一。
(3)效率低和成本高：目前太阳能利用的发展水平，有些方面在理论上是可行的，技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置，因为效率偏低，成本较高，总的来说，经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内，太阳能利用的进一步发展，主要受到经济性的制约。

太阳能利用中的经济问题：
第一，世界上越来越多的国家认识到一个能够持续发展的社会应该是一个既能满足社会需要，而又不危及后代人前途的社会。因此，尽可能多地用洁净能源代替高含碳量的矿物能源，是能源建设应该遵循的原则。随着能源形式的变化，常规能源的贮量日益下降，其价格必然上涨，而控制环境污染也必须增大投资。
第二，我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，煤炭约占商品能源消费结构的76％，已成为我国大气污染的主要来源。大力开发新能源和可再生能源的利用技术将成为减少环境污染的重要措施。能源问题是世界性的，向新能源过渡的时期迟早要到来。从长远看，太阳能利用技术和装置的大量应用，也必然可以制约矿物能源价格的上涨。

在我国，西藏西部太阳能资源最丰富，最高达2333 KWh/ m2 （日辐射量6.4KWh/ m2 ），居世界第二位，仅次于撒哈拉大沙漠。
根据各地接受太阳总辐射量的多少，可将全国划分为五类地区。
一类地区为我国太阳能资源最丰富的地区，年太阳辐射总量6680-8400 MJ/m2，相当于日辐射量5.1-6.4KWh/m2。这些地区包括宁夏北部、甘肃北部、新疆东部、青海西部和西藏西部等地。尤以西藏西部最为丰富，最高达2333 KWh/ m2 （日辐射量6.4KWh/ m2 ），居世界第二位，仅次于撒哈拉大沙漠。
二类地区为我国太阳能资源较丰富地区，年太阳辐射总量为5850-6680 MJ/m2，相当于日辐射量4.5-5.1KWh/m2。这些地区包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。
三类地区为我国太阳能资源中等类型地区，年太阳辐射总量为5000-5850 MJ/m2，相当于日辐射量3.8-4.5KWh/m2。主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、苏北、皖北、台湾西南部等地。
四类地区是我国太阳能资源较差地区，年太阳辐射总量4200-5000 MJ/m2，相当于日辐射量3.2-3.8KWh/m2。这些地区包括湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建北部、广东北部、陕南、苏北、皖南以及黑龙江、台湾东北部等地。
五类地区主要包括四川、贵州两省，是我国太阳能资源最少的地区，年太阳辐射总量3350-4200 MJ/m2，相当于日辐射量只有2.5-3.2KWh/m2。
太阳能辐射数据可以从县级气象台站取得，也可以从国家气象局取得。从气象局取得的数据是水平面的辐射数据，包括：水平面总辐射，水平面直接辐射和水平面散射辐射。
从全国来看，我国是太阳能资源相当丰富的国家，绝大多数地区年平均日辐射量在4 kWh/m2.天 以上，西藏最高达7 kWh/m2.天。

太阳能的利用有多种方式：
1－太阳热能的利用，比如太阳能热水器，目前就用的比较多也比较普及；
2－太阳能发电，是目前太阳能利用的重点研究领域，主要的普及障碍是：
①用于完成光电转化的硅光电池成本太高、转化效率低、使用寿命短；
②用于储存电能的蓄电池成本高、使用寿命有限、造成环境污染。
国外采用电能联网的办法解决电能的储存问题，不用电池储电，直接供电，效果很好，但需要形成规模，并有政府的介入协调管理。硅光电池的技术正在快速发展和进步之中。目前太阳能发电还主要用在一些很难获得其他电力资源的地区或场所。

概述：众所周知，人类目前大量利用的木头、石油、煤炭、天然气等能源都是通过植物光合作用等方式间接利用太阳能，可以毫不夸张地说，太阳是目前人类所能利用的唯一的能源来源，而到目前为止，通过光合作用等间接利用太阳能又是最重要的方式，而太阳能的直接利用方式则是二十世纪前后才真正进入人们的生活。从太阳能的间接利用到直接利用，是人类利用太阳能的质的飞跃，如果人类能在太阳能的直接利用技术上取得重大突破，那么就像人类第一次学会钻木取火使人类与动物区分开来一样，太阳能将再次改写人类的历史，人类文明的发展将进入一个崭新的阶段，对此，我们抱着极大的期待和信心！
就目前来说，人类直接利用太阳能还处于初级阶段，主要有太阳能集热、太阳能热水系统、太阳能暖房、太阳能发电等方式。

(一)太阳能集热器

太阳能热水器装置通常包括太阳能集热器、储水箱、管道及抽水泵其他部件。另外在冬天需要热交换器和膨胀槽以及发电装置以备电厂不能供电之需 。太阳能集热器(solar collector)在太阳能热系统中，接受太阳辐射并向传热工质传递热量的装置。按传热工质可分为液体集热器和空气集热器.按采光方式可分为聚光型和聚光型集热器两种。另外还有一种真空集热器:一个好的太阳能集热器应该能用20-30年。自从大约1980年以来所制作的集热器更应维持40-50年且很少进行维修。

(二)太阳能热水系统

早期最广泛的太阳能应用即用于将水加热，现今全世界已有数百万太阳能热水装置。太阳能热水系统主要元件包括收集器、储存装置及循环管路三部分。此外，可能还有辅助的能源装置（如电热器等）以供应无日照时使用，另外尚可能有强制循环用的水，以控制水位或控制电动部份或温度的装置以及接到负载的管路等。依循环方式太阳能热水系统可分两种：（a）自然循环式: 此种型式的储存箱置于收集器上方。水在收集器中接受太阳幅射的加热，温度上升，造成收集器及储水箱中水温不同而产生密度差，因此引起浮力，此一热虹吸现像，促使水在除水箱及收集器中自然流动。由与密度差的关系，水流量于收集器的太阳能吸收量成正比。此种型式因不需循环水，维护甚为简单，故已被广泛采用。 （b）强制循环式:热水系统用水使水在收集器与储水箱之间循环。当收集器顶端水温高于储水箱底部水温若干度时，控制装置将启动水使水流动。水入口处设有止回阀以防止夜间水由收集器逆流，引起热损失。由此种型式的热水系统的流量可得知（因来自水的流量可知），容易预测性能，亦可推算于若干时间内的加热水量。如在同样设计条件下，其较自然循环方式具有可以获得较高水温的长处，但因其必须利用水，故有水电力、维护（如漏水等）以及控制装置时动时停，容易损坏水等问题存在。因此，除大型热水系统或需要较高水温的情形，才选择强制循环式，一般大多用自然循环式热水器。

（三）暖房

利用太阳能作房间冬天暖房之用，在许多寒冷地区已使用多年。因寒带地区冬季气温甚低，室内必须有暖气设备，若欲节省大量化石能源的消耗，设法应用太阳幅射热。大多数太阳能暖房使用热水系统，亦有使用热空气系统。太阳能暖房系统是由太阳能收集器、热储存装置、辅助能源系统，及室内暖房风扇系统所组成，其过程乃太阳辐射热传导，经收集器内的工作流体将热能储存，在供热至房间。至辅助热源则可装置在储热装置内、直接装设在房间内或装设于储存装置及房间之间等不同设计。当然亦可不用储热双置而直接将热能用到暖房的直接式暖房设计，或者将太阳能直接用于热电或光电方式发电，在加热房间，或透过冷暖房的热装置方式供作暖房使用。最常用的暖房系统为太阳能热水装置，其将热水通至储热装置之中（固体、液体或相变化的储热系统），然后利用风扇将室内或室外空气驱动至此储热装置中吸热，在把此热空气传送至室内；或利用另一种液体流至储热装置中吸热，当热流体流至室内，在利用风扇吹送被加热空气至室内，而达到暖房效果。

（四）太阳能发电

即直接将太阳能转变成电能，并将电能存储在电容器中，以备需要时使用。

空间太阳能电源

第一个空间太阳电池载于1958年发射的Vangtuard I，体装式结构，单晶Si衬底，效率约10%（28℃）。到了1970年代，人们改善了电池结构，采用BSF、光刻技术及更好减反射膜等技术，使电池的效率增加到14%。在70年代和80年代，地面太阳电池大约每5.5年全球产量翻番；而空间太阳电池在空间环境下的性能，如抗辐射性能等得到了较大改善。由于80年代太阳电池的理论得到迅速发展，极大地促进了地面和空间太阳电池性能的改善。到了90年代，薄膜电池和Ⅲ-Ⅴ电池的研究发展很快，而且聚光阵结构也变得更经济，空间太阳电池市场竞争十分激烈。在继续研究更高性能的太阳电池，主要有两种途径：研究聚光电池和多带隙电池。

