2019年春节:北京某物理研究院內,该研究所的主办公楼是6层的建筑,1988年,建成,外立面贴满了白色的瓷砖装嫩。林天元在办公楼第三层內,在单位的电脑桌前站了起来,他活动了一下手脚,科幻小说《真实的梦幻》就快写完了。
林天元:1米72的个头,不胖也不瘦,不穷也不富,不英俊,也不难看,国字脸,其貌不扬,不比刘慈欣颜值高。这个看起来普普通通的男人是物理研究所的研究员。这时正是2019年新年年初六,研究所的人基本上都放假了。他被领导安排值班,闲的没事做,写起了小说。在这时他接到了女朋友的电话。
女快速的问到:你现在干什么呢,我从老家回来了。
男漫不经心的说:值班呢。
女问:过年还值班,真惨。
男笑着答:谁叫你去年来不及嫁给我呢,我一个单身汪怎么和妻妾成群的他们比啊。
女问:滚,你是有女朋友的人。
女:好了不耍嘴皮子了,陪我二刷流浪的地球。
男:说起来初九下午有空,你买票吗。
女:不,你自己上网买去。男:行,就这样了,忙工作呢,下次再聊,拜拜。
林天元的女朋友叫张晓琪,本科广告学专业毕业的。是一家杂志的记者,最近几年,纸媒不如互联网。正打算跳槽。
林天元刚放下电话。突然傍边传来一声:“你说谁妻妾成群呢。”林天元一看:靠,领导查岗。马上笑着说:“张工好。我在跟女朋友通话呢,刚说网上一篇种马文。是男主妻妾成群啊。话说现在的古代背景的网文为什么男性向:男主角一堆老婆,女性向:女主一堆男朋友。男主在古代一堆老婆还好说,女主一堆男朋友,在万恶的封建社会不是妓女的话,败坏门风是要被浸猪笼的。就算太平公主和山阴公主之类的都是嫁了人以后才养面首,婚前还是很规矩的。”
张工反问:你说呢。
林天元说:“也许是方便水字,主角感情线太单一不好写,不开多感情线的话,怎么写的出几百万字。”
张工:“有道理。”
林天元:“男主角和女朋友们的感情线,女朋友们的宫斗线或着和谐线(一般男作家这么写),女朋友们和其它男人的感情线。男主角和其他男人的女朋友们争夺战。男主角和女闺蜜的暧昧线,男闺蜜的感情线,男闺蜜的女朋友的感情线,男反派的感情线,写起来如黄河之水泛滥涛涛不绝。以女性为主角也可以这样。”
张工无语了……
张工突然想起自己是来干嘛的,于是他说:“现在是上班时间,和女朋友聊天是什么回事。”
林天元:“我没有煲电话粥啊,你看才通话了一分多钟,我一个单身狗,爸妈的电话都敢不接,女朋友的电话不接不行啊。领导你要体恤下属啊。”
张工看了一下电脑,没有发现问题,只好离开了。
三天后,林天元和张晓琪,坐在一个影院的一个放影厅里,张晓琪颜值一般,最好看的是头发,浓厚乌黑的披肩长发,犹如黑色的瀑布悬垂于半空,柔软飘逸的长发,使她更有女人的韵味,穿着白色的上衣加蓝色的八分裤,做为一个20几岁,瓜子脸,1米70,作为身材还行的妹子,显的有些时尚感。满分10分的话,林天元觉的可以给自己女朋友打8分,林天元觉的有这样的女朋友可以了。林天元穿着一件竖条纹上衣显瘦(林天元身材中等不瘦那是衣服的视觉效果),一条休闲裤。也许是下午的缘故,100个座位才6个人。
人少,张晓琪觉的干脆和男朋友聊天吧,她拉了拉男朋友的手,小声的问:你觉的刘慈欣的小说怎么样。
