理論物理學家李淼關於本書的科學解析

本冊書的3篇小說有一個共同點——情感。按說劉慈欣並不擅長寫情感,比如《三體》中的兩個愛情關係——羅輯與白蓉,雲天明與程心,都是被讀者吐槽的對象,他們的愛情太蒼白。在《三體》中最後出場的艾AA,乾脆就是「愛愛愛」?這樣,劉慈欣就不必費力認真寫愛情故事了。

不擅長寫感情不等於沒有感情,有時可能相反,作者的感情藏得很深,只是不願意或者無法表達出來。從與作者的接觸中,我知道他是一個特別率真的人,一個率真的人是別有懷抱的。果然,劉慈欣在這3篇小說中寫出了真正的感情,第一篇是一個男人對一個深入地下陌生女子的感情,第二篇是一個父親對兒子以及孫女的感情,第三篇是作者對一個鄉村教師的感情。

前兩篇的科學部分有直接聯繫,都是談人類探索地球本身。確實,地球對居住在上面的人類來說仍然是一個巨大的謎,我們對地球的了解往往局限於表面:地球的大小與質量,大陸與海洋的分布,四季變化,較為淺層的地質構造,等等。至今,我們還不十分了解地震的規律,還在為地球變暖的原因爭吵。在儒勒·凡爾納時代,我們對海洋深處的了解也很有限,因此凡爾納用他的想像力寫了著名的《海底兩萬里》。

那麼,地球的深層構造是怎樣的呢?地球的平均半徑為6371千米,最外的一層叫地殼,不超過33千米,地殼的密度大約是水的兩倍到三倍(水的密度是每立方厘米一克);地殼的下面是地幔,最深處是2900千米,不到地球半徑的一半,地幔分為兩部分:上地幔和下地幔,上地幔的厚度大約是950千米,溫度很高,以至於一部分是熔岩,密度是水的3倍多,下地幔厚度大約是1900千米,由液態和固態物質組成,密度大約是水的5倍多;地幔的下面是一層很厚的液態層,厚度大約是1800千米,密度突然變高,高達水的10倍多,是地球平均密度的兩倍,在這裡,已經沒有地震的蹤跡;最深的地方是地核,從液態過渡到固態,物質主要是鐵和鎳,密度是水的12倍多。在地核中,溫度非常高,大約是6000多攝氏度。有人猜測,地核中有一個半徑大約4000米的核反應爐,為地球的板塊運動提供能量,併產生磁場。

將地殼和地幔分開的面就是《帶上她的眼睛》中提到的莫霍不連續面。前面提到,地幔的最深處是2900千米,而「落日六號」在2500千米處就闖入了地核,因為這裡是地幔通向地核的一個大裂縫。

「落日六號」的船體是由中子材料做成的,這是為了能夠在岩石和岩漿中航行,強度要大。在《三體》中,也出現過類似中子材料做成的東西,就是三體人的「水滴」。我在《三體中的物理學》中分析過這種材料的可能性,那時我認為水滴如果是中子材料做成的,比重必須十分大,大到和中子星的密度差不多,這和「水滴」的重量相矛盾。現在,「落日六號」的比重也沒有大到類似中子星的密度(否則這麼重的地底飛船本身的重量就會擊穿地球),這是什麼樣的中子材料呢?我們只能在這裡留有疑問了。當然,未來人類完全可能發現新型材料,強度和硬度遠遠超過鑽石,但比重卻不是很大。

我們普通用的電磁波無法通過地殼,因此「落日六號」與地面的通訊方式是中微子通訊,因為中微子穿過地球毫無困難。中微子通訊在未來是可能的,但開始的時候,通訊的接收機必須非常巨大,原因是中微子難以與普通物質發生作用。什麼時候才會出現《帶上她的眼睛》中的中微子感測眼鏡?我覺得這比很多未來技術都要困難,比如強人工智慧,也就是與人一樣聰明的人工智慧,看上去也比中微子感測眼鏡容易實現。

劉慈欣在《地球大炮》中的幻想也許是未來可能實現的預言,就是將貫穿整個地球的一個隧道作為發射航天飛船的大炮筒。類似的隧道出現在科幻電影《全面回憶》中,只是那個隧道沒有用來發射飛船。《地球大炮》中的沈華北就是《帶上她的眼睛》中沉入地心女孩的祖父,他的兒子沈淵是橫貫地心工程的設計師。同樣,這裡出現了強度很大的材料,用來做隧道的井壁,密度根據需要還可以變化。

最具感情以及最科幻的是最後一篇——《鄉村教師》。在一個貧困的山村,一個貧困的教師得了癌症,他在給孩子上最後一堂課——物理課。他講解的是牛頓三定律。與此同時,結束了曠日持久的銀河大戰的碳基聯邦正在將戰敗的硅基帝國封鎖在地球所在的這個銀河懸臂上(獵戶懸臂)。為了徹底封鎖硅基文明,碳基聯邦必須消滅硅基帝國可以利用的獵戶懸臂上的文明。當然,碳基文明認為,文明發達度超過3C級的就可以被保留下來。他們需要測試,鄉村教師剛剛教會孩子的牛頓三定律派上了用場,孩子們正確回答了三定律從而得以通過碳基聯邦的測試。於是,這種古老的、還在用聲波交流的文明被保存下來了。

為了保護地球這種看上去非常古舊的文明,碳基聯邦將地球周圍100光年的範圍劃為禁航區域。

一個鄉村教師用生命的最後一段時光拯救了地球。同時,地球周圍被列為禁航區,我們也就失去了和其他文明接觸的機會。這似乎是劉慈欣對「費米悖論」的又一個解答。當然我們會問,在鄉村教師之前,為何人類沒有接觸過外星人?回答是:他們在忙於長達兩萬銀河年的戰爭。

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