本附錄所附電視稿本是作者在中央電視台《走近科學》欄目任編導時，從所編導製作的電視片中精選出來的，供大家參考。光通訊
導語：
1991年發生在海灣領域那場戰爭，當時以美國為首的多國部隊動用了世界上最先進的各種各樣的通訊設備，從無線電話到GPS定位儀，來協調部隊的聯係，他們的舉動引起了各國的密切注意。可就在這時，我國某地的通訊網出現了問題，科學家們一查才發現是一個國外的部件，受到外來控製而關閉了，不工作了。
所以有人說，通訊是一個國家的命脈，如果我們通訊產品都采用外國的產品，是很危險的。因為它可以通過網絡控製我們國家的通訊，等於控製你的心髒，所以我們是絕對要發展自主的。無論是“九五”還是“十五”規劃，通訊領域中最前沿的光通訊研究永遠是需要的，我國將投入更多的人力和物力進行研究。
導視：
我們現在用於通訊的費用越來越低，而我們享受的服務卻越來越多，可視電話、傳真、互聯網等等，這裏邊一個重要的原因就是由於科學技術的發展，使得我們的通訊從電通訊走向了光通訊，信息傳播速度和容量提高了，而所花費的代價降低了。
01解說：(互聯網查信息、通話)
現在計算機互聯網絡是非常普遍了，我們不但可以在網上查閱信息，而且還可以通過網絡進行通話；既可以聽到對方的聲音，還可以看到對方。這種全新的網絡通訊方式是在進入20世紀以後，有了信息高速公路之後，才誕生的，那麼，什麼是信息高速公路呢？它是由什麼構築的呢？
帶著這個疑問，我們來到了武漢郵電科學研究院的車間，這裏生產、測試的就是建構信息高速公路的主要部件——光纜，而不是我們常見的電纜，這裏邊傳輸的信號是光信號，而不是電信號。那麼，用光信號的通訊和用電信號的通訊之間有什麼不同嗎？信息高速公路為什麼要用光來構築而不用電呢？
02采訪：965(13∶12∶59∶09—13∶13∶28∶06)毛總
原來的電通訊雖然能解決人們通訊的基本需求，但是由於它的帶寬受到電子瓶頸的限製，不可能很高。這個時候，就有了光通訊，因為光的帶寬資源是非常豐富的，我們現在用的帶寬隻是它的1%左右，甚至更小，從這個角度講它的發展前景是非常好的。
03解說：(電通訊過洞的車流)
通訊係統中的這個帶寬是個專業術語。打個比方講，這個帶寬就相當於這條過江隧道，由於它的車道是有限的，因此如果車的速度是一定，同時要有大量車要通過的話，肯定會引起塞車。要解決這一問題，隻有兩條途徑：要麼拓寬車道，要麼提高車速。要提高通訊係統的容量同樣也必須如此。
而光的帶寬要比電寬很多，因此從這個角度看，使用光通訊要比使用電通訊的效率高。除此之外，光還有另外一種優越性。
04采訪：312(12∶07∶33∶16—12∶07∶53∶19)趙梓森院士
光的頻率高，所以容量很大，所以光通訊要比微波通訊多通幾萬倍的電話。
05解說：(寬大的高速路)
說得通俗一點，光不但有比電寬得多的道路讓信息通過，而且由於光的頻率比電高，因此光本身傳遞信息的速度也要比電快很多。這就相當於一條高速公路，不但路寬，而且上麵跑的車也快，所以它的運輸效率就高。
因此作為光本身來講，將它用於通訊有著光輝的前景。但現在的問題要尋找一種用光來傳遞信息的方法。
說到用光來傳遞信息，可以追溯到我國秦代，那時的人們，就知道利用烽火來傳遞戰事。
06采訪：312(12∶06∶44∶04—12∶07∶33∶16)
這個烽火通訊是表示簡單的信息，有或者沒有、來了或者沒來，打仗或不打仗，複雜的東西它是表示不了的，它的距離也隻有幾十公裏，下雨、下雪、下霧就有可能看不見，所以這種原始的方法根本不能發揮光通訊的作用。
07解說：
要發揮光通訊的作用，就要讓光傳得無限遠，當時人們就想：如果能夠找到一種能夠像銅線傳導電子那樣導光的介質，這個問題不就解決了嗎？
但很多人都認為這根本不可能，因為在人們的記憶中，光隻能走直線，人類還想象不出讓光沿著一條彎彎曲曲的導線裏走是個什麼樣子。
但自從1966年英籍華人高琨博士製造出了世界上第一根高純度的人造玻璃絲，人類才認識到光還可以在一根細細的玻璃絲裏利用光的全反射傳輸，這一創舉為人類充分發揮光通訊的作用，邁出了關鍵的一步，因為光可以像電一樣沿著導線傳輸了。
