二`科學的創新3
梅曼的激光比太陽還亮
“它運轉了!它運轉了!”1953年的一天，一個美國小夥子飛快地闖進一次波譜學會議的會議室，急切地大聲叫喊。
是誰，為什麼事，這麼急切，全然沒有“學者風度”，跑來“擾亂會場秩序”?
這個小夥子名叫約翰·彼德遜·戈登(1928～)，是哥倫比亞大學的美國物理學家湯斯(1915～)帶的研究生。他們(還有湯斯帶的另一個研究生蔡格)從1951年開始，就在一起研究製造新型微波振蕩器——氨分子微波激射放大器。在經過了兩年艱辛，花費了近3萬美元之後，終於取得成功。表達成功後的喜悅，當然應該“激動”一把！
1954年7月，他們正式宣布實驗成功。
微波激射放大器的英文原意是“受激輻射的微波放大”，縮寫為MASER(脈塞)。
那麼，他們為什麼要搞MASER呢?
1916年，愛因斯坦發表了論文《關於輻射的量子理論》，提出了“受激輻射”的概念，隨後，微波波譜學的研究開始了。但是，由於當時一些“近視眼”認為這些研究都是“純科學”的，沒有諸如商業價值這類實際意義，所以一些實驗室——例如第二次世界大戰中美國最早開始研究的幾個工業實驗室，在戰後都停止了研究。於是，這類研究轉移到了大學。
但是，也有別具慧眼之人，例如美國的碳化物和碳(Carbide ＆ Carbon)化學公司就給哥倫比亞大學一筆獎學金，支持對微波波譜學的研究。其實，早在此前的1945年，這個公司的舒爾茲，就認為微波波譜學的研究成果會促進化學的發展：“利用特定頻率的電磁輻射，通過感應振蕩來影響參加作用的分子的活性。”
在這種背景下，MASER誕生在湯斯小組的所在地，就不足為奇了。湯斯知道許多科學家都在進行這個項目的研究，所以就立即申請了專利，並在1960年3月獲得專利證書。
那麼，湯斯又是怎麼想到MASER的方案的呢?
“很偶然，當時我正在與肖洛同住一個房問，”湯斯後來回憶說，“我起身很早，為了不打擾他，我出去在公同旁的長凳上坐下，思考是什麼原因未製成毫米波生器……突然，在我頭腦中出現了一種得到從分子發出的非常單一形式電磁波的實際方法……幾分鍾內我就擬好了方案……”
湯斯提到的“非常單一形式電磁波”，就是受激輻射的微波。而肖洛(1921～)——湯斯的妹夫，是當時在貝爾實驗室工作的美國物理學家。
1958年12月，湯斯和肖洛在美國的《物理評論》雜誌上，發表了論文《紅外區和光學激射器》。論文的主要內容是，根據MASER的成功，論證把微波輻射技術擴展到紅外光區和可見光區的可能性。但是，他們用鉀蒸汽得到激光的試驗卻失敗了。因為對激光的研究，肖洛還和出生在荷蘭的美國物理學家布倫伯根(1920～)分享了1981年諾貝爾物理學獎的一半。另一半則由發展高分辨光電子能譜學的瑞典物理學家塞格巴恩(1918～)獲得。
這篇激光史上重要的論文發表以後，引起了科學界的強烈反響——激光的時代馬上就要來到!湯斯也因此和後麵要提到的前蘇聯兩位物理學家巴索夫(1922～)、普羅霍洛夫(1916～)共享了1964年諾貝爾物理學獎——湯斯得獎金的一半，後兩人共得獎金的另一半。
但是，湯斯和肖洛都沒有做成激光器。
大致在同一時期，其他國家的科學家也沒有閑著。例如，在1951年，前蘇聯科學家法布裏坎特就向郵電部提出一份題目很長的、進行受激輻射研究的專利申請書，但直到1958年才得到批準和發表。
1952年，列別捷夫物理研究所的巴索夫和普羅霍洛夫合作發表論文，闡述受激輻射放大器的原理，並在1955年用氨氣把這一原理變成了現實——製成了一種氨分子激射器。1958年，巴索夫又提出了用半導體製造激光器的原理。
在經過幾年準備、花費5萬美元之後的1960年5月，美國加利福尼亞州南部的休斯研究所量子電子部負責人西奧多·梅曼(1927～ )，研製出了世界上第一台激光器。它是一台紅寶石激光器——一種固體激光器。
經過接近半個世紀的風雨之後，終於迎來了激光時代的“彩虹”!
所謂“激光”，是“光受激輻射放大”(LASER，是Light Ampli-fication of Stimulated Enlission of Radiation的縮寫)的簡稱，也翻譯為“萊塞”或“鐳射”。通俗地說，激光就是受激而發射出來的光。這種光具有“團隊精神”，“步調一致”地以發散度很小(大約0．057度)的“光束”向目標前進——例如射到遠達38．4萬千米之外的月球表麵，光斑直徑不超過0．2～2千米。而不是像普通的光那樣“軍心渙散”，向“四麵八方”“各奔前程”——即使用方向最好的普通探照燈光射向月球，光斑直徑至少也會分散到幾百千米。
那麼，為什麼科學家要發明激光呢?
原來，普通的光在亮度和單色性等方麵，都不能滿足人們的需要。於是科學家們探索光學新技術和尋找新光源的研究就寫下了前麵的篇章。
可是，書寫這個篇章並不容易。而且，在梅曼的激光器和激光誕生以後，依然有人“不識貨”。
“不識貨”的是《物理評論快報》的主編——他拒絕發表梅曼寫來的發明激光器的論文。
那麼，這位主編為什麼要對論文“亮紅燈”呢?原來，他認為梅曼搞的依然是微波激射器，而微波激射器已經被科學家們發展到了很高級的程度，就沒有必要用“快報”的形式發表了。
在這種情況下，梅曼隻好在1960年7月7日的《紐約時報》上發布了製成激光器的消息，並把成果寄到英國《自然》雜誌社。《自然》雜誌社很快在8月6日正式發表了梅曼的這個成果。而美國的《物理評論快報》在第二年才發表了梅曼的詳細論文。