物理学前沿 疑难问题的哲学思考.

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1 物理学前沿 疑难问题的哲学思考

2 疑难问题概述

3 1、宇观 ——研究整个宇宙和天体的创生和演化 重大疑难——宇宙起源、暴胀、黑洞、奇性、宇宙年龄、宇宙常数、宇宙弦、宇宙结构、反物质、暗物质、暗能量、中微子、类星体、引力波、广义相对论与时空弯曲、银河系、太阳系、恒星诞生、行星运动、地-月创生和演化、生命起源、火星、外星生命、宇宙神秘数字之谜、宇宙加速膨胀之谜……

4 2、微观 ——研究物质结构和基本粒子的相互作用及其运动的根本规律 重大疑难——物质深层结构之谜（质子自旋危机）、概率论和决定论、统一场论（大统一、超统一）、对称与破缺、夸克囚禁、超对称、超弦、真空疑难、量子计算机、量子隐形传态、量子非局域性、量子论与相对论之矛盾、狭义相对论与超光速疑难、引力场与强、弱、电规范场、量子极限常数之谜……

5 3、宏观 ——研究日常所见范围内的非线性复杂性科学问题 重大疑难——自组织与耗散结构、分形与分维、混沌、孤子、湍流、高温超导、超流、纳米材料、光纤传输、凝聚态物理、生物物理、人工智能和神经计算、数学物理、化学物理、医学物理、航天物理、灾害物理、地球物理、大气物理、检测物理、工程物理、艺术物理……

6 物理思想与 数学基础简介

7 一、广义相对论的基本内容 1、 引言 ★狭义相对论没有解决的重大问题是什么？ （1）非惯性系问题；（2）引力场问题 2 、马赫原理
——物体的惯性是由宇宙中无数巨大天体对该物体的作用产生的。非惯性系中的惯性力是物体对产生加速度的反抗。 宇宙中遥远天体对物体有何作用？——只有引力！所以惯性力本质上是一种引力。

8 ★★ 爱因斯坦吸取了马赫思想中的合理内核，认为：
（1）引力是建立非惯性系的关键，引力场与非惯性系加速场等效。这发展为爱因斯坦的等效原理。并将狭义相对性原理推广为广义相对性原理。 （2）时间和空间的性质应当由物质及其运动所决定。这发展为引力场方程。

9 3、 广义相对论的基本原理 （1）广义相对性原理 ——一切参考系在描述物理规律上都是等价的。 （2）等效原理 ——引力场与非惯性系加速场等效。

10 ★★ 等效原理 （1）引力质量与惯性质量的等同性

11 实验结论： 实验精度 牛顿 ———————————— 10-3 1908年，厄缶（ ）—— 10-9
牛顿 ———————————— 10-3 1908年，厄缶（ ）—— 10-9 1964年，R.H.Dicke—————— 10-11 1972年， V.Braginsky ———— 10-13

12 （2）爱因斯坦升降机和等效原理 地 球 太 空

13 引力与惯性力等效； 引力场与非惯性系加速场等效。 在任何引力场中的任一时空点，人们总能够建立一个自由降落的消除了引力场的局域惯性系，在这一参考系中，狭义相对论所确立的物理规律全部有效。

14 由于引力质量与惯性质量相等，任何物体在引力场的同一点上，都受到同样的加速度。一切物体，只要初始条件相同，在引力场中的四维时空轨道必然相同。这就是引力场中粒子运动轨道的唯一性（与粒子的类型无关）。这称为伽利略原理。当时科学家都熟悉这一原理，但惟有独具慧眼的爱因斯坦从这司空见惯的事情中看出其蕴涵的深刻道理： 引力场等价于一个弯曲时空几何场！

15 4、弯曲空间 太 空 地 球

16 爱因斯坦说：“引力不像其它种类的力，引力只不过是时空不是平坦的这一事实的后果。时空是由于在它中间的质量和能量的分布而变弯曲的”。
★ 按广义相对论，引力场是存在于空间的外来场吗？ 爱因斯坦说：“引力不像其它种类的力，引力只不过是时空不是平坦的这一事实的后果。时空是由于在它中间的质量和能量的分布而变弯曲的”。 引力场不是存在于空间的外来场，而是空间的弯曲结构造成的几何场。由于空间本身弯曲，所以任何物体运动的轨道都是一样的，即所有的“惯性质量”所产生的效应是相同的。

17 引力 物理场 弯曲时空 几何场 等价 ★

18 1999年12月26日， 爱因斯坦 被美国《时代》周刊评为 “世纪伟人”

19 小时侯的爱因斯坦

20

21

22 爱因斯坦生日留影

23 5、 爱因斯坦引力场方程 时空几何结构 = 物质分布和运动 其中 称度规张量， 是里奇张量，R 是 标量曲率，它们决定时空的几何结构。 是能
标量曲率，它们决定时空的几何结构。 是能 量动量张量。

24 6、施瓦西（K.Schwarzschild）度规
[1]、度规概念： 平面直角坐标系中，长度元的平方为 在球面坐标系中，有

25 在相对论中，闵可夫斯基四维间隔为 可见，上述各式都是坐标微分的二次函数。 取自然单位制 c = 1 ，则（3）式可写为

26 以上各式都可以统一写成 其中 称为度规张量，它描述了弯曲空间 的几何结构特征。 而（5）式右方，是按照爱因斯坦求和约定：凡一项中，重复一次的一上一下指标，表示在N 维空间中求和。

27 （1）式 可写成（5）式，具体展开式为 此例中：

28 显然，度规在三维空间中有9个分量，而在四维空间中有16个分量，写成矩阵形式则很简洁方便。
例如，（1）式 的度规为：

29 （2）式 的度规为： （4）式 的度规为： 这称为闵可夫斯基四维平直空间的度规张量。

30 [2]、施瓦西（K.Schwarzschild）度规：
在施瓦西半径 r s= 2GM，即黑洞的“视界”处和 r=0 处是两个奇点。 r = 0 处是个“本性奇点”，全部质量集中在这点上，密度无穷大，时空曲率无穷大，在这一点上，一切物理学定律包括爱因斯坦相对论都失效了，它是一个真正的黑洞奇点。而 rs=2GM处，是由于坐标选取引起的奇点，它经过适当坐标变换，可被消除掉，称为坐标奇点，并不是真正的奇点。

31 7、Friedmann-Robertson-Walker度规

32 物理思想与数学基础 简介

33 一、广义相对论的基本内容 1、 引言 ★狭义相对论没有解决的重大问题是什么？ （1）非惯性系问题；（2）引力场问题 2 、马赫原理
——物体的惯性是由宇宙中无数巨大天体对该物体的作用产生的。非惯性系中的惯性力是物体对产生加速度的反抗。 宇宙中遥远天体对物体有何作用？——只有引力！所以惯性力本质上是一种引力。

34 ★★ 爱因斯坦吸取了马赫思想中的合理内核，认为：
（1）引力是建立非惯性系的关键，引力场与非惯性系加速场等效。这发展为爱因斯坦的等效原理。并将狭义相对性原理推广为广义相对性原理。 （2）时间和空间的性质应当由物质及其运动所决定。这发展为引力场方程。

35 3、 广义相对论的基本原理 （1）广义相对性原理 ——一切参考系在描述物理规律上都是等价的。 （2）等效原理 ——引力场与非惯性系加速场等效。

36 ★★ 等效原理 （1）引力质量与惯性质量的等同性

37 实验结论： 实验精度 牛顿 ———————————— 10-3 1908年，厄缶（ ）—— 10-9
牛顿 ———————————— 10-3 1908年，厄缶（ ）—— 10-9 1964年，R.H.Dicke—————— 10-11 1972年， V.Braginsky ———— 10-13

38 （2）爱因斯坦升降机和等效原理 地 球 太 空

39 引力与惯性力等效； 引力场与非惯性系加速场等效。 在任何引力场中的任一时空点，人们总能够建立一个自由降落的消除了引力场的局域惯性系，在这一参考系中，狭义相对论所确立的物理规律全部有效。

