葛培新
1
外星人真的會(huì)乘坐飛船來(lái)訪問(wèn)地球嗎?即便是親眼看到過(guò)不明飛行物,很多人也不會(huì)相信那就是外星人的飛船。
隨著科技的高速發(fā)展,人們對(duì)外星文明的困惑越來(lái)越多了。想想看,距離太陽(yáng)最近的恒星都有 4.3 光年,有外星文明的星球還不知道離我們有多么遙遠(yuǎn),人類至今都無(wú)法跨越光速的限制,外星人有可能跨越這么漫長(zhǎng)的距離來(lái)訪問(wèn)地球嗎?
【一】
如果我們要去一顆遙遠(yuǎn)的星球,速度必須比光還快很多倍,以保證自己不會(huì)在到達(dá)對(duì)方星球之前因?yàn)樘隙廊?。可是,?ài)因斯坦認(rèn)為光速是宇宙速度的極限。放下這個(gè)問(wèn)題不談,如果我們已經(jīng)掌握超光速飛行的技術(shù),還有多少棘手的問(wèn)題等著我們?比如,飛船在太空中高速航行,怎么避免太空物質(zhì)的碰撞?要知道,一只小鳥(niǎo)撞上超音速飛機(jī),后果都是災(zāi)難性的。還有,我們?cè)趺纯朔T性?
為了節(jié)省時(shí)間,我們的飛船必須在盡可能短的時(shí)間里將速度提高到最大,如果飛船和飛船內(nèi)部的物體不能同時(shí)受到相同的加速度作用,就必然遭受到巨大的慣性作用力。脆弱的有機(jī)生命體所能承受的加速度是非常有限的。如果真像科幻作品里那樣讓飛船瞬間加速進(jìn)入光速通道,恐怕飛船內(nèi)的乘員早就被巨大的慣性撕碎了。如果以人類能承受的加速度來(lái)逐漸提高速度,即便是加速到光速的幾分之一,都需要幾年的時(shí)間,更不要說(shuō)達(dá)到超光速了。
不論是現(xiàn)實(shí)中人類建造的飛行器,還是科幻作品中人類想象的飛行器,推動(dòng)力引擎都是最常見(jiàn)的動(dòng)力方式,從噴氣式飛機(jī)到火箭,再到以微波、激光、太陽(yáng)風(fēng)為推動(dòng)力的太空帆船,都沒(méi)有擺脫老祖宗發(fā)明的煙花的影子。這種動(dòng)力方式存在致命的缺點(diǎn),那就是它會(huì)對(duì)飛船內(nèi)部的物體造成巨大的加速度影響。
這種作用于飛船外殼的動(dòng)力方式,是通過(guò)間接的力將速度傳遞給飛船內(nèi)部的物體的,不要說(shuō)人體無(wú)法承受,即便是比人體結(jié)實(shí)幾倍的物體,也承受不了瞬間加速造成的慣性影響。因此,我們只有改變這種傳統(tǒng)的動(dòng)力方式,才有可能真正解決慣性的問(wèn)題。
在科幻電影 《火星任務(wù)》 中,主人公最后乘坐火星人的飛船以極高的速度飛離了荒涼的火星。科幻作家為了讓人體能夠承受這種巨大的加速度造成的沖擊,在火星人的飛船上裝配了一套減小慣性帶來(lái)的不良反應(yīng)的裝置——一種將有機(jī)生命體置于液體中的裝置。這種方法的確可以提高人體承受慣性的能力,因?yàn)槿梭w組織的 70% 都是水,把人放置在與之密度接近的環(huán)境中,可以增加人體對(duì)慣性的承受能力。密閉車廂里的蚊子雖然在車廂外承受不了火車加速的慣性,卻可以在車廂內(nèi)自由飛行,因?yàn)檐噹麅?nèi)的空氣被火車帶著一起運(yùn)動(dòng),承擔(dān)了大部分慣性??蓪?duì)于超光速帶來(lái)的慣性來(lái)說(shuō),這種緩沖幾乎不起作用,而且液體在這種加速度作用下產(chǎn)生的極大壓力,也是人體承受不了的。
【二】
但是,如果我們能夠保證飛船和飛船內(nèi)部的物體同時(shí)受到相同加速度的作用,那么飛船內(nèi)部的物體相對(duì)于飛船來(lái)說(shuō)就不會(huì)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),我們只要克服飛船整體的慣性,就可以避免飛船內(nèi)部的人員遭受慣性影響。如果將整個(gè)飛船都置于同一個(gè)力場(chǎng)環(huán)境中,讓飛船及其內(nèi)部的物體同時(shí)加速,也許就有可能解決飛船內(nèi)部的慣性問(wèn)題。
2
