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人类通过几千年的不懈努力，终于实现了飞上长空、探索宇宙的美好愿望，迎来了标志着人类社会文明高度发展的航空航天时代。随着世界新技术革命的到来，新技术、新思想和新方法的应用，航空技术和航天技术将出现更大的飞跃，将在发展现代人类文明的三大支柱——信息、能源和材料的事业中做出更大的贡献。

航空技术将运用微电子技术、计算机、新材料、新工艺和新能源来发展性能更优良的产品扩大应用范围。航空器将进一步向一体化、综合化、信息化的方向发展。新动力、新气动布局、新材料、新技术的应用将大大改善飞机的性能。飞机的载重能力、机动性、适应性和经济性都将有新的突破。即使是制造噪声低、污染少、经济性能好的远程超音速客机这样一类复杂的飞机，从科学技术角度来说，也是完全可能的，关键在于人们对这种需要的迫切程度以及是否值得花费巨大的人力和物力。这种飞机将把洲际旅行时间缩短到几个小时。航空运输将会更普及、更安全、更经济，为人类的工作、旅游和生活带来更多的方便。航空器将在农业、牧业、渔业、探矿、气象、体育和环境保护等方面得到更加广泛的应用。

航天技术将进入大规模开发和利用近地空间的新阶段。直接为国民经济和人民生活服务的各种应用卫星正向高性能、多用途的方向发展，以获取更大的经济和社会效益，使航天活动进一步商业化。随着航天飞机和其他新型空间运输系统的使用、空间组装和检修技术的成熟，人类将有可能在太空建造各种大型空间系统。在近地空间将建立起永久性航天站、太阳能电站和空间工厂，甚至可能建立空间城市和开展空间旅游，太空将成为人类频繁往来的新场所。利用永久性航天站进行长期的科学研究和实验，可促使天文学、地学、生物学、物理学和化学等产生新的突破。从太空将获取信息、材料和能源，直接造福于人类。航天活动将为解决人类面临的能源、生态、环境和人口等问题开辟多种新途径。各种空间探测器可能飞遍太阳系的“天涯海角”，为揭开太阳系的形成和生命起源之谜提供资料。人类在月球建立基地、到达火星和其他行星，还面临着费用过于庞大和许多有待克服的困难。但星际航行只有在光子火箭获得成功和很多有关科学技术有了更大发展之后，才有可能实现。

另一方面，未来航空航天的军事应用将会进一步强化，太空武器有可能进入实用阶段。但是，人类的历史总是向前发展的，和平、进步、幸福是地球上绝大多数人的愿望。科学技术的发展最终要达到造福人类的目的。航空航天事业也将沿着这条道路前进，在这个人类空前规模的伟大事业中，约占人类总人口1/4的中国人民必将做出自己应有的贡献。

航天科技在现代通信的应用

卫星通信是航天技术服务人类日常生活的杰出范例。世界第一颗用于通信的试验卫星是在1958年底发射成功的。它在通信方面的应用立即受到人们的普遍重视。但通信卫星的真正发展是在60年代，并在以后的年代得到进一步完善和提高。通信卫星的发展是从探索利用卫星传播无线电信号的可能性开始的，中间经过了只反射电波的被动式通信卫星、有放大作用的主动式通信卫星，以及地球低轨道、中轨道、高轨道、圆轨道、大椭圆轨道等卫星的技术探索，直到发射成功高悬地球赤道上空36000千米处的地球同步轨道通信卫星，使卫星通信达到了成熟的实用阶段。

卫星通信就是利用通信卫星作为中继站进行地球上各点之间的通信，是航天技术与通信技术相结合而产生的现代通信手段。它由空间和地面两部分组成。通信卫星由通信天线和通信转发器组成的专用系统来转发无线电信号。向通信卫星发射无线电信号和接收来自通信卫星信号的组合设备，可设在陆地、海洋船只、大气层中飞行的飞机上，它们分别称为固定地球站和移动地球站。对轨道上通信卫星进行跟踪、遥测、遥控和监视，以保证通信卫星正常工作。这些设备往往和一个标准卫星通信地球站设在同一地点，构成操纵卫星和调度其他地球站业务的卫星通信控制中心。