40 由于引力质量与惯性质量相等，任何物体在引力场的同一点上，都受到同样的加速度。一切物体，只要初始条件相同，在引力场中的四维时空轨道必然相同。这就是引力场中粒子运动轨道的唯一性（与粒子的类型无关）。这称为伽利略原理。当时科学家都熟悉这一原理，但惟有独具慧眼的爱因斯坦从这司空见惯的事情中看出其蕴涵的深刻道理： 引力场等价于一个弯曲时空几何场！

41 4、弯曲空间 太 空 地 球

42 爱因斯坦说：“引力不像其它种类的力，引力只不过是时空不是平坦的这一事实的后果。时空是由于在它中间的质量和能量的分布而变弯曲的”。
★ 按广义相对论，引力场是存在于空间的外来场吗？ 爱因斯坦说：“引力不像其它种类的力，引力只不过是时空不是平坦的这一事实的后果。时空是由于在它中间的质量和能量的分布而变弯曲的”。 引力场不是存在于空间的外来场，而是空间的弯曲结构造成的几何场。由于空间本身弯曲，所以任何物体运动的轨道都是一样的，即所有的“惯性质量”所产生的效应是相同的。

43 引力 物理场 弯曲时空 几何场 等价 ★

44 1999年12月26日， 爱因斯坦 被美国《时代》周刊评为 “世纪伟人”

45 小时侯的爱因斯坦

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48 爱因斯坦生日留影

49 5、 爱因斯坦引力场方程 时空几何结构 = 物质分布和运动 其中 称度规张量， 是里奇张量，R 是 标量曲率，它们决定时空的几何结构。 是能
标量曲率，它们决定时空的几何结构。 是能 量动量张量。

50 6、施瓦西（K.Schwarzschild）度规
[1]、度规概念： 平面直角坐标系中，长度元的平方为 在球面坐标系中，有

51 在相对论中，闵可夫斯基四维间隔为 可见，上述各式都是坐标微分的二次函数。 取自然单位制 c = 1 ，则（3）式可写为

52 以上各式都可以统一写成 其中 称为度规张量，它描述了弯曲空间 的几何结构特征。 而（5）式右方，是按照爱因斯坦求和约定：凡一项中，重复一次的一上一下指标，表示在N 维空间中求和。

53 （1）式 可写成（5）式，具体展开式为 此例中：

54 显然，度规在三维空间中有9个分量，而在四维空间中有16个分量，写成矩阵形式则很简洁方便。
例如，（1）式 的度规为：

55 （2）式 的度规为： （4）式 的度规为： 这称为闵可夫斯基四维平直空间的度规张量。

56 [2]、施瓦西（K.Schwarzschild）度规：
在施瓦西半径 r s= 2GM，即黑洞的“视界”处和 r=0 处是两个奇点。 r = 0 处是个“本性奇点”，全部质量集中在这点上，密度无穷大，时空曲率无穷大，在这一点上，一切物理学定律包括爱因斯坦相对论都失效了，它是一个真正的黑洞奇点。而 rs=2GM处，是由于坐标选取引起的奇点，它经过适当坐标变换，可被消除掉，称为坐标奇点，并不是真正的奇点。

57 7、Friedmann-Robertson-Walker度规

58 影响世界的专利 这里，有与大家生活息息相关的一些发明创造，有些发明在几百年前就诞生并获得专利权，可直到今天还有很多发明家在改进并申请专利。这些专利推动了人类的进步和社会的发展，改变了我们的历史。 　　希望大家有兴趣浏览这些故事。也许，明天那个了不起的发明家和专利权人就是你。

59 人工心脏 Robert Koffler Jarvik，1946年5月11日在美国密歇根州出生，受家庭影响，从小就对机械和医学感兴趣。1976年在美国犹他州盐湖城犹他大学获得医学博士学位，专门从事医学、人工心脏方向的学习研究。设计研制了贾维克—7型人造心脏，开创了人造心脏移植的先河。

60 蒸汽机 James Watt（ ），他不仅发明了蒸汽机，还在1769年获得了蒸汽机的专利，这推动了蒸汽动力成为工业革命的基础。之后，他又改良了蒸汽机，还和研究伙伴Matthew Boulton、William Murdock一起共同实现了其他几项发明。瓦特修改了原有的动力单位“马力”的计算方法，人们为纪念他，将功率的单位命名为瓦特。

61 拉链 Gideon Sundback,（ ），美籍瑞典发明家。1906至1914年间，在为后来成为Talon有限公司的公司工作时，在拉链开发方面取得了重大进展并申请了专利。“拉链”这个名称是将逊德巴克发明的装置用在他们新靴子上的B.F.Goodrich创造的。最初拉链主要用于靴子和烟草袋，二十年后开始在时尚产业界流行。逊德巴克还发明了用于制造拉链的机器。 随着科学技术发展和人类需求的不断提升，有关拉链、拉链制造工艺和制造设备的专利申请和发明层出不穷，拉链材料由最初的金属材料变成了以尼龙等非金属材料为主；拉链结构由单一的闭口拉链变成了闭口拉链，开口拉链和双开口拉链三个大类；注射成型，连续注射成型工艺大大提高了拉链生产效率，拉链的品种、规格、色彩、功能日新月异，并广泛用于军事、民用、农牧、医疗、航天、航空等领域。

62 飞机 Wilbur Wright（ ）和Orville Wright（ ）分别出生在印地安那州和俄亥俄州。他们对飞行的兴趣可以追溯至1878年他们的爸爸给他们一个飞行玩具。1889年开始他们一起经营印刷商店并相当成功。1896年，德国滑翔机先驱奥托•李林塔尔（Otto Lilienthal）死于滑翔机坠毁，这重新激起了他们对飞行的兴趣。他们在1903年制造出了第一架依靠自身动力进行载人飞行的飞机“飞行者”1号， 12月试飞成功。1906年，他们的飞机在美国获得专利权。1909年他们获得美国国会荣誉奖。同年，他们创办了“莱特飞机公司”。1912年威尔伯•莱特逝世后，奥维尔•莱特奋斗30年，使莱特飞机公司成为世界著名飞机制造商，资金高达百亿美元。 该专利申请的飞机是一种滑翔机，并未包括动力装置和螺旋桨。该专利记载的飞机今天看起来似乎很稚拙，甚至在现代人眼中显得可笑，但是它展示了飞机的俯仰平衡、方向平衡和横侧平衡，使飞机在空中可控飞行，显示了强大的生命力，跨时代地造福于人类。

63 膨胀螺钉 John Joseph Rawlings，工程师和建筑承包商，1887年和他的兄弟一起在伦敦开了一个小水管公司。公司跟随时代技术要求的改变不断成长，在19世纪90年代初增加了电气工程，到1910年时罗林斯兄弟有限公司的经营范围包括电气、卫生设备、汽车以及通用工程、建筑以及装饰。他在1911年申请了关于膨胀螺钉的专利，1913年该申请被授权。他们兄弟在1912年注册了商标“Rawlplug”，并在1919年将原公司的Rawlplug分部改造为Rawlplug有限公司。 该发明专利申请的名称是“改进的螺钉或其他安装件的孔塞或套”。该孔塞或套是一种管状物。它是由软纤维质，植物、矿物或动物纤维材料形成的；具体地说，该管状物的壁是由多股诸如棉线、黄麻、大麻、石棉、毛发与骨胶之类的胶合剂形成的纤维合成条组成的，这些合成条是柔软的；这些多股纤维合成条依次排列形成中空管状，其外周由薄棉纸或编织物之类的材料与橡胶，骨胶或浆糊形成外壳，其具有一定的刚性；然后根据使用需要可截取不同的长度作为螺钉或其他安装件的孔塞或套；上述纤维合成条以管状物的外径都可根据需要改变。

