激光是20世纪以来，继原子能、电脑、半导体之后，人类的又一重大发明，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。激光的最初中文名叫做“镭shè”、“莱塞”，是它的英文名称laser的音译，是取自英文Light At**lification by Stimulated Emission of Radiation的各单词的头一个字母组成的缩写词。意思是“受激辐shè的光放大”。激光的英文全名已完全表达了制造激光的主要过程。 激光的原理早在1916年已被著名的物理学家爱因斯坦发现，但是直到1958年激光才被首次成功制造。激光是在有理论准备和生产实践迫切需要的背景下应运而生的，它一问世，就获得了异乎寻常的飞快发展，激光的发展不仅使古老的光学科学和光学技术获得了新生，而且在科学技术领域内的应用前景更是不可限量。激光对自然科学领域的渗透和影响，促进了各个学科的发展，并促成许多新学科的形成。可以说，激光技术是现代科学技术中最为活跃的领域之一。 激光是迄今为止人类所见到的，包括自然界中的光源所发shè的光中最亮的光。它的亮度为太阳光的50亿倍。普通的光源是向四面八方发光的，激光则朝一个方向shè出，光束的发散度极小，几乎接**行。把激光从地球shè到距我们38万公里的月球上，也只是一个直径为几公里的光斑。而且由于激光的亮度很高，在地球上可以接收到从月球上反shè回来的激光，用它测量地球和月球之间的距离，误差仅为几厘米。激光的能量并不算很大，但是由于它的作用范围很小，使得它的能量密度很大，短时间里可以聚集起大量的能量。 激光的特xìng和电子学、电脑以及和新的光学材料结合起来为激光在高科技许多方面的应用开辟了广阔的前景。激光技术已成为高技术的主要构成部分之一。 利用激光能量在时间和空间上的高度集中可以对各种材料进行打孔、焊接、切割等。与机械方法相比，激光加工速度快、质量好，大大提高了工作效率，而且与机械加工不同，激光加工可以做到清洁无污染。 激光切割是激光加工的一种重要形式。激光切割的切割线准确、细致，切割后边缘直、质量好。随着电子工业的飞速发展，在一块不大的半导体基片上要做成许多个集成电路，若想准确 无误地将它们分割开来，激光正是最理想的划片工具。在加工工艺中，激光还有许多用处。例如金属材料经激光热处理后，可提高硬度、耐磨能力和抗蚀能力，效果比普通热处理好得多。 在信息工程中，激光广泛应用于激光通信、激光信息储存、激光打印、激光复印、激光印刷、激光电视、激光大屏幕立体显示、证券核实与识别、指纹检验与核实、激光图像处理等方面。激光光盘可以用作电脑的大容量存储系统。由于光盘存储器比较便宜、耐用、信息量大，因而在电脑应用上已经普及。激光通信的信道容量大、传送路数多，它至少可以容纳几十亿个通信线路或者同时播送近一千万套电视节目，这是过去任何一种通信工具都不能达到的。未来光通信将是现代化城市内和城市间通信的主要手段。 在医学领域激光技术也是大有可为。利用激光可以治疗近视眼、白内障等多种眼科疾病。激光治疗时间短、照shè量小，因此病人无痛感也无须麻醉，而且安全可靠，痊愈期短。用激光治疗或与其他传统疗法配合使用，已能治疗或控制许多肿瘤和病症。在皮肤科，激光被用来治疗色素病、湿疹、皮炎等。在五官科，激光可用来切割扁桃体、耳鼻咽喉部血管瘤；用激光烧灼凝固治疗慢xìng鼻炎、鼻出血。激光还被用来辐shè治疗急xìng扁桃体炎和进行消肿，促进组织再生，加速创伤愈合等。在牙科方面激光可以用来对牙齿施行钻孔与切割，缩短治疗时间并减轻病人痛苦。 