全息地理学
⑴ 全息数字化技术怎么应用到数字图书馆中去
随着计算机技术、通信技术和网络技术的迅速发展,信息高速公路的建设与利用为大规模的信息系统、图书馆系统的发展提供了环境和条件。目前,网络信息管理技术、数字化处理技术和数字式信息资源建设已成为国际竞争的焦点,各国都为此投入了相当的实力进行研究和开发。“数字图书馆”这一新概念、新模式应运而生,并被视为21世纪信息产业主要的发展方向之一。“数字图书馆”一词由英文DigitalLibrary翻译而来,是用数字技术处理和存储各种图文并茂文献的图书馆,实质上它是一种多媒体制作的分布式信息系统,把各种不同载体、不同地理位置的信息资源用数字技术存贮,以跨越区域面向对象的网络查询和传播的一个大型信息系统。传统图书馆收集、存储并重新组织信息,使读者能方便地查到他所想要的信息,同时跟踪读者使用情况,以保护信息提供者的权益。从数字图书馆角度来看,就是收集或创建数字化馆藏,这集成了各种数字化技术,如高分辨率数字扫描和色彩矫正、光学字符识别、信息压缩、转化等,把各种文献替换成计算机能识别的二进制系列图像,在安全保护、访问许可和记帐服务等完善的权限管理之下,经授权的信息利用因特网的发布技术,实现全球信息共享。数字图书馆的结构模式是:在网络环境下,是一个面向对象的、分布式的网络结构模式,它可适应在多种不同的计算机系统运行。一个数字图书馆的构成,主要包含用户接口、预处理系统,又称调度系统、查询系统和对象库等基本构件。电子图书馆侧重对收藏特色的概括,收藏品基本为电子读物,阅读手段一般通过电脑等,不一定提供网上信息或上网服务。网上图书馆将一定量的信息在网上组织起来,供“读者”查阅和检索,不一定需要对应的图书馆社会实体,它也可以视为数字图书馆的初级形态。“虚拟图书馆”是网上图书馆的别称,侧重其无实体的特征。“数字图书馆”概念一经提出,就得到了世界广泛的关注,纷纷组织力量进行探讨、研究和开发,进行各种模型的试验。随着数字地球概念、技术、应用领域的发展,数字图书馆已成为数字地球家族的成员,为信息高速公路提供必需的信息资源,是知识经济社会中主要的信息资源载体。美国国会图书馆是美国最早进行数字图书馆尝试的图书馆之一,其“美国的记忆”(AmericanMemory)影响深远。“美国的记忆”最早是一个于1990~1995年间实施的试验性计划,该计划的目标是确定数字式馆藏的读者对象,建立数字图书馆的一整套技术过程,讨论有关知识资产的论题,进行分发演示,并最终确定国会图书馆数字化的方针与规范。该计划的数字馆藏对象主要为美国的历史文献,包括历史照片、手稿、历史档案及其他文献等。上海图书馆是国内建设数字化图书馆的先行者,目前已积累了相当数量的数字化资源,古籍光盘已达64张,约4000MB影像数据,主页信息量也逾350MB,书目数据正加紧制作,全国报刊索引也是全国独一无二的信息源。另外还订购了大量的文摘及全文光盘数据库,其中一些还是网络版。应该说在数字化资源的拥有方面,上海图书馆目前在全国无出其右者。
⑵ 如何学好地理
地理环境空间广大,地理事物多种多样,地理关系错综复杂。学习地理尤其要注意学习方法,只有掌握好学习方法,才能化难为易,学得扎实而灵活。
1、学会使用课本
教科书既是掌握知识、技能的工具,又是培养自学能力的依据。目录提示着全书的要领和前后的联系,要经常翻阅,以便对全书内容心中有数。精读课文、常看深思,抓住要点,记下问题,要特别重视插图和表格,领会图表所说明的问题。
2、学会使用地图
地图是地理信息的载体,它能将我们不能亲眼见到的广大地理环境变得一目了然。
地图又是学习地理的工具,通过分析地图,可以认识地理特征、原理、成因,找到利用改造的途径,要学会读、用各种地图,首先要记住最基本的地图。对于世界地理而言,首先要记住七大洲和四大洋的分布。
3、重视地理观察
观察就是边思考边细看。看一看当地的地理环境的面貌,以及人们在当地是怎样活动的。通过报刊、电视节目、图片获得地理信息,锻炼我们的才智。
4、善于地理想象
观察只能得到局部直观,地图只能提供位置直观,想象才能使二者联系起来,使你获得地理环境的全面景观,进而向你展示地理的未来。
5、要善于动脑
经常向自己提出问题,地理问题的一般思路是:
①学什么?如黄河及其水文特征。
②在哪里?如黄河流经的省区和流域范围。
③为什么?如黄河的水文特征是怎样形成的。
④有何利弊?如怎样评价黄河对我国北部地区提供的有利条件和不利条件。
⑤怎样协调好人地关系?如怎样使人类与黄河的关系协调起来,应当怎样合理利用改造它。
6、要勤于动手
经常用手写,动笔画,动手制作学具,这不仅使你心灵,还能使你手巧。
方法对头,事半功倍,你将越学越爱学。
⑶ 宇宙全息统一论的分支学科全息地理学的创建具有什么意义
将宇宙全息统一论这一具有横断科学性质的新学科,与其它科学交叉,可形成相应的边缘科学。将全息大统一论与光学全息思想引入地理研究领域,探索全息地理规律,逐渐形成全息地理学的观念与理论,具有较重大的应用价值。
宇宙全息统一论最彻底最基本的原理是:从潜显信息总和上看,任一部分都包含着整体的全部信息。简言之,部分与整体全息。
宇宙全息统一论已更名为“全息大统一论”。核心思想和主要观点是:宇宙是一个各部分之间全息关联的统一整体。在宇宙整体中,各子系与系统、系统与宇宙之间全息对应,凡相互对应的部位较之非相互对应的部位在物质、结构、能量、信息、精神与功能等宇宙要素上相似程度较大。可以通俗地说,一切事物都具有时空四维全息性;同一个体的部分与整体之间、同一层次的事物之间、不同层次与系统中的事物之间、事物的开端与结果、事物发展的大过程与小过程、时间与空间,都存在着相互全息的对应关系;每一部分中都包含着其它部分,同时它又被包含在其它部分之中;物质普遍具有记忆性,事物总是力图按照自己记忆中存在的模式来复制新事物;全息是有差别的全息。
全息大统一论已成为极为重要的方法论。运用这一新的方法去认识世界、改造世界,可以收到事半功倍的效果。将全息大统一论与光学全息思想引入地理研究领域,探索全息地理规律,逐渐形成全息地理学的观念与理论:①因地理学的研究对象地球表层或地理环境是一个复杂的多级系统,存在着普遍的相互联系,故可成为全息理论渗入的适宜领域;②地域系统(类型或分区)的内外结构互为映射构成地理相关法的理论基础;各个等级的地域系统,在空间组合上要映射相应高级系统的整体特征,在时间发展上要映射过程演变;③可通过地域系统的全息元多级层次性的分析去确定地域系统的全息联系,进而建立全息地理规律。如在建设地理学的基础上研究全息发展战略,可建立应用全息地理学,拟定区域发展战略和区域规划。地理相关法与地域分异规律相结合,可建立地域结构的对应变换分析方法,以分析区域的全息联系和研究不同等级地域系统的全息关系。很早考虑和探索全息地理学,是国家测绘局的专家陈常松司长和国内外一大批专家、学者。对全息地理学做出较大贡献的是北京大学的博士生导师著名地理学家陈传康教授。
全息地理学正处于创建和发展阶段,这是一门具有较大应用价值的新学科。
⑷ 什么是全息摄影
全息摄影
又称全像摄影(),是光学上极富诱惑的一项技术。我们都有这样的体会,洒在马路的油膜在阳光下会呈现出多种色彩,而在吹起的肥皂泡上也会看到同样的情况,原因是由于肥皂泡两个面的反射光出现了干涉,称光的薄膜干涉现象。光是摄影的生命,而光有很多的特性,如色散和散射,有经验的摄影师可以充分利用这些现象变有害为有利,从而为作品添加一些新奇的效果。照相机镜头是由多组透镜合成的,为避免光在透镜表面的反射损失,人们发明出镜头的镀膜技术,使一定波长的光在反射时相互抵消,以增加进入镜头的光线使成像更清晰。同样,人们利用光波的干涉特性研究出了具有立体效果的全息摄影技术。全息摄影曾一度是科学家进行科研的专利技术,现在普通人经过一定的学习也可以掌握了,如普遍用于信用卡或图书封面的仿伪卡,那是一种立体显像的东西,在阳光下显示着五光十色的反射光。
“全息”这一词我们会感想到很熟悉,联想到耳针中的人体全息图。人耳是人体的一个缩影,上面对应人体各个器官,从这里人们进一步研究出人体的任何一局部都有整个身体的信息,所以称全息图,了解这点对全息摄影也就容易理解了。
全息摄影与普通摄影的区别
类 别 全息摄影 一般摄影
记录方式 物束光与参考光束 光学镜头成像(物束光)
记录内容 物体散射光的强度及相位信息 景物本身或反射光强度
成像介质 记录后称全息片(全灰色调) 感光胶片
影像观察方式 一般借助激光还原观看 眼睛直接观看
色彩表现 彩色干涉条纹图像 彩色物体图像
影像特点 三度空间立体感的景物,只有散射光线而并无实物 平面物体图像
一、 什么是光的干涉现象
