太空反射镜一扫冬日阴霾

我们小时候常常用镜子玩反射阳光的游戏：把一面镜子放在太阳底下对着别人，别人会感受到刺目的阳光。或许我们那时没有想到，这样一个简单的游戏中蕴含着一定的科学道理，可以解决人们冬季缺少阳光的困难。     

天文望远镜反射镜面的飞秒激光清洁

金属镜面反射镜是反射式天文望远镜中成像系统的核心部件,反射镜定期清洗是天文望远镜维护中的一项重要工作.目前采用的干冰人工清洗方法工序繁杂,成本较高,还需要定期使用清洁剂和清洁布擦拭的方法去除难以清洗的污染物,容易损伤镜面.针对以上缺点,本文利用放大级飞秒脉冲激光器,对天文望远镜中反射表面上黏附的微米级灰尘颗粒进行了清洁研究.首先研究了飞秒激光与反射铝镜的作用规律,通过调节激光能量密度,对清洗后的铝镜表面形貌进行观测,得出实验用铝镜的飞秒激光损伤阈值为60 m J/cm2.通过改变激光能量等扫描参数,对清洁前后的铝镜镜面附着物进行分析,得到最优的清洁参数.结果表明,当激光能量密度为30~55m J/cm2时,飞秒激光对微米级灰尘颗粒有良好的清洁效果.在可见光范围内,清洁后的反射镜镜面反射率获得了明显的提升.最后,通过对灰尘颗粒及铝镜基底的能谱分析,对飞秒激光的清洁机理进行了讨论,在灰尘颗粒的激光清洁中热膨胀因素占据主导作用.飞秒激光清洁在天文望远镜的清洁领域有着良好的应用前景.     

利用光、反射镜等进行量子逻辑操作

量子光学的最近进展预示,有朝一日人们可基于在由反射镜以及少量玻璃器件等简单的光学元件构成的系 统中运动的光子来制造量子计算机。这种光学系统将给信息技术带来一场革命,使最困难的计算问题得以快速 解决,并增强通讯系统的超安全性能。     

旨在造福人类的组织工程学

自人类诞生以来,因创伤、疾病等各种原因导致的组织、器官缺损就如梦魇一样从始至终伴随着人类。早期人们对此往往束手无策,只有等待残疾或死亡。现代医学的发展为组织器官缺损的治疗找到了多种有效的方法,目前临床常用的三种方法是:(1)自体组织移植将病人自身的组织或器官用手术的方法移植到其自体发生病损的部位,以修复病损部位的组织损伤。但这种治疗手段在修复病损组织的同时也对正常部位造成了新的创伤,而且当病损组织范围过大时(如身体大面积烧伤),往往缺乏足够的供区组织进行修复。(2)异体、异种组织移植由于自体组织移植存在上述的…     

淡化海水 造福人类

今年五月以来,我国西南部干旱地区连降大雨．长达半年多的特大旱情终于结束了。如今,旱区人民开始亡羊补牢．村村修建蓄水设施,乡乡修建水利工程,积极寻找新水源,大力推广节水农业。其实,世界上很多地方都缺淡水,世界各国人民都在寻找新水源．很多国家正在向海洋要淡水。全球绝大部分的水分布在海洋中。     

猪器官将造福人类

韩国政府宣布，将在未来10年内，投资605亿韩元培植大量可供人类移植使用的猪器官。     

狗基因组图谱将造福人类

最近,英国《自然》杂志上公布了一只12岁拳师狗的完全基因组图谱。对这一图谱的研究,将有助于人类了解一些特定基因的演化过程,可以用于寻找一些人类疾病的致病基因,促进对人、狗共患遗传疾病的研究,为人类遗传病的治疗提供新的途径。     

青霉素——第一种造福人类的抗生素

弗莱明发现了青霉素青霉素没有被发现以前,感染性疾病一直是人类的头号杀手,医院外科手术感染的死亡率高达50%以上。产妇感染的死亡率更高,鼠疫杆菌、痢疾杆菌感染让人类一天之内就有成千上万人死亡,几百座城市人去楼空。1928年,英国细菌学家弗莱明在实验室做细菌培养试验,希望能多培养出细菌。不料,培养细菌的器皿上发生了霉菌(真菌)污染,培养基上生长出斑斑霉菌。这时,一种怪现象出现了——在霉菌的周围没有细菌生长。进一步研究后,他发现原来霉菌在生长过程中产生了一种物质,这种物质可抑制细菌的生长。这就是后来广为人知的青霉素。从此…     

狗基因组图谱将造福人类

在2005年12月8日出版的《自然》杂志上，美国科学家公布了一条12岁的拳师狗的完整基因组图谱。通过对这一图谱的研究，将有助于了解一些特定基因的演化过程，可以用于寻找一些人类疾病的致病基因，促进对人、狗共患遗传疾病的研究，为人类遗传病的治疗提供了新的途径。     

造福人类 科学美学之真谛（下）

激光技术亦被公认为20世纪最重大的技术成就之一。激光机理、即受激发射原理便是爱凼斯坦在其量子辐射理论里所作出的科学预言。激光是相干光，其亮度、单色性、方向性都比普通光强得多。故而在精密加工、医疗手术等方面得到广泛应用；人们称它为“神光”、“利器”。尤其是。以激光充作“神奇的信息载体”，从而形成光通信的重要技术领域；因光通信具有信息容量大、通信质量高、保密性能好、能量损耗低等优点。以致很快就与电子通信并驾齐驱．甚至可能会成为首选的通信方式。所谓“信息高速公路”的建成，便当归功于激光载体以及光纤网络的功劳。另外．高功率激光器用作惯性约束驱动装置，可望最终实现可控热核聚变。     

