激光科普 中国科学院院士,天津大学激光与光电子研究所教授姚建铨 各位同学,昨天刚刚结束院士大会。在这次院士大会上,有三位中央领导人:江泽民同志 朱瑢基总理及李岚清同志参加会议,而且又做了报告,这是非常难得的,大家在报纸都看到了。 这充分说明了咱们国家的中央领导对中国科学院及中国工程院院士,也是通过院士对全国的科 技工作者重视及鼓励。在会议上江泽民同志对院士提出了四个非常重要的要求。第一要进行创 新,第二要为祖国的现代化事业做出贡献,第三要传播科学文化和思想,第四希望我们还重视 培养年轻人。所以,我今天的报告恰恰体现了江泽民同志对我们要求的四个要求的后面两个。 我这个报告比较随便,希望大家随时举手,打断我的报告 我们看一看,咱们刚刚进入21世纪,新的世纪到底是什么样的世纪?特别是科学技术的 发展是什么样的。新的世纪使我们遇到了新的机遇同时也是一种新的挑战。我是天津大学的 是搞激光技术的,在信息的获取、传输、存储、显示方面做出一些工作 咱们现在说得稍微远一点,现在21世纪整个国际科学界都在讨论当代科学里有几个大的 问题。当代科学学术界认为有四大问题:第一个是物理学里面的相对论的局限性和量子力学的 不协调性。第二个问题是生物学里面的遗传和进化的统一问题。第三,脑与认知科学,脑的本 质问题,脑子非常重要,现在要是能够做出计算机,能够真正像人脑那样来进行,它又能判断, 又能逻辑分析,又能记忆。到那一天,真正使得计算机具有了大脑的功能,使人类进入了一个 新的阶段。所以,关于对脑的认识,包括认知科学里面的问题也是非常重要的。第四方面,在 自然界里面的宇宙物质生命的起源问题。现在整个世界各个国家的科学家都在探索生命的起 源、宇宙的起源以及物质的起源问题。这个问题比刚才三个问题更大。有的科学家预计在100 年之内能够找到统一宇宙的理论,我本人不太乐观,估计还要经过更长一段时间。也许未来的 发展是很难设想的。在一百年之前,咱们根本不会想到咱们今天这么现代化,也许在未来的一 百年里,做出人类想象不到的工作,也是有可能的。大家希望在一百年之内找到统一宇宙的理 论。但是不管怎么说,新的时代给我们提出了新的问题,同时一定要建立现代理论,创造现代 技术。所以,创新的问题今天贯穿我整个讲课的内容里,咱们一定要创新。希望同学们从现在 开始,都应该在自己的学习里和工作里时时都要体现创新 过去的20世纪里主要突出的科学理论是爱因斯坦的相对论和量子理论,还有DNA双螺旋 结构,现在转基因、基因排序都是这方面问题,这是得了诺贝尔奖的。另外,计算机和互联网 的发明,以这个为代表的科学技术革命,为现代世界的发展奠定了一个崭新的科学的基础。在 20世纪,科学技术的成就已经非常大,它改变了人类对自然界的认识。微观地,咱们已深入到
1 激光科普 中国科学院院士，天津大学激光与光电子研究所教授 姚建铨 各位同学，昨天刚刚结束院士大会。在这次院士大会上，有三位中央领导人：江泽民同志、 朱瑢基总理及李岚清同志参加会议，而且又做了报告，这是非常难得的，大家在报纸都看到了。 这充分说明了咱们国家的中央领导对中国科学院及中国工程院院士，也是通过院士对全国的科 技工作者重视及鼓励。在会议上江泽民同志对院士提出了四个非常重要的要求。第一要进行创 新，第二要为祖国的现代化事业做出贡献，第三要传播科学文化和思想，第四希望我们还重视 培养年轻人。所以，我今天的报告恰恰体现了江泽民同志对我们要求的四个要求的后面两个。 我这个报告比较随便，希望大家随时举手，打断我的报告。 我们看一看，咱们刚刚进入 21 世纪，新的世纪到底是什么样的世纪？特别是科学技术的 发展是什么样的。新的世纪使我们遇到了新的机遇同时也是一种新的挑战。我是天津大学的， 是搞激光技术的，在信息的获取、传输、存储、显示方面做出一些工作。 咱们现在说得稍微远一点，现在 21 世纪整个国际科学界都在讨论当代科学里有几个大的 问题。当代科学学术界认为有四大问题：第一个是物理学里面的相对论的局限性和量子力学的 不协调性。第二个问题是生物学里面的遗传和进化的统一问题。第三，脑与认知科学，脑的本 质问题，脑子非常重要，现在要是能够做出计算机，能够真正像人脑那样来进行，它又能判断， 又能逻辑分析，又能记忆。到那一天，真正使得计算机具有了大脑的功能，使人类进入了一个 新的阶段。所以，关于对脑的认识，包括认知科学里面的问题也是非常重要的。第四方面，在 自然界里面的宇宙物质生命的起源问题。现在整个世界各个国家的科学家都在探索生命的起 源、宇宙的起源以及物质的起源问题。这个问题比刚才三个问题更大。有的科学家预计在 100 年之内能够找到统一宇宙的理论，我本人不太乐观，估计还要经过更长一段时间。也许未来的 发展是很难设想的。在一百年之前，咱们根本不会想到咱们今天这么现代化，也许在未来的一 百年里，做出人类想象不到的工作，也是有可能的。大家希望在一百年之内找到统一宇宙的理 论。但是不管怎么说，新的时代给我们提出了新的问题，同时一定要建立现代理论，创造现代 技术。所以，创新的问题今天贯穿我整个讲课的内容里，咱们一定要创新。希望同学们从现在 开始，都应该在自己的学习里和工作里时时都要体现创新。 过去的 20 世纪里主要突出的科学理论是爱因斯坦的相对论和量子理论，还有 DNA 双螺旋 结构，现在转基因、基因排序都是这方面问题，这是得了诺贝尔奖的。另外，计算机和互联网 的发明，以这个为代表的科学技术革命，为现代世界的发展奠定了一个崭新的科学的基础。在 20 世纪，科学技术的成就已经非常大，它改变了人类对自然界的认识。微观地，咱们已深入到
原子、分子、质子、介子里面去,从宇宙空间来说又探索了宇宙方面的很多特点。科学技术的 成就,大大地促进了经济的发展,丰富了人类生活的多元化,也广泛地改变的人类生活结构及 些价值观念。 我举个例子,就计算机和互联网,这方面大家知道在美国西方国家,你可以在家里面获得 知识,另外也可以在家里面办公司。我在美国有很多朋友,他们的家里,三楼就是公司的办公 室,放着几台计算机。也就是在因特网上完全可以做商业里面的很多工作。比如说电子商务, 远程教育及远程医疗,很多已经改变了人类生活的规律。我举个最浅显的例子,如果你愿意可 以跟法国人、日本人、欧洲人故玩扑克,只要4个人在不同的国家,利用因特网上网,就可以 坐在四个不同国家的桌子上面打扑克,而且事先说明扑克的规则,应该怎么样算赢,怎么样算 输。不是说你非要上了网你就死在那个地方,有一个学生说我要去打网球了,他可以马上申请 要求退出,退出之后这一盘不算了,然后马上三个人就说咱们三缺一,再呼吁另外一个学生上 网,另外一个学生从日本上了网了,继续四个人又玩起来。