现代光学的特点
在光量子发生器（激光器）的直接影响下，光学发生了革命性变化，这种看法已得到一致公认。这一革命的主要特点是：我们前辈所奠定的，集中反映在电动力学、量子力学、统计物理学的基本原理中的光学基础仍然没有动摇。在这方面，当前光学的革命根本不同于二十世纪初的革命，当时正是对我们称之为光学基础的东西重新进行了研究。而现代光学的特点是，它的基本规律应用的条件空前扩大，光学分析和研究方法应用的范围空前扩大。后面一种情况也许更为重要。光学作为一门古老的科学，在其一千年的历史中得到多方面的、极其有效的应用，从纠正视力（眼镜）这种“朴素”的问题，到研究重大的天文物理学问题。但是尽管如此，新光学方法的蓬勃发展，就其规模和多样性来说仍使人感到震惊。
1960 ~ 1970年间发表的有关激光的大量著作，发现和研究了许多新现象，首先是指激光器本身的演变过程、非线性光学和非线性光谱学。上述研究方向在七十年代得到进一步高速发展。但是，前几年就开始大力研究把激光器用于光学之外领域的问题，如用于空气动力学、流体动力学、原子物理学、分子物理学、固体物理学，以及化学、生物学、机械制造学、测地学等科学技术的许多其他领域。
上述趋势的基础是：激光物理学、激光技术和工艺学方面所积累的知识，有现实可能为解决某个科学技术任务而研制激光器。而在几年前，只能根据当时存在的为数不多的激光器参数来决定其应用的性质。用形象的说法来说，就是凭“激光”来寻找应用的领域。而现在呢，可以“根据任务”来制造激光器了。举例来说，制造专门激光系统的趋势，大约从1974年开始，而后不断得到扩大和加强。这样的激光系统有：重调射频颜料激光器、“泵满”颜料激光的激光器、光化学研究用激光器、工艺用激光器、激光光谱仪用激光器、稳定射频用激光器等等。
应用比重的增加，决不说明激光物理学和激光技术方面的研究任务减少了。不仅如此，激光器应用范围的扩大，必将导致激光研究本身的进一步发展。最近几年开始的、对评价现代光学具有重大意义的另一个总趋势是，出现了与激光器应用有密切联系的宏大设计项目。举几个例子来说：提出了利用激光射线来造成飞行器推力的建议；广泛进行激光热核合成的研究工作；正在进行光谱X射线激光器和γ射线激光器等的设计。
由此可以认为，七十年代后半期开始了“激光革命”的新阶段，其特点是激光物理学得到相当高水平的发展，关于激光器应用的可能性和效率的概念得到彻底的改变。
统计材料的一般特性
现代光学中的上述趋势具有普遍性质。光学的主要部门和较狭窄的研究方向，都是在这一趋势的基础上发展的。但是，在许多具体问题上，只靠直觉显然是不够的。譬如说，了解光学各部门的比重，了解它们发展的相互关系，估计各具体研究方向的发展速度等，就很有意思。
关于光学的各个部门，杂志上已发表了不少文章。本文将根据有关文章的发表数量作出统计来讨论上述的问题。这种做法的道理是显而易见的，因为杂志上发表文章目前是报告应用科学活动的主要形式。然而，这种做法也有明显的局限性，因为注意的只是文章的数量，而文章的“质量”却被忽视了。但是，尽管如此，在既定的道路上仍可得出许多很有意思的结论。
下面将利用全苏科学技术情报研究所自1973年起出版的《信号信息：光学》（Cигнальная информация. Оптика）通报所登记的论文计数。
论文的分类具有关键性意义。自然，这个分类应该不同于光学教科书所采取的分类。教科书叙述在科学发展的整个历史中所积累下来的知识总和。这里主要注意基本规律讨论，然后才是它们在各种不同条件下的表现。而我们感兴趣的则不是知识的总和，而是在光学发展的现阶段所出现的新知识。因此，论文的分类应该反映这一阶段的特点，而且分类的基础是研究对象，而不是光学现象。