08采訪：965(13∶08∶28∶12—13∶09∶13∶07)
光和電沒有明顯的分界，它們有非常有機的聯係。因為光通訊的基礎是光在光纖裏傳播，光纖對光來講，它就是一種波導。光又相當於一種頻率很高的無線電波，和無線電裏用到的微波原理上完全是一樣的。
09解說：
在100多年電通訊研究發展的基礎上，現在人類又發明了光纖，可以充分利用光通訊的優越性，從此就使得以光纖作為傳輸介質的光通訊係統迅猛發展起來。
我們可以通過這樣一個示意圖來對最近一個世紀來，通訊係統容量的發展做一下比較。在1850年到1950年這一百年裏，電通訊係統容量的發展最大也沒有超過傳輸三個頻道電視圖像的容量。而在20世紀後半葉，十幾年的時間，人們發現光通訊係統的容量要比電通訊增加了1000多倍。現在我們不但可以收看到幾十個甚至上百個頻道的電視節目，而且還有了連接世界每一個角落的互聯網。
也許你會提出這樣的問題：將來我們的通訊完全就是光通訊了，電通訊就不需要了。難道真是這樣的嗎？武漢郵電科學院的毛謙總工程師給我們舉了一個例子。他說：
10采訪：965(13∶10∶21∶18—13∶10∶45∶13)毛謙
光通訊就好像是高速公路上的主幹道，在主幹線上有很多上去下來的分支，這些分支用電通訊來做，所以電通訊和光通訊兩者並不矛盾，兩者都是為了一個最終目的。
11解說：
怎樣把用光構築的信息高速路修得更寬，充分發揮光通訊的特點，是科學家們一直在追求的目標。“九五”期間，我國科學家在這一領域又取得了突破。
這是我們常見的一種現象，當一束白光經過一個棱鏡以後，自然分成紅橙黃綠青靛紫七種顏色，之所以出現這種現象就是因為每種色光的折射率不同。
由於每種色光的折射率不同，所以當它在同一根光纖裏傳播時，就可以互不幹擾，也就是說人類有可能在一根光纖裏傳輸多路光信息。
12采訪：965(13∶16∶30∶05—13∶16∶42∶18)
光通訊才可能把馬路修成更寬的高速公路，所以信息高速公路從這一點上可以得到很充分的解釋。
13解說：
在清華大學光通訊實驗室裏，我們見到了我國科研人員經過十幾年的艱苦努力自主研製的新一代光通訊係統。
在這一係統中，科學家們在一根光纖裏傳輸了十路光信息，這就相當於為光通訊並排鋪設了十條寬大的高速路。按照科學家們的設想，將來運用這一係統，隻要一根細細的光纖就可以實現現在用幾根線分別連接的電話、電視以及網絡的功能。未來的五年裏，科學家將盡快將這一係統實用化，讓老百姓真正體會到由光通訊構築的信息高速路的優越性。
揭開長江中下遊暴雨成災之謎
主持人1：暴雨是我國最嚴重的氣象災害之一。近10年，我國大陸平均每年因暴雨形成的洪澇災害造成糧食損失約200億公斤，經濟損失近2000億元。我們印象最深的就是1998年長江流域那場特大洪水。俗話說，地上的水，天上來，也就是說，1998年這場洪水的一個直接來源就是長江中上遊地區的局部特大暴雨造成的。長江是我國的生命之河，撫育著兩岸的華夏兒女，但她有時也會成為災害之河。全國軍民在1998年夏季奮戰長江流域大洪水的情景仍然曆曆在目。在我國，經常發生暴雨的地區不隻是長江流域，還有淮河流域、華南等地區。今年7月份，在廣西南寧邕江大堤上也出現了像1998年長江那樣的大洪水。在2001年7月7號上午11點，邕江大坑口水位為77.41米，超過警戒水位5.41米。經過10萬軍民艱苦奮鬥，10.6公裏的邕江大堤已加高1米以上。隨著洪水不斷上漲，邕江實際上已成為懸河，南寧抗洪形勢十分嚴峻。這時天上之水是否還會再來、來多少成為人們關注的目標，因為這涉及到大堤的加固，以及幾百萬人的生命和財產安全問題。因此能否準確地預報邕江上遊地區的暴雨成為邕江抗洪的關鍵。這和1998年發生在長江流域荊州大堤上那一幕有著驚人的相似。最近我們的記者又跟隨國家973中國暴雨項目組的專家來到了長江荊州大堤上。
片頭1：
天上之水地上來
