如果《三体》中的水滴里的关键技术“强相互作用材料”在我国现实中实现,意味着什么?

用户4474640438


如果《三体》中的制造水滴所用的“强相互作用材料”在我国实现,意味着什么?很简单,这将会意味着人类的科技已经达到了某一个高度,并且还在不断的前进,在太空探索方面,也意味着人类能够在太空中自由航行!

现在的科技制造出“强相互作用材料”依然是科学幻想,目前人类的科学技术应用最成熟的是“电磁力”

“强相互作用力”是四大基本力中的其中一个力,四大基本力分别是弱相互作用力、强相互作用力、电磁力以及引力。针对目前人类的科技来说,对于四大基本力的应用,相对成熟的是属于“电磁力”。现在的电能、交通、工业基本上都与电磁力挂上了钩。

目前人类的科学技术对于四大基本力的应用最成熟的也只是电磁力,而目前人类的科技对于四大基本力中最弱的“引力”也没办法,根本驾驭不了引力。到现在为止,我们都还一直守着引力的约束,尽管我们制造出了能够送探测器和航天飞机进入太空的火箭,但是在太空之中的宇航员他们的移动还是飘忽不定。

如果某天科学家们发现能够驾驭得了引力,并且制造出了相应的设备,那么在太空中,我们就会想科幻电影中那样,在飞船中移动能够像在地球上移动一般。但是,对于驾驭引力和制造出产生引力的设备目前来说也是科学幻想。

“强相互作用材料”出现在刘慈欣的科幻小说《三体》之中,是半人马座三体星系中三体人的“水滴”飞船材料(“水滴”的作用与能力这里不解释,具体请看《三体》)。在其之中有一个情节,就是三体人的一滴“水滴”就毁灭了人类上千万的舰船,并且其毫发无损。其实这也得益于制造它的材料:强相互作用材料,而制造出这样的材料的前提,必须有掌握了驾驭“强相互作用力”的科学技术。

在众多科幻电影和科幻小说中,在飞船上都会提到一种东西,称为“力场”。“力场”的作用与飞船舱壁一样,可以让人在其中进行活动,各类气体都能够存在于其中。其实这个力场就是“强相互作用力”所形成的,还记得“死星”吗?在《星球大战》某一部中,他们重新建造了一个“死星”,但是这个“死星”并未完全建造成功,有很大一部分还未将飞船舱壁组装完成,但是人和各类小飞船却可以在其中随意运动,不受外太空的影响,其实这也得益于“力场”。

当人类的科学技术完全掌握了“强相互作用力”以及“弱相互作用力”,那么这也意味着人类已经掌握了控制“引力”的方法。那时候人类就可以制造出“强相互作用材料”以及引力设备,以此来制造飞船“力场”以及某种类似“水滴”的舰船,而那时人类的科学技术肯定也达到了某种高度,并且还在不断前进,我们能够在太空之中自由航行。而通过“强相互作用材料”,我们可以节省许多材料,来建造在太空之中的“太空城”,让人类真正成为一个“恒星系种族”。


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这个问题虽然表面上看非常简单,但要说清楚其实非常的复杂。

第一、什么是强相互作用力材料?

《三体》中的强相互作用力材料就是水滴的制作材料。按照刘慈欣先生的设想,这种材料由于用强互作用力锁死了分子间的震动,使分子紧紧的排列在一起,表面呈绝对的光滑,温度处于绝对0度,对所有电磁波全频段辐射。不仅使人类的雷达无法探测到,而且其坚硬程度达到了无坚不摧的程度,可以轻易的击穿地球。在末日之战中,一个水滴就“撞”毁了人类全部的太空战舰。

第二、在现行的物理体系内强相互作用力材料可能被制造出来吗?

这是一个很关键的问题,至少从目前来看它已经超越了人类物理学所能认知的范畴。按照刘慈欣先生的设想,水滴其实属于普通金属,只是在内部内置了一套特殊的装置,从而让普通材料变成了无坚不摧的强相互作用力材料。小说中虽然说得非常简单,但其实要制作这种材料面临很多的难题,和现行的物理法则有很多冲突。

一、如何放大强相互作用力难题:理论上要制造强相互作用力材料,就要把物质的原子核通过强相互作用力在极小的范围内紧紧的钉死、排列。但强相互作用力虽然是人类目前所知四种宇宙间基本作用力(强相互作用力、弱相互作用力、电磁相互作用力、引力相互作用力)中最强的力,但却只作用在原子核内部,作用在10的负15次方米范围内。

原子核和原子的体积对比大约就像一只苍蝇和一个体育场的区别。如何将作用于原子核内部的力放大至原子、分子级别?无异于将弓箭射到月球,刘慈欣先生的这个比喻一点也不夸张。而且在排列过程中,因为质子和中子数量的关系会导致很多问题。

二、违反量子力学不确定性原理:理论上即便能把强力呈数量级的放大,但这样造成的结果就是把物质的原子结构完全摧毁,把电子压入原子核,从而变成密度极高的中子星物质。但《三体》中的强相互作用力材料质量又是正常的,表面是绝对0度。只能说这种材料已经不是简单的放大强力这么简单,而是通过更为复杂的操作把原子内部的一切都给钉死了,包括夸克、电子的都被钉死了,这明显违反量子力学的不确定性原理。

第三、如果《三体》中的水滴里的关键技术“强相互作用材料”在我国现实中实现,意味着什么?

以上两种情况,只是制作强相互作用力材料的所要面临技术难题的两个缩影,在实际操作中还有很多我们无法想象的难题。之所以讲这些只是为了说明,如果人类真的制造出了这种材料,已经不是单纯的科技进步这么简单,而是对现行物理法则,对现行物理框架的全面颠覆,代表着人类在基础科学领域有了质的飞跃。就小编个人认为,刘慈欣先生在《三体》中写的还相对比较保守,如果三体人真的达到了这样的技术,不是第一舰队宇航速度只维持在10%光速那么简单,而是会极端的接近光速,根本就不会将人类放在眼里。

现代科学特别是基础科学,任何突破都是各学科高度集成、交叉、长期沉淀的结果,是一个国家综合科技能力的结晶。就像一个手拿木棒的原始人不可能制造飞机一样,一个国家不可能凭空取得一项技术的大幅跨越。譬如说我国的高铁产业,就涉及空气动力学、材料制造、计算机、微电子等多个领域的长期积累。所以如果真像楼主所想,我国真能够制造强相互作用力材料,说明整体科技水平至少要高现代几个数量级,就是说已经发展成为一个星级文明也不夸张。

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假设能实现。那么必然有如下结果。1、常温核聚变小型化,小到那种材料能维持的最小。至少就是水滴即卡车大小的核聚变反应堆,还是常温的。2、绝对零度可以轻易达到。3、可控聚变反应可以精确到每个原子是否聚变。4、超重力环境常温实现,中子星的环境,随便一个工厂就可以做到。5、强度也很强。

简单说,这样是一个能源无限,根本不需要修建戴森球,来获得能量。可以随意制造黑洞。可以在太空中一边航行一边收集燃料进行无限航行。可以在太空中随意修建太空城,无需考虑任何限制。对星球的资源基本已经没有任何需求。

说实话,要是三体达到了制造水滴的水平,那里还需要远征地球。随便一个太空的气云团就可以过的很好了。


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