天上的小石子

 

 

赵洋

 

好莱坞电影《星际迷航》（Star Trek）正在影院热映。这部从1966年开始播出的荧屏/银幕常青树已经发展成包含六代电视电视剧（共计726集）、十一部电影、上百部小说、众多的电脑和电视游戏的科学幻想系列。其间演绎了空间横亘几万光年，时间纵横五百年的人类太空征服史。这个庞大的故事体系征服了几代人，其中一些人后来成了宇航员。他们津津乐道于片中出现的未来科技是多么逼真可行，仿佛未来历历在目。

真是这样吗？

虽然许多在《星际迷航》中首次出现的技术已经成为现实，如：翻盖式手机、通讯徽章、皮下注射器、机械臂激光手术刀等，但下面这些技术可能永远都不会实现，因为它们不是违反物理定律，就是超越了自然的极限。

 

瞬间转移的无用性

上世纪60年代吉恩·罗登伯里创造《星际迷航》电视剧时曾经考虑：“从行星轨道降落到行星上，如果乘坐飞船着陆，会占用电视剧中太多的时间，我们必须想一个很简单的方法来解决这个问题。”于是他想到一种把人分解后再组合的方法，即瞬间转移，这个过程在片中只需要5秒钟。瞬间转移技术如果真正出现，将堪称交通工具的革命。想象一下，在磁悬浮和喷气机的时代，谁还会选择坐马车长途旅行呢？同样，如果未来真有瞬间转移系统，那些宇航员为什么还要费力乘飞船上太空呢？瞬间转移到另一个星球不就万事大吉了么？

其实，瞬间转移系统真正挑战的是宇宙的极限。瞬间转移的科学性并没有错，1997年奥地利科学家已经在实验室实现光子的瞬间移动。但有灵魂的人不比无生命的光子。如果转移一个人，务必要保证组成人体的每个部分都在正确的位置上。在物理学家看来，这个问题可以简化为转移海量的原子——当然，每个粒子都要在合适的位置上。不幸的是，构成一个人的原子数高达10²⁸个。为了保证传输过去还是本人，必须预先测定每个原子所在的位置——每个原子至少需要三个坐标——还要知道电子占有的能量位、原子之间的结合强度和分子的运动状态等附加信息。这样算来，存储所有这些信息每个原子约需要1千字节。一个人的信息量就是10²⁸千字节。为了对这个天文数字有些感性认识，我们用天文单位来衡量它：如果把这些信息储存进普通的500G台式机硬盘，再把这些硬盘一块一块摞起来，我们将看到一条长达70光年的硬盘长城——相当于地球到织女星距离的三倍。编剧可能忘记在“企业号”上开辟专门的舱室装载这些硬盘了。

好吧，我们假设摩尔定律（芯片上可容纳的晶体管数目，每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍）一直在发挥作用，未来电脑的存储器已经可以轻松存入这么些信息，但把船员转移回飞船还是有可能发生毁灭性的爆炸。原来空无一物的“转移室”瞬间多出一个物体，这个物体必然要排开它占有空间原有的空气，这就形成了可怕的冲击波。之所以说“可怕”，是因为普通炸药的爆炸冲击波传播速度一般在2000m/s～9000m/s之间。而“瞬间”出现的物体排开空气的速度将是无穷大！由于反应速度太快，瞬间释放出的能量来不及散失而高度集中，会产生极大的破坏作用。避免“企业号”内爆的唯一办法是实现将“转移室”抽成真空。而在影片中，那些用瞬间转移旅行的船员并没有穿宇航服。

其实，即便是不懂物理的观众也可以看出瞬间转移系统的破绽。如果真有这样的系统，在激战中为何不把炸弹直接转移到敌人的飞船中把敌舰炸毁呢？毕竟史巴克和其他舰长都曾利用瞬间转移深入敌巢。要么这是一个仁义的系统，只能传送非军用物品，要么它削弱了星际交战的激烈程度，编剧不允许出现这种情况。