地上之水天上來
中外科學家奮力拚搏、揭示長江中下遊暴雨成災之謎
00解說：
今年的荊州大堤上已經沒有1998年大洪水來臨時，十幾萬軍民緊張加固堤壩的場麵了，荊州市市民悠閑地在大堤上散步、乘涼，頑皮的小孩與他的奶奶踢起了足球。可經曆過那場戰鬥的人們，永遠不會忘記當時的緊張情景：長江洪水維持高水位在荊州大堤已經持續了一個多月，這時周圍地區如果突降暴雨，人們措手不及，荊州大堤防洪將功虧一簣，它背後所保護的江漢平原上武漢等大城市將遭受毀滅性的打擊。
01采訪：00∶33∶32∶05—00∶33∶51∶00
00∶33∶58∶00—00∶34∶34∶00
00∶35∶00∶02—00∶36∶04∶01
我現在麵對著的是長江，不遠處就是新建的荊州長江大橋，我現在所處的位置就是荊州大堤，在荊州長江大堤上有一座紀念碑。
您好李局長，這個紀念碑是什麼時候建的？
這個碑是1952年為了紀念南岸的荊江分洪區工程的建設勝利而修建的，咱們這個分洪區建成以後分了幾次洪，分的第一次，那是1954年。萬裏長江險在荊州，它的背後有1800萬人，有的專家估計如果荊州大堤在白天潰口的話，將要死亡50萬人；如果是在晚上潰口的話，將要死亡100萬人，這個損失是非常巨大的。
02解說：
當時也許是老天爺開眼，沒有再給已經遭受災害的人們雪上加霜。但是氣象工作者可不能心存僥幸，這不，他們把一部新的天氣雷達搬到了荊州大堤。這是我國第一部車載移動式多普勒天氣雷達，它可以隨時隨地跟蹤一個完整的天氣過程。現在科研人員把它放置在荊州大堤上，就是為跟蹤收集長江流域上空天氣尤其是暴雨天氣過程信息。
03采訪：00∶41∶41∶20—00∶42∶32∶05
00∶44∶04∶07—00∶44∶24∶17
根據目前的觀測情況在哪個方位有雨，在我們荊州的西北方向有一大塊回波，其中大概離我們這兒有60到90公裏處這塊回波根據我們前邊的觀測，正朝我們荊州方向移動。這塊雲已經在影響宜昌了。發黃的表明降水比較強。
04解說：
荊州大堤上這個隨時可以移動的天氣雷達觀測站和宜昌相互對應，同時觀測同一個天氣過程。這是這次長江中下遊地區暴雨研究的一個重要的特色。在荊州大堤采訪之後，我們立刻趕到了宜昌，上午我們在荊州雷達上看到那場降雨，中午時分剛剛停息。在宜昌和荊州大堤配對觀測的這部雷達設在山上，高達208米，從上邊望下去，宜昌市以及長江盡收眼底，今天剛下過雨，空氣中還有很多霧，否則在這兒還能看到三峽工地那宏偉的場麵。
片頭2：
天上之水地上來
地上之水天上來
中外科學家奮力拚搏、揭示長江中下遊暴雨成災之謎
05采訪：00∶53∶45∶00—00∶54∶11∶06
這個就是我們973項目研究宜昌觀測站今天淩晨到上午觀測到的降水回波雲圖，從回波來看，從三峽庫區到宜昌市區都受影響，我們本站下了30多毫米，基本上是一個大雨到暴雨的過程。
06解說：
這隻是我們抓到的這次長江中下遊暴雨野外科學試驗一個場景，據專家介紹，這次野外科學試驗是我國曆史上國家投入最大和科技監測手段最先進的一次。而且利用兩部或三部雷達同時對一個天氣過程進行追蹤也是這次研究的一個特色，它的目的就在於獲取暴雨天氣過程的一個整體資料。
07采訪：00∶00∶42∶00—
作為雙多普勒雷達觀測來講，最大的優勢是可以直接探測到產生梅雨鋒暴雨的中尺度天氣係統的三維空間結構。這個就是實際雙多普勒雷達，大家看到的紫色的範圍就是單多普勒雷達觀測區，紅色代表雙多普勒雷達交叉的重合觀測區，在這個交叉的觀測區裏，可以通過觀測資料的處理直接反映出產生梅雨鋒暴雨的中尺度天氣係統的三維結構，對我們加強預報非常有益處。
主持人2：居住在長江中下遊地區的人們都有這樣的體驗：通常在6月中旬到7月上旬，天空雲層密布，陰雨連綿，降雨量時大時小，有時甚至會暴雨成災，這就是著名的梅雨或黃梅雨季。梅雨鋒的鋒不是山峰那個峰，而是刀鋒的鋒。鋒在氣象術語是指天氣係統的水平長度很長，而水平寬度卻很窄。在鋒的附近空氣運動異常活躍，天氣變化非常劇烈。1991年的梅雨鋒，光安徽的馬鞍山就經曆了11場暴雨，這11場暴雨使得整個長江以南、江淮之間的農田全部被淹了，長江大堤被架高了兩到三米，否則馬鞍山整個城市就會被淹沒。這就是由於梅雨鋒天氣的變化給人類帶來的危害，因此，搞清楚長江中下遊地區梅雨鋒天氣變化的規律，是一件澤被千秋萬代的大好事。
