百年探索光的本质(7)

利用光的性质开发光学计算机，将大大提升未来计算机的性能

　　2004年，科学家利用持续时间仅约250阿秒的光脉冲作为相机闪光源，成功拍摄到可见光的单个波形图像，从而首次捕捉到了光波在空间中运动的图像，这在以前是不敢想象的

　　一种被称为“光场合成器”(light field synthesisers)的现代设备可以非常精确的方式实现光波之间的同步性。这样它就可以产生相比普通灯泡发出的光线强度更高，持续时间更短并且具备方向性的光波脉冲。

　　在过去的15年间，这样的设备被广泛用于对光的控制。在2004年，埃利弗舍瑞奥斯-古尔利马基斯和同事们成功创造出极短的X射线脉冲，每个脉冲的持续时间仅有250阿秒，一阿秒相当于100亿亿分之一秒(10的负18次方秒)。

　　使用这种极短的光脉冲作为相机闪光源，研究组成功拍摄到可见光的单个波形图像，后者的震荡周期要比这种脉冲持续时间长得多。他们几乎拍摄到了光波在空间中运动的图像。

　　古尔利马基斯表示：“我们从麦克斯韦的时代起就已经知道，光是一种震荡的电磁场，但在此之前还没有人能够想到，有朝一日我们甚至可以直接拍摄到真实的光波影像。”

　　能够看到单独的光波是迈向控制和利用光波传输信息的第一步。目前我们已经利用波长更长的电磁波实现了信息传输，如我们利用无线电波传输广播和电视信号。

　　大约一个世纪以前，光电效应向世人证明了可见光会对一块金属板内的电子产生影响。古尔利马基斯表示，未来我们将有希望对这些电子实现精确操控，方法是利用受控的可见光波，以一种精确的方式作用于金属板。他说：“我们能够控制光波，通过它，我们还将能够控制物质。”

　　这一前景一旦成为现实，电子行业将迎来一场新的革命，从而导致新一代光学计算机的诞生，这类计算机将比今天我们所使用的计算机体积更小，运算速度也更快。古尔利马基斯表示：“要制造那样的计算机将需要控制电子，使其按照我们预想的方式运动，并利用光波控制电流在固体中的流动，而不是传统的电路方式。”

　　于是，我们对光又有了一种新的描述方式：光是一种工具。

　　这样的想法其实并不新鲜。自从地球上最早的生命诞生以来，生命就一直依赖阳光而获得能量。人类的眼睛是光子探测器，我们借助可见光了解我们身边的世界。

　　而现代技术只不过是让这个想法更向前进了一步。在2014年，诺贝尔化学奖授予了发明一种强大显微镜技术的研究人员，这种显微镜的能力强大到令人难以置信，甚至一度被认为在物理学上是不可能实现的。可以预见，随着技术的进步，光学还将带领我们目睹更多前所未见的奇景。(晨风)