第4章 全能力场（第4/6页）

另一种可行的方法是制作一种特殊材质。激光照在这个材质上产生的前向散射力极其强烈（仅限于大部分光都能穿透物质的情况），这些光产生的向后的光压比激光本身打在物质上产生的向前的光压要大得多，所以物体就会趋向激光源。2014年，堪培拉的澳大利亚国家实验室的科研人员利用一个类似的概念，使甜甜圈形状的激光束成功地移动了小玻璃球。他们用激光加热中空的玻璃球，当玻璃球表面受热到一定程度时，和玻璃球表面接触的空气分子就会获得更多的能量。

当空气分子被推离玻璃球表面时，其反作用力会将玻璃球推往相反的方向。事实上，这正是可控的布朗运动。正是布朗运动的机制使得花粉在水面上做不规则的活动，好像花粉有生命一样。爱因斯坦解释说，这是看不见的水分子与花粉碰撞产生的运动。激光牵引光束的一个有趣的方面是，玻璃球表面受热的位置可以通过激光的偏振原理发生改变，因此玻璃球可以向任意方向运动。

激光牵引光束可以借由超材料和玻璃球来实现，但是这些对于重现科幻作品中在真空中拖拽宇宙飞船的牵引光束来说是没有用的，因为这些激光方法需要特殊的环境（至少有空气），或者被拖拽的物体是由特殊材质制成的。而真正的牵引光束应该可以在真空中牵引任何物体。

还有一种可能是让特殊的旋转光相互作用，形成类似阿基米德螺旋线的形状，产生能把物体往后拽的螺旋形的力。这很容易让人联想到凡尔纳的“螺旋线”，这个机制作用的前提是被拉动的物体要小于光的波长。于是，“第22条军规”出现了：只有高能量的光才能产生足够的动量去移动一个还不算小的物体；然而，能量越高，光的波长越短，所以被拉动的物体必须非常小，甚至小到肉眼不可见的程度。

也许实现真正的牵引光束要寄希望于利用激光间的相互作用改变激光前端的形状，从而在任意形状的物体上产生类似衍射光栅的效果，最终改变入射光的方向。把上述机制和目标物体的形状综合起来考虑，理论上是可以对任意形状、任意大小的物体产生吸引力的，包括宇宙飞船或者流星。这个过程需要两步，首先要模拟目标物体，计算需要的光的强度和方向，这和科幻小说中使用牵引光束之前要“锁定参数”的常见场景很相似。

如何使光的能量大到足以让物体以一定的速度在太空中运动，这一问题尚未解决。入射光束必须比太阳光更聚集，才能产生可用的光压，这意味着在这个过程中产生的具有毁灭性的热和辐射也许比拉动物体所需的能量要大得多。在科幻作品中，牵引光束通常是可见的，而且对目标物体以外的东西没什么影响力。但在现实生活中，类似的牵引光束会因强烈的电磁辐射把目标物体烧坏。

科幻作品在真实世界中的对应物大多是在微观层面实现的，比如离子阱维持磁场中的带电粒子，原子力显微镜推动单个原子，激光镊子移动分子，牵引光束产生微弱的压力。像电影中那样用牵引光束移动战舰大小的飞船确实比较难以实现，但是想想这背后的可能性就足以让人欣喜。

具有这种功能的最奇妙的类似物要算2014年哈佛大学的科研成果了。虽然这不是严格意义上的牵引光束，但研究人员成功地操控了小型物体，不用直接接触就成功定位并旋转了目标物体。系统利用了磁悬浮的原理，但这对不受磁场影响的物体也适用，因为目标物体位于有磁性的液体中。如果有磁铁从液体顶部和底部对液体产生拉力，那么容器中部的液体浓度会降低，目标物体就会向容器中部运动。

研究人员进一步在容器外面移动磁铁，容器内部的物体也跟着旋转。不需要任何直接接触，一个没有磁性的物体可以被挪动到容器内的任意位置。这套系统需要密闭的容器和有磁性的液体，这也意味着这套系统永远无法制造出牵引光束，但这种操控物体的方法是我们现有的最接近牵引光束的方法了。

上面提到的超小物体的不明显的运动，看起来和“企业”号中全息甲板上的模拟现实还有很远的距离。事实上，你也许会纳闷为什么全息甲板会出现在这一章，而不是第2章，和虚拟现实放在一起讨论。全息甲板毋庸置疑是终极的虚拟现实，我们在第2章中讨论过卡马克如何把真实世界置于电脑游戏中。但是，能以假乱真的虚拟现实，甚至是直接作用于大脑的类似“母体”的环境，是可以让身处其中的人和虚拟出来的物体有物理接触和互动的，这和游戏玩家看到的画面有很大不同。全息甲板把虚拟现实从一种大脑状态变成了物理现实，而实现全息甲板要充分利用力场的各种特性。