在物理课的力学中我们做过水波的干涉实验,而根据光的波动特性,人们也成功地观察到了光波的干涉与衍射现象。为得到频率相同的二条光线,让光从一个狭缝中同时射向第二屏的两个小孔,两束光在屏后出现了干涉条纹,条纹的出现是因为二束光的波峰与波谷会由于叠加时(同相)光加强,相互抵消时(反相)光减弱。这一现象使美国麻省理工学院的物理学家Stephen Benton发现其后面隐藏着一项高科技,从而对这项技术做出进一步的研究
二、 全息图像的特点
有关全息的原理在1947年就已由英国物理学家丹尼斯伽柏提出了,科学家本人也因此获得了诺贝尔奖。在全息影像拍摄时,记录下光波本身以及二束光相对的位相,位相是由实物(图中蓝色光线)与参考光线(图中红色光线)之间位置差异造成的,从全息照片上的干涉条纹上我们看不到物体的成像,必须使用具有凝聚力的激光来准确瞄准目标照射全息片,从而再现出物光的全部信息。一个叫班顿的人后来又发现了更为简便使用白光还原影像的方法,从而使这项技术逐渐走向实用阶段。美国《国家地理杂志》第一次使用白色光全息片贴在封面时,销售量由一千万份增加到再版后的一千六百万份。这一技术后由美国传到欧洲和其它国家,广泛用于信用卡等仿伪技术。激光全息摄影技术也随之风靡全世界。
全息摄影是利用激光光波的干涉将影像与再现影像记录下来的一种摄影,它与一般的立体照片技术完全不同,我们可以围着它观看各个侧面,只是摸不到真实的物体,其显著的特点和优势有如下几点:
1、 再造出来的立体影像有利于保存珍贵的艺术品资料进行收藏。
2、 拍摄时每一点都记录在全息片的任何一点上,一旦照片损坏也关系不大。
3、 全息照片的景物立体感强,形象逼真,借助激光器可以在各种展览会上进行展示,会得到非常好的效果。
⑸ 海市蜃楼 全息
正立的虚像
另外,正立的永远是虚像,倒立的永远是实像
夏季沙漠中烈日当头,沙土被晒得灼热,因沙土的比热小,温度上升极快,沙土附近的下层空气温度上升得很高,而上层空气的温度仍然很低,这样就形成了气温的反常分布,由于热胀冷缩,接近沙土的下层热空气密度小而上层冷空气的密度大,这样空气的折射率是下层小而上层大。当远处较高物体反射出来的光,从上层较密空气进入下层较疏空气时被不断折射,其入射角逐渐增大,增大到等于临界角时发生全反射,这时,人要是逆着反射光线看去,就会看到下蜃。
柏油马路因路面颜色深,夏天在灼热阳光下吸收能力强,同样会在路面上空形成上层的空气冷、密度大,而下层空气热、密度小的分布特征,所以也会形成下蜃。
发生在沙漠里的“海市蜃楼”,就是太阳光遇到了不同密度的空气而出现的折射现象。沙漠里,白天沙石受太阳炙烤,沙层表面的气温迅速升高。由于空气传热性能差,在无风时,沙漠上空的垂直气温差异非常显著,下热上冷,上层空气密度高,下层空气密度低。当太阳光从密度高的空气层进入密度低的空气层时,光的速度发生了改变,经过光的折射,便将远处的绿洲呈现在人们眼前了。在海面或江面上,有时也会出现这种“海市蜃楼”的现象。
海市蜃楼是一种光学幻景,是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像。 海市蜃楼简称蜃景,根据物理学原理,海市蜃楼是由于不同的空气层有不同的密度,而光在不同的密度的空气中又有着不同的折射率。也就是因海面上暖空气与高空中冷空气之间的密度不同,对光线折射而产生的。蜃景与地理位置、地球物理条件以及那些地方在特定时间的气象特点有密切联系。气温的反常分布是大多数蜃景形成的气象条件。史书记载《史记•封禅书》:“自威、宣、燕昭,使人入海求蓬莱、方丈、瀛洲。此三神山者,其传在勃海中,去人不远,患且至,则船风引而去。盖尝有至者,诸仙人及不死之药在焉,其物禽兽尽白,而黄金白银为宫阙。未至,望之如云;及到,三神山反居水下;临之,风辄引去,终莫能至。”
⑹ 中国有哪些著名的地理学家
1 安芷生 第四纪地质学家。原籍安徽六安,生于湖南芷江。1962年毕业于南京大学。1966年中国科学院地质研究所研究生毕业。中国科学院西安分院院长,黄土与第四纪地质国家重点实验室主任、研究员。为确立中国黄土-古土壤序列及其与深海沉积序列的对比,以及黄土堆积演化与环境变化关系的研究作出重要贡献;首先引入了第四纪磁性地层学,最早指出我国240万年前发生的重大地质气候事件,测定了蓝田猿人和澳洲沙漠化年代;重建了晚新生代不同时间尺度东亚季风变迁的代用序列:对控制我国中东部环境的古季风首次提出了较为系统的理论,指出了东亚季风气候的不稳定性。合著《黄土与环境》一书。1991年当选为中国科学院院士(学部委员)。
2 常印佛 矿床地质学家。江苏泰兴人。1952年毕业于清华大学地质系。1994年选聘为中国工程院院士。安徽地质矿产局技术顾问、高级工程师。长期从事矿产地质勘查和科研,对目前世界上不同成矿环境中的几个主要铜矿类型有着相当深入的了解和研究。发现了铜陵近东西向隐蔽基底断裂带,提出了一个有关陆内成矿带的构造背景、地质环境、成矿特征和富集规律的系统的理论认识,丰富了陆内成矿理论,指导了找矿预测。所提出的“层控(式)矽卡岩型”矿床的分类建议,及相应的成矿模式,发展了矽卡岩成矿理论,指导了找矿实践。提出了安徽沿江地区第二轮普查和立体填图的建议,并获一批成果。在直接指导找矿方面,为铜陵有色冶炼基地的发展提供了丰富的后备资源。1991年当选为中国科学院院士(学部委员)。
3 巢纪平 气象学家。江苏无锡人。1954年毕业于南京大学气象系。国家海洋环境预报中心名誉主任研究员。在我国数值天气预报、长期预值天气预报、中小尺度大气动力学、积云动力学和热带大气动力学热带海气相互作用以及海洋环境数值预报等领域中取得了开创性研究成果。 1957年发表了我国第一张48小时数值天气预报图。60年代建立中小尺度大气动力学方程组。70年代首次建立我国海气耦合的滤波矩平长期天气数字预报模式,成功地进行了月季天气预报试验。近十多年来,提出了Rossby波相互作用后可激发出一类向东西两个方向传播的不稳定波,以及在非线形作用下可激发出2-3年ENSO型振荡等,提出了热带大气和海洋运动的半地转适应和发展理论,领导创建了我国第一个海洋环境数字预报业务系统。1995年当选为中国科学院院士。
4 陈旭 古生物与地层学家。1936年生于江苏南京。1959年毕业于北京地质学院,即到中国科学院南京地质古生物研究所工作至今。从1987年开始曾先后担任国际笔石工作组主席、副主席,国际奥陶系分会选举委员、副主席。 60年代师从穆恩之院士,参与《中国的笔石》的编著和建立和完善中国奥陶纪、志留纪及包括早泥盆世笔石带的划分和对比研究,80年代以来,主持多个研究项目,在国内外发表了较多的论著。1997年以他为主的国际工作组在我国浙江常山黄泥塘建立达瑞威尔阶的全球层型剖面和点位(GSSP)的研究被国际地科联批准,是第一个在中国确立的“金钉子剖面”,为我国的地层学争得了荣誉。近年来研究笔石大灭绝及幸存的过程和机制,在理论和研究方法上有一定的创新。与美国布科(A. J. Boucot)和斯科梯斯(C. R. Scotese)两位教授合作,编制了寒武纪至中新世共26幅全球气候纬向分带重建图,系统阐述显生宙气候带的演变。2003年当选为中国科学院院士。
5 陈 顒 地球物理学家。江苏宿迁人。 1965年毕业于中国科学技术大学。中国地震局研究员。曾任国家地震局副局长、地球物理研究所所长。长期担任国际地震预测和灾害委员会主席。70年代从事高温高压下岩石物理学实验研究。发展了测量岩石变形的激光全息技术,研究了应力途径对岩石性质的影响。发现的岩石热开裂现象已被应用于核电站的安全性监测。90年代致力于地震预测和地震灾害研究。将地震学、工程科学和经济学结合在一起,首次编辑了全球地震危险性图和全球地震灾害预测图。该图已被联合国等机构用于减灾规划。1993年当选为中国科学院院士。
6 陈国达 地质学、大地构造学家。广东新会人。1934年毕业于中山大学。中南工业大学顾问,中国科学院长沙大地构造研究所名誉所长、研究员,中国地洼学会理事长,国际地洼构造与成矿研究总中心主席。最大贡献是于1956年创立地洼学说,突破1959年以来美澳学者创建的地槽地台学说,为进一步认识地壳演化规律及找矿开辟了新思路。从60年代起这一学说被陆续介绍到十几个国家,推动了有关学科的深入发展。1991年又提出了壳体(历史-因果论)大地构造学,即把岩石圈的演化与运动统一研究的学术思想。1980年当选中国科学院院士(学部委员)。
7 陈俊勇 大地测量学家。原籍浙江宁波,生于上海。1960年毕业于武汉测绘学院。1981年获奥地利格拉茨技术大学获科学技术博士学位。国家测绘局特邀顾问、科技委员会主任、研究员。在几何大地测量、卫星大地测量、地球重力场参数计算及地球动力学等方面进行了深入研究,推导出大地测量中许多重要计算公式;首次结合卫星大地测量资料对中国参考椭球定位进行了详尽研究。推导的世界“1980年大地参考系”全套参数计算公式被国际组织IUGG通过采用至今。主持推算和提供了中国首次民用的地心坐标转移参数。主持了1975年和1992年珠穆朗玛峰高程的计算工作。对建立和完善我国测绘基准作出了重大贡献,其中比较重要的有:三维地心坐标基准、重力测量基准、经度基准、消除精密水准测量系统误差、航测检定场、长度野外检定基线等。1991年当选为中国科学院院士(学部委员)。