 

金刚狼的排异反应

在影片《金刚狼》中，也有一个能瞬间转移的角色，他常常突然出现在对手背后，给他一记勾拳。根据上文提到的“瞬间转移等于爆炸”，他那记勾拳可以省了，单靠空气的冲击波足以制敌。

也许是漫画影片的缘故，《金刚狼》中超出科学常识的地方数不胜数，单是男主角的存在就是一个天大的失误。

19世纪幼年金刚狼手背上的骨刺也许可以勉强用骨质增生来解释，20世纪的金刚狼经历了金属化改造还能存活就太匪夷所思了。要知道使用地球上的金属作为骨骼都容易引发排异反应，何况是未知的外星金属。而且，金属单质都是元素，未知的金属一定是未知元素，只能在元素周期表的后排寻找。那些元素不是放射性极强就是半衰期极短，可能“咻”地一下衰变为其它元素了。编剧实在是弄巧成拙，给金刚不坏的男主角安排了这样一副短命的骨头。

就算这利爪是某种合金吧，记忆合金是合理的解释。记忆合金制成的物品在不同温度下呈现不同的形状。也就是说金刚狼临敌一怒，血压上升心跳加快体温升高，原来像发条一样蜷缩在手背、手臂上的金属条一下绷直了。完全符合剧情。但天气热了怎么办？手中的咖啡太烫呢？实在不保险。

另外，在影片中，改造骨骼的过程几分钟就完事了。这只能导致一个结果，即金刚狼从手术台下来后手无缚鸡之力。举重有个循序渐进的道理，运动员都会从较轻的杠铃练起。几分钟内把自己的全副骨骼换成了高密度的金属，体重增加了不少，肌肉哪里会适应得这样快？金刚狼合理的反应应该像刚从失重环境回到地球的宇航员一样浑身瘫软，而不是破墙而出，寻敌报仇。

肯定还有观众纳闷，金刚狼的利爪缩入手背后，将有一部分隐藏在前臂中，有这样三根无坚不摧的东西别着，他还怎么弯曲手腕呢？鉴于这个问题无需科学知识便可解答，在此就不讨论了。

 

钢铁侠的外衣

同样是漫画英雄，钢铁侠就要现实得多。他没有特异功能，单靠一颗原子能心脏（真不知他怎么屏蔽核辐射的）和全副盔甲战天斗地。自然界也有类似的例子，昆虫都有坚硬的盔甲，学名叫“外骨骼”，而且大多数昆虫的飞行能力都不差，当然它们用不着脚底喷火。

其实钢铁侠是目前最接近成熟的技术。无论是日本的工程师还是美国的军火专家都在研究人造外骨骼的可行性。日本人针对医护人员研制了机械服装，其实就是支撑四肢的架子，内置动力系统，可以帮助并不强壮的女护士搬动行动不便的病人。现在这套服装高1.6米，自重23千克，使用100伏特的电池供电。电池可以使用五小时。当然，穿着这么笨重的衣服行动一定快不了，而且初次使用者还要适应一阵，仿佛重新学步一般。

高科技的机械服装自然不同于踩高跷，在使用者抬腿之前，机械腿就“知道”主人要抬腿了，它会马上作出抬腿动作，使用者放松腿部，跟着它走就行。这是怎么做到的？原来，在机械肢体内与皮肤接触的地方安置了许多电极，可以感知人体的神经脉冲，并根据脉冲作出相应的反应，只是目前这项技术还不成熟，比如不易分辨踢腿与弯腿的区别。但这已经朝着钢铁侠的方向前进了一大步。

随着单兵装备越来越重，美国陆军也对这种人造外骨骼发生了兴趣。军方希望士兵穿着它举200磅的重物几百次都不会累。为了减重，盔甲是铝制的，未来还可能采用碳纤维等复合材料。对士兵来说，战场上灵活性更加重要，毕竟没有谁会愿意在枪林弹雨中慢吞吞地挪动脚步。为此军方科研人员的近期目标是让身着这种外骨骼的人能够轻松爬楼梯、下斜坡、乃至踢足球。