林天元小声答:脑洞开的很大,描写非常细致,美中不足的是有点软。
张晓琪:别人都说他是硬科幻大师。
林天元:“他有几部小说基础设定有问题。
三体半人马座三星根本就不是三体运动。半人马座三星是双星系统加单星系统很稳定。半人马座a星是一个双星系统由A星和B星组成,很大相距很近很稳定很亲密,人马座C星即比邻星离它们有0.1光年远,又远个头又小插足不起他们的关系搞不了三体的。”
(半人马座α星A是南门二双星系统中的主星,稍比太阳大和亮。这颗恒星与太阳一样,都是黄色的,其恒星光谱分类为G2V。透过确定相互轨道参数,天文学家们得出其质量约为太阳的110-120%,而半径则约为太阳120-125%。半人马座α星B是南门二双星系统中的伴星,稍比太阳小,暗。这颗主序星是橙色的,其恒星光谱分类为K1V。其质量约为太阳的90%,而半径则约为太阳的86%。半人马座α星C,又称比邻星,是半人马座α三合星的第三颗恒星。这颗主序星是红色的,其恒星光谱分类为M5Ve,代表它是一颗小型主序星。其B?V色指数为+1.9,而质量则仅为0.122倍太阳质量,(128木星质量。)半人马座三星更像父母带着个远方的孩子,而不是三角恋关系。
“超新星纪元,人类连8光年左右的红巨星都看不到,他写超新星纪元草稿时是1992年,1990年哈勃望远镜上天,就可以看到50亿光年外的星星了。人类眼瞎了,哈勃也瞎了吗。天文望远镜只能看到可见光吗,挡在中间的是宇宙黑幕不是宇宙尘埃吧。
全频率阻塞干扰,航天空间站可是有五个航母那么大,有多重,考虑到太空环境和空间站的加速度,50万吨有吧,按有效载荷系数0.0333来算。至少要一千吨的火箭一点五万枚,俄国版就不合理,女主角爷爷大概25年前冷死了吧,那时候应该苏联刚解体。俄罗斯什么时候这么阔了,中国版合理性也不高,中国人也没这么阔,有这么阔美国人哪敢打我们啊。”
张晓琪问:“有效载荷这么低。”
林天元答:“美国按重型猎鹰系统近地轨道(LEO)有效载荷63.8吨、最大起飞重量1428吨算,“重型猎鹰”运载系数高达0.0447但那是近地轨道的有效载荷大些。目前现役的重型“德尔塔IV”全部采用液氢液氧发动机,其近地轨道运载能力系数为0.0387。我们以中国长征五号运载火箭远距离有效载荷14吨、起飞重量878吨算,其远距离运载能力系数为0.0159长征七号的远距离运载能力系数为0.0226。而“重型猎鹰”的远距离轨道运载能力系数为0.0187,我已经往高里算了。”
张晓琪不以为然:“你看书不仔细,全频道堵塞干扰,空间站是核聚变发动机。在核聚变时代,有效载重也许会提高。”
林天元坚定的说:“那就更不可能,那就是全球打击,中美交战应该是同温层外气层核动力飞机空战那还有哪么落后的飞机空战。”
张晓琪眼睛闪一闪问到:“要是换了你,你会怎么写。”
林天元兴奋的说:“三体我会在结尾写这是上个宇宙大爆炸的事情。”
张晓琪疑问道:“那不成三体X了。”
林天元:“是的没有三体X,三体是不合理的。”
“超新星纪元,我会写两个不是脉冲星的中子星相撞引发超新星爆发,中子星直径才几公里到十几公里,不是脉冲星且离得远的话,很难看的到的,毕竟比邻星上的行星地球人也才刚发现没多久。
