6月13日至29日，中国南方出现持续强降雨过程，引发严重的洪灾。截至7月1日 16时，此次暴雨洪涝灾害过程已造成浙江、福建、江西、湖北、湖南、广东、广西、重庆、四川、贵州、云南11省4404万人受
灾，死亡266人(NASA的报告称是 至少死亡379)，失踪199人...via

上图是NASA Goddard Space Flight Center利用Tropical Rainfall Measuring Mission卫星测量的从6月15日到21日的降雨量数据

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7月也发洪水了

这个 5 月份，整个科学界都在纪念激光发明 50 周年，各种纪念活动层出不穷。

5 月 17 日，在温哥华的西蒙菲沙大学，50 年前梅曼在加州马里布的休斯实验室制作的世界第一台激光器，被重新点亮。

那是一台脉冲的红宝石激光器，从视频里看，光束质量实在不算好，呵呵，我在投影屏幕上只看到一个巨大的红色光斑。

1999 年，梅曼迁居温哥华，把这台激光器带了过去。梅曼 2007 年去世，现在这台激光器平时存放在温哥华某家银行的保险箱里。将来如果能被放到某个博物馆里，供世人参观，该多好啊。

我比较诧异，这难道真的是梅曼当时做的第一台激光器么？休斯实验室居然允许梅曼把它带出来，为个人所有。

cross-posted from 激光衍

最近，来自德州奥斯丁大学的物理学家首次对布朗运动的微米小球的速度进行了测量，相关结果发表在《Science Express》上（是《Science》杂志的网络版，只有编辑认为的最重要的稿件才会在这上面预先发表）。在实验中，他们首先获得了一个非常稳定的光镊系统，用于束缚3微米半径的小球。为了把小球抛到空中，他们还特别设计了一套超声波发生器，产生足够的冲力来克服表面张力。在空气中，这个系统非常稳定，小球能够在光镊中维持两天以上。为了测量小球的速度，他们用了另外一束激光照射小球，通过测量反射光可以获得小球的位置。这套测量系统的位置精度是0.1纳米，测量所需的时间小于1微秒。正是在如此高精度的测量系统帮助下，作者才能对小球的位置进行实时测量，从而得到其运动的速度。

我们知道，小球在空气中是被大量的分子碰撞的。因此在平衡态下，其运动就是一个典型的布朗运动。但是由于小球的质量比空气分子大得多，要完全改变小球的初始运动速度与方向，需要一个特征时间tau。如果我们的测量仪器能够在远远小于这个特征时间的尺度内完成对小球速度与位置的测量，那么我们就可以完成对小球速度的实时测量。对于实验所用的这个系统来说，特征时间tau大概在几十到几百微秒的量级，因此作者就完成对布朗运动速度的测量这一爱因斯坦看来几乎不可能的任务。接下来，作者们希望能在加入反馈冷却系统来冷却小球，使之逼近量子基态。如果真的能够实现，那么将会有更多好玩的事情出现。我期待着看到他们的新结果。

1960 年 5 月 16 日，加州马里布，休斯实验室，世界上第一台激光器（Laser）在此诞生。梅曼（1927～2007）在一块指尖大小的红宝石晶体的两个平行面上镀银，把它插入一支螺旋形的闪光灯中间，然后把它们一起放在一个铝制的圆筒腔里，得到了红色的脉冲相干光输出。同一天，在巴黎，为缓解东西方的紧张局势举行的美苏英法四国首脑会议，草草以失败收场。原因是艾森豪威尔拒绝赫鲁晓夫就月初发生的间谍侦察机事件做出道歉的要求，让冷战时期的美苏关系降至最低点。

这两个事件除了在同一天发生，还真有那么一些联系。首先，二战以及战后美苏间的对抗，让两国政府增加了对科学研究的投入，这加速了激光的发明。另外，1964 年因发明激光而获得诺贝尔奖的汤斯，在二战期间参与过雷达导航轰炸系统的研究。当时，军方让他做短波长（1～1/4 厘米）的雷达，以获得更好的方向性，机载的天线也能小一点。他完成了，但是因为大气中水汽在这个波段的吸收，这个波段的雷达并不实用。不过，这段工作经验让他于战后发明激微波（Maser）变得顺理成章，他的团队制作成功的第一台激微波就在这个波段。

