第4章 全能力場（第3/6頁）

“牽引光束”雖然不像力場那樣在科幻領域以外被人熟知，但是這個詞從首次出現在雨果·根斯巴克創辦的科幻雜志《驚奇故事》（Amazing Stories）中後，便經常出現在科幻作品中。1931年7月，愛德華·埃爾默·史密斯的小說《星際公司的太空獵犬》（Spacehounds of IPC）在《驚奇故事》上刊出，其中反復出現了在太空中操縱大型物體的場景。牽引光束也被稱作“牽引杆”和“牽引場”，但後兩個稱呼不像牽引光束對讀者有那麽大的吸引力。事實上這並不讓人吃驚，就像許多太空歌劇中使用的航海類比一樣（想想“企業”號的命名方法），牽引光束更像“泊船用的抓鉤”的同類物。

牽引光束以非實體的場的形式存在，它和抓鉤類似的功能也有一個最大的問題，即它根本沒有科學依據。我們深諳激光武器的作用原理：激光武器打中物體的時候，從遠距離給物體施加了一個推力。但是，拉力和推力完全不一樣。拉力需要施力方和目標物體之間有吸引力，比如用磁鐵拉動金屬物體（雖然把磁力聚合成一個光束不太可能），但用磁鐵拉動石頭就不可能。

如果有介質參與，那麽形成拉力就簡單得多。2014年，澳大利亞國立大學的一個研究小組在水面上實現了“牽引光束”。科研人員發現，當用一種平時看來非常不恰當的方式使用“制波浪機”——一個周期性浸入水中的滾筒時，他們能夠在水面上制造出一種拉力。在最簡單的慢速情況下，波會遠離制波浪機，但當設備的速度加快時，系統內會產生一種振蕩模式——小波浪之間相互作用，波會帶著水向著制波浪機的方向運動，帶動系統內的其他物質也一起運動。這個技術也許會被用來制造以水為介質的牽引光束，從而吸引溢油或者其他雜質向想要的方向運動。但在太空中，牽引光束沒有介質，因此必須依賴基本力，比如重力或電磁力。

重力作為我們日常生活中最常見也最容易被忽略的引力，不能用於產生牽引光束的原因有很多。首先，重力太弱了。我們常會忘記這一點，因為我們在類似太陽和地球的極其龐大的星體上都會感受到重力。但是和電磁力相比，重力微乎其微，電磁力通常相當於重力的1036倍。除非能增加星球的引力，不然我們基本上無法利用重力。其次，重力不能收集，也不能被屏蔽。重力不受承載介質的影響，即便可以產生強有力的重力牽引光束，它也會對所有方向產生作用，不僅拉住你想拉住的宇宙飛船，而且會將飛船周圍的一切雜質也一並拉住。

雖然電磁力比重力強很多，但是電磁力也不適用於產生牽引光束。重力只會吸引，而電磁力既能吸引也能排斥。更糟糕的是，對於絕緣體來說，電磁力完全沒有任何作用。從理論上說，宇宙飛船可以受到電磁力的吸引，但是如何匯聚電磁力依然是一個問題，而且電磁引力會隨著距離的增大快速地減弱，所以在幾英尺[1]以外的地方也許電磁力牽引光束就沒有效用了。

牽引光束有一個實現方法，那就是用特制的激光。光能產生壓力，因為光中的光子沒有質量，但卻有能量，這意味著光子有動量。因此，和光子相撞的物體會受到推力的作用。“光壓”是真實存在的，這也是“太陽帆”的工作原理。這些大約有幾千米長的非常薄的金屬化塑料板，利用光壓為空間探測器加速，這也許會是未來空間旅行的加速原理。光壓最開始在彗星的尾巴中被發現，彗星的尾巴永遠指向遠離太陽的方向，這意味著它受到了某種源於太陽的力的影響。

我們一度以為類似“克魯克斯輻射計”或“光壓風車”的小儀器可以展示光壓原理。這些儀器看起來像老式的電燈泡，但其內部並不是鎢絲，而是由自由旋轉樞軸帶動的4個“帆”或“槳”——一側的兩個是黑色的，另一側的兩個是白色的。當這個儀器被放置在強光下時，旋轉樞軸將帶動槳轉動。理論上，這可以用來展示光壓原理，因為白色槳會反射光，黑色槳會吸收光。但槳是按照與預期相反的方向轉動的。黑色槳吸收光、溫度增加，把熱傳遞給周圍的空氣分子，空氣分子加速運動，把動量傳遞到黑色槳上，於是漿開始轉動。

激光為如何利用光和物質的互動提供了一種全新的機制，有很多方法可以實現，其中的一些方法需要改造被“牽引光束”拉動的物體的周圍環境。比如，被拉動的物體要被“超材料”環繞，超材料和光相互作用，使超材料中的元素對該物體產生拉力。或者，把被拉動的物體做成一面背對著激光的鏡子，同時物體需要被有反射功能的介質粒子包圍。射向物體的激光會首先被物體周圍的粒子反射，然後這些反射光才會擊中鏡面（鏡面是背對光源的）。因為這些擊中鏡面的光會比擊中反光性較差的鏡子背面的光產生的光壓大，所以鏡子會在向著光源的方向受到牽引。