《信号信息：光学》各项目的层次以下列基本类别划分：A. 物理光学；原子和离子光谱；C. 分子光学；D. 原子和分子的非线性光谱学；E. 固体的光学特性；F. 发光；G. 光学系统（仪器）；H. 全息学；I. 光度学；生理光学；J. 摄影术。
A部分的内容最杂，其中包括电磁波传播和放射一般问题，以及天然地物光学特性的研究。后者约占A部分总量的百分之六十。其他论著的内容根据其名称就很清楚了。
下一层次是根据“现象”来分类的。例如，有关原子、分子和固体的放射和吸收光谱的论著，分别安排在BC、CC和EC项目内。
下面列出的是文章发表最多的一些研究方向和各项目的缩语：AF——薄膜光学、光波导管；AH——自然对象光学；AHA——地球大气光学；AHC——生物对象的光学特性；AHG——天文对象光学。BC——辐射和吸收；BD——激励和弛张；BI——具体来源的光谱学。CC——辐射和吸收；CG——光化学；CH——激励和弛张。EC——吸收和反射；EF光衍射；EG电光学；EH磁光学；EI——光电现象。GB——光象形成的一般问题；GD——光谱仪器；GF——辐射接收器；GG——光辐射源；GK——通信光学系统；GL——信息的光学处理；GR——纤维光学。
下面分析是根据1973年至1976年的文献作出的。
整个光学
下面是1973 ~ 1976年《信号信息：光学》中发表的索引绝对数和该索引数与上一年度的比例：
最后的比例说明光学发展的速度，称为增长率a如果增长率为1.35，则可算出论文数，它在1.2×104——1.7×104的幅度内变化。
首先要指出论文的巨大绝对数，以及1974年和1975年的巨大增长率，后者明显超过整个科学以及生产的发展速度。这两个数字都无疑证明，光学在现阶段起着主导作用。而1976年的增长率异常低，只有1.03，这同样也引人注目，因为没有理由认为有关激光的种种设想已到此为止了，也没有理由认为光学中的革命变化已成为过去了。因此，1976年的低增长率，看来是说明这一年的过渡性质3这样解释是否有道理，下面还要详谈。
借助《信号信息》的作者索引，可以算出作者数和作者数对索引数或论文数之比。1974年这个比为2.47，1975年为2.52，即大大超过1。这反映了当代科学研究的集体性，要求实验员和理论工作者、各狭窄研究方向的专家共同努力。这个比的稳定性，说明了集体科学劳动传统的稳定性，和已形成的各集体的稳固性。对新的研究方向来说，这个指数还将更高。
借助《信号信息》的作者索引，可以了解用俄语发表论文的作者数对作者总数之比。1974年这个比为0.26，1975年为0.29。由此可见，苏联科学家对现代光学的贡献是大的。
如果分析一下光学各主要部分和用两个字母、三个字母表示的较狭窄研究方向的内容，则可发现整个光学的一个特点。A、B、C、E部分的各项目内，都是研究光的吸收、放射、衍射和反射光谱的论著（参见表Ⅱ）OCG和GD项目也像D和F部分一样，全是有关光谱的。计算结果是：光谱学方面的论著在现代光学中无论如何也不少于四分之三；其余是有关折射、干扰、绕射和其他内容，以及有关一般光学仪器、光电子学、辐射接收器等内容。这方面的论著也与光谱组成有关，但关系较少。从这一评价中显然可以得出关于研制光谱设备的重要性。
光学主要部分和较狭窄研究方向的现状和发展趋势
资料分析表明，占整个光学82.6%（1973年）至86.1%（1976年）的A、B、C、E和G部分，具有极大的意义，而且它们的作用还在逐渐增大（参见表Ⅰ）。索引数量最大的轮流为E（1973年）、A（1974年和1975年）和C（1976年）部分。如果考虑到F部分至少一半是固体发光方面的论著，则研究固体的光学方法就首屈一指了。
