●关于电子打火机的发电装置原理

釉面晶体还原现象是鉴定古瓷器的根本出路

在人类文明的今天，载人航天已成现实，网络科技已普遍应用于日常生活，科技进步仍在飞速发展的时刻，而在古瓷器的鉴定方面还是停留在刀耕火种的原始阶段。虽然在古瓷器鉴定上有诸如热释光、元素鉴定法以及脱玻化等诸多方法，仍然没有一种方法可以真正解决瓷器的新老问题。上帝给你制造一把神秘之锁的同时一定会给你一把钥匙，就看你能不能发现这把钥匙，去打开这把锁。晶体还原现象就是一把打开古瓷器之迷的钥匙。

一、自然界的晶体还原现象

这个世界很奇妙，大自然总是给人规律，又给万物以度做为形式的制约，超越了度形式就发生改变了。对于矿物质来说，主要有金属矿和非金属矿，比如金属矿的铜、铁、金等等，非金属矿的石英、长石、方解石等等，但不论是金属矿还是非金属矿都是以晶体形式存在，就是说自然界晶体是物质存在的最基本形式。而非晶体则是人为产物，如玻璃、沥青、石蜡等等。晶体内部分子的排列呈现一定的规律性，内能较小比较稳定，有固定的熔点。而非晶体内部分子排列杂乱无章，内能较大不稳定，非晶体则没有固定的熔点。由于人为因素破坏了物质原本的晶体结构，所以非晶体并不是物质本初的状态，内能较大很不稳定，在时间长河里，非晶体内部分子在不停地运动直到达到晶体结构而稳定下来，这个过程就是自然界非晶体向晶体转化的晶体还原现象。

二、制瓷技术导致瓷器非晶体的产生

我们讲玻璃和水晶的成分主要是二氧化硅，所不同的是玻璃是非晶体，而水晶就是晶体。从玻璃的制作过程我们知道，先把石英石、长石、石灰石、硼砂等原料粉碎，再经过高温溶化，然后冷却定型。石英石、长石、石灰石、硼砂等原料都是晶体，但粉碎、高温溶化后人为打乱了物质的原有结构，冷却定型后的玻璃就是非晶体了，这和瓷器的制作过程是基本相同的。制作瓷器所采用的胎主要成分是高岭土、粘土、瓷石、石灰石等。其中主要成分二氧化硅、三氧化二铝等，瓷器釉面的主要原料是石英石、长石、石灰石等，同样是粉碎后高温溶化形成瓷器光亮的釉面。釉面的主要成分是非晶体形式的二氧化硅。根据自然界的非晶体向晶体转化的晶体还原现象，瓷器的釉面随着时间的推移釉面内部分子不断运动最终还原成晶体而稳定下来。这个过程是很慢长的，不是一年两年也不是十年八年，但经历几百年之后，釉面就会出现不同程度的晶体点，所以釉面温润不再是火光。经检测清康熙瓷器釉面已经出现少量晶体点，明代瓷器釉面有较多的晶体点，宋代及以前瓷器釉面晶体点十分普遍。

三、目前古瓷器鉴定方法优缺点分析

1、传统“眼学”鉴定法

传统“眼学”鉴定法是以馆藏品做为样本，归纳总结馆藏品的特征，从而得出鉴定标准，稍有不同便一票否决。这种方法主观意识太浓，每个鉴定人员的认识理解也不尽相同，鉴定结果出入很大。而且馆藏品很有限，根据馆藏品归纳起来的特征也很片面，所以这种方法产生的冤假错案很多。但眼学鉴定法仍是目前官方唯一认可的方法。

2、元素分析鉴定法

元素分析鉴定法是采用能量色散X射线荧光谱仪，对瓷器釉面进行无损化学成分分析，再与数据库古代陶瓷的相关数据进行比较后，作出真假或年代判断的一种鉴定方法。由于目前古代陶瓷相关数据库不够完整，还不能足以支持这种鉴定方法。这种方法主要用于检测釉面锌的含量的多少来判定是否为仿品。

3、热释光鉴定法

热释光鉴定法是有损鉴定，它是根据陶瓷的胎中含有各种各样的矿物，如石英、长石和方解石等，其中石英含量最大，同时具有最强的热释光效应。这些矿物质在受到核辐射(如α，β和γ等射线)的作用时，会积累相应的能量。通过把陶瓷样本加热，这些矿物在历史上积累的能量会以发光的形式释放出来，而且热释光的强度与它们所累积接受的核辐射数量成正比。一件古陶瓷在当年的烧制过程中，它胎土中的石英、长石、方解石等矿物晶体千万年原始累积的热释光能量都会因烧制时的900~1300℃高温而全部释放掉，就像是把“热释光时钟”重新拨回零。从它烧成之日开始，该陶瓷器将重新积累热释光能量，它与烧制后时间长短成正比的。热释光方法就是通过测量所累积的辐射能得出古剂量，古剂量除以年剂量就得出该器件烧制后距离现在的时间，从而达到断代的目的。这种鉴定法对青铜和古陶器鉴定比较准确，而对以高岭土为主要原料的瓷器只能鉴定传世品，这是因为以高岭土为主要原料的瓷器具有较强的吸光性，对于出土器来说，长期埋在地下不具备吸收光能的基本条件，所以即使是真老的出土瓷器热释光能量依然很低，相当于新品而失去鉴定效果。

4、釉面脱玻化鉴定法

釉面脱玻化鉴定法只能鉴定传世品，因为传世品瓷器釉面经过几百年的光照釉面会出现明显的脱玻化，出土器则不然，在地下封存几百年釉面脱玻化仍不明显，所以无法鉴定出土瓷器。

5、晶体还原鉴定法

晶体还原鉴定法揭示的是自然规律，它不受主观意识的影响。人为破坏了矿物质的晶体结构，矿物质的分子、离子、原子都是不同意的，它们会在内能的作用下慢慢地回到原始的晶体状态。实验检测得知瓷器釉面经过300年后会出现少量晶体点，600年以上会出现明显的晶体点。这种方法对鉴定瓷器的新老有着独到之处，是目前任何其它方法不可替代的，这种方法的缺点是不能鉴定瓷器的确切年代。由于该方法对于确定瓷器的古代真品还是现代仿品不论是出土器还是传世品都十分有效，就这一点来说是功不可没。加上通过对器物的纹饰等因素的判定，断定确切年代就迎刃而解了。因此，古瓷器的晶体还原鉴定法，简单实用，科学无损是鉴定古瓷器真赝的根本出路。