64 智能卡 Roland Moreno，法国人，他在1974年， 29岁，还是一名记者的时候，发明了智能卡，被誉为智能卡之父。
智能卡是一种用于身份识别且具有高度安全性的集成电路卡，它是将具有存储控制及数据处理功能的集成电路芯卡镶嵌入塑料卡内形成的。它的起源可追索到1974年3月25日，名称为《数据存储方法和数据存储系统》的法国专利FR 。 该专利所揭示的电子微结构卡，是具有存储、处理、控制、安全于一体的智能型卡。其卡中封入的芯片也不是一般意义上的集成电路片，除了其可便携及环境适应性外，更突出的特点是它的安全性，是在集成电路设计阶段就提供了很好的安全保护措施，如身份识别证明码、禁止器、检测器、编码器、逻辑电路、监控程序、时钟工作频率的检测、随机数产生、逻辑实施对物理存储器的保护，防止地址截取，加密运算等手段和措施的应用。

65 CT计算机X射线断层扫描技术 Godfrey Newbold Hounsfield（ ），出生于英国诺丁汉郡的一个农场，1938年在纽瓦克上学。1939～1946年在皇家空军的无线电雷达学校服役，1951年进EMI公司。亨斯菲尔德设计了英国第一台全晶体管计算机和薄膜存储器，以后又从事模式识别研究。1961年开始研究计算机处理断层图像的技术，1968年申请专利，1971年制成CT扫描仪。CT对人体内病灶的显示比X光照片清楚得多，因而能看出X光检查不到的病灶。他因此获得1979年度诺贝尔医学奖。 该申请的摘要是“在X或γ射线照射检查人体的仪器中，从若干方向对人体的两维矩阵单元进行照射，并且用多路径测量穿越人体小层面照射的透过情况，路径的方向和数量使得通过层面不同组群单元的一组路经要横断每个矩阵单元。从这些测量，计算各个矩阵单元的吸收或透过率，并用阴极射线管显示和/或制作照片。” 具体地说，探测器7每次探测的输出通过放大器和计算器形成代表计数数量的数字输出，再由对数转换器将其转换成对数形式，以便形成线性输出，使得沿着路径总吸收量等于沿着路径每小单元吸收总积，并将其存储在诸如磁带等记录器中，计算机运算处理将人体每3毫米层体立方体的数字量表示其材料的X射线吸收率，再将其通过数模转换器变成模拟型式，把数字矩阵中的每个数字转换成由黑到白不等灰度的小方块，再通过色调打印机产生照片，或在显示器上显示。或者也可以将计算机处理后的输出保留在数字方式与模式识别技术相比较产生其他数字化图像。这样就能发现人体内有关部位的细小病变。

66 磁共振成像 Raymond Damadian（1936-?），出生于美国纽约。他1956年获得数学专业的理学士，接着转向医学并在1960年获得爱因斯坦医学院的医学博士。后来进入美国纽约下城医学院，在这里他对活体细胞中钠和钾的研究引导他开始第一个用到核磁共振的试验，并最终在1977年制成第一台核磁共振人体扫描仪，对世界科学和医学做出了重大贡献。 该专利利用核磁共振激发所选择的人体组织原子核处于高能状态，当高频电磁场去除后，其返回平衡状态时就会产生射频脉冲信号，用探测器检测这些信号，并将其输入计算机，经过处理转换，在屏幕上显示重建图像。

67 晶体管 John Bardeen（ ）、walter House Brattain（ ）和William Shockley（ ）因对半导体方面的研究和发现晶体管效应而分享1956年的诺贝尔物理学奖。其中，巴丁出生于美国威斯康辛州，还因发展超导电性理论与另外两名科学家共享1972年的诺贝尔物理学奖；布拉顿出生于中国厦门，主要研究领域是固体表面特性，并申请了许多专利；肖克莱出生于英国伦敦，他对电子界主要贡献之一是将量子理论引入半导体研究。 该专利主要揭示了一种点接触型的锗晶体管，导致了晶体管的问世，但是这种晶体管噪声较大，放大倍数有限，也不能控制较高功率，阻碍了它的使用范围。第二年，W·B·肖克莱针对这些问题，又研究成功了面结型晶体管，为此，他获得了美国第 号专利。其他改进还包括用硅代替锗。现在的晶体管，大部分仍是这种面结型晶体管。

68 电视 John Logie Baird (1888 –1946)是英国电器工程师，世界上第一台可用的电视系统的发明者，被称为电视之父。他出生在苏格兰海伦斯堡一个牧师的家里，曾就读于拉奇菲尔德高等学校、皇家技术学院及格拉斯哥大学，因第一次世界大战而辍学。 随着1875年电话发明以及无线电和电影技术的发展，很多科技人员着手研究图像传送技术，想应用最新科技成果，对静止或活动的景物、影像进行光电转换，并将电信号传送出去使其他地方能即时重现画面。首先发明和实现这样电视系统的是英国工程师J.L.贝尔德（John Logie Baird）。贝尔德于1923年7月26日向英国专利局申请了名称为“通过有线或无线电波通信方式，传送图像、肖像和场景的系统”，并于1924年10月9日获得授权，专利号为GB222604。贝尔德上述专利提示了一种传送图像、肖像和场景的方法和系统。 在贝尔德根据机械扫描原理从事电视系统研究时，美国的发明人在进行电子扫描的研究，力图采用另一种技术路线—电子式电视系统。俄裔美国工程师左里金（Vladimir Eworykin）J　1923年12月29日申请，于1938年12月20日才批准公布的US 专利，发明了显像管和摄像管技术以及电视系统，为电子式电视系统奠定了基础。

69 安全剃刀 发明人美国人吉利在1855年出生于美国威斯康星州，不久他的全家搬到芝加哥，吉利在那里生长，并接受教育。1871年芝加哥大火灾使他们变得一无所有。为了谋生，年青的吉利被迫放弃了学业，开始为生活而奔波。金・吉列选择了对学历要求不高的推销员工作，一干就是24年。 1901年，46岁的金・吉列才熬出了头。 1901年12月3日，K·C·吉利（Gillette，King Camp）向美国专利局提出了名称为“剃刀”的专利申请，并于1904年11月15日被授予US 号专利。 该项发明不仅给剃刀行业带来了一次变革，同时，也诞生了一个全世界具有商业价值的品牌――吉列。

70 真空瓶 Sir James Dewar( )真空瓶的实际发明人是英国化学家和物理学家、苏格兰人詹姆士·杜瓦（James Dewar）（ ）。他是剑桥大学和伦敦英国皇家学院教授。他从事低温现象研究，1891在摄氏-240温度下，制出了液态氧。为了保存这种液态氧，1893年，他发明了双层壁真空瓶。真空是非常好的绝热材料；玻璃是热的不良传导物，并在瓶壁上涂上水银形成该面，防止热辐射，这样的玻璃双层壁真空瓶是一种储存液态气体、低温研究较理想的容器和工具，世称杜瓦瓶。事实上，这样的瓶热不能传进去，也不能散出来，对所存之物不管是保冷或保暖都是非常有效的。但是，杜瓦对真空瓶的广泛用途当时并没有认识到。 　　杜瓦雇用了两名德国吹玻璃工匠制造这种真空瓶，并用于教学和研究工作，他也曾申请过英国专利（GB 439/1893），但该申请仅涵盖抽去空气形成真空而不是将其成为相应的容器。1903年，当年被杜瓦雇用的两个德国吹玻璃工匠之一赖因霍尔德·伯格（Reinhold Burger）对杜瓦瓶进行了改进，并于1903年10月1日申请了德国专利，申请号为DE ，名称为《具有封闭真空空腔的双层壁容器》。他同时也申请了美国、英国专利。该专利的改进之处在于，在双壁形成的真空空腔中加入加固件，避免双层真空瓶壁因盛水等压力而爆破。并在说明书中指出该容器作为保温瓶等日常用具使用时应配装像类似军用水瓶这样的外壳。 　 杜瓦发明了储存低温液态气体的真空瓶（杜瓦瓶），伯格的专利发明对其进行了改进，形成了不同场合能使用的一种保温瓶，例如，热水瓶、冰瓶等，很快成为人类日常生活不可或缺的生活用品。