8 陈梦熊 水文地质学家。原籍浙江上虞,生于江苏南京。1942年西南联合大学地质系毕业。国土资源部科技咨询研究中心咨询委员、高级工程师。长期在地矿部水文地质工程地质局担任副总工程师职务,主管水文地质科技业务,领导完成全国区域水文地质普查工作。80年代以来,开始致力于地下水资源与环境水文地质问题的研究。完成国际水文计划(IHP)两项国际合作研究课题。除对水文地质研究作出重要贡献外,对环境地质,以及地貌、第四纪地质等方面,也造诣较深。1991年当选为中国科学院院士(学部委员)。
9 陈庆宣 地质力学家。湖北黄陂人。1941年毕业于北京大学地质系。国土资源部地质力学研究所研究员。在中国首次在实验构造方面研究了扭裂隙的形成条件和过程以及长期应力作用下岩石非弹性变形。提出了在分析岩石变形与应力场的关系中应注意的一些问题和东西向构造带形成机制。为中国西南地区地震地质、重大工程选址、北京、深圳等城市地壳稳定性评价作出重要贡献。发现铜官山外围铁帽,扩大了铜官山铜矿储量;为包钢找到优质耐火粘土;首次发现西康系中含三叠纪菊石化石的海相复理石沉积,解决了其地层时代问题;发现酒泉盆地早第三纪火烧沟组与白杨河组间不整合,重新厘定了盆地第三系地层,为该区石油远景评价打下了基础;首次发现祁连山震旦系和海相三叠系,为该区以后区测找矿作出贡献。1991年当选为中国科学院院士(学部委员)。
10 陈述彭 地理学、地图学、遥感应用专家。江西萍乡人。1941年毕业于浙江大学史地系。中国科学院遥感应用研究所名誉所长、地理科学与资源研究所研究员。50年代积极推动我国国家地图集的编制。60年代倡导航空像片系列制图与计算机辅助制图。70年代致力于开拓遥感应用,组织自然资源与城市环境航空遥感实验。80年代负责研制我国资源与环境信息系统国家规范,筹建资源与环境信息系统国家重点开放实验室,曾任第一任主任、设计黄河、长江中下游洪涝灾情评估信息系统,兼任中巴资源卫星应用分系统总设计师(1987—1992)。90年代积极参与地球信息科学及全球变化及数字地球战略研究,著有《地学的探索》文集4卷(1990—1992),《石坚文存》(1999);合著《遥感地学分析》(1985,1990)、《地理信息系统导论》二种教材,主编《地球系统科学》及《遥感大词典》(1990)二种工具书;主编《地球信息科学》(1997一)及《遥感信息》(1986一)两种期刊。曾参加编制《中国地形乌瞰图集》、《国家自然地图案》、《卫星遥感分析图集》等地图集10余种。任国家环境保护总局科学技术咨询委员会主席、国家遥感中心顾问。1980年当选为中国科学院院士(学部委员)。
11 陈永龄 大地测量学专家。北京人。1939年获德国柏林理工大学工学博士学位。国家测绘局科学技术委员会顾问、教授。早期著有大地测量学、测量平差法、实用天文学等大学丛书。主持制定了我国大地测量法式。1965年制定测量珠穆朗玛峰海拔高程的技术方案,测定其高程为8848.13米,为世界所公认。70年代推动采用卫星多普勒定位技术,初步建立了我国地心坐标系统。80年代建议采用全球定位系统(GPS),并提出研究地壳运动和地球动力学的技术方案。1980年当选为中国科学院院士(学部委员)。
12 陈运泰 地球物理学家。原籍广东潮阳,生于福建厦门。1962年毕业于北京大学。1966年中国科学院地球物理研究所研究生毕业。中国地震局地球物理研究所研究员、名誉所长。从事地震波和震源理论的研究。改进和应用了哈斯克尔矩阵法。提出了测定中、小地震震源参数和介质品质因数的实用方法;应用与发展了静力学地震位错理论;在中国最早综合利用地震波、“零频”和重力资料求得中国一些大地震的发震构造和破裂过程;提出了大地震震源过程中“质量迁移”、“震前蠕动”等新观点。定量地分析论证了滑动弱化在地震不稳定性中所起的作用,震源区介质的流变性对地震自身的重复性及地震序列类型的控制作用,介质与应力的不均匀性对地震断层的不稳定扩展与地震辐射的控制作用。获取了一批高质量的近震源强地面运动的记录;在国际上最早用近震源地面加速度记录反演天然地震的矩张量并揭示了中、小地震破裂过程的复杂性。1991年当选为中国科学院院士(学部委员)。
13 程纯枢 气象学家。浙江金华人。1936年毕业于清华大学地理系。中国气象局科学技术委员会顾问、研究员。长期从事气象业务技术工作。60年来,为我国气象事业的建设、发展和现代化做出了贡献。早期从事天气预报业务研究工作,1949年后在从事气象业务技术领导工作的同时,致力于大气探测、气候资源及农业气象等方面的研究,并带领和指导开拓这方面业务服务和研究的领域。1980年当选为中国科学院院士(学部委员)。
14 程国栋 冻土学家。上海人。1965年毕业于北京地质学院。中国科学院兰州分院院长、寒区旱区环境与工程研究所研究员。长期从事青藏高原冻土研究,解决工程问题。完成青藏铁路东线工程地质调查。在热水煤矿论证富冰高温冻土路段应采用保护冻土原则修筑路堤,并提出有效措施。结合青藏公路改建,提出高含冰量冻土分布规律和识别标志。创造性地提出近地面厚层地下冰形成的重复分凝机制(程氏假说)和冻土三向地带性理论。前者解决了冻土学界长期悬念,被广泛应用于解释多种冰缘和寒区水文现象。后者指明冻土随纬度、海拔和干燥度变化。近年来从事冰冻圈与全球变化、西北水资源形成、变化及与社会协调发展研究。1993年当选为中国科学院院士(学部委员)。
15 程裕淇 地质学家。浙江嘉善人。1933年毕业于清华大学。1938年获英国利物浦大学博士学位。中国地质科学院名誉院长、研究员。曾任地质部副部长。早年在英国苏格兰提供了国际间系统研究交代型混合岩的范例,阐明其交代机理:发现川西丹巴递进变质带;发现昆阳富磷矿(1939),是中国寻找沉积磷矿床的突破。长期从事和领导中国铁矿的研究和勘查以及早前寒武系的研究和总结,指出铁矿找矿方向;提出铁矿类型组和铁矿成矿系列以及所有矿床的成矿系列的概念,促进了成矿学和早前寒武系研究。提出混合岩系列和混合岩化成矿的观点,进行混合岩化作用的地质背景分类和区域变质岩石的详细分类,阐明中国各时代变质岩系、岩带的特征,从而促进了变质地质学的发展。近年来关于变质岩深熔作用方面有初步开创性成果。1955年选聘为中国科学院院士(学部委员)。
16 池际尚 岩石学家。女。湖北安陆人。 1941年毕业于西南联合大学。 1947年和1949年获美国宾夕法尼亚州布仑茂学院硕士学位和博士学位。中国地质大学教授。50年代初发表的岩组学论文具有当时国际水平。50年代末至60年代初先后负责山东等地区域地质调查及北京南口花岗岩科研工作,特别是山东金刚石原生矿的科研工作,发表了大量论文,提出了我国金伯利岩的分类、命名的原则和方案,总结了各类金伯利岩的岩石学特征,对寻找金刚石原生矿有重要指导意义,至今被沿用。80年代完成了获奖成果《中国东部新生代玄武岩及上地幔研究(附金伯利岩)》。主编的《岩浆岩岩石学》和《费德洛夫法简明教程》反映了当时国内外的最新成果,至今仍是重要的教学参考书。1980当选为中国科学院院士(学部委员)。
17 丑纪范 大气科学家。湖南长沙人。 1956年毕业于北京大学物理系。北京气象学院教授。早年从事数值天气预报基础理论和方法的研究,提出将数值天气预报问题由原来的初-边值问题推广为广义初-边值问题,使问题更为可解和易于求解;将变分法和泛函分析引入数值天气预报问题中,提出使用过去资料的理论和方法。论证了准地转模式大气温压场的演变与下垫面热状况的等价性,提出由历史资料反求大气要素和参数并使之与长期预报模式相匹配的方法。近年,研究大气动力学长期演变的渐进性质,得到在特定情况下大气动力算子向外源的非线性适应特性,得到定常外源作用下大气运动的自由度缩减的结果。1993年当选为中国科学院院士。
18 戴金星 天然气地质与地球化学家。浙江瑞安人。1961年毕业于南京大学地质系。中国石油天然气集团公司石油勘探开发科学研究院教授级高级工程师。70年代后期,在我国首先从事和倡导煤成气研究,开辟了我国煤成气勘探新领域。在全面系统研究我国天然气的碳氢氦同位素特征、建立鉴别各类天然气理论及天然气的成因分类、完善和发展煤成气(烃)模式、煤成气的富集规律、气藏类型、天然气聚集带和聚集域、我国大中型气田形成条件和控制因素,从而为中国第一大气田——长庆气田的发现提供了科学依据和预测、在研究中国东部(松辽盆地、渤海湾盆地、苏北盆地和三水盆地等)无机成因气及其气藏形成条件,特别是无机成因CO2气藏及烷烃气藏等研究方面取得系列成果。1995年当选为中国科学院院士。