D和H部分主要是有关光量子发生器方面的内容。D部分的数量不多，这是因为这里只收集气体非线性现象方面的论著，而大部分这样的研究工作是用凝聚介质进行的，反映在C和E部分中。在C部分中也收集了最近得到很大发展的光化学方面的论著。因此，D部分量少，并不说明非线性光学和非线性光谱学有什么退步。H部分的情况则相反。全息学的物理原理比较简单，前几年在物理学中已进行了详细研究。目前这方面的大部分论著都是探讨如何实现全息学原理的，不列入《信号信息：光学》中。
F部分的特点是数量相对稳定，增长率几乎不变（1.08 ~ 1.10），而不管光学增长率如何。这两种情况都说明，发光研究具有一定的“独立性”。直到不久之前，这一领域还很少触及“激光设想”。但是，由于在研究激光探测发光宽带方面，在研究生物对象发光时运用激光方法等方面出现了最初一批成果，情况应该有所变化了。
I和J部分基本上是历来的传统研究方向，这就是为什么这两个部分的量都不大，内容相对稳定的原因。但是，近年来对记录光像的新原理、对实现“光学存贮”新方法的研究兴趣有了明显增长（“光学障碍”效应和其他现象）。目前这方面的论著还处在阐明现象的物理原因这样的阶段，在不久的将来就能见到J部分中论著量增加速度的加快。
现在来比较一下发展速度特别快的一些部门。1974年“物理”部分B、C、A发展得特别快。相反，1975年占优势的是“设备”部分的G、H、I. 最后在1976年，“设备”部分G和“物理”部分F、C、E的增长率几乎相等（参见表Ⅰ）。
上述事实表明，1976年的研究方向，在某种程度上从设备开始转到物理方面，但这个过程还没有全部完成。这样的转变必然影响文献产量，1976年整个光学增长率异常低的原因就在于此。
现在我们来看一下用两个字母和三个字母表示的较狭窄研究方向的发展特点（参见表Ⅱ）。在A部分中，大量天文物理方面的论著（AUG）引人注目。天文物理方面的论著连同有关太阳和太阳系行星光学特性方面的论著（表Ⅱ中没有指出相应的项目）约占A部分一半的分量，即每年约2000个索引或占整个光学的百分之十。天文物理方向的发展，首先是因为有新的可能性来研究紫外线辐射和X光辐射。
生物对象的光学研究（AHC）得到了极大的发展。1976年积极性相对下降（增长率为0.98）具有暂时的性质。这里所采用的新激光方法（微微秒光谱学、光的外差作用），必将导致光学这一极其重要的附属部门取得很好的成果。
我们不按字母表顺序，来研究一下G部分。大家知道，光学仪器由于具有巨大的实用价值而早就成为光学的一个独立部门，并得到详细研究。六十年代末，这一部门就完全形成了，好像再要前进一步就不大可能了。然而，近十至十五年来，光学实验技术发生了真正的变革，表现在各个方面，其中有以下几点：第一，光学仪器的主要部件大大改进了，如辐射源、光学材料和涂层、加工工艺、聚焦光学等；第二，新的富有成效的方法在技术上得到采用，如多普勒光谱学、全息摄影术、富列叶光谱学等；第三，“仪器思想”，即我们关于光学信息变换方法和使用光学仪器可能性的一般概念，大大改变了。
上面讲的一些进展，早在十至十五年前就开始了，因此本文（参阅表Ⅱ）所反映的是另外一些趋势，部分在绪论中就谈到了。首先要指出，辐射源方面的论著（GG）在1975年创造了纪录，其增长率为3.14。只是对这一研究方向来说，增长率超过了G部分的平均值。四年来，GG项目下的论著几乎增加了三倍，1976年占了G部分的五分之按比重来说是第一位。上述指数反映了光学发展的极为重要的趋势：激光物理学和工艺学有很大的进展，研制专门的相干辐射源，“根据任务来制造激光”有了实际可能性。
光谱仪器制造（GD）和辐射接收器（GF）方面的论著有关，研究光谱分解和光记录的新原理，研究结构上的改进和其他问题的，也占有显著地位。光谱学方面的论著大量涌现出来，使上述研究方向得到生气勃勃的发展。
B和C部分的内容，主要决定于吸收光谱和放射光谱（BC+BI和CC）的研究，以及对激励和弛张过程（BD和CH）的研究。B和C部分及其各项目的增长率，在这一阶段一再减少，这一现象下面将作出解释。
