詹姆斯·戈登

激光在大多数人眼中并不难理解，它定向发光、亮度极高、颜色纯正，从大型演出、超市收银台、CD播放器到眼科诊所，随处能见到它的身影。然而，从理论撰写到实际应用，激光的发明道路走得并不顺遂。微波激射器作为激光发射器的前身，在诞生之初还被不少物理学家称为“草率的计划”。作为23岁就参与了微波激射器制造的物理学家，詹姆斯·戈登（James P. Gordon）曾用一瓶波旁酒做赌注，与抱质疑态度的同事打赌。

1954年，在美国物理学家查尔斯·汤斯（Charles H. Townes）的引领下，戈登联合一干同事制造了一部“受激辐射微波放大器”（microwave amplification by stimulated emission of radiation），按英文首字母缩写后便是“微波激射器”（MASER）。这台机器对日后第一束激光的发射起了不可忽略的作用，而后用光（light）代替微波（microwave）得出的激光（LASER）被广泛地应用于生活、军事等诸多领域。

2013年6月21日，为激光发射做了重要铺垫的戈登，因癌症并发症于美国曼哈顿逝世，享年85岁。

詹姆斯·戈登1928年3月20日出生于美国纽约布鲁克林区，高中时就读于寄宿学校菲利普斯埃克塞特学院，大学时就读于麻省理工学院。1951年，因麻省理工学院拒绝了自己的研究生申请，戈登转而进入哥伦比亚大学跟随导师汤斯做起了“微波”研究。

早在1916年，美国物理学家爱因斯坦便从理论上预言了受激辐射的存在——即一定频率的电磁波可以“刺激”受激原子或分子，使之跃迁到低能级并产生更强的电磁辐射。1947年，哥伦比亚大学物理学家威利斯·兰姆（Willis Lamb）与罗伯特·雷瑟福（Robert Retherford）利用受激辐射来放大氢分子产生的辐射，以更精确地测量特定分子跃迁的频率。

因对微波技术十分熟悉，汤斯很快想到了实现受激辐射的办法。他设想将腔体内大量受激分子以合适的尺寸聚集，一些分子放出的射线反射回来与其他分子相互作用，这样就使受激辐射不断增强，通过腔体与分子之间形成的反馈机制将信号急剧地放大。

微波激射器的制造过程遭遇了无数意想不到的困难，不少理论物理学家认为汤斯设想的装置根本无法实现，但1954年世界第一台微波激射器的诞生，将那些质疑一一击破。

这台机器的操作理念在于将一束受激的氨分子射入谐振腔内，由于腔内分子辐射产生受激分子，而受激分子进一步增强辐射，并提供源源不断的受激分子，因而辐射得以持续。只是，第一台微波激射器只产生了厘米尺度的辐射，功率很小，仅为十毫微瓦左右（10-8W）。

其后，研究者在汤斯等人研究的基础上纷纷仿效加以改进。大量媒体也开始关注微波激射器，1958年，《波士顿环球报》报道称微波激射器已被20所大学和电子公司用作军事用途研究，其中一项是参与射程长达4000英里的导弹发射研究。

但微波激射器最重要的作用还是替激光的发明铺平了道路。1958年，汤斯联合新泽西州贝尔实验室的阿瑟·肖洛（Arthur L. Schawlow）写了篇名为《红外和光学微波激射器》（Infrared and Optical Masers）的论文，来阐述制造一种在红外和可见光区工作的激射器，并为此获得专利权。但直到1960年，美国休斯飞机公司物理学家西奥多·梅曼（Theodore H. Maiman）才将第一台激光激射器制造出来，并宣布获得了波长为0.6943微米的激光。这是人类有史以来获得的第一束激光，激光也由此获得“最快的刀”、“最准的尺”和“最亮的光”等称号。

1964年，汤斯和两位俄国学生尼古拉·巴瑟夫（Nikolai G. Basov）、亚历山大·普罗霍罗夫（Aleksandr M. Prokhorov）因对微波激射器和激光的贡献同获当年的诺贝尔物理学奖。戈登则用老师赠予的诺贝尔奖金买了辆别克旅行车。在与研究室另一位物理学家关于微波激射器的赌约中，戈登当然轻松赢得了那瓶波旁酒。

有不少人认为，戈登也应同享诺贝尔的荣誉，因为在微波激射器的制造过程中，汤斯也将戈登的贡献记录在内。“我和戈登共事良久，他让这项发明真正运转了起来。”很多年后，汤斯说，戈登操作了大部分微波激射器的设计工作，也是研究小组1954年7月在《物理评论》（Physical Review）期刊上发表论文描述该项发明的主要作者之一，更当着美国物理学会的面首次陈述该项发明的理念。

在2008年戈登80岁的生日宴上，年届93岁的汤斯说戈登之所以没得诺贝尔奖，一是诺贝尔奖有不能被同时颁发至3人以上的规则，另外，戈登当时还是在校研究生也对此造成了限制。

在转至美国贝尔实验室研究量子电子学后，戈登的研究科目拓展至宇宙起源的追踪探索、光镊技术在原子物理学中的应用等。2010年，戈登成为美国光学学会的荣誉会员。

在外人看来，戈登的大多数研究都能让普通人受益。“戈登的工作造福了无数应用领域，尤其是光学通信的研究对高速因特网助益良多。”光学学会主席詹姆斯·怀亚特（James C. Wyatt）说。

林恩·莫兰诺尔（Linn Mollenauer）曾是戈登在贝尔实验室的同事，两人曾一同研究将激光运用至长途电话。在林恩的印象里，戈登对辅助后辈不遗余力，当后辈在研究中遇到瓶颈时，戈登总是竭力为这些难题寻找解决方案。“他会非常耐心且仔细地听你说话，”林恩说，“听完他就走了，几天之后，他会呈上一份写得十分漂亮工整的理论模型论文。

朱棣文在成为奥巴马政府的能源部长之前，曾是戈登在贝尔实验室的同事。1997年，朱棣文因发明了用激光冷却和俘获原子的方法而获诺贝尔物理学奖，在当年的获奖致辞中，朱棣文提到了戈登的名字。他说自己曾向同事咨询一个十分复杂的物理问题，同事回答他说，“只有戈登才能真正理解你说的 偶极力量 。”

虽然同事们对戈登的能力和贡献推崇备至，戈登却很大方地说，没有一项重要科学发明的诞生是孤立出现的，每位科学家的成功都建立在他人研究的基础上。就像物理学家爱因斯坦、波尔、普朗克为量子电子学提供了理论基础，二战直接促进了量子电子学的技术进步，戈登的研究则是为接下来18位获得8项诺贝尔奖的后人铺路而已。

研究之余，戈登喜欢玩网球，还获得过一次美国锦标赛的冠军。平时，戈登十分钟爱穿一件浣熊大衣坐在屋前门廊上抽海泡石烟斗。有一次，戈登的妻子苏珊娜取笑他头发太过蓬乱似鸟窝，“你以为你是谁，爱因斯坦吗？”戈登回答得很自信，“至少我比大多数人都更接近他。”

文/廖阳