我小时候总爱和小伙伴们一起在院子里玩印第安人对抗牛仔的游戏（那时候，小孩子的娱乐活动比现在多得多）。那时候的小孩子不知道害羞，拿着玩具枪就往外冲；大家都喜欢那种可以打响的枪——扣动扳机的时候，玩具枪里面的火药圈会发出“嘭”的响声。虽然我当时所处的20世纪北英格兰工业化小城和美国西部在时空上都相距甚远，但印第安人对抗牛仔的游戏确实是我们生活的一部分。时过境迁，玩具枪的选择和孩子们的游戏都变了。科幻作品成为娱乐活动的一部分，玩具枪也被能发光、有音效的玩具射线枪取代。
柯克舰长对此当然有发言权。《星际迷航》绝不是光束武器的首秀，射线枪是20世纪50年代科幻作品中的标志性武器，它的出现要追溯到20世纪20年代。科幻影视作品借助“爆能枪”一类的概念深入人心，“企业”号战舰的成员们使用的相位枪比其他的未来武器都更为人熟知。（这一点确实令人匪夷所思，特别是它的外形设计从原来经典的射线枪变成了便携式手电筒的样子。）相位枪让光束武器和西部片里的六发式左轮手枪一样，变得无人不知。
你也许会说死光的首次出现并不是在科幻作品中，而是在真实世界里。由于古希腊人喜欢把事实和神化混为一谈，所以我们也不确定哪些故事是历史事实。最早的光束武器运用的是太阳光，玩过透镜的人都知道太阳光造成的伤害可能会很大。这种假想出来的武器的发明者是古希腊数学家和工程师阿基米德。
阿基米德生于公元前287年，他喜爱光和镜子，还写过一本光学著作，但是和很多其他著作一样，这本书已经失传了。他生活在锡拉库扎的西西里岛上，一生经历了希腊的巨大动荡。曾经被希腊公民以野蛮人的身份驱逐的罗马人全面进攻希腊，这证明了文明并不一定是赢得战争的最好方法。公元前212年，锡拉库扎已在罗马人的掌控之中。就像“二战”时期美国和欧洲的科学家临危受命启动“曼哈顿计划”一样，阿基米德被委以重任，研发保卫城池的武器。
确实有证据证明阿基米德改造机械设备，击沉停泊的敌船，据说他也制造出光线武器，用太阳光烧毁靠岸的敌船。阿基米德肯定知道弯曲的镜面可以聚焦太阳光点燃物体，而且他肯定也计划建造可以在港口使用的武器，利用太阳光攻击敌船。可能的情况是，他用这种方法成功烧毁了木质船体，因为这种船为防水会在连接处涂上易燃的沥青。
其实，点燃船舶并没有这么容易。目标船体肯定在水面上浮动，湿木头没那么易燃，但甲板上遍布的沥青类密封剂和其他易燃物品都是助燃的。2 000多年前，没有任何确凿证据证明那时的人类有镜子，也可能阿基米德的想法根本就没有实现。镜子武器可能是阿基米德临终前还在进行的设计，传说罗马士兵入侵锡拉库扎的时候，阿基米德正在沙子上画图。他连头也没抬，只告诉罗马士兵不要挡住光；而这些士兵并没有意识到他们眼前的人是阿基米德，只是因为这个老者的不敬就杀死了他。
《流言终结者》（MythBusters）节目的主持人几次试图重现阿基米德的镜子武器，但没有一次成功点燃船只，流言只是流言而已。也有一些科研人员对该节目主持人的操作心存疑虑，指出镜子角度和反射面位置的局限性。其他一些实验确实可以在一定距离之外点燃目标。可见，这种形式的“射线枪”的成功率似乎刚好踩在及格线上，而且只在阳光强烈的条件下才有可能成功。聚焦的光束武器能迷惑入侵者，让入侵者的眼睛暂时失明，这也许在保卫锡拉库扎的战斗中起到了作用。
“射线枪”的概念确实不能追溯到古希腊时代，但它反映了科幻和科学相辅相成的发展过程。“射线”一词最初见于15世纪的英文诗，最开始是用来描述狭窄的光线。古诗《珍珠》（Pearl）中这样写道：“晶莹的悬崖熠熠生光/皎洁的光线依次向前。”此外，在20世纪，法语从拉丁语中引入了用来形容狭窄光束的词语——“射线”（radius）。
