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《三体》与现实宇宙:揭秘太空密码

时间:2023-10-08 理论教育 版权反馈
【摘要】:歌者文明:刘慈欣《三体3·死神永生》中的一个文明程度远高于地球文明和三体文明的外星种族。关于这件事,其实《三体》的描写以现代物理学的标准有一定的错误。刘慈欣在《三体》里还勾勒了一个厉害的外星武器—智子。

《三体》与现实宇宙:揭秘太空密码

我们简单回顾一下《三体》中的“黑暗森林法则”:宇宙就像一座黑暗森林,里面几乎是没有光的,非常幽暗,谁都看不见谁,每个文明都是带枪的猎人,像幽灵一样在森林里活动,如果他在行走时发出一点点声响,就会被别的猎人发现,别的猎人就会开枪;同样他自己也是,如果他发现有别的生命,能做的只有一件事,那就是开枪消灭对方,因为他不知道对方是不是敌人。在这片森林中,他人就是地狱,就是永恒的威胁,任何暴露自己存在的生命,都将很快被消灭。这就是宇宙文明的途径,也是对“费米悖论”的解释。

“费米悖论”是针对世界上是否有外星人提出的疑问。人类一直都在探索外星文明,寻找外星人,但宇宙深空如此“安静”,科学家始终没有接收到任何信号。从理论上讲,人类能用100万年的时间飞往银河系各个星球,那么外星人只要比人类早进化100万年,现在就应该来到地球了……如果他们真的像黑暗森林法则说的那样,把自己隐藏起来了,这说明他们隐藏得很好。如果他们隐藏得不好,就有可能被其他更高级的文明消灭掉,这就是为什么我们看不到外星人的原因。

至于文明之间为何会互相残杀,则是基于刘慈欣提出的另外两个假设:技术爆炸和猜疑链。技术爆炸本意上是指智慧生物所拥有的在很长时间内才能实现的科学技术,在比原来短得多(有可能远远超出原来的几倍)的时间内以爆炸的形式迅速发展的现象。猜疑链是指两个个体在没有交流前对对方猜疑:你猜我是怎么想的,我猜你是怎么想的,就算你知道我是怎么想的,我也知道你是怎么想的,但你还会猜我是怎么想你的,我也会猜你是怎么想我的……这样的猜疑在没有进行交流前会一直循环下去,形成一条链。

除了黑暗森林法则,刘慈欣在《三体》中还提出了降维打击的概念。用降维打击将地球压扁,这有可能么?

降维打击:将攻击目标所处的空间维度降低,致使目标因无法在低维度的空间中生存从而毁灭。—《三体3·死神永生》刘慈欣

《三体》里描写了一个很神奇的文明—歌者文明。在人类对三体的威慑宣告失败之后,人类被迫通过引力波广播,广播出三体在恒星系的坐标,另外一个文明发现了这个坐标,然后他们给比邻星,也就是三体星发射了一个光粒,摧毁了三体星。因为太阳系向外发射了引力波,这也间接导致歌者文明的一位基层探测者得以锁定太阳系,并且向太阳系投掷了二向箔(因为它是二维的所以叫二向箔)。二向箔是一个很薄的薄片,可以放在手上,而且是透明的。它也是一个非常神奇的极具代表性的宇宙规律武器之一。二向箔在与三维宇宙接触时会启动降维打击,使三维宇宙的一个维度无限蜷缩,从而使三维空间物质坍塌“融化”为二维状态,就是三维的空间迅速收缩成二维的空间,而且二向箔随着三维空间收缩会慢慢地膨胀。

歌者文明:刘慈欣《三体3·死神永生》中的一个文明程度远高于地球文明和三体文明的外星种族。

引力波广播:《三体》中假设的宇宙通信方式,用太空物质制造的弦进行震动,产生出引力波向宇宙广播。

二向箔:刘慈欣《三体3·死神永生》中一种典型的维度打击(降维打击)武器。

在《三体》中,二向箔可以使整个太阳系从三维瞬间降为二维,这就是所谓的降维打击。具体是什么效果呢?你可以这样想象:一个苍蝇趴在窗户上,你用苍蝇拍拍过去,啪的一声,苍蝇被拍扁了。二向箔的作用,就相当于苍蝇拍。

降维打击是可以实现的吗?以现在的科学发展看有多少可能性?真的发生降维打击的话实际会发生什么?在超弦理论里存在着一种不稳定的膜。“不稳定”的意思就是这种膜一旦出现,它周围的东西就变得不稳定了,可以说它是基于二维原则的,也就是说只要出现这种膜,三维空间的物体就都会跌向该膜,客观上会形成二向箔的作用。因此降维打击在理论上是可以的。

当然,关于三维空间二维化,其实际的理论推导过程是非常深奥和复杂的。我们只要明白,三维空间二维化在理论上是有可能实现的,这就够了。当然,也许你会产生这样的问题,三维空间降到二维是有可能的,那么升到四维是否可以呢?