在我們已知的四種力中,強(qiáng)力和弱力屬于核力的范疇,雖然強(qiáng)度比較大,但作用距離非常短,而且釋放后很難控制——誰(shuí)想乘坐一個(gè)用不斷引爆的微型核彈推動(dòng)的飛船去宇宙?電磁力和萬(wàn)有引力是兩種我們比較熟悉的長(zhǎng)程力。如果用電磁力作用于飛船,為了消除慣性,就得把人體也置于這種強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境中,超高強(qiáng)度的電磁場(chǎng)會(huì)給人體造成極大的傷害。而且,有些物質(zhì)會(huì)屏蔽或干擾電磁場(chǎng),也會(huì)給制造這樣的飛船帶來(lái)很大的麻煩。
那么就只剩下萬(wàn)有引力了,這種力場(chǎng)是人類最適應(yīng)的一種力,而且,它能夠?qū)λ形矬w施加作用力。在缺少重力的環(huán)境中,人類反而會(huì)覺(jué)得不適應(yīng)。也許,我們可以建造一種以萬(wàn)有引力為動(dòng)力的宇宙飛船。
萬(wàn)有引力是人類到目前為止最不了解的一種力。引力是如何產(chǎn)生的,它又有哪些特殊的性質(zhì),我們都知之甚少。愛(ài)因斯坦對(duì)引力的解釋是:具有質(zhì)量的物體會(huì)導(dǎo)致時(shí)空彎曲,而彎曲的時(shí)空產(chǎn)生了引力。但那也許只是引力作用的結(jié)果,并不一定就是它產(chǎn)生的根源。我們現(xiàn)在只知道引力是一種弱力,雖然在微觀世界里它幾乎可以忽略不計(jì),但在宇宙空間這樣的宏觀世界里,它是絕對(duì)的主宰。
使用萬(wàn)有引力場(chǎng)做飛船的動(dòng)力似乎是非常完美的。引力場(chǎng)不但是一種長(zhǎng)程力,而且可以將力同時(shí)施加給力場(chǎng)中的每一個(gè)物體,并使其具有相同的加速度。因此,如果能夠讓飛船始終處于一個(gè)單向的引力場(chǎng)中,那它就可以驅(qū)使飛船及飛船內(nèi)的物體同時(shí)運(yùn)動(dòng),在很短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到很高的速度。我們不但可以將它作為飛船前進(jìn)的動(dòng)力,更可以開(kāi)發(fā)一種反萬(wàn)有引力的裝置來(lái)抵消其他力場(chǎng)的作用。由力場(chǎng)發(fā)生裝置產(chǎn)生的多重力場(chǎng)甚至可以同時(shí)模擬地球的重力環(huán)境。這樣,駕駛者在飛船內(nèi)既不會(huì)有加速和轉(zhuǎn)向的感覺(jué),也不會(huì)有失重的感覺(jué),如同置身于地面上的建筑物內(nèi)一樣舒適。
要想讓引力場(chǎng)完全作用于整個(gè)飛船,就必須使其產(chǎn)生于飛船的外部,而且必須施加在飛船的前進(jìn)方向上。當(dāng)然,反物質(zhì)世界的斥力場(chǎng)也能起到同樣的作用,只是實(shí)現(xiàn)起來(lái)更加困難。外置力場(chǎng)并不算什么新鮮的東西,人們常常把它想象成外星飛船的防衛(wèi)武器,卻很少把它當(dāng)做一種動(dòng)力方式。
想象一下,在飛船上同時(shí)設(shè)置三個(gè)不同的力場(chǎng):用一個(gè)始終垂直于飛船底部的力場(chǎng)模擬地球的重力環(huán)境;用一個(gè)作用于飛船外殼上的力場(chǎng)使飛船適應(yīng)不同的外部環(huán)境;而主力場(chǎng)則作用于整個(gè)飛船,牽引飛船前進(jìn)。第一種力場(chǎng)應(yīng)該是方向和大小不變的引力場(chǎng),而后兩種力場(chǎng)則需要根據(jù)外部環(huán)境和運(yùn)動(dòng)方向等因素隨時(shí)改變。只是作用于外殼的力場(chǎng)不一定是引力場(chǎng),采用對(duì)金屬作用更好的電磁力場(chǎng)將更為合適。當(dāng)然,這只是最基本的設(shè)計(jì)要求,較大的飛船則可能需要安裝多個(gè)“引擎”來(lái)共同完成更加復(fù)雜的工作。
至于怎么制造出力場(chǎng)發(fā)生裝置,不論是依靠反物質(zhì)還是迷你黑洞,都已經(jīng)大大超出人類目前的科技水平,只能暫且放到一邊,留待以后慢慢解決。endprint