19世纪，“射线”这个多功能的词语便开始被用来描述所有微弱的散射状光线。英国天文学家威廉·赫歇尔在研究光谱的不同部分对温度的影响时发现了红外光。红光部分有更多的热量，他通过移动温度计，发现了波长越长热量就越高的现象，即便在光线不可见时也如此。他把这种看不见的光叫作“热射线”。之后，科学家在放射性物质和宇宙射线中发现了α、β和γ射线。（其实只有γ射线是真正的光束，其他的所谓“射线”都是高能粒子。）再之后，最受欢迎的X射线也被发现了。X射线确实具备科幻特质，因为它可以透视不透明的固体。
同时，利用聚焦的光线引发灾难的科幻武器也出现了。在华盛顿·欧文1809年的小说《征服地球的月亮》（The Conquest of the Earth by the Moon）中，拥有先进科技的外星人使用的是“强力光束武器”。然而在威尔斯1898年的小说《世界大战》中，有自主行动能力的机器人可以利用抛物面反射镜从内置发生器中发射出有热量的射线（可能是红外光）。同年，加勒特·瑟维斯迅速模仿出像威尔斯一样的作品——《爱迪生征服火星》（Edison’s Conquest of Mars），里面提出了“粉碎射线”。到了20世纪20年代，射线枪和爆能枪已经成为科幻小说和电影中司空见惯的武器了。
在死光方面把现实和科幻结合得最好的人是尼古拉·特斯拉。在科学技术的历史上，关于特斯拉的奇闻逸事比任何人都要多。在网络上，你能找到赞扬特斯拉的长篇累牍的文章，他常被描绘成一个不受世人理解的擅长发明创新的天才，同时受到邪恶贪财的竞争者的排挤。可怜的托马斯·爱迪生常被用作反衬特斯拉光辉形象的反面人物。
事实上，特斯拉和传说的形象不尽相同；和其他人一样，他也是一个普通人。特斯拉出生于克罗地亚，1884年成为美国公民，是一个杰出的工程师、一个失败的商人、一个不太成功的科学家，还是一个极端的理想主义者。科学和技术的界限很难划分，但它们的确是完全不同的概念。有些理论家对实验一窍不通，工程师们也常常知其然而不知其所以然。
特斯拉为现在全世界都在使用的交流电技术打下了基础，他是第一批提出工业界中的重要概念之一——多相系统的人，他也制造出他那个时代最优秀的交流电动机。特斯拉还创新地使用特斯拉线圈来产生极高的电压，他在无线电控制和发电机设计方面也有创新发明。但特斯拉并不是无线电通信方面的领军人物，他发现了X射线一类的传闻也并不属实。
很多证据都表明，特斯拉不懂电磁辐射。阴谋论者称，特斯拉关于世界通信（和能量传输）的设想被爱迪生等具有政治手腕的人藏起来了；但其实特斯拉只是异想天开地认为可以经由地表传输电振动，无线电波即可形成回路（这个想法是基于特斯拉擅长的电流闭合回路，对无线电传输并不适用）。特斯拉的拥护者说，古列尔莫·马可尼等人总是把特斯拉的想法占为己有，他们成功背后的无名英雄是特斯拉。其实特斯拉只是一遍一遍地承诺实现他臆想的回路系统，他并没有成功，也永远不会成功，因为他不理解其中的物理原理。
虽然特斯拉晚年确实提出了一些新颖别致的设计，但这些设计往往只是他为自己惊天动地的发明拉赞助的权宜之计。他不断承诺会创造出新的奇迹，但却拿不出什么实际成果，其中包括“远程武器”和“死光”。公正地说，特斯拉一度对媒体把他的想法强行命名为“死光”表示异议。特斯拉脑中想的并不是光线武器，因为他认为光会快速地损失能量，他描述的其实是高速运动的带电粒子。