我们为什么生活在三维空间中?我们进入四维空间会发生什么?关于这件事,其实《三体》的描写以现代物理学的标准有一定的错误。《三体》中描写道:两封人类的信件进入了一个四维的气泡里。《三体中的物理学》说过,这是不可能的,为什么是不可能的呢?其实很简单,在三维空间里,库仑定律阐明:两个电荷之间的吸引力或排斥力与距离的平方成反比。如果把库仑定律推广到四维空间,你会发现物理学要求库仑定律变成排斥力或吸引力与距离的立方成反比。

库仑定律(Coulomb's Law)是真空中静止点电荷相互作用力的规律。作用力的大小与电荷量及距离远近相关,同名电荷相斥,异名电荷相吸。1785年由法国物理学家库伦实验得出。(www.xing528.com)

如果排斥力或吸引力跟距离的立方成反比,那么原子会瞬间崩塌。原子崩塌了,整个身体肯定也就崩塌了。所以从三维空间进入四维空间是不可能的,物理学规律不允许发生这样的情况。

刘慈欣在《三体》里还勾勒了一个厉害的外星武器—智子。两颗小小的智子就几乎让人类的科学停滞不前,导致人类始终无法实现技术爆炸,让三体人能够放心地侵略地球。那么智子到底是一个什么东西?它又是怎么锁死人类的技术的呢?

《三体》中对智子的描述是什么样的呢?刘慈欣在《三体》的第一部里是这样描述的:智子工程简而言之就是把一个质子改造成一台超级智能计算机,对微观集成电路蚀刻只能在宏观中进行,而且只能在二维的宏观平面上进行,所以需要将一个质子进行二维展开。三体人的科技发展到一定程度后,他们的粒子加速器可以把一个质子,就是我们身体里含量最多的元素氢的原子核展开(如果质子是一个高维的物体就可以展开)。什么意思呢?你可以想象把一个毛线团拉开,毛线团是三维的,拉开后就变成一维了,一维的毛线可以很长,比毛线团长多了。尽管智子很小,如果它是高维的,就可以把它展开。在《三体》里智子展开一开始没有成功,它被展开成很细的一维,然后都飘落在星系上了。后来智子又被展开成高维的,那也不是三体人想要的。最后他们成功了,智子被展开成了二维的,可以变得很大,想让它多大就多大,所以三体人把智子送到地球上,把整个地球都包起来了。

在地球上,智子通过三体人的遥控又变成了一个长得像日本人美女,她可以做三体人想做的事情,可以控制地球人,可以跟三体人通信,等等。智子和三体人通信还用了量子信息或者量子传输的原理,其实她用错了这个原理,因为她用的是瞬时通信,量子通信不能做瞬时通信,这是破坏相对论的。

人类在生产电脑中央处理器(Central Processing Unit,CPU)时,采用的是激光蚀刻工艺,能将比上海市路网地图还复杂的集成电路蚀刻到和小指指甲一样大的硅片上,使硅片具备强大的计算能力,成为电脑的运算中心。

在刘慈欣的笔下,三体人用的正是类似的蚀刻技术,不过蚀刻的对象是展开后的高维质子。他们先将一粒高维质子展开成一个二维平面,在这个二维平面上进行类似的蚀刻,之后再将二维的平面还原成三维的质子。这样,一台只有质子般大小的外星超级电脑—“智子”就诞生了。理论上,一个三维物体可以展开成面积无限大的二维物体,因为二维物体的厚度是零,智子的电路有多庞大,可想而知。

智子运用量子效应进行通信、侦察,并通过干扰粒子高能加速器,以让地球科学家找不到基础物理领域规律的方式锁死地球科技,使地球科技停止进步。

最后,我们还有这样一个疑问,智子可以通过量子传输的方式到达地球,那么,人体可以这样传输吗?

电影《阿凡达》里我们看到灵魂可以穿梭:一个残疾的地球人,可以把自己的灵魂传输到他的阿凡达里,也就是说通过某种机器,把自己的灵魂传递到阿凡达里。在电影《阿凡达》的结尾,潘多拉星球上的人尽管没有那个机器,但是他们可以用神树传送灵魂。电影《星际迷航》里我们也可以看到,库克船长在机器里面一站,瞬间就消失了,然后出现在另外一个地方,这就是利用了量子传输原理。

量子传输原则上是可以实现的,但是目前实现的可能性是比较小的。我们只能把简单的一些光子用量子传输的方法传输到别的地方,现在要把很多原子传输到别的地方很难做到,估计很久以后才能实现。

影视剧中常出现的世界末日景象:全球变暖、冰川融化、资源枯竭、环境恶化,人类的存亡危在旦夕。不过,在物理学家的眼中,宇宙的末日却是另外一番神奇的景象。在他们眼中,宇宙的终极命运将会怎样?

如果有一天,末世真的降临,人类又能做些什么呢?

物理学家眼中的世界末日是什么样子的呢?

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