19 邓起东 地质学家。1938年生于湖南双峰。1961年毕业于中南矿冶学院地质系。曾任中国地震局地质研究所副所长,现任该所研究员、博士生导师。
主要从事活动构造和地震地质研究,对我国华北、山西、天山、阿尔泰山和青藏高原的活动构造和大地震区地震构造有深入的研究;对走滑、挤压和拉张等不同类型构造的几何学、运动学和形成机制有创造性发展;建立和发展了活动构造大比例尺填图技术,发展了古地震研究,领导了全国活动构造地质填图和研究工作,推进了定量活动构造学研究;系统编制了我国活动构造图,总结了我国活动构造和应力场特征,提出了新的运动学和动力学模式;主编完成了我国第一份经国家批准使用的地震烈度区划图,成为全国抗震设防标准;完成了大量城市和大中型工程活动构造及地震安全性评价工作,为经济持续发展作出了重要贡献。2003年当选为中国科学院院士。
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⑺ “全息摄影”是什么意思
全息摄影
又称全像摄影(Holography),是光学上极富诱惑的一项技术。我们都有这样的体会,洒在马路的油膜在阳光下会呈现出多种色彩,而在吹起的肥皂泡上也会看到同样的情况,原因是由于肥皂泡两个面的反射光出现了干涉,称光的薄膜干涉现象。光是摄影的生命,而光有很多的特性,如色散和散射,有经验的摄影师可以充分利用这些现象变有害为有利,从而为作品添加一些新奇的效果。照相机镜头是由多组透镜合成的,为避免光在透镜表面的反射损失,人们发明出镜头的镀膜技术,使一定波长的光在反射时相互抵消,以增加进入镜头的光线使成像更清晰。同样,人们利用光波的干涉特性研究出了具有立体效果的全息摄影技术。全息摄影曾一度是科学家进行科研的专利技术,现在普通人经过一定的学习也可以掌握了,如普遍用于信用卡或图书封面的仿伪卡,那是一种立体显像的东西,在阳光下显示着五光十色的反射光。
“全息”这一词我们会感想到很熟悉,联想到耳针中的人体全息图。人耳是人体的一个缩影,上面对应人体各个器官,从这里人们进一步研究出人体的任何一局部都有整个身体的信息,所以称全息图,了解这点对全息摄影也就容易理解了。
全息摄影与普通摄影的区别
类 别 全息摄影 一般摄影
记录方式 物束光与参考光束 光学镜头成像(物束光)
记录内容 物体散射光的强度及相位信息 景物本身或反射光强度
成像介质 记录后称全息片(全灰色调) 感光胶片
影像观察方式 一般借助激光还原观看 眼睛直接观看
色彩表现 彩色干涉条纹图像 彩色物体图像
影像特点 三度空间立体感的景物,只有散射光线而并无实物 平面物体图像
一、 什么是光的干涉现象
在物理课的力学中我们做过水波的干涉实验,而根据光的波动特性,人们也成功地观察到了光波的干涉与衍射现象。为得到频率相同的二条光线,让光从一个狭缝中同时射向第二屏的两个小孔,两束光在屏后出现了干涉条纹,条纹的出现是因为二束光的波峰与波谷会由于叠加时(同相)光加强,相互抵消时(反相)光减弱。这一现象使美国麻省理工学院的物理学家Stephen Benton发现其后面隐藏着一项高科技,从而对这项技术做出进一步的研究
二、 全息图像的特点
有关全息的原理在1947年就已由英国物理学家丹尼斯伽柏提出了,科学家本人也因此获得了诺贝尔奖。在全息影像拍摄时,记录下光波本身以及二束光相对的位相,位相是由实物(图中蓝色光线)与参考光线(图中红色光线)之间位置差异造成的,从全息照片上的干涉条纹上我们看不到物体的成像,必须使用具有凝聚力的激光来准确瞄准目标照射全息片,从而再现出物光的全部信息。一个叫班顿的人后来又发现了更为简便使用白光还原影像的方法,从而使这项技术逐渐走向实用阶段。美国《国家地理杂志》第一次使用白色光全息片贴在封面时,销售量由一千万份增加到再版后的一千六百万份。这一技术后由美国传到欧洲和其它国家,广泛用于信用卡等仿伪技术。激光全息摄影技术也随之风靡全世界。
全息摄影是利用激光光波的干涉将影像与再现影像记录下来的一种摄影,它与一般的立体照片技术完全不同,我们可以围着它观看各个侧面,只是摸不到真实的物体,其显著的特点和优势有如下几点:
1、 再造出来的立体影像有利于保存珍贵的艺术品资料进行收藏。
2、 拍摄时每一点都记录在全息片的任何一点上,一旦照片损坏也关系不大。
3、 全息照片的景物立体感强,形象逼真,借助激光器可以在各种展览会上进行展示,会得到非常好的效果。
⑻ 现代自然地理学研究方法的主要特点。
综合化、系统化、科学化、定量化、计算机化。
《现代地理学的研究方法》
地理学的研究方法,在近30多年里,有了巨大的进步。由于地理学研究的是地球表面的地理环境产生、形成、发展的演变规律,数千年来人类为了探寻这一规律,曾经显示了自己的聪明才智,创造了一系列的特有研究方法。归纳起来,大致上包括观察、分析、表述。肉眼观察,描述归纳,文学式表述,这是萌芽时期和初创时期的地理学研究方法;到了近代的形成时期,地理学的观察引入了仪器,无论在广度,还是深度,都较仅凭肉眼的观察有了质的进步,加之交通运输的发展与进步,地理学家的观察范围,受距离远近的约束已渐趋减小,未被地理学家直接观察的地方越来越少。在分析中已能做到定性,因果关系、发生学原理都在广泛应用,规律的可能性探查也日益完善;不仅如此,定量分析也已开始引入,在某些领域,如气候学、水文地理学、工业、交通运输、城市等地理学分支中,有的已建立了数理系统。在表述中,归纳法已成为引以自豪的表现方法,无数的地理学家所观察到的许许多多的现象,被归纳成要素的规律和地域的规律,使人类对其赖以生存的地球表面的环境,有了认识、了解,在利用和改造方面也能在尊重自然规律的条件下,更能发挥主观能动性。总之,社会的发展,科学的进步,使地理学研究的方法和手段得到相应的改善;而方法和手段的革新,则标志着认识的飞跃和学科水平的提高。
人类在漫长的历史时期中,执着地试图探测地球表面的形状、结构、变化。由于手段的限制,最早产生的方法是肉眼观察,比如视力所及为圆圈,人们由此推论,地球的形状是圆球形;后来发现,圆圈视力范围适于任何地点,由此推论地球是个球体,因为这种现象只有在球体上才可能发生。后来人们为了扩大视野,发现视野会随着高度的增加而扩大,鸟瞰观察盛行了数以千计的岁月;但是鸟瞰受地面高程和障碍物的限制,仍然只能解决极小范围的观察,大范围的观察只能靠小块范围的叠加来完成。进入仪器时代,望远镜增加了人类视力的距离,经纬仪、水准仪、平板仪等增加了视力的精度,实现了观察手段的飞跃与发展。尽管如此,人力的浩繁,速度的缓慢,以及自然环境的种种限制,都使这种借助仪器的观察遇到许多困难,地理学的理想观察手段,仍然不能就此止步。而且,这些仪器还无法代替人们感官的观察,特别是地表物质的形态、结构、运动,还须采取眼观、手敲、脚量、鼻臭、口尝、耳听等种种直观手段,野外实地考察仍然具有举足轻重的地位。
垂直航空摄影技术的应用,一是高程可按人们设想的目标;二是这种高程不受地面高程的限制;三是所用人员少,速度快;四是全息摄影技术是地面综合景观的全面反映,不受要素和地域的限制;五是精度不受或少受拼接所产生的误差的影响,因此,被认为是地理观察的一次革命性发展。
第二次世界大战中,在地球表面应用遥感技术,使地理观察再次获得了突破性的进展。即野外观察低成本、具有新的掌握细节和多种分辨率水平的制图专业的出现。其中,侧视空中雷达和红外彩色胶片新技术尤为重要。这两种新技术的前提是高空侦察飞机。空中雷达能迅速扫描广大地面,必要时还可重复扫描。
1957年10月4日苏联人造地球卫星上天成功;1958年1月31日美国人造地球卫星也获成功,从此,人类对其赖以生存的地球的整个面貌可以一览无余了。卫星图象作为人类对地球表面的观察手段,表现了总体性,反映了地球表面的形态、结构、运动的总体特征;表现了同步性,常发的和偶发的地理现象在同一时间内的表现都能在同一个图象中得到反映;表现了追踪性,因为卫星是连续工作,因此在卫星工作期间发生的一切地理现象,从出现到消失的整个过程,都能得到清晰的反映。
与观察手段相适应,分析手段也在不断的改进和完善。当地理学的观察还处于人类感官的感觉时,人们观察的内容主要是人类赖以生存的资源和条件,观察是有选择的,采用人们共同约定的符号,如图画、语言、文字、数字等形式,把观察的内容记录下来,这就是萌芽时期的地理学。当观察记录日积月累增多,观察的范围也越来越大时,光凭简单记录就无法满足地理学研究的 发展需要了。于是人们开始采取分析手段,要素日趋明朗,随着地区的变化,要素的表现千差万别,彼此之间的结合形式多种多样,地域之间的相似性和差异性,通过比较分析,受到地理学家的重视,逐渐取代了简单的观察记录,成为地理研究的重要手段,这即是初创时期的地理学。