特斯拉夸大其词、虚张声势地称，他的粒子枪可以“在200英里以外的距离击落1万架敌机”。他的设计比较类似于现在宇宙飞船中常见的离子推进器，通过静电斥力把带电粒子有序地发射出去。这个概念本身是可行的，但把这个概念用于战场中的武器却不太可能。如果特斯拉真的像他说的那样，成功地运用这个概念制造出武器，那么他也会意识到实际部署的难度。这就是现代战场上看不到类似武器的原因，虽然其概念已经非常明晰，而且有很多科学家在进行带电粒子流武器的研究。
毋庸置疑，有些武器利用电磁作为加速动力，比如轨道炮利用电磁原理沿着轨道加速液体中的金属。轨道炮可以把投射物加速到和普通枪类似的发射速度，但是轨道炮和相位枪依然不同。和相位枪更相似的可能是泰瑟枪（taser），泰瑟枪的名字源于“激光”（laser）。
市面上最常见的泰瑟枪会将一对给人刺痛感的电极发射到对方体内，经由连接着枪的电线释放出高压电，继而用电流击倒对方。制造商美国泰瑟公司已经研发出了无线版本——霰弹枪，它会发射出特殊的内含高压电池的防暴弾。但这两种泰瑟枪和科幻小说中的射线枪不同，泰瑟枪依然是一种发射型武器。
《星际迷航》中的相位枪应该也是一种激光枪，虽然它和科幻电视、电影里典型的射线枪不太一样，相位线需要经过一段时间才能从枪口到达目标。但事实上，光速非常快，光在短距离内传播所用的时间基本上可以忽略不计。《星际迷航》的编剧吉恩·罗登贝瑞有意要区分相位枪和射线枪，从而让“相位枪”听上去像新发明，而且剧情需要相位枪自带“击晕模式”。此外，考虑到光速和时间的问题，“相位枪”这个新名字能让技术宅和书呆子们不再纠结于细节。
罗登贝瑞也没太在意相位枪的另一个在科学上不太准确的地方，其他科幻作品中的光线武器也有类似问题，即从侧面可以清晰地看到武器发射出来的光线。从心理学上说，利用可视光线明显地区分光束武器和传统手枪之类的武器很有必要。我们无法捕捉到子弹以每小时几百英里的速度击中目标的整个过程，如果光束武器也是突然间就击中目标，光束武器和子弹看上去就太相似了。但是，光不像其他的物体那样肉眼可见。一束光、激光或者其他光在不反射的情况下，我们从侧面是看不见它们的。
当然，在激光表演中我们可以看到光线，这是因为空气中有大量的烟。烟中的颗粒让光线发生折射，进入人眼，我们才能看到光线。但在真空的太空中或者宇宙飞船的走廊里，烟并不常见。正因为如此，从侧面我们应该看不到光线，最多能看见激光打到目标上出现的亮点，比如激光笔。在科幻作品中，激光瞄准基本上会基于这个事实，我们除了在即将遇害的人胸口看见不祥的红点外看不到任何光线。然而，光线武器大多不会遵循这个事实。
激光，毋庸置疑是现实世界中最接近科幻作品的发明。激光的前身是微波激射，它是爱因斯坦1916年提出的概念的现实版本。通过合适的介质，光子可以激发电子，使电子进入半稳定的高能状态。此时，第二个光子和高能电子相互作用，产生两个光子。其结果有点儿类似光的放大。
20世纪50年代，这个过程由介质氨气实现，微波经过氨气会产生放大效应。理论和实验几乎同时公开，苏联科学家亚历山大·普罗霍罗夫和尼古拉·巴索夫提出理论，美国人查尔斯·汤斯在苏联科学家发表论文之前就实现了微波激射，但在文章发表之后才公布自己的实验。微波激射的概念很有意思，而且在电信和原子钟设计方面也有实际的应用价值，但无法实现大规模的应用。利用可见光实现相似的概念在大规模利用上更有前景，世界各地的科学家都争相研究光学微波激射器，从而展开了一场前所未有的技术竞赛。
汤斯和贝尔实验室的阿特·肖洛曾一起进行光学微波激射器的研究，但却面临着年轻的戈登·古尔德的挑战。两个团队都想到用置于两个内含合适介质的凹壁中的一对镜子来聚集光线。汤斯从贝尔实验室的角度考虑，一心想要优化通信信号，并没有试图把这个概念运用到极致，而古尔德则试图产生类似太阳光的强光。