四、晶体还原现象鉴定古瓷器的前景分析

虽然晶体还原现象鉴定古瓷器的方法科学实用，但这一技术只处于萌芽状态，还没有得到普及更不被官方认可。一件新事物的萌生总是漫长的，它一定是知识的更新和技术的进步的结果，要么就是有着某事物在某方面长期蒙冤而促使人们寻求真相大白的一天。由于在古瓷器鉴定方面没有科学依据，始终控制在所谓某些专家的主观臆断的话语权之中，许多不明真相的收藏爱好者总希望自己的藏品得到专家的认可，又有多少国宝级的古瓷器被这些专家判为现代仿品。据说北京电视台把在“王刚砸宝”栏目砸碎的瓷片展示给观众，证明这些确实和馆藏品不一样，不是真品确属仿品，那么和馆藏品不一样就是仿品吗？21世纪人们热爱的是文化，需要的是证据，根据量子力学理论，一件真品也好仿品也罢只要它离开了原始出生地随着时间流逝，在缺少科学认知的情况下，一定会走向态叠加，会遭受无数质疑。换句话说，在没有科学依据的前提下，证明一件仿品和证明一件真品同样困难。“王刚砸宝”栏目本身就是掉进愚昧无知的陷阱，不论事后怎样展示也只能越描越黑了。科学鉴定才是根本出路。

尽管本文标题是做一下量子物理学科普以及解释为什么“振金”可以吸收能量，但本文所展现的知识关联和联想能力是一切科学（包括但不限于计算机、物理、化学、生物学、机械工程学）所必备的基本素养，只有拥有这些能力，才会在科学研究以及工作中有新的突破。不管你是程序员、还是科学家、工程师、医生、教师，都会从这种能力中获得力量。

本文将回答如下为什么：

相信很多人都看过漫威旗下的各种超级英雄电影。尤其是2018年上映的几部，如黑豹、复仇者联盟3。

不过我在这里并不会讨论电影的细节。而是将焦点放在《黑豹》中的虚构国家瓦坎达中特有的金属“振金”上。尽管漫威宇宙和《黑豹》的故事是完全虚构的，但科幻也分为硬科幻和软科幻，像那些什么玄幻小说，完全胡说八道那种，很明显属于软科幻，也就是毫无科学依据，完全凭作者的想象力写成的。而硬科幻尽管故事情节是虚构的，但很多高科技产品或武器都是以现实世界的科学理论为基础的延伸，就拿“振金”来说，最引人注目的特性就是可以吸收能量。那么问题来了，“振金”也是金属的一种，为什么可以吸收能量呢？吸收的能量跑到哪里去了，其实这个问题完全可以用量子物理学解释。

量子物理，听起来好高深的样子，好像是只有极少数科学家才能玩的东西。其实如果你不试图用复杂的数学公式去证明假设和推导理论的话，还是相对好理解的，因为量子就在我们身边。

首先要理解一下什么是量子。要将这个词分成两部分，一个是“量”，一个是“子”，“量”是指能量的意思，“子”是指粒子的意思。也就是说，“量子”的意思就是“带有能量的粒子”。

现在暂时将量子抛到一边，感受一下太阳给我们带来的温暖，然而这些温暖的感觉是怎样来的呢？ 太阳距离地球1个天文单位（约1.5亿公里），我们怎么会感觉到离得如此遥远的天体的温度呢？

我们拿着三棱镜折射阳光，会看到三棱镜将太阳光分解成多种不同颜色的光，这就是大家再熟悉不过的七色光（赤橙黄绿青蓝紫）。那么为什么会有不同颜色的光呢？其实有过一点点光学知识的同学都应该清楚，光的颜色是由频率决定的，频率越高，颜色就越偏蓝，频率越低，颜色就越偏红。频率低到一定程度，发出来的光肉眼就看不到了，称为红外线，频率高到一定程度，发出来的光肉眼也看不到了，称为紫外线。而只有在一定频率内的光，肉眼才会看到，称为可见光，也就是三棱镜折射出来的七色光。

其实不同物质发出的光的频率是不同的，所以我们会看到五彩缤纷的世界，不同物质发出不同频率的光的特性在天文学上有一个非常重要的应用，就是分析亿万光年外天体的大气成分。由于不同物质（包括各种气体）会发出不同频率的光，所以氢气、氦气、氧气、氮气发出的光的频率是不同的，只要分析接收到的光谱，就可以很容易得知是什么物质发出来的光，从而得知这个天体的气体成分。

通过光学的基础知识，只能得出光的颜色和频率的关系。但问题又来了，为什么不同物质可以发出不同频率的光呢？为什么在火把面前会感受到它的温度呢？

不管是初等化学，还是初等物理，都会讲到物质的最小单元是原子，原子由原子核和围绕在原子核周围的电子组成。原子核带正电、电子带负电，正负抵消，所以物质才不带电。其实这只是表象而已。

对于刚开始接触物理和化学的学生，老师只会给他们讲这个，因为更高深的理论可能老师也不太清楚。然而，在1925年，著名物理学家海森堡就已经给出了答案：电子并不总是存在，而只在原子相互作用下才存在的。

在1925年的一个晚上，海森堡一个人在大街上一边散步，一边思考高深的物理问题（也就是本文要涉及的量子理论），在1925年，可不像现在半夜12点还灯火通明，到了晚上，基本就是漆黑一片，只有零星的路灯，周围的环境只比绝对漆黑亮一点。海森堡突然看到前方一个人在走路，由于路灯的作用，那个人走到的路灯下，会清楚地看到那个人，当走到黑暗的地方，那个人就会消失，于是海森堡灵光乍现，意识到那个人并不是真的显现或消失，只是在路灯和黑暗的作用下才会若隐若现，于是迅速回到办公室，经过复杂的数学计算，得到了我们前面给出的结论：电子并不总是存在，而只在原子相互作用下才存在。

那么这个结论是什么意思呢？基本的意思就是电子和科幻电影一样，为了解释物质是中性的而虚构出来的，那么物质确实是中性的，这又怎么解释呢？其实解释只有一个，电子确实存在，但并不像我们想象的那样，将原子核比作恒星，电子比作若干个行星，围绕着原子核恒星旋转，其实这完全是错误的理解。这只是用宏观世界的展现形式来理解微观世界，量子世界与宏观世界完全是两回事（看过《蚁人》的同学应该很清楚）。

确实有一股能量将原子核的能量抵消掉了，这是一堆能量包，或者称为量子的集合（带有能量的粒子），现在的问题是，这些能量包是如何产生的呢？这就要看海森堡的下半句话了：而只在原子相互作用下才存在。这里的原子相互作用是指原子之间的相互碰撞。碰撞就会产生能量，这些能量就是我们所说的电子，也就是说，电子本质上是经过原子（其实就是原子核）之间不断碰撞而产生的能量包。而不是大多数人认为的像玻璃球一样真实存在的带有维度的小颗粒。这里还有一个隐含的意思，就是为了产生大量的能量包（电子），组成物质的原子必须不断地运动，也就是说，地球上存在的所有物质中的原子都不是静止的，而是不断运动，相互碰撞的。

