文/陳根

斯涅爾定律（Snell's Law），亦稱折射定律（Law of Refraction）。事實(shí)上，關(guān)于折射的實(shí)驗(yàn)，在古希臘就已有記錄。

公元二世紀(jì)，托勒密使用了一個(gè)劃分為360等分的圓盤，在圓盤中心上裝兩把能繞盤心旋轉(zhuǎn)的尺子，將圓盤的一半浸入水中。讓光線由空氣射入水中，就得到它在水中的折射光線，轉(zhuǎn)動(dòng)兩把尺子，使它們分別與入射光線和折射光線重合。

即讓視線沿上端直尺望去，調(diào)節(jié)兩直尺位置，使兩直尺看上去在一直線上，然后取出圓盤，按尺子的位置刻下入射角和折射角。按照實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，托勒密大致假定了光的入射角和折射角成正比的結(jié)論，而這也是最早關(guān)于折射實(shí)驗(yàn)的記錄。

折射定律從雛形到被視為公理定理已有千年，而最近發(fā)表在《自然光子學(xué)》上來自佛羅里達(dá)大學(xué)的研究人員開發(fā)出一種新型的激光束，它不遵循長期以來關(guān)于光如何折射和傳播的原理，這可能對光通信和激光技術(shù)產(chǎn)生巨大影響。

一般來說，光束被稱為時(shí)空波包，在折射時(shí)（即穿過不同的材料時(shí)）遵循不同的規(guī)則。通常，光線進(jìn)入較密的材料時(shí)會(huì)變慢。

研究團(tuán)隊(duì)以航天器為例，當(dāng)其向深度相同、但距離不同的兩艘潛艇發(fā)送光編碼消息時(shí)，通常信息會(huì)先抵達(dá)較近的子節(jié)點(diǎn)。但利用“時(shí)空波包”的特性，可讓光脈沖同時(shí)“恰到好處”地抵達(dá)兩個(gè)子節(jié)點(diǎn)。

盡管聽起來與物理學(xué)的某些基礎(chǔ)定律相矛盾，但研究團(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào)稱，它實(shí)際上仍遵循狹義相對論。因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)并未擾亂光本身的振蕩（波粒二象性），而是對光脈沖的峰值傳播速度加以控制。

但對于通信，這意味著在這些數(shù)據(jù)包中傳播的消息的速度不再受通過不同密度的不同材料傳播的影響。舉例來說，如果考慮到一架飛機(jī)試圖與兩艘潛艇在同一深度進(jìn)行通信，但其中一艘很遠(yuǎn)，而另一艘則在附近，那么相距較遠(yuǎn)的那一架將比附近的一架更長。但通過脈沖傳播，只要它們在同一深度，就可以使它們同時(shí)到達(dá)兩艘潛艇。

研究人員表示，該研究的下一步工作包括研究這些新的激光束與諸如激光腔和光纖之類的設(shè)備之間的相互作用，以及將這些新見解應(yīng)用于物質(zhì)。