马修·R. 弗兰西斯

轰鸣声中，一架携有激光器的飞机沿着格陵兰岛海岸线低空飞行，最终悬停在一座冰川上空。光束从机腹射出，并在到达冰川表面后反射回飞机上的一个黑色盒子中。于是，光改变了原有速度，变得像蜗牛爬行一样缓慢，冰川的流动速度也得以实时记录。依靠飞机对冰川逐点测量获取的数据，科学家能够完整地描绘出格陵兰岛冰盖缩小的情况，并及时掌握南极洲和阿拉斯加海岸线上的冰盖的融化情况。

实时监测冰川的流速非常重要，上文提到的飞机和配套实验设备却仅存在于人们的想象中。政府间气候变化专门委员会的最新报告指出，到2 1 0 0年，融冰有可能使海平面上升1米，这势必会殃及低海拔国家和数百万沿海城市的居民。因此，了解冰川的融化情况可以帮助研究者预测未来。但是，大多数冰川每年仅缓慢流动两三千米，比普通人步行1小时的路程还短。即使是格陵兰岛流速最快的雅各布港冰川，每年也只流动1 6千米，平均每小时仅1.8米左右。

目前，科学家尚未找到可以一次性测算出冰川流速的新方法。现有的方法都要分两步完成——测量出冰川表面在前后两个时间的位置，再根据其位移得出平均速度。过去，研究者将桩钉固定在冰川边缘，然后在一定的时间内重返此地勘察冰川的移动情况。现在，机载雷达可以测量出冰川的位置，但仍然需要再次返回实地才可计算出冰川的平均流速。美国科罗拉多大学博尔德分校的科学家特维拉·蒙恩主要依靠卫星在格陵兰岛以及南极洲上空定时采集的数据开展研究，但测量结果仍无法一次得出。云情的变化会严重影响拍摄质量。蒙恩表示，有时需要等待数月才能获得某一区域的有效数据，而有些区域的信息根本无法获得。

这种测量技术有着很明显的缺陷。一方面，分步完成的数据采集技术需要耗费双倍的人力和物力;另一方面，冰川的移动方向没有规律可循，现有的追踪测量技术无法提供冰川的准确信息。蒙恩认为，冰盖的流动速度极其重要，是计算冰川流失的一个关键变量。假如可以一次性获得冰川流速的数据，那么数据量和精准度都会大幅提高。

然而，冰川缓慢的流速为测量工作带来巨大的困难。法国索菲亚· 安提波利斯大学（简称尼斯大学）的物理学家翁贝托· 博尔托洛佐及其同事反其道而行之，以快制慢——在光速上大做文章。

在刺耳的警笛声传来时，声波通过聚集产生高音。雷达枪（类似公路巡警使用的枪械）正是利用这种被称作“多普勒效应”的现象，向正在驶来的汽车射出无线电波并根据反射的波长测算其行驶速度。速度越快，反射回来的无线电波越密集，波长越短。然而一般的雷达枪无法用于测算很低的车速，博尔托洛佐及其同事正在研制能够彻底解决这一问题的雷达枪。

他们先是将激光束一分为二，让其中一束射向冰川之类低速移动的目标，根据多普勒效应，其波长会略微改变。这条改变了颜色的光束反射回来，在由许多长螺旋状染色分子构成的液晶中与另一条光束合二为一。染色分子的形状在光束的作用下发生改变，光速则变为低于1毫米/ 秒。

在高速下通常很难察觉两条光束的波长差，但是重新合成的光束通过延长其光程距离使相互作用得到强化，在其低速经过液晶时，人们即可测算波长差和目标物体的移动速度。博尔托洛佐及其同事已经在实验室成功监测到2×1 0- 1 4米/秒的超低速度，并足足坚持了1秒。这对通常情况下每秒流速为百万分之几米的冰川而言已经足够。

相比其他慢光技术必须在极低温条件下方可进行，这种使光速变慢的新方法在室温下即可操作，简单易行。这意味着实地运用该技术以及由此衍生出的其他技术时，不再需要携带液态氮以及庞大的冷却设备。科研人员希望未来能开发出可嵌入飞机内部的仪器，以监测格陵兰岛冰川的流速情况。

蒙恩盼望这一天早日来临。他说：“只要该仪器成功问世，我就能将其置入飞机、无人机或者卫星体内，这对我们的研究领域意义重大。这势必会大大降低人类因为对海平面上升的高度与速度缺乏了解而带来的巨大风险。