当原子之间碰撞产生能量包后，能量包（也可以成为量子）会沿着不同轨道运动，不过根据量子含有的能量大小不同，这些量子会突然跳到另外的轨道，在物理学上称为“量子跃迁”，量子跃迁可能会很多次，在一定时间内，量子跃迁的次数称为量子跃迁的频率。某种物质的原子的量子跃迁频率是固定的，而原子之间的碰撞会不断进行，所以量子也会不断产生，就会有很多量子脱离原子，以电磁波形式向外传播，这就是为什么我们会感觉到火把、太阳光的温度，因为我们被脱离原子的量子击中。那么每一个量子到底带多少能量呢？我们都知道爱因斯坦的能量公式：E = mc^2。但在量子物理学中还有另外一个用于计算量子包含能量的公式：E = kv。其中k是普朗克常数，而v是一个变量，表示量子跃迁的频率，从光学角度看，就相当于光波的频率。这里的光波本质上就是量子以电磁波形式传播，所以光本身拥有波粒二象性。也就是说，既可以用波的理论解释，也可以用粒子理论解释。根据这个公式，很显然，量子跃迁的频率越高，包含的能量越大，从宏观表现看就是我们的皮肤感觉到越热。

由于量子跃迁的宏观表现就是光的频率，量子跃迁频率越高，光的频率越高，也就是光的颜色越偏蓝色，这样我们就会感觉到越热。所以温度的高低不是由总能量决定的，而是由光的频率（量子跃迁频率）决定的，这也是为什么高温的火焰都是呈现蓝色的原因。

前面说了一大堆，最终得到了一个理论，或称为一个知识点。也就是组成任何已知的物质的原子都是在不断运动的，以便产生量子来抵消原子核的能量，还有就是向外不断以电磁波形式发射能量包（量子）。现在回到本文的主题“振金”上来，根据漫威宇宙的描述，“振金”的原子是完全静止的，也就是说，“振金”内部是不会产生任何量子的。当然，这也会带来科学上的不严谨，如果不产生量子，物质就会带有能量，很显然，“振金”表面上不带任何能量，只会吸收能量。我们暂且做一个假设，“振金”的原子核也比较特殊，即使没有量子，在一般情况下，也不会将能量释放出来。但在高速运动（注意，这是一个彩蛋）或在巨大力量撞击时，就会释放原子核中的能量。

看过《美国队长》全系列以及《复仇者联盟》全系列的同学应该了解美国队长的盾牌，这不是普通的盾牌，而是用“振金”做成的盾牌，就是用这个盾牌，挡住了子弹、挡住了导弹、挡住了绿巨人的拳头、挡住了雷神的锤子，甚至挡住了获得6块无限原石的灭霸的一记重拳。这些攻击都有一个共同点，就是冲击力巨大。而“振金”的特性就是当遇到巨大冲击力时，原子核的能量就会释放（根据冲击力的大小，会释放相应等级的能量），但由于冲击力同样会产生巨大的能量，所以冲击力的能量和原子核所释放的能量正好抵消了，这也是为什么用“振金”做的盾牌几乎可以抵御任何强度的能量攻击原因。

其实“振金”还有另外一个用途，就是可以提供能源，而且是绝对清洁的能源。因为“振金”原子核蕴含着巨大的能量，通过某些方式可以让其释放，所以瓦坎达人发现这一特性后，科技就迅速崛起，因为能源是文明发展的基石，一个文明能控制的能源越多，就发展的越快，科技也会越先进。不过当瓦坎达人在用高速磁悬浮列车运输“振金”时，却需要将“振金”稳定，而黑豹-特查拉同父异母的妹妹苏瑞公主想到一个办法，用声波稳定器在运输的过程中稳定“振金”。之所以要稳定“振金”，就是因为“振金”中的原子核不光在受到巨大冲击力时会释放能量，而且在高速运动时也会释放能量，相信瓦坎达在以前研究“振金”时也因此出过事，死过人，所以才想到这样一个办法。

《黑豹》中并没有解释过声波稳定器的原理，但根据量子理论不难猜到，无外乎用以下两种方式：

不管用那种方法，声波稳定器会将“振金”暂时变成普通的金属。这也就是为什么黑豹的“振金”战衣在受到声波稳定器的影响后不能保护黑豹的原因，因为战衣已经暂时变成了由普通金属做成的战衣了。

在《黑豹》中还有一个场景，瓦坎达人驾驶着由“振金”做成的汽车追一些偷“振金”的贼，结果被有个家伙用从瓦坎达偷走的脉冲武器击中了“振金”汽车，结果“振金”汽车立刻零碎了。很多漫威粉感到奇怪，“振金”盾牌甚至可以抵御灭霸的拳头，难道区区一个脉冲枪都抵挡不了？看到有很多人解释，是由于“振金”汽车中参有其他普通金属，脉冲武器就是击中了这些普通金属，所以才会让“振金”汽车解体。我要说的是，你在逗我吗？瓦坎达的“振金”堆成山，就连灯罩都用“振金”做的，还缺汽车上的那几块金属？怎会让“振金”汽车有这么严重的瑕疵。

“振金”汽车被脉冲武器摧毁的原因只有一个。就是脉冲武器的原理类似于声波稳定器，可以让“振金”暂时变成普通金属，无法吸收能量。而“振金”汽车并不像普通的汽车通过焊接和螺丝组装在一起。而是通过“振金”零部件中蕴含的能量通过某种方式连接在一起的，当“振金”变成普通金属后，无法吸收能量，这些连接就自动失效了，而且脉冲武器应该也会带有一定的能量输出。所以“振金”汽车就会四分五裂。不过“振金”汽车并没有爆炸哦，甚至连一点火花都没有。这也说明一点，“振金”汽车使用的能源并不是普通汽车使用的汽油或电能，而是使用“振金”本身的能源，也就是说，“振金”汽车本身就是一块超级电池，这块电池释放出的能量也许够这辆汽车使用10000年。估计现在要是有这样的电池，特斯拉就会立刻破产了。

好了，本文要解释的理论都说完了，最后感谢漫威宇宙和瓦坎达给我们带了的视觉盛宴、丰富的想象力以及背后的科学知识，瓦坎达万岁！

激光在许多领域有着广泛的用途：

激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料（包括金属与非金属）进行切割、焊接、表面处理、打孔、微加工以及做为光源，识别物体等的一门技术，传统应用最大的领域为激光加工技术。激光技术是涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科的一门综合技术，传统上看，它的研究范围一般可分为：

1.激光加工系统。包括激光器、导光系统、加工机床、控制系统及检测系统。

2.激光加工工艺。包括切割、焊接、表面处理、打孔、打标、划线、微雕等各种加工工艺。

激光焊接：汽车车身厚薄板、汽车零件、锂电池、心脏起搏器、密封继电器等密封器件以及各种不允许焊接污染和变形的器件。2013年使用的激光器有YAG激光器，CO2激光器和半导体泵浦激光器。