古尔德深谙这场技术竞赛的潜在影响，他用文字记录下自己的想法，标题为“粗略估计激光的可行性”。这是“激光”一词首次出现在人类历史中。（与此同时，汤斯正马不停蹄地把这个新想法和已有的设备联系在一起，他坚持使用不那么时髦的旧称呼，即光学微波激射。）古尔德的研究进展很快，但仅凭一己之力无法完成，于是他把自己的研究带到了研究国防项目的技术研究集团公司里。该公司又把这个想法进一步带到了新成立的高级研究计划公司里，但古尔德依然是这个概念的倡导者。
古尔德认为激光可以有一系列潜在的军事用途，而没有像其他科学家那样谨小慎微、故步自封。古尔德说，激光可以把信息带到火星上去，在金属上打孔，帮助武器精确瞄准，甚至可以摧毁导弹。这听起来似乎是特斯拉对他臆想的武器的吹嘘，但是古尔德做出以上设想确实有足够的科学依据。激光研究的结果远超预期。技术研究集团公司当初向高级研究计划公司申请了30万美元开展研究，最后研究总收益达100万美元，这在当时可是一笔巨款。
高级研究计划公司当然希望为这个有前途的项目保密，于是，接下来上演了一幕可笑的悲剧，古尔德的研究也因此被搁置。古尔德没有通过背景审查，在那个时代的美国，他被认为从小受到左翼思想的影响，因为他在结婚以前就和妻子同居了，而且他的朋友都留着络腮胡，看上去有反政府的倾向。古尔德不可以进入实验楼，也不能看自己的实验记录，相关记录也都被没收了。
古尔德因为背景审查的问题而耽搁了实验进程，汤斯的团队也遇到了瓶颈。在这种情况下，技术竞赛中出现了第三个竞争者，他就是休斯公司的工程师和物理学家西奥多·梅曼。梅曼在微波激射的研究方面非常有经验，他决定用红宝石作为介质，虽然当时肖洛漫不经心得出的错误的实验结果已经证明红宝石不适合做介质，贝尔实验室也已经把这个实验结果公之于众。
其他竞争对手面临的实验瓶颈让梅曼在技术竞赛中占得先机。古尔德依然受到安全审查的困扰，贝尔实验室则决定尝试难度更大的介质。所以，梅曼只剩下一个最大的问题：在避免弧光灯过热受损的情况下如何得到足够强的光。直到此时，每个人都觉得激光应该持续工作（许多激光确实是这样的），但梅曼的助手查理·阿萨瓦却考虑使用瞬时的强光，这样可以让弧光灯有时间冷却而不致过热。
阿萨瓦的一个朋友是个集齐了所有新款器材的业余摄影爱好者，他刚买了一种旧式闪光灯的替代品。旧式闪光灯会产生巨大的强光，以致烧坏镁丝或锆丝。每次使用后，都必须为闪光灯更换灯泡，整个过程又慢又烦琐。阿萨瓦的朋友购入了最早的电子闪光灯，使高电压脉冲通过低压氙气，让一个闪光管可以多次闪光。
早期电子闪光灯的闪光管内部大多是螺旋形的，梅曼利用这个结构，在闪光管里放了一个圆柱体的红宝石。红宝石的两端各有一面镜子，其中一面中间有一个小洞，可以让强光通过。用铝箔纸将整个装置包好，铝箔可以起到遮光的作用，让里面的光不会外露。这个装置像是从某个疯狂科学家的实验室里拿出来的。在1960年5月16日，世界上第一个小型的、只有拳头大小的激光灯诞生了。
几个星期之后，休斯公司召开记者发布会，讨论激光在通信方面的潜在应用。但参加发布会的其他人却有不同的想法，他们以为会看到射线枪的原型。梅曼虽然像个老派学者，不具备古尔德自吹自擂的能力，但梅曼并不否认激光可以用作武器的潜力。和梅曼的预想不同，第二天各大报纸都刊出头条新闻，标题包括“一个来自洛杉矶的男人发现了科幻小说中的死光”。
古尔德是第一个从事激光研究的人，大家对此并没有太大异议（虽然贝尔实验室称红宝石是他们首先尝试的介质，但却没有把握住机会），而对谁在激光理论上有显著贡献却各执一词。古尔德依然纠结于他永远无法通过的背景审查，他只是1964年于英国、20世纪80年代于美国拿到了专利。汤斯、尼古拉·巴索夫和亚历山大·普罗霍罗夫三人共同赢得了1964年的诺贝尔物理学奖。古尔德和梅曼甚至都不在诺贝尔奖评审委员会考虑之列，这无异于在伤口上撒盐。
