牵引光束有直观的意义。在整个宇宙中，物质和能量以无数种方式相互作用。磁力和重力都是可以将物体吸引在一起的自然力，所以这是有先例的。

但是设计一个真正的牵引光束是不同的。

牵引光束是一种可以远距离移动物体的装置。这个想法来自1931年的一个科幻故事，叫做IPC的太空猎犬:

“有一种叫做射线屏的东西，你杀死了乔伊，还有提升射线或牵引射线——这两种东西我一直在试图弄清楚，你也一直在给我

我是布朗克斯欢呼的人。泰坦人有一个牵引射线已经很久了——他给了我完整的资料——而木星人两个都有。我们将在三天内得到它们，而且应该很容易就能猜出拖拉机的反面——推杆或加压杆。"

如果科幻小说对此有什么可说的，牵引光束应该已经很平常了，我们应该感谢星际迷航和星球大战因为它们的扩散。

但是牵引光束确实已经存在了，尽管它们的范围很小。

显微镜牵引光束被用于一种叫做光镊的装置中。光镊使用激光来移动原子和纳米粒子等微观物体。它们被用于生物学、纳米技术和医学。

这些牵引光束作用于微观物体，但不足以牵引更大的宏观物体。

现在，一组研究人员已经成功地展示了宏观牵引光束。他们在杂志上发表了解释他们工作的论文光学快车。它的标题是“基于稀薄气体中努森力的宏观激光牵引，”主要作者是来自中国青岛科技大学的王磊。

在以前的研究中，光的拉力太小，不足以拉动一个宏观的物体说王。

“使用我们的新方法，轻拉力的幅度要大得多。事实上，它比用于驱动太阳帆的光压大三个数量级以上，太阳帆利用光子的动量来施加小推力。”

(光学)

这种宏观牵引光束只能在特定的实验室条件下工作，所以这只是一种演示，而不是实际的开发。至少现在还没有。

首先，它作用于特制的东西:宏观的石墨烯-二氧化硅2研究人员为实验制作的复合物体。

其次，它在稀薄的气体环境中工作，这种环境的压力比地球大气低得多。虽然这限制了它们在地球上的有效性，但并不是每个世界都像我们的星球一样有这么大的大气压力。

“我们的技术提供了一种非接触和长距离牵引的方法，这可能对各种科学实验有用，”说王。

“我们用来演示这项技术的稀薄气体环境与我们在火星。因此，它有可能有一天在火星上操纵车辆或飞机。"

他们的装置是根据气体加热原理工作的。激光加热复合物体，但是一边比另一边更热。背面的气体分子接收到更多的能量，从而拉动物体。结合稀薄气体环境中的较低压力，物体移动。

研究人员用他们的石墨烯-二氧化硅制造了一个扭摆装置2演示激光牵引现象的复合结构。那次演示让它肉眼可见。他们使用另一种设备来测量效果。

“我们发现拉力比光压大三个数量级以上，”说王。"此外，激光牵引是可重复的，并且可以通过改变激光功率来调节力度."

其他研究人员已经牵引光束近年来结果喜忧参半。美国国家航空航天局对利用牵引光束通过MSL好奇号表面漫游车收集样本的想法很感兴趣。好奇号的仪器之一是化学照相机。

它包括一个蒸发岩石或风化层的激光器，然后一个微型成像仪以光谱方式测量其成分。但是美国国家航空航天局想知道牵引光束是否可以从蒸发的样本中提取微小的颗粒进入漫游车进行更完整的研究。

A 美国宇航局NIAC演示from 2010说:“如果牵引光束技术被包含在‘化学相机2’中，以吸入尘埃和等离子体粒子，牵引光束可以增加一套额外的科学能力:

激光解吸离子光谱学

质谱仪

拉曼光谱学

x射线荧光”

同一份报告称，牵引光束可以用来收集彗星尾巴、土卫二上的冰羽，甚至地球大气层或其他大气层中的云。

这从未实现，但它说明了这个想法是多么令人信服。

这项新研究产生了有趣的结果，尽管它离实际应用还很远。在它走向实用之前，还有很多工作和工程需要做。

首先，需要有一个很好理解的理论基础来描述这种效应如何作用于不同大小和形状的物体，以及不同大气中不同功率的激光。

研究人员当然知道这一点，但指出这仍然是可行性的有效证明。

“我们的工作表明，当光、物体和介质之间的相互作用得到仔细控制时，对宏观物体进行灵活的光操纵是可行的，”说王。

“它还显示了激光与物质相互作用的复杂性，许多现象在宏观和微观尺度上都远未得到理解。”

关键是这项研究将牵引光束从微观转移到了宏观。这是一个很难跨越的重要门槛。

“这项工作将光学牵引的范围从微尺度扩大到了宏观尺度，这在宏观尺度的光学操纵方面具有巨大的潜力，”作者说写在他们的结论中。

有一天，宇宙飞船很可能会使用牵引光束，但它们不太可能看起来像科幻小说中的样子。星球大战, 星际迷航、和S国际残奥委会的步行者所有功能牵引光束在战斗和冲突。

但事实上，它们可能会成为有价值的科学工具。