十个可能实现的科幻概念

2023-03-01

美国趣味科学网站1月30日：科幻小说和电影充斥着奇思妙想，并非预测未来科学或技术趋势的认真尝试。根据物理学定律，一些想象是完全不可能实现的。也正是这些定律似乎并不否定某些看似牵强的科幻概念：

人造重力

1952年，美国的韦恩赫尔·冯·布劳恩博士描述了一个位于高1075英里轨道上的空间站通过旋转来提供人造重力。科幻作家人造重力的诀窍是用旋转取代加速。另一个诀窍是保持运动。爱因斯坦认为，引力物体和火箭的推力，加速度相同。如启动火箭发动机并保持9.8米/平方秒的恒定加速度，就不会意识到自己在太空中。当然，这很费燃料。

曲速引擎

太空冒险的一个重要前提是，能以比今天快得多的速度从A点移动到B点。宇宙飞船实现这一目标，需要大量燃料，并面对挤压效应、速度上限。若能操纵飞船周围的空间，或许能打破这一上限。飞船低于光速，但空间本身的移动速度比光速快。这就是编剧们提出“曲速引擎”概念。1994年，理论家米格尔·阿尔库维雷提出通过缩小飞船前方的空间和扩展后部空间，产生真正的“曲速引擎”效应。科学家们正在努力使它变成现实。

投石作战

很久以前，我们的祖先削尖石块，打敌人的脑袋。在太阳系里，到处都是以每小时数万英里的速度呼啸而过的岩石。在这样的速度下，岩石会积聚大量动能。即使是直径不到1毫米的微流星体，也能撞进我们防护最严密的航天器。改变一颗巨大小行星的运行轨迹，并不需要太多资源，互相扔“石块”——撞击力大到足以终结整个文明。

时光旅行

时光机器让人物回到过去。但这会引发逻辑矛盾。例如《回到未来》中，如果来自未来的马蒂没有使用时光机器来拜访博士，那博士还会造出这台时光机器吗？诸如此类的矛盾，使时光旅行看似渺茫。然而，爱因斯坦的广义相对认为这是可能的。该理论认为时间可以被扭曲，物理学家弗兰克·蒂普勒1974年发表了时光机器的概念设计，被称为“蒂普勒圆柱”，它长60英里，密度极高，总质量堪比太阳。其旋转速度若快到足以扭曲时空，直至时间自身向后折叠，时光即可倒流。

瞬间移动

瞬间移动在科幻作品中的典型例子是传送器，把人员从一个地点运送到另一个地点的便捷方式。它不同于穿越空间，而是在目的地创造一个完全相同的复制品，同时把原件销毁。在亚原子粒子层面上，瞬间移动是可能的。在现实世界中，这个过程被称为量子隐形传态。让准备“瞬间移动”的光子与一对纠缠光子中的一个相互作用，并将结果发送到接收端——那对纠缠光子中的另一个，那么接收端的光子就可以切换成与要移动的光子相同的状态。

平行宇宙

宇宙是从大爆炸向外扩张的全部星系。理论上可能存在一个完整的多重宇宙。平行宇宙是人们熟悉的科幻主题，实际情况可能更怪异，其关键是“永恒膨胀”概念。一种永恒的、快速膨胀状态的无限空间结构。时不时地，这个空间中再发生大爆炸，脱离普遍的膨胀状态，使恒星和星系等得以在其内部形成。我们的宇宙就是这样一个区域，可能还有无数其他区域。它们的物理参数各不相同。只有参数与我们的宇宙几乎相同的宇宙才能够支持生命。

个体医疗

科幻剧里，主角受伤了，甚至很严重。他们去了医疗舱，开始疗伤。

现实医疗领域取得了巨大进步。各种医疗手段让我们的日子好过多了。最近，基因编辑技术已经起飞，为每位患者提供量身定制的药物和疗法。完全有理由设想这样一个未来：你的医生对你的了解达到了分子水平，并能开出正确的药方来解决你身上的任何不适。

宜居火星

火星的重力小于地球，走路都很困难——甚至不可能生孩子。火星得到的阳光比地球少，即使是最“温暖”的日子也难以忍受。唯一的水被锁在土壤下或两极的冰中。更不用说那里没有大气。但是，科幻故事中，总有人类在火星生活的情节。办法是对火星的地球化改造。这绝非易事，因为火星上的挥发性物质（比如水、氮和二氧化碳）不足以形成大气。必须从其他地方弄来大气，比如让彗星撞火星。这种超大型工程难度非常高。

穿越虫洞

虫洞是穿越太空的捷径，通过它可从宇宙中的一地，瞬间移动到另一地。这个概念的正式名称是“爱因斯坦-罗森桥”，来自爱因斯坦的广义相对论。该理论认为，引力是大质量物体造成的时空扭曲。引力极强的点，例如黑洞，可相互连接。虫洞概念由此形成。

黑洞会摧毁任何接近物，因此人们一直不敢设想穿越虫洞，直到科幻小说《接触未来》中使用了这一成果。此后，科学家们想出了更可行的虫洞构建方法。如果虫洞已存在于宇宙中，可能使用引力波探测器对其进行定位。