激光切割：汽车行业、计算机、电气机壳、木刀模业、各种金属零件和特殊材料的切割、圆形锯片、压克力、弹簧垫片、2mm以下的电子机件用铜板、一些金属网板、钢管、镀锡铁板、镀亚铅钢板、磷青铜、电木板、薄铝合金、石英玻璃、硅橡胶、1mm以下氧化铝陶瓷片、航天工业使用的钛合金等等。使用激光器有YAG激光器和CO2激光器。

激光笔

激光笔：又称为激光指示器、指星笔等，是把可见激光设计成便携、手易握、激光模组（二极管）加工成的笔型发射器。常见的激光笔有红光(650-660nm, 635nm)、绿光(515-520nm, 532nm)、蓝光(445-450nm)和蓝紫光(405nm)等，功率通常以毫瓦为单位。通常在会报、教学、导赏人员都会使用它来投映一个光点或一条光线指向物体，但激光会伤害到眼睛，任何情况下都不应该让激光直射眼睛。[5]

激光治疗：可以用于手术开刀，减轻痛苦，减少感染。

激光打标：在各种材料和几乎所有行业均得到广泛应用，2013年使用的激光器有YAG激光器、CO2激光器和半导体泵浦激光器。

激光打孔：激光打孔主要应用在航空航天、汽车制造、电子仪表、化工等行业。激光打孔的迅速发展，主要体现在打孔用YAG激光器的平均输出功率已由2008年的400w提高到了800w至1000w。国内2013年比较成熟的激光打孔的应用是在人造金刚石和天然金刚石拉丝模的生产及钟表和仪表的宝石轴承、飞机叶片、多层印刷线路板等行业的生产中。2013年使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器为主，也有一些准分激光器、同位素激光器和半导体泵浦激光器。

激光热处理：在汽车工业中应用广泛，如缸套、曲轴、活塞环、换向器、齿轮等零部件的热处理，同时在航空航天、机床行业和其它机械行业也应用广泛。我国的激光热处理应用远比国外广泛得多。2013年使用的激光器多以YAG激光器，CO2激光器为主。

激光快速成型：将激光加工技术和计算机数控技术及柔性制造技术相结合而形成。多用于模具和模型行业。2013年使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器为主。

激光涂敷：在航空航天、模具及机电行业应用广泛。2013年使用的激光器多以大功率YAG激光器、CO2激光器为主。

激光成像：利用激光束扫描物体，将反射光束反射回来，得到的排布顺序不同而成像。用图像落差来反映所成的像。激光成像具有超视距的探测能力，可用于卫星激光扫描成像，未来用于遥感测绘等科技领域。

医学

激光在医学上的应用主要分三类：激光生命科学研究、激光诊断、激光治疗，其中激光治疗又分为：激光手术治疗、弱激光生物刺激作用的非手术治疗和激光的光动力治疗。

应用于牙科的激光系统依据激光在牙科应用的不同作用，分为几种不同的激光系统。区别激光的重要特征之一是：光的波长，不同波长的激光对组织的作用不同，在可见光及近红外光谱范围的光线，吸光性低，穿透性强，可以穿透到牙体组织较深的部位，例如氩离子激光、二极管激光或Nd：YAG激光（如图1）。而Er：YAG激光和CO，激光的光线穿透性差，仅能穿透牙体组织约0．01毫米。区别激光的重要特征之二是：激光的强度（即功率），如在诊断学中应用的二极管激光，其强度仅为几个毫瓦特，它有时也可用在激光显示器上。

用于治疗的激光，通常是几个瓦特中等强度的激光。激光对组织的作用，还取决于激光脉冲的发射方式，以典型的连续脉冲发射方式的激光有：氩离子激光、二极管激光、CO2，激光；以短脉冲方式发射的激光有：Er：YAG激光或许多Nd：YAG激光，短脉冲式的激光的强度（即功率）可以达到1,000瓦特或更高，这些强度高、吸光性也高的激光，只适用于清除硬组织。

激光美容

（1）激光在美容界的用途越来越广泛。色素沉着，如太田痣、鲜红斑痣、雀斑、老年斑、毛细血管扩张等，以及去纹身、洗眼线、洗眉、治疗瘢痕等；而2013年以前一些新型的激光仪，高能超脉冲CO2激光，铒激光进行除皱、磨皮换肤、治疗打鼾，美白牙齿等等，取得了良好的疗效，为激光外科开辟越来越广阔的领域。

（2）激光手术有传统手术无法比拟的优越性。首先激光手术不需要住院治疗，手术切口小，术中不出血，创伤轻，无瘢痕。例如：眼袋的治疗传统手术法存在着由于剥离范围广、术中出血多，术后愈合慢，易形成瘢痕等缺点，而应用高能超脉冲CO2激光仪治疗眼袋，则以它术中不出血，不需缝合，不影响正常工作，手术部位水肿轻，恢复快，无瘢痕等优点，令传统手术无法比拟。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。（注：有一定的适应范围）

（3）激光在血管性皮肤病以及色素沉着的治疗中成效卓越。使用脉冲染料激光治疗鲜红斑痣，疗效显著，对周围组织损伤小，几乎不落疤。它的出现，成为鲜红斑痣治疗史上的一次革命，因为鲜红斑痣治疗史上，放射、冷冻、电灼、手术等方法，其瘢痕发生率均高，并常出现色素脱失或沉着。激光治疗血管性皮肤病是利用含氧血红蛋白对一定波长的激光选择性的吸收，而导致血管组织的高度破坏，其具有高度精确性与安全性，不会影响周围邻近组织。因此，激光治疗毛细血管扩张也是疗效显著。

此外，由于可变脉冲激光等相继问世，使得不满意纹身的去除，以及各类色素性皮肤病如太田痣，老年斑等的治疗得到了重大突破。这类激光根据选择性光热效应理论，（即不同波长的激光可选择性地作用于不同颜色的皮肤损害），利用其强大的瞬间功率，高度集中的辐射能量及色素选择性，极短的脉宽，使激光能量集中作用于色素颗粒、将其直接汽化、击碎，通过淋巴组织排出体外，而不影响周围正常组织，并且以其疗效确切，安全可靠，无瘢痕，痛苦小而深入人心。

（4）激光外科开创了医学美容的新纪元。高能超脉冲CO2激光磨皮换肤术开拓了美容外科的新技术。它利用高能量，极短脉冲的激光，使老化、损伤的皮肤组织瞬间被汽化，不伤及周围组织，治疗过程中几乎不出血，并可精确的控制作用深度。其效果得到国际医学整形美容界充分肯定，被誉为“开创了医学美容新纪元”；此外，更有高能超脉冲CO2激光仪治疗眼袋、打鼾、甚至激光美白牙齿等，以其安全精确的疗效，简便快捷的治疗在医学美容界创造了一个又一个奇迹。激光美容使得医学美容向前迈进了一大步，并且赋予医学美容更新的内涵。

