如果《三體》中的水滴裡的關鍵技術“強相互作用材料”在我國現實中實現,意味著什麼?

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如果《三體》中的製造水滴所用的“強相互作用材料”在我國實現,意味著什麼?很簡單,這將會意味著人類的科技已經達到了某一個高度,並且還在不斷的前進,在太空探索方面,也意味著人類能夠在太空中自由航行!

現在的科技製造出“強相互作用材料”依然是科學幻想,目前人類的科學技術應用最成熟的是“電磁力”

“強相互作用力”是四大基本力中的其中一個力,四大基本力分別是弱相互作用力、強相互作用力、電磁力以及引力。針對目前人類的科技來說,對於四大基本力的應用,相對成熟的是屬於“電磁力”。現在的電能、交通、工業基本上都與電磁力掛上了鉤。

目前人類的科學技術對於四大基本力的應用最成熟的也只是電磁力,而目前人類的科技對於四大基本力中最弱的“引力”也沒辦法,根本駕馭不了引力。到現在為止,我們都還一直守著引力的約束,儘管我們製造出了能夠送探測器和航天飛機進入太空的火箭,但是在太空之中的宇航員他們的移動還是飄忽不定。

如果某天科學家們發現能夠駕馭得了引力,並且製造出了相應的設備,那麼在太空中,我們就會想科幻電影中那樣,在飛船中移動能夠像在地球上移動一般。但是,對於駕馭引力和製造出產生引力的設備目前來說也是科學幻想。

“強相互作用材料”出現在劉慈欣的科幻小說《三體》之中,是半人馬座三體星系中三體人的“水滴”飛船材料(“水滴”的作用與能力這裡不解釋,具體請看《三體》)。在其之中有一個情節,就是三體人的一滴“水滴”就毀滅了人類上千萬的艦船,並且其毫髮無損。其實這也得益於製造它的材料:強相互作用材料,而製造出這樣的材料的前提,必須有掌握了駕馭“強相互作用力”的科學技術。

在眾多科幻電影和科幻小說中,在飛船上都會提到一種東西,稱為“力場”。“力場”的作用與飛船艙壁一樣,可以讓人在其中進行活動,各類氣體都能夠存在於其中。其實這個力場就是“強相互作用力”所形成的,還記得“死星”嗎?在《星球大戰》某一部中,他們重新建造了一個“死星”,但是這個“死星”並未完全建造成功,有很大一部分還未將飛船艙壁組裝完成,但是人和各類小飛船卻可以在其中隨意運動,不受外太空的影響,其實這也得益於“力場”。

當人類的科學技術完全掌握了“強相互作用力”以及“弱相互作用力”,那麼這也意味著人類已經掌握了控制“引力”的方法。那時候人類就可以製造出“強相互作用材料”以及引力設備,以此來製造飛船“力場”以及某種類似“水滴”的艦船,而那時人類的科學技術肯定也達到了某種高度,並且還在不斷前進,我們能夠在太空之中自由航行。而通過“強相互作用材料”,我們可以節省許多材料,來建造在太空之中的“太空城”,讓人類真正成為一個“恆星系種族”。


宇宙科學室


這個問題雖然表面上看非常簡單,但要說清楚其實非常的複雜。

第一、什麼是強相互作用力材料?

《三體》中的強相互作用力材料就是水滴的製作材料。按照劉慈欣先生的設想,這種材料由於用強互作用力鎖死了分子間的震動,使分子緊緊的排列在一起,表面呈絕對的光滑,溫度處於絕對0度,對所有電磁波全頻段輻射。不僅使人類的雷達無法探測到,而且其堅硬程度達到了無堅不摧的程度,可以輕易的擊穿地球。在末日之戰中,一個水滴就“撞”毀了人類全部的太空戰艦。

第二、在現行的物理體系內強相互作用力材料可能被製造出來嗎?

這是一個很關鍵的問題,至少從目前來看它已經超越了人類物理學所能認知的範疇。按照劉慈欣先生的設想,水滴其實屬於普通金屬,只是在內部內置了一套特殊的裝置,從而讓普通材料變成了無堅不摧的強相互作用力材料。小說中雖然說得非常簡單,但其實要製作這種材料面臨很多的難題,和現行的物理法則有很多衝突。

一、如何放大強相互作用力難題:理論上要製造強相互作用力材料,就要把物質的原子核通過強相互作用力在極小的範圍內緊緊的釘死、排列。但強相互作用力雖然是人類目前所知四種宇宙間基本作用力(強相互作用力、弱相互作用力、電磁相互作用力、引力相互作用力)中最強的力,但卻只作用在原子核內部,作用在10的負15次方米範圍內。

原子核和原子的體積對比大約就像一隻蒼蠅和一個體育場的區別。如何將作用於原子核內部的力放大至原子、分子級別?無異於將弓箭射到月球,劉慈欣先生的這個比喻一點也不誇張。而且在排列過程中,因為質子和中子數量的關係會導致很多問題。

二、違反量子力學不確定性原理:理論上即便能把強力呈數量級的放大,但這樣造成的結果就是把物質的原子結構完全摧毀,把電子壓入原子核,從而變成密度極高的中子星物質。但《三體》中的強相互作用力材料質量又是正常的,表面是絕對0度。只能說這種材料已經不是簡單的放大強力這麼簡單,而是通過更為複雜的操作把原子內部的一切都給釘死了,包括夸克、電子的都被釘死了,這明顯違反量子力學的不確定性原理。

第三、如果《三體》中的水滴裡的關鍵技術“強相互作用材料”在我國現實中實現,意味著什麼?

以上兩種情況,只是製作強相互作用力材料的所要面臨技術難題的兩個縮影,在實際操作中還有很多我們無法想象的難題。之所以講這些只是為了說明,如果人類真的製造出了這種材料,已經不是單純的科技進步這麼簡單,而是對現行物理法則,對現行物理框架的全面顛覆,代表著人類在基礎科學領域有了質的飛躍。就小編個人認為,劉慈欣先生在《三體》中寫的還相對比較保守,如果三體人真的達到了這樣的技術,不是第一艦隊宇航速度只維持在10%光速那麼簡單,而是會極端的接近光速,根本就不會將人類放在眼裡。

現代科學特別是基礎科學,任何突破都是各學科高度集成、交叉、長期沉澱的結果,是一個國家綜合科技能力的結晶。就像一個手拿木棒的原始人不可能製造飛機一樣,一個國家不可能憑空取得一項技術的大幅跨越。譬如說我國的高鐵產業,就涉及空氣動力學、材料製造、計算機、微電子等多個領域的長期積累。所以如果真像樓主所想,我國真能夠製造強相互作用力材料,說明整體科技水平至少要高現代幾個數量級,就是說已經發展成為一個星級文明也不誇張。

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假設能實現。那麼必然有如下結果。1、常溫核聚變小型化,小到那種材料能維持的最小。至少就是水滴即卡車大小的核聚變反應堆,還是常溫的。2、絕對零度可以輕易達到。3、可控聚變反應可以精確到每個原子是否聚變。4、超重力環境常溫實現,中子星的環境,隨便一個工廠就可以做到。5、強度也很強。

簡單說,這樣是一個能源無限,根本不需要修建戴森球,來獲得能量。可以隨意製造黑洞。可以在太空中一邊航行一邊收集燃料進行無限航行。可以在太空中隨意修建太空城,無需考慮任何限制。對星球的資源基本已經沒有任何需求。

說實話,要是三體達到了製造水滴的水平,那裡還需要遠征地球。隨便一個太空的氣雲團就可以過的很好了。


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