Physics Today《今日物理》Vol. 45 No. 12,1992年

1、数字彩色的物理学

近几十年来数字计算机及外部设备在速度和容量上产生的巨大效益,对扫描、显示和打印彩色图像的物理和化学知识的深入以及有关制造工艺上取得的重大进展,这些因素使数字彩色图像技术的应用变得越来越普遍。本期《今日物理》就是关于数字彩色的物理学的专辑。

2、颜色的知觉

为了理解颜色的物理学,必须首先了解颜色知觉的基础。虽然引起颜色知觉的物理刺激可以由物理学方法进行测量,但是人们能接收到的实际的颜色是人类视觉系统中一系列复杂过程的结果。本文除了讨论影响颜色知觉的各种因素外,还描述出人们把颜色刺激的物理学测量转换为心理物理学颜色标志的方法。

3、数字彩色图像的进展:从图像到显示

由于在电子图像系统中的装置可以用不同的方式表示各种颜色,因而怎样使它们能以一种既能保持色彩逼真又能保持高度清晰的方式产生色彩仍然是一个富于挑战性的研究课题。

4、从光子到二进制数比特

质地优良的35毫米彩色底片可记录相当于8亿个二进制数比特的信息。如果人们能够以数字形式。“捕捉”所有的视觉信息,我们就可能即时地保持或传递这些信息而且可以根据需要处理和调制这些信息。数字电子技术,计算机技术和模拟-数字电路原理的进展正是为人们提供了把模拟图像转换为数字比特集合的可能。

5、电子显示器上的彩色图像

20世纪最重要的技术成就之一就是电子彩色视频显示器。虽然它们比其它的成像技术在价格上昂贵得多,但是它们在产生图像、分配、储存、保持、编辑和显示图像的速度和简单性上胜过其他成像技术。本文讨论了电子显示器成像的基本原理,考虑了在设计这些显示器时人类颜色知觉的因素对显示器质量的需求以及面临的困难问题。

6、数字彩色印刷

数字彩印为人们提供了“你看到什么就能重现什么”的重现印刷的可能。现代彩印技术虽然起源于100多年前,柯达发明彩色底片也不过50多年的历史,但只是当彩色图像被数字化时,才有可能用计算机对图像进行处理加工。

Physics Today《今日物理》Vo146 No. 1,1993年

1、人造原子

人造原子——又称单电子晶体管,量子斑点,零维电子气和库仑“岛屿”——除了与天然的原子一样,具有量子化的电荷和能量以外,更有着自己独特的性质,特别是人造原子的可控制性,使得有可能形成人造分子甚至人造固体。伴随着人造原子时代的到来,人造原子的新的物理学及其应用已经出现。

2、超低温下的固体物理

60年代后期出现的3 He-4 He稀释致冷机使凝聚态物理扩展到毫升(~10-3K)的低温范围。如今利用绝热核致冷方法又使凝聚态物质处于微开(~10-6K)或更低的温度下,甚至已经有了达到低于纳开(~19-9K)的核自旋温度的报道。研究超低温下的固体物理还只是刚刚开始。

3、核时代诞生的历史回顾

早在1933年,卢瑟福认为任何想通过核反应得到有用的能量的指望都是空谈的幻想。然而西拉德在1934年获得了与核链式反应有关的专利。9年以后,在芝加哥的一个大看台下面费米论证了第一个自持铀反应堆。本文作者是当年费米小组的成员之一,他在回顾这段历史时披露了许多鲜为人知的史料。

4、关于波粒二象性的两次演讲

一位美国物理学教授在梦中发现两位美国的总统竞选人居然有着对量子力学基本问题的某种需求,但他们为了争取民众,只能在教堂宴会和撞车事件上大作文章。作者成功地把竞选人的意图转换成困惑了物理学家许多年的波粒二象性问题,从而形成了两篇有独到见解的演讲。

5、在大学里开设科学阅读和写作课程

美国在一些著名的大学里为非自然科学专业的学生开设了特别的科学阅读和写作课程以满足他们的基本科学需求。在赖斯大学每年有250名(占学生人数的10%)非科学的学生选读两学期科学入门的课程。开设这些课程达到什么目的?哪些教师适合教这些课程?作者本人以他曾担任过为期4年的这些课程的教学经历阐述了自己的见解。

· Discover Vol. 13,NO. 9,1992年

1. 又快又便宜的“生物化验器”

当你求医想弄清楚患什么病痛的时候,常常为等待化验结果而不耐烦。现在,一种新的“生物传感器”,采用人体细胞工作的类似方式,检测激素或病毒,使得医学检查的结果能在数分钟内完成。

2. 星球飞行中的引力来自何方?

大多数天文学家认为,我们的银河系及其相邻的星球以大于100万英里的速度在太空翱翔,它们穿越天空,飞向前方,它们受到吸引。然而最有吸引力的星球也许并不存在。那种由某些巨大质量产生引力的说法还成立吗?