激光去除面部黑痣

激光去黑痣的原理就在于将激光在瞬间爆发出的巨大能量置于色素组织中，把色素打碎并分解，使其可以被巨噬细胞吞并掉，而后会随着淋巴循环系统排出体外，由此达到将色素去去掉的目的。

激光去痣可以适用的痣的类型很多，比如包括上面提到的三种色素痣、太田痣、鲜红斑痣等，疗效都很明显，并且不容易留疤，风险性小。用二氧化碳激光亦能去黑痣。

激光治疗近视

提示以下情况的患者不适合接受激光治疗：

第一. 眼部活动性炎症及病变；第二. 眼周化脓性病灶；第三. 已确诊的圆锥角膜；第四. 严重干眼症，伴有系统性干燥综合征；第五. 中央角膜厚度低于450μm；第六. 严重的眼附属器病变：眼睑缺损、变形、慢性泪囊炎等；第七. 全身结缔组织病及严重自身免疫性疾病，如系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎、多发性硬化。

相对禁忌证

1.超高度近视伴后巩膜葡萄肿者；2. 初次手术前角膜中央平均曲率低于39D或高于47D应慎重；3. 暗光下瞳孔直径大于7mm；4. 对侧眼为法定盲眼；5. 2年内曾患单纯疱疹性角膜炎；6. 轻度白内障；7. 有视网膜脱离及黄斑出血病史；8. 轻度干眼症；9. 轻度睑裂闭合不全；10. 可疑青光眼患者；11. 月经期及妊娠期；12. 瘢痕体质；13. 糖尿病；14. 感冒发烧等身体不适；15. 癫痫；16. 焦虑症、抑郁症以及对手术期望过高者。

激光除皱

激光除皱是通过电脑控制的、低能量的二氧化碳激光，能准确地控制汽化皮肤表层的深度，完成分层汽化、无碳化的面部除皱护肤技术。激光用于消除皱纹的技术，是激光技术应用于临床以后，并几经改进、完善与不断更新后的结果。

原理：皱纹产生的主要原因是皮肤胶原减少，真皮层变薄。运用最新激光-射频联合技术照射皮肤，可使真皮层增厚、减少皱纹，其原理是：刺激受损的胶原层，产生新的胶原质，从而填平因胶原减少而出现褶皱的皮肤；加热真皮组织层，利用人体自身修复机能刺激组织再生重建，使真皮层增厚。

合理设计的激光可以通过皮肤中的黑色素、血红蛋白，尤其是水吸收激光释放的能量，并产生光热效应使之转化为热量，从而激活真皮中成纤维细胞等各种基质细胞产生新生的胶原蛋白、弹性蛋白以及各种细胞间基质，并发生组织重构，就象是给慵懒的皮肤做运动一样，使其通过锻炼而重新焕发年轻活力。数次治疗之后的皮肤含水量及弹性增加，质地改善，细小皱纹减少。

适应症：1、原发性症状：[3]口周皱纹、眶周皱纹、萎缩性（凹陷性）疤痕、良性皮肤赘生物（肿瘤）；2、皮肤粗糙、毛孔粗大、细小皱纹等皮肤老化表现以及炎性痤疮或痤疮后瘢痕等。

高能超脉冲激光能够把周围组织的热损伤降到最低程度。微小皱纹和凹陷疤痕也可进行精确磨削。超脉冲激光能避免以往机械磨皮法、化学剥脱术出血多，飞溅的血液、组织细屑可使病毒在病人与病人间、病人与医务人员间传播等不足，通过气化病变组织来彻底消除皮肤损害，并使正常皮肤的热损伤极小，这一过程的作用时间快于使周围的正常组织也被加热的所需时间，具有磨皮去皱的功能。

军事

激光武器是一种利用定向发射的激光束直接毁伤目标或使之失效的定向能武器。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，2013年通常采用的激光器有化学激光器、固体激光器、CO2激光器等。激光武器具有攻击速度快、转向灵活、可实现精确打击、不受电磁干扰等优点，但也存在易受天气和环境影响等弱点。

激光武器已有30多年的发展历史，其关键技术也已取得突破，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。2013年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—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。

激光武器特点高度集束的激光，能量也非常集中。举例说；在日常生活中我们认为太阳是非常亮的，但一台巨脉冲红宝石激光器发出的激光却比太阳还亮200亿倍。当然，激光比太阳还亮，并不是因为它的总能量比太阳还大，而是由于它的能量非常集中。例如，红宝石激光器发出的激光射束，能穿透一张1/3厘米厚的钢板，但总能量却不足以煮熟一个鸡蛋。

激光作为武器，有很多独特的优点。首先，它可以用光速飞行，每秒30万公里，任何武器都没有这样高的速度。它一旦瞄准，几乎不要什么时间就立刻击中目标，用不着考虑提前量。另外，它可以在极小的面积上、在极短的时间里集中超过核武器100万倍的能量，还能很灵活地改变方向，没有任何发射性污染。激光武器分为三类：一是致盲型。（激光剑）前面我们讲过的机载致盲武器，就属于这一类。二是近距离战术型，可用来击落导弹和飞机。1978年美国进行的用激光打陶式反坦克导弹的试验，就是用的这类武器。还有科幻电影中，通过对激光武器的形变，产生的激光盾翼三是远距离战略型。这类的研制困难最大，但一旦成功，作用也最大，它可以反卫星、反洲际弹道导弹，成为最先进的防御武器。

激光怎样击毁目标呢？科学家们认为有两个方面：一是穿孔，二是层裂。所谓穿孔，就是高功率密度的激光束使靶材表面急剧熔化，进而汽化蒸发，汽化物质向外喷射，反冲力形成冲击波，在靶材上穿一个孔。所谓层裂，就是靶材表面吸收激光能量后，原子被电离，形成等离体“云”。“云”向外膨胀喷射形成应力波向深处传播。应力波的反射造成靶材被拉断，形成“层裂”破坏。除此以外，等离子体“云”还能辐射紫外线或X光，破坏目标结构和电子元件。 激光武器作用的面积很小，但破坏在目标的关键部位上，可造成目标的毁灭性破坏。这和惊天动地的核武器相比，完全是两种风格。

激光武器的分类：不同功率密度，不同输出波形，不同波长的激光，在与不同目标材料相互作用时，会产生不同的杀伤破坏效应。用激光作为“死光”武器，不能像在激光加工中那样借助于透镜聚焦，而必须大大提高激光器的输出功率，作战时可根据不同的需要选择适当的激光器。2013年时，激光器的种类繁多，名称各异，有体积整整占据一幢大楼、功率为上万亿瓦、用于引发核聚变的激光器，也有比人的指甲还小、输出功率仅有几毫瓦、用于光电通信的半导体激光器。按工作介质区分，目前有固体激光器、液体激光器和分子型、离子型、准分子型的气体激光器等。同时，按其发射位置可分为天基、陆基、舰载、车载和机载等类型，按其用途还可分为战术型和战略型两类。