梅曼第一次展示激光之后的4年，激光变成了科幻作品中的首选射线枪；在007系列电影《金手指》中，一个非常类似梅曼展示的仪器发射出（假的）红色光线，瞄准詹姆斯·邦德，意图把他悄悄杀死。现在，激光被广泛应用于精密切割和医疗领域，但它还没有被应用于军事领域。我们都熟悉电影中红色激光瞄准受害者的场景，但正在设计中最接近手持射线枪的武器的作用是让敌人失明。而且这种设计的产品似乎永远不会问世，因为联合国的一项协议禁止使用所有永久性致盲的武器。虽然上述激光武器应该只会让敌人短暂失明，但它无法完全排除永久致盲的可能。
舰载激光炮也在研制中，并且至少已进入试验阶段。枪炮的后坐力可能会导致船的稳定性问题（这也是没有后坐力的火箭最先实现舰载的原因），因此舰载激光武器是个绝佳的想法。和科幻作品中直接将靠近的飞机和导弹一分为二的死光不同，舰载激光武器可以快速加热目标物体的表面，产生类似冲击波的效果。当然，激光已经走进了我们的日常生活，比如激光打印机、CD（小型激光唱片）和DVD（数字化视频光盘）中的微小的固体激光器，以及汤斯的气体激光器的现代版本——超市扫描仪。但是无论如何，激光产品都没有成为科幻作品中常见的射线枪。
1977年（仅在激光问世17年后），科幻作品就把死光和剑相结合，“光剑”成为科幻世界的最佳武器。《星球大战》中绝地武士挥舞着光剑，把喧嚣人群中的敌人劈成两半，这个场景让光剑武器看起来既复古又神秘。但这同时也引出了一个老生常谈的问题——有些人肯定觉得我这么说大煞风景——这个场景不符合光的物理特性。
一束光和铸剑用的金属片有着本质的不同：光不能自己停下来。光从剑中伸出来几英尺，然后骤然停住，那么在光停住的地方肯定有一些东西能让光反射回来。但是，事实上什么都没有。市面上确实有一些解释光剑科技的马后炮理论，类似由力场限制的流体光束，但是毫无疑问，光剑的本质是在空中骤然停住的激光。有点儿物理学常识的人都知道这不可能。2013年当我看到某报纸头条称光剑可行性的新闻时，着实大吃一惊。
当时，最常见的头条有“光剑终于被造出来了”，“科学家终于制造出了真实、实用的光剑”，“麻省理工学院、哈佛大学的科学家无意中制造了真实的光剑”。（我喜欢新闻中用的“终于”这个词，语气好像那些懒惰的科学家费了半天劲儿才做出一个特别简单的小玩意儿。）这些夸张新闻的始作俑者是哈佛大学的米哈伊尔·卢金教授，他当时做出如下的评论：“把这个等同于光剑，也不算是不恰当。”这明显是他在哈佛大学的公关部门的怂恿下发表的言论，听起来令人印象深刻，科学看来也可以变得很有趣。但是，说它是光剑确实有些牵强。
卢金的研究小组利用叫作“玻色–爱因斯坦凝聚”的特殊低温材质，成功产生了“光分子”——一对暂时相互连接的光子。因为光子通常不和其他光子相互作用，所以这确实是个重要的突破。光分子在机器建造方面非常有用，因为光分子可以代替电子，成为彻底改变计算机和其他电子设备的“光电子”。
光电子可以形成“里德伯封锁”，从而阻挡光子的前进。利用这个原理，科学家们成功使第一个光子暂时抓住第二个光子，从而将两个光子连接在一起。光子在运动中前推后搡，不停地在介质中与一个又一个的光电子相互作用。这个发现确实很有意思，但是和制造光剑没有直接的联系。除非我们实现了进一步的重大科研突破，否则光剑在短时间内只能是幻想。即便是简单版本的手持射线枪，在短时间内也不太可能实现。
虽然手持式光束武器在现实世界中还不存在，但这并不妨碍它一直是另一个科幻角色的最爱。下面我们来谈谈外星人。