现在来注意一下CG项目，它的比重在四年里几乎增加了一倍。这一研究方向目前在分子光学中占有第二、三位。GG和AHC项目的发展速度更快一些。光化学方面论著的增加，自然是由于对分子多光子分解进行了大量的、十分重要的研究工作。CG增长率在1976年减少，这具有暂时性质，看来与两个情况有关。第一，现有的理论研究得还不透，因此要解释复杂的现象和进行新的实验就有困难、第二，只有一个较强的激光器（CO2激光器），它的辐射与分子的振荡是相辅相成的，这就限制了进行其他可能形式的实验。这两个障碍都将在近期内克服，因此可以预料这一研究方向将获得急剧发展。
E部分约有三分之二是有关吸收、放射、反射和散射光谱（EC和EF）的论著，有关电光学和磁光学（EG和EH）以及光电现象（EI）的论著。E部分及其上述研究方向的特点，是所占比重和增长率稳定。但是可以指出，有关光散射的论著（EF）1976年比1975年增长了百分之三十。这一情况可以看作是固体光学较多采用激光器的一个证明，因为这类论著现在都是采用激光光源完成的。从整体说来，E部分尚未完全掌握激光方法。
如果分析一下现有的资料，可以观察到各研究方向发展间的相关（和反相关）情况（参阅表Ⅱ）。GG项目和像光电子学（GK+GL+GR+AF）、全息摄影术（H）、非线性光谱学（D）这样的激光研究方向之间的相关情况，是很容易看出的。与此同时，许多重要的研究方向与GG项目反相关。这是指原子和分子光谱学（BC+BI，CC）、关于原子和分子气体状态下激励和弛张过程的研究（BD，CH），即这样的研究方向，它既是激光器解决自己任务的“用户”，又是对激光物理学提供重要资料的“制造者”。上述反相关情况产生的原因是：在把一个领域内所取得的科研成果用来发展另一个领域时存在着某种惰性。原子和分子光谱学方面的知识，以及关于激励和弛张过程的知识（BC、BD、CC、CH）是研制气体激光器（GG）的“思想贮备量”，在1974年得到特别快的发展，但在激光物理学中只是在1975年才取得实际成果。这个解释对B和C部分也同样适用，因为正是上述研究方向为1974年增长奠定了基础。1975年和1976年B和C部分增长率减少，看来是因为过去研究纯光谱学的科研集体转向把所取得的成果运用到激光物理学和激光技术中去了。
B和C部分发展的上述特点，证实了1976年带有过渡性质的说法，目的是为了解释这一年光学增长率异常低的原因。
因此可以认为，光学各主要部分和较狭窄研究方向发展速度方面的经验规律性，可表达为：现代光学是在光量子发生器的直接影响下发展起来的。
波浪式发展的规律
所研究的资料能使我们确定重要的经验规律性，我们称它为波浪式发展规律。可以发现，各部分、各项目的增长率分别在0.61 ~ 1.54和0.84 ~ 3.14这样大的幅度内变化，也就是说相互差别很大，与整个光学平均增长率相差也很大（参阅表Ⅰ、表Ⅱ）。增长率旁边的“+”、“-”号，表示比光学或光学某部分的增长率大或者小。如果观察一下表内“+”、“-”符号的关系，可以看到，在两年内一般要发生一次发展趋势符号的变化；发展加快的变成迟缓，也有相反情况，发展迟缓的变成加快。如果发展加快（或迟缓）连续保持两年，则我们就说保持发展趋势，并用“+”号把这一事实标出（参阅表Ⅰ、表Ⅱ的最后两行）。“-”号在这里表示两年内趋势发生变化。
直接统计表明，各部分发展趋势保持的符号，占十八次中的七次，即占百分之三十九，发展趋势变化的符号占十八次中的十一次，即占百分之六十一。各项目分别为百分之三十二和百分之六十八。发展趋势保持三年的只有C部分（占十分之一，即百分之十）和GG项目（占十五分之一，即百分之六点七）。因此，各部分、各项目的增长率，围绕着相应的平均值在很大“幅度”内变化，一年大于平均值，下一年又小于平均值，或然率是60 ~ 70%。因此可以说，光学各主要部分和较狭窄的研究方向发展是不平衡的，或者说是波浪式的。