1．战术激光武器

战术激光武器是利用激光作为能量，是像常规武器那样直接杀伤敌方人员、击毁坦克、飞机等，打击距离一般可达20公里。这种武器的主要代表有激光枪和激光炮，它们能够发出很强的激光束来打击敌人。1978年3月，世界上的第一支激光枪在美国诞生。激光枪的样式与普通步枪没有太大区别，主要由四大部分组成：激光器、激励器、击发器和枪托。2013年，国外已有一种红宝石袖珍式激光枪，外形和大小与美国的派克钢笔相当。但它能在距人几米之外烧毁衣服、烧穿皮肉，且无声响，在不知不觉中致人死命，并可在一定的距离内，使火药爆炸，使夜视仪、红外或激光测距仪等光电设备失效。还有7种稍大重量与机枪相仿的小巧激光枪，能击穿铜盔，在1500米的距离上烧伤皮肉、致瞎眼睛等。 战术激光武器的"挖眼术"不但能造成飞机失控、机毁人亡，或使炮手丧失战斗能力，而且由于参战士兵不知对方激光武器会在何时何地出现，常常受到沉重的心理压力。因此，激光武器又具有常规武器所不具备的威慑作用。1982年英阿马岛战争中，英国在航空母舰和各类护卫舰上就安装有激光致盲武器，曾使阿根廷的多架飞机失控、坠毁或误入英军的射击火网。

2．战略激光武器

战略激光武器可攻击数千公里之外的洲际导弹；可攻击太空中的侦察卫星和通信卫星等。例如，1975年11月，美国的两颗监视导弹发射井的侦察卫星在飞抵西伯利亚上空时，被前苏联的“反卫星”陆基激光武器击中，并变成“瞎子”。因此，高基高能激光武器是夺取宇宙空间优势的理想武器之一，也是军事大国不惜耗费巨资进行激烈争夺的根本原因。据外刊透露，自70年代以来，美俄两国都分别以多种名义进行了数十次反卫星激光武器的试验。 2013年，反战略导弹激光武器的研制种类有化学激光器、准分子激光器、自由电子激光器和调射线激光器。例如：自由电子激光器具有输出功率大、光束质量好、转换效率高、可调范围宽等优点。但是，自由电子激光器体积庞大，只适宜安装在地面上，供陆基激光武器使用。作战时，强激光束首先射到处于空间高轨道上的中断反射镜。中断反射镜将激光束反射到处于低轨道的作战反射镜，作战反射镜再使激光束瞄准目标，实施攻击。通过这样的两次反射，设置在地面的自由电子激光武器，就可攻击从世界上任何地方发射的战略导弹。 高基高能激光武器是高能激光武器与航天器相结合的产物。当这种激光器沿着空间轨道游弋时，一旦发现对方目标，即可投入战斗。由于它部署在宇宙空间，居高临下，视野广阔，更是如虎添翼。在实际战斗中，可用它对对方的空中目标实施闪电般的攻击，以摧毁对方的侦察卫星、预警卫星、通信卫星、气象卫星，甚至能将对方的洲际导弹摧毁在助推的上升阶段。

3．激光动力推进器

既然太阳不足以推动恒星际太空飞船，于是有科学家提出了激光动力推进器技术，利用一束强大的激光让物体飞行。

激光雷达（laser radar）是指用激光器作为辐射源的雷达。激光雷达是激光技术与雷达技术相结合的产物 。由发射机 、天线 、接收机 、跟踪架及信息处理等部分组成。发射机是各种形式的激光器，如二氧化碳激光器、掺钕钇铝石榴石激光器、半导体激光器及波长可调谐的固体激光器等；天线是光学望远镜；接收机采用各种形式的光电探测器，如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外和可见光多元探测器件等。激光雷达采用脉冲或连续波2种工作方式，探测方法分直接探测与外差探测。

通信

激光通信，是激光在大气空间传输的一种通信方式。激光大气通信的发送设备主要由激光器（光源）、光调制器、光学发射天线（透镜）等组成；接收设备主要由光学接收天线、光检测器等组成。

随着半导体激光器的不断成熟、光学天线制作技术的不断完善、信号压缩编码等技术的合理使用，激光大气通信正重新焕发出生机。

激光测速

激光测速是对被测物体进行两次有特定时间间隔的激光测距，取得在该一时段内被测物体的移动距离，从而得到该被测物体的移动速度。

工业

激光在工业上，也应用极为广泛，因为激光在激光束聚焦在材料表面的时候能够使材料熔化，使激光束与材料沿一定轨迹作相对运动,从而形成一定形状的切缝。七十年代后,为了改善和提高火焰切割的切口质量,又推广了氧乙烷精密火焰切割和等离子切割。在工业生产中有一定的适用范围。

激光玻璃

激光玻璃是一种以玻璃为基质的固体激光材料。它广泛应用于各类型固体激光光器中，并成为高功率和高能量激光器的主要激光材料。

激光玻璃由基质玻璃和激活离子两部分组成。激光玻璃各种物理化学性质主要由基质玻璃决定，而它的光谱性质则主要由激活离子决定。但是基质玻璃与激活离子彼此间互相作用，所以激活离子对激光玻璃的物理化学性质有一定的影响，而基质玻璃对它的光谱性质的影响有时还是相当重要的。

激光冷却

激光冷却（laser cooling）利用激光和原子的相互作用减速原子运动以获得超低温原子的高新技术。这一重要技术早期的主要目的是为了精确测量各种原子参数，用于高分辨率激光光谱和超高精度的量子频标（原子钟），后来却成为实现原子玻色-爱因斯坦凝聚的关键实验方法。激光冷却有许多应用，如：原子光学、原子刻蚀、原子钟、光学晶格、光镊子、玻色-爱因斯坦凝聚、原子激光、高分辨率光谱以及光和物质的相互作用的基础研究等等。

激光光谱

光谱（laser spectra）以激光为光源的光谱技术。与普通光源相比，激光光源具有单色性好、亮度高、方向性强和相干性强等特点，是用来研究光与物质的相互作用，从而辨认物质及其所在体系的结构、组成、状态及其变化的理想光源。激光的出现使原有的光谱技术在灵敏度和分辨率方面得到很大的改善。由于已能获得强度极高、脉冲宽度极窄的激光，对多光子过程、非线性光化学过程以及分子被激发后的弛豫过程的观察成为可能，并分别发展成为新的光谱技术。激光光谱学已成为与物理学、化学、生物学及材料科学等密切相关的研究领域。

激光传感器

激光传感器（laser transducer）利用激光技术进行测量的传感器。它由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表，它的优点是能实现无接触远距离测量，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等。激光是最准的尺。

激光测云仪

利用激光在大气层中的衰减来判断云层。具体的是当激光在大气层中传越时，由于发射的能量与接收的能量之间有能量差，利用能量的衰减度与云层的水分子的含量多少来判断云层结构和距离的仪器。