全频道堵塞干扰,我会写空间站不大于1800吨,但上面有要摧毁的氢弹引爆氢弹扰乱太阳。林天元脑中窜出一段话:“父亲,飞船上有10枚3亿吨的超级核弹我不想引发核战争我只能将飞船撞向太阳引发全频道堵塞干扰。”
张晓琪不确定的问:“中子星相撞也能产生超新星爆发。”
林天元肯定的答:“能。”
张晓琪问:“中子星不会真的相撞吧。”
林天元答:“银河系內的恒星塌缩成中子星不会,根据角动量守恒定律,还会围绕着银河系质量中心转圈,银河系外的恒星塌缩成中子星的入侵咱们太阳系就不好说了。不过银河系悬臂很空旷,不容易撞上。”
张晓琪的笑了笑说:“毕竟是科幻小说不要苛求。说起来科幻小说不能苛求,科普文章可不能乱写,我看完流浪的地球在网上搜到一篇文章是郉强博士写的,他有一个观点我觉的不对名字叫《流浪地球》里的那些真实科学细节。内容你上网看一下吧。”
林天元看了一下。以下是郉强博士的文章内容节选:
帕克探测器《踏上征程,触摸太阳!对人类最强太阳探测器的六点分析》一文末尾,小火箭给了一道思考题。
地球到太阳的距离,定义为1个天文单位。
假如我们现在有一门威力巨大的火炮。现在,我们要从两个任务当中选一个:
从地球发射一枚炮弹,命中太阳;
或者从地球发射一枚炮弹,命中太阳系外,距离我们有10000个天文单位远的目标。
假设人类的科技水平,已经使得精确瞄准目标与炮弹的可靠飞行能够实现,那么仅从能量的角度来分析,命中太阳更难,还是命中太阳系外的遥远目标更难?
或者一句话,从地球飞到太阳和从地球飞到太阳系以外遥远的地方,哪个更难?
现在,我们把这道题详细计算一下:
先看看,这枚炮弹如果飞到10000个天文单位之外,或者干脆就能够在某一天飞到太阳系之外更远的地方,至少需要多少能量吧
小火箭手绘和手写了推导过程。
按能量守恒来计算,需要咱们的大炮或者火箭提供12.3公里/秒的速度增量。
(小火箭注:总共需要42.1公里/秒的速度才能挣脱太阳的巨大引力,但是地球绕太阳公转本身,已经给我们提供了29.8公里/秒的速度。我们有这样好的一个起点,向太阳系外进发,只需补齐剩下的12.3公里/秒就行了。)
而如果我们想要往太阳系里面跑,命中太阳呢?
比较粗暴的方案:把相对于太阳的速度减为0,靠太阳的强大引力把炮弹/探测器吸引过去。
上图,我们能够看到,通过小火箭和大家一起的推导,得知,地球绕太阳公转的速度,是29.8公里/秒。需要一下子减掉这么多速度,需要太多能量。
一定有更省能量的办法。
没错,上图给出了通过椭圆轨道来命中太阳的方法。
通过计算,尤其是引入了角动量守恒(相对于太阳的质心),可以得出:
命中太阳,至少需要向我们公转的反方向提供26.9公里/秒的速度减量。
看上去,还是一个非常大的数值,但是比起简单下坠的方法,还是省了不少能量。
26.9^2/12.3^2=4.78:
小火箭:从初始动能的角度来看,我们命中太阳所需的动能是彻底飞出太阳系所需动能的4.78倍!
由此可见,对于从地球表面出发的人类来说,往太阳系外面飞,要比往太阳系里面飞容易得多!
看完后林天元说:“老婆你是说他结论:由此可见,对于从地球表面出发的人类来说,往太阳系外面飞,要比往太阳系里面飞容易得多!吗?