大家看,地球现在就叫“地球村”, 由于因特网和计算机的发展,使得地球缩小了。除了飞机,现在 Internet网更缩短了人类之间 的距离,使得地球整个空间和时间都在缩短。这样加快了科学技术的发展,所以,20世纪是 个非常不平凡的世纪。 现在度过了这样科学技术上充满了创造和发现的不平凡的20世纪,咱们进入了新的世纪 21世纪。科学界都在展望,这个世纪将会以什么样的技术为先导。恐怕是以物质科学和生 命科学为突破,以生命科学和信息技术为广泛应用为代表的这样一个整个新技术发展的主导力 量和发展的趋势。那么人类对整个宇宙,对人类本身这种规律性将会更深的认识,同时人类有 更大的自由来把握自己生存的命脉,你可以活得更长,活得更舒服,享受得更好。同时,你也 可以更好地来创造自己的工作,有更多机会选择合适的生活方式和社会发展的途径。所以,而 且可以肯定地预料,在未来的21世纪的科学技术将为人类提供充满希望的未来,这样会深入 到人类各个生活方面,来改变我们的生活方式,重塑我们的文化模式,重新来构造新的社会结 构和价值观念,这是不言而喻的 下面进入到第二个方面,这样一个社会,刚才已经讲到21世纪是以生命科学和信息科学 为主导的,咱们来简单看一看信息化的社会里包括一些什么东西。 信息科学技术大概包括几个方面:一个是信息要获取。一个是信息要传输。三是信息要存 储。四是信息要显示。激光领域搞的东西也无非是信息的获取、传输、存储、显示。再进一步 还包括智能化,这种存储以后并不是简单显示出来而已,而是要利用人脑,利用一定的逻辑关 系来进行判断。比如是这个电网,电网里面我们不但是把电力网,比如北京的电力网不但测出 来哪个地方有问题,同时我要做出判断,比如西城区某个地方电网短路了,这个地方会产生什 么后果,应采取什么措施,切断哪一个网络,使得停电比较少,同时又能采取措施来保护。所 以,应该包括信息智能化的处理等
2 原子、分子、质子、介子里面去，从宇宙空间来说又探索了宇宙方面的很多特点。科学技术的 成就，大大地促进了经济的发展，丰富了人类生活的多元化，也广泛地改变的人类生活结构及 一些价值观念。 我举个例子，就计算机和互联网，这方面大家知道在美国西方国家，你可以在家里面获得 知识，另外也可以在家里面办公司。我在美国有很多朋友，他们的家里，三楼就是公司的办公 室，放着几台计算机。也就是在因特网上完全可以做商业里面的很多工作。比如说电子商务， 远程教育及远程医疗，很多已经改变了人类生活的规律。我举个最浅显的例子，如果你愿意可 以跟法国人、日本人、欧洲人故玩扑克，只要 4 个人在不同的国家，利用因特网上网，就可以 坐在四个不同国家的桌子上面打扑克，而且事先说明扑克的规则，应该怎么样算赢，怎么样算 输。不是说你非要上了网你就死在那个地方，有一个学生说我要去打网球了，他可以马上申请 要求退出，退出之后这一盘不算了，然后马上三个人就说咱们三缺一，再呼吁另外一个学生上 网，另外一个学生从日本上了网了，继续四个人又玩起来。大家看，地球现在就叫“地球村”， 由于因特网和计算机的发展，使得地球缩小了。除了飞机，现在 Internet 网更缩短了人类之间 的距离，使得地球整个空间和时间都在缩短。这样加快了科学技术的发展，所以，20 世纪是一 个非常不平凡的世纪。 现在度过了这样科学技术上充满了创造和发现的不平凡的 20 世纪，咱们进入了新的世纪 ——21 世纪。科学界都在展望，这个世纪将会以什么样的技术为先导。恐怕是以物质科学和生 命科学为突破，以生命科学和信息技术为广泛应用为代表的这样一个整个新技术发展的主导力 量和发展的趋势。那么人类对整个宇宙，对人类本身这种规律性将会更深的认识，同时人类有 更大的自由来把握自己生存的命脉，你可以活得更长，活得更舒服，享受得更好。同时，你也 可以更好地来创造自己的工作，有更多机会选择合适的生活方式和社会发展的途径。所以，而 且可以肯定地预料，在未来的 21 世纪的科学技术将为人类提供充满希望的未来，这样会深入 到人类各个生活方面，来改变我们的生活方式，重塑我们的文化模式，重新来构造新的社会结 构和价值观念，这是不言而喻的。 下面进入到第二个方面，这样一个社会，刚才已经讲到 21 世纪是以生命科学和信息科学 为主导的，咱们来简单看一看信息化的社会里包括一些什么东西。 信息科学技术大概包括几个方面：一个是信息要获取。一个是信息要传输。三是信息要存 储。四是信息要显示。激光领域搞的东西也无非是信息的获取、传输、存储、显示。再进一步 还包括智能化，这种存储以后并不是简单显示出来而已，而是要利用人脑，利用一定的逻辑关 系来进行判断。比如是这个电网，电网里面我们不但是把电力网，比如北京的电力网不但测出 来哪个地方有问题，同时我要做出判断，比如西城区某个地方电网短路了，这个地方会产生什 么后果，应采取什么措施，切断哪一个网络，使得停电比较少，同时又能采取措施来保护。所 以，应该包括信息智能化的处理等
现在普遍在社会上都提3T为起点的高科技网络。3T是什么意思呢?同学们都听到,现在 这个社会是一个信息爆炸的社会,现在一天里获得的信息可能在18世纪、17世纪,可能是相 当需要几十年获得的信息。这么多的信息怎么办?除了信息存储、传输发挥作用以外,同时从 技术来说,要求信息的容量是大容量为标志。同时处理速度要快,这个信息储存容量大了,但 是信息处理慢也不行,所以也要快。另外,要求存贮密度要大,计算机现在要求不再是代替人 类进行髙速运算的工具,同时还要具有脑的功能。计算机的发展受到物理学上的一些限制,人 类正在突破这个限制,怎么样把计算机做成大容量,同时现在又进入到光的计算这样一个时代 信息技术比较多是用电的,也有用光的。 如果说20世纪是微电子的时代,21世纪是光电子时代、光子时代。光电子时代可能更确 切一些,光跟电往往是不可分的,它往往是相辅相成,互相补充、互相配合。光电子这里就包 括很多光电子材料的器件和各种技术的发展 20世纪是电子技术发展最快的时代。电子有些局限性,它受到了带宽和互扰,这些物理上 面的限制,所以基本上不能满足刚才讲的3G的要求。而恰恰是光子技术,也就是光电子技术 它不存在传输的瓶颈,带宽比电子技术要大,还具有高的抗干扰性。大家知道现在光纤铺在地 底下,它不可能受电的干扰,应该真正能够满足21世纪信息化社会对科学技术的要求。 光电子技术包括信号的获取、存储、传输、显示和处理。现在全世界出现一种光谷,也就 是把光电子技术形成一个基地,中国也出现了光谷的热潮。