核聚变

我国著名物理学家王淦昌院士1964年就提出了激光核聚变的初步理论，从而使我国在这一领域的科研工作走在当时世界各国的前列。1974年，我国采用一路激光驱动聚氘乙烯靶发生核反应，并观察到氘氘反应产生的中子。此外，著名理论物理学家于敏院士在20世纪70年代中期就提出了激光通过入射口、打进重金属外壳包围的空腔、以 X光辐射驱动方式实现激光核聚变的概念。1986年，我国激光核聚变实验装置“神光”研制成功。

参考资料：http://baike.baidu.com/subview/2695/16128024.html#7

今天，人类的健康及人类生存所需要的全部食物、衣着、建筑和培育作物、全部信息手段等各个领域，到处都留下了化学研究的足迹，享受着化学发展的成果。可以说人类生活和活动的全部领域都离不开化学。正如二百多年前，英国著名化学家、氧气的发现者普利斯特里所说的“化学是为最大多数人的最大幸福服务的一门科学”。世界上近20%的发明专利是发给化学领域的发明和创造的。在当今世界上的化学实验室里，每天都能合成近200种新的化合物。可以毫不夸张地说：化学决定着现有一切物质生产领域和整个国民经济、科学技术发展的速度。人类的一切希望都与化学的进一步发展联系在一起，明天的世界将是化学化的世界！

一、什么是化学

化学是一门实用的、最具创造性的科学、是使人类生活更加美好的科学，是一门满足社会需要的中心科学。化学与其他学科之间相互影响、相互渗透、相互促进、相互综合，不但推动了化学研究和化学理论的发展，也促进和推动了其他自然科学如数学、物理学、生物学、天文学、地质学、材料科学等等的发展。那么，化学研究的对象是什么呢？

自然界的一切物质，大至天体、星球，小至微生物，无论是无生命的，还是有生命的，都是由各种化学元素组成的。不同的物质具有不同的组成、不同的结构，因而具有不同的性质。化学是一门在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、应用以及物质之间相互转化规律的科学。

二、化学科学的形成和发展

1、古代化学的产生

火是人类最早接触的化学现象，火的发现和利用为进行化学操作打开了方便之门。火的利用产生了实用化学工艺知识，它与人类对于万物起源的思考（古希腊的哲学思想和东方神秘主义）相结合，产生了炼金术，成为近代化学产生和发展的基础。炼金术家长期的实践使人们认识了许多天然矿物，积累了化学实验操作的经验。但它只局限于冶金和医药的实用目的，而不是以探索物质及其化学变化规律为目标。

2、近代化学的建立

16~17世纪，对化学发展来说，是一个重要的过渡时期。1661年波义耳的《怀疑派化学家》以他的化学实验方法和微粒的观点，认为化学研究的目的在于认识物质的本性，通过专门的实验、收集所观察到的事实、寻找事物变化的规律，使之发展成为一门探索物质世界化学变化奥秘的独立学科。实现了炼金术向近代化学的过渡。

1777年拉瓦锡提出了燃烧的氧化说，1789年他在《化学纲要》中系统论述了以氧为中心的新的燃烧氧化理论。这是化学学科中第一个科学的化学反应理论，并列出了当时已知的33种元素的第一张化学元素表，他还提出了质量守恒定律。1808年道尔顿将宏观经验定律与物质由原子构成的微观观念联系起来，首次引入了原子量概念，使化学真正走上定量的发展阶段。同时柏济力乌斯从事了大量的原子量测定和元素符号的制定工作。1811年阿伏加德罗发表了“论测定物体中原子相对质量及其进入化合物中数目比例的一种方法”的论文，首次提出了分子假说。1896年门捷列夫发表了论文“元素属性和原子量的关系”及第一张元素周期表。到了19世纪下半叶，化学的四大分支无机化学、有机化学、分析化学和物理化学相继形成，近代化学完成了它的系统化，但近代化学总体上还属于经验科学范畴。

3、现代化学的发展

19世纪末、20世纪初，物理学的X射线、放射性和电子三大发现，冲破了“原子不可分，元素不会变”的传统观念。普郎克的量子论和量子力学、爱因斯坦的光子说与相对论、以及一系列物理实验技术的运用，人类认识自然从宏观世界进入微观世界，整个化学科学不仅有了坚实的理论基础，而且有了可靠的实验手段。从而，使现代化学无论是基础理论还是实际运用都取得了举世瞩目的成就，其发展速度与研究领域的广度都大大地超过过去任何一个时期。化学科学不仅从定性描述科学向定量的精密科学过渡，而且学科发展呈现高度的分化与综合。更为可贵的是化学冲破传统学科概念与邻近学科渗透和交叉，展现其巨大的生命力。

可以这样认为：19世纪化学是原子世纪，20世纪借助物理学的新思想、新概念和新成果，化学的研究重心转移到分子的层次，化学成为一门分子的科学。

三、21世纪化学的展望

20世纪是科学突飞猛进的时代，作为自然科学基础学科之一的化学，也经历了使人眼花缭乱的100年。基于化学过程的物质生产更是有了飞跃性的发展，从而深刻地影响了我们这个地球村的方方面面。今天的高度物质文明离不开化学。然而，当化学家自豪回顾这百年辉煌之际，社会上对化学品的恐惧，选择化学作为自已事业的人越来越少了，一些其他领域的科学家认为化学科学已经发展得十分成熟，而另一些科学家则认为化学正在被肢解，化学作为一门独立的科学正在消亡。

20世纪80年代以后，一些化学家在回顾化学发展历程时开始感觉到化学家自身太局限于自已的领域。化学科学要发展，化学家就必须走出纯化学，进入在各门学科基础上综合发展起来的大科学，与此同时大科学也正召唤着化学，从生命科学、材料科学、环境、能源乃至信息科学都对化学提出了诸多挑战，要求化学有新的发展，要求化学家更多更积极地参与，去解决现今面临的诸多复杂体系、极端条件、介观和非平衡态等新问题。21世纪初化学发展的几个重要方面可能为：化学反应动态学、分子识别、分子间的弱相互作用和分子聚集体化学、合成和组装化学等。下面简要介绍现代化学前沿的几个方面：

1、纳米化学与单分子化学

从化学和物理的角度看，纳米级的微粒性能由于其表面原子或分子所占比例超乎寻常的大而变得不同寻常。研究其特殊的光学、电学、催化性质以及特别的量子效应已受到重视。我国著名科学家钱学森早在1991年就预言：我认为纳米和纳米以下的结构将是下一世纪发展的重点，会是一次技术革命，从而将是21世纪又一次产业革命。

另一方面，借助STM /AFM和光摄等技术进行单分子化学的研究，将能观察在单分子层次上的许多不同于宏观的新现象和特异效应，对这些新现象和新效应的揭示可能会导致一些科学问题的突破。