71 尼龙 Carothers，Wallace Hume（1896～1937），美国有机化学家。1920年在密苏里的塔基欧学院毕业。1921年在伊利诺伊大学获硕士学位，1924年获有机化学博士学位。在该校任教两年后到哈佛大学任教。1928年起，在美国杜邦公司任职9年,领导基础有机化学的研究工作。1936年当选为美国科学院院士，他是第一个从产业部门选为该院院士的有机化学家。 1928年，著名的美国杜邦公司为加强有机化学的研究，在威尔明顿建立了实验室，并由W·卡罗瑟斯（Carothers, Wallace Hume）主持一个小组研究用聚合方法获取高分子量物质。 经过七年的研制，终于在1933年，在世界上首先研制出了人造有机纺织纤维——长链聚酰胺纤维，并命名其为“Nylon”，成为英文该类合成纤维的通用商品名称。这是一种全新的人工合成材料纤维。 W·卡罗瑟斯作为发明人，于1937年4月9日申请了美国专利，发明名称为《合成纤维》，并于1938年9月20日被授予专利权，美国专利号为US ；所申请的英国专利也获得授权，英国专利号为GB 。

72 视 点

73 闪存专利大战与我国闪存专利部署 如今，闪存技术已应用到几乎所有电子设备，如手机、汽车、打印机、网络设备、机顶盒、高清电视、游戏机等。随着小容量闪存产品价格的急剧跌落，使用闪存的U盘、数码相机、手机、MP3、MP4等电子产品已走入寻常百姓家。计算机软盘、播放器微硬盘、随身听光盘等大量存储介质已被小容量闪存产品取代，小容量电子存储已进入“闪存时代”。 大容量闪存产品也在推动一场新的存储革命，并将打破硬盘独霸大容量存储市场的格局。例如，超级天才公司推出的128G闪存已在一些台式计算机中取代硬盘。三星公司今年年底将推出256G的大容量闪存，并逐步推广到笔记本电脑。索尼更是先行一步，率先在全球推出了用闪存取代硬盘的笔记本电脑，并赢得了市场追捧。

74 闪存计算机的优势有哪些呢？首先，它可实现即时、瞬间启动。其次，由于没有硬盘马达和硬盘驱动器，闪存计算机基本可以实现静音工作。此外，闪存计算机的抗震、抗摔打性能极强，在国防、建筑、民航、交通等部门能快速普及；在功耗、重量、体积、读取速度、防潮、防磁等方面，也具有很大优势。种种迹象表明，大容量存储即将迎来“闪存时代”。 闪存产品有着巨大的市场。例如，远东地区聚集着全球最大的闪存产业基地，其中，仅三星公司2008年的闪存销售收入就可望突破150亿美元；索尼公司也是远东闪存行业的一大霸主；在下游应用方面，联想、鸿海等公司拥有极其巨大的产能。远东地区生产的U盘、数码相机、手机、MP3、MP4、影碟机、计算机等电子产品约占全球产量的50%到90％以上。因此，获得对远东地区闪存产品的技术、配件供应商地位，就获得了对全球闪存市场的控制权。

75 我国是全球最大的闪存专利文献发表国之一。大部分专利文献来自国内发明人。相关文献主要分布在如下技术领域：
　　芯片技术。例如， 号文献涉及一种多芯片闪存器件及其复录方法。 号文献涉及一种具有存储器阵列的高密度集成电路。 　　存储单元技术。例如， 号文献涉及一种具有金属电容器的非易失性存储单元及电子系统。再如， 号文献涉及一种多位闪存器件和存储单元阵列。   　 存储器装置。 号文献涉及一种非易失性存储设备和相关操作方法。在非易失性存储设备中，在编程操作的第一编程间隔期间，在从多个非易失性存储单元中所选择的多个选择存储单元之中的第一组中编程具有第一逻辑状态的数据，随后在第一编程间隔之后的编程操作的第二编程间隔期间，在所选择的存储单元之中的第二组中编程具有不同于第一逻辑状态的第二逻辑状态的数据，在多个非易失性存储单元上执行编程操作。

76 存储器制造、操作方法。例如，200710007249.5号文献涉及一种闪存装置制造方法。该装置包括部分隧穿氧化物层、第一多晶硅层、硬掩模层和半导体衬底等。
　　存储器系统。例如， x号文献涉及一种闪存桥接装置、方法及其应用系统。它用闪存桥接装置中提供的缓冲区作为高速缓存，以储存NAND闪存中的部分地址数据；用闪存桥接装置中提供的高速缓存控制逻辑判断欲读取的数据为高速缓存命中。 　　数据恢复技术。例如， 号文献涉及一种具有闪存设备的系统及其数据恢复方法。该方法包括：对耗损平衡方案读取来自闪存设备的块排列信息；参考块排列信息中包含的分配块信息恢复块映射表；参考块排列信息中包含的擦写块信息，扫描在所述闪存设备的擦写块的备用区域中包含的地址分配信息，并且根据扫描的地址分配信息更新块映射表。

77 管理、编程方法。例如200710142756. X号文献涉及一种闪存器件及编程方法。再如，200710101881
　　数据管理方法。例如， 号文献涉及一种非易失性地存储冗余数据的ECC保护保留区域的NAND闪存器件。 　　存储器结构。例如， 号文献涉及一种在非易失性存储器中存储多位的位符号识别方法和结构。 　　二极管存储器。例如： 号文献涉及一种栅极二极管非易失性存储器的操作。再如， 号文献涉及一种栅极二极管非易失性存储器工艺。

78 　防毒存储器。例如， 号文献涉及一种防毒USB快闪存储器。它由USB接口、控制芯片和Flash存储芯片构成；控制芯片支持USB协议，可以通过USB接口与外部主机进行相关命令和数据的通信，并将数据写入或读出Flash存储芯片。 　　多位存储器。例如， 号文献涉及一种单层多晶硅、多位的非易失性存储元件及其制造方法。再如， X号文献涉及一种多位纳米晶体存储器。 　　纳米硅存储器。例如， 号文献涉及一种基于双层纳米硅结构的非挥发性浮栅存储器及制备方法。 　　三维存储器。例如， 号文献涉及一种三维存储器之只读存储元。多个只读存储元通过多根选址线相连，组成一个存储层。多个存储层在衬底上相互重叠。 控制器。例如， 号文献涉及一种用于控制在非易失性存储器中重写数据的交通工具控制器。再如， 号文献涉及一种用于微控制器的可遥控改编程序的程序存储器。 　　此外，还有大量闪存专利涉及U盘、播放机、录音笔、手机、数码相机、数字电视等下游产品。这类专利72%以上来自国内发明人。

79 发光二极管技术专利申请态势分析 无机发光二极管（LED）是一种可靠性高的全固体冷光源，和其他照明器件相比，具有发光效率高、环保、不易破损、寿命长等优点。利用它制成的照明用具的亮度是普通白炽灯的3倍，耗能仅为普通白炽灯的1/10，而寿命却是普通白炽灯的100倍以上。LED将彻底改变人类的照明历史，是21世纪最有发展前景的绿色照明光源。 　　在LED技术突飞猛进的同时,有机发光二极管(OLED)照明技术近些年来发展迅速,其具有超轻、超薄、结构简单、发热量低、柔性高等特点，亦引起各国的高度关注。从2003年开始，OLED显示设备在MP3播放器上得到了广泛应用，而对于同属数码类产品的相机与手机，此前只是在一些展会上展示过采用OLED屏幕的工程样品，并未进入实际应用的阶段。