4.1 太阳能采集
太阳辐射的能流密度低，在利用太阳能时为了获得?/ca>

『贰』 光子计算机的发展现状

美国贝尔实验室宣布研制出世界上第一台光学计算机。它采用砷化镓光学开关，运算速度达每秒10亿次。尽管这台光学计算机与理论上的光学计算机还有一定距离，但已显示出强大的生命力。人类利用光缆传输数据已经有20多年的历史了，用光信号来存储信息的光盘技术也已广泛应用。然而要想制造真正的光子计算机，需要开发出可以用一条光束来控制另一条光束变化的光学晶体管这一基础元件，一般说来，科学家们虽然可以实现这样的装置，但是所需的条件如温度等仍较为苛刻，尚难以进入实用阶段。
美国马萨诸塞州的一家光学技术公司——光导发光元件系统公司正与美国航空航天局马歇尔航天中心合作开发用来制造光学计算机的“光”路板，实现对光子移动的控制，并有望在今取得突破。1999年5月，在美国西北大学工作的新加坡科学家何盛中领导的一个有20多人的研究小组利用纳米级的半导体激光器研制出世界上最小的光子定向耦合器，可以在宽度仅0.2至0.4微米的半导体层中对光进行分解和控制。

『叁』 美国芝加哥的教育发展状况是怎样的

芝加哥教育、文化、科学技术、新闻和娱乐事业发达，是美国中部的高等教育中心。芝加哥共有680所公立学校，394所私立学校，83所学院和88所图书馆。其中有559所初中和高中、19所四年制学院和大学、7所两年制学院，大专院校学科齐全，从基础的职业训练到高等的科学、商贸、技术、文化和专业预科，应有尽有。其中，芝加哥大学和西北大学最负盛名。此外，芝加哥西郊的阿岗国家研究院、贝尔实验室、费米实验室的科研成就在全美以至世界都令人瞩目，有相当数目的华裔学者、工程技术人员在这些科研院室任职。

西北大学，1851年创立，是美国著名的高等学府。2015年，西北大学在权威的美国大学排名上位列第13位，在泰晤士全球大学排行榜上位列第21。共有11位诺贝尔奖获得者和38名普利策奖获得者从在（曾在）西北大学工作、求学。

『肆』 信息论奠基人之一香农

“通信的基本问题就是在一点重新准确地或近似地再现另一点所选择的消息”。

这是数学家香农（Claude E.Shanon）在他的惊世之著《通信的数学理论》中的一句铭言。正是沿着这一思路他应用数理统计的方法来研究通信系统，从而创立了影响深远的信息论。

——香农，1816年生于美国密执安州的加洛德。在大学中他就表现出了对数理问题的高度敏感。他的硕士论文就是关于布尔代数在逻辑开关理论中的应用。后来，他就职于贝尔电话研究所。在这个世界上最大的通信公司（美国电话电报公司）的研究基地里，他受着前辈的工作的启示，其中最具代表性的是《贝尔系统技术杂志》上所披露的奈奎斯特的《影响电报速率的一些因素》和哈特莱的《信息的传输》。正是他们最早研究了通信系统的信息传输能力，第一次提出了信息量的概念，并试图用教学公式予以描述。而香衣则创造性地继承了他们的事业，在信息论的领域中钻研了8年之久，终于在1948年也在《贝尔系统技术杂志》上发表了244页的长篇论著，这就是上面提到的那篇《通信的数学理论》。次年，他又在同一杂志上发表了另一篇名著《噪声下的通信》。在这两篇文章中，他解决了过去许多悬而未决的问题：经典地阐明了通信的基本问题，提出了通信系统的模型，给出了信息量的数学表达式，解决了信道容量、信源统计特性、信源编码、信道编码等有关精确地传送通信符号的基本技术问题。两篇文章成了现在信息论的寞基著作。而香农，也一鸣惊人，成了这门新兴学科的寞基人。那时，他才不过刚刚三十出头。

—— 他的成就轰动了世界，激起了人们对信息论的巨大热情，它向各门学科冲击，研究规模象浪雪球一样越来越大。不仅在电子学的其他领域，如计算机、自动控制等方面大显身手，而且遍及物理学、化学、生物学、心理学、医学、经济学、人类学、语音学、统计学、管理学……等学科。它已远远地突破了香衣本人所研究和意料的范畴，即从香农的所谓“狭义盾息论”发展到了“广义信息论”。

—— 进入80年代以来，当人们在议论未来的时候，人们的注意力又异口同声的集中到信息领域。按照国际一种流行的说法，未来将是一个高度信息化的社会。信息工业将发展成头号工业，社会上大多数的人将是在从事后息的生产、加工和流通。这时，人们才能更正确地估价香农工作的全部含义。信息论这个曾经只在专家们中间流传的学说，将来到更广大的人群之中。香农这个名字也飞出了专家的书斋和实验室，为更多的人所熟悉和了解。

『伍』 科学家事迹

朱棣文，江苏省太仓人,原斯坦福大学物理系主任,劳伦斯伯克利国家实验室主任,诺贝尔物理学奖,美国国家科学院院士

冯元桢,江苏省武进县人,美国生物医学工程学会主席，国际生物流变学会副主席，美国生物力学国家委员会首任主席、名誉主席，世界生物力学组织主席美国国家科学院院士

吴健雄 江苏省太仓县人,世界著名物理学家,前美国物理学会主席,是著名的“曼哈顿计划”中唯一的中国人,美国国家科学院院士

贝聿铭，江苏苏州人，20世纪世界最成功的建筑师之一

华罗庚，江苏金坛人，中国科学界的骄傲，国际数学大师，美国科学院外籍院士

许靖华，江苏南京人，曾任欧洲地球物理协会第一届会议会长，国际沉积学协会会长，美国科学院院士

戴振铎，江苏苏州人，美国工程院院士，美国无线电传播学会主席，IEEE 终身Fellow

鲍亦兴，江苏南京人，台湾大学应用力学研究所所长，美国国家工程院院士

李天和，江苏江阴人，美国工程院院士、美国MIT终身教授

吴耀祖，国际著名的流体力学大师,江苏常州人，美国物理学会1993流体力学终生成就奖，美国国家工程学院院士

茅以升，江苏省丹徒县人，著名桥梁专家，美国国家工程学院选为外籍院士

姚熹 ，江苏苏州人，国际知名的电子材料专家,国际陶瓷科学院理事、国际铁电学顾问委员会成员,亚洲铁电学协会主席美国工程院外籍院士

李政道,江苏省苏州市人，国际级的物理大师，首次登上诺贝尔奖坛的中国人，美国国家科学院院士

高行健，江苏泰州人，诺贝尔文学奖

李昌钰,江苏如皋县人,刑侦与鉴识专家,华人神探,美国人称他为“当代福尔摩斯”、“现场重建之王”.

时松海,江苏人，1996年毕业于清华大学,美国“青年科学家奖”最高奖的中国科学家,1999年在《科学》杂志上发表的一篇论文被认为是当年的十大科学突破之一

陈竺，中科院副院长,江苏镇江人,中国科学院副院长,美国科学院外籍院士,2003年当选国际科学院协作组织主席,国际人类基因组组织（HUGO）顾问委员会成员。

陈省身,浙江省嘉兴县人,国际数学大师、微分几何之父、美国科学院院士。

吴家玮 ，浙江杭州人， 西北大学物理及天文学系前系主任, 旧金山州立大学前校长，香港科技大学前校长，美国科学院院士

田炳耕，著名电机工程专家，浙江上虞人，美国著名的贝尔实验室工作，美国国家科学院院士

钱煦，浙江杭县人，首位美“四院”华裔院士，圣地亚哥加州大学生物工程系创始人，曾担任过美籍华人医学会主席、美国生理学会主席

沈申甫 浙江吴兴人，国际著名塑模专家，国康乃尔大学教授,美国工程科学院院士 ，航空航天、流体力学领域成就卓著，驰名国际，国际宇航科学院通讯院士

夏鼐 ，浙江温州人，著名考古学家，曾先后获得英国学术院通讯院士、德意志考古研究所通讯院士，美国国家外籍院士

毛河光，浙江省江山人，著名高压物理学家和地球物理学家，美国卡内基研究院地球物理实验室的负责人，国家科学院院士

冯德培,浙江省临海人，神经生理学家，中国科学院副院长兼生物学部主任，美国科学院外籍院士

谈家桢,浙江宁波人，著名遗传学家，在国际上享有崇高荣誉，曾任第八届(1948年在瑞典)国际遗传学大会常务理事，被联合国工业发展组织国际遗传工程和生物技术中心聘为科学顾问，美国国家科学院外籍院士