如此看来，钢铁侠的行头成为现实已经指日可待了，随着神经传感器技术愈发先进，机械能够更迅速地对主人的行动意图做出反应，铁手钢足也能如臂指使。除了要经常充电比较麻烦以外，一切都与漫画英雄很相似了。当然，还是不能喷火飞行。一来背着一大罐火箭燃料行动不便；二来脚底喷出熊熊火焰时，保持膝盖不弯实在很难。

 

人类中心主义的执迷

就智慧而言，人类是地球生命进化树的顶点，但其它方面就未必了。拿移动速度来说，人比不上体型相若的猎豹；以力量而言，人远远不如蚂蚁。然而在《终结者2018》或《变形金刚2》中，那些机器人都模仿人类的外表，有两手两脚，难怪“终结者”总被人类终结——山寨货还能强过品牌机吗？

从根源上说，把机器人（其实叫智能机器更贴切，英文robot一词中并没有“人”的意思）想象成人类的样子是人类中心主义在作怪。君不见各国神话中的神仙也往往有人的样子么，再有变化，也不过是人面蛇身（女娲）、或是兽首人身（埃及神），脱不开“头、躯干、四肢”的窠臼。人总是格外钟情于与自己相似的东西。

若从“终结者”系列电影的设定出发，那些机器人实在没有必要长成和人一样——只要能有效终结人类即可，何必是人形。从生物力学的角度来说，相对于双足直立行走而言，四足乃至六足、八足行走更为稳定有效。如此看来，《变形金刚2》中颠覆性的形象“大力神”采取了伏地爬行的姿态行动，重心降低获得稳定，可谓无心插柳的符合科学之作。

再说经济性，身高增加一倍、体积和重量要增加三倍，随之而来的是灵敏度降低、能耗增加，显然不够经济。《终结者2018》里有一个黑铁塔似的“收割者”，专门抓俘人类，它的笨重在主人公与之周旋期间暴露无遗。为什么要把机器做这么大呢？进化史上最成功的动物都是那些体型微小、行动敏捷的，从蟑螂到老鼠无一例外，而巨大的腕龙和猛犸都容易灭绝。变形金刚们也有这个问题，仿佛不是两台庞大机器扭打做一团便不能解决问题。可能人类天生就对比自己形体大的东西有敬畏之心吧。孰不知，历来对人类威胁最大的不是那些大个猛兽、而是肉眼看不见的细菌病毒，只是微小的东西难以上像，人类便把恐惧与崇拜幻化做大型机器人，投射上大银幕上了。

 

过去的幻想部分地成为了今天的科学，今日的幻想未来未必不会变成现实。没有读者会深究《西游记》或《封神演义》中的种种奇妙法术是否现实，从书中得到欢乐就足够了。同样，我们大可不必对非科教片中的科学问题吹毛求疵，只要承认这些设定——时间旅行、人造重力、制造黑洞、外星人也长着双手双脚等等——是另一个宇宙中的家常便饭，就可以心无旁骛地坐下来欣赏了。

科技馆的弗兰肯斯坦

 

一次意外的事故，他成了植物人。小脑遭受重创、脊椎折断、胸部以下丧失感觉、内脏渐渐失灵……面对这样的惨状，所有人都觉得，让他睡着比醒来要好。

 

精密的生命维持系统环绕身侧，昂贵的药物每天都在血管中流动，渐渐地，工薪之家已不能承受续命的经济负担。

他生前是科学爱好者，曾在日记中写下“为科学献身”的豪言。善意的律师提醒他的家人，不妨把这看作遗嘱，找一个执行者就好了。

有个基金会愿意出这笔钱，前提是把他尚活着的身体（可能还有灵魂）安放在中国科技馆四期扩建工程中，作为“人体奥秘”展区的核心展品向每个观众呈献。

对于一个曾希望献身科学的人来说，这样的活法也不能算没有尊严。

除了同意，家人和朋友没有更好的选择。

 