1953 年发明的激微波和激光的原理相同，只是一个在微波波段，一个在可见光/红外波段。所以，1958 年，汤斯和肖洛提出激光时，把它称为光学激微波（optical maser）。但是，由激光历史上另一个著名人物，古尔德，提出的缩写 LASER 最终流行起来。

所以说，激光和互联网一样是从军事目的的研究中发展起来，这也许是它的原罪。大众提到激光，首先想到的是激光武器，科幻小说中的死光枪。

在最近的一期《科学》中，报道了量子机器，实际上就是微型机械振子系统，冷却到量子基态，然后用于精密测量或者展示一些量子世界的奇妙现象。这篇报道对这个方向很乐观，估计到明年就将有差不多6个实验组同时实现这个目标。同一期中，也有一个音频采访，讨论了这个有趣的话题。

量子计算机提出了十几年了，但如何能够做出比经典计算机更好的工作，还没有实现。最近有两个实验组分别利用单光子系统和NMR系统完成了对氢分子基态能量的计算，精度非常高。这个代表了未来量子计算的一个发展方向，也许意味着量子计算化学的诞生。

另外的一个有趣的进展，是利用192束激光点火，完成核聚变的项目有了很大的进展，相关论文已经在网上公开了，科学杂志也对此作了一个详细的报道。核聚变是人类能源的最终极来源，能够做出可控核聚变，人类才能有光明的未来。

这是一句中国的俗语，今天的Nature上就有一篇文章“证实”了这一说法。

这篇文章的题目是 Foot strike patterns and collision forces in habitually barefoot versus shod runners Nature 463, 531-535 (28 January 2010)，链接在这里。文章比较了光脚跑步和穿鞋跑步习惯上的区别，一般来说穿鞋的跑步者习惯用后脚掌着地，而光脚的喜欢用前脚掌着地（下左图）。对于冲击力来说，不同的脚掌着陆方式带来不同的响应（下右图）。看来对于保护关节来说，习惯光脚跑步还是很有帮助的。

原文链接在这里，相关的英文报道。

http://drgan.net/2010/10653/

 最早的中文科学专著

众所周知，科学发源于西方，中国古代没有科学传统，故根本不存在所谓的“李约瑟猜想”（即为什么科学和工业革命没有在近代的中国发生）。

科学从西方引入中国，只能通过对外交流。而中国向来以“中央帝国”自居，将中国之外的国家视作是蛮夷，不会有主动交流的欲望。而在海上航行不成熟的年代，最初更多是依靠陆上的商业交流，从西方抵达东方，需要跨越高山峻岭，邪恶沙漠，一路上危机重重，想想也不可能商人会大老远的送来科学书籍。传递科学文化的只可能是一群带着某种使命的人，是的，他们就是传教士。这是非常有意思的事情，科学和宗教历史上势不两立，然而到了东方，两者却完美的结合起来。

中国学者求证哈佛“作假”

■记者 孙滔

东南大学的崔铁军和程强近日贴在 arXiv 上的文章：An electromagnetic black hole made of metamaterials，被多个英文媒体报导，因此大热[1,2,3]。吸引眼球的主要原因是题目中的“黑洞”，但是文中所说的装置并非宇宙学上的“黑洞”的确切类比。另外，文章说这个装置可以用于收集太阳能。我觉得这又是不着边的话，这种超颖材料都是窄波段的，即便做到可见波段了，又如何能高效地收集太阳光呢。

量子叠加态最大能够在多大的系统中存在？目前已经在光子，原子，以及cooper对中看到了薛定谔猫态。下一步是什么，当然是微型的机械系统了。通过光（纳米）机械振子技术，我们可能很快就可以看到振子系统的薛定谔猫态了。可是，我们能够真的在生物体中看到薛定谔猫态么？似乎不可能，但最近的理论工作告诉我们这是可行的^[1]。通过光镊技术，可以把几十个纳米大小的振子束缚在光势阱中。这个振子几乎是完全与环境脱耦的，有可能通过光驱动冷却到基态，从而制备出薛定谔猫态出来。要知道，很多病毒是能够在真空中生存的。因此如果我们把病毒束缚在振子中，我们就可能制备出具有生物活性的系统的量子叠加态。这种量子叠加态与薛定谔当年提出的薛定谔猫态就几乎一模一样了。同样的技术也可能用于其他基于光学机械振子系统的各种量子信息处理过程^[2]。