80 专利申请量逐年增加 　　从1985年开始，我国就有LED相关专利申请出现，且申请量逐年增加，尤其在2000年之后，数量迅速增长，年增长率超过30%。2000年，我国LED专利申请量超过100件，2005年超过1000件。单从数量上来看，国内申请和国外来华申请发展趋势比较一致。 　　OLED照明专利申请趋势与LED大致相同，但国内提交LED专利申请较多，且以实用新型专利申请为主。

81 专利申请国别分布较为集中 　　在LED相关专利申请中，我国大陆所占比例较低，中国台湾地区和日本尤其重视中国大陆市场，其申请量较多。 　　按照国家/地区划分，中国大陆LED专利申请占该领域专利申请总量的32.4%，中国台湾地区占24.3%，日本占24.3%，韩国占6.2%，美国占5.2%，德国占3.5%。中国台湾、日本、韩国、美国、德国作为半导体照明强国/地区，很重视中国大陆市场，尤其是中国台湾地区，其在半导体照明领域的全球综合排名在日本、美国、德国之后，但其在中国大陆的专利申请量却高于日本、美国、德国，说明其极其重视中国大陆市场。 　　与LED专利申请国别分布略有不同，OLED照明技术专利申请量排名前三位的国家和地区为中国、中国台湾地区以及日本（美国与日本并列第三。国内申请占据将近一半的比例，部分国内申请来自高校和科研机构，另一部分来自合资企业和独资企业。

82 国外公司为主要申请人 　　国外大公司在我国LED专利申请量排名中居前几位，而在国外申请专利的国内企业却较少。在华LED专利申请量居前几位的申请人依次为：三星、夏普、欧司朗、飞利浦、亿光、松下、日亚、住友、友达、晶元、鸿富锦、东芝、宁波安迪、昭和电工和中科院半导体所等。排在前10位的均为国外公司或中国台湾地区公司，其中包括4家日本公司、3家中国台湾公司以及韩国、美国、德国公司各1家，详见图7。可见，中国台湾公司和日本公司在LED领域占有绝对的优势。 　　与LED相关专利申请人分布相同，OLED照明领域的专利申请人主要是韩国、日本、中国台湾地区的大公司。在我国大陆，专利申请量领先的是清华大学以及其创办的维信诺公司。

83 染料敏化太阳能电池专利申请分析 （所有统计数据截至2010年3月22日止 ）
一提到绿色能源或者可再生能源，人们几乎马上想到太阳能电池。最早的太阳能电池是硅太阳能电池，诞生于1954年，距今已有50多年的历史。不过，由于硅太阳能电池制作工艺复杂、耗能大、成本高，其广泛应用受到限制。自1991年以后，染料敏化太阳能电池（Dye-Sensitized Solar Cell）因原材料廉价、制作工艺相对简单、性能较稳定、衰减少等优势进入人们的视线，并逐渐受到业内的广泛关注。 　　染料敏化太阳能电池是由纳米多孔半导体薄膜、染料（光敏化剂）、氧化还原电解质、对电极和导电基底等几部分组成，是一种以染料敏化宽带隙半导体薄膜为光阳极的新型光伏电池。

84 主要研发方向 　　最近几年，光伏电池或者光伏发电技术的研究及应用在我国备受重视，国家发改委在2007年8月31日发布了《可再生能源中长期发展规划》，并出台了一系列扶持光伏产业发展的优惠政策；2008年3月3日又发布了《可再生能源发展“十一五”规划》，进一步明确了中国可再生能源的发展目标。目前，我国已经成为国际光伏产品的生产基地。 　　但是，我国在染料敏化太阳能电池技术研发与应用方面仍面临着许多问题，主要集中在光电转换效率、大面积化、液态电解液封装和长期稳定性等方面。例如，在光电转换效率方面，目前染料敏化太阳能实验室小面积电池（0.2cm2）最高效率可达11%，但100cm2的电池效率只有5%至9%，远逊于硅系列电池及砷化镓电池等商用太阳能电池。 因而，探究合适的电解质凝胶和固态空穴传输材料来代替液态电解质，制备高转换效率的准固态和全固态的染料敏化太阳能电池，是该技术领域的一个重要研究方向。

85 近几年专利申请量猛增 　　染料敏化太阳能电池领域的相关专利申请，截至2010年3月22日所公开的数据，该领域的专利申请量为447件，2000年之前该技术领域的发展还处于萌芽期，仅在1996年和1999年分别有1件专利申请；2000年至2006年，该领域处于发展的初期阶段，申请量缓慢增加；2006年至今，进入快速发展阶段，其申请量迅速增长并保持较快的发展势头，其中，2008年的申请量已超过100件（2008年度和2009年度尚有未满18月公开的专利申请，所以2008年和2009的申请量未全面体现在数据中）。

86 专利申请人主要来自中日韩 　　染料敏化太阳能电池相关专利申请国别分布情况：中国申请人在华的相关申请量排在第一位，占总申请量（447件）的74.7％，日本和韩国申请人在华的专利申请量排在第二位和第三位，分别占总申请量的13.2％和4.0%。由此可见，国内在该领域的技术发展较为迅速，在专利申请量上具有绝对优势。 　　日本和韩国相对于其他国家而言，在该领域的技术实力比较雄厚，研发投入较多，专利保护意识很强，而且比较重视中国市场，已经开始在中国进行相关的专利布局。 　　染料敏化太阳能电池领域专利申请的主要申请人情况：申请量排在前十位的申请人中，除了韩国的三星位居第十名（与东南大学、南京大学、清华大学、武汉大学并列）之外，其余申请人均为中国企业或科研院所，日本化药则排在第十二名。 　　此外，值得注意的是，该领域的国内主要申请人中除了彩虹集团一家企业外，其余均为中科院研究所或高校。这表明，国内高校及中科院对该技术领域高度关注，已经投入了一定的研发力量，并具有较强的专利保护意识，以期在该领域的国际竞争中抢占先机。

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88 中国企业要在全球专利战略中占优 　　通过以上分析不难发现，染料敏化太阳能电池是太阳能光伏发电技术领域中较新的一个研究分支，目前仍处于实验室研发阶段，其专利申请大多在2000年之后；国内在该领域发展较为迅速，高校及科研院所对该技术领域高度关注，已经投入一定的研发力量，并具有较强的专利保护意识；日本和韩国在该领域的技术实力比较雄厚，研发投入较多，并已经开始在中国进行相关专利布局。国内有关企业或科研机构可以重点关注该领域新技术的研发，利用新材料、新工艺产出一些技术含量较高的核心专利，力争在全球专利战略中处于优势地位。

89 "山寨手机"的知识产权侵权现象分析 　 “山寨”是当今的流行词汇，从“山寨笔记本”、 “山寨春晚”，到“山寨天安门”、“山寨白宫”，不胜枚举。而这些说法的起源便是“山寨手机”。据不完全统计，2007年我国“山寨手机”的产量超过1.5亿部，约占手机生产总量的1/3，其中有40%销往东南亚、非洲等地区。2008年“山寨手机”出口达6000万部，2009年预计将达到1.1亿部。与之形成鲜明对比的是，国产品牌手机除华为、中兴、TCL等以国外市场为主的厂商外，几乎全部出现亏损；而以诺基亚为首的外国手机巨头在低端市场也丧失了不少份额，甚至连老牌国际手机巨头摩托罗拉也因连续亏损而重组，手机市场格局正在悄然变化。 　　百度百科对于“山寨手机”的解释是：“杂牌手机的戏称。就是没有自己的技术，完全靠攒件组装产品的手工作坊类的小工厂制作的手机。其外形通常都与一些知名一线品牌的热门产品极其相似，又没有比较正式的品牌，这些手机通常被称之为山寨机，即山寨手机。” 　　 “山寨手机”主要包括拼装机(没有核心技术采用拼装方式生产制造的手机)、仿制机(仿造知名品牌产品的手机)和杂牌机（没有正式品牌由一些未注册的厂商生产的手机。