丘成桐,广东梅州人，费尔兹奖,数学界的诺贝尔奖,美国国家科学院院士

萧荫堂 广州海珠区人,国际数学大师, 美国科学院院士, 哈佛大学数学系系主任

朱经武，广东台山人,美国科学院院士,获《美国新闻与世界报道》杂志推选为美国最优秀的研究员

邓文中，广东肇庆人， 美国科学院院士,最近美国权威周刊《工程新闻纪录》（Engineering News Reord）遴选他为过去125年来125位对工程最有贡献的“顶尖人物”之一。

李卓皓，广东广州人，著名脑垂体内分泌生物化学家，美国国家科学院院士

冯又嫦，香港人,2001年当选的美国新院士中唯一的华裔院士,地球和行星科学系大气科学研究中心主任

卓以和，香港人，美国贝尔实验室半导体研究所所长，美国国家科学院院士

简悦威，香港人，基因诊断之父，香港大学分子生物学研究所所长，美国国家科学院院士

陶哲轩，香港人，菲尔兹奖（最年轻的数学家）洛杉矶加州大学教授。

『陆』 传呼机的诞生

寻呼机也叫BP 机、传呼机、BB机，简称呼机。 beeper， pager

1983年，上海开通国内第一家寻呼台，BP机进入中国。
从BP机开始的即时通信，将人们带入了没有时空距离的年代，时时处处可以被找到，大大加速了人们的生活、工作效率，但也让人无处可藏。人们对它爱恨交加，但已离不开它。
无线寻呼系统中的用户接收机。通常由超外差接收机，解码器，控制部分和显示部分组成。寻呼机收到信号后发出音响或产生震动，并显示有关信息。简称呼机。
手机之前比较通行通讯工具，样子小巧，上个世纪末在中国和亚洲甚至全世界广为流传的可以联系的通讯工具。
使用寻呼机的人们能方便快捷地通信和联系，所以BP机倍受青睐。实际上，无线寻呼系统是一种没有话音的单向广播式无线选呼系统，它包括基站和若干外围基站、数据电路、寻呼终端以及寻呼机。寻呼终端将电话网送来的被叫用户号码和主叫用户的消息进行集中处理，实现重复呼叫、复台查询、统计和记费等功能，然后进行编码，变换成一定码型和格式的数字信号，经数据电路传送到各基站和外围站，并经这些基发射机同时发射，被叫寻呼机接收到基站发射的信号后，便会有信息显示。
寻呼机就是用户佩带的无线电接收机。BP机有人工汇接和自动汇接两种方式，对应的寻呼台称为人工寻呼台和自动寻呼台。人工寻呼台需要人工操作把这些信息编码经过发射机发出信号。自动寻呼台根据来电话的线路号，自动查出寻呼人的电话号码并同时发送出去，这样被寻呼人就知道是哪部电话寻呼的。我们经常使用的寻呼机分为两类：数字寻呼机和中文寻呼机。数字寻呼机小巧、价格低、实用。中文寻呼机直接显示汉字，信息容易识别。
编辑本段使用方法
如果要找人A，却不在家里
就给传呼台打电话，
说A，速回电话之类的
A看到后，便通过公共电话之类的给你回电话
编辑本段历史介绍
传呼机刚出现的时候，谁要是有部传呼机，那是很叫人羡慕的，当时人们把它又叫“寻呼机”，BB机，BP机，能拥有一部传呼机成为当时很多人的一大心愿。八十年代末，我国开始出现了传呼机。随着科学技术的成熟和社会需求的增大，1990年开始，传呼台如雨后春笋般在我省遍地开花，传呼市场的繁荣，使各传呼台之间的竞争也日益白热化。手段即服务费价格战。当时有的传呼台服务较高，入网费100元，数字机一年180元（每月15元），汉字机一年600元（每月50元），为竞争用户，传呼台入网费从最初的100元降到50元、30元，直到最后免费入网，服务费也降到了数字机一年120元，汉字机每年三、四百元甚至更低。有的传呼台为了览更多用户，还增加了发送天气预报、股票信息、新闻等内容，一项内容每月2元。激烈的竞争使老百姓从中得到了实惠，最后所有信息免费发送。
1993年、1994年时，手机开始慢慢出现。不过那时人们常见的还是功能单一的集群电话，也就是常说的“大砖头”，一部二、三万元，只有大老板们才用得起，拿在手里就像身份标志一样，牛气十足，因为当时它的确只有少数人用得起。
1995年下半年开始，传呼业务在手机强大的攻势下，逐渐败下阵来，传呼用户开始不再增加。1996年开始出现下滑，用户减少，传呼台数量也急剧下降，到目前全省仅剩联通126台、铁通95828台、兰盾95910、万声95900四家传呼台。用户也由当年全省280万户下降到目前据估计不足1万余户。记者日前采访时，有的传呼台已经不再办理入网业务，只为以前的用户服务。
编辑本段演化路线图
模拟BP机→数字BP机、汉字BP机→手机、MSN等其他即时通讯工具
1983年上海用户使用的只是模拟信号BP机，用户只能接受呼叫信号，需致电寻呼台才能查询到回电号码。次年在广州开通的数字寻呼台，才解决了这个难题。早期的BP机全是进口产品，品牌包括摩托罗拉、松下等。后来，国内企业浪潮与摩托罗拉合作，开发出汉字BP机，让用户不用满大街找电话就可以知道呼叫内容。
随着价格的一再降低，到上世纪90年代末，BP机已经是一个普及化程度很高的产品。但作为第一代的即时通讯工具，BP机更像一个过渡的角色，随着手机的普及，BP机逐渐退出市场。但是，现在我们已经离不开即时通讯工具，手机、MSN或QQ已成为许多人生活中的必需品。
先驱纪念碑
BP机最早的品牌拥有者之一的摩托罗拉，借助BP机和模拟手机建立的品牌认知，至今还在目前最主流的即时通讯工具——2G手机领域保持着市场领先地位。
竞跑众生相

国内第一个寻呼信号是从上海华侨商店的一间盥洗室内发出的，最初只有一个寻呼座席，当时是为第五届全运会在上海举行而开通的寻呼服务，只有30多个用户。
传播印象派 “有事CALL我！”