卫星通信是通过通信卫星对无线电信号进行放大和转发来实现信号传输的，它不受高层大气、气候、季节、距离等条件的限制，传输质量高、稳定可靠。各地面地球站只要一个天线系统和一套接收发射装置就可进行工作。由于卫星通信的费用与通信距离无关，对远距离通信最为经济。

卫星通信系统通常都工作在微波频段，工作效率高且通信容量大。例如目前在轨道运行的国际通信卫星是为满足国际电话、电视、电报及高速数据通信而发射的第五代通信卫星。卫星重量约1?9吨，包括太阳能电池帆板在内的最大跨度达15?7米，沿地垂线轴长7?3米。该卫星拥有12000多条双向话路。

近年的卫星通信又向毫米波频段推进且获得显著进展，通信卫星的体积更趋小巧，通信容量则更大。由于毫米波天线反射器很小就能获得规定的增益和指向，因此地面终端也可做得小巧、轻便，目前世界上已出现了便携式地面卫星通信设备，重量只有20千克。使用毫米波卫星通信，无论是可靠性、使用寿命或是成本都更具优势。

航天技术的发展促使通信业务不断扩大，通信卫星不断向专业化方向发展，除国际公共通信卫星外，出现了地区性和国内公共卫星通信以及海事卫星、数据中继卫星、广播卫星等专用通信卫星，使各种专业化通信网日益增多和完善。现在公共卫星通信网、专用卫星通信网遍及全球，它们把地球上人与人之间距离变近，关系变得更密切了。人们的工作、生活离不开的电话、电报、传真、数据传输和电视都离不开卫星通信，其信息传递之快速、方便不仅给人们带来极大方便，并已成为现代信息社会的支柱。例如，印度尼西亚是一个由几千个岛屿组成的海洋国家，通信曾是这个发展中国家最头痛的事。然而，该国在建成国内公共卫星通信网以后，一下子把几千个岛屿的通信都联网在一起，并使其通信事业步入世界的先进行列。通信事业的发展，很大程度上促进了这个发展中国家的经济活力。

又如，在中国，用我们自己成功发射的通信卫星完成了广播电影电视部、水电部、新华社、总参通信部等单位预定的电视、广播、电话、传真等通信业务。现在乌鲁木齐、拉萨等边远城市收不到当日中央电视台节目的日子已成为历史。此外，我国用自己的通信卫星还沟通了北京至乌鲁木齐、拉萨、昆明的电话线路以及成都至拉萨、昆明、兰州至乌鲁木齐的通信线路，开通了拉萨至全国520个大中城市的长途自动拨号，加强了边远地区和首都以及内地的联系。这对繁荣边疆地区的政治、经济和文化生活起着极为重要的作用。

平均大小只有一辆旅行车的现代通信卫星，可以拥有24个通信转发器，是在地球轨道上飞行的真正的太空交换台，它不断接收并转发来自各地奔流不尽的信息。可同时传送12000路长途电话并同时转播若干套电视节目；还能将新闻报刊模板从中心城市发往各地城镇印刷厂，使当地读者能看到当天大都会的报纸、杂志。

卫星通信，还迅速地向用计算机互连着的综合数据传输(声音、数据、文字和图像)网络、电视会议、电视教育、数据采集、新闻报刊模板传递、航空航海通信、远距离诊病和医疗、政府行政管理、电子邮递和应急救灾等领域迅速发展。因此，完全可以说，航天技术不仅改变了通信体系，而且使通信的发展影响着人类社会的生活方式。