90 “山寨手机”的知识产权侵权现象 　　外观设计涉嫌侵犯知识产权一直是“山寨手机”最受人质疑的一个问题。“山寨手机”的发展经历了简单模仿、真假难辨和设计创新几个阶段，现在市场上销售的“山寨手机”既包括仿制知名品牌产品的机型，也包括一些创新设计机型。根据“山寨手机”的外观设计特点和知识产权侵权情况，下面将“山寨手机”的外观设计分为4种类型，并就每一种类型简要分析其侵权风险。

91 1.整机完全复制模仿知名品牌手机 　　抄袭国际知名品牌的产品设计可以说是目前“山寨手机”中最为普遍的现象，一些热门机型在市面上甚至有数十款复制机销售。整机完全复制模仿知名品牌手机的“山寨机”又被称为高仿机，是影响最为广泛的一种类型。这类手机的外观设计无疑与被仿品牌相同或相似，判断这类“山寨手机”是否侵犯外观设计专利权，主要看被仿手机是否具有在中国获得的并至今维持有效的外观设计专利权。只要被仿手机具有有效的中国外观设计专利权，那么该类“山寨手机”就有外观设计专利侵权的风险。 　　 知名品牌大多比较注重知识产权保护。通过对我国外观设计专利公报数据库（数据时间为1985年10月至2009年1月，下同）进行检索发现，三星电子株式会社、诺基亚有限公司、LG电子株式会社和摩托罗拉公司的在华手机外观设计申请量在手机生产企业中位于前四位，这些公司大多对其热销机型建立了比较完备的知识产权保护网。例如，苹果公司的iphone是备受世界关注的一款手机产品，也可能是目前被“山寨”最多的一款手机。通过对苹果公司iphone的外观设计专利申请情况进行调查，可以对知名品牌公司的知识产权保护情况有一定的了解。 　　通过对外观设计专利公报数据库进行检索，苹果公司iphone的外观设计相关专利授权数量为44件，使用外观设计的产品名称包括数据处理装置、声音或图像的记录或复制设备、移动式通讯装置，其中使用“移动式通讯装置”名称的产品获得了15件外观设计专利授权。苹果公司在全球正式推出iphone之前，已经于2007年1月5日在美国申请了外观设计专利，并于2007年6月29日在中国申请了外观设计专利，专利号为 和 ，享有美国优先权。苹果公司iphone相关外观设计专利申请情况见表1。 　　苹果公司申请的iphone相关外观设计专利，对使用该外观设计的产品而言，包括了掌上电脑、MP3/MP4播放器、手机3种类型的产品；从外观设计而言，更是将iphone外观设计所有可能的组合都申请了外观设计专利。总的说来，苹果公司针对iphone外观设计建立起了非常全面的专利保护网。所以，以表2所示“山寨手机”为代表的“山寨苹果”都面临着外观设计专利侵权风险。　

92 　2.使用或模仿知名商标、标志 　　产品上使用或模仿知名商标、标志，分2种情况：一种是使用或模仿知名品牌商标标志；另一种是使用重大活动或事件相关标志。 　　使用或模仿知名品牌商标标志，涉嫌侵犯商标权。表4所示几款“山寨手机”就涉嫌对诺基亚公司、苹果公司和奔驰公司的商标侵权。有部分“山寨手机”为了避免直接侵犯他人知识产权，而使用模仿、变造的手段，例如：将“NOKIA”的商标仿造成“NCKIA”、“NOKLA”，将“Anycall”的商标仿造成“Amycall”、“Anycoll”，也涉嫌侵犯商标权。 　　 此外，使用重大活动或事件相关标志，也会涉嫌侵犯相关知识产权，如某款“山寨手机”上使用的“2008”和奥运五环标志均属于奥林匹克标志，根据《北京市奥林匹克知识产权保护规定》，未经授权在产品外观上使用奥林匹克标志的行为，属于侵犯奥林匹克知识产权的行为。

93 3.模仿知名品牌手机设计要素 　　与整机完全复制模仿知名品牌手机不同，有一部分“山寨手机”是模仿知名品牌手机的设计元素进行设计的，对此类“山寨手机”外观设计的侵权判断比较复杂。判定其是否侵权，需对该产品和被仿产品的外观设计专利授权公告图片进行比对，判断原则是：如果一般消费者经过对被比设计与在先设计的整体观察很难看出二者的差别，对于产品外观设计的整体视觉效果不具有显著的影响，则被比设计与在先设计相近似；否则，两者既不相同，也不相近似。

94 4.创新设计 　　近年来出现了一批让人眼前一亮的“山寨手机”产品。此类产品多是由“山寨厂家”委托专业的设计公司制作的，其中不乏精品，如某款汽车手机、腕表式手机和水立方手机。经检索，在外观设计专利公报数据库中未发现所示“山寨手机”的相关外观设计专利申请，此类设计作为创新设计，固然不具有外观设计专利侵权风险，但是从另一方面而言，也说明此类“山寨手机”的设计、生产企业没有针对这些产品申请外观设计专利，“山寨厂家”对自身创新设计的专利保护意识薄弱。

95 “山寨手机”未来发展方向 　　通过上述分析发现，我国的“山寨手机”已经形成了一条比较成熟的产业链，但问题也是明显的，一是违反国家有关法规，部分产品存在质量隐忧，对消费者合法权益构成侵害；二是知识产权保护意识薄弱，部分涉嫌知识产权侵权。 　　 违反国家法规、质量不合格，会严重影响“山寨手机”自身的发展。随着政府加强监管，对这些手机的打击力度会越来越大。“山寨手机”生产企业必须提高依法生产的自觉性，加强自身行业自律，减少和消灭违法生产的现象，维护行业健康发展。

96 60周年国庆盛典"检阅"我国专利技术 60周年国庆庆典中，国旗、礼炮、烟花、安防监控、指纹管理、GPS通讯、立体绿化、服装、食品、照明、电子显示、新能源汽车、摄像直播设备、固体燃料、国防产品等都使用了新技术。这些产品绝大部分由国内企业研发制造，展示了我国相关领域的最新专利成果。其中，比较有代表性的产品及专利技术如下：

97 烟花产品 　　建国60周年国庆烟火表演中，唯一在天安门广场安置并燃放的烟花产品是3幅面积均达2250平方米的巨幅架子烟花。它创造了3项吉尼斯世界纪录：单幅面积最大的静止架子烟花；用电脑控制电子点火装置“串并联”快引线燃放烟花数量最大的烟花表演，点火规模高达30余万支烟花；全球首次三维动画烟花燃放表演，通过电脑控制烟花静止燃放的阵列和色彩，形成三维动画。创造这些新记录的企业来自湖南浏阳。 为了满足大型架子烟花表演的需求，这些公司开发了一系列新技术：侧向喷火的架子烟花专用效果烟花筒技术、两孔喷火的架子烟花专用效果烟花筒技术、冷光烟花技术、无烟烟花技术等。这些技术目前都已经获得中国专利授权。 　　值得注意的是：受专利的单一性要求限制，一个成功的产品通常很难用一件专利涵盖，而往往包含很多关键节点的小专利、子专利。例如，此次建国60周年国庆大典上，在天安门广场唯一安置并燃放的巨幅架子烟花受如下专利保护：ZL ，一种无烟焰火；ZL ，一种字幕图案烟花组合结构；ZL ，一种字幕图案烟花的安装结构；ZL ，一种侧向喷火的焰火效果筒；等等。