而且现在现在国际上很多举足轻重 的光通信公司像美国的朗讯、康宁、日本的NEC公司,包括德国的西门子公司等大量进军中 国,因为中国有广大的市场,中国有很多科学技术的人才,出现了很多光谷,在武汉、广州、 长春很多地方都在搞光谷。光谷主要围绕着中心还是搞光通信和激光技术。光电子技术里包括 光电子器件,光电子技术,而激光技术是光技术里面非常核心的东西。 21世纪已经从信息社会转到了光电子技术和激光。下面给同学们介绍一下人类对激光的认 识,以及激光技术的原理和激光技术的一些主要的内容。举些例子来说明激光技术的应用。 人类对光的认识,大家知道原始社会的时候,钻木取火,从猿变成人的时候,首先每天早 晨起来要见到太阳光,知道天亮了,有了光才能捕猎、生活、种地。所以,人类对光的认识那 是从原始社会就开始了。然后光又变成了火,由于有了火人类能吃熟的食,人类得到了进步。 所以,人类对光的认识是从对太阳、月亮,晚上有月亮,白天有太阳,然后还有星星的亮光开 始的。在一次闪电的过程里,就使得人类摆脱了生肉、生食的时代,这样人类开始用光和火改 造世界了 在中国的神话里有很多火神。到西方神话里,有佛罗米修道火的一些故事,同学们看过一 些小册子,看过一些人类对光的一些认识。这些都说明了充满了人类对光的顶礼膜拜和崇敬的 心理。咱们国家的山顶洞人钻木取火现在已经有18000年的历史。人类用这种照明来说,从油 灯,后来用蜡烛、电灯、炭火、高压汞灯,以及人造的小太阳灯,人类经历了上千万年各种各
3 现在普遍在社会上都提 3T 为起点的高科技网络。3T 是什么意思呢？同学们都听到，现在 这个社会是一个信息爆炸的社会，现在一天里获得的信息可能在 18 世纪、17 世纪，可能是相 当需要几十年获得的信息。这么多的信息怎么办？除了信息存储、传输发挥作用以外，同时从 技术来说，要求信息的容量是大容量为标志。同时处理速度要快，这个信息储存容量大了，但 是信息处理慢也不行，所以也要快。另外，要求存贮密度要大，计算机现在要求不再是代替人 类进行高速运算的工具，同时还要具有脑的功能。计算机的发展受到物理学上的一些限制，人 类正在突破这个限制，怎么样把计算机做成大容量，同时现在又进入到光的计算这样一个时代。 信息技术比较多是用电的，也有用光的。 如果说 20 世纪是微电子的时代，21 世纪是光电子时代、光子时代。光电子时代可能更确 切一些，光跟电往往是不可分的，它往往是相辅相成，互相补充、互相配合。光电子这里就包 括很多光电子材料的器件和各种技术的发展。 20 世纪是电子技术发展最快的时代。电子有些局限性，它受到了带宽和互扰，这些物理上 面的限制，所以基本上不能满足刚才讲的 3G 的要求。而恰恰是光子技术，也就是光电子技术， 它不存在传输的瓶颈，带宽比电子技术要大，还具有高的抗干扰性。大家知道现在光纤铺在地 底下，它不可能受电的干扰，应该真正能够满足 21 世纪信息化社会对科学技术的要求。 光电子技术包括信号的获取、存储、传输、显示和处理。现在全世界出现一种光谷，也就 是把光电子技术形成一个基地，中国也出现了光谷的热潮。而且现在现在国际上很多举足轻重 的光通信公司像美国的朗讯、康宁、日本的 NEC 公司，包括德国的西门子公司等大量进军中 国，因为中国有广大的市场，中国有很多科学技术的人才，出现了很多光谷，在武汉、广州、 长春很多地方都在搞光谷。光谷主要围绕着中心还是搞光通信和激光技术。光电子技术里包括 光电子器件，光电子技术，而激光技术是光技术里面非常核心的东西。 21 世纪已经从信息社会转到了光电子技术和激光。下面给同学们介绍一下人类对激光的认 识，以及激光技术的原理和激光技术的一些主要的内容。举些例子来说明激光技术的应用。 人类对光的认识，大家知道原始社会的时候，钻木取火，从猿变成人的时候，首先每天早 晨起来要见到太阳光，知道天亮了，有了光才能捕猎、生活、种地。所以，人类对光的认识那 是从原始社会就开始了。然后光又变成了火，由于有了火人类能吃熟的食，人类得到了进步。 所以，人类对光的认识是从对太阳、月亮，晚上有月亮，白天有太阳，然后还有星星的亮光开 始的。在一次闪电的过程里，就使得人类摆脱了生肉、生食的时代，这样人类开始用光和火改 造世界了。 在中国的神话里有很多火神。到西方神话里，有佛罗米修道火的一些故事，同学们看过一 些小册子，看过一些人类对光的一些认识。这些都说明了充满了人类对光的顶礼膜拜和崇敬的 心理。咱们国家的山顶洞人钻木取火现在已经有 18000 年的历史。人类用这种照明来说，从油 灯，后来用蜡烛、电灯、炭火、高压汞灯，以及人造的小太阳灯，人类经历了上千万年各种各
样不同的光源 举个例子来说,有的科学家提出来这样的一个例子。西伯里亚是荒芜得很,冰天雪地,有 的科学家就想,能不能放一个人造卫星,在上面有一个大的反射平面,把太阳光照射聚焦到北 极或者是西伯里亚,使得那个地方的冰融化,冰一融化天气就暖和一点,人们就可以生活、种 地。这个东西而据说有很大的困难。另外最大的一个问题是破坏了生态平衡,北极熊到哪儿生 活,而且冰融化了以后,冰的体积比水要大,冰的泛滥会成灾的,中国的内蒙古、东北那个地 方肯定就要淹了。这种想法很好,但是实际上也是很不现实的。这样一个大的反射镜能有多大 的面积?能够反射多少光能?一块小小的冰融化了,大面积的冰不能融化。现在有人提出来用 光源,白天有太阳光,晚上也可以把太阳光经过几个反射镜,从另外地球的那一边反射过来以 后照射到晚上,晚上咱也可以工作,但晚上还是睡觉了。 另外,在古罗马的时候,在一次战役里,大家知道有一个知名的科学家阿基米德,阿基米 德不但是浮力原理的创造者,他其实还是一个非常好的光学的科学家。他巧妙地应用不同尺寸 的平面镜和凹面镜,借助于强烈太阳光的反射,形成了一种武器,在海上使得入侵的敌人兵船 熊熊起火,一片狼藉。这个历史的记载恐怕是人类留下来的,把光用于军事方面最早的一个记 录。我待会儿会讲到,咱们现在激光雷达、激光跟踪、激光武器现在国际上做得非常好,中国 现在已经进入全世界的前三名了,这个例子很多 这种科幻的例子很多,有一本书,我的孩子在初中和高中非常爱看这种书:《海底两万里》、 《神秘岛的故事》,有些是说明现实,有些是想象的。当时激光还没有出现,伊莫船长就像中 国的封神演义一样,射出一束光,像激光武器一样,它当然当时不叫激光武器,一射可以杀死 罪恶的人。所以,这种恐怕就是激光武器最早的雏形。 所以,激光从60年出现以后,激光给科学技术在军事、医学、生物各个方面都有大量的 应用。所以,这种激光也可以说是20世纪高科技的代表。