航天科技在工业和日常生活中的应用

实际上航天科技的一些重大成就已经在国民经济的各个部门得到了推广应用，有力地推动了经济的发展。例如，有数十种新材料已应用于机械制造；一些试验台已用于提高民用机械寿命试验；航天飞机的结构试验方法与装置已推广到各种飞行器、新型汽车、农业机械的研制中；航天飞机的自动着陆系统也已用于民航和货运飞机的全天候着陆控制上；为研制航天飞机和其他航天器而开发的计算机辅助设计、计算机辅助制造的技术已应用到其他各行各业。航天技术在民用工业技术领域的推广应用，大大促进了国民经济各个部门的技术更新。

航天技术也给医疗卫生事业带来了福音，利用航天技术的成果来检查和治疗疾病已是屡见不鲜。例如，可用航天技术治疗心脏病。如今可以把人造卫星上的微型电路和镍镉电池移植过来，制成可充电的埋藏式心脏起搏器，帮助病人的心脏工作。这种起搏器体积小、重量轻，而且可以从病人体外充电，减少了因更换起搏器给病人带来的痛苦。又如用来监测载人宇宙飞船航天员身体状况的血压检测器，目前放置在美国的各个公共场所，供有高血压的病人检查血压，使用很方便。这种仪器能根据血液流动的声音来分析人体血液情况，测出收缩压和舒张压，并能将每次测量的血压数据自动记录下来，供医生治疗时参考。航天技术中的红外摄影和判读技术，可用来确定烧伤病人皮下深处组织的烧伤程度和坏死组织的范围，从而为早期进行切痂植皮手术提供可靠的依据，避免本可自动愈合的组织被误切掉。利用航天器上用的敏感辐射计，能测量0?1摄氏度的温度变化。由于癌组织比正常组织温度高，所以用它能检查出什么地方有癌变。它还能测出人体更深部位的温差。航天技术成果，还可用于制造新的医疗卫生器械。例如，用于航天器上的自动微生物检测器，在地面上15分钟内可测出液体中微生物的含量；利用航天工艺技术可以为下肢瘫痪的病人制造一种能上下楼梯的折叠式扶车等。在空间探测中发展起来的自动光学显微镜，可以把在宇宙空间拍摄的不太清楚的图像增强成高分辨率的显示图像。把它用在医学上，可提高X光图像的效果和使其他病理图像更加清晰。

为在地面测控中心能监测航天器上航天员身体状况而发展起来的远距离电子医疗系统，也可用到医疗卫生事业上来，这就是遥诊医学。它可以把偏远地区的医务人员与大城市医院的高级医生联系起来，解决偏远地区疑难病和突发病的治疗问题。例如1989年3月，美国提供一个兼容的卫星地球站设在亚美尼亚共和国，开始了国家之间的医疗咨询。美国的医疗设施通过商业卫星公司和国际卫星公司的卫星与亚美尼亚的医院和康复中心连接。每周两天，每天提供若干小时的单向电视和双向通信能力，以提供医疗咨询，帮助1988年12月亚美尼亚大地震中受伤的人，主要是整形外科手术、理疗和心理咨询，支持康复工作。

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宇宙是如何诞生并且演化到今天的？其未来又将走向何方？这个科学命题——或者说哲学命题，数千年来一直困扰着人类。

大约14年前，人们一度以为有了完美的答案：通过对于宇宙背景微波辐射的观测，天文学家最终验证了1929年爱德文哈勃(Edwin Hubble)的猜想，即宇宙诞生于大约137亿年前的大爆炸(Big Bang)。之后，随着宇宙的演化，银河系、太阳系、地球，乃至我们人类自身，都陆续登场。

2006年10月，正是凭借这一重要成就，美国科学家乔治斯穆特(George F Smoot)、约翰马瑟(John C Mather)分享了该年度的诺贝尔物理学奖。

但我们对宇宙的了解，显然也还刚刚开始。就在此一个月后，美国航空航天局(NASA)公布的最新研究结果表明：至少在90亿年前，一种被称为“暗能量”(dark energy)的神秘力量已经存在。

也就是说，在整个宇宙诞生后不到50亿年时，就开始受到暗能量影响。而此前，科学家普遍认为，在宇宙的早期，或许这种力量并不存在，因为那个时候主宰一切的还是我们熟悉的引力。

