1958年,美国科学家肖洛和汤斯发现,当内光灯泡所发射的光照在一种稀土晶体上时,晶体的分子会发出鲜艳的、始终汇聚在一起的强光。据此,他们提出了“激光原理”,这实际上是爱因斯坦的受激辐射理论的完善和具体化。
几十年后,美国的塞珀尔等人在实验中证实了粒子反转,观测到了受激辐射信号,从而印证了爱因斯坦的受激辐射理论。
世界上第一台激光器
1960年5月15日,美国加利福尼亚州休斯实验室的科学家梅曼宣布获得了波长为0.6943微米的激光,这是人类有史以来获得的第一束激光,梅曼因此也成为世界上第一个将激光引入实用领域的科学家。
同年7月7日,梅曼宣布世界上第一台激光发生器诞生。其原理是,利用一个高强闪光灯管来刺激在红宝石色水晶里的铬原子,从而产生一条相当集中的红色纤细光柱。当它射向某一点时,可使该点达到比太阳表面还高的温度。
激光武器
激光武器是一种利用沿一定方向发射的激光束攻击目标的定向能武器,它能直接毁伤目标或使之失效,具有快速、灵活、精确和抗电磁干扰等优异性能,在光电对抗、防空和战略防御中可发挥独特作用,但它的弱点是易受天气和环境影响。
根据作战用途的不同,激光武器可分为战术激光武器和战略激光武器两大类。
武器系统主要由激光器和跟踪、瞄准、发射装置等部分组成,目前通常采用的激光器有化学激光器、固体激光器、二氧化碳激光器等。
目前,美国、俄罗斯、法国、以色列等国都成功进行了各种激光打靶试验。低能激光武器已经投入使用,主要用于干扰和致盲较近距离的光电传感器,以及攻击人眼和一些增强型观测设备。高能激光武器主要采用化学激光器,按照现有的水平,今后5到10年内可望在地面和空中平台上部署使用,用于战术防空、战区反导和反卫星作战等。
激光通信
激光被视为卫星通信的最佳载体。跟其他的载体相比,激光的激光武器频率非常单纯,能量高度集中,波束非常细密,波长在微波到红外之间。如果利用激光特有的高强度、高相干性和高方向性进行星间链路通信,就能获得具有能量更大、波束更窄、增益更高、速度更快、抗干扰性更强和保密性更好等一系列优势的激光,进行信号传导。
如果在外层空间用激光通信,可以避免大气的干扰。在理想的情况下,激光载体话路带宽如为4千赫,就能容纳100亿条话路;彩色电视机带宽如为10兆赫,就可同时传送1000万套节目而互不干扰。
激光美容
激光能产生高能量、聚焦精确的单色光,具有一定的穿透力,作用于人体组织时能在局部产生高热量。
各种不同波长的脉冲激光可治疗各种血管性皮肤病及色素沉着,如雀斑、老年斑、毛细血管扩张等,还能去除纹身、洗眼线等。而近年来一些新型的激光仪,如高能超脉冲二氧化碳激光仪等,在磨皮换肤、治疗打鼾、美白牙齿等方面取得了可喜的疗效,开辟了更为广阔的美容领域。
激光美容的技术主要包括激光切割和激光换肤两种。与传统切割相比,激光切割的最大优点是切口出血少,手术视野清晰,且无需住院。而一些由于出血多而无法进行的内窥镜手术,则可由激光切割代替完成。激光换肤利用了激光磨削技术,其原理是通过改变激光器的聚焦特性,利用激光点变成一个光斑,再利用图形发生器将光斑按照一定的图形进行扫描,使激光斑在瞬间产生的高热将扫描范围内的目标组织去除。
古代的科技著作
《九章算术》