它从60年出现以后,到现在也就40 多年的历史,已经形成了一个很大的科学的门类,而且已经广泛的深入到各个领域。这些应用 方面使得人类的认识世界、改造世界进了一大步,激光脉冲可以短到飞秒,非秒是10的负 15次方秒,它可以来研究原子内部的结构。 同学们听到阿波罗把一个反射镜放到月球上去。从而在地面上利用一束激光射到反射镜上 来反射。光走一个来回的时间,我们就知道了距离。所以,这样可以使得人类对地球到运球之 间的距离可以测得非常准确。所以,激光的应用使得人类在认识世界和改造世界起了很大的作 用。你就可以用这个办法来测量地震,地震是一系列板块的运动。假如一个固定的位置,利用 激光经纬激光的测算仪来测量两点之间的距离,假如发现两点之间的距离拉开,说明这个地方 地壳移动,从而就可以预报地震,研究大气环境的影响等等。所以,激光的应用,一方面使得 人类在认识世界、改造世界进了一大步。同时激光的应用也开辟了新的技术领域,形成了一批 产业。北大的王选院士,是两院院士,他得了我国最高的科技成就奖。现在你们看的书籍,20
4 样不同的光源。 举个例子来说，有的科学家提出来这样的一个例子。西伯里亚是荒芜得很，冰天雪地，有 的科学家就想，能不能放一个人造卫星，在上面有一个大的反射平面，把太阳光照射聚焦到北 极或者是西伯里亚，使得那个地方的冰融化，冰一融化天气就暖和一点，人们就可以生活、种 地。这个东西而据说有很大的困难。另外最大的一个问题是破坏了生态平衡，北极熊到哪儿生 活，而且冰融化了以后，冰的体积比水要大，冰的泛滥会成灾的，中国的内蒙古、东北那个地 方肯定就要淹了。这种想法很好，但是实际上也是很不现实的。这样一个大的反射镜能有多大 的面积？能够反射多少光能？一块小小的冰融化了，大面积的冰不能融化。现在有人提出来用 光源，白天有太阳光，晚上也可以把太阳光经过几个反射镜，从另外地球的那一边反射过来以 后照射到晚上，晚上咱也可以工作，但晚上还是睡觉了。 另外，在古罗马的时候，在一次战役里，大家知道有一个知名的科学家阿基米德，阿基米 德不但是浮力原理的创造者，他其实还是一个非常好的光学的科学家。他巧妙地应用不同尺寸 的平面镜和凹面镜，借助于强烈太阳光的反射，形成了一种武器，在海上使得入侵的敌人兵船 熊熊起火，一片狼藉。这个历史的记载恐怕是人类留下来的，把光用于军事方面最早的一个记 录。我待会儿会讲到，咱们现在激光雷达、激光跟踪、激光武器现在国际上做得非常好，中国 现在已经进入全世界的前三名了，这个例子很多。 这种科幻的例子很多，有一本书，我的孩子在初中和高中非常爱看这种书：《海底两万里》、 《神秘岛的故事》，有些是说明现实，有些是想象的。当时激光还没有出现，伊莫船长就像中 国的封神演义一样，射出一束光，像激光武器一样，它当然当时不叫激光武器，一射可以杀死 罪恶的人。所以，这种恐怕就是激光武器最早的雏形。 所以，激光从 60 年出现以后，激光给科学技术在军事、医学、生物各个方面都有大量的 应用。所以，这种激光也可以说是 20 世纪高科技的代表。它从 60 年出现以后，到现在也就 40 多年的历史，已经形成了一个很大的科学的门类，而且已经广泛的深入到各个领域。这些应用 一方面使得人类的认识世界、改造世界进了一大步，激光脉冲可以短到飞秒，非秒是 10 的负 15 次方秒，它可以来研究原子内部的结构。 同学们听到阿波罗把一个反射镜放到月球上去。从而在地面上利用一束激光射到反射镜上 来反射。光走一个来回的时间，我们就知道了距离。所以，这样可以使得人类对地球到运球之 间的距离可以测得非常准确。所以，激光的应用使得人类在认识世界和改造世界起了很大的作 用。你就可以用这个办法来测量地震，地震是一系列板块的运动。假如一个固定的位置，利用 激光经纬激光的测算仪来测量两点之间的距离，假如发现两点之间的距离拉开，说明这个地方 地壳移动，从而就可以预报地震，研究大气环境的影响等等。所以，激光的应用，一方面使得 人类在认识世界、改造世界进了一大步。同时激光的应用也开辟了新的技术领域，形成了一批 产业。北大的王选院士，是两院院士，他得了我国最高的科技成就奖。现在你们看的书籍， 20
30年前是怎么印出来的?都是油墨、铅印,印刷的工人是非常艰苦。印一张报纸挺费劲,现在 快得不得了。据说用激光印刷,一部《红楼梦》大概一两天就可以印出来,快得不得了,激光 照排实际上就是激光技术的应用。激光使得在很多领域里掀起了一种革命,产生很多新的领域: 激光印刷、激光化学、激光医学等,已经形成了一批新的技术领域,同时也产生了新的产业部 门,创造了巨大的财富。而且激光还有一个特点,跟其它技术的结合,跟计算机技术、电子技 术、信息技术,很多结合起来以后,正在改变着现代科学技术和整个社会的面貌 我在1995年写了一本科普的书,《院士科普丛书》,名字就是“激光一奇异的光”,不是 般的光。这里面讲了激光的原理、激光的概念、庞大的激光家族等。到底激光包括固体、气体 半导体、液体、其它一些方式。激光有很多应用,激光在自然科学里面的应用,在军事方面的 应用,在工业方面的应用,在照相、测量、生物、化学、娱乐方面。大家知道有激光舞台,非 常漂亮。同时,激光在分子流场检测里面的应用,还有激光在医疗方面的应用。激光可以在血 管里面去打血栓,也可以治疗癌症等等。激光在能源上面也有很大的应用,激光可以分离同位 素,可以搞受控核聚变。 原子弹跟氢弹有什么区别?原子弹是裂变,氢弹是聚变。核聚变的材料是从海水里面提炼 出来的,70%的地球表面上覆盖着水。所以,海洋里面氢的同位素氘、氚的提炼是用之不尽 取之不竭的。所以,怎么样把海水里面的氢的同位素氘、氚提炼出来以后,利用聚变的办法, 来受控核聚变,而不是作为氢弹。把能量释放出来,这样就可以进行发电。大家知道地球上的 煤、石油资源都会用完,植物要变成石油要经过很长时间。太阳能、沼气能、风能这些东西也 是受一定的限制。所以,怎么样能够把核能经过聚变的办法来进行受控,利用这个来进行发电。 所以,这个恐怕是人类当前的一个重大科学问题。咱们中国激光受控核聚变的研究已经进入到 全世界的前三名。第一是美国,第二是日本,日本大岛大学,第三是中国。也就是说在激光受 控核聚变的意思是以激光作为驱动能量,把核能聚变的能量释放出来进行发电。所以,据估计 要到2020年,世界上才能得失相当。 其次,激光在信息方面的利用,在环境监测方面的利用,我还要举一个例子。我们现在正 在做激光大气污染监测仪器,现在大家每天都看中央电视台,报道全国几十个城市的空气质量 指数,哪个地方的轻度污染,哪个地方重度污染,这些东西都要经过测量。主要是测量什么东 西?主要测量空气中的二氧化硫和氮氧化物还有一氧化碳这些对人类有害的气体。激光的应用 讲几天几夜都讲不完。 激光在1960年出现是由美国的一个科学家-梅曼发明的。但是梅曼本人并没有得到诺贝尔 奖金。什么人得到诺贝尔奖金呢?是为激光的产生奠定物理基础的几个人,他们是美国的汤斯 和肖洛。还有苏联的巴索夫和普洛哈洛夫。这四人在57年、58年各自在杂志上发表了论文, 为激光产生奠定了物理基础。激光这个学科非常前沿,所以得诺贝尔奖金的物理学家与化学学 家非常多,华人科学家得诺贝尔奖金,包括丁肇中、朱棣文及李远哲,这些人都是跟激光有关