2、元素和宇宙的起源和演化

元素是万物之本，也历来是化学研究的主要对象。如今人们对于元素及其化合物的知识已经日趋系统化与理论化，但是元素自身的起源与演化仍是一个值得探索的课题。宇宙化学是研究地球以外星球的化学。由于宇宙飞行技术的发展，人们已对月球、火星等外星物质进行分析和研究，这不仅助于元素起源与宇宙起源的研究，也将开拓地球以外的星球作出贡献。

3、生命的起源与进化

生命科学已进入到分子水平，需要化学的参与，需要合成研究的参与。不论是信号传导的认识与调控，还是现代热点的基因调控，都会面临各种生物大分子和小分子的合成课题。如获1999年诺贝尔化学奖的“飞秒化学”不仅可使人们具体地认识化学反应的机制，甚至可以观察到生命运动的细节，揭示生命的本质。恩格斯曾经预言“生命的起源必然是通过化学的途径实现的”。化学的巨大进步已能证明，这条途径是存在的。它可概括为：由原子——无机分子——有机分子——生物大分子——原始生命的“化学进化”过程。“对化学家来说，下世纪最大的挑战是创造生命”“研制那种自我复制、自我组织、甚至有可能进化为生物的系统是可能的”美国科学会主席认为：化学正处于创造生命边缘的观点并不是孤立的，只要条件适合，任何地方进行的化学进化必须向生物进化转化，这已成为合乎逻辑的必然结论。目前，科学家正在进行生命过程的化学研究，以揭示和掌握生命中发生分子反应的规律，并逐步实现合成生命的伟大目标。

4、合成制备化学

从科学发展的角度看，合成化学是化学学科的核心，是未来化学家改造世界，创造社会财富的最有力的手段。创造新的合成反应一直是化学界的热点。可以说，世界上所有的科学技术的发展都离不开合成制备化学，合成制备化学提供并保证了它们的物质基础。200年来化学家不仅发现和合成了众多天然存在的化合物，同时也人工创造了大量非天然的化合物。使得人类社会所有的化合物已达2230万种（至1999年12月）。且其增加的速度从20世纪90年代前每年60多万种到今天几个月100万种。随着21世纪的到来和高科技的迅猛发展，越来越要求合成化学家能够更多地提供新型结构和新型功能的化合物，并在此基础上设计和组装各种功能的分子聚集体，如分子开关、分子芯片等等。同时也迫切要求化学家能从根本上更专一、更高效、更经济和环境友好地合成出现今应用的各种化学品。

材料科学的进步首先必然是新材料的合成与制备。如钇钡铜氧化陶瓷的制备引起了高温超导的革命和飞跃；神奇的导电聚合物（其特点是：质量轻、柔韧好、价格低、导电能力强）将使可折叠的电视机、穿在身上的计算机、发光墙纸、薄膜太阳能电池……等的出现，将会改变我们的世界。所以，2000年诺贝尔化学奖授予了美国科学家黑格、麦克迪尔米德和日本科学家白川英树；C60的获得，使人们开始知晓了一类新型的碳分子结构，提供了当今包括纳米管等一类前景诱人的新的材料化合物。而且，星际尘埃研究证明：C60还有可能是宇宙中最古老的分子。那么，它们又是怎样构成世界万物的呢？可以说：由C60引发的各种联想正激励着人们向更高的科学高峰发起冲击！所以，1996年诺贝尔化学奖授予英国科学家克鲁托和美国科学家斯莫利和柯尔。

四、对学习高中化学的四点认识

1、把握概念深掘内涵外延

化学是一门涉及物质变化和能量变化的科学，也是直接认识物质、改造物质的科学。它研究的是各种物质发生化学变化的规律，而许多规律就体现在概念与概念的关系中。所以，掌握概念是学好化学的关键之所在。对一个概念来说，它包含对象、前提或假定、表达方式以及与其它概念的相互关系等方面的内容。例如：气体摩尔体积这个概念的对象是气体、前提是标准状况、表达方法是22.4升/ 摩尔，气体摩尔体积乘以标准状况下的密度等于该气体的摩尔质量，这是它与其他概念的关系之一。在运用概念时，必须做到对象、前提、表达都正确，要注意其条件和适用范围，要具体情况具体分析。此外，还要了解概念的引伸和发展。

2、抓住实质掌握量变规律

任何规律都包含有量的关系，没有量的关系就没有规律，不了解量的关系，就不能真正掌握规律。化学计算常常是令同学们头痛，甚至畏惧的问题。而实际上化学计算的难点并非计算，而在于对化学概念和化学变化实质的分析和理解。在任何一个化学反应中，反应物和生产物都是按照一定的量的关系进行的。化学反应的实质就是构成反应物的微粒（原子、离子）进行重新组合生成新的物质。在这个过程中原子的种类和数目都不会发生改变（质量守恒定律）。所以，只要分析清楚发生了哪些化学反应，找准了反应过程中有效微粒有多少？它们从哪里来？到哪里去了？再应用物质的量为核心的一系列物理量和有关概念，就能删繁就简、快速、准确地解答化学计算题。

3、学会联想培养思维能力

化学是在物理、生物等相关学科基础上，到初三才开始开设的。在化学的学习和研究中常常要借助对各种现象的分析、组成的判断和结构的推理来认识物质及其变化规律。化学知识的各个部分之间的相互联系是比较紧密的，新的知识是在旧的知识基础上发展起来的，新的知识必须依靠旧的知识才能深刻理解。而且，生活处处有化学。所以，在学习中要学会找准知识的“生长点”，学会运用相似联想、相关联想、类比联想、对立联想和从属联想等，尽情展开联想之翼，就能融会贯通、举一反三，将所学知识系统化、结构化和网络化。同时在学习化学知识和解决具体问题的过程中，培养和提高思维能力。

4、动手实验提高实践能力

化学是一门以实验为基础的科学。综观化学史上许多著名的化学 家，他们之所以能为人类做出重大贡献，除去他们具有敢于创新、勤奋好学的精神外，很重要的一条就是他们勇于实践、善于实践。中学生在学校学习的化学知识和实验技能，都是前人实践经验的宝贵结晶。它不同于科学家进行的科学实验。但是，从设计实验、亲身实践、观察现象、积累事实和经验、分析综合既有事实、抽象概括得出科学结论，培养分析问题和解决问题的能力，培养和提高科学态度和科学素养方面来看，又与科学家进行的科学实验有许多相似之处。所以，在化学学习中要高度重视化学实验，根据各类实验特点，在明确目的的前提下，要循序渐进地反复练习，要掌握有关的反应原理、装置特点、操作规程，要掌握常用仪器和试剂的使用技能、实验操作技能、观察和记录实验现象的技能、分析处理实验数据的技能和简要绘制实验装置图的技能。要牢固树立以实验为基础的观点，通过实验将元素化合物知识和基础理论知识的学习联系起来，使化学实验不仅仅是提供感性认识的直观手段，而且成为激发对化学的学习兴趣、培养科学态度和创新精神、训练科学方法和提高实践能力的有效途径和方法。