地域之间的相似性和差异性,是极为普遍的地理现象,仅凭表象的观察与记录是不够的。当然这种观察与记录是通过比较进行的,在这个基础上诞生了比较地理学;比较地理学是李特尔的首创,欧美第一、二代近代地理学大师们有所继承和发展,之后由于进化论的影响,地理学家逐渐将注意力转到地理现象的发生、发展的研究,于是因果关系、发生学规律成为研究的主题,定性分析成为主要的手段。定性分析往往运用归纳法进行,正如英国学者莫斯(R.P.Moss)所说:“归纳法一般是从事实到概念,从观察到总结,从局部到总体,换句话说,是根据全部事实确定规律性。这种方法被许多学科采用,并在发展科学思维中占有重要的地位”。①正是因为地理学性质与归纳法这种手段的结合,使近代地理学获得了发展;同时,也因为归纳法还具有明显的缺点:1.在归纳时由于不能弄明全部连续的推理,在事实与假设之间就产生了逻辑上的‘缺陷’,而推理是由观察走向判断的重要步骤。……2.归纳的结论只适用于用以归纳的那些资料的范围,而不能扩充到这个范围以外的领域。3.在归纳过程中经常掺和有归纳者的主观因素。”②因此近代地理学远不是方法上的完善科学;这和一些成熟的科学,如物理学、化学、遗传学等相比较,方法上的不完善是显而易见的。
归纳法之所以成为近代地理学的主要研究方法,是因为观察手段的限制,地理学是以研究地球的整个表面的环境为其对象的,当然迫切地需要总体的、规律的、概念的观察手段和分析方法,来完成对象所规定的内容的研究,然而观察手段只能从局部的、事实的、可观察的方面着手,这就犹如建筑上,现代以前只能用堆砌的办法进行一样;而现代建筑则是首先从总体框架着手,然后用预制件拼接。归纳法的缺陷并非今日才发现;为了弥补其不足,有一些地理学家已经采取了超前的演绎法,来阐明地理学规律,解释地理现象。
一般认为演绎法的思维过程是由总体到局部,由概念到事实,由总结到观察。归纳和演绎是两种不同的推理和认识的科学方法。前者一般为从特殊到一般,后者则为一般到特殊;在认识过程中两者是相互联系、相互补充的。演绎所依据的理由,来自对特殊事实的归纳、概括;归纳的结论是演绎的前提,演绎离不开归纳;而归纳对特殊现象的研究,又必须有一般原理为指导,才能找出其特殊的本质,从而进一步补充、丰富和发展这种共同本质的认识,归纳也离不开演绎。归纳和演绎在认识过程的统一是客观的个别和一般的矛盾统一的反映。把两者绝对地对立起来,抹杀它们之间的相互联系,是形而上学的思维方法。地理学的科学研究方法应是归纳和演绎的结合,亦即用归纳法、演绎法,乃至直观所得到的假设的论点是严格根据逻辑和数学规则形成的,然后再根据这个论点经过演绎推导出一些局部的论点,这些局部论点通过实验检验,即通过与事实直接比较确定其正确与否。当然在地理学中,这种实验不仅包括实验室的实验,也包括野外观察得到的事实和统计计算的结果。
地理学作为一门实验科学,就必须在归纳法的基础上,还应当至少在以下四方面广泛应用演绎法:
1.地理思维应当更加严谨,为创立严密的地理学理论,应当利用相邻学科的理论模式。
2.必须更加精细地构思所提出的观点的内部结构,并阐明这些观点在其它概念中的地位。这就要求除语言逻辑外,更广泛地采用形式逻辑语言。
3.在解决各种具体问题和理论问题时,通过运用形式逻辑、演绎推理和实验检验,有意识地推广演绎法的使用范围。
4.必须十分重视寻求检验所提出的假设的标准。如果事实与假设稍有出入就会完全否定假设的正确性。
地理学中应用演绎法,为了使地理思维更加严谨,创立严密的地理学理论,开始利用数理科学的理论模式,结果导致了“计量革命”。
建立在定性描述基础上的近代地理学有必要引入定量的方法。
世界的许多地区也没有准确的数字以资利用,因而也不会得出正确的结论。
近20年来,西方一些地理学派认为计量革命是地理学思想发展的一个新时期,一个重要的转折点。另一部分人则表现出悲观失望。从学术观点看应当实事求是地评价计量革命的作用。它无疑是大大促进了定量量测的发展,改善了对数据的统计加工。有时人们在达到上述成就时并没有充分理解他们所利用的手段,特别是计算机。人们往往对数据的加工整理比较注意,但在对比事实和思想时却不够重视科学思维的严谨性。因此在注意收集和整理数据的同时,演绎方法的利用却进展甚微。
‘计量革命’的教训在于要研究数学在所有学科和地理学中的相对作用。在发达的学科中数学一般行使两种功能:构思假设、发展理论的辅助工具;实验结果统计整理的手段。第一个功能比第二个重要得多。然而在计量地理学中却过分夸大了数学作为数据统计整理手段的作用而不重视运用数学建立自己的理论体系,况且相当部分的数据又不是通过实验途径取得的,其精确性和可靠性都比较低。这样地理学虽然运用了一些数学,却还是停留在归纳性学科的水平上,所以为使‘计量革命’在地理研究中发挥更大的作用,就必须高度重视运用形式逻辑和数学理论去发展地理学的理论。
在以往的30年中,地理学的科学化在追求、探索中,通过正反两方面的比较,地理学界虽然认为传统的定性研究方法,在今天仍有继承的必要,试图一概加以否定,是不可取的;但是一味只讲继承,不思传统方法的改进和新方法的引入和创立,也是有害的。科学方法是人类长期的积累,这份遗产是所有科学所共有的,地理学也不例外,从这个角度来说,传统方法的继承,自属必然;科学方法也不是一成不变的,方法不断改进和更新,是科学进步的表现,对地理学也是适用的,也是客观的必然。当然,新的方法在刚刚出现时,往往不够成熟、不怎么完善,在科学史上也是极其常见的现象,用不着大惊小怪;在新方法还不成熟,还不完善的时候,人们对其已经熟悉的旧方法的怀恋,也是常会发生的现象,遇到抵触、反对,也是不可避免的。尽管如此,由于地理学面临着一场大兴起、大突破的形势,其研究方法也处在以定性描述为主向定量描述为主的过程中,其结果将是地理学科学性、严密性的提高,地理学由此得到更快发展,也不再是一种幻想。
当今世界面临的重大问题,如环境污染、人口剧增、粮食紧缺、能源短缺、生态危机等,无一不与地理学的研究相关。这些问题的提出,都是从地理环境系统本身派生出来的高度综合性课题,以综合性为特征的地理学责无旁待要对这些课题的解决,提出战略性的答案,这种主导作用的发挥,仅凭定性描述是不可能的,必须要以定量描述为主,定量和定性结合才能奏效。二是因为科学发展的趋势,是从孤立研究转向相关研究;从单因素研究走向综合研究;从各个独立学科的个别研究走向相互联系的研究。跨学科、多层次、多形态、多空间、多兵种、大综合的研究势不可挡,这为地理学这门兼顾各学科知识、汲取各家之长为己用的发展,创造了条件。形势的这种要求,要求地理学在研究方法上有所突破,即在系统性和定量描述上应有所提高。根据30年来的探索,可以认为下述几方面,有助于这种提高:
1.系统论、信息论、控制论的兴起,是当代科学技术综合发展的基本特征,是社会发展的重要标志。它们打破了研究单一运动形态的学科界限,打破了自然科学和社会科学的界限。这些新的理论和方法从整体性、系统性高度,研究复杂物质体系的物质、能量、信息的传输与交换。它们的科学概念、理论、方法与地理学综合性、整体性的认识论和方法论不谋而合,是地理学盼望已久的理论武器。它们为地理环境的研究,特别是多因素相关、多功能结构模拟、反馈性质分析、综合体系统概括与描述等的研究,提供理论和分析的基础。
2.耗散结构理论的产生与发展,突破了过去物理学、化学等实验科学的封闭体系的观念与方法,在物理学(非生命运动形态)和生物学(生命运动形态)之间架起了桥梁。特别是它将研究对象的重心转向非平衡态的开放系统,这对研究地理综合体中平衡稳定有序与非平衡稳定有序的关系;部分与整体、单因素与综合、必然与偶然,可逆与不可逆等的关系,提供新的认识论。
3.模糊数学的出现与发展,对研究模糊事物,建立模糊事物之间的模糊关系提供了数学分析的方法。这对地带性和地域分异的规律、群落和景观类型的分布与划分、各类区划界限的确定等提供新的分析和评价手段。
4.遥感技术的应用使地理综合调查发生革命性的变化。过去先从小区域入手,现在却先从大区域进行综合分析和研究。特别是多光谱扫描系统在地理学中的应用,不仅为地理研究提供大量新资料,更重要的是同时能取得整个地球表面环境的信息,并在时间上进行连续定期监测。这对分析地理环境的性质、结构、空间分布及时间演化,提出整体性、系统性的分析工具。
5.从能量和物质定量的研究上,手段也有极大改进。在60年代,C14、孢粉分析、光谱分析、原子吸收分光光度计、极谱分析在地理学中应用就被认为是先进方法。现在,中子活化、离子探针、电子探针、萤光分析、气相色谱分析、红外分光光度分析、偏光显微分析、差热分析等也已引入地理学的研究。其中有不少在地理研究中已成为常用分析手段。这些手段对地理学研究物质、能量的传输与交换,定量地描述地理现象和过程提供了可能。