5 30 年前是怎么印出来的？都是油墨、铅印，印刷的工人是非常艰苦。印一张报纸挺费劲，现在 快得不得了。据说用激光印刷，一部《红楼梦》大概一两天就可以印出来，快得不得了，激光 照排实际上就是激光技术的应用。激光使得在很多领域里掀起了一种革命，产生很多新的领域： 激光印刷、激光化学、激光医学等，已经形成了一批新的技术领域，同时也产生了新的产业部 门，创造了巨大的财富。而且激光还有一个特点，跟其它技术的结合，跟计算机技术、电子技 术、信息技术，很多结合起来以后，正在改变着现代科学技术和整个社会的面貌。 我在 1995 年写了一本科普的书，《院士科普丛书》，名字就是“激光—奇异的光”，不是一 般的光。这里面讲了激光的原理、激光的概念、庞大的激光家族等。到底激光包括固体、气体、 半导体、液体、其它一些方式。激光有很多应用，激光在自然科学里面的应用，在军事方面的 应用，在工业方面的应用，在照相、测量、生物、化学、娱乐方面。大家知道有激光舞台，非 常漂亮。同时，激光在分子流场检测里面的应用，还有激光在医疗方面的应用。激光可以在血 管里面去打血栓，也可以治疗癌症等等。激光在能源上面也有很大的应用，激光可以分离同位 素，可以搞受控核聚变。 原子弹跟氢弹有什么区别？原子弹是裂变，氢弹是聚变。核聚变的材料是从海水里面提炼 出来的，70％的地球表面上覆盖着水。所以，海洋里面氢的同位素氘、氚的提炼是用之不尽、 取之不竭的。所以，怎么样把海水里面的氢的同位素氘、氚提炼出来以后，利用聚变的办法， 来受控核聚变，而不是作为氢弹。把能量释放出来，这样就可以进行发电。大家知道地球上的 煤、石油资源都会用完，植物要变成石油要经过很长时间。太阳能、沼气能、风能这些东西也 是受一定的限制。所以，怎么样能够把核能经过聚变的办法来进行受控，利用这个来进行发电。 所以，这个恐怕是人类当前的一个重大科学问题。咱们中国激光受控核聚变的研究已经进入到 全世界的前三名。第一是美国，第二是日本，日本大岛大学，第三是中国。也就是说在激光受 控核聚变的意思是以激光作为驱动能量，把核能聚变的能量释放出来进行发电。所以，据估计 要到 2020 年，世界上才能得失相当。 其次，激光在信息方面的利用，在环境监测方面的利用，我还要举一个例子。我们现在正 在做激光大气污染监测仪器，现在大家每天都看中央电视台，报道全国几十个城市的空气质量 指数，哪个地方的轻度污染，哪个地方重度污染，这些东西都要经过测量。主要是测量什么东 西？主要测量空气中的二氧化硫和氮氧化物还有一氧化碳这些对人类有害的气体。激光的应用 讲几天几夜都讲不完。 激光在 1960 年出现是由美国的一个科学家-梅曼发明的。但是梅曼本人并没有得到诺贝尔 奖金。什么人得到诺贝尔奖金呢？是为激光的产生奠定物理基础的几个人，他们是美国的汤斯 和肖洛。还有苏联的巴索夫和普洛哈洛夫。这四人在 57 年、58 年各自在杂志上发表了论文， 为激光产生奠定了物理基础。激光这个学科非常前沿，所以得诺贝尔奖金的物理学家与化学学 家非常多，华人科学家得诺贝尔奖金，包括丁肇中、朱棣文及李远哲，这些人都是跟激光有关
系 产生激光的四个要素,一个是要有激光介质。同时激光的能量不能无故产生,能量是守恒 的,所以它必须要有一定的泵浦源,也就是要外界输入的能量。还要有一个反射激光的谐振腔, 这三个是必要的条件。同时,在这个条件下,还要使泵浦以后产生的振荡的增益大于损耗,即 符合振荡条件。这四个条件同时存在以后才能产生激光。所以,前面几个是必要条件,后面 个是充分条件。 下面我就举几个激光应用的例子。第一,激光全息照相。一般照相底片存储的信号只是振 幅信号,没有相位信号,所以看着立体感不强。而激光全息照相就能够把振幅及相位存储在同 个底片上。一般在风景区有人兜售激光全息照相的小佛像,立体感特别强。另外,咱们买的 衬衫、喝的饮料,还有茅台酒什么,有激光全息防伪商标,一张纸贴在一个封口上面,这个照 片有点立体感,这就是防伪。茅台酒厂里出厂的每一个酒瓶上面扣上这个东西,你不能伪造了。 此外还可以搞三维立体存储。大家知道照片是放的时间长了以后要发黄、发坏,不清楚了。可 是假如说全息照片,全息照片保存的时间可以用玻璃板,玻璃板保存的时间非常长,也就是说 可以长时间的能够得到保存,而且高密度保存 第二个,光纤通信技术。现在大家每天都打电话,如果你要给上海打电话。从北京出来后 走京沪线,直至上海,中间传输的都是光纤。这种光纤通信的网络实际上叫光纤通信,也可以 说是激光光纤通信,因为用的光源是激光器。这种通信的特点是信息容量大、传输速度快,现 在基本上要逐步来取代所有的铜线通信。此外移动通信也非常重要。所以,在未来社会里,恐 怕是两个通信最最重要,一个是光纤通信,一个是移动通信,移动通信就是手机。光纤通信可 能占到55%,移动通信也就占到35%到44%。当然还有其它卫星通信、微波通信,也有一小 部分。现在光纤通信里一个最热的问题是光纤到户,将所有的信息通至家庭。所以,假如富裕 点的家庭里,至少得有两台电视机,再来个传真机,再来几台计算机,再来个音响设备。所 以,家庭里面的设备也蛮多的。假如你要点播电影,另外你要上网,需要的容量就很大,因为 传输图象比声音和语音是要多得多。其实光纤到户现在国际上还有争论,到了家庭,设备都是 电的,电视机、电话机都是电的,最后那一段基本上还要用电。所以有的人就说光纤不见得要 通到家庭里去,可以通到小区,到大的办公楼里面,光纤就到行政大楼。从大楼再分到各个办 公室,还是用电,这样可能更经济一些。这个系统还在研究。光纤通信是光电磁技术里面发展 最快、最最活跃、影响力最大,跟国民经济日常生活紧密联系的这么一个领域,这个领域非常 重大,而且产业非常大。 下面我再讲一下激光在军事领域的应用。我也举几个例子来说,在海湾战争的时候,美国 动用了最现代化的电子战,电子战也就是说有预警飞机,很多电子设备干扰等等这方面。其中 有很多是激光的,大家听说过没有,激光可以做激光测距仪、坦克测距仪、地对空,空对地, 激光都可以测距,知道是什么距离,什么方位,导弹就可以过来了。还有激光雷达,看你这个
