時間很晚了，天很黑，
有一台自動駕駛汽車
在鄉村道路上迂迴行駛。
突然，三樣危險物同時出現。
接下來會發生什麼事？
若這台車要突破這障礙物的阻擋，
它首先得要能偵測到它們——
收集足夠的資訊，了解
它們的大小、形狀、位置，
這麼一來，它的控制演算法
就能夠繪出最安全的路線。
沒有人在操作方向盤，
這台車需要有聰明的眼睛，
即能夠分析這些細節的感測器——
不論在什麼環境中、
什麼氣候下，不論天色有多黑——
都要瞬間判斷。
這簡直是苛求，但有個
結合兩種東西的解決方案：
一種叫做雷射雷達的
特殊雷射探測器，
以及讓網際網路能一直忙碌的
一種迷你版本通訊技術，
叫做積體光學。
若要了解雷射雷達，應該先了解
一項相關技術——雷達。
在航空上，
雷達天線會向飛機發射
無線電波或微波的脈衝，
計算波束反彈回來的時間，
推算出飛機的位置。
不過，這種看見的方式會受限，
因為大型波束無法
視覺化呈現精密的細節。
相對的，自動駕駛汽車的
雷射雷達系統，
也就是「光學定向和測距」系統，
使用狹窄的不可見紅外線雷射。
它的成像能夠精密到
連對街行人的鈕扣
這種小特徵都不放過。
但，我們要如何決定
這些特徵的形狀或深度？
雷射雷達會發射一連串
超短雷射脈衝來解析深度。
以鄉下道路上的麋鹿為例。
當汽車從旁邊開過時，
一個雷射雷達脈衝
會在它的鹿角基部散開，
而下一個脈衝則有可能會碰到
一支角的尖端，然後才反彈回來。
測量第二個脈衝花了
多少時間才彈回來，
這樣的資料就能用來
判斷角的形狀。
雷射雷達用大量的短脈衝
便能快速提供出細節的側寫資訊。
若要創造脈衝光，最明顯的方式
就是把雷射開啟再關閉。
但這會讓雷射不穩定，
且會影響到脈衝的時間精準度，
這就會限制了深度的解析度。
最好是讓它一直開著，
用其他的東西定期、
快速地阻擋光線。
這就是積體光學上場的時候了。
網際網路的數位資料
由精確定時的脈衝光來傳輸，
有些短到一百億分之一秒。
（0.000 000 000 1 秒）
製造這類脈衝的方法之一，
就是用馬赫陳爾德干涉儀。
這個裝置會利用一種特殊的波特性，
叫做干涉。
想像把小卵石丟到池塘中：
漣漪散開和交疊時會形成圖案。
在某些地方，波峰會加疊
在一起，變得非常大；
在其他地方，它們則是完全抵銷。
馬赫陳爾德干涉儀的做法很類似。
它會沿著兩支平行的
臂桿把光波分開，
最終再將它們重新結合起來。
如果一支臂桿的光
被減緩下來並延遲，
重新結合的不同步光波
會彼此抵銷，使光線沒了。
透過在一支臂桿製造延遲，
干涉儀的功能就變成
像是開關，放出脈衝光。
維持一百億分之一秒的脈衝光
能夠產生出幾公分的深度解析度，
但未來的汽車需要
看得比那更清楚。
把干涉儀和超級敏感、
反應快速的光偵測器搭配使用，
解析度可以精密到一公釐。
這比雙眼視力 1.0 的人
看對街時能夠達到的解析度
還要清楚一百倍。
第一代的汽車雷射雷達
要仰賴複雜的旋轉組件
從屋頂或是引擎蓋上做掃瞄。
有了積體光學，
干涉儀和偵測器被縮到
小於十分之一公釐，
裝載到小型晶片上，
將來可以放到車燈中。
這些晶片還將包括
巧妙變造的干涉儀，
得以擺脫可動的部件，以高速掃瞄。
這個額外的裝置
能將干涉儀的一支臂桿
只稍微減緩一點點，
它比較不像開關，更像調光器。
如果一長列這類
控制一點點延遲的臂桿
被平行堆疊起來，
就能設計出很新穎的東西：
可操控的雷射光束。
有了這種新優勢，
這些聰明的眼睛將能夠
探索和看得更完整，
勝過任何大自然想像得出的東西，
導航通過障礙物，不管多少。
無需流汗，毫不費力——
也許那隻迷惘的糜鹿除外。