[提要] 激光技术从它诞生之日起，就表现出极强的活力，其发展之迅速，令人惊叹，其前景之广阔，令人神往。经过短短的17年的努力，人类发现自己已经跨进激光时代的门槛。

本文译自New York. Times Magazine，1978. 8. 26。作者Lee Edson。

这是21世纪初，最后一滴油耗尽了，但这时美国已有准备。在首都华盛顿，总统按下电钮，一束强光立即射向一小丸，其内含有从海水中提取的一种氢同位素。激光发电机1号——美国第一座激光发电厂——开始运转，它取代了最后一座大型燃油火力发电站。

激光技术已逐渐应用到日常生活的许多方面，而这座发电厂的揭幕，则标志着至今这项技术最重大的进展。多年来，激光器已用于眼科手术，而到90年代，它们在其它精巧手术中的应用十分普遍，那时，激光束和引导激光束的特殊透镜就和手术室中的解剖刀同样普通。借助于自动激光装置，司机能得知汽车之间的距离，也能发现道路上的障碍物，这样，在大雪或浓雾中就能更安全地驾驶。装在卫星和飞机上的激光器，能检查出河流与湖泊中隐藏着的污染源。

在比蜘蛛网丝还要细的玻璃纤维中通过的激光束，能以惊人的速度传递大量信息——像火柴杆粗细的一束纤维，在一秒钟之内就能传送200本书所包含的内容，引起了通信领域的革命。杂志、报纸和公文，以及每天由此堆积如山的废纸，已像铜线一样过时。这时，人们是通过电子屏幕或计算机输出进行联系和获悉新闻。可以毫不夸张地说，激光器给娱乐开辟了全新的天地，它使全息照相术成为可能。这种立体图像栩栩如生，就像要同观众交谈或共饮似的。这种技术在迅速变革着电视与电影。

用激光产生电能，应该说是最大的飞跃。工程师们知道，发展激光发电机来驱动汽车不过是几年之内的事，那时司机会说“插上插头”，而不是说“灌入燃料”。这种狭窄的光束，最终将为大规模运输、工业与家庭提供能源。大概不会再有人怀疑激光时代已经到来。

激光器是20世纪最万能的发明，其地位仅次于计算机。在短短的17年中，它已从一种实验室珍品成为工业、科学及武器领域中的主要工具。科学家已经懂得如何用激光束切割混凝土和钢材，蒸发成块的云石，在不用透镜的情况下摄制全息照片，监视地质断层上岩片的运动以便预报地震等等。

他们还指望用激光装置击毁进袭的导弹和地球轨道卫星，用激光枪对付空间火箭炮和其它种种“星际战”武器。1976年新闻界曾报道，从苏联西伯利亚北部某地发出的激光束使一颗美国预警卫星的传感系统失灵（此事美苏两国最后都表示怀疑）。最近，一颗苏联核动力卫星在加拿大的坠落，使人们注意到空间军备竞赛的潜在危险，用“杀伤卫星”开展激光战的阴影，已依稀可见。

与任何科学发现一样，激光器无论是用于造福或作恶，都具有巨大的潜力。虽说激光器的军事应用令人惊骇，但科学家同时也在精心探讨激光的和平利用，即产生廉价的、无限的、较清洁的能量。他们正利用聚焦的光能引发热核聚变。

在本世纪50年代由美、苏科学家各自发现的激光，是一种独特的人工光。由于任何一种物质都能成为激光光源，就出现了多种激光器。I960年制成的第一台激光器，采用了红宝石棒。目前已有化学激光器、气体激光器以及采用各种固体工作物质的激光器。

由于激光应用的现实性越来越明显，美苏科学家之间的竞争也愈演愈剧，以致某些观察家认为，60年代在空间与导弹方面的竞争也因之逊色。近年来，两国用于激光器及有关技术的研究费用都大大增加。1978年，美国用于这方面的试验与研制经费超过5亿美元，比1976年增加25%，所增加经费的绝大部分都用于军事研究。

谁都知道，苏联在军用激光器研究上至少也花费了同样多的经费。事实上，一位美国政府高级官员说过：比之美国，俄国人正在开展更为广泛的激光研究，从列宁格勒到西伯利亚，不管是秘密的还是公开的，激光器都是实验室中最优先的研究项目。

为了了解在这场争夺激光霸权的竞争中我国所取得的进展，我参观了加利福尼亚大学的劳伦斯 · 利佛莫尔实验室，这是一个武器研究中心，也是新成立的能源部的下属机构，这里的科学家也从事核聚变研究。到达那里时，我发现实验室内仍有一种冷战时期所特有的那种严格保密的气氛，不过，绝大多数激光研究都是不保密的。负责激光实验的物理学家阿尔斯特朗姆（Harlow Ahlstrom）博士把我引进一间特设的边房，去参观价值350万美元的Argus激光器，这是至今世界上同类激光器中功率最高的一台。这间有小型篮球场大小的房间，给了我很深的印象，但激光器件本身在初看时却不怎么引人注目。作为即将取代燃油的机构，它似乎过分安静了；那儿没有引人注目的大型汽轮机的轰鸣，也没有化学品翻滚流动的潺潺声。在沿这间大房间墙壁安置的台子上，只放着一根由列管构成的U形长管。但我知道，这些管内正进行着奇妙的过程。

