在当今时代，即使很简单的设想也依然能产生非常先进的发明。
2010年12月，有报道称美国研发出一种叫“电磁炮”的新式武器，发射的炮弹可以达到音速的5倍，射程是常规武器的10倍。这种武器将于2025年之前正式配备于美国海军军舰……
又是一种电磁武器！不过，这个新武器跟我刊2010年04期介绍的“电磁脉冲炸弹”可不一样。电磁脉冲炸弹实际上是杀伤力极强的电磁波，而电磁炮发射的炮弹是名副其实的炮弹，只是这种炮弹不是通过传统的火药，而是通过电磁力来发射的而已。说起来真让人感觉不可思议，这种武器虽贵为新，原理却特别简单，假如“道破天机”，你一定会说“哎呀，我怎么就没想到！”
弹丸，使劲跑！
给一根螺线管通电，就会产生磁场，这是我们在中学都学过的物理知识。在螺线管外部，磁场方向从Ｎ极到Ｓ极，而在螺线管内部，磁场方向则从Ｓ极到Ｎ极，总而言之，通电螺线管就相当于一根条形磁铁，唯一不同的是，条形磁铁是实心的，而螺线管是中空的。
让我们先来分析一颗磁性弹丸穿越一根螺线管时的情况。假设一颗铁磁性弹丸从左到右射向一根通电螺线管，首先在螺线管外面，弹丸因受磁力吸引而加速；在管内，前一半路程弹丸还在加速，因为磁力一直在屁股上推着它走；但一旦越过中心线，这一磁力就反过来阻碍它前进了，所以在后一半路程它开始减速；等弹丸飞出螺线管，前一程的加速被后一程的减速刚好抵消，弹丸又恢复了原先的速度，既没增加，也没减少。
现在，沿着一条直线轨道安装上一系列螺线管，每个螺线管都有独立的开关，可自行决定通断电。假设磁性弹丸在第一根螺线管中加速飞行了前半段路程，当越过中心线刚要减速时，突然让螺线管断电，这样一来，本来紧接着要发生的减速过程就避免了；与此同时，给第二根螺线管通上电，于是弹丸受第二根螺线管的磁力吸引，继续加速，飞进第二根螺线管内，接下去发生的事情跟第一根螺线管完全一样……弹丸在这一系列螺线管中不断加速，加速，直至最后被抛射出去。
不难看出，实现这一过程的关键是要把握好各个螺线管通断电的时间——弹丸一越过螺线管中心线，就必须给这根螺线管断电，同时给下一根螺线管通上电。那么，有什么办法能自动化地实现这一点呢？办法很多。譬如我们可以在每一根螺线管的中心线处，从上到下照射一束激光，这束激光与外电路相连，当弹丸飞越中心线时，光被挡断，就会产生信号让外电路及时切断该螺线管的电源，并自动让下一个螺线管通电。
电磁炮改写火炮记录
从上述工作原理，我们不难得出电磁炮有以下几个优点：首先，电磁炮不需要火药，因此它发射炮弹时几乎是悄无声息的，这可以用来制造无声的枪支；其次，弹丸是在中空的螺线管中飞行，与管壁没有接触，所以没有磨损；再者，常规的火炮既不能发射克级重量的弹丸，也不能发射大于百千克的炮弹，而电磁炮发射的物体可大可小，既可小到几克重，也可大到几吨重。
当然，与传统火炮相比，电磁炮的真正优势在于它能把弹丸加速到很高的速度。多年来，传统火炮虽然一直在改进之中，但已没有多少潜力可挖掘，因为它使用固体火药，受火药燃气的膨胀速度限制，其炮弹初速度在理论上很难超过2千米/秒。一般火炮的射击速度约为0.8千米/秒，步枪子弹的射击速度为l千米/秒。而电磁炮轻而易举就将这一纪录改写：目前它可将3克重的弹丸加速到11千米/秒，将300克重的弹丸加速到4千米/秒；有的专家甚至预言，将来的速度可提高到100千米/秒的量级。
因为炮弹的速度快，这就又赋予电磁炮射程远、攻击远距离目标时迅速等特点。我们还看到，电磁炮的威力取决于螺线管磁场强弱，而螺线管磁场跟线圈密绕程度很有关系，但考虑到线圈有电阻要发热，所以密绕程度受到材料的限制。未来，假如用超导材料做螺线管，线圈的电阻为零，螺线管磁场就可以做得更强，那么电磁炮的威力还可以进一步提升。
分子啊，你慢些走
电磁炮的原理简单而巧妙，如果反其道而行之，我们还可以用它来减速分子、原子。
(资料图片仅供参考)
我们知道，物质在超低温状态下会表现出许多异乎寻常的性质，所以自上个世纪以来，科学家们一直在设法逼近温度的极限——绝对零度。
早在1970年代，化学家就发现，把一团气体通过小孔快速挤压进真空，伴随着急剧扩散，气流的温度会显著降低。但这团气体仍在以很快的速度移动，没办法停下来。
举例来说，如果一股气流以1000米/秒的速度喷进真空，那么温度差不多会降到0.01K，但这团气体整体还在以1000米/秒的速度向前移动，如果不静止下来，科学家就难以研究。怎么让它停下来呢？他们想到了电磁炮。
我们知道，大多数分子和原子都是有磁性的，它们就好像一根根小磁针。现在让我们建造一个小型的电磁炮，把气流引入电磁炮的螺线管中，为了防止气体逸出，我们可以把螺线管线圈绕在一根封闭的玻璃管上，里面装气体。这些气体分子现在就是电磁炮的“弹丸”。
前面讲到，为了让弹丸持续加速，一旦弹丸越过螺线管中心线，为了避免其减速，我们就要及时给螺线管断电。而现在我们的目标是给这些气体分子减速，那么只要反其道而行之就成了：先断开螺线管，一旦气流越过螺线管中心线，就接通电源，于是减速过程开始了；等气流到达第二根螺线管中心线，断开第一根螺线管电源，接通第二根螺线管电源，于是气流在第二根螺线管里的减速又开始了……如此等等，经过层层减速，直至气流速度降为零，气体分子最后只剩下无规则运动的速度。这时科学家得到的将是静止的、温度为0.01K的一团气体，他们就可以在实验室研究了。
同样的一套装置，既可用来加速，又可用来减速，这真可谓“运用之妙，存乎一心”。