这一睡就是三十年。其间北京的空气曾一度糟糕到每个市民外出都戴活性炭面罩、紫外线强到无色玻璃窗已经绝迹、水源紧缺到与汽油同价……这些他都不知道，但比起其他2500万北京市民来说，他更容易受到环境变化的伤害，他的肺、肾和皮肤相继坏死，只能换成人造的。他一动不动地躺在无菌罩内，只有脑电波还显示他一直活着。

在这三十年里，身旁的呼吸机、体外循环机、透析机换过无数品牌，他永远是医疗器械厂商和制药公司的宠儿，只要他用过的设备和药品，立即会在市场上热销。为维持他的生命而研制的营养液也批量生产，占据广告时间，成了过年送礼的首选品。已经难以算清有多少论文是写他的，有多少科研经费以他的症状立项，有多少人靠他成了博士、教授，更不用说参观者中有多少人被这科学与生命力的双重奇迹感染，从此立志探索生命的奥秘。

 

他并未变老，也不会做梦，他的灵魂蛰伏在大脑深处，等待着有朝一日被唤醒。现在神经科学界的热点是描绘梦境，甚至设计梦境，已经有科学家在探讨把他的记忆复制出来，变成可视图像的可能。这些他一概不知道，他唯一拥有的只是那些回忆了，在潜意识的最深处，有时他会记起自己在那次可怕事故之前的点滴片断。

 

直到有一天，一双温柔的手把他残存的躯体抱起，为他垫上新的干燥垫。他的生命之火才重新复燃。没有眼睑覆盖的眼球突然转动了一下，实习的女大学生本能地想跑。但她极力克制住了逃跑和尖叫的冲动。作为一个受过五年医科教育的学生，她小心翼翼地用手略过他的眼球，观察瞳孔直径随光线强度的变化。

……

 

他们发明了一套交流方式，除了她，没人知道他已经醒来。但他俩都不知道的是，三十年的异样苦修，已使他获得了常人不具备的精神力量。

 

（此处省略XX字）

 

现在，除了他和她，所有人都觉得，让他睡着比醒来要好。

 

昨天有幸目睹了中国第五代战斗机的原型机半成品。

 

动力：

慢中子核反应堆

等离子体推进

发动机与飞机机体采用电磁柔性连接

 

武器：

近战：“火舌”等离子体脉冲，每分钟射速10000次。

超视距：“凤爪”空空导弹，射程300km.

战略打击：“涅磐”钻地弹（其实就是整机变为一枚巡航导弹，击中目标前核反应堆过载熔化），当量50000吨TNT。

 

仿生气动外形，无人驾驶，神经网络智能系统实时控制。

 

预计服役时间：复兴廿三年。

 

[仅供爱国青年YY使用，严禁外传，注意保密]

嫦娥一号落于月球东经52.36度、南纬1.50度的月球丰富海区域。据说，国家航天局曾计划于日本宇宙开发集团合作，我们撞月，他们用“月亮女神”进行观测。如能实施，这将是两国科技合作的里程碑，对两国关系和科技进步功莫大焉。可惜不知怎地，未能实现。

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不过，可以搞一个征名活动，为嫦娥一号撞击出的小小环形山征名，入选者可以实地观看嫦娥一号发射。用这种方式纪念曾是2007科普热点的嫦娥一号，岂不正好？

 

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据南京大学天文学系萧耐园教授说，“嫦娥一号”卫星撞击月球形成的巨大尘埃，国内只有河北兴隆国家天文台的2.16米射电望远镜能观测到，科学家根据天文望远镜观测到的红外线光谱，能够对月球的尘埃成分进行分析。

我用starry night模拟了当时河北兴隆的天象，月亮在太阳的上方45度，不知道怎么拍摄月球南极的小小尘埃云红外光谱。