1707605395
1707605396
毋庸置疑，有些武器利用电磁作为加速动力，比如轨道炮利用电磁原理沿着轨道加速液体中的金属。轨道炮可以把投射物加速到和普通枪类似的发射速度，但是轨道炮和相位枪依然不同。和相位枪更相似的可能是泰瑟枪（taser），泰瑟枪的名字源于“激光”（laser）。
1707605397
1707605398
市面上最常见的泰瑟枪会将一对给人刺痛感的电极发射到对方体内，经由连接着枪的电线释放出高压电，继而用电流击倒对方。制造商美国泰瑟公司已经研发出了无线版本——霰弹枪，它会发射出特殊的内含高压电池的防暴弾。但这两种泰瑟枪和科幻小说中的射线枪不同，泰瑟枪依然是一种发射型武器。
1707605399
1707605400
《星际迷航》中的相位枪应该也是一种激光枪，虽然它和科幻电视、电影里典型的射线枪不太一样，相位线需要经过一段时间才能从枪口到达目标。但事实上，光速非常快，光在短距离内传播所用的时间基本上可以忽略不计。《星际迷航》的编剧吉恩·罗登贝瑞有意要区分相位枪和射线枪，从而让“相位枪”听上去像新发明，而且剧情需要相位枪自带“击晕模式”。此外，考虑到光速和时间的问题，“相位枪”这个新名字能让技术宅和书呆子们不再纠结于细节。
1707605401
1707605402
罗登贝瑞也没太在意相位枪的另一个在科学上不太准确的地方，其他科幻作品中的光线武器也有类似问题，即从侧面可以清晰地看到武器发射出来的光线。从心理学上说，利用可视光线明显地区分光束武器和传统手枪之类的武器很有必要。我们无法捕捉到子弹以每小时几百英里的速度击中目标的整个过程，如果光束武器也是突然间就击中目标，光束武器和子弹看上去就太相似了。但是，光不像其他的物体那样肉眼可见。一束光、激光或者其他光在不反射的情况下，我们从侧面是看不见它们的。
1707605403
1707605404
当然，在激光表演中我们可以看到光线，这是因为空气中有大量的烟。烟中的颗粒让光线发生折射，进入人眼，我们才能看到光线。但在真空的太空中或者宇宙飞船的走廊里，烟并不常见。正因为如此，从侧面我们应该看不到光线，最多能看见激光打到目标上出现的亮点，比如激光笔。在科幻作品中，激光瞄准基本上会基于这个事实，我们除了在即将遇害的人胸口看见不祥的红点外看不到任何光线。然而，光线武器大多不会遵循这个事实。
1707605405
1707605406
激光，毋庸置疑是现实世界中最接近科幻作品的发明。激光的前身是微波激射，它是爱因斯坦1916年提出的概念的现实版本。通过合适的介质，光子可以激发电子，使电子进入半稳定的高能状态。此时，第二个光子和高能电子相互作用，产生两个光子。其结果有点儿类似光的放大。
1707605407
1707605408
20世纪50年代，这个过程由介质氨气实现，微波经过氨气会产生放大效应。理论和实验几乎同时公开，苏联科学家亚历山大·普罗霍罗夫和尼古拉·巴索夫提出理论，美国人查尔斯·汤斯在苏联科学家发表论文之前就实现了微波激射，但在文章发表之后才公布自己的实验。微波激射的概念很有意思，而且在电信和原子钟设计方面也有实际的应用价值，但无法实现大规模的应用。利用可见光实现相似的概念在大规模利用上更有前景，世界各地的科学家都争相研究光学微波激射器，从而展开了一场前所未有的技术竞赛。
1707605409
1707605410
汤斯和贝尔实验室的阿特·肖洛曾一起进行光学微波激射器的研究，但却面临着年轻的戈登·古尔德的挑战。两个团队都想到用置于两个内含合适介质的凹壁中的一对镜子来聚集光线。汤斯从贝尔实验室的角度考虑，一心想要优化通信信号，并没有试图把这个概念运用到极致，而古尔德则试图产生类似太阳光的强光。
1707605411
1707605412