BP机只能接收无线电信号，不能发送信号，所以是单方向的移动通信工具。
普通型的数字寻呼机，外型小巧，比一包香烟还小，可以方便地放在衣袋中或者别在腰间。一旦收到寻呼信号，它会发出几声轻微的“B—，B—”声，提醒人注意。为了不干扰别人，也可以关上声音开关，寻呼机只是发出一阵阵机械振动，就像按摩器那样的轻微颤动，只有携带者本人才能感觉得到。寻呼机收到信号后，液晶屏幕上会显示出一些阿拉伯数字和英文字符，它们表示电话号码和简短话语。显示英文字符，使中国人用起来不方便，于是又有了汉字显示BP机。这种BP机不但能显示电话号码，同时也可传输简单信息。有些专业台还可以发布一些专业信息，如农业寻呼台发布当天的粮食价格和蔬菜、种子的价格等。到了夏天，人们还可以通过BP机知道西瓜的价格，这种BP机具有多种功能，普遍受到欢迎。
目前有各种各样的BP机，光是它的外型就有十几种。有的像一个袖珍日记本，小巧玲珑；有的像一张卡片，十分轻便；也有的像支圆珠笔，可以插在上衣口袋里；有的甚至做成胸花、项链，挂在胸前。还有的和手表合为一体，带在手上，平时计时，有人寻呼时又成了个BP机。
女孩通过有线电话拨了寻呼台的号码，电话接通后，她告诉话务员她要寻呼的BP机号及自己的姓名和电话号码，然后，挂机等候。寻呼台的话务员马上将以上信息输入计算机，发射机便在计算机的控制下，向空中自动发出呼叫信息。
你可能会问，既然寻呼台发射的无线电波能覆盖一定的区域，那么，这一区域内的BP机为什么只能收到对自己的呼叫，而收不到寻呼其它人的信号呢？
原来，各个BP机都有自己的号码，贮存在寻呼台的计算机上。寻呼台发出的信息带有这个号码，只能启动相应的BP机，对别的BP机没有作用。这就像邮递员，按照用户的门牌号送信，不会错的。
女孩的朋友听到“B—，B—”声音后，打开显示开关，屏上出现了要求回电的号码，于是，她的朋友就可以在附近找部电话，来和女孩通话。
我国的公共寻呼台号码是126和127，也有一些专业寻呼台，号码是7位数或者6位数。126和127都是公用台，但是使用方法有所不同。126台是由话务员应答接续的，它是人工寻呼台，而127则是由计算机控制的，叫自动寻呼台。上面女孩使用的是人工寻呼台。如果要通过127台寻呼，电话接通后，听到的只是事先录好的提示语，如“请继续拨号”等。接着你就要把被寻呼的号码通过你手中电话机的按键发出去。寻呼台的计算机收下这些信号后，经过核对，就在无线信道中发出寻呼。
有的寻呼设备还和家里的电话机相联。电话铃响后经过一定时间如果没人接，打来的电话就会自动转到寻呼台。
寻呼机体积小，重量轻，而且价格便宜，使用方便，这使它在各个行业得到了广泛应用。
医生到病房巡诊时，身边可以携带BP机。假如手术室有急救病人，需要医生立即返回，可以使用BP机呼叫。如果还需要助手、护士、麻醉师等配合，寻呼台的特殊寻呼功能——群呼，就会“一声令下”，召集所有被寻呼者，而不必个别通知了。
建筑工地的指挥员和工程师经常在现场工作，配备寻呼机后，无论他们走到哪里，如果有急事，通过寻呼台可以立即找到他们。
在大饭店里，人们可以通过内部寻呼台寻找服务员或饭店领班。商店和公司的经理可以通过寻呼台，寻找在外办事的采购员。
寻呼机也可以开展漫游业务，这和移动电话中的漫游差不多。当你到外地出差时，不必担心别人找不到你，因为人们可以通过当地的寻呼台呼叫你。
如今拥有BP机的人越来越多，在城市的各个角落都会听到BP机发出的声响。人们自豪地拍着腰间的“电蛐蛐”说：“有了它可真方便！”
在日本西南部的一个牧场里，连奶牛也有幸带上了BP机。牧场主为了便于管理牛只，想出了使用寻呼机的奇招。放牧时，每头奶牛的脖子都挂上一只BP机，当BP机发出呼叫声时，奶牛闻声便会“自觉地”从牧场回到牛棚。
编辑本段流行过的经典：寻呼机
随着科技的发展，曾经风光一时的寻呼机渐渐地远离了我们的生活，也步入了“只藏不CALL”的时代。
无线电寻呼系统是一种单向传递信息的移动通信方式，而寻呼机实际上就是一个信号接收器，它用来接收由寻呼台发出的寻呼信号。1948年，美国贝尔实验室研制出世界上第一台寻呼机，取名为Bell Boy。进入上世纪70年代后，新技术的使用，为寻呼机的大规模推广奠定了基础。如今在其实用意义已经越来越微弱的情况下，寻呼机的收藏还是应当引起我们的重视。
寻呼机的收藏价值关键在于三大因素：一是寻呼机是现代通信发展史上不可忽略的一个重要阶段；二是寻呼机在我国发展的过程中形成了各种品牌、各种型号的产品体系，收藏它们，既具有趣味性，又具有一定的难度；三是与钟表、手机等时尚收藏相比，寻呼机价格较低、收藏花费不大，特别是在寻呼机逐渐被淘汰的今天，许多二手寻呼机只要几元到十几元就能买到，适合大众收藏的特点。
目前来看，寻呼机收藏主要可以考虑三大类别：一是摩托罗拉品牌的系列收藏。在寻呼行业中，美国摩托罗拉公司无疑是龙头老大，当初摩托罗拉寻呼机在国内市场的占有率高达70％以上，而且摩托罗拉公司在1993年至1998年这一段时期内，为了满足市场的需求，大量开发寻呼机新款式、新品种，形成了众多系列，例如摩托罗拉进取型、摩托罗拉时尚型、摩托罗拉袖珍型等，代表了寻呼机生产的最高水平和寻呼机时尚的最新潮流，其中的型号细分更是纷繁复杂。因此，如果能够系列收藏的话，无疑是一件颇有意义和趣味的事情。
二是具有特殊意义的品种收藏。例如1993年5月，中国第一台拥有自主知识产权的中文寻呼机由波导公司研发成功，1995年，他们又自行研发成功中国第一台股票信息机，1997年，中国第一台高速汉字机呱呱坠地，仅1998年一年波导就生产销售寻呼机102.4万台，位居国产品牌首位，波导成功起飞，为民族工业在这场寻呼机市场的竞争中争得了一席之地，因此，波导系列寻呼机特别是前面所提到的这些“第一”无疑具有很高的收藏价值。而NEC、松下、肯宝等诸多中外品牌正因为它们的少，或许更会增加收藏的难度。此外不同造型寻呼机也值得收藏。当时除了功能不断拓展外，为了吸引消费者的目光，许多生产商也在寻呼机的造型设计上动了一番脑筋，推出了一些造型独特、饶有趣味的寻呼机，这些寻呼机的种类和数量都不是很多，当时的普及率也有限，因此，现在要寻觅的话并不是非常容易的事情。
编辑本段“寻呼时代”渐行渐远
"目前全国只有北方一些地区还在使用传呼，而在西北，传呼行业已正在成为历史。"宁夏回族自治区通信管理局无线电管理处处长王林介绍说。
2007年年初，地处中国西北内陆的甘肃省告别了"寻呼时代"。位于甘肃省兰州市东方红广场附近的金昌北路曾经是著名的"寻呼一条街"，当时曾聚集了兰州市绝大部分的寻呼机经销店。但是现在，这里已经难以看到寻呼机的身影，取而代之的是一款款样式别致的手机。
在我国西部地域面积最小的省份宁夏回族自治区，1997年还有14家寻呼台，300个机站，35万用户。但从2000年以后，寻呼业务以每年30％的速度萎缩。到2003年，当地寻呼业仅剩下5000用户，2家寻呼台和60个机站。目前，宁夏仅剩的联通和铁通两家寻呼台，其中联通所剩的机站只有5个，用户量500个。铁通则是12个机站，不足1000个用户，而且已主要作为铁路内部通信系统使用。
"寻呼业目前的状况是经济和通信技术发展的必然趋势。"兰州大学经济管理学院聂华林教授说，通信技术的不断进步使手机功能不断完善，几乎能取代所有呼机现有的功能；手机资费的不断降低，各种优惠措施的推出，也使手机越来越大众化，让寻呼业失去了价格上的优势；市场经济条件下，人们生活节奏不断加快，在通信手段上要求更快捷、更便利、更便宜，手机显然更符合这种需求。
有关资料显示，截至2007年10月底，中国手机用户总量已经超过3.2亿。2007年前10个月，中国手机平均月增550万户。
"现在中国的经济、科技都处于高速发展阶段，适应高质量的生活水平和不断加快的工作节奏，就需要不断普及使用更先进的通信工具，这是国家进步发展的结果。"银川市一位普通市民说。
编辑本段寻呼业：十年“暴利时代”
寻呼业是中国通信领域较早向社会开放的品种。1984年，上海在中国率先开办了无线寻呼业务。20世纪90年代以后，中国寻呼用户数量逐年激增，寻呼业创造了10年暴利时代。在1995年到1998年的4年间，全国每年新增寻呼用户均在1593万户以上。2000年是中国寻呼业发展到顶峰的一年，此后便急转直下，寻呼市场日渐萎缩。
从2002年开始，中国的寻呼业在经历了短暂的惨淡经营阶段后，已经从经济发达的南方到经济欠发达的北方开始逐步退出城市普通百姓的生活。上个世纪90年代中后期，寻呼业在深圳处于颠峰状态。1997年深圳寻呼企业共有82家，用户180万。到2002年底，仅剩21家，用户不足40万。在同一年，天津市有90％的寻呼台都退出了市场。
移动电话是寻呼机的"终极杀手"。不仅手机强大的功能让寻呼机"一筹莫展"，而且其价格也越来越便宜，因此许多人购买手机后，就把呼机甩在了一边。更主要的，手机短信息某种程度上成为了无线寻呼的"克星"。据了解，移动电话替代无线寻呼的趋势早在2000年就已露端倪，到2002年这种趋势快速加剧，并且一发而不可收拾。2002年底，我国电话用户总数达到4亿多户，其中，移动电话用户突破2亿户大关，固定电话用户达到2亿多。全国电话普及率达到每百人31．99部，移动电话普及率达到每百人14．95部，互联网用户达到4829万户。而当时，全国无线寻呼用户仅为1973万户，比2001年减少了1632万户。
曾经一度成为全球寻呼机生产企业"老大"的摩托罗拉公司，前几年因寻呼业不景气已停止生产寻呼机。记者注意到，目前在大小规模的通信器材专卖店里已经很难在看到寻呼机的踪影，取而代之的是一款款精致的手机。银川市一位寻呼公司的老总无奈地说，手机和寻呼机价格越来越接近，寻呼机没有了相对优势，寻呼业必然滑坡，新事物代替旧事物是不可阻挡的规律。
编辑本段寻呼业能在转型中求得生存吗？
针对目前寻呼台纷纷关停，寻呼业务日渐萎缩的现状，寻呼业内人士认为，寻呼业要想继续生存发展，必须探索向股票信息、物流信息、呼叫中心等高层次、专业化服务转型。
在西北，甘肃天马通信有限公司早在1995年就开始探索开展股票信息服务，经过几年的发展，目前天马寻呼已经转型以股票信息为主要业务，并且拥有一定数量的固定用户。
有关专家认为，相对于以前单纯的"呼叫找人"业务，新的业务专业化程度更高，要求从业者具备股票、物流、企业广告宣传等各种专业知识。这些业务有其优势所在，目前股民们可以用股票机接收寻呼台的信息，也可以利用手机、电脑上互联网浏览信息，服务质量不会有大的差别，但是寻呼台每月仅收20多元的服务费，手机上网至少要600元以上，对于工薪阶层来说，股票机自然是首选。
开展新的业务制约因素也很多。呼叫中心是比较被看好的一种新型业务，业内人士介绍，它是利用计算机网络和电话通信的集成技术（CTI）建立起来的一种综合信息服务系统，能让企业在最短的时间内处理尽可能多的用户呼叫，包括用户咨询、查询、订购、投诉等等，为企业用户提供良好的服务。利用呼叫中心服务，企业可以节省大量成本，这也要求今后寻呼业的从业人员必须有较高的素质。
一些曾经规模较大但现在已经关闭的寻呼台，其实都曾经尝试过开展新业务，但大都以失败告终。专家分析认为，失败的原因在于：第一，缺乏明显竞争优势，手机信息服务功能越来越完善，凡是呼机有的功能，手机也照样可以做到；第二，新业务的市场尚处在开拓阶段，市场完全成熟需要一定时间，在这段"青黄不接"的时间里，很多寻呼台没有开拓市场甚至是维持最起码运营的能力。
部分专家认为，随着经济的发展、人们经营观念的转变，呼叫中心、股票信息，包括以后可能被开发出来的一些新业务，还是有一定发展前途的，等到时机成熟，他们或许还会重新开展这些业务。

