忽如一夜春風來---詩說激光發明50年(1)

巨人牛頓創立了萬有引力，創立了微積分，還創立了經典光學。牛頓光學獨占鼇頭三百年，直到波動光學問世，也不過和他平分秋色，各領風騷， 互為補充，相得益彰。直到激光問世，才給光學界帶來了翻天覆地的變化。

自從1960年算起，一晃，激光已經誕生50年了。倘若今天沒有激光，我們的生活裏會少了許多東西。直接能和激光二字聯係起來，人們脫口而出的東西就有，激光表演，激光打印機，激光導航，激光雷達，激光測距，激光手術刀，激光打孔切割，激光唱片，激光武器，而間接的和激光有著千絲萬縷聯係的東西，簡直就是數不勝數。GPS， DVD，CD， iPOD, 全息照相，光通訊，手機，眼科治療機，條形碼，掃描儀，心髒導管支架，還有許許多多非專業人士所不知道的各行各業的產品，應用，。。。。激光的誕生，在某種程度上來說，是和晶體管的誕生有著同樣重要的意義。

早在近100年前，愛因斯坦於1917年發表了光的受激輻射理論，從理論上闡述了產生激光的可能性。激光的英文全稱是Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation.。翻成中文就是，受激輻射放大的光，取每個詞的頭一個字母，就成了LASER。台灣翻成鐳射，出自音譯。大陸翻成激光，出自意譯。又如，Infrared， 一詞，台灣翻作紅內，大陸翻作紅外，台灣又是出自音譯，大陸則是站在可見光的區域裏向長波短波兩邊看，故有紅外，紫外之說。

另外一個美妙的翻譯當屬Chirp一詞，英文裏有百鳥爭鳴的意思，在激光界裏指波長的改變，而大陸給了一個文學色彩極濃的翻譯，啁啾，表示激光波長的不穩定像嘰嘰喳喳的鳥叫一樣。平心而論，還是大陸翻的更為信達雅。在科技界裏，大陸確實有一些人在做著這項默默無聞的工作，許多科技界的外來術語，在確定它們的中文翻譯時，是紮紮實實地下了一番功夫的。比之當今有些人，拿來一本外文書，一遍尚未讀完，就敢用鼠標杵著《金山詞霸》進行翻譯，不由得不讓人“肅然起敬”，真是人有多大膽，地有多大產。這方麵的故事，就不是一天兩天可以說得完的了。

從愛因斯坦的理論發表，人們就翹首以待，盼望著這神奇的光能早日出現。許多設想，理論已經具備，卻由於沒有理想的光源而遲遲無法實現。愛因斯坦的理論距離現實還有著相當大的距離。比如，光的放大如何實現？什麽材料可以產生激光？由於種種原因, 尤其是二戰，使得科學家們在這方麵的研究難以為繼，

這讓人們聯想到晚唐詩人陳陶的《隴西行》那首詩，

誓掃匈奴不顧身，五千貂錦喪胡塵。可憐無定河邊骨，猶是深閨夢裏人。

直到二次世界大戰結束，激光一直遲遲沒有問世，激光仍然隻能是科學家們的“深閨夢裏人”。二戰和朝鮮戰爭結束後，美國的科學家們也開始了正常的科研活動。由於戰爭期間留下了許多雷達上用的微波管，一些科學家就嚐試著看看能否在這些微波管上作出些名堂。結果1954年，美國的查爾斯.湯斯（Charles Townes）和阿瑟.肖洛（Arthur Schawlow）.二人發明了微波放大器。Microwave Amplification by the Stimulated Emission of Radiation----Maser，（讀作媒色）大陸翻成脈塞。 和鐳射相比，字麵上隻有一字之差，從技術上講，和鐳射，激光已經非常接近了。隻是脈塞的波長還是太長，屬於微波，還不是可見光，就是我們肉眼看得見的光波。於是這兩人就想，能不能向著更短的波長---可見光進軍呢？

1958年， 湯斯和肖洛發表了了用和製作脈塞相似的方法，來獲得紅外光和可見光激光的文章，奠定了實用激光器的基礎。但是，他們僅僅是發表了文章，而沒有製作出來。這就為後來他們和他們的學生戈登.古德（Gordon Gould）之間的專利之爭埋下了伏筆。此乃後話。

看來真是應了陸遊那首詩《冬夜讀書示子聿》

古人學問無遺力, 少壯工夫老始成。 紙上得來終覺淺, 絕知此事要躬行。

沒個真東西擺在那裏，白紙黑字也還是不能免去紙上談兵的嫌疑。

查爾斯。湯斯，（左）在實驗室裏展示他的微波放大器


1960年5月16日，西奧多.梅曼 (Theodore Maiman) 做出了第一台激光器，紅寶石激光器。曆史上，人們都把這一天作為激光正式誕生的日子。

梅曼和他的激光器


順便說一下，中國當年也還算是牛的，1962年，距梅曼的第一台激光器問世後僅僅兩年，中國就做出了自己的激光器，這差距應該不算很大，可是，後來由於眾所周知的原因，說句套話，我們“與世界先進水平的差距越來越大了”。直到現在，好的激光器許多還是要從國外進口。而中國能賣到國外的激光產品，也多是低端的多。

1964年，湯斯由於在“量子電子學領域裏對微波放大器和激光器方麵開創性的貢獻”，獲得了諾貝爾物理學獎，和他一起得獎的還有兩位蘇聯科學家，亞曆山大.普羅科霍洛夫，尼古拉.巴索夫。 而湯斯的親密戰友加妹夫，阿瑟.肖洛，卻因為名額有限和其他原因，咫尺之遙，沒能獲獎。

有杜甫的詩可用來歎曰：功蓋三分國，名成八陣圖。江流石不轉，遺恨失吞吳。

然而大師不愧是大師，遺恨歸遺恨，石不轉人轉。既然這次和獎牌失之交臂，那下次再整一個諾貝爾獎出來又有什麽難的？肖洛改換方向，去研究激光光譜。1981年，肖洛由於在激光光譜方麵的貢獻，而獲得諾貝爾的物理學獎。有人這說是諾貝爾評委會為他19641年的失之交臂而動了惻隱之心，其實應該說這是功夫不負有心人，姍姍來遲的名至實歸。

有杜牧 《題烏江亭 》詩一首可用於讚之：

勝敗兵家事不期， 包羞忍恥是男兒。 江東子弟多才俊， 卷土重來未可知。

肖洛在他的實驗室裏。


老肖已經是夠牛的了，沒拿諾獎也談不上包羞忍恥，但絕對堪稱科技界裏卷土重來的典範。不過肖洛還不是最牛的，諾貝爾獎得主裏最牛的要屬巴丁。巴丁一生年拿過兩次諾貝爾獎，而且都是最具曆史和現實意義的，一個奠定了超導理論，一個奠定了晶體管。

湯斯拿了諾貝爾獎後，馬上就有人不服。這人就是老湯在哥倫比亞大學的博士研究生戈登.古德（Gordon Gould。 古德向美國專利局申請了專利，說激光器是他發明的。這一場專利之爭，一打就是30年。

大師們爭鬥起來，也不是省油的燈。故激光界裏有個術語叫做30年專利之戰（30 year patent war） 諸位看官若有興趣，待在下有時間再專寫一篇。這期間，關於誰是激光專利的擁有者，你方唱罷我登場，真是此起彼伏，風生水起，峰回路轉，柳暗花明。看得人們撲朔迷離，眼花繚亂。最後，盡管湯斯肖洛二人拿了諾貝爾獎，但是專利還是以古德的勝利而告終。