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1楼
宇宙中数量最多的粒子是质子、中子、电子、光子和中微子。除去这些粒子，宇宙就基本上空无一物了，其它几百种粒子含量及其微小。这五种粒子中最 “听话”的应该是电子，最“不听话”的非中微子莫属。现如今，我们可以利用设计的晶体管、集成电路、微处理器以及其它电子器件来方便快捷的控制电子的行为，让小小的电子为我们传递声音、图像，为我们预报天气，为我们证明四色猜想……然而电子计算机缺乏一种重要的处理信息的能力：并行运算。可是第二个候选者：光子却可以避开这个困难，具有电子不可比拟的优点。光子是玻色子，不带电荷，静止质量为0，以光速运动，不受电路时间常数的限制。光束可以相互交叉通过而不会相互影响，具有并行处理信息的能力。光子的这些特点为解决目前电子计算机的一些困难提供了途径。1990年，美国贝尔实验室报道了世界上第一台数字光学处理器，使我们由电子计算向光子计算迈出了重要的一步。近年来，光学逻辑元件、光存储器件、光学互连、算法和体系结构发展很快，光子计算机（光脑）也许会在不久的将来得以实现。
电子计算机中信息的载体是电子，逻辑门之间、芯片之间、芯片和插板之间的信息必须通过引线作为电子传输的媒质，因此会受到回路参数（时间常数RC）的限制。在一块大规模集成电路的芯片中，器件尺寸已缩小到微米量级，使得引线电阻值提高，延迟效应增大，使信息传输速度受到限制。突破瓶颈的最简单方法就是利用光子作为信息的载体。光子的载频约为10^(14)Hz，可利用的带宽达10^(13)Hz，其可能的传输速率比电子通信的最大速率大三个数量级。光互连可以在自由空间中实现，也可以在光纤或波导中实现。
自由空间互连即为利用光在通过光学元件使遵从的折射、反射、衍射等规律实现互连网络。利用计算全息图，可以完成任意结构的互连网络。计算全息图是一个束控元件，将多路输入光束按要求分成多束，并控制方向输出到不同接收位置。光束即使在空间中交叉也几乎没有干扰。计算全息图是可编程的，可以按照需要改变，从而改变联络关系。光纤广泛应用于远距离通信，可适用于计算机与外部设备之间、电路板之间、模块之间、芯片上和芯片之间等的互连。集成光波导器件将诸如透镜、棱镜、光栅、光调制器、光耦合器、光开关、双稳器件、模数转换器等基本元件集成到一起，构成集成光学的基本部件，具有体积小、重量轻、性能稳定、功能强等优点。
磁盘存储技术已经很成熟了，但存储容量很难进一步提高，故70年代发展了光存储技术。光存储主要有光盘存储和全息存储。光盘存储技术是用半导体激光器产生的单色相干激光光束经透镜会聚为直径一微米的光斑，照射到光存储介质上，使照射点上介质光学性质发生变化，此为信息读入过程；读出信息时，用连续激光束扫描光盘，解调从介质反射回的信号。光盘存储器可分为只读光盘和可擦式光盘。光盘存储容量很大，但要求记录介质与读写头之间有机械运动，使信息密度被限制在机械调节的精度范围内，且存储时间也受机械运动的限制。而全息存储没有这些这些缺点。全息存储分为二维存储和三维存储，信息记录在全息图上。三维存储即利用空间光调制器将信息调制为“0”“1”的明暗图像，与同步的参考光会聚，形成全息干涉条纹，并记录在介质的一个层面上。改变参考光入射角，干涉图样会记录在不同深度的介质层面上，如同书中的页片一样。可以在一块晶体中存储10000页全息图。故全息存储有极高的存储容量和数据存取速度，潜在的传输速率比磁盘快100到1000倍。
光子计算机可以充分发挥出光学并行处理的互连能力，而光电子混合处理可以结合光学的并行特征与电子学的灵活性，是目前比较可行的发展光子计算机的途径。发达国家现已投入大量的人力和经费在这方面进行深入研究，以期望实现光电混合处理计算机或全光学计算机。
计算机对于许多人来说应该是熟悉的，但若要去了解他的内部结构，学习它的运行机理，展望它的发展前景什么的，无疑是一件非常枯燥的事情，除非有极大的兴趣，否则是很难坚持下来的。我们每个人都知道自己的大脑在想什么，但如果要去探讨大脑的结构，寻找大脑工作的机理，应该很少有人愿意去做。所以我们还是从信息技术中解脱出来，换换脑子的好。现在，我们要从一个我们非常非常熟悉的人人都见过的连幼儿园小朋友都知道的日常现象入手，看看它包含着多少内涵，并探讨一下它会有多大的意义：
常压下的水加热到100度会有什么现象发生呢？
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