98 照明和电子显示产品 　　国庆期间，整个天安门广场均采用LED照明，尤其是构建的9000平方米的LED“光立方”，极为引人注目。天安门广场两侧设立了367平方米的两个巨型LED显示屏，直播整个国庆阅兵和游行过程。人民英雄纪念碑两侧设立了250平方米的巨型LED显示屏，展示标语、图像和视频等。这些LED设备的发光晶粒、灯、驱动芯片等全部由国内企业生产、封装、安装。主要供应商有北京利亚德公司、深圳洲明科技公司、深圳雷曼公司等。 　　这些企业公开了不少专利文献，例如，在制造方法领域， 号文献涉及一种倒装焊结构发光二极管及其制造方法。 号文献涉及一种以ITO为P电极的两次光刻GaN基LED电极制作方法。 号文献涉及一种发光二极管及其电极压焊点的形成方法。 号文献涉及一种带有静电损伤保护功能的发光二极管及其制造方法。 号文献涉及一种带金属凸点阵列结构的倒装发光二极管及其制作方法。 　　在检测、控制、封装方法领域， 号文献涉及一种LED显示屏非线性校正显示控制方法及其装置。 号文献涉及一种LED显示屏显示控制装置及其控制方法。

99 指纹管理和其他安全管理产品 　　本次国庆阅兵展示了大量枪械、火炮、导弹。为了强化安全管理，已经在我国国防领域广泛采用的指纹锁、软件加密锁、身份认证锁等被引用到国庆阅兵装备的管理工作中。例如，本次国庆阅兵首次采用热敏指纹系统管理枪械、弹药。通过该指纹系统，远程计算机可实时获得指纹枪械、弹药管理柜的开启人员、开启时间等相关信息。 　　此外，本次阅兵的武器电子控制系统，以及庆典的转播和管理系统等广泛采用了国产的软件加密锁、身份认证锁、智能卡等。西方一些发达国家，包括美国的武器系统等已经广泛采用我国企业生产的这类产品。 　　我国企业在上述产品方面公开的专利文献数量居全球首位。例如，在保险锁领域， 号文献涉及一种机械电子复合保险锁。 号文献涉及一种新型的机械电子复合锁。在软件和系统保护领域， 号文献涉及一种基于.Net卡的程序保护方法和系统。 号文献涉及一种超时自动关闭的便携USB设备和方法。 　　在保险箱领域， 号文献涉及一种现金保管设备。 号文献涉及一种银行自助设备及其维护方法。 号文献涉及一种银行自助设备及提升其性能的方法。 X号文献涉及一种防盗的保险箱门。

100 GPS通讯产品 　　为了确保国庆活动的正常进行，此次参加天安门检阅、游行、表演活动的大量车辆、人员都配载了GPS通信系统，甚至无线音视频监控系统。例如，上万名骨干人员配备了GPS通信系统，控制中心可随时获取其GPS位置数据，并启动无线通信。无论该人员处于什么位置，附近的摄像机都可对其个人或者周围场景进行无线音视频监控。我国企业在GPS通讯产品领域公开了大量专利文献，例如，在产品发明领域， 号文献涉及一种作业监控方法及作业监控系统。 号文献涉及一种GPS导航仪的支撑机构。 号文献涉及一种GPS/INS组合定位导航系统。 号文献涉及一种导航装置的实现地图平滑滚动的工作方法及该导航装置。 号文献涉及一种SATA&USB接口的DOM电子硬盘。 　　在方法发明领域， 号文献涉及一种GPS/INS组合定位导航系统及其速率检测校正方法。 号文献涉及一种GPS/INS组合定位导航系统的角度检测校正方法。 号文献涉及一种导航仪的语音导航方法。 号文献涉及一种用于模拟引导路径的导航器及其工作方法。

101 安防产品 　　为了加强国庆安防工作，北京市安装了大量高科技红外热像仪摄像头。这种摄像头不受黑夜、树木伪装、遮蔽物、脸部化妆、胡须、帽子、小动物侵入、目标移动等因素的影响，可以实现大范围安全监控。此外，北京市还安装了视频特写与场景同步抓取系统，可对重要场所抓取的视频、图像特写资料进行分析甄别，只要发现与数据库中存储的危险目标近似的资料，公安机关可预先实施监控或者抓捕。我国企业在该领域也公开了不少专利文献。例如，在红外热像仪领域， 号文献涉及一种基于红外热成像的步态特征提取方法和步态识别方法。 号文献涉及一种用红外热像进行疲劳分析与检测的方法。 号文献涉及一种红外热像数据实时压缩/解压方法及基于网络和嵌入式计算机的红外温度监测装置与系统。 　　在图像分析、识别领域， 号文献涉及一种快速人脸检测方法。 号文献涉及一种用于复杂背景图像的眼睛定位装置与方法。 号文献涉及一种网络嵌入式多路车牌检测系统及车牌检测方法。

102 新能源汽车 　　为了倡导节能减排，此次国庆游行使用了一些纯电动彩车，以及一些混合动力汽车。在国外，新能源汽车市场已经快速启动。在我国，吉利、奇瑞、比亚迪等企业也已推出各自的新能源汽车产品，山东、上海、江苏、浙江等地的一些新能源汽车企业也推出了各自的拳头产品。从目前的发展势头看，中国企业有潜力引领全球新能源汽车市场的发展潮流。 　　从公开的专利文献看，我国企业在新能源汽车领域也储备了大量核心技术。例如，在电动汽车领域， 号文献涉及一种供电动车使用的锂二次电池的充电方法。 号文献涉及一种电动车充电系统。 号文献涉及一种电动车自锁保险组合开关。 号文献涉及一种电动汽车车载充电器的冷却装置和方法。 　　在混合动力汽车领域， 号文献涉及一种混合动力车驱动装置。 X号文献涉及一种混合动力电机扭矩管理方法。 号文献涉及一种混合动力汽车及电动汽车散热器总成。 号文献涉及一种混合动力车驱动系统。 号文献涉及一种混合动力输出装置。

103 国家自然科学基金十五年成果展 （数学物理科学）

104 大面积、高密度、离散分布的碳纳米管列阵 中国科学院物理研究所
    中国科学院物理研究所解思深科研小组,创造了一种制备碳纳米管列阵的新方法，制备出大面积(3×3mm2)、高密度、高纯度、管径一致(约为20nm)而离散分布(管与管的间距为100nm)的碳纳米管列阵。     在用该样品所做的Raman散射的研究中，第一次观测到三阶和四阶Raman峰。     大批量地制备出离散分布的超长碳纳米管列阵。碳纳米管的长度达2mm。首次用碳纳米管做出了拉伸实验的结果，直接测出轴向杨氏模量和拉伸强度。用AFM技术，研究了单根碳纳米管的径向压缩弹性模量。     用碳纳米管作为放电阳极，获得内径为0.5nm的碳纳米管，和C36的直径相当。

105 超 导 特 性 与 机 理 中国科学院物理研究所 闻海虎     在国家杰出青年科学基金的支持下，闻海虎科研小组，在超导体的混合态特性、临界特性和机理等方面做出了出色的工作，近几年，在国际很有影响的学术刊物上连续发表论文多篇，其中PRL上4篇，受到国际同行的高度重视。

106 科学基金支持下的理论物理 中国科学院理论物理研究所
    从“七五”开始，国家自然科学基金对我国的理论物理研究给予了十分关键和重要的支持，对于我国理论物理研究队伍的稳定和理论物理研究水平走向国际前沿起了重要作用，下列几项得到国家自然科学奖二等奖的科研成果，均得到了基金委的资助：     1、量子场论大范围性质的研究；     2、实用符号动力学及其在耗散系统混沌研究中的应用；     3、生物膜形状的液晶模型理论研究；     4、统一描述平衡与非平衡体系的格林函数理论研究；     从1994年起，国家自然科学基金又设立了理论物理专款。国家自然科学基金委员会先后资助了中国科学院理论物理所国家杰出青年科学基金7项。     2000年国家自然科学基金委重大研究计划“理论物理学及其交叉科学若干前沿问题”通过立项，这对于促进理论物理学及其交叉科学的发展，推动实现我国科技创新必将产生积极而重要的作用。