古尔德深谙这场技术竞赛的潜在影响，他用文字记录下自己的想法，标题为“粗略估计激光的可行性”。这是“激光”一词首次出现在人类历史中。（与此同时，汤斯正马不停蹄地把这个新想法和已有的设备联系在一起，他坚持使用不那么时髦的旧称呼，即光学微波激射。）古尔德的研究进展很快，但仅凭一己之力无法完成，于是他把自己的研究带到了研究国防项目的技术研究集团公司里。该公司又把这个想法进一步带到了新成立的高级研究计划公司里，但古尔德依然是这个概念的倡导者。
1707605413
1707605414
古尔德认为激光可以有一系列潜在的军事用途，而没有像其他科学家那样谨小慎微、故步自封。古尔德说，激光可以把信息带到火星上去，在金属上打孔，帮助武器精确瞄准，甚至可以摧毁导弹。这听起来似乎是特斯拉对他臆想的武器的吹嘘，但是古尔德做出以上设想确实有足够的科学依据。激光研究的结果远超预期。技术研究集团公司当初向高级研究计划公司申请了30万美元开展研究，最后研究总收益达100万美元，这在当时可是一笔巨款。
1707605415
1707605416
高级研究计划公司当然希望为这个有前途的项目保密，于是，接下来上演了一幕可笑的悲剧，古尔德的研究也因此被搁置。古尔德没有通过背景审查，在那个时代的美国，他被认为从小受到左翼思想的影响，因为他在结婚以前就和妻子同居了，而且他的朋友都留着络腮胡，看上去有反政府的倾向。古尔德不可以进入实验楼，也不能看自己的实验记录，相关记录也都被没收了。
1707605417
1707605418
古尔德因为背景审查的问题而耽搁了实验进程，汤斯的团队也遇到了瓶颈。在这种情况下，技术竞赛中出现了第三个竞争者，他就是休斯公司的工程师和物理学家西奥多·梅曼。梅曼在微波激射的研究方面非常有经验，他决定用红宝石作为介质，虽然当时肖洛漫不经心得出的错误的实验结果已经证明红宝石不适合做介质，贝尔实验室也已经把这个实验结果公之于众。
1707605419
1707605420
其他竞争对手面临的实验瓶颈让梅曼在技术竞赛中占得先机。古尔德依然受到安全审查的困扰，贝尔实验室则决定尝试难度更大的介质。所以，梅曼只剩下一个最大的问题：在避免弧光灯过热受损的情况下如何得到足够强的光。直到此时，每个人都觉得激光应该持续工作（许多激光确实是这样的），但梅曼的助手查理·阿萨瓦却考虑使用瞬时的强光，这样可以让弧光灯有时间冷却而不致过热。
1707605421
1707605422
阿萨瓦的一个朋友是个集齐了所有新款器材的业余摄影爱好者，他刚买了一种旧式闪光灯的替代品。旧式闪光灯会产生巨大的强光，以致烧坏镁丝或锆丝。每次使用后，都必须为闪光灯更换灯泡，整个过程又慢又烦琐。阿萨瓦的朋友购入了最早的电子闪光灯，使高电压脉冲通过低压氙气，让一个闪光管可以多次闪光。
1707605423
1707605424
早期电子闪光灯的闪光管内部大多是螺旋形的，梅曼利用这个结构，在闪光管里放了一个圆柱体的红宝石。红宝石的两端各有一面镜子，其中一面中间有一个小洞，可以让强光通过。用铝箔纸将整个装置包好，铝箔可以起到遮光的作用，让里面的光不会外露。这个装置像是从某个疯狂科学家的实验室里拿出来的。在1960年5月16日，世界上第一个小型的、只有拳头大小的激光灯诞生了。
1707605425
1707605426
几个星期之后，休斯公司召开记者发布会，讨论激光在通信方面的潜在应用。但参加发布会的其他人却有不同的想法，他们以为会看到射线枪的原型。梅曼虽然像个老派学者，不具备古尔德自吹自擂的能力，但梅曼并不否认激光可以用作武器的潜力。和梅曼的预想不同，第二天各大报纸都刊出头条新闻，标题包括“一个来自洛杉矶的男人发现了科幻小说中的死光”。
1707605427
1707605428
古尔德是第一个从事激光研究的人，大家对此并没有太大异议（虽然贝尔实验室称红宝石是他们首先尝试的介质，但却没有把握住机会），而对谁在激光理论上有显著贡献却各执一词。古尔德依然纠结于他永远无法通过的背景审查，他只是1964年于英国、20世纪80年代于美国拿到了专利。汤斯、尼古拉·巴索夫和亚历山大·普罗霍罗夫三人共同赢得了1964年的诺贝尔物理学奖。古尔德和梅曼甚至都不在诺贝尔奖评审委员会考虑之列，这无异于在伤口上撒盐。