3. 鲸目动物给潜水艇的启示

明天的深水潜水艇将以海豚的方式活动,在水中灵活地急转和潜游,同时,新型的潜水艇又能像巨鲸那样,迅速地沉入海洋的深处。看来,在深海探索的征途上,有的东西并不神秘,除了科学家以外,还有别的。

4. 激光成像与电视机

电视图像很难盯着看,在庞大的电视机屏幕表面二维之间捕捉信号,会损害眼睛的分辨能力。如果你能抛开屏幕,让图像信号直接入脑,情况又怎么样呢?一位西雅图的工程师,目不转睛地对着颇动的激光束,他考察着电视的未来。

5. 对生命多样性的担忧

所有的生物体合起来占地球主体的百亿分之一,构成地球表面一薄层外表,这件娇嫩的生物外套在人类的袭击下能幸存吗?雨林物种以每小时减少3种的速度在下降,从而使上述担心更具现实意义。

6. 巧探精神分裂症成因

为探明精神分裂症的真相,两位相互竞争的科学家,开始从一些同卵双胞胎身上着手研究。这些非寻常的双胞胎各方面都很相像,只不过其中一位是正常的。通过这种特殊的自我分析,为找到精神分裂症的缘由作新的尝试。

7. 未能解释的理想表达

量子物理没有讲得通。从来没有讲通过,永远也不会讲通。正因为如此,密码员才喜欢它,科学家将继续用它来翻译自然的秘密。

Vol. 13,No. 10,1992年

1. 基因治疗脑肿瘤

在所有癌症中间,脑肿瘤也许是最难治的。化疗不起作用,开刀又很危险。没有药物能杀死脑肿瘤细胞,可有药物能杀灭疱疹病毒,那么就使脑肿瘤看上去像病毒,然后再杀死它,新的脑肿瘤治疗法也就应运而生了。

2. 冷藏库一一北极熊

漫长的北极区冬天冻僵了北极熊,直到第二年夏天,毛茸茸的熊才开始复苏,但它身上却从没留下被冻伤的痕迹。北极熊除了逗人喜爱之外,科学家认为,它还应有防冻剂工厂的美称。

3. 传递20世纪的爱

美国政府打算为未来传递一条信息:12,000年的人们仍要远离我们留下的核废料。在传递的方法上,科学家主张通过宇宙飞船进行。人们都同意一条原则,即后备能力是关键。传递信息方式可以多种多样,其中一种以上的方式能起作用才行。

4. 为空间望远镜“除颤”

国家航空和宇宙航行局的工程师对空间望远镜的颤抖问题进行了研究,他们的对策是在几个关键性翼间支柱上安装灵活的活塞,有效地控制了,远镜自身的颤动。

5.1992年《发现奖》

12年来,在对充满生气的世界进行探索的领域里,《发现》杂志一直处于领先地位。《发现奖》是为当代杰出的技术发明者设立的,特别是那些幕后英雄,包括科学家、工程师和发明家,尽管他们未公诸于世,仍不愧为技术时代的英雄。

6. 地震预报新理论

对下一次地震作预测时,会出现2种理论,当然这不可能同时成立。用爱因斯坦的理论解释,我们就不要去相信上帝掷错骰子的说法。现在,一种有关地震的新理论出现了,它动摇了地震预报的原有理论。

· New Scientist Vol. 136,No. 1844,1992年

1. 欧洲最危险的街道在英国

1990年英国有1754名步行者死于街头,这个数字比法国,西德,意大利或其他任何一个欧洲国家都要多。去年的统计表明,英国步行死者中的33%是在散步时遭到袭击的。文章通过比较和分析对上述问题作出了回答。

2. 如何不为工作而奔忙

许多人购买和使用长期车票,每天为上班工作而奔忙。然而,拥有一台计算机和电话,他们中间的多数人便能在家中完成工作。显然,“电子工作”将成为未来的新型工作方式。

3. 来自铀的故事

40年代后期,被俘的德国科学家在苏联的实验室里发明了一种技术,使得核武器能够控制大多数国家。发明者于1954年死于苏联监狱,而他们留下的技术如今仍在起着作用。

4. 小小尘土中的大千世界

尘土是一种干巴巴又模糊的材料。位于同温层内的这些微粒却又包含着太阳系生命起源的线索,甚至关系到地球气候的未来。在过去的20年内,每一种同温层尘土都足以引起各类科学家的兴趣。

· Vol?136,No. 1845,1992年

1. 实业家反抗带来的后果

工业界头子认为国家的未来取决于他们,在政府如何为科学研究提供资金的问题上,他们拥有很大的发言权。实业家从自身需要出发,对政府机构施加影响,这样做的结果会改变国家发展的方向吗?