『柒』 信息论奠基人之一香农

克劳德·艾尔伍德·香农

克劳德·艾尔伍德·香农（Claude Elwood Shannon ，1916年4月30日—2001年2月26日）美国数学家、信息论的创始人。

香农于1916年4月30日出生于美国密歇根州的Petoskey，并且是爱迪生的远亲戚。1936年毕业于密歇根大学并获得数学和电子工程学士学位，在那里他遇到了布尔，上过他的课程。1940年获得麻省理工学院（MIT）数学博士学位和电子工程硕士学位。1941年他加入贝尔实验室数学部，工作到1972年。1956年他成为麻省理工学院（MIT）客座教授，并于1958年成为终生教授，1978年成为名誉教授。香农博士于2001年2月26日去世，享年84岁。

香农于1940年在普林斯顿高级研究所（The Institute for Advanced Study at Princeton）期间开始思考信息论与有效通信系统的问题。经过8年的努力，香农在1948年6月和10月在《贝尔系统技术杂志》（Bell System Technical Journal）上连载发表了他影像深远的论文《通讯的数学原理》。1949年，香农又在该杂志上发表了另一著名论文《噪声下的通信》。在这两篇论文中，香农阐明了通信的基本问题，给出了通信系统的模型，提出了信息量的数学表达式，并解决了信道容量、信源统计特性、信源编码、信道编码等一系列基本技术问题。两篇论文成为了信息论的奠基性著作。
获奖与荣誉：
美国Alfred Noble协会美国工程师奖 1940年
Morris Liebmann 无线电工程师协会Memorial奖章 1949年
耶鲁大学 (首席科学家) 1954年
Stuart Ballantine弗兰克林协会奖章 1955年
研究合作奖 1956年
密歇根大学, 荣誉博士 1961年
莱斯大学 荣誉奖章1962年
普林斯顿大学, 荣誉博士 1962年
Marvin J. Kelly Award 1962年
爱丁堡大学 荣誉博士 1964年
匹兹堡大学 荣誉博士 1964年
电子电气工程师协会 荣誉奖章 1966年
美国国家科学奖章 1966年, 由前总统Lyndon B. 约翰逊颁发
Golden Plate Award 1967年
美国西北大学, 荣誉博士 1970年
Harvey Prize, the Technion of Haifa, 以色列 1972年
牛津大学 荣誉博士 1978年
Joseph Jacquard奖 1978年
Harold Pender奖 1978年
东英格伦大学, 荣誉博士 1982年
卡内基梅隆大学 荣誉博士 1984年
美国声频技术协会 金奖 1985年
Kyoto Prize 1985年
塔夫斯大学 荣誉博士 1987年
宾西法尼亚大学 荣誉博士 1991年
Eard Rhein Prize 1991年

是这位吧,网络就有啊.

『捌』 哪位计算机老师帮帮忙！

尽管传统计算机在短期内，还不会退出历史舞台，但旨在超越它的诸如量子计算机、DNA生物计算机、光学计算机，在研究人员的努力下，已经出露端倪。

量子计算机将是未来计算机研究的热点。量子计算机利用粒子的量子力学状态来表示信息，可以实现目前电子计算机无法进行的复杂计算。2000年，德、美科学家研制出五量子位的核磁共振量子计算机，并成功地通过实验运算。

美国科学家研究出了一种可用于制造DNA计算机的新技术，它不仅能将遗传物质DNA分子的活动范围限制在固体表面上来执行运算，而且能大大简化通过DNA运算来解决复杂数学问题的步骤，标志着科学家们朝着研制出功能强大的DNA计算机的梦想又前进了一步。

由美英科学家组成的科研小组，成功地研制出世界上第一台DNA“发动机”，这一成果预示着不久的将来，科学家可以制造出分子大小的电子电路，以代替目前的硅芯片电路，从而使未来的计算机体积更小、体重更轻、运算速度更快。

加拿大科学家最近研制出一种光晶片，这是开发光学计算机征途上的一项重要成果。

在虚拟办公室上班

将来，你的办公室可能不再是目前的方格子单元，而更像科幻电影里的全景操作平台（Holodeck）了。电脑科学家正在对一种叫“远距离兼容”（Tele－immersion）的技术进行试验。这种技术将使我们能与远方的同事共享一个办公室，感觉两人近在咫尺。]

在美国，这个项目的正式名称是“国家远距离兼容首期系统”（NationalTele－immersionInitative），几所大学的电脑科学家正为此进行联合研制。目前，该系统的原型已经出来了，通过两面呈直角安装的显示屏，该系统可以让科学家与远在其他州的同事会面交流。感觉上，像是与自己的同事隔“窗”相望。这项技术与早先的视像会议（videoconferencing）不同，它提供的画面与真实的人和景物同样尺寸，且是三维（3－D）立体效果。

在原型系统中，每个研究人员都被一组数码照相机包围，其一举一动都可从不同角度被摄入镜头。他们还头戴跟踪器和类似看立体电影时用的特制眼镜。当研究人员转动头部时，他看同事的视觉角度也随之变化。譬如，如果他倾身向前，对面的同事就会显得靠近了些，尽管实际上他们之间可能有千里之遥。

要使这套系统有效运作，高功能的电脑必须能迅速将对方的数码影象转变成能通过互联网传送的数码信号，而后在接受终端将信号还原成影象在屏幕上显示出来。目前，整个运作过程还不很理想，因为电脑的速度内存等功能都还配合不来。

不远的将来，随着电脑技术的改善，科学家们希望远距离兼容技术也能进军其他应用领域。譬如，运用此技术，偏远地区的病人可以让大城市里的名医“看”病。让我们拭目以待。

量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究。研究可逆计算机的目的是为了解决计算机中的能耗问题。

量子计算机，早先由理乍得·费曼提出，一开始是从物理现象的模拟而来的。可发现当模拟量子现象时，因为庞大的希尔伯特空间而资料量也变得庞大。一个完好的模拟所需的运算时间则变得相当可观，甚至是不切实际的天文数字。理乍得·费曼当时就想到如果用量子系统所构成的计算机来模拟量子现象则运算时间可大幅度减少，从而量子计算机的概念诞生。