6 系。 产生激光的四个要素，一个是要有激光介质。同时激光的能量不能无故产生，能量是守恒 的，所以它必须要有一定的泵浦源，也就是要外界输入的能量。还要有一个反射激光的谐振腔， 这三个是必要的条件。同时，在这个条件下，还要使泵浦以后产生的振荡的增益大于损耗，即 符合振荡条件。这四个条件同时存在以后才能产生激光。所以，前面几个是必要条件，后面一 个是充分条件。 下面我就举几个激光应用的例子。第一，激光全息照相。一般照相底片存储的信号只是振 幅信号，没有相位信号，所以看着立体感不强。而激光全息照相就能够把振幅及相位存储在同 一个底片上。一般在风景区有人兜售激光全息照相的小佛像，立体感特别强。另外，咱们买的 衬衫、喝的饮料，还有茅台酒什么，有激光全息防伪商标，一张纸贴在一个封口上面，这个照 片有点立体感，这就是防伪。茅台酒厂里出厂的每一个酒瓶上面扣上这个东西，你不能伪造了。 此外还可以搞三维立体存储。大家知道照片是放的时间长了以后要发黄、发坏，不清楚了。可 是假如说全息照片，全息照片保存的时间可以用玻璃板，玻璃板保存的时间非常长，也就是说 可以长时间的能够得到保存，而且高密度保存。 第二个，光纤通信技术。现在大家每天都打电话，如果你要给上海打电话。从北京出来后 走京沪线，直至上海，中间传输的都是光纤。这种光纤通信的网络实际上叫光纤通信，也可以 说是激光光纤通信，因为用的光源是激光器。这种通信的特点是信息容量大、传输速度快，现 在基本上要逐步来取代所有的铜线通信。此外移动通信也非常重要。所以，在未来社会里，恐 怕是两个通信最最重要，一个是光纤通信，一个是移动通信，移动通信就是手机。光纤通信可 能占到 55％，移动通信也就占到 35％到 44％。当然还有其它卫星通信、微波通信，也有一小 部分。现在光纤通信里一个最热的问题是光纤到户，将所有的信息通至家庭。所以，假如富裕 一点的家庭里，至少得有两台电视机，再来个传真机，再来几台计算机，再来个音响设备。所 以，家庭里面的设备也蛮多的。假如你要点播电影，另外你要上网，需要的容量就很大，因为 传输图象比声音和语音是要多得多。其实光纤到户现在国际上还有争论，到了家庭，设备都是 电的，电视机、电话机都是电的，最后那一段基本上还要用电。所以有的人就说光纤不见得要 通到家庭里去，可以通到小区，到大的办公楼里面，光纤就到行政大楼。从大楼再分到各个办 公室，还是用电，这样可能更经济一些。这个系统还在研究。光纤通信是光电磁技术里面发展 最快、最最活跃、影响力最大，跟国民经济日常生活紧密联系的这么一个领域，这个领域非常 重大，而且产业非常大。 下面我再讲一下激光在军事领域的应用。我也举几个例子来说，在海湾战争的时候，美国 动用了最现代化的电子战，电子战也就是说有预警飞机，很多电子设备干扰等等这方面。其中 有很多是激光的，大家听说过没有，激光可以做激光测距仪、坦克测距仪、地对空，空对地， 激光都可以测距，知道是什么距离，什么方位，导弹就可以过来了。还有激光雷达，看你这个
飞机和导弹从哪个地方来,速度多快,我就跟踪你。还可以激光制导炸弹。下面介绍一下激光 制导炸弹。 在越南战争的时候,美国是一方,中国跟苏联那个时候支持北越一方。所以,中国跟俄罗 斯要去运送资源给北越越南民主共和国的那些人武器弹药的时候,要通过一条胡志明小道。就 在从越南到中国的边境,经过越南,经过越南的北部跑到南部去输送导弹。所以,森林里边当 然密密麻麻,那个地方也是控制在游击队手里。美国就要炸胡志明小道,越南就不让你炸,搞 隐蔽。据说不用激光制导的炸弹,轰炸机把飞机上的炸弹扔下来的时候,飘飘悠悠,飞机不能 飞得太低,飞得太低底下的高射炮要把它打下来,飞得太高,炸弹下来以后,风速飘飘然然就 不知道扔哪儿去了,所以命中率只有15%到20%,非常低。但是假如用了激光制导炸弹,这 个命中率就80%、90%。什么叫激光制导炸弹呢?同学们一听就很清楚。比如这个地方有一个 桥梁,这是在越南胡志明小道有一个桥梁,要炸这个桥梁。美国B52型轰炸机在一万米的髙空, 把这个炸弹往下一扔就行了。这个炸弹不是一般的炸弹,比一般的炸弹贵一百倍。在激光炸弹 的前面有一个光电探测器,后面还要加上尾度,就相当于飞机炸弹的方向是能够改变的。假如 另外派一个低空的侦察机或者派一些空降特务,空降在你那个桥梁的附近,在树林里面隐藏下 来,拿一个手持激光器对准这个桥梁打激光。激光碰到这个桥梁以后就产生漫反射,反射出来 的光四面八方都有。其中有一小部分光被炸弹前面的探测器所接收到了,接收到了激光来的炸 弹,它就会控制激光尾度,往激光来的方向走,那么走着走着,一会儿又跑掉了,过一会儿激 光又来了,就像吸铁石一样,激光是一个引导的东西,引导你炸弹往激光来的目标打上去。据 说激光制导炸弹命中率可以达到88%。 激光在军事应用非常重要的,中国在激光军事应用领域是非常领先,在激光武器方面,中 国在这方面的水平已经非常高,可以说已经进入到全世界的第二位,近次于美国。中国己经达 到什么水平?中国能够激光产生数万瓦的激光,能够把低空飞机及导弹打下来。 下面举两个激光在民用领域应用的例子:激光在材料方面和激光显示方面的应用。激光在 材料加工方面的应用。咱们国家激光加工就是利用激光作为能量的工具,把金属材料进行切割、 打孔、焊接、划片、打标。无非就是对各种机械加工的零件或者塑料零件进行加工和处理。最 简单的例子是,大家知道汽车有一个气缸,气缸磨损了以后,缸套就要拿出来重新弄,这样就 非常麻烦。所以,利用激光可以进行表面硬化处理,就可以提高它的耐磨性。这种例子多得不 得了。大家知道,钢板是要用一个轧辊轧出来,这个轧辊表面的强度硬化也可以用激光来进行 硬化,也可以涂附一些耐磨的材料。利用激光高能量密度集中的特点,激光还可以进行切割, 激光可以切割各种不同形状。切割成各式各样的形状,现在都用计算机来控制。激光标记这个 东西用得非常多。现在你们喝的饮料、啤酒、药品,很多上面都要打上出厂日期。出厂日期怎 么打上去的?很多都是用喷墨,但是打上去以后,一个是喷墨手一抹粉就没了,另外是污染的, 所以不允许,所以一定要用激光来进行打标