外科中传统使用的器械是手术刀，近年来激光手术刀发展起来了。它是利用激光能量高度集中的特点，使组织汽化蒸发，从而达到分离切割的目的。用激光刀进行手术，cāo作方便，切口速度快，可烧灼伤口，从而阻止血yè流失，对小血管有凝固封闭作用。所以在血管丰富的部位施行手术时，激光手术刀就显现出它的优越xìng。使用激光手术刀还有杀菌作用，能防止感染和阻止恶xìng细胞转移。 人们对光能的破坏作用早就有了认识。例如用透镜将太阳光聚集起来，就可以在焦点处获得高温，使一些物体燃烧、熔化。由于普通光源的亮度不高，所以要利用光能进行破坏作用只能在很近的距离内，范围也很小。激光器出现后，光武器的设想才有了实现的可能。激光可作为反导弹武器，就是在侦察到敌人发shè导弹后用激光截击，使导弹在途中即被破坏，免除其 威胁。反导弹所用激光以光速传播，比具有高速度的反弹道导弹还要快几万倍，敌方几乎没有时间来探测和跟踪，因而很难逃避。激光的远程应用包括破坏人造地球卫星的光学装置，使其光学稳定系统、侦察装置损坏或失去作用。激光又可用来做近程战术武器，打击目标包括几公里到几十公里内的坦克、飞机和近程导弹等，形式可以是空对空、空对地、地对地、地对空、舰对空等，在其有效shè程内准确xìng高、破坏力大。 激光还有许多方面的应用。在农业上，用激光按一定剂量、一定时间照shè在作物种子的特定部位上，可以实现激光育种。激光育种安全、简便，照shè后，可加速种子的发芽，提高发芽率，促使成熟加快，提高产量。在生物学研究中，用激光刀切割细胞已成为现实。在环境保护中，激光已成为监控大气污染的有效工具。激光技术给人们带来了巨大的效益，它将是各国在新技术革命中竞相发展的一个重要领域。 能源危机 能源是人类赖以生存发展的重要物质基础，是人类社会经济发展的原动力，也是人类现代文明的支柱之一。它的开发和利用状况是衡量一个时代、一个国家经济发展和科学技术水平的重要标志，直接关系到人们生活水平的高低。 随着人类社会的发展，现代社会的主要能源——石油，已经明显减少。据美国石油业协会估计，地球上尚未开采的原油储藏量已不足两万亿桶，可供人类开采时间不超过95年。在2050年到来之前，世界经济的发展将越来越多地依赖煤炭。其后在2250到2500年之间，煤炭也将消耗殆尽，矿物燃料供应枯竭。面对即将到来的能源危机，全世界认识到必须采取开源节流的战略，即一方面节约能源，另一方面开发新能源。 一些工业化国家都在采取节能措施，联合热电(又称“同时发热发电”)就是比较热门的话题之一。因为普通发电厂的能源效率只有35%，而多达65%的能源都作为热白白浪费掉了。联合热电就要将这部分热用来发电或者为工业和家庭供热，因此可使能源利用率提高到85%以上，大大节约了初级能源。 西班牙的聚光太阳能发电系统 “原煤气化发电”是领先于世界的清洁能源技术，世界第一套大型煤炭气化发电设施已于1994年在荷兰投入试运行。这套设施，可使能源效率达到43%—50%，而且基本 不污染环境。据专家们估计，原煤气化技术可作为火力发电厂的发展方向，目前的电厂到2030年几乎将全部改成煤炭气化发电，到那时可使同样数量的煤发的电量增加一倍。欧洲能源委员会已经决定设立专项基金用于这一新技术的推广。 太阳能、地热能、风能、海洋能、核能以及生物质能等存在于自然界中的能源被称作“可再生能源”，由于这些能源对环境危害较少因此又叫做“绿色能源”。开发绿色能源是解决能源危机的重要途径。近年来，面对能源危机，许多国家都在大力研究和开发利用“绿色能源”的新技术新工艺，并且取得了相当可观的成就。目前“绿色能源”在全球能源结构中的比重已达到15%—20%，今后由石油、煤炭和天然气三种传统能源唱主角的局面将得到改善。 