片頭3：
天上之水地上來
地上之水天上來
中外科學家奮力拚搏、揭示長江中下遊暴雨成災之謎
08解說：
973暴雨野外科學試驗不但聚集了中國氣象局、中國科學院、北京大學等10多家科研院所的專家，而且日本氣候變化研究所、北海道大學等機構的科學家也和我國科學家一道開展這次試驗。在蘇州離市區一百多公裏的東山觀測站，我們見到了這批日本科研人員。
09采訪：
感覺怎樣在這兒？
東山人很少，比一般中國城市安靜。
你在日本哪個大學？
北海道大學。
為什麼隔這麼遠對我們中國長江中下遊暴雨這麼感興趣，投入這麼大來做這個試驗，你知道為什麼？
梅雨帶很長，從中國的四川到東海一直延伸到日本，從西到東梅雨的降水很大程度是不一樣的，特別日本和中國的降水很不一樣。我在日本做了大量觀測，對中國的觀測還很少，對中國的觀測進行對比。
看來氣象沒有國界，科學沒有國界，你怎麼看？
是這樣的。
我看你的皮膚，在野外觀測曬的，看來搞科研非常不容易。
10解說：
這個觀測站就設立在這樣小小的集裝箱內，裏邊各種各樣的儀器設備占了大部分空間，在進行觀測時，人隻能站著。而且雷達一旦開動起來，24小時都必須有人值班。就是在這樣艱苦的環境下，日本科研人員和我國科學家緊密合作，進行著暴雨項目的研究，他們在一起選擇觀測對象，一起討論觀測方案，觀測結果出來後，還要一起研究下一步的數據處理方法。
11采訪：00∶06∶02—
我們兩國科學家在這裏合作進行長江下遊的野外科學實驗，我們這次野外科學試驗很重要的特點是希望捕捉中尺度的三維結構，我們現在用的方法是兩部或三部多普勒雷達來捕捉這樣的中尺度三維結構，那麼日本科學家在東山、周莊、吳縣三個地方有三部多普勒雷達。
12解說：
暴雨是我國最嚴重的氣象災害之一。近10年，我國大陸平均每年因暴雨形成的洪澇災害造成糧食損失約200億公斤，經濟損失近2000億元。目前我國對暴雨的預報準確率還不高，主要原因就是缺乏對1公裏到100公裏範圍內的中尺度暴雨係統的三維結構詳細資料。
13采訪：
我們有的暴雨係統它本身是一個很深很深的對流，它整個的空間尺度非常小，隻有幾十公裏的空間尺度，最小的空間尺度有一二十公裏的空間尺度，這樣的空間尺度有可能下很大的暴雨，那麼在這種情況下，我們從科學研究的角度來講，要抓住這樣尺度的係統，必須做特種觀測。常規觀測是抓不住的，因為常規觀測站網非常稀，200公裏或100公裏的站網很稀，一個小的係統過去，就像大的漁網，網眼很大，魚很小，魚都要漏掉的，一個也抓不住，這是一個道理。
片頭4：
天上之水地上來
地上之水天上來
中外科學家奮力拚搏、揭示長江中下遊暴雨成災之謎
14解說：
我們現在收看收聽中央氣象台的天氣預報，經常報：華南地區有暴雨、長江流域有暴雨。這個尺度叫大尺度，這一天氣係統它的空間尺度往往有幾百公裏甚至上千公裏。
15采訪：00∶11∶00∶00—00∶11∶46∶00
從大尺度的預報來講，我們現在氣象預報的把握大概是在70%~80%，這個還是比較有把握的；但是對中尺度的暴雨，我們的把握隻有20%，也就是說如果要真正發生實時過程，我們的預報員從開始就能抓到最多兩三個過程。暴雨突發性，持續時間短，如果我們抓不住，就有可能在很短的時間內給國民經濟帶來重大損失。
16解說：
1998年長江流域那場大洪水也直接影響到三峽工程的建設，三峽工程大江截流以後，為了建設大壩，便於進行施工，大壩建設者臨時建立一個土壩，讓江水沿著涵洞走，圍出一塊空地，將各種施工設備和機械開進來，展開施工。可1998年的洪水特別大，這道土壩經受了洪水的無數次衝擊，已經出現了危機。
17采訪：宜昌陳局長00∶20∶55∶12—00∶21∶22∶00