鐳射槍:人類想象中的終極武器,為何遲遲無法實現?

編者按:近日我國報道了警用遠端鐳射槍的成功研製,我們真的要迎來《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?”,向讀者介紹了鐳射武器概念的發展歷程,從科學理論與軍事研究的角度,介紹了鐳射武器的研製現狀,以及面臨的挑戰,希望能為您帶來啟發。

1897年英國小說家赫伯特·喬治·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”,這成為鐳射武器概念的開端。威爾斯還貢獻了一系列武器的雛形:鐳射束,微波射線,粒子射線等等。從此,人們對鐳射武器的好奇有增無減,趨之若鶩。

20年後,愛因斯坦從理論上證明了鐳射武器的可行性。但到了1951年,查爾斯·湯斯才成功發明了鐳射。後來《星際迷航》系列電影風靡全球,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,這一切都推動了鐳射武器的軍事研究。

鐳射槍:人類想象中的終極武器,為何遲遲無法實現?

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)的軍事研究。那為什麼如今,鐳射槍還只是出現在過家家的戰爭中?鐳射槍有這麼難生產嗎?

理想很豐滿,現實很骨感

與傳統武器相比,鐳射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。但迄今為止,鐳射的轉化仍不及一般槍炮彈藥的化學反應效率。

鐳射需要足夠的能量才可產生子彈般的動能。以光子束為例,它會集中產生近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,鐳射槍需要配備一個超大的電源,尺寸得有一張床那麼大。若是能放在船或飛機上則完全沒問題,但顯然不適合手槍。

鐳射槍:人類想象中的終極武器,為何遲遲無法實現?

鐳射槍——過家家戰爭中的神兵利器

鐳射槍的效率也並不盡如人意。在鐳射傳導過程中,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。鐳射槍必須隨時保持最佳狀態,但由於可見光能量散射,光束傳導效率下降,因此《星戰》中揮舞著鐳射劍砍人的場面,實現起來還是頗有難度。科學家們採用“自適應光學”技術,可以解決上述問題。它本身用於校正望遠鏡觀測時,大氣產生的噪點,讓光束更為集中。但如此強大的能量集中於一把槍內,大概還沒開始射擊,槍身就因為過熱而熔化。

盛名之下,鐳射武器的研發曾經是各國軍隊眼中的燙手山芋。但據目前所知,僅美國對鐳射武器投入了使用——一種名為“宙斯”,用於清除地雷的低能量鐳射系統。其它各國的專案停滯不前,資金均被抽走,用來發展別的專案。抽調資金的再投放往往都是興之所至。美國的“星球大戰計劃”還設想在人造衛星裝備x射線鐳射器,但目的卻是將洲際彈道導彈從空中直接發射出去。

“前浪”死在沙灘上

鐳射武器的地位,還受到了許多新式武器的挑戰。美軍的戰術高能鐳射武器可以算是《星戰》孕育的結晶。它射程寬,能擊落速度為1馬赫的導彈,可惜命運多舛:編號YAL-1的空軍機載鐳射器,裝備後巡航戰機可以從12000米高空擊落100公里遠的地面目標,可惜2005年已停止使用;海軍的自由電子鐳射武器,看似強大,但2008年諾斯洛普·格魯門公司生產出火力打擊陣列後,鐳射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,而射擊成本每發僅需59美分,因此更受美方青睞。

等離子體武器

會產生等離子體束——與閃電,太陽的成分相似。早在1993年,美方秘密進行的“掠奪者專案”,就是研究如何以近光速發射環形等離子體導彈。專案原本進行十分順利,但1995年後突然沉寂下來。據BBC報道,掠奪者專案最後一項成果,是一款閃電鐳射制導武器,名為感生等離子管。高強度的鐳射束會誘導產生等離子體,其破壞效果十分驚人。

美國空軍還研製了

微波武器

,可用於制止暴亂。這款武器透過加熱人體面板內的水分子,從而使人產生劇痛感。但關於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趣與需求。微波應用廣泛,小至用來遠端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。密歇根大學的專家們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:它會產生高能的亞原子微粒,並足以將目標原子與結構“煮熟”。儘管真空實驗結果理想,但它存在一個嚴重的缺陷:粒子束在普通大氣中會發生散射與碰撞,這會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,但我們離手持鐳射槍打怪的夢想真的更進一步了嗎?目前鐳射武器還處於僅軍方使用的水平,例如美軍研製的,用於迷惑目標,令人暫時失明的PHASR(鐳射應槍)。還有許多工程師,都表示他們發明的技術可以實現鐳射武器手持化,甚至讓智慧手機也變成防身利器,但一切仍是紙上談兵。

也許鐳射槍的發明就在不遠處,但關於鐳射槍的使用,人們仍有許多管制安全,倫理道德等問題需要深入研究。

編譯組出品。編輯:郝鵬程。

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