Argus激光器发射着脉冲光，而脉冲来自外面绕有强闪光灯的钕玻璃棒。激光发出后，立即由光学器件分成两束，每一束都由一系列经特殊处理的玻璃圆盘放大，并通过长长的管系传送。在传送过程中，每一束光都有一部分由反射镜转向，并由复杂的诊断仪器测定。

最后，这两束光在房间的远端重新会合，射在一个很小的靶上。靶是几乎要用显微镜才能看得见的玻璃小球，其中含有氘和氚（氢的两种同位素）的气态混合物。球壳比细菌的膜还要薄。球内含有少量高压气体。当两束光的复合能量打到微球上时，微球突然消融，并剧烈喷射，以致向心爆炸造成局部的极度高温（高达1亿度）。此温度足以使微球内的氢原子聚合为氦，并以粒子和中子这类核粒子的形式释放出能量。高达4×10¹²瓦的激光，能在十亿分之一秒之内产生——这相当于美国全部发电厂在同样时间内所产生功率的六倍。在实验室中研究这种微型氢弹，可模拟真实的爆炸；所发射的能量也可以转变为蒸汽热，用以驱动汽轮机。

Argus虽先进，但它在国际激光竞赛中毕竟是新手。最近美国科学家接连不断地访问莫斯科列别捷夫研究所。这是一个成熟的研究机构，其历史可追溯至沙皇时代。据参观者谈，诺贝尔奖金获得者巴索夫（Nikolai Basov）、普罗霍洛夫和（Ale Kasandr Prokhorov）等人研制成的激光器，给人以深刻的印象。俄国人使激光系统中的透镜与反射镜巧妙地组合，让九束狭窄的光沿着九条不同的光路传播，最后精确地聚焦在微球壳上。他们声称在1969年用激光实现了首次“热核燃烧”，也就是聚变，但美国科学家表示异议，他们把首次“可论证的”燃烧归功于密执安州安阿伯市一家从事激光聚变的私人公司——KMS聚变公司。

俄国人在激光聚变问题上可能没有领先，但他们正在快速地进展。他们对自己的某些研究内容仍旧严守秘密，但据观察家报道，至少有两项重要的激光计划正在列别捷夫研究所进行。一项是采用32路光束的“Umi一35”系统，由普罗霍洛夫领导，另一项是由巴索夫负责的“Delfin”系统，他们打算让错综复杂地安排的216路光束同时射向靶，使其消融而化为核粒子。

俄国人深信他们的系统所产生的功率会超过我们。某些美国观察家认为，他们非常可能跃居首位，这里面包括麻省理工学院教授、激光先驱杰文（All Javan）的看法。然而巴索夫在最近访问美国时极力主张美苏合作研究激光聚变。有些怀疑论者争辩道，俄国人似乎只在一般系统研制上和我们竞争。一位长期观察苏联动向的人说，“他们参加这里的普通研究，是想获取美国最新成果，然后在他们自己国内应用”，“同时，他们也在某些保密的领域内进行新的激光应用与实验研究，也许他们会在某些方面会突然超过我们”。据信在俄国人秘密从事的研究项目中，有激光进攻武器及飞机着陆辅助设备（情报机构还指出，苏联正在用一种新型的能量极高的电子束进行实验，它有可能替代非凡的激光器）。

美国在其激光研究领域内正取得迅速的进展。能源部所属实验室——利佛莫尔、洛斯 · 阿拉莫斯和罗彻斯特大学以及KMS聚变公司正进行剧烈竞争，而且惯于宣传他们的“突破”。例如1975年利佛莫尔实验室用激光成功地使氘氚小丸消融时，它立即宣布首先证实了激光引发的聚变反应确实产生了热核中子。但在二次世界大战期间解决了原子弹与氢弹理论关键的洛斯 · 阿拉莫斯实验室，不甘示弱，于1977年6月突然宣布他们也获得了热核中子，而且采用的是CO₂气体激光器，比之利佛莫尔的钕玻璃激光器具备更多的优点（例如，气体可在冷却器内连续循环，以耗散激光作用所产生的热；而玻璃激光器在每次打靶之后必须完全停止工作，否则不能达到彻底冷却的目的）。

所有这些活动不过是发展中技术史的序幕。举例来说，利佛莫尔实验室的科学家正在用称为“Shiva”的系统进行实验。该系统足足有20条光路，系根据主管毁灭和创造、长有20只手臂的印度神命名。正如阿尔斯特朗姆指出：“其光路之多，足以胜任这项工作”。该系统价值2500万美元，看上去像一座矗立的建筑物，估计它产生的功率是Argus系统的10倍。

