无论是经典的物理理论还是近代的量子理论，都预测照射在物体上的光会对物体产生一个推动力。科幻作家们一直幻想着给宇宙飞船加一叶光帆，用太阳光来“推动”它在星际间航行。然而在日常生活中，我们尽管可以强烈地感觉到光的热量，却无法感受到光微弱的力。

 

如今，一支科研团队在纳米尺度上成功地让光驱动了机械，那是一个集成三极管大小的半导体机械装置。这一成果近期发表在了《自然》杂志上。毕业于明升中国科技大学物理系的耶鲁大学博士后研究员李墨就是文章的第一作者。

 

 

李墨：光具有“波粒二相性”，它既是一种电磁波，又是一种粒子，即光子。简单的说，当光在镜面上反射，从粒子的角度看，光子与镜面碰撞受到镜面的作用力而弹开，就好像一个乒乓球打在墙上又弹回来一样。它对镜面会产生一个反作用力。

 

 

李墨：我们是首次将纳米力学运用到纳米集成光学上的研究团队。

 

光的力很微弱，通常只有一兆分之一牛顿（每毫瓦），但在纳米尺度上，这样的力却相当可观。我们在硅芯片上制作出一条条光的导线，称之为“光导”。当激光器发出的光被接入这样的芯片，就可以像电流在导线里一样沿着铺好的光导线路“流”动。

 

为了证明光的力，我们制作10微米长的悬空光导，如同一座纳米桥梁。我们知道，桥梁会振动。例如当军队过桥齐步走，如果频率和桥的震动频率达到一致，产生的共振效应甚至会导致桥梁坍塌。同理，如果光作用力的频率和光导“桥”的振动频率一致，共振就会使它的振动幅度增大2000多倍。这样，光作用力的效果就被放大了，所以很容易就被测量到。

 

 

李墨：太阳能发电是将光能转化为电能的一种应用。我们的实验是将光能转化为机械能。虽然app家想象过像“太阳帆”驱动飞船、汽车等等，但这应该还是很遥远的事情。我们现在考虑的应用还是在纳米尺度上，使用在纳米芯片上。

 

 

李墨：我们所发现的光的作用力，提供了一种新的途径，来实现集成电路上的光通讯。

 

与电信号相比，用光来传载信息，速度会快得多，而功耗又低很多。如果电脑的整个集成系统都能通过光来通讯，电脑的运行速度就可以比现在高10多倍。在这个讲求速度的时代，光在集成芯片上的应用将会很大程度上提高我们工作和生活的效率。