量子计算机，或推而广之——量子资讯科学，在1980年代多处于理论推导等等纸上谈兵状态。一直到1994年彼得·秀尔（PeterShor）提出量子质因子分解算法后，因其对于现在通行于银行及网络等处的RSA加密算法可以破解而构成威胁之后，量子计算机变成了热门的话题，除了理论之外，也有不少学者着力于利用各种量子系统来实现量子计算机。

半导体靠控制积体电路来记录及运算资讯，量子电脑则希望控制原子或小分子的状态，记录和运算资讯。

20世纪60年代至70年代，人们发现能耗会导致计算机中的芯片发热，极大地影响了芯片的集成度，从而限制了计算机的运行速度。研究发现，能耗来源于计算过程中的不可逆操作。那么，是否计算过程必须要用不可逆操作才能完成呢？问题的答案是：所有经典计算机都可以找到一种对应的可逆计算机，而且不影响运算能力。既然计算机中的每一步操作都可以改造为可逆操作，那么在量子力学中，它就可以用一个幺正变换来表示。早期量子计算机，实际上是用量子力学语言描述的经典计算机，并没有用到量子力学的本质特性，如量子态的叠加性和相干性。在经典计算机中，基本信息单位为比特，运算对象是各种比特序列。与此类似，在量子计算机中，基本信息单位是量子比特，运算对象是量子比特序列。所不同的是，量子比特序列不但可以处于各种正交态的叠加态上，而且还可以处于纠缠态上。这些特殊的量子态，不仅提供了量子并行计算的可能，而且还将带来许多奇妙的性质。与经典计算机不同，量子计算机可以做任意的幺正变换，在得到输出态后，进行测量得出计算结果。因此，量子计算对经典计算作了极大的扩充，在数学形式上，经典计算可看作是一类特殊的量子计算。量子计算机对每一个叠加分量进行变换，所有这些变换同时完成，并按一定的概率幅叠加起来，给出结果，这种计算称作量子并行计算。除了进行并行计算外，量子计算机的另一重要用途是模拟量子系统，这项工作是经典计算机无法胜任的。

1994年，贝尔实验室的专家彼得·秀尔（PeterShor）证明量子电脑能做出对数运算，而且速度远胜传统电脑。这是因为量子不像半导体只能记录0与1，可以同时表示多种状态。如果把半导体比成单一乐器，量子电脑就像交响乐团，一次运算可以处理多种不同状况，因此，一个40位元的量子电脑，就能解开1024位元电脑花上数十年解决的问题。

一：量子计算机的基本概念

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量子计算机，顾名思义，就是实现量子计算的机器。要说清楚量子计算，首先看经典计算。经典计算机从物理上可以被描述为对输入信号序列按一定算法进行变换的机器，其算法由计算机的内部逻辑电路来实现。经典计算机具有如下特点：

其输入态和输出态都是经典信号，用量子力学的语言来描述，也即是:其输入态和输出态都是某一力学量的本征态。如输入二进制序列0110110，用量子记号，即|0110110＞。所有的输入态均相互正交。对经典计算机不可能输入如下叠加态：C1|0110110＞＋C2|1001001＞。

经典计算机内部的每一步变换都演化为正交态，而一般的量子变换没有这个性质，因此，经典计算机中的变换（或计算）只对应一类特殊集。

相应于经典计算机的以上两个限制，量子计算机分别作了推广。量子计算机的输入用一个具有有限能级的量子系统来描述，如二能级系统（称为量子比特（qubits））,量子计算机的变换（即量子计算）包括所有可能的么正变换。因此量子计算机的特点为:

量子计算机的输入态和输出态为一般的叠加态，其相互之间通常不正交；

量子计算机中的变换为所有可能的么正变换。得出输出态之后，量子计算机对输出态进行一定的测量，给出计算结果。

由此可见，量子计算对经典计算作了极大的扩充，经典计算是一类特殊的量子计算。量子计算最本质的特征为量子叠加性和量子相干性。量子计算机对每一个叠加分量实现的变换相当于一种经典计算，所有这些经典计算同时完成，并按一定的概率振幅叠加起来，给出量子计算机的输出结果。这种计算称为量子并行计算。

无论是量子并行计算还是量子模拟计算，本质上都是利用了量子相干性。遗憾的是，在实际系统中量子相干性很难保持。在量子计算机中，量子比特不是一个孤立的系统，它会与外部环境发生相互作用，导致量子相干性的衰减，即消相干（也称“退相干”）。因此，要使量子计算成为现实，一个核心问题就是克服消相干。而量子编码是迄今发现的克服消相干最有效的方法。主要的几种量子编码方案是：量子纠错码、量子避错码和量子防错码。量子纠错码是经典纠错码的类比，是目前研究的最多的一类编码，其优点为适用范围广，缺点是效率不高。

迄今为止，世界上还没有真正意义上的量子计算机。但是，世界各地的许多实验室正在以巨大的热情追寻着这个梦想。如何实现量子计算，方案并不少，问题是在实验上实现对微观量子态的操纵确实太困难了。目前已经提出的方案主要利用了原子和光腔相互作用、冷阱束缚离子、电子或核自旋共振、量子点操纵、超导量子干涉等。现在还很难说哪一种方案更有前景，只是量子点方案和超导约瑟夫森结方案更适合集成化和小型化。将来也许现有的方案都派不上用场，最后脱颖而出的是一种全新的设计，而这种新设计又是以某种新材料为基础，就像半导体材料对于电子计算机一样。研究量子计算机的目的不是要用它来取代现有的计算机。量子计算机使计算的概念焕然一新，这是量子计算机与其他计算机如光计算机和生物计算机等的不同之处。量子计算机的作用远不止是解决一些经典计算机无法解决的问题。

量子计算机是通过量子分裂式、量子修补式来进行一系列的大规模高精确度的运算的。其浮点运算性能是普通家用电脑的CPU所无法比拟的，量子计算机大规模运算的方式其实就类似于普通电脑的批处理程序，其运算方式简单来说就是通过大量的量子分裂，再进行高速的量子修补，但是其精确度和速度也是普通电脑望尘莫及的，因此造价相当惊人。目前唯一一台量子计算机仍在微软的硅谷老家中，尚在试验阶段，离投入使用还会有一段时间。量子计算机当然不是给我们用来玩电子游戏的，因为这好比拿激光切割机去切纸，其主要用途是例如象测量星体精确坐标、快速计算不规则立体图形体积、精确控制机器人或人工智能等需要大规模、高精度的高速浮点运算的工作。在运行这一系列高难度运算的背后，是可怕的能量消耗、不怎么长的使用寿命和恐怖的热量。

假设1吨铀235通过核发电机1天能提供7000万瓦伏电量，但这些电量在短短的10天就会被消耗殆尽，这是最保守的估计；如果一台量子计算机一天工作4小时左右，那么它的寿命将只有可怜的2年，如果工作6小时以上，恐怕连1年都不行，这也是最保守的估计；假定量子计算机每小时有70摄氏度，那么2小时内机箱将达到200度，6小时恐怕散热装置都要被融化了，这还是最保守的估计！

又此看来，高能短命的量子计算机恐怕离我们的生活还将有一段漫长的距离，就让我们迎着未来的曙光拭目以待吧！~

二：DNA生物计算机

科学家发现，脱氧核糖核酸（DNA）有一种特性，能够携带生物体各种细胞拥有的大量基因物质。数学家、生物学家、化学家以及计算机专家从中得到启迪，目前正合作研制未来DNA计算机。这种DNA计算机的工作原理是以瞬间发生的化学反应为基础，通过和酶的相互作用，将反应过程进行分子编码，对问题以新的DNA编码形式加以解答。1995年首次报道科学家用“编程”DNA链解数学难题取得突破。和普通的计算机相比，DNA计算机的优点是体积小，但存储的信息量却超过目前任何计算机。它用于存储信息的空间仅为普通计算机的几兆分之一。其信息可存储在数以兆计的DNA链中。DNA计算机只需几天时间就能完成迄今为止所有计算机曾进行过的任何运算。另外，它所耗费的能量仅为普通计算机的十亿分之一。DNA计算机的功能之所以强大，就在于每个链本身就是一个微型处理器。科学家能够把10亿个链安排在1000克的水里，每个链都能各自独立进行计算。这意味着DNA计算机能同时“试用”巨大数量的可能的解决方案。而电子计算机对每个解决方案必须自始至终进行计算，直到试用下一个方案为止。所以，电子计算机和DNA计算机是截然不同的。电子计算机一小时能进行许多次运算，但是一次只能进行一次指令运算。DNA计算机进行一次运算需要大约一小时，但是一次能进行10亿个指令计算。人脑的功能介于两者之间：一小时进行大约10万亿次指令运算。DNA计算机把二进制数翻译成遗传密码的片段，每个片段就是著名双螺旋的一个链。科学家们希望能把一切可能模式的DNA分解出来，并把它放在试管里，制造互补数字链，为解决更复杂的运算提供依据。