1707605429
1707605430
梅曼第一次展示激光之后的4年，激光变成了科幻作品中的首选射线枪；在007系列电影《金手指》中，一个非常类似梅曼展示的仪器发射出（假的）红色光线，瞄准詹姆斯·邦德，意图把他悄悄杀死。现在，激光被广泛应用于精密切割和医疗领域，但它还没有被应用于军事领域。我们都熟悉电影中红色激光瞄准受害者的场景，但正在设计中最接近手持射线枪的武器的作用是让敌人失明。而且这种设计的产品似乎永远不会问世，因为联合国的一项协议禁止使用所有永久性致盲的武器。虽然上述激光武器应该只会让敌人短暂失明，但它无法完全排除永久致盲的可能。
1707605431
1707605432
舰载激光炮也在研制中，并且至少已进入试验阶段。枪炮的后坐力可能会导致船的稳定性问题（这也是没有后坐力的火箭最先实现舰载的原因），因此舰载激光武器是个绝佳的想法。和科幻作品中直接将靠近的飞机和导弹一分为二的死光不同，舰载激光武器可以快速加热目标物体的表面，产生类似冲击波的效果。当然，激光已经走进了我们的日常生活，比如激光打印机、CD（小型激光唱片）和DVD（数字化视频光盘）中的微小的固体激光器，以及汤斯的气体激光器的现代版本——超市扫描仪。但是无论如何，激光产品都没有成为科幻作品中常见的射线枪。
1707605433
1707605434
1977年（仅在激光问世17年后），科幻作品就把死光和剑相结合，“光剑”成为科幻世界的最佳武器。《星球大战》中绝地武士挥舞着光剑，把喧嚣人群中的敌人劈成两半，这个场景让光剑武器看起来既复古又神秘。但这同时也引出了一个老生常谈的问题——有些人肯定觉得我这么说大煞风景——这个场景不符合光的物理特性。
1707605435
1707605436
一束光和铸剑用的金属片有着本质的不同：光不能自己停下来。光从剑中伸出来几英尺，然后骤然停住，那么在光停住的地方肯定有一些东西能让光反射回来。但是，事实上什么都没有。市面上确实有一些解释光剑科技的马后炮理论，类似由力场限制的流体光束，但是毫无疑问，光剑的本质是在空中骤然停住的激光。有点儿物理学常识的人都知道这不可能。2013年当我看到某报纸头条称光剑可行性的新闻时，着实大吃一惊。
1707605437
1707605438
当时，最常见的头条有“光剑终于被造出来了”，“科学家终于制造出了真实、实用的光剑”，“麻省理工学院、哈佛大学的科学家无意中制造了真实的光剑”。（我喜欢新闻中用的“终于”这个词，语气好像那些懒惰的科学家费了半天劲儿才做出一个特别简单的小玩意儿。）这些夸张新闻的始作俑者是哈佛大学的米哈伊尔·卢金教授，他当时做出如下的评论：“把这个等同于光剑，也不算是不恰当。”这明显是他在哈佛大学的公关部门的怂恿下发表的言论，听起来令人印象深刻，科学看来也可以变得很有趣。但是，说它是光剑确实有些牵强。
1707605439
1707605440
卢金的研究小组利用叫作“玻色–爱因斯坦凝聚”的特殊低温材质，成功产生了“光分子”——一对暂时相互连接的光子。因为光子通常不和其他光子相互作用，所以这确实是个重要的突破。光分子在机器建造方面非常有用，因为光分子可以代替电子，成为彻底改变计算机和其他电子设备的“光电子”。
1707605441
1707605442
光电子可以形成“里德伯封锁”，从而阻挡光子的前进。利用这个原理，科学家们成功使第一个光子暂时抓住第二个光子，从而将两个光子连接在一起。光子在运动中前推后搡，不停地在介质中与一个又一个的光电子相互作用。这个发现确实很有意思，但是和制造光剑没有直接的联系。除非我们实现了进一步的重大科研突破，否则光剑在短时间内只能是幻想。即便是简单版本的手持射线枪，在短时间内也不太可能实现。
1707605443
1707605444
虽然手持式光束武器在现实世界中还不存在，但这并不妨碍它一直是另一个科幻角色的最爱。下面我们来谈谈外星人。
[
上一页 ]
[ :1.707605395e+09 ]
[
下一页 ]