6.电子计算机的广泛应用,一方面为区域演化、地理环境功能的研究提供模拟条件;一方面为大量资料、信息、数据的处理大开方便之门。快速、准确的定量分析,必将促使地理学的研究达到新的水平。特别对大区域,多因素的综合分析能力,将发生革命性变化。预计将有自动化地理学的产生。
7.近代一些新兴科学的产生与发展,它们大多采取了一些新技术和新手段,有的可以在地理学研究中加以引进、借鉴,以寻求地理学研究方法上的改进和完善。近几十年来,地理学在其研究中,已经引入了数学、物理学、化学、天文学、生物学、经济学、社会学等许多相关科学的理论和方法,促进了地理学的发展与进步。近来这种引进更加迅速。
在分析的方法上,单纯的定性分析和单纯的定量分析,都存在缺陷和不足,已是大家共同的认识;人们在地理学研究中,追求着完善的分析方法,其愿望也是共同的;就现阶段而言,定性和定量的结合,已为大多数人所倡导,应予肯定。
地理学研究对象和内容的表述,也是地理研究方法的重要组成部分。
地理学发展到19世纪,其表述方法仍然是文字表述和制图表述。
定性描述中,常常包括直观描述和概念描述,纯粹描述和解释性描述,比较描述和综合描述等。所谓直观描述系指表述一个地区或一种地理现象,就象艺术家一样在头脑中有一个非常清晰的图象,并把自己所看到的图象表现出来;直观描述就是地理学者能够把客观存在的图象用文字和地图陈述出来。科学的直观描述必须永远是客观的,就其本来面目表现景观,并且在这样作时,要尽可能排除由于所处时间或观察者的特点对客观印象造成的主观干扰。而概念描述,是把地理事实分解为其组成部分,并把这些组成部分尽可能地按普遍概念划分,广泛地使用地理专门术语。
纯粹描述和解释描述是相对提出的概念,前者指地理现象和事物的表述,一般不阐述现象和事物的发生、发展过程和原因;后者则着重揭示事物和现象的发生、发展过程,解释这种过程的成因。
比较描述也即特征描述,特别是区域学派的学者,对此十分偏爱,研究也很多。区域的实质就是地球表面客观存在着地域分异规律,其表现是地域之间既有相似性,也有差异性。而相似性和差异性都是相比较而言的抽象概念,也是区域特征的体现。
综合描述,也称系统描述,它认为地理研究的目的是探明地理环境是一个相互依赖、彼此联系的有机总体,因此地理学所需要的表述形式,既不是单要素、单现象的直观和概念描述,也不是纯粹和解释的描述,即使是比较描述也不是地理学表述的最好形式,地理学理想的表述形式是所有描述形式的有机结合,它应是描述形式的综合化、系统化。
综上所述,定性描述是通过文字语言、地图语言(也称符号语言)表述的。由于性质的确定和数量的确定是辨证的统一,以往的描述由于没有把定性和定量结合起来,以致描述的形象及其这种表述的形式,都不能令人满意,一些地理学者竟然提出建立在描述基础上的地理学,最多只是一种知识,而不是科学,因此,认为“描述”本身就不是科学的表述形式,地理学需要的既不是文字语言,也不是符号语言,而是数学语言,因为只有数学语言能够表达普遍性的规律,计量地理学的产生和发展,“计量革命”的出现,都是这一思潮的反映。计量地理学如果作为对定性描述的补充和完善,甚至将来由定性为主描述过渡到定量为主的描述,都是地理学发展的一个值得称道的途径。但是如果象欧美有些学者那样,根本不要文字的,地图的表述,完全把地理学作为应用数学来发展,将会使地理学误入歧途,导致地理学的毁灭。
二次世界大战之后,随着观察和分析上的巨大进步,地理学表述也随着发生了深刻的变化,这就是发展了定量描述。就目前而言,即表述的形式,除了文字语言和地图语言(符号语言)外,又引入了数字语言和计算机语言。数字语言和计量机语言,都是用数理原理揭示地理学的内容,因此总称为地理学的定量描述。其前者是基于认为现代地理学实质上是地点的位置和距离的科学,所谓地域空间的科学;无论是位置,还是距离,最理想的表述形式,就是数字语言,它能揭示文字和地图语言可以表述的内容,也可反映文字和地图语言无法表述的内容。后者则是基于认为地理学是一个复杂的、多变量的空间系统,体现在变量交织、平衡有序和非平衡有序交织,因此只有用计算机语言,方可表述。
定量描述目前最有成效、为多数地理学者所称道的是系统论的描述。地理学中的系统论包括系统、普通系统论和空间系统三个密不可分的组成部分。
普通系统论产生于20世纪20年代,但直到第二次世界大战期间及其以后,方才引入地理学,并成为一种很理想的表述形式。普通系统论致力于说明为许多种不同系统所共有的特性。一切系统都有三个方面的基本问题:即结构、活动和演变,包括怎样、怎样行动和怎样变化。把系统放在实验室内或使用符号以统计方法孤立地处理时,他们是封闭的、不可逆的;但在地球表面,系统是开放的、可逆的,因为它们接受能量和信息的输入并发送输出。地理学从普通系统论找到了自己的特有表述形式。特别是普通系统论进一步发展表明,一切系统虽然各有一定的范围,却都按某些可以预见的方式在运行;如生物体的生长曲线(S曲线)在数学上和创新的散布曲线、经济发展曲线或人口曲线极为相似。普通系统论研究适用于一切系统的抽象特征。这样的“同型性”构成普通系统论的基本结构,并能用来预报其他相关系统的运动。
地理学对于诸如位置、距离、方向、范围、密度、演替或其他衍生事物等空间要素,作为函数上的重要变量所构成的任何系统,都是特别关注的。任何一个系统,凡其中一个或一个以上函数上的重要变量是属于空间方面的,就是一个空间系统。由于地理系统的几乎所有变量都属于空间的,因此地理系统就是空间系统。
地理学的表述,和地理观察、地理分析一样,在第二次世界大战之后,得到了巨大变革性的发展。现在,不仅有传统的文字语言、地图语言可以作定性描述;还有数学语言、计算机语言作定量描述。无论是传统的表述,还是创新的表述,其间并无绝对的界限,也没有非此即彼的截然必要,因此,我们主张传统和创新的结合。这种结合当然不是缺陷和不足的保留,而是取长补短、相互促进的发展。
⑼ 自然地理学采用的观点和方法
地理学的研究方法,在近30多年里,有了巨大的进步。由于地理学研究的是地球表面的地理环境产生、形成、发展的演变规律,数千年来人类为了探寻这一规律,曾经显示了自己的聪明才智,创造了一系列的特有研究方法。归纳起来,大致上包括观察、分析、表述。肉眼观察,描述归纳,文学式表述,这是萌芽时期和初创时期的地理学研究方法;到了近代的形成时期,地理学的观察引入了仪器,无论在广度,还是深度,都较仅凭肉眼的观察有了质的进步,加之交通运输的发展与进步,地理学家的观察范围,受距离远近的约束已渐趋减小,未被地理学家直接观察的地方越来越少。在分析中已能做到定性,因果关系、发生学原理都在广泛应用,规律的可能性探查也日益完善;不仅如此,定量分析也已开始引入,在某些领域,如气候学、水文地理学、工业、交通运输、城市等地理学分支中,有的已建立了数理系统。在表述中,归纳法已成为引以自豪的表现方法,无数的地理学家所观察到的许许多多的现象,被归纳成要素的规律和地域的规律,使人类对其赖以生存的地球表面的环境,有了认识、了解,在利用和改造方面也能在尊重自然规律的条件下,更能发挥主观能动性。总之,社会的发展,科学的进步,使地理学研究的方法和手段得到相应的改善;而方法和手段的革新,则标志着认识的飞跃和学科水平的提高。
人类在漫长的历史时期中,执着地试图探测地球表面的形状、结构、变化。由于手段的限制,最早产生的方法是肉眼观察,比如视力所及为圆圈,人们由此推论,地球的形状是圆球形;后来发现,圆圈视力范围适于任何地点,由此推论地球是个球体,因为这种现象只有在球体上才可能发生。后来人们为了扩大视野,发现视野会随着高度的增加而扩大,鸟瞰观察盛行了数以千计的岁月;但是鸟瞰受地面高程和障碍物的限制,仍然只能解决极小范围的观察,大范围的观察只能靠小块范围的叠加来完成。进入仪器时代,望远镜增加了人类视力的距离,经纬仪、水准仪、平板仪等增加了视力的精度,实现了观察手段的飞跃与发展。尽管如此,人力的浩繁,速度的缓慢,以及自然环境的种种限制,都使这种借助仪器的观察遇到许多困难,地理学的理想观察手段,仍然不能就此止步。而且,这些仪器还无法代替人们感官的观察,特别是地表物质的形态、结构、运动,还须采取眼观、手敲、脚量、鼻臭、口尝、耳听等种种直观手段,野外实地考察仍然具有举足轻重的地位。
垂直航空摄影技术的应用,一是高程可按人们设想的目标;二是这种高程不受地面高程的限制;三是所用人员少,速度快;四是全息摄影技术是地面综合景观的全面反映,不受要素和地域的限制;五是精度不受或少受拼接所产生的误差的影响,因此,被认为是地理观察的一次革命性发展。
第二次世界大战中,在地球表面应用遥感技术,使地理观察再次获得了突破性的进展。即野外观察低成本、具有新的掌握细节和多种分辨率水平的制图专业的出现。其中,侧视空中雷达和红外彩色胶片新技术尤为重要。这两种新技术的前提是高空侦察飞机。空中雷达能迅速扫描广大地面,必要时还可重复扫描。