利用特定的DNA结构——DNA核酶可以构建各种DNA分子逻辑门，这为DNA计算机的发展奠定了基础。

DNA计算是计算机科学和分子生物学相结合而发展起来的新兴研究领域。

据中国科学院消息，中科院上海应用物理研究所的樊春海研究员与上海交通大学Bio－X中心的贺林院士、张治洲教授(现为天津科技大学教授)通过深入的学科交叉与合作，应用DNA核酶研制成功一类新型的“DNA逻辑门”，为发展DNA计算机奠定了基础。相关研究结果已发表在日前出版的著名化学杂志《德国应用化学》上。

由于DNA分子具有强大的并行运算和超高的存储能力，DNA计算将可能解决一些电子计算机难以完成的复杂问题，而且也可能在体内药物传输或遗传分析等领域发挥重要作用。虽然DNA计算未来潜力无穷，但是当前仍然有许多瓶颈技术和基础问题需要解决，其中基于DNA分子的逻辑门就是实现DNA计算的一个重要基础。

DNA核酶是一种通过体外进化筛选出来的具有特定酶活性的核酸结构，在该项研究中采用的是具有DNA水解酶活性的DNA核酶。这种具有锤头状结构的核酶可以在铜离子辅助下催化氧化并切割底物DNA。DNA逻辑门即是在这种DNA核酶结构基础上通过模块设计(molardesign)研制出来的。输入信号通过特定的生物分子传感可以产生输出信号，从而实现“YES”、“NOT”等逻辑判断，并可以组合成复杂的三输入逻辑门“AND(A,NOT(B),NOT(C))”。“NOT”与“AND(A,NOT(B),NOT(C))”的组合是一套通用运算符号，因此，理论上图灵机的所有运算均可以通过其组合而实现。

该逻辑门系统的新特色在于排除以往DNA逻辑门设计中RNA核苷的参与，仅单纯应用DNA分子，从而避免了RNA核苷带来的系统不稳定性。相关研究结果已发表在3月出版的著名化学杂志《德国应用化学》上(Angew.Chem.Int.Ed.,2006,45,1759.)。

三：光子计算机现有的计算机是由电子来传递和处理信息。电场在导线中传播的速度虽然比我们看到的任何运载工具运动的速度都快，但是，从发展高速率计算机来说，采用电子做输运信息载体还不能满足快的要求，提高计算机运算速度也明显表现出能力有限了。而光子计算机利用光子取代电子，通过光纤进行数据运算、传输和存储。在光子计算机中，不同波长的光代表不同的数据，这远胜于电子计算机中通过电子“0”、“1”状态变化进行的二进制运算，可以对复杂度高、计算量大的任务实现快速的并行处理。光子计算机将使运算速度在目前基础上呈指数上升。

电子计算机的弊端

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我们知道，任何金属导线都存在电阻和电容。从电磁学基本知识也知道，电阻和电容的结合会给在导线中传播的电子产生“阻力”，减低它在导线中传播的速度（传播速度大约只有光波在真空中传播速度的千分之一），这个现象又称时钟扭曲。由于存在这样一些问题，相应地也就出现这样的后果：电子对迅速的外来变化反应“迟钝”。当传递信息的载波频率很高（即信号变化速率很快）时，在导线上传递的电信号实际上跟不上要传递的信息信号变化。结果呢，就如同相声演员念绕口令，念得过快，舌头反应跟不上，念错了或走了调那个样子，被传递的信号要发生畸变，计算机的运算发生错误。其次，电子计算机的中央处理机虽然能够迅速处理数据，主存贮器能够吞吐大量的数据。但因为所有的数据信号都必须经过总线传递，而总线的电流密度如果太大，产生的电磁干扰也大。因此，电子计算机也会出现类似于高速公路交汇口由于狭窄，车辆通行速率受限制的现象，计算机和运算速度也受到了限制。还有，计算机使用的集成电子器件，它们因为受量子效应干扰，集成密度受到限制，理论上的集成密度最高为每块芯片10亿个晶体管（在实际上达到的数量比这个数还要低许多）。

光子计算机的优势

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不用电子，用光子做传递信息的载体，就有可能克服前面谈到的那些限制，制造出性能更优异的计算机。用光子做传递信息的载体有以下几方面的好处：

1、光子不带电荷，它们之间不存在电磁场相互作用。在自由空间中几束光平行传播、相互交叉传播，彼此之间不发生干扰，千万条光束可以同时穿越一只光学元件而不会相互影响。一只的光学系统，能够提供5*10^5行传输信息通道；一只质量好的透镜能够提供条信息通道。如果用光波导传输，光波导也可以相互穿越，只要它们的交叉角大于左右就不会有明显的交叉耦合。上述的性质又称光信号传输的并行性。

2、光子没有静止质量，它既可以在真空中传播，也可以在介质中传播，传播速度比电子在导线中的传播速度快得多（约1000倍），也就是说，光子携带信息传递的速度比电子快计算机内的芯片之间用光子互连不受电磁干扰影响，互连的密度可以很高。在自由空间进行互连，每平方毫米面积上的连接线数目可以达到5万条，如果用光波导方式互连，可以有万条。所以，用光子做信息处理载体，会制造出运算速度极高的计算机，理论上可以达到每秒1000亿次，信息存储量达到10^18位。这种计算机称为光子计算机。

3、超高速的运算速度。光子计算机并行处理能力强，因而具有更高的运算速度。电子的传播速度是593km/s，而光子的传播速度却达3×10�5km/s，对于电子计算机来说，电子是信息的载体，它只能通过一些相互绝缘的导线来传导，即使在最佳的情况下，电子在固体中的运行速度也远远不如光速，尽管目前的电子计算机运算速度不断提高，但它的能力极限还是有限的；此外，随着装配密度的不断提高，会使导体之间的电磁作用不断增强，散发的热量也在逐渐增加，从而制约了电子计算机的运行速度；而光子计算机的运行速度要比电子计算机快得多，对使用环境条件的要求也比电子计算机低得多。

4、超大规模的信息存储容量。与电子计算机相比，光子计算机具有超大规模的信息存储容量。光子计算机具有极为理想的光辐射源——激光器，光子的传导是可以不需要导线的，而且即使在相交的情况下，它们之间也不会产生丝毫的相互影响。光子计算机无导线传递信息的平行通道，其密度实际上是无限的，一枚五分硬币大小的枚镜，它的信息通过能力竟是全世界现有电话电缆通道的许多倍。

5、能量消耗小，散发热量低，是一种节能型产品。光子计算机的驱动，只需要同类规格的电子计算机驱动能量的一小部分，这不仅降低了电能消耗，大大减少了机器散发的热量，而且为光子计算机的微型化和便携化研制，提供了便利的条件。科学家们正试验将传统的电子转换器和光子结合起来，制造一种“杂交”的计算机，这种计算机既能更快地处理信息，又能克服巨型电子计算机运行时内部过热的难题。

光子计算机的组成

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光子计算机由光学反射镜、透镜、滤波器等光学元件和设备组成。有模拟式与数字式两类光子计算机。模拟式光子计算机的特点是直接利用光学图像的二维性，因而结构比较简单。这种光子计算机现在已用于卫星图片处理和模式识别工作。美国以前提出的星球大战计划，就打算发展这种计算机来识别高速飞行的导弹图像。数字式光子计算机的结构方案有许多种，其中认为开发价值比较大的有两种，一种是采用电子计算机中已经成熟的结构，只是用光学逻辑元件取代电子逻辑元件，用光子互连代替导线互连。另外一种是全新的，以并行处理（光学神经网络）为基础的结构在本世纪80年代制成了光学信息处理机年数字光处理机也获得成功，它由激光器、透镜和棱镜等组成。虽然光子计算机已经成功，但在目前来说，光子计算机在功能以及运算速度等方面，还赶不上电子计算机，我们使用的主要还是电子计算机，今后也发展电子计算机。但是，从发展的潜力大小来说，显然光子计算机比电子计算机大得多，特别是在对图像处理、目标识别和人工智能等方面，光子计算机将来发挥的作用远比电子计算机大。

