光镊

因为光有粒子，光子有动量，所以打在物体上会产生光压，光压可以驱动物体。2018年诺贝尔物理学奖得主之一阿什金在20世纪80年代创造了光镊技术，利用聚焦激光拾取微小物体，并像镊子一样移动它们，当然，光是可以爬上去的，光的照射能力是相当大的，光是颗粒状的，激光有很好的指向性，例如，地球和月球之间的距离约为38亿公里。如果应用激光照射，月球上产生的光斑小于2000米；同样的情况下，其他光源产生的光斑已经覆盖了整个月球。

在人类科技发展的历程中，每一种新材料的发现都将人类驾驭自然的能力提升到了一个新的高度，追溯到历史的长河中。无论哪个时期，哪个国家，只要有先进的物质基础，就会引领世界的发展方向。70多年前，美国物理学家费曼提出了一个伟大的想法:“如果有一天，原子可以按照人的意志排列，会产生怎样的奇迹？”费曼不愧为量子力学最伟大的大师，因为他知道物质的物理、化学和生物特性在微观粒子尺度上与原始物质有很大不同。

碳是一种非常神奇的元素，既有一定的金属属性(原子失去电子的能力)，又有一定的非金属属性(原子获得电子的能力)，但这两种属性都不强，所以碳处于一种模棱两可的状态。这种中性原子状态消除了碳原子的化学极性。没有极性，就有更多的可能性:碳不是地球上最丰富的元素(排名第十二)，但它在所有元素中拥有最丰富的化合物类型。

加州理工学院的研究人员最近发表了一项研究。通过在物体表面形成特定的纳米图案，这项研究设计了一种仅使用光就能使物体悬浮和推进的方法。将来它可能被用作宇宙飞船的能源。几十年前，光镊的发明使科学家能够使用高度聚焦的激光束来移动和操纵纳米粒子等微小物体。然而，光镊只能在非常短的距离内操纵非常小的物体。该研究的第一作者Agnes ilych博士打了一个比方，“我们可以利用吹风机产生的稳定气流来悬浮一个乒乓球，但如果它太大或离吹风机太远，就不起作用了。

关键是在物体表面形成特定的纳米图案。这个图案会与光发生反应，形成一个恢复扭矩，使物体在受到扰动时仍能留在光束中。因此，不需要高度聚焦的激光束，而是利用物体表面的图案来增加其稳定性。光源甚至可以在几百万公里之外。加州理工学院教授哈里·阿特·沃尔特(Harry arter Walter)说，“我们已经想出了一种让大型物体悬浮起来的方法。

打开手电筒，顺着光束往上爬，听起来绝对是个笑话，违背常识。其实这不是一句玩笑话，而是可以在现实中实现的。在普通人眼里，光是看得见但摸不着的，光是没有物质的。事实上，并非如此。初中物理课上，我们学过光是一种独特的存在，具有波粒二象性，也就是说光既是波又是粒子。既然是粒子，那么必然会产生压力，也就是说，当我们用手电筒照射一面墙的时候，其实这种光束就像普通的木棍一样对墙壁施加了一种压力，这种压力就叫做光压。

如果没有光压，那么我们就看不到长尾巴的彗星。众所周知，彗星的尾巴是气体和尘埃。虽然光压很弱，但能影响气体分子的小颗粒。当彗星经过太阳附近时，阳光产生的光压会作用在这些气体分子上，于是彗星的尾巴就出现了。所以彗星的尾巴总是背对着太阳。别看光压弱，它对恒星的存在也有重要作用。我们知道，当恒星耗尽燃料时，它将开始坍缩，最终坍缩成黑洞。

激光作为20世纪全人类的重点创造之一，已经融入到社会经济的方方面面。2018年诺贝尔物理学奖授予了三位在激光物理领域做出突破性贡献的专家，显示了激光的关键作用。从字面上看，激光的意思是根据受激辐射放大光线。一束光通过物体时，在某些特殊条件下可以产生受激辐射，辐射出的光与入射光完全相同。这个过程就像根据光克隆机放大入射光一样。

激光也有很好的方向性。例如，地球和月球之间的距离约为38亿公里。如果应用激光照射，月球上产生的光斑小于2000米；同样的情况下，其他光源产生的光斑已经覆盖了整个月球。自1960年第一台激光器问世以来，经过迅速发展，激光已广泛应用于光纤通信系统、美容护肤、印刷、眼科手术、武器和测距等领域。2018年诺贝尔物理学奖得主之一阿什金在20世纪80年代创造了光镊技术，利用聚焦激光拾取微小物体，并像镊子一样移动它们。

当然，光是可以往上爬的，光的照射能力是相当大的。你可以在一个空间里自由活动，只要不是弯曲的，也挡不住光。你可以沿着光束慢慢往上爬，然后达到他想要的高度，因为光是粒子，所以向不同的方向运动。这种现象是存在的，因为光的特性决定了它具有这种性质，而且它还会继续形成。有一个笑话描述了一个场景:一个人晚上打开手电筒，出现了一道光束。

另一个不爬，说:“我爬上去，你一关手电我就掉下去了。”玩笑归玩笑，如果他们更严重，光束真的可以托起或移动物体。因为光有粒子，光子有动量，所以打在物体上会产生光压，光压可以驱动物体，还记得霍金生前雄心勃勃的梦想吗？霍金想用光帆飞船探索四光年外的半人马座阿尔法星。霍金的想法是用强大的激光将搭载巨大光帆的袖珍飞船加速到五分之一光速，这样你就可以在有生之年从飞船上接收到半人马座阿尔法星的信息。