有人将中国的《九章算术》比喻成《几何原本》。事实上,这两本书本没有什么相似之处,但《九章算术》在中国数学史上对古代数学所产生的影响,绝不亚于《几何原本》对西方数学的影响,它是中国古代数学的辉煌成就,也是世界著名的数学著作之一。《九章算术》的作者已无从查考,成书年代大约在公元前2世纪到公元1世纪,很可能是在较长时间内,经过多人修改完善成为现今传本的形式。《九章算术》共有9章,以计算为中心,有九十余条抽象性解法、公式。本书搜集了246个数学问题,连同每个问题的解法。它的许多成就居世界领先地位,奠定了此后中国数学居世界前列千余年的基础。
在数学方面,《九章算术》记载了当时世界上最先进的比例算法和分数四则运算法则。书中还记载有解决各种面积和体积问题的算法以及利用勾股定理进行测量的各种问题。《九章算术》最有意义的成就是在代数方面,书中记载了开平方和开立方的方法,在这基础上又提出了求解一般一元二次方程的数值解法,而目用整整一章的篇幅讲述了联立一次方程组解法。《九章算术》还在世界数学史上第一次记载了负数概念和正负数的加减法运算法则,对世界数学的发展起到了重大的推动作用,现已被译成多种文字。
《黄帝内经》
《黄帝内经》是我国现存医学文献中最早的一部典籍,它比较全面地阐述了中医学理论体系的系统结构,反映出中医学的理论原则和学术思想,为中医学的发展奠定了基础。《黄帝内经》一书不仅是一部伟大的医学巨著,而且也是一部光辉的养生学、康复医学著作。因为它全面地反映了秦汉以前的养生学、康复医学成就,对于中医养生学、康复医学的有关理论、原则和方法,进行了比较全面而系统的论述,从而奠定了我国养生学、康复医学的理论基础。《黄帝内经》是学习中医养生学、康复医学的必读之书。
《黄帝内经》是战国秦汉以来众多名医的论文汇编,其汇编成书的时间约在西汉。然而它自成书以后,直至唐代,仍有增减。因此,《内经》这部著作,并不是出自一人的手笔,也不是一个时代、一个地方的医学成就,而是在一个相当长的历史时期内,各医家的经验总结汇编。所谓黄帝著《内经》,亦仅是托名而已。
《内经》中所阐述的养生学思想如下:第一,正确地回答了“生命的起源是什么”。《内经》认为生命与自然界息息相关,如《素问·宝命全形论》里指出:“天地合气,命之曰人”。第二,认为“天人相应”,养生学、康复医学的根本点在于“顺应自然”。《内经》把人与自然界看成一个整体,自然界的种种变化,都会影响人体的生命活动,即天有所变,人有所应,因而,强调要适应自然变化,避免外邪侵袭。从而开辟了中医防病养生的先河。第三,清楚地阐明了生命的发展规律。《内经》对人体生、长、壮、老的生命规律有精妙的观察和科学的概括,不仅注意到年龄阶段的变化,也注意了性别上的生理差异。第四,对衰老的认识是正确的。《内经》详细论述了衰老的变化过程及衰老表现,并指情志、起居、饮食、过劳等诸方面调节失当,是导致早衰的重要原因,并提出要“法于阴阳。和于术数,食饮有节,起居有常,不妄作劳,故能形与神俱,而尽终其天年,度百岁乃去。”(《素问·上古天真论》)初步建立了抗老防衰及老年病防治的理论基础。
《齐民要术》
《齐民要术》是中国北魏的综合性农书,也是世界农学史上最早的专著之一。书名中的“齐民”,意指平民百姓,“要术”指谋生方法。作者为北魏贾思勰。书约写成于6世纪30—40年代。最初在民间传录,至北宋天圣年间才官刊颁发给劝农使者,以指导农业生产。以后官私传抄不绝,版本多至二十余种,并广为其他农书、杂著援引。早在唐末时此书已传入日本,至今日本还存有北宋最早刊印的残本。近代以来,世界上已有多种译本出版,并有不少研究此书的著作。