我们不把增长率与它的平均值作比较，而只观察一下增长率本身的变化。资料分析表明，在所观察的时期内，有一半项目和部分的增长率变化是单调的，而另一半则不是单调的（参阅表Ⅰ、表Ⅱ）。还必须指出下列事实：狭窄研究方向的异常大的增长率，在相邻几年内必然会毫无例外地被多少适中的增长率所替代（参见CC、AHC、BD、GG项目的增长率）。这个事实与两个原因有关：第一，在长时间内不适当地支持某一狭窄研究方向的异常高的发展速度：第二，很自然地运用这一研究方向中所取得的成就来解决邻近研究方向中的其他任务。
这样，增长率的导数符号在三年内变化的或然率大约为百分之五十。三年时间可看作“时间常数”，或者看作衡量狭窄研究方向“惰性”的尺度。对发展特别快的研究方向来说，“惰性时间”不超过两年。
经验规律性表现为，在较短时间内变换发展趋势符号以及增长率大幅度变化。我们把这称之为波浪式发展规律。这一规律既适用于光学的主要部分，也适用于较狭窄的研究方向。
可以适当地提出关于存在波浪式发展规律的原因问题。我们不求彻底解决这一问题，因为它非常复杂，涉及很多方面。我们要指出几个最重要的因素。《信号信息：光学》和（整个光学）的增长率，看来决定于投入本科学部门的物力和人力总数。不言而喻，资源的限制，不能发展新的研究方向或者加强某些老的研究方向。换句话说，在总资源限制的条件下，一个研究方向不按比例发展，必然会导致发展的波浪性。
现代光学所特有的第二个原因，可能是“不稳定性”或“不稳固性”：大量新的好主意，企图尽可能多地实现这些主意，必然会较多地变换题材，从而使论著数量暂时减少。这个原因的重要性，可以E和F部分为例从反面加以证明。E和F部分都是最稳定的部分，暂时还最少受到激光设想的冲击。
第三个原因可能是：在新的研究方向中一般会发生物理或技术上的困难，使发展推迟一、二年，并且不得不搞一下邻近的问题，也就是说，要转到其他项目内（在《信号信息》项目范围内）。这方面的典型例子是光化学的发展（GG）。
第四个原因上面已提到过。科研成果通常不是本身有意思，而是可以用来解决邻近研究方向或邻近科学部门中的某些新问题。因此，某研究方向的巨大进展很快就运用到邻近研究方向中去。资源的限制，不能同时以相等的速度来发展两个研究方向。本来发展较快的研究方向多少要退一下，而新的研究方向要以较快的速度发展一下。这样相辅相成的时间，可以与各研究方向的“时间常数”等量齐观。该常数是根据两三年内的经验资料得出的。对这个问题的直觉表象也是如此。原子和分子光谱学（BC、BD、BI、CC、CH）与激光物理学（GG）的关系特别密切，因为许多机构都同时搞这两个研究方向，而且通常是同样一些人在搞。
在讨论发展的波浪性时，还应该考虑一般加速科技进步、减少科学“惰性”，或者说，增加科学机动性的情况。这一基本情况，在某种程度上决定了狭窄研究方向的“惰性时间”。
鉴于有大量原因可以制约波浪式发展规律的作用，可用统计学方法把增长率变化的幅度看作是偶然的。举例来说，用“惰性时间”来说明狭窄研究方向，是符合统计学方法的，因为这个时间从本质上说就是自相关时间。但是，纯统计学方法预示着有限的结果。分析具体原因具有更大的兴趣，因为正是这些具体原因决定了该研究方向发展速度的变化。
关于波浪式发展的论题本身并没有预测的作用，但异常高或异常低的增长率只可能出现在一年内的说法除外。预测中起决定作用的不是统计学性质的理由，而是有具体内容的理由。如果上述关于波浪式发展原因的说法是正确的，那么为了正确预测，估计各研究方向的潜在可能性就具有重大意义。这些可能性本身，决定于物质基础的准备情况，决定于是否有较广泛的好主意，即“思想”基础的准备情况，决定于成果是否能用来解决其他重大问题的前景等。
〔Прuроòα，1978年11期49 ~ 57页〕