1957年10月4日苏联人造地球卫星上天成功;1958年1月31日美国人造地球卫星也获成功,从此,人类对其赖以生存的地球的整个面貌可以一览无余了。卫星图象作为人类对地球表面的观察手段,表现了总体性,反映了地球表面的形态、结构、运动的总体特征;表现了同步性,常发的和偶发的地理现象在同一时间内的表现都能在同一个图象中得到反映;表现了追踪性,因为卫星是连续工作,因此在卫星工作期间发生的一切地理现象,从出现到消失的整个过程,都能得到清晰的反映。
与观察手段相适应,分析手段也在不断的改进和完善。当地理学的观察还处于人类感官的感觉时,人们观察的内容主要是人类赖以生存的资源和条件,观察是有选择的,采用人们共同约定的符号,如图画、语言、文字、数字等形式,把观察的内容记录下来,这就是萌芽时期的地理学。当观察记录日积月累增多,观察的范围也越来越大时,光凭简单记录就无法满足地理学研究的 发展需要了。于是人们开始采取分析手段,要素日趋明朗,随着地区的变化,要素的表现千差万别,彼此之间的结合形式多种多样,地域之间的相似性和差异性,通过比较分析,受到地理学家的重视,逐渐取代了简单的观察记录,成为地理研究的重要手段,这即是初创时期的地理学。
地域之间的相似性和差异性,是极为普遍的地理现象,仅凭表象的观察与记录是不够的。当然这种观察与记录是通过比较进行的,在这个基础上诞生了比较地理学;比较地理学是李特尔的首创,欧美第一、二代近代地理学大师们有所继承和发展,之后由于进化论的影响,地理学家逐渐将注意力转到地理现象的发生、发展的研究,于是因果关系、发生学规律成为研究的主题,定性分析成为主要的手段。定性分析往往运用归纳法进行,正如英国学者莫斯(R.P.Moss)所说:“归纳法一般是从事实到概念,从观察到总结,从局部到总体,换句话说,是根据全部事实确定规律性。这种方法被许多学科采用,并在发展科学思维中占有重要的地位”。①正是因为地理学性质与归纳法这种手段的结合,使近代地理学获得了发展;同时,也因为归纳法还具有明显的缺点:1.在归纳时由于不能弄明全部连续的推理,在事实与假设之间就产生了逻辑上的‘缺陷’,而推理是由观察走向判断的重要步骤。……2.归纳的结论只适用于用以归纳的那些资料的范围,而不能扩充到这个范围以外的领域。3.在归纳过程中经常掺和有归纳者的主观因素。”②因此近代地理学远不是方法上的完善科学;这和一些成熟的科学,如物理学、化学、遗传学等相比较,方法上的不完善是显而易见的。
归纳法之所以成为近代地理学的主要研究方法,是因为观察手段的限制,地理学是以研究地球的整个表面的环境为其对象的,当然迫切地需要总体的、规律的、概念的观察手段和分析方法,来完成对象所规定的内容的研究,然而观察手段只能从局部的、事实的、可观察的方面着手,这就犹如建筑上,现代以前只能用堆砌的办法进行一样;而现代建筑则是首先从总体框架着手,然后用预制件拼接。归纳法的缺陷并非今日才发现;为了弥补其不足,有一些地理学家已经采取了超前的演绎法,来阐明地理学规律,解释地理现象。
一般认为演绎法的思维过程是由总体到局部,由概念到事实,由总结到观察。归纳和演绎是两种不同的推理和认识的科学方法。前者一般为从特殊到一般,后者则为一般到特殊;在认识过程中两者是相互联系、相互补充的。演绎所依据的理由,来自对特殊事实的归纳、概括;归纳的结论是演绎的前提,演绎离不开归纳;而归纳对特殊现象的研究,又必须有一般原理为指导,才能找出其特殊的本质,从而进一步补充、丰富和发展这种共同本质的认识,归纳也离不开演绎。归纳和演绎在认识过程的统一是客观的个别和一般的矛盾统一的反映。把两者绝对地对立起来,抹杀它们之间的相互联系,是形而上学的思维方法。地理学的科学研究方法应是归纳和演绎的结合,亦即用归纳法、演绎法,乃至直观所得到的假设的论点是严格根据逻辑和数学规则形成的,然后再根据这个论点经过演绎推导出一些局部的论点,这些局部论点通过实验检验,即通过与事实直接比较确定其正确与否。当然在地理学中,这种实验不仅包括实验室的实验,也包括野外观察得到的事实和统计计算的结果。
地理学作为一门实验科学,就必须在归纳法的基础上,还应当至少在以下四方面广泛应用演绎法:
1.地理思维应当更加严谨,为创立严密的地理学理论,应当利用相邻学科的理论模式。
2.必须更加精细地构思所提出的观点的内部结构,并阐明这些观点在其它概念中的地位。这就要求除语言逻辑外,更广泛地采用形式逻辑语言。
3.在解决各种具体问题和理论问题时,通过运用形式逻辑、演绎推理和实验检验,有意识地推广演绎法的使用范围。
4.必须十分重视寻求检验所提出的假设的标准。如果事实与假设稍有出入就会完全否定假设的正确性。
地理学中应用演绎法,为了使地理思维更加严谨,创立严密的地理学理论,开始利用数理科学的理论模式,结果导致了“计量革命”。
建立在定性描述基础上的近代地理学有必要引入定量的方法。
世界的许多地区也没有准确的数字以资利用,因而也不会得出正确的结论。
近20年来,西方一些地理学派认为计量革命是地理学思想发展的一个新时期,一个重要的转折点。另一部分人则表现出悲观失望。从学术观点看应当实事求是地评价计量革命的作用。它无疑是大大促进了定量量测的发展,改善了对数据的统计加工。有时人们在达到上述成就时并没有充分理解他们所利用的手段,特别是计算机。人们往往对数据的加工整理比较注意,但在对比事实和思想时却不够重视科学思维的严谨性。因此在注意收集和整理数据的同时,演绎方法的利用却进展甚微。
‘计量革命’的教训在于要研究数学在所有学科和地理学中的相对作用。在发达的学科中数学一般行使两种功能:构思假设、发展理论的辅助工具;实验结果统计整理的手段。第一个功能比第二个重要得多。然而在计量地理学中却过分夸大了数学作为数据统计整理手段的作用而不重视运用数学建立自己的理论体系,况且相当部分的数据又不是通过实验途径取得的,其精确性和可靠性都比较低。这样地理学虽然运用了一些数学,却还是停留在归纳性学科的水平上,所以为使‘计量革命’在地理研究中发挥更大的作用,就必须高度重视运用形式逻辑和数学理论去发展地理学的理论。
在以往的30年中,地理学的科学化在追求、探索中,通过正反两方面的比较,地理学界虽然认为传统的定性研究方法,在今天仍有继承的必要,试图一概加以否定,是不可取的;但是一味只讲继承,不思传统方法的改进和新方法的引入和创立,也是有害的。科学方法是人类长期的积累,这份遗产是所有科学所共有的,地理学也不例外,从这个角度来说,传统方法的继承,自属必然;科学方法也不是一成不变的,方法不断改进和更新,是科学进步的表现,对地理学也是适用的,也是客观的必然。当然,新的方法在刚刚出现时,往往不够成熟、不怎么完善,在科学史上也是极其常见的现象,用不着大惊小怪;在新方法还不成熟,还不完善的时候,人们对其已经熟悉的旧方法的怀恋,也是常会发生的现象,遇到抵触、反对,也是不可避免的。尽管如此,由于地理学面临着一场大兴起、大突破的形势,其研究方法也处在以定性描述为主向定量描述为主的过程中,其结果将是地理学科学性、严密性的提高,地理学由此得到更快发展,也不再是一种幻想。
当今世界面临的重大问题,如环境污染、人口剧增、粮食紧缺、能源短缺、生态危机等,无一不与地理学的研究相关。这些问题的提出,都是从地理环境系统本身派生出来的高度综合性课题,以综合性为特征的地理学责无旁待要对这些课题的解决,提出战略性的答案,这种主导作用的发挥,仅凭定性描述是不可能的,必须要以定量描述为主,定量和定性结合才能奏效。二是因为科学发展的趋势,是从孤立研究转向相关研究;从单因素研究走向综合研究;从各个独立学科的个别研究走向相互联系的研究。跨学科、多层次、多形态、多空间、多兵种、大综合的研究势不可挡,这为地理学这门兼顾各学科知识、汲取各家之长为己用的发展,创造了条件。形势的这种要求,要求地理学在研究方法上有所突破,即在系统性和定量描述上应有所提高。根据30年来的探索,可以认为下述几方面,有助于这种提高:
1.系统论、信息论、控制论的兴起,是当代科学技术综合发展的基本特征,是社会发展的重要标志。它们打破了研究单一运动形态的学科界限,打破了自然科学和社会科学的界限。这些新的理论和方法从整体性、系统性高度,研究复杂物质体系的物质、能量、信息的传输与交换。它们的科学概念、理论、方法与地理学综合性、整体性的认识论和方法论不谋而合,是地理学盼望已久的理论武器。它们为地理环境的研究,特别是多因素相关、多功能结构模拟、反馈性质分析、综合体系统概括与描述等的研究,提供理论和分析的基础。
2.耗散结构理论的产生与发展,突破了过去物理学、化学等实验科学的封闭体系的观念与方法,在物理学(非生命运动形态)和生物学(生命运动形态)之间架起了桥梁。特别是它将研究对象的重心转向非平衡态的开放系统,这对研究地理综合体中平衡稳定有序与非平衡稳定有序的关系;部分与整体、单因素与综合、必然与偶然,可逆与不可逆等的关系,提供新的认识论。
