近日我國報道了警用遠程激光槍的成功研製,我們(men) 真的要迎來《星球大戰》的科幻時代了嗎?本文編譯自《衛報》文章“Ray guns: will they ever be more than cool toys?”,向讀者介紹了激光武器概念的發展曆程,從(cong) 科學理論與(yu) 軍(jun) 事研究的角度,介紹了激光武器的研製現狀,以及麵臨(lin) 的挑戰,希望能為(wei) 您帶來啟發。
1897年英國小說家赫伯特·喬(qiao) 治·威爾斯發表的小說《世界大戰》中,首次提到火星人使用了一種“死亡射線”,這成為(wei) 激光武器概念的開端。威爾斯還貢獻了一係列武器的雛形:激光束,微波射線,粒子射線等等。從(cong) 此,人們(men) 對激光武器的好奇有增無減,趨之若鶩。
20年後,愛因斯坦從(cong) 理論上證明了激光武器的可行性。但到了1951年,查爾斯·湯斯才成功發明了激光。後來《星際迷航》係列電影風靡全球,給平凡的手持式電蚊拍蒙上了科幻的氣息,還有《星球大戰》的狂熱,這一切都推動了激光武器的軍(jun) 事研究。

查爾斯·湯斯和他的研究成果
全球各國一直都在進行定向能武器(射線武器)的軍(jun) 事研究。那為(wei) 什麽(me) 如今,激光槍還隻是出現在過家家的戰爭(zheng) 中?激光槍有這麽(me) 難生產(chan) 嗎?
理想很豐滿,現實很骨感
與(yu) 傳(chuan) 統武器相比,激光對目標具有高度的準確性,可悄無聲息地以光速出擊,而且沒有彈藥耗盡的問題,因此費用並不昂貴。但迄今為(wei) 止,激光的轉化仍不及一般槍炮彈藥的化學反應效率。
激光需要足夠的能量才可產(chan) 生子彈般的動能。以光子束為(wei) 例,它會(hui) 集中產(chan) 生近2000焦耳的能量,這意味著每扣動一下扳機,電源功率至少要達到30000瓦。根據現在的科學技術水平,激光槍需要配備一個(ge) 超大的電源,尺寸得有一張床那麽(me) 大。若是能放在船或飛機上則完全沒問題,但顯然不適合手槍。

激光槍——過家家戰爭(zheng) 中的神兵利器
激光槍的效率也並不盡如人意。在激光傳(chuan) 導過程中,空氣是一種極不理想的介質,尤其是在下雨和煙霧厚重的日子,但這些都是戰場上可能遇到的天氣狀況。激光槍必須隨時保持最佳狀態,但由於(yu) 可見光能量散射,光束傳(chuan) 導效率下降,因此《星戰》中揮舞著激光劍砍人的場麵,實現起來還是頗有難度。科學家們(men) 采用“自適應光學”技術,可以解決(jue) 上述問題。它本身用於(yu) 校正望遠鏡觀測時,大氣產(chan) 生的噪點,讓光束更為(wei) 集中。但如此強大的能量集中於(yu) 一把槍內(nei) ,大概還沒開始射擊,槍身就因為(wei) 過熱而熔化。
盛名之下,激光武器的研發曾經是各國軍(jun) 隊眼中的燙手山芋。但據目前所知,僅(jin) 美國對激光武器投入了使用——一種名為(wei) “宙斯”,用於(yu) 清除地雷的低能量激光係統。其它各國的項目停滯不前,資金均被抽走,用來發展別的項目。抽調資金的再投放往往都是興(xing) 之所至。美國的“星球大戰計劃”還設想在人造衛星裝備x射線激光器,但目的卻是將洲際彈道導彈從(cong) 空中直接發射出去。
“前浪”死在沙灘上
激光武器的地位,還受到了許多新式武器的挑戰。美軍(jun) 的戰術高能激光武器可以算是《星戰》孕育的結晶。它射程寬,能擊落速度為(wei) 1馬赫的導彈,可惜命運多舛:編號YAL-1的空軍(jun) 機載激光器,裝備後巡航戰機可以從(cong) 12000米高空擊落100公裏遠的地麵目標,可惜2005年已停止使用;海軍(jun) 的自由電子激光武器,看似強大,但2008年諾斯洛普·格魯門公司生產(chan) 出火力打擊陣列後,激光武器研發經費逐年削減。新武器火力猛,精度高,可以摧毀飛行的洲際導彈,火箭,甚至更小的炮彈,而射擊成本每發僅(jin) 需59美分,因此更受美方青睞。
等離子體(ti) 武器會(hui) 產(chan) 生等離子體(ti) 束——與(yu) 閃電,太陽的成分相似。早在1993年,美方秘密進行的“掠奪者項目”,就是研究如何以近光速發射環形等離子體(ti) 導彈。項目原本進行十分順利,但1995年後突然沉寂下來。據BBC報道,掠奪者項目最後一項成果,是一款閃電激光製導武器,名為(wei) 感生等離子管。高強度的激光束會(hui) 誘導產(chan) 生等離子體(ti) ,其破壞效果十分驚人。
美國空軍(jun) 還研製了微波武器,可用於(yu) 製止暴亂(luan) 。這款武器通過加熱人體(ti) 皮膚內(nei) 的水分子,從(cong) 而使人產(chan) 生劇痛感。但關(guan) 於(yu) 其長期副作用還有待研究。對該款武器,各國警方都表示出了極大的興(xing) 趣與(yu) 需求。微波應用廣泛,小至用來遠程操控導彈和飛機發射,大至足以摧毀一座城市所有電力設施。密歇根大學的專(zhuan) 家們(men) 正研究如何利用微波對抗空中威脅。
還有一批科學家提出了“粒子束武器”的概念:它會(hui) 產(chan) 生高能的亞(ya) 原子微粒,並足以將目標原子與(yu) 結構“煮熟”。盡管真空實驗結果理想,但它存在一個(ge) 嚴(yan) 重的缺陷:粒子束在普通大氣中會(hui) 發生散射與(yu) 碰撞,這會(hui) 讓武器使用者暴露在足以致死的輻射圈,結果反而被自己的武器殺死。
自適應光學的發展也許能改善上述問題,但我們(men) 離手持激光槍打怪的夢想真的更進一步了嗎?目前激光武器還處於(yu) 僅(jin) 軍(jun) 方使用的水平,例如美軍(jun) 研製的,用於(yu) 迷惑目標,令人暫時失明的PHASR(激光應槍)。還有許多工程師,都表示他們(men) 發明的技術可以實現激光武器手持化,甚至讓智能手機也變成防身利器,但一切仍是紙上談兵。
也許激光槍的發明就在不遠處,但關(guan) 於(yu) 激光槍的使用,人們(men) 仍有許多管製安全,倫(lun) 理道德等問題需要深入研究。
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