是错的,当然是错的,在地球往太阳方向飞,速度的方向同太阳万有引力成锐角,太阳万有引力做正功,使飞行器加速,只需克服地球的引力做功,准确的说在飞行器克服地球引力的过程中太阳万有引力是助力。反之地球上飞行器往太阳系外飞,速度方向同太阳万有引力成钝角,太阳万有引力做负功,使飞行器减速,既需要克服地球的引力做功,又需要克服太阳的引力做功。他根本就没考虑太阳引力的做功和做功方向性。他的坠落太阳的方式太粗暴了,两种都不节约能量。
考虑往哪边走,都要克服地球引力,忽略地球引力,我们可以理解成报废的卫星坠落在地球容易还是飞上月球轨道容易,当然是坠落地球容易,只需稍微变轨让v的方向指向地球,同地球的地心的角度为锐角,地球万有引力做正功就会把卫星拉下去。想飞上月球,就得克服地球引力做的负功,就没那么容易了。想坠落地球完全没有必要反向降为零,或者一次命中地球,可以多转几圈才坠落。坠落太阳也是一样的,只要克服地球引力做负功(这个过程太阳也是做正功的),再变轨将V的方向指向太阳即可。不赶时间的话,早晚都会被太阳吸过去。当然实际操作中要考虑水星和金星的位置,别给吸过去了成为卫星或者坠毁当然也可以主动靠近玩弹弓效应加速往太阳飞。事实上飞行器克服地球引力,过了地日平衡点往金星方向飞,利用弹弓效应往水星方向飞再利用弹弓效应再往太阳飞才是最省能量的吧,但这需要合适的时间,往太阳系外飞,除了克服地球引力,还要克服太阳引力。还要小心地外行星如木星等,另外在一定距离还要考虑银河系的质量中心引力,比如飞向比邻星,比邻星比我们的太阳靠近银河系质量中心,飞向比邻星,银河系的质量中心,就会对飞行器做正功。反之如果向银河系外飞,银河系中心引力做负功。在地球上起飞还要考虑地球自转。邢强博士是以极端的例子,总结出一般性结论显然是不对的。总而言之,跟太阳混的,想亲近他,他会拉你过去,想离开他的,他会拉着你不让你走。让你减速。在同一质点想离开他,比想亲近他难多了。邢强博士该复习高三物理了。
总之太阳万有引力是一样的力,但是内外有别,正负有别,只有将V的方向指向太阳万有引力方向的90度,在V合适,满足万有引力和向心力一致才能做一个加速度指向圆心数值为a的圆周运动。万有引力才不做功。
总之往太阳系外飞要比要比往太阳系內飞要难。”
张晓琪说:“为什么不考虑时间,兜好几圈才坠落太阳,需要的时间太长了吧。”
林天元:“命中10000天文单位(地日距离)外的目标时间更长啊。要是一个飞行器以刚超过第三宇宙速度往外飞,等他理论上先摆脱地球引力,再摆脱太阳的引力作用(实际上就算飞到宇宙的尽头,假如有宇宙尽头的话,飞行器与太阳之间的万有引力依然存在,只不过弱小的完全可以忽略不计),速度因为地球、太阳做负功,速度已经降的很低了,飞到目标的时间漫长让你难以想象,其实往外飞要预留很多动能的,否则速度会很低。”
张晓琪:“邢强还有别的错误吗?”
林天元:“计算往外飞的速度错了,增量是12.3公里每秒没错,但他没考虑地球的引力,地球的引力再加上太阳引力应该是16.7公里即第三宇宙速度。虽然他后面说到了,但前面计算比较时,代入的是12.3公里每秒。”
突然张晓琪说:“人工智能是叛变了吗。”
林天元说:“可能是判断能力不够,或者设置了元程序,不能违反,反正人工智能是我们的孩子,好坏我们都要受着,我们要把它教好,别迷信什么三大定律,元定律,七大定律,我们人类判断不了的东西,更不要说人工智能。”
张晓琪:“重核聚变难吗?”
林天元:“难的你无法想象。如果是烧石头,是硅聚变的话,30亿摄氏度,自然界20个太阳质量提供压力。”就这样在和女朋友聊天中,林天元看完了流浪的地球。”