尽管这一结果仍不能确定地告诉我们宇宙的未来是怎样的，但显然，它为我们彻底理解宇宙的运行规律带来了新的曙光。相关的论文也将发表在2007年2月美国《天体物理学报》(The Astrophysical Journal)上。

这一研究小组的负责人、美国约翰霍普金斯大学(John Hopkins)教授阿德姆瑞斯(Adam Riess)在接受《财经》记者采访时表示：“我们距离真正了解暗能量仍然很远。但很显然，这是非常重要的一步，因为它给出了更多的‘线索’(clue)。”

宇宙为什么加速膨胀？

暗能量的发现过程极富戏剧性。

按照宇宙大爆炸理论，在大爆炸发生之后，随着时间的推移，宇宙的膨胀速度将因为物质之间的引力作用而逐渐减慢，就像缓慢踩了刹车的汽车一样。也就是说，距离地球相对遥远的星系，其膨胀速度应该比那些近的星系慢一些。

但1998年，美国加州大学伯克利分校(UC Berkeley)物理学教授、劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)高级科学家索尔皮尔姆特(Saul Perlmutter)，以及澳大利亚国立大学布赖恩施密特(Brian Schmidt)分别领导的两个小组，通过观测发现，那些遥远的星系正在以越来越快的速度远离我们。

换句话说，宇宙是在加速膨胀，仿佛一辆不断踩油门的汽车，而不是像此前科学家所预测的那样处于减速膨胀状态。

这样一个完全出乎意料的观测结果，从根本上动摇了对宇宙的传统理解。那么到底是什么样的力量，在促使所有的星系或者其他物质加速远离呢？

科学家们将这种与引力相反的斥力来源，称为“暗能量”。但“暗能量”到底意味着什么？至今我们能够给出的，只是一个十分粗略的宇宙结构“金字塔图景”：

我们所熟悉的世界，即由普通的原子构成的一草一木、山河星月，仅占整个宇宙的4%，相当于金字塔顶的那一块。

下面的22%，则为暗物质。这种物质由仍然未知的粒子构成，它们不参与电磁作用，无法用肉眼看到。但其和普通物质一样，参与引力作用，因此仍可能探测到。

作为塔基的74%，则由最为神秘的暗能量构成。它无处不在，无时不在，由于我们对其性质知之甚少，所以科学家还不清楚如何在实验室中验证其存在。惟一的手段，仍然是通过天文观测这种间接手段来了解其奥秘。

对Ia类型超新星(supernova)的爆发进行观测，则是目前最主要观测手段。这种超新星是由双星系统中的白矮星(white dwarf)爆炸形成的，亮度几乎恒定。这样，通过测量其亮度，就可以知道其和地球之间的距离，进而了解其速度。

借助哈勃这样灵敏的天文仪器的帮助，我们至少可以观测到90亿光年之外，即了解宇宙在90亿年前的信息。

霍普金斯大学教授阿德姆瑞斯给我们展示的最新“暗能量”场景如下：

在大爆炸后的初期，宇宙经历了一个急速膨胀阶段。此后，由于暗物质以及物质之间的距离非常接近，在引力作用下，宇宙的膨胀速度开始减速。

然而，至少在90亿年前，宇宙中另外一种力量——表现为排斥力量的暗能量已经出现，并且开始逐步抵消引力作用。

随着宇宙的膨胀，不断增长的暗能量终于在大约50亿至60亿年前超越引力。此后，宇宙从减速膨胀，转变为加速膨胀状态，并且一直持续至今。

爱因斯坦的遗产

中国科学技术大学物理学教授李淼曾经半开玩笑地表示：“有多少暗能量专家，就有多少暗能量模型。”也许这种说法不无夸张之处，但暗能量在理论方面的混沌状况，从中也可见一斑。

其中，最具戏剧性的理论，则是复活爱因斯坦当年提出的“宇宙常数”(cosmological constant)。1917年，被认为是整个20世纪最伟大的科学家阿尔伯特爱因斯坦(Albert Einstein)，为了建立一个稳态宇宙模型，最早提出了这个概念。不过，后来就连他本人也承认，“宇宙常数”只是一个错误的概念。