7 飞机和导弹从哪个地方来，速度多快，我就跟踪你。还可以激光制导炸弹。下面介绍一下激光 制导炸弹。 在越南战争的时候，美国是一方，中国跟苏联那个时候支持北越一方。所以，中国跟俄罗 斯要去运送资源给北越越南民主共和国的那些人武器弹药的时候，要通过一条胡志明小道。就 在从越南到中国的边境，经过越南，经过越南的北部跑到南部去输送导弹。所以，森林里边当 然密密麻麻，那个地方也是控制在游击队手里。美国就要炸胡志明小道，越南就不让你炸，搞 隐蔽。据说不用激光制导的炸弹，轰炸机把飞机上的炸弹扔下来的时候，飘飘悠悠，飞机不能 飞得太低，飞得太低底下的高射炮要把它打下来，飞得太高，炸弹下来以后，风速飘飘然然就 不知道扔哪儿去了，所以命中率只有 15％到 20％，非常低。但是假如用了激光制导炸弹，这 个命中率就 80％、90％。什么叫激光制导炸弹呢？同学们一听就很清楚。比如这个地方有一个 桥梁，这是在越南胡志明小道有一个桥梁，要炸这个桥梁。美国 B52 型轰炸机在一万米的高空， 把这个炸弹往下一扔就行了。这个炸弹不是一般的炸弹，比一般的炸弹贵一百倍。在激光炸弹 的前面有一个光电探测器，后面还要加上尾度，就相当于飞机炸弹的方向是能够改变的。假如 另外派一个低空的侦察机或者派一些空降特务，空降在你那个桥梁的附近，在树林里面隐藏下 来，拿一个手持激光器对准这个桥梁打激光。激光碰到这个桥梁以后就产生漫反射，反射出来 的光四面八方都有。其中有一小部分光被炸弹前面的探测器所接收到了，接收到了激光来的炸 弹，它就会控制激光尾度，往激光来的方向走，那么走着走着，一会儿又跑掉了，过一会儿激 光又来了，就像吸铁石一样，激光是一个引导的东西，引导你炸弹往激光来的目标打上去。据 说激光制导炸弹命中率可以达到 88％。 激光在军事应用非常重要的，中国在激光军事应用领域是非常领先，在激光武器方面，中 国在这方面的水平已经非常高，可以说已经进入到全世界的第二位，近次于美国。中国已经达 到什么水平？中国能够激光产生数万瓦的激光，能够把低空飞机及导弹打下来。 下面举两个激光在民用领域应用的例子：激光在材料方面和激光显示方面的应用。激光在 材料加工方面的应用。咱们国家激光加工就是利用激光作为能量的工具，把金属材料进行切割、 打孔、焊接、划片、打标。无非就是对各种机械加工的零件或者塑料零件进行加工和处理。最 简单的例子是，大家知道汽车有一个气缸，气缸磨损了以后，缸套就要拿出来重新弄，这样就 非常麻烦。所以，利用激光可以进行表面硬化处理，就可以提高它的耐磨性。这种例子多得不 得了。大家知道，钢板是要用一个轧辊轧出来，这个轧辊表面的强度硬化也可以用激光来进行 硬化，也可以涂附一些耐磨的材料。利用激光高能量密度集中的特点，激光还可以进行切割， 激光可以切割各种不同形状。切割成各式各样的形状，现在都用计算机来控制。激光标记这个 东西用得非常多。现在你们喝的饮料、啤酒、药品，很多上面都要打上出厂日期。出厂日期怎 么打上去的？很多都是用喷墨，但是打上去以后，一个是喷墨手一抹粉就没了，另外是污染的， 所以不允许，所以一定要用激光来进行打标
下面还有一个例子,大家每天看电视,电视的显示屏就叫CRT。另外一种光的显示可以用 LCD。大家看到街上发光的二极管。另外,手表上一个液晶显示,笔记本显示屏也是LED,是 光显示。还有一种可以利用激光的红绿蓝技术进行激光显示。激光显示最主要的特点是可以做 成大屏幕,同时可以色域非常丰富,也就是说可以做得非常漂亮。这是激光显示的原理,无非 是搞红绿蓝三个激光器,进行强度调试以后、进行控制以后再进行扫描,在屏上就可以成像 激光显示的特点,最最重要的是无论现在是等离子体显示、或者是液晶显示都要有一个固定的 设备。而激光显示可以无屏显示,激光射到哪里,哪里就可以成像,比如可以把激光射到水幕 上,雾幕上,卡拉OK厅上面喷了很多雾,激光在上面扫描就可成像。还可以做成激光电影 红绿兰激光显示可以随便用计算机来编排,只要学过计算机都可以做出来,无非是XY成像。 各式各样的图案都可以,你计算机编出什么东西,它就呈现什么样的影像。我1982年从美国 回来以后,在1987年完成这个项目。输出绿光的功率达到342瓦,这个功率非常大,眼睛都 不能看。这个得了国家发明二等奖,包括理论上的研究,器件上的技术各个方面。这是我们 搞了一个激光,刚才我说到大气污染检测的仪器。另外我们搞了很多可调的激光器,激光二所 搞的激光泵浦固体激光器,各种各样的激光器。这个激光器非常小。这是我们进口1600多瓦 激光二极管,这是目前中国最高的。我们利用这个激光器做成了一个非常高功率的,输出近红 外激光的功率为500瓦,绿光输出功率为100瓦。我们把一种可调的激光器作为致盲的光源, 这个机器是用微机控制,同时输出可调性光源。获得军队科技进步一等奖。最近我们正还在搞 PPLN可调节性OPO的光源 最后,给大家讲一讲,作为一个科普,作为一个老的科技工作者,给同学们介绍一下我自 己个人简单的经历。我从小学开始一直到后来,作为我自己的座右铭就是“谦虚、勤奋、求实、 创新”。马克思曾经说过“天才出于勤奋”。所以我想我并不天才,但是我勤奋。另外,我非常 求实。任何事都要脚踏实地。学生写的论文,特别是要送到国外去发表的论文,我一个字一个 字地改,连格式不好我都重新打过。另外一方面,对我自己本人来说可能有点特色的就是创新。 所以,学生听老师讲课也好,看资料也好都要动脑子。有人讲这个问题,能够提出问题就说明 你懂了一半。你根据老师讲或者是你看资料以后,你要自己能提出问题,说明你真正深入下去, 能够提出自己的问题。这一点,创新的东西,我刚才讲到倍频激光器,我们很多同事,后来有 些人,甚至知道我当了院士以后,有人还说这个风凉话,不就是搞点倍频激光器吗,他就看不 起倍频。1960年出现激光以后,1964年就认为是很成熟的东西,我恰恰是在人们认为没有什 么搞头,认为是成熟的地方,我搞得非常深入,在国外发表的论文,一篇文章被人家引用一百 几十次。一篇论文的水平看你被人家引用了没有。另外也提出来很多创新的思维,有很多激光 器,世界上没有人搞的东西,我刚才讲过有很多可调节的激光器,别人没搞过,我就能想的比 较多,能够想到这一点。所以,希望大家能够做到这一点。 最后,科学与创新。我引了一些科学家对科学的一些评价,以及科学家应该怎么样追求真
