受激輻射

受激輻射，是這樣一個過程：一個掠過的光子誘使一個本已激發的原子跌落並發射出第二個光子——而這個新光子，是頭一個光子的完美孿生。兩者共享相同的能量、方向與相位，步調一致地齊步前進。一個光子進去，兩個一模一樣的光子出來，這意味著光可以被放大，而不只是被吸收。

這種「孿生」正是雷射背後的秘密，「雷射」之名本身就道出了「受激輻射光放大」。如果你能設法讓處於激發態的原子比處於較低態的更多——一種刻意營造、稱為粒子數反轉的情形——那麼一個種子光子就會觸發一連串一模一樣的光子，產生出雷射所珍視的那種強烈、狹窄而相干的光束。

愛因斯坦在一九一七年純粹從熱力學平衡的要求出發，推斷出受激輻射必定存在：沒有它，原子與輻射就無法正確地安頓到平衡之中。它是自發輻射那刻意的、受驅動的對應物。自發輻射在隨機的時刻向隨機的方向射出光子，而受激輻射產生的光子，則忠實地複製那個挑起它的光子。