光子计算机现状

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美国贝尔实验室宣布研制出世界上第一台光学计算机。它采用砷化镓光学开关，运算速度达每秒10亿次。尽管这台光学计算机与理论上的光学计算机还有一定距离，但已显示出强大的生命力。人类利用光缆传输数据已经有20多年的历史了，用光信号来存储信息的光盘技术也已广泛应用。然而要想制造真正的光子计算机，需要开发出可以用一条光束来控制另一条光束变化的光学晶体管这一基础元件。一般说来，科学家们虽然可以实现这样的装置，但是所需的条件如温度等仍较为苛刻，尚难以进入实用阶段。

美国马萨诸塞州的一家光学技术公司——光导发光元件系统公司目前正与美国航空航天局马歇尔航天中心合作开发用来制造光学计算机的“光”路板，实现对光子移动的控制

并有望在今年取得突破。1999年5月，在美国西北大学工作的新加坡科学家何盛中领导的一个有20多人的研究小组利用纳米级的半导体激光器研制出世界上最小的光子定向耦合器，可以在宽度仅0.2至0.4微米的半导体层中对光进行分解和控制。

『玖』 国际信息光学与光子学学术会议厉害吗

现有的计算机是由电子来传递和处理信息。电场在导线中传播的速度虽然比我们看到的任何运载工具运动的速度都快，但是，从发展高速率计算机来说，采用电子做输运信息载体还不能满足快的要求，提高计算机运算速度也明显表现出能力有限了。而光子计算机利用光子取代电子，通过光纤进行数据运算、传输和存储。在光子计算机中，不同波长的光代表不同的数据，这远胜于电子计算机中通过电子“0”、“1”状态变化进行的二进制运算，可以对复杂度高、计算量大的任务实现快速的并行处理。光子计算机将使运算速度在目前基础上呈指数上升。
[编辑本段]电子计算机的弊端
我们知道，任何金属导线都存在电阻和电容。从电磁学基本知识也知道，电阻和电容的结合会给在导线中传播的电子产生“阻力”，减低它在导线中传播的速度（传播速度大约只有光波在真空中传播速度的千分之一），这个现象又称时钟扭曲。由于存在这样一些问题，相应地也就出现这样的后果：电子对迅速的外来变化反应“迟钝”。当传递信息的载波频率很高（即信号变化速率很快）时，在导线上传递的电信号实际上跟不上要传递的信息信号变化。结果呢，就如同相声演员念绕口令，念得过快，舌头反应跟不上，念错了或走了调那个样子，被传递的信号要发生畸变，计算机的运算发生错误。其次，电子计算机的中央处理机虽然能够迅速处理数据，主存贮器能够吞吐大量的数据。但因为所有的数据信号都必须经过总线传递，而总线的电流密度如果太大，产生的电磁干扰也大。因此，电子计算机也会出现类似于高速公路交汇口由于狭窄，车辆通行速率受限制的现象，计算机和运算速度也受到了限制。还有，计算机使用的集成电子器件，它们因为受量子效应干扰，集成密度受到限制，理论上的集成密度最高为每块芯片10亿个晶体管（在实际上达到的数量比这个数还要低许多）。
[编辑本段]光子计算机的优势
不用电子，用光子做传递信息的载体，就有可能克服前面谈到的那些限制，制造出性能更优异的计算机。用光子做传递信息的载体有以下几方面的好处：
1、光子不带电荷，它们之间不存在电磁场相互作用。在自由空间中几束光平行传播、相互交叉传播，彼此之间不发生干扰，千万条光束可以同时穿越一只光学元件而不会相互影响。一只的光学系统，能够提供5*10^5行传输信息通道；一只质量好的透镜能够提供条信息通道。如果用光波导传输，光波导也可以相互穿越，只要它们的交叉角大于左右就不会有明显的交叉耦合。上述的性质又称光信号传输的并行性。
2、光子没有静止质量，它既可以在真空中传播，也可以在介质中传播，传播速度比电子在导线中的传播速度快得多（约1000倍），也就是说，光子携带信息传递的速度比电子快计算机内的芯片之间用光子互连不受电磁干扰影响，互连的密度可以很高。在自由空间进行互连，每平方毫米面积上的连接线数目可以达到5万条，如果用光波导方式互连，可以有万条。所以，用光子做信息处理载体，会制造出运算速度极高的计算机，理论上可以达到每秒1000亿次，信息存储量达到10^18位。这种计算机称为光子计算机。
3、超高速的运算速度。光子计算机并行处理能力强，因而具有更高的运算速度。电子的传播速度是593km/s，而光子的传播速度却达3×10?5km/s，对于电子计算机来说，电子是信息的载体，它只能通过一些相互绝缘的导线来传导，即使在最佳的情况下，电子在固体中的运行速度也远远不如光速，尽管目前的电子计算机运算速度不断提高，但它的能力极限还是有限的；此外，随着装配密度的不断提高，会使导体之间的电磁作用不断增强，散发的热量也在逐渐增加，从而制约了电子计算机的运行速度；而光子计算机的运行速度要比电子计算机快得多，对使用环境条件的要求也比电子计算机低得多。
4、超大规模的信息存储容量。与电子计算机相比，光子计算机具有超大规模的信息存储容量。光子计算机具有极为理想的光辐射源——激光器，光子的传导是可以不需要导线的，而且即使在相交的情况下，它们之间也不会产生丝毫的相互影响。光子计算机无导线传递信息的平行通道，其密度实际上是无限的，一枚五分硬币大小的枚镜，它的信息通过能力竟是全世界现有电话电缆通道的许多倍。
5、能量消耗小，散发热量低，是一种节能型产品。光子计算机的驱动，只需要同类规格的电子计算机驱动能量的一小部分，这不仅降低了电能消耗，大大减少了机器散发的热量，而且为光子计算机的微型化和便携化研制，提供了便利的条件。科学家们正试验将传统的电子转换器和光子结合起来，制造一种“杂交”的计算机，这种计算机既能更快地处理信息，又能克服巨型电子计算机运行时内部过热的难题。
[编辑本段]光子计算机的组成
光子计算机由光学反射镜、透镜、滤波器等光学元件和设备组成。有模拟式与数字式两类光子计算机。模拟式光子计算机的特点是直接利用光学图像的二维性，因而结构比较简单。这种光子计算机现在已用于卫星图片处理和模式识别工作。美国以前提出的星球大战计划，就打算发展这种计算机来识别高速飞行的导弹图像。数字式光子计算机的结构方案有许多种，其中认为开发价值比较大的有两种，一种是采用电子计算机中已经成熟的结构，只是用光学逻辑元件取代电子逻辑元件，用光子互连代替导线互连。另外一种是全新的，以并行处理（光学神经网络）为基础的结构在本世纪80年代制成了光学信息处理机年数字光处理机也获得成功，它由激光器、透镜和棱镜等组成。虽然光子计算机已经成功，但在目前来说，光子计算机在功能以及运算速度等方面，还赶不上电子计算机，我们使用的主要还是电子计算机，今后也发展电子计算机。但是，从发展的潜力大小来说，显然光子计算机比电子计算机大得多，特别是在对图像处理、目标识别和人工智能等方面，光子计算机将来发挥的作用远比电子计算机大。
[编辑本段]光子计算机现状
美国贝尔实验室宣布研制出世界上第一台光学计算机。它采用砷化镓光学开关，运算速度达每秒10亿次。尽管这台光学计算机与理论上的光学计算机还有一定距离，但已显示出强大的生命力。人类利用光缆传输数据已经有20多年的历史了，用光信号来存储信息的光盘技术也已广泛应用。然而要想制造真正的光子计算机，需要开发出可以用一条光束来控制另一条光束变化的光学晶体管这一基础元件。一般说来，科学家们虽然可以实现这样的装置，但是所需的条件如温度等仍较为苛刻，尚难以进入实用阶段。
美国马萨诸塞州的一家光学技术公司——光导发光元件系统公司目前正与美国航空航天局马歇尔航天中心合作开发用来制造光学计算机的“光”路板，实现对光子移动的控制
并有望在今年取得突破。1999年5月，在美国西北大学工作的新加坡科学家何盛中领导的一个有20多人的研究小组利用纳米级的半导体激光器研制出世界上最小的光子定向耦合器，可以在宽度仅0.2至0.4微米的半导体层中对光进行分解和控制。
具体的元件现在还没有吧,现在大多只是设想阶段.