利佛莫尔的另一项工程是价值一亿九千五百万美元的所谓“Nova”系统，如国会继续提供资金，该工程将于1982年完成。它的能量输出是Argus的100倍。科学家们希望，经进一步改进之后，这种系统能达到所谓“得失相当点”——即输入系统的能量等于或超过输出的能量。如能研制出更有效的激光技术，我们就能顺利地研制能源系统，估计在下一个世纪初就能产生可供实际使用的能量——正好接上石油开始耗尽的时刻。

同样，政府的其它激光器也在扩建之中。罗彻斯特大学的Omega X系统由私人工业和能源部共同资助，已指定为全国公用的激光器，需要时可用它进行实验。洛斯 · 阿拉莫斯的两路气体激光系统正扩建成8路系统，其价值为8000万美元，计划在1978年完成。

激光竞争中的一种奇怪表现是，政府政策显得过分谨慎。在开始阶段，有关激光用于核聚变研究的情况大都严守机密，虽然当时值得保密的东西本来就很少。但实际上当时美国却把与聚变有关的所有事情都划入绝密内容。反之，苏联在某些方面较为先进，却乐意透露某些秘密。例如，有一次他们泄露丁自己的一种激光系统，而当时美国国防部却对类似的装置严格保密。由于俄国人在公开的专业性杂志上不断刊登有关小丸设计的文章，加之来自美国科学家的压力，终于导致美国在1972年对自己的某些激光研究项目解密，1974年又对更多项目解密。最具讽刺意味的事发生在1976年，当时政府把一位访美的苏联科学家向美国科学家介绍俄国先进激光研究情况的谈话也加以保密（此人后来访美时谈话比较谨慎）。

美苏仍旧把激光器的军事应用列为头号机密，但由一些公开的材料仍可收集到有关进展的点滴。例如激光的精度长久以来就一直吸引着五角大楼，并已在多种先进的制导系统中应用。激光制导的“灵巧”炸弹，目前已有一整套这样的武器，称为精密制导武器。它们能寻找并直接射中坦克、军需品临时堆集处或城市。以前，炸弹或火箭弹中的光敏器件必须跟踪照明着靶子的激光束，按照光束的导向驶向目标。但据前国防研究与工程局局长卡里（Malcolm currie）说，新的一代“灵巧”炸弹可以不用外部帮助而射中目标，而且误差极小。激光也可用来制导弹道导弹的多弹头。

早在1969年威斯特摩兰（William Westmorland）将军就指出了这些武器的影响。他说：“在未来的战场上，使用数据中继器，依靠计算机进行情报处理、估计与自动火力控制，几乎就能立即发现、跟踪并射中敌方的任何兵力”。但威斯特摩兰并没有特别提到激光器。在那一年秘密进行的研究项目中，有一项内容是从300哩高的空间拍摄对方的兵力调动和军事设施的照片，并立即用激光传送到总统办公室。总统办公桌上出现的照片有极高的分辨率，连在越南丛林中驾驶车辆的司机都能辨别出来。

激光器也能用来击落各种进袭的导弹。只要能精确瞄准，以光速传播的激光在导弹一发射时就能把它击落。海军一直在试验舰载激光器，这种激光器能击中半哩外的导弹，而空军则用机载或地面激光器进行实验。这类研究可能为激光反弹道导弹防御打下基础。与现有的拦击导弹相比，估计这种防御方式的优点是可靠、便宜。一位防务专家说：“如果俄国人发展这种防御力量，就会大大改变世界形势，因为有了这种优势时，俄国军方‘鹰派’就可能采取先发制人的手段进攻美国”。

在激光竞争中，同样可能大大改变国际事态的另一个领域是所谓“同位素分离”。同位素分离是开始研制原子弹时的关键问题之一。当时需要从较普通的重铀中获得同位素U-235，那时研究成的所谓“扩散法”需要数哩长的管子及大量设备，才能使铀气得到充分的处置，而析出原子武器所需的U-235。用激光分离同位素使价格大大降低，而且过程也简单得多。把激光束调谐到准备从化合物中分离出铀原子的频率上，然后把光束聚焦在这化合物上。这样，铀的同位素就能提取出来。科学家们希望在近期内建立一座试验性工厂。七七年六月在华盛顿召开的国际激光会议上，有三个俄国科学家说，他们国家即将建立一座这样的工厂。

军事应用的最终目标，也是一直严守秘密的项目，就是所谓“死光”，或激光进攻性武器。它最宜于在空间战场上使用，因为那儿没有“弥散现象”或空气扰动，光束不会畸变。有一种空载装置是反卫星激光器，它能毁坏敢于接近我方卫星的敌方卫星的传感元件，甚至击落它。激光器也可从地面击落卫星。一项称为“适应光学装置”的新研究，通过自动校正大气扰动，能确保瞄准的精度。士兵利用这种技术，就能识别并瞄准敌方卫星，然后开火。'据军事部门透露，在阿尔布凯克附近的凯特兰空军基地，这种激光器已进入试验阶段。

整个激光领域——不管是军用或民用，似乎仍处在摇篮时期，但这个“婴儿”似乎正在迅速地茁壮成长。

（汤彝君译颜绍知校）