但暗能量的存在，则为宇宙常数提供了新的可能性。如果暗能量就是这个宇宙常数的话，那么它的力量强弱将只和宇宙的大小有关。随着宇宙的膨胀，其体积逐渐增大，因而暗能量也将逐渐增大。最终，它会达到一个临界点，使得宇宙从减速状态变成加速状态，并且一直加速下去。

中国科学院高能物理所研究员张新民在接受《财经》记者采访时指出，迄今为止的观测结果，包括瑞斯最新的结果在内，与爱因斯坦的宇宙常数理论“都很符合”。

但是，宇宙常数距离成为一种确定性的暗能量理论还差得很远。一些科学家半开玩笑地说，按照这种模型，宇宙将一成不变地加速膨胀下去，未免太“枯燥”(boring)了一些。

当然，最为致命的是，按照量子场论计算出来的宇宙常数，比天文观测获得的上限至少也要高出10的120次方倍。

一个最为诡异但不乏科学依据的解释，是“多宇宙论”。观测和理论或许都没有错，事实上，在我们生存的宇宙之外，还存在多到无法计数的其他的宇宙。科学家们可以想像到的宇宙数量不是以万或者亿来计算的，很可能多到10的1000次方个。

每个宇宙都有不同的宇宙常数，而我们恰恰生存在一个宇宙常数很小的宇宙中。仿佛冥冥之中有一个“上帝之手”，把一个适合智慧生命生存的宇宙呈现在我们面前。

但对于这种寄希望多宇宙存在的“人择原理”(anthropic principle)，在天文学家和物理学家中间都存在很大的争议。中国科学院高能物理所研究员张新民对《财经》记者说，很多人认为这仅仅是一种猜想而已，还远远谈不上“原理”。

更为尖锐的批评，则认为这种解释与其说是一种科学理论，倒不如说更像一种宗教信仰。

为避免这种冲突，科学家们提出个各种暗能量理论，来代替宇宙常数模型。其中比较有代表性的包括精质(quintessence)模型、幽灵(phantom)模型等，张新民和中国科学技术大学物理学教授李淼也分别提出了精灵(quintom)和全息(holographic)模型。

宇宙的未来

如果这些替代的暗能量理论能够成立，它们所指向的将是截然不同的宇宙未来：

根据精质等动力学标量场(scalar field)模型，宇宙的未来将复杂得多；也许将继续加速膨胀下去，也许会减缓膨胀的速度，甚至走向收缩，导致宇宙最终以与大爆炸相反的“大坍缩”(big crunch)收场。

而根据幽灵模型，暗能量将不断增大，导致宇宙以越来越快的加速度膨胀。最终，宇宙将走向“大撕裂”(big rip)。

精灵模型则给出了一个“振荡的未来”。张新民对《财经》表示，根据他提出的这一理论，整个宇宙将在加速膨胀和减速膨胀之间反复演绎，“大坍缩”和“大撕裂”这两种极端的情况都不会出现。

最大的困难，在于迄今为止，我们能够研究暗能量的手段仍然十分有限。目前，最主流的仍然是借助超新星的观测。但有些人担心，特别是在宇宙早期，可能超新星的亮度也不是恒定的，它也有自己的演化过程。

即使这种担心可以排除，鉴于这些超新星距离地球非常非常遥远，观测它们的难度，在瑞斯看来就像在两个月球的距离之外观测一个60瓦的灯泡。即使哈勃望远镜具有非常高的敏感度，也存在难以消除的系统误差。

通过对大尺度宇宙结构(比如星系团等)的研究，或许能为暗能量提供新的线索。一旦暗能量存在的话，星系团的形成过程可能要更慢一些，因为引力需要先克服这种斥力。

目前，一个空间探测计划斯隆数字巡天(SDSS)已经完成了第一阶段为期五年的运行，一旦全部完成之后，这一足以覆盖四分之一的天空的精细光学成像设备，无疑将披露更多的细节。