3.模糊数学的出现与发展,对研究模糊事物,建立模糊事物之间的模糊关系提供了数学分析的方法。这对地带性和地域分异的规律、群落和景观类型的分布与划分、各类区划界限的确定等提供新的分析和评价手段。
4.遥感技术的应用使地理综合调查发生革命性的变化。过去先从小区域入手,现在却先从大区域进行综合分析和研究。特别是多光谱扫描系统在地理学中的应用,不仅为地理研究提供大量新资料,更重要的是同时能取得整个地球表面环境的信息,并在时间上进行连续定期监测。这对分析地理环境的性质、结构、空间分布及时间演化,提出整体性、系统性的分析工具。
5.从能量和物质定量的研究上,手段也有极大改进。在60年代,C14、孢粉分析、光谱分析、原子吸收分光光度计、极谱分析在地理学中应用就被认为是先进方法。现在,中子活化、离子探针、电子探针、萤光分析、气相色谱分析、红外分光光度分析、偏光显微分析、差热分析等也已引入地理学的研究。其中有不少在地理研究中已成为常用分析手段。这些手段对地理学研究物质、能量的传输与交换,定量地描述地理现象和过程提供了可能。
6.电子计算机的广泛应用,一方面为区域演化、地理环境功能的研究提供模拟条件;一方面为大量资料、信息、数据的处理大开方便之门。快速、准确的定量分析,必将促使地理学的研究达到新的水平。特别对大区域,多因素的综合分析能力,将发生革命性变化。预计将有自动化地理学的产生。
7.近代一些新兴科学的产生与发展,它们大多采取了一些新技术和新手段,有的可以在地理学研究中加以引进、借鉴,以寻求地理学研究方法上的改进和完善。近几十年来,地理学在其研究中,已经引入了数学、物理学、化学、天文学、生物学、经济学、社会学等许多相关科学的理论和方法,促进了地理学的发展与进步。近来这种引进更加迅速。
在分析的方法上,单纯的定性分析和单纯的定量分析,都存在缺陷和不足,已是大家共同的认识;人们在地理学研究中,追求着完善的分析方法,其愿望也是共同的;就现阶段而言,定性和定量的结合,已为大多数人所倡导,应予肯定。
地理学研究对象和内容的表述,也是地理研究方法的重要组成部分。
地理学发展到19世纪,其表述方法仍然是文字表述和制图表述。
定性描述中,常常包括直观描述和概念描述,纯粹描述和解释性描述,比较描述和综合描述等。所谓直观描述系指表述一个地区或一种地理现象,就象艺术家一样在头脑中有一个非常清晰的图象,并把自己所看到的图象表现出来;直观描述就是地理学者能够把客观存在的图象用文字和地图陈述出来。科学的直观描述必须永远是客观的,就其本来面目表现景观,并且在这样作时,要尽可能排除由于所处时间或观察者的特点对客观印象造成的主观干扰。而概念描述,是把地理事实分解为其组成部分,并把这些组成部分尽可能地按普遍概念划分,广泛地使用地理专门术语。
纯粹描述和解释描述是相对提出的概念,前者指地理现象和事物的表述,一般不阐述现象和事物的发生、发展过程和原因;后者则着重揭示事物和现象的发生、发展过程,解释这种过程的成因。
比较描述也即特征描述,特别是区域学派的学者,对此十分偏爱,研究也很多。区域的实质就是地球表面客观存在着地域分异规律,其表现是地域之间既有相似性,也有差异性。而相似性和差异性都是相比较而言的抽象概念,也是区域特征的体现。
综合描述,也称系统描述,它认为地理研究的目的是探明地理环境是一个相互依赖、彼此联系的有机总体,因此地理学所需要的表述形式,既不是单要素、单现象的直观和概念描述,也不是纯粹和解释的描述,即使是比较描述也不是地理学表述的最好形式,地理学理想的表述形式是所有描述形式的有机结合,它应是描述形式的综合化、系统化。
综上所述,定性描述是通过文字语言、地图语言(也称符号语言)表述的。由于性质的确定和数量的确定是辨证的统一,以往的描述由于没有把定性和定量结合起来,以致描述的形象及其这种表述的形式,都不能令人满意,一些地理学者竟然提出建立在描述基础上的地理学,最多只是一种知识,而不是科学,因此,认为“描述”本身就不是科学的表述形式,地理学需要的既不是文字语言,也不是符号语言,而是数学语言,因为只有数学语言能够表达普遍性的规律,计量地理学的产生和发展,“计量革命”的出现,都是这一思潮的反映。计量地理学如果作为对定性描述的补充和完善,甚至将来由定性为主描述过渡到定量为主的描述,都是地理学发展的一个值得称道的途径。但是如果象欧美有些学者那样,根本不要文字的,地图的表述,完全把地理学作为应用数学来发展,将会使地理学误入歧途,导致地理学的毁灭。
二次世界大战之后,随着观察和分析上的巨大进步,地理学表述也随着发生了深刻的变化,这就是发展了定量描述。就目前而言,即表述的形式,除了文字语言和地图语言(符号语言)外,又引入了数字语言和计算机语言。数字语言和计量机语言,都是用数理原理揭示地理学的内容,因此总称为地理学的定量描述。其前者是基于认为现代地理学实质上是地点的位置和距离的科学,所谓地域空间的科学;无论是位置,还是距离,最理想的表述形式,就是数字语言,它能揭示文字和地图语言可以表述的内容,也可反映文字和地图语言无法表述的内容。后者则是基于认为地理学是一个复杂的、多变量的空间系统,体现在变量交织、平衡有序和非平衡有序交织,因此只有用计算机语言,方可表述。
定量描述目前最有成效、为多数地理学者所称道的是系统论的描述。地理学中的系统论包括系统、普通系统论和空间系统三个密不可分的组成部分。
普通系统论产生于20世纪20年代,但直到第二次世界大战期间及其以后,方才引入地理学,并成为一种很理想的表述形式。普通系统论致力于说明为许多种不同系统所共有的特性。一切系统都有三个方面的基本问题:即结构、活动和演变,包括怎样、怎样行动和怎样变化。把系统放在实验室内或使用符号以统计方法孤立地处理时,他们是封闭的、不可逆的;但在地球表面,系统是开放的、可逆的,因为它们接受能量和信息的输入并发送输出。地理学从普通系统论找到了自己的特有表述形式。特别是普通系统论进一步发展表明,一切系统虽然各有一定的范围,却都按某些可以预见的方式在运行;如生物体的生长曲线(S曲线)在数学上和创新的散布曲线、经济发展曲线或人口曲线极为相似。普通系统论研究适用于一切系统的抽象特征。这样的“同型性”构成普通系统论的基本结构,并能用来预报其他相关系统的运动。
地理学对于诸如位置、距离、方向、范围、密度、演替或其他衍生事物等空间要素,作为函数上的重要变量所构成的任何系统,都是特别关注的。任何一个系统,凡其中一个或一个以上函数上的重要变量是属于空间方面的,就是一个空间系统。由于地理系统的几乎所有变量都属于空间的,因此地理系统就是空间系统。
地理学的表述,和地理观察、地理分析一样,在第二次世界大战之后,得到了巨大变革性的发展。现在,不仅有传统的文字语言、地图语言可以作定性描述;还有数学语言、计算机语言作定量描述。无论是传统的表述,还是创新的表述,其间并无绝对的界限,也没有非此即彼的截然必要,因此,我们主张传统和创新的结合。这种结合当然不是缺陷和不足的保留,而是取长补短、相互促进的发展。
⑽ 全息影象的发明史
在物理课的力学中我们做过水波的干涉实验,而根据光的波动特性,人们也成功地观察到了光波的干涉与衍射现象。为得到频率相同的二条光线,让光从一个狭缝中同时射向第二屏的两个小孔,两束光在屏后出现了干涉条纹,条纹的出现是因为二束光的波峰与波谷会由于叠加时(同相)光加强,相互抵消时(反相)光减弱。这一现象使美国麻省理工学院的物理学家Stephen Benton发现其后面隐藏着一项高科技,从而对这项技术做出进一步的研究。
全息图像的特点
有关全息的原理在1947年就已由英国物理学家丹尼斯伽柏提出了,科学家本人也因此获得了诺贝尔奖。在全息影像拍摄时,记录下光波本身以及二束光相对的位相,位相是由实物(图中蓝色光线)与参考光线(图中红色光线)之间位置差异造成的,从全息照片上的干涉条纹上我们看不到物体的成像,必须使用具有凝聚力的激光来准确瞄准目标照射全息片,从而再现出物光的全部信息。一个叫班顿的人后来又发现了更为简便使用白光还原影像的方法,从而使这项技术逐渐走向实用阶段。美国《国家地理杂志》第一次使用白色光全息片贴在封面时,销售量由一千万份增加到再版后的一千六百万份。这一技术后由美国传到欧洲和其它国家,广泛用于信用卡等仿伪技术。激光全息摄影技术也随之风靡全世界。
全息摄影是利用激光光波的干涉将影像与再现影像记录下来的一种摄影,它与一般的立体照片技术完全不同,我们可以围着它观看各个侧面,只是摸不到真实的物体,其显著的特点和优势有如下几点:
1、 再造出来的立体影像有利于保存珍贵的艺术品资料进行收藏。
2、 拍摄时每一点都记录在全息片的任何一点上,一旦照片损坏也关系不大。
3、 全息照片的景物立体感强,形象逼真,借助激光器可以在各种展览会上进行展示,