2. 为何财政大臣者出错?

在过去的2年里,对经济增长所作的财政预测中,再三出现低估工商业衰退的问题,现在,没有入能认其地对待政府有关经济好转的预报了。那么问题由在什么地方呢?看来得在财政部的计算机上找毛病了。

3. 谁来重视疟疾?

当疟原虫耐药性增强以后,世界上疟疾患者的人数很快上升,每年死于疟疾的人数已高达200万,这已成为国际上优先考虑的问题。然而,制药公司看来已放弃了这方面的努力。

· Vol?257,No. 5076,1992年

1 · 空间专家云集华盛顿

上周在华盛顿特区召开了世界空间大会,会议讨论的议题,从天体物理学、地球科学到尘土和岩屑引起的问题。上万人参加的会议将国际空间年推上了高潮。

· Science & Avenir(科学与未来)[法] No. 550(1992年12月)

1. 再论“温室效应”

经过2年的调研之后,一名法国研究者提出警告说,温室效应日益趋于严重。但不少科学家认为,这种警告在科学上是没有根据的。与此组分,本刊重新发表了有关温室效应的一组重要素材。

2. 有遗传性的心肌梗塞

法国科学家最近证实、心肌梗塞有遗传危险。研究表明,有关基因在调节血压方面有很大作用,它们对35%以上的心脏意外事故负责,这些?外事故涉及到一些心血管很少会有危险的人。

3. 伽利略号探测器

美国宇宙探测器伽利略号在着手进行飞往木星的为期6年的飞行之前,将再一次飞越地球上空,估计时间在12月8日左右,即月全食的前夜。

4. 粒子物理学家

当7岁的乔治 · 夏帕克刚到法国时连一句法语也不会说,经过十几年勤奋学习后,年轻的乔治进入了法国核科学研究中心。因为他在核子物理研究中有突出贡献,今年荣获了诺贝尔物理奖。现在他正在为把他的发明应用于医学领域而努力探索。

5. 金奖多泡香槟酒

世界上最早生产香槟酒的法国Mo?t et Chandon公司,3年前认真研究了酒的泡沫问题。LVMH研究所也希望调出理想的饮料:气泡直径为0.5毫米,在几秒内出现气泡,持续时间3~5分钟。

6. 日本的建筑业机器人

在日本,建筑行业正以自动化设备代替手工劳动。今后,挖土工、泥瓦工、粉刷工、铺砖工等将由机器人代替。在建筑工地上将看不到一个活人。劳动生产率将提高30%。

7. 对科学家的精神分析

科举家们尽管在承认他们的主观性方面有些迟疑,但是他们的确是在“无意识”的影响之下工作。在严密的陈述和严格的公式背后,精神分析发现了大量的隐蔽的顽念和幻觉。

8. 神奇的天体

在我们银河系中心,有一个制造“反物质”的巨大“机器”,法国天文物理学家发现,这个神奇的天体会喷射出长度达8光年以上的热γ射线流。因此,专家们不再怀疑吞噬物质的巨大黑洞的存在 。

9. 音乐家的职业病

弹竖琴者患痉挛病,吹笛者患腰痛病,打击乐手患关节炎……。专家们调查统计了100种以上与演奏乐器有关的疾病。普通医生往往会对音乐家的职业病的病理不了解。现在这类病理已发展成为一门新的医学专科。

10. 巨人之战

欧洲空中客车与美国波音飞机公司之间正在为占领世界市场而你争我夺。它们的飞机能飞越1万公里,中途无需停靠。从现在起到2010年要生产4700架,即每月22架!

11. 高卢乡村的魅力

我们的祖先并不满足于对古罗马侵略者作战,长期以来他们还致力于田园风光的建设,其证据就是在农村新发现的古道以及教堂和首府的遗迹。

12. 深海临床医学

在大西洋,失去自控能力的海豚和遇险的海豹,今后将有人照料她们了。法国布雷斯特的海洋哺乳动物医院,有一支科学研究队伍,将研究这些动物的反常行为。

· La Recherche(研究)(1993年1月)

1. 洗涤剂的毒性

对洗衣粉等洗涤剂的组分逐一进行测试时,没有发现毒性,然而,这些组分联合起来对天然织物的作用却还不是可以忽略的。

2. 植物体内的螺旋线

许多植物体内具有清晰可见的螺旋线,例如向日葵种子的排列。它们的起因是什么?物理实验和数字模拟试验阐明了这个问题。

3. 进行性肌肉萎缩症

进行性肌肉萎缩症的谜底马上就可揭晓,但是,这种病在诊断和治疗方面,仍有不少难题。

4. 性欲存在的作用

不可否认,性欲的存在是动物完成生育任务的一种不可缺少的本能。为什么在生命的进化过程中始终伴随着性欲?