太阳能是一种资源丰富又不会污染环境的最佳能源。在哈拉雷举行的世界太阳能首脑会议上，会议主席曾说：“我们的地球现在正受到环境污染、臭氧层破坏、温室效应、沙漠化和毁林的折磨。我们要取得可持续发展，必须解决这些问题。而可再生能源，特别是太阳能的开发和利用是解决能源危机和环境污染的可行xìng办法。”为了鼓励人们使用太阳能，世界各国都积极推出相关举措，如德国近两年开始推行家庭电站计划：居民们购置一座功率较低的家庭太阳能电站设备，将太阳能电池板安装在自家屋顶上就可以了。电站所发的电力除了供一家一户使用外，剩余的部分还可输入到公共电网，由电力公司收购，因此家庭电站很受居民欢迎。 为了迎接未来能源危机的挑战，风能这一古老的能源又在很多国家和地区得到青睐，反映了当今国际电力发展的一个新动向。风力发电的技术状况以及实际运行情况表明，它是一种安全可靠的发电方式，随着大型机组的技术成熟和产品商品化的进程，风力发电成本将会降低，已经具备了和其他发电手段相竞争的能力。 风力发电不消耗资源，不污染环境，具有广阔的发展前景，和其他发电方式相比，它的建设周期短，装机规模灵活，筹集资金便利；运行简单，实际占地少，对土地要求低，在山丘、海边、河堤、荒漠等地形条件下均可建设。此外，在发电方式上还有多样化的特点，既可联网运行，也可和柴油发电机等组成互补系统或独立运行，这对于解决边远无电地区的用电 问题提供了现实可能xìng。这些既是风电的特点，也是优势。 利用垃圾发电，既节约资源又保护了环境，是非常值得提倡的。除了开发“再后能源”之外，近年来有越来越多的研究人员把寻找新能源的目光落在了人们身边的垃圾和淤泥等废料上。日本的1 900个家庭生活垃圾焚烧场中，已有123个实现了垃圾发电；欧洲第一座废旧轮胎发电厂已经在英国的沃尔弗汉普顿建成并投产，这座工厂每年可用去800多万个废旧轮胎，为英国废旧轮胎总数的1/4，电厂可满足2.5万个家庭的用电，并且还能生产锌等副产品；世界上第一座以鸡粪为燃料的发电站——英国的艾伊电站早在1993年10月就投入运转，有关专家认为，尽管鸡粪电站的发电能力比火力电站要小得多，但只要1 400万只鸡的鸡粪做燃料，其所发的电力就可供1.2万人用上一年。 科学家认为，目前世界上最有希望的新能源是核能。核能有两种：裂变核能和聚变核能。可开发的核裂变燃料资源可使用上千年，而核聚变资源可使用几亿年。 美国尼美兹核动力航线 裂变核能至今已有了很大发展。裂变核电站及核电设备制造，在日本、法国、韩国等国已成为其能源工业的重要支柱。聚变能电站以氢的两种同位素氘和氚作为燃料。氘是天然同位素，在海水中含量极为丰富，其潜在储能可供人类使用几亿年，可谓取之不尽、用之不竭。除了燃料丰富的优点外，聚变能还有几个特点：燃料价格低廉，聚变核电站是一次xìng投资，燃料费用约占1%左右。与裂变核电站相比，聚变核电站的燃料几乎是不花什么钱的；不污染环境，运行安全可靠：聚变与裂变相比，其放shèxìng是微乎其微的，它还消化裂变的污染源，几乎没有废料；核聚变还可直接转化成电能。专家认为它是人类最理想的能源。不过，受控核聚变尚有一个关键问题没有解决，那就是产生的能量尚不抵输入能量，聚变反应无法持续下去。只有当输出功率超过输入功率时受控核聚变才有实用价值。这时受控核聚变不但可以靠自己释放的能量得以维持，而且会释放出额外的能量。目前，包括位于英国牛津郡**登的联合欧洲环、美国普林斯顿大学的热核聚变实验反应堆等在内的实验室都在努力突破这一临界值。如果这一目标得以实现，那么人类将获得一种取之不尽的清洁能源。 （本章完）