107 国家自然科学基金成果展 （信息科学）

108 稳定的直径最小的碳纳米管     北京大学纳米电子学实验室得到稳定的直径为0.33纳米的(4,0)碳纳米管。(4,0)管具有半导体导电特性，(11,11)管具有金属导电特性，上述结构可能构成碳纳米管单电子放大器。此成果为国际学者关注，被科技部评为2000年中国基础研究十大进展第一项（内容之一）。

109 射频激励扩散冷却型CO2激光器     北京理工大学光电工程系辛建国研究员在国家自然科学基金连续资助下，在国内首先研制成了射频激励扩散型冷却千瓦级CO2激光器和工程样机。研究成果具有自主知识产权，申请了国家发明专利，并获95攻关科技优秀成果和兵器部科技进步二等奖。 该项成果处于国内领先地位, 达到国际先进水平并使中国成为目前国际上少数几个掌握这门技术的国家之一。 主要技术指标：     1. 激光输出功率：1000瓦     2. 激光输出模式：波导非稳腔模     3. 单次开机连续工作时间：不低于8小时     4. 激光头体积：Φ300mm x 800mm

110 手写汉字识别达国际领先水平 中国科学院自动化研究所 批准号：69275001 69575020 69885006
    中国科学院自动化研究所刘迎健研究员及其领导的项目组，在国家自然科学基金的连续资助及国家“863”等项目的支持下，经过近10年的潜心研究和努力攻关，在手写汉字脱机识别和规范形变连笔手写汉字联机识别的智能集成理论、关键技术、和产品化开发方面取得了一系列突破性的研究成果，整体上达到国际领先水平。上述成果不仅为中国的汉王、商务通、名人等公司也为微软、INTEL、IBM、NEC和日立等十多家世界著名大公司所采用，产生了巨大的经济效益，为中国的自动化与信息技术赢得了国际声誉。

111 THOCR综合集成汉字识别系统及系列产品
模型描述、多种分类器优化设计方法、汉英混排文本切分、复杂报纸自动版面分析、理解、准确复原和批量表格识别等方面取得重要成果，研发出一系列具有国际领先水平的软件产品：清华THOCR、文通笔及其嵌入式产品、表格识别系统，行销全国及海外各地，具有重大社会和经济效益，其中THOCR综合集成汉字识别系统1999年度获国家科技进步奖二等奖。

112 汉字识别率为99% ★ 适用于大批量印刷品自动识别录 入的工业化生产工具 ★ 可准确重构文档原有版式,成品达到电子出版质量要求。 ★ 无键盘联机手写输入中文，汉 字识别率高于98%， ★ 支持PC以及Windows CE、Palm、PDA等小型设备； ★ 各类统计调查表、银行单据等的批量自动识别处理 ★ “国税局增值税发票扫描识别防伪税控系统”在全国范围推广使用。

113 国家自然科学基金成果展 （工程与材料）

114 一种高效低成本快速成型方法的研究 西安交通大学 批准号：59605019 
    项目提出了以紫外线光为光源的快速原型制造技术，对紫外光源、光路系统、紫外光与树脂的作用机理、成型工艺、成型精度进行了深入的研究，在此基础上开发出一种低成本的光固化快速成型机－CPS250。其突出的特点是性能价格比高，运行成本低。相对于激光快速成型机，设备造价及运行成本仅为其1/10。这项拥有自主知识产权的成果为国际首创。在固化工艺方面提出了创新性的重迭扫描多次固化策略，减少了固化变形，提高了制作精度。目前该设备已实现产业化，销售到国内的高校、企业以及台湾地区。2000年获得国家科技进步二等奖。

115 现代电磁连铸技术的基础研究 东北大学 批准号：59734080
    现代电磁连铸技术是连铸领域近年来科学研究的热点，其中软接触电磁连铸技术和钢液流动控制技术是两个主要核心技术。由东北大学赫冀成教授负责的现代电磁连铸技术的基础研究对连铸结晶器施加最优恒稳电磁场，利用洛伦兹力改善并控制结晶器内的钢液流动(右下图)，有利于夹杂物的上浮，改善了铸坯内部质量。研制开发的“软接触结晶器”(左下图)在结晶器液面附近施加高频电磁场，利用其对钢液产生的磁压力，改善钢液的初始凝固，显著减轻或消除铸坯表面振痕和表面缺陷。    本项目进一步的研究内容已被列入“973计划”(G )研究课题；所开辟的东北大学电磁流体力学实验室被国家教育部批准为“材料电磁过程研究教育部重点实验室”。 软接触结晶器示意图 流动控制示意图(全幅两段) 

116 深度制冷机热力过程研究 中国科学院理化所 批准号：59636190
    深度制冷机包括小型脉冲管和GM制冷机，主要用于为红外遥感、超导器件、电子器件冷却和科学实验提供可靠方便价格低廉的低温冷源。与定常恒温连续流动不同，深度制冷机中的流动过程是低温温度梯度下的交变流动过程，为了提高制冷效果就必须探索其循环过程中的规律。中国科学院理化所周远研究员等在国家自然科学基金资助下，在脉冲管制冷及研究方面取得了重要进展，①发现了循环过程中存在着直流现象，多路旁通法是抑制该现象的方法之一；②获得了高频交变流动情况下的阻力经验公式；③发现了采用第二小孔法抑制直流现象的有效方案，该方法已被国际低温界同行广泛采用。在以上基础性研究成果的指导下，研制成功了微型高频同轴脉冲管制冷机。30W电功率输入，85K时的制冷功率达260mW，成功地运行了1200小时。2000年通过总装备部的验收，专家们一致认为该成果在航天遥感及红外战术导弹武器系统等方面有广阔的应用前景。上述研究结果的论文获得1997年国际低温工程大会优秀学生论文奖和1999年第20届国际制冷大会的林德奖。在脉冲管制冷机研究领域，我国学者在国际低温界有很高的影响和地位，2000年2月，国际低温工程委员会授予洪朝生院士门德尔森奖章。近五年期间，获省部级科技进步奖和发明技术奖二等奖各一项，获1999年度国家发明奖三等奖一项。GM制冷机研究已经通过1999年中国科学院组织的成果鉴定。该项目共发表论文80多篇，其中SCI和EI收录35篇以上。

117 场致电子发射一维纳米材料的研制 中国科学院物理研究所 批准号：59889203
主要研究内容： 1、研究一维纳米材料的制备技术 2、研究一维纳米材料场致电子发射特性及其物理机制 3、研究定域生长或有规则移植一维纳米材料的技术 4、研究在器件结构中生长场致发射一维纳米材料的技术与科学问题 5、研究器件结构参数与环境参数对一维纳米材料的场致发射的特性影响的规律以及提高发射效率的途径等的理论和技术 主要研究成果: 1、对大面积有序碳纳米管的场致电子发射特性进行了研究，得到的稳定电流密度创世界报导过的记录；成功对大面积有序碳纳米管薄膜进行了掺氮实验，发现掺氮可以降低电子发射的阈值电压。 2、成功制备二种不同形貌的纳米棒(见图一、二)；利用他们作为冷阴极电子源材料均能有效、均匀、稳定地发射电子。 3、成功定域生长碳纳米管，见图三。 4、利用定域生长技术成功在冷阴极发光管的阴极上生长场致发射碳纳米管，获得到低电压大电流的场致发射特性，见图四(a)。 5、利用移植技术成功将碳纳米管和纳米棒成膜在平板显示结构上，见图四(b) 专利情况     一种纳米硅材料的制备方法，中国发明专利，申请号： ，申请日期：2000年7月7日。 研究成果的科学意义和应用前景     研制平板显示器是当今传统与新兴工业国激烈竞争的高科技领域中的一个重大课题。场致发射平板显示器(FED)是在研平板显示器模式中唯一可以保持彩色显像管优良显示质量的。制作FED的最重要的技术关键是冷阴极电子发射材料。场致电子发射一维纳米材料如果成功地作为冷阴极电子发射材料应用于FED等器件，其科学和社会意义将非常重大。