8 下面还有一个例子，大家每天看电视，电视的显示屏就叫 CRT。另外一种光的显示可以用 LCD。大家看到街上发光的二极管。另外，手表上一个液晶显示，笔记本显示屏也是 LED，是 光显示。还有一种可以利用激光的红绿蓝技术进行激光显示。激光显示最主要的特点是可以做 成大屏幕，同时可以色域非常丰富，也就是说可以做得非常漂亮。这是激光显示的原理，无非 是搞红绿蓝三个激光器，进行强度调试以后、进行控制以后再进行扫描，在屏上就可以成像。 激光显示的特点，最最重要的是无论现在是等离子体显示、或者是液晶显示都要有一个固定的 设备。而激光显示可以无屏显示，激光射到哪里，哪里就可以成像，比如可以把激光射到水幕 上，雾幕上，卡拉 OK 厅上面喷了很多雾，激光在上面扫描就可成像。还可以做成激光电影。 红绿兰激光显示可以随便用计算机来编排，只要学过计算机都可以做出来，无非是 XY 成像。 各式各样的图案都可以，你计算机编出什么东西，它就呈现什么样的影像。我 1982 年从美国 回来以后，在 1987 年完成这个项目。输出绿光的功率达到 34.2 瓦，这个功率非常大，眼睛都 不能看。这个得了国家发明二等奖，包括理论上的研究，器件上的技术各个方面。 这是我们 搞了一个激光，刚才我说到大气污染检测的仪器。另外我们搞了很多可调的激光器，激光二所 搞的激光泵浦固体激光器，各种各样的激光器。这个激光器非常小。这是我们进口 1600 多瓦 激光二极管，这是目前中国最高的。我们利用这个激光器做成了一个非常高功率的，输出近红 外激光的功率为 500 瓦，绿光输出功率为 100 瓦。我们把一种可调的激光器作为致盲的光源， 这个机器是用微机控制，同时输出可调性光源。获得军队科技进步一等奖。最近我们正还在搞 PPLN 可调节性 OPO 的光源。 最后，给大家讲一讲，作为一个科普，作为一个老的科技工作者，给同学们介绍一下我自 己个人简单的经历。我从小学开始一直到后来，作为我自己的座右铭就是“谦虚、勤奋、求实、 创新”。马克思曾经说过“天才出于勤奋”。所以我想我并不天才，但是我勤奋。另外，我非常 求实。任何事都要脚踏实地。学生写的论文，特别是要送到国外去发表的论文，我一个字一个 字地改，连格式不好我都重新打过。另外一方面，对我自己本人来说可能有点特色的就是创新。 所以，学生听老师讲课也好，看资料也好都要动脑子。有人讲这个问题，能够提出问题就说明 你懂了一半。你根据老师讲或者是你看资料以后，你要自己能提出问题，说明你真正深入下去， 能够提出自己的问题。这一点，创新的东西，我刚才讲到倍频激光器，我们很多同事，后来有 些人，甚至知道我当了院士以后，有人还说这个风凉话，不就是搞点倍频激光器吗，他就看不 起倍频。1960 年出现激光以后，1964 年就认为是很成熟的东西，我恰恰是在人们认为没有什 么搞头，认为是成熟的地方，我搞得非常深入，在国外发表的论文，一篇文章被人家引用一百 几十次。一篇论文的水平看你被人家引用了没有。另外也提出来很多创新的思维，有很多激光 器，世界上没有人搞的东西，我刚才讲过有很多可调节的激光器，别人没搞过，我就能想的比 较多，能够想到这一点。所以，希望大家能够做到这一点。 最后，科学与创新。我引了一些科学家对科学的一些评价，以及科学家应该怎么样追求真
理,科学本身是美好的,它无非就是强调,科学本来就是为了,科学家的目标就是要追求真理, 追求真理本身是理论的创新导致了技术的革命。所以,科学本身是美好的。 杨振宁教授曾经说过,他是对美学非常感兴趣的。他的意思是说,物理学的大师就是把自 然的美能够建立起来。也就像建筑师造出来很多大的建筑物一样,科学家是一群以探索自然为 己任的伟大艺术家,就把科学家和艺术家联系起来了,所以他们的伟大之处,无疑就是把美奉 献给世界。 江泽民同志也讲,创新是民族的灵魂,而且他这一次在会上特别强调培养青年科技工作者 是我们老一代科技工作者的责任。这里边也举了例子,爱因斯坦发明相对论的时候是26岁。 波尔提出原子量子化的时候是24岁。海德堡是24岁创立了新的量子理论,两年以后又提出了 测不准的关系。波明是27岁的时候对化学界和分子轨道理论做出了重大贡献 也就是说,这些著名的科学家都在年轻的时候在科学上做出了很大贡献。而我们这一代的 科技工作者,“文革”浪费了十年时间,后来我就拼命工作,也就想弥补损失。当然年龄是不 饶人的,我们现在己经进入到彷徨的时期,不能说太晚了。当然剩下的一段时间还想对祖国做 出一点贡献,但是希望在座的青年学生能够针对自己学习的机会,现在咱们国家的形势非常好, 应该珍惜这样的时机,为咱们国家的科学技术做出更大的贡献。 江泽民在2000年6月1号,也在接见我们两院院士时说到,要加快知识创新,加快科技 产业化,关键在人才。必须有一大批青年的人才脱颖而出。所以,我相信青出于蓝而胜于蓝 在座的都是北京的中学生,有很多都是著名的中学,我想以后能够出一大批咱们国家所需要的 科技的人才。这样的历史重任必然落在你们身上。 最后,还是把谦虚、谨慎、求实、创新,作为我今天报告的结束,也拿这八个字奉献给我 们在座的青年学生。谢谢大家
9 理，科学本身是美好的，它无非就是强调，科学本来就是为了，科学家的目标就是要追求真理， 追求真理本身是理论的创新导致了技术的革命。所以，科学本身是美好的。 杨振宁教授曾经说过，他是对美学非常感兴趣的。他的意思是说，物理学的大师就是把自 然的美能够建立起来。也就像建筑师造出来很多大的建筑物一样，科学家是一群以探索自然为 己任的伟大艺术家，就把科学家和艺术家联系起来了，所以他们的伟大之处，无疑就是把美奉 献给世界。 江泽民同志也讲，创新是民族的灵魂，而且他这一次在会上特别强调培养青年科技工作者 是我们老一代科技工作者的责任。这里边也举了例子，爱因斯坦发明相对论的时候是 26 岁。 波尔提出原子量子化的时候是 24 岁。海德堡是 24 岁创立了新的量子理论，两年以后又提出了 测不准的关系。波明是 27 岁的时候对化学界和分子轨道理论做出了重大贡献。 也就是说，这些著名的科学家都在年轻的时候在科学上做出了很大贡献。而我们这一代的 科技工作者，“文革”浪费了十年时间，后来我就拼命工作，也就想弥补损失。当然年龄是不 饶人的，我们现在已经进入到彷徨的时期，不能说太晚了。当然剩下的一段时间还想对祖国做 出一点贡献，但是希望在座的青年学生能够针对自己学习的机会，现在咱们国家的形势非常好， 应该珍惜这样的时机，为咱们国家的科学技术做出更大的贡献。 江泽民在 2000 年 6 月 1 号，也在接见我们两院院士时说到，要加快知识创新，加快科技 产业化，关键在人才。必须有一大批青年的人才脱颖而出。所以，我相信青出于蓝而胜于蓝。 在座的都是北京的中学生，有很多都是著名的中学，我想以后能够出一大批咱们国家所需要的 科技的人才。这样的历史重任必然落在你们身上。 最后，还是把谦虚、谨慎、求实、创新，作为我今天报告的结束，也拿这八个字奉献给我 们在座的青年学生。 谢谢大家