探秘大脑 造福人类

<正>最新一期"上海科普大讲坛"邀请到当今世界顶尖的神经科学研究专家,请他们解读正在启动和实施中的中国、美国和欧洲的人脑研究计划,特别值得提到的是,正是在这次会上首次提到了中国的脑科学计划。三位受邀演讲的神经科学家分别是:中科院上海神经科学研究所主任、中科院脑科学卓越创新中心主任,中科院外籍院士蒲慕明;加州大学圣地亚哥分校(UCSD)特聘教授、神经科学学科主任威廉·莫布里和洛桑理工学院欧利弗教授。本刊受邀刊发此次上海科普大讲坛的内容,其中浦慕明先生的文稿已经本人审定;另两位报告人的文稿未经本人审阅。另外文中涉及的标题均为编者所加。——编者     

基因疗法造福人类

根治与遗传有关的疾病是人类基因组计划的主要目标之一。在本文中,美国科普作家埃里克·S·肝格雷斯向您介绍什么是基因疗法以及基因疗法的发展方向。人类基因组计划是一项规模宏大的计划,其目的是要给人类DNA中100,000多个基因绘制图道并对它们进行序列测定。这是一项极其艰巨的任务,自1986以来,已有数百名科学家在世界各地的实验室里为之而奋斗着。最早得以鉴定的人类基因是那些眼疾病──如囊性纤维变性──有关的基因,那是早在对年代的事情了。对整个基因组（即存在于一套完整的染色体中的全部基因）进行序列测定是出于这样的愿…     

造福人类的基因战

尽人皆知,种瓜得瓜,种豆得豆。这是千百年来对遗传物质万变不离其宗的描述。然而,现代生物学的发展已到了生物分子水平,居然能使种瓜不仅得瓜,还能得豆,种豆不仅得豆,还能得瓜。这是由于改造生命的科学——基因工程的诞生,促使世界各国开展了一场谋取人类幸福的战争——基因战。     

“地球工程”能否拯救未来

科学探索一向不乏奇思妙想,然而人类最疯狂的奇思妙想却是在气候危机的阴影之下产生的:用飞船播撒盐雾将云彩染白,在平流层上释放硫酸降低气温,在地球轨道上释放反光镜反射阳光,在沙漠上覆盖聚脂薄膜,在海洋上施放促使藻类生产的肥料……凡此种种,不一而足,但目的却只有一个,那就是冷却地球。现在,人们把这种人为的、大规模改造地球环境的方法称为地球工程。也许人为地改变地球的气候体系能够     

造福人类的有毒植物

滥施化学农药后患无穷 据联合国粮农组织估算:粮食作物因病虫为害每年损失20％～40％,由此造成的经济损失每年达1200亿美元。为了对付病虫为害,全世界每年使用农药达200万吨,其中90％以上是化学农药。     

闪闪发光的巨大装饰品

1989年法国准备用一个巨大的发光项链纪念埃菲尔铁塔建成一百周年.1887年在开始筹建埃菲尔铁塔的时候,当地曾有人发出嘲讽,说它是地面上一个"无用的和奇形怪状的"东西.并把它说成是"巴黎的污点".但是,阿·古·埃菲尔却不这么看,他认为自己的这一创作与埃及的金字塔相比毫不逊色,他觉得这座铁塔具有"独特的优美风格"并说"为什么埃及的金字塔会令人赞叹不己,而巴黎的这座铁塔却会变得丑陋不堪和荒谬可笑呢?"自埃菲尔塔建成至今,埃菲尔精神得到了发扬与光大.然而,这一段历史,可能今天正在重演.     

奇思妙想保护地球

近些年来,科学家为应对全球变暖而提出了一些宏大且着眼于未来的解决办法,如在地球轨道上搭建"遮阳棚"、调拔更多云层来反射阳光、在沙漠上覆盖反射膜、用白色塑料制品做成漂浮岛屿等。这些建议刚开始人们不屑一顾,被认为是旁门左道,然而,现在的情况却急转直下,随着气温持续上升,人们对全球变暖的担忧与日俱增,科学界提出了更多的建议和方法,并且大部分已处于实验阶段。     

美哉物理(十八)造福人类科学美学之真谛(上)

爱因斯坦一再强调：“要使科学思想造福于人类而不致成为祸害”。推进科学、造福人类，说到底，才是爱因斯坦等众多科学大师创建优美的科学理论、揭示深邃的科学真理、阐发其科学美学蕴含的本意，也是使他们的科学理论、连同其科学思想转化成巨大物质力量的同的所在。而作为自然科学根砥的物理学，毕竟是科技发展、文明建设的坚实基础；其富含美学意义的物理理论、物理思想，恰正是人类福祉的无尽源泉。     

闪闪发亮：丰富的光彩

弹跳的光束，镜子不只是用来看见你的反射影像而已。1969年，阿波罗宇宙飞船在月球上放了一面镜子．再回到地球上。科学家用激光照向这面镜子，并记录下其抵选月球再反射回来的时间是26s。因为他们已经知道光的速度，于是他们就可以知道从地球上的一点到月球上的一点的距离是384393km。