据悉，目前中国科学家也正在试图利用北京附近新上马的LAMOST(大天区面积多目标光纤光谱望远镜)来观测超新星，从而探索在中国首次进行暗能量实验研究的可能性。而利用伽马暴(超大质量星体爆发而形成的宇宙高能辐射)，也许将为进一步研究更早期的暗能量提供间接手段。

北京师范大学物理学教授朱宗宏在接受《财经》记者采访时指出，目前对于伽马暴天文学的探索还处在初级阶段，有点类似于1998年暗能量刚被发现时的超新星天文学，但其某些性质，从长期来看仍然有可能用来研究暗能量。

那么，是否有可能利用实验室来直接研究暗能量呢？一些人已经宣称，可以利用纳米技术来实现这一目标。瑞斯在接受《财经》采访时表示，一些科学家也希望利用短距离(short-range)的引力实验，发现暗能量的线索。

美国加州理工学院(CIT)的物理学家西恩卡罗尔(Sean Carroll)也对《财经》记者强调，要找到一个更具确定性的模型，不仅需要天文学上的数据，可能更需要来自粒子物理学的证据。尤其是2007年即将在欧洲投入运行的大型强子对撞机(LHC)，或许“我们可以期待”。

不过，由于对暗能量的性质、包括与其他物质的反应机理还不清楚，很多科学家认为，短期之内还无法对实验室内的工作寄予太大希望；更为现实的渠道，或许仍来自天文观测。

如果不出意外，普朗克(PLANCK)探测器将于2007年一季度正式升空，它将对天空进行更加精密的探测。在接受《财经》记者采访时，皮尔姆特也表示，由它所在的实验室负责设计的超新星加速探测器(SNAP)，按照计划将于2013年或者2014年升空。

“在未来五到十年中，我们对于暗能量的性质或许将有更加清晰的了解。”英国诺丁汉大学物理与天文学院教授克里斯托弗康瑟利斯(Christopher Conselice)对《财经》记者说。

几乎没有人否认，暗能量对于整个宇宙学乃至物理学而言，都不啻是一场革命。1979年诺贝尔物理学奖得主斯蒂芬温伯格(Steven Weinberg)曾明确表示，“如果不解决暗能量这个‘路障’，我们就无法全面理解基础物理学。”著名华裔物理学家、1957年诺贝尔物理

举例说明参考文献引用期刊、专著、学位论文、报纸...

1.著作格式
[序号]著者.书名[M].版本(第一版不写).出版地：出版者，出版年：起止页码

例:[1]孙家广，杨长青.计算机图形学[M].北京：清华大学出版社，1995:26-28

2. 期刊格式

[序号]作者.题名[J].刊名，出版年份，卷号(期号)：起止页码

例:[3]李旭东，宗光华，毕树生，等.生物工程微操作机器人视觉系统的研究[J].北京航空航天大学学报，2002，28(3)：249-252

3.报纸格式
[序号]主要责任者.文献题名[N].报纸名,出版日期(版次).
例如：[8]谢希德.创造学习的新思路[N].人民日报,1998-12-25(10).

4.学位论文格式
[序号]主要责任者.文献题名[D].出版地:出版单位,出版年:起止页码(可选).
例如：[4]赵天书.诺西肽分阶段补料分批发酵过程优化研究[D].沈阳:东北大学,2013.

5.网络文献
[序号]主要责任者.电子文献题名[EB/OL].[日期]//htpp:网址

6析出文献格式
[序号]析出文献主要责任者，析出文献题名[A]，原文献主要责任者(可选)原文献题名[C]，出版地：出版者，出版年：起止页码.
例如：钟文发，非线性规划在可燃毒物配置中的应用[A]；赵炜，运筹学的理论与应用——中国运筹学会第五届大会论文集[C]；西安：西安电子科技大学出版社，1996:468。

6.著作、学位论文、辞典等如果是多次引用，只给一个编号，在编号后面注明页码，文后参考文献不注明页码。