林天元在办公室找到了何志高何研究员。何志高30岁,是个带着眼睛的斯文人。看着这份脑洞大开的论文,何研究员说:大手笔啊,减速板你写的不详细,可以跟我说一下吗?
林天元:飞船要打的出去,也要停的下来。停下来,也需要大量的能量,所以我设想用目标恒星的日冕来减速,恒星的表面运动剧烈,日冕是普遍存在的,以比邻星来说一天就有50次耀斑爆发,比邻星其实是裹在一团气体里。物体在流体(液体或气体)中和流体有相对运动时,物体会受到流体的阻力。阻力的方向和物体相对于流体的速度方向相反,其大小和相对速度的大小相关。可以用来提供强大的阻力。将飞船99.75%的动能消耗掉,方便降落。在这个过程中会产生高热,所以需要抗高热飞船。
何研究员:你有考虑过减速板的抗高压高温问题。
林天元:考虑过,抗不住,不过粉碎也不是什么坏事。
至少要抗十几秒钟,粉碎掉才算完成任务。当时飞船也许要承受比发射更强的高G。不过粉碎后可以给飞船减重也不是什么坏事可以降低负荷。不过飞船速度这么快,冲入日冕温度肯定很高,估计得上新材料。减速板我估计要占到发射重量的四成。;
分层结构?何研究员:好想法。
林天元:刘慈欣曾经说过一个像上海那么大的飞船维持不了地球生态,他忘了,除了人,上海生态基本上是平面的,可是巨型飞船却是可以分层的。所以我的巨型飞船单是人类生活区就分成500层。
何研究员:你知道我想到什么吗,北京折叠。
林天元:“不错,把空间折叠起来,就可以把地球生态系统塞进飞船了。很多生物需要生活的面积大,但高度不需要多大。不过云雾,台风之类的大自然之类现象就有点难了,不过可以模拟。”
何研究员:“分层结构,如果是旋转模拟产生重力,各层线速度不同模拟重力的大小应该不同吧。”
林天元:“确实,我设想的是0.75G到1.25G不等。”
何研究员:“1.25G对心肺的负担,可不小。”
林天元:“加强锻炼应该抗的住吧。”
何研究员:“太阳电帆不能跟着旋转,要负责调整方向,应该有一个底座固定还有一个旋转结构,这样一来消耗的能量可不少。”
林天元:“其实电帆跟着飞行器一起在一个平面旋转也没有什么问题。受力主要取决与它与太阳之间的角度。”
何研究员:“有考虑过太阳电帆耗电量,导线这么长阻力很大的。”
林天元:“宇宙真空中,低温超导不难的。”
何研究员:“低温超导;我怎么忘了。”
何研究员:“太阳风电帆飞船要多造几艘,不要把鸡蛋都放在一个篮子里。”
林天元:“资源有限,做两艘就不错了。”
何研究员:“有考虑过结构问题吗,这么大的网,力量很大,结构不结实不成。”
林天元:“那得交给计算机和材料工程人员。”
何研究员:“对于纳米机器人你有什么想法。”
林天元:“对这方面,我不熟,没什么想法。就是当心它们扛不住高G。”
何研究员:“很可能扛不住,它们太小了。要不泡在缓冲液里。”
林天元:“好办法。我原先还想着抗不住。那只有到了目的地才大量生产了。”
何研究员:“星际物质使飞船降速,你讲的是柯伊伯带和奥尔特云带。”
林天元:“还有宇宙中的星际尘埃。宇宙并不是真空的。
反正很复杂,都要交给计算机才算的出,只是一个初步的想法。”
何研究员:“对量子通讯,你了解多少。传真人怎么传递信息,用量子通讯吗。”
林天元:“传真人用量子的缠绕效应。目前我们国家的量子通讯应该属于量子加密通讯吧。”
随着我国首颗,也是全球首颗量子通信试验卫星——墨子号的成功升空,大众的爱国情绪再一次被点燃起来。量子通信也随之成为普通大众熟知的科学词语。普通人其实对量子通信有着很大的误区。
量子通信是利用量子来进行通信的吗?我们习以为常的手机是通过电磁波来传递信息的,那么量子通信是用量子来通信的吗?其实量子并不是具体的一种粒子,它只是一种基本的物理概念。在微观世界里,一个粒子可以由更小的粒子构成,比如原子是由原子核和电子构成,原子核又由中子和质子构成。物理学家认为如果一个粒子小到不能再细分了,那么它就是最基本的单位,我们称之为量子,比如电磁波的载体就是光子,而且光子并不可再分,所以光子就是量子,也就是光量子,为了简单起见,我们称光量子为光子!
所以很多种基本粒子都可以称之为量子,典型的就是光子,电子,中微子等等!实验告诉我们,如果两个光子一开始被纠缠在一起,那么它们便会组成一个纠缠系统,即便彼此相距多么遥远,两者都会同时感应到对方。最常见的实验便是,当科学家把一对纠缠光子的其中一个进行测量,如果发现它的自旋向下,那么另一个纠缠光子的自旋必然向上,而且这种纠缠速度至少是光速的四个数量级。但是我们并不能把二进制的信息刻录到量子纠缠上,因为对纠缠光子的测量,导致的自旋结果都是随机的,因为观察者效应,影响量子的行为是观察者会发出光子用于侦查量子轨迹。光子打到量子上会导致量子吸收能量而改变动量和位置。我们并不能刻意控制纠缠光子的自旋方向!
既然量子纠缠并不能用来通信,那为什么还存在量子通信的科学名词呢?
其实量子通信严格意义上来说叫量子加密通信。量子通信主要是发射光子来加密主要是用来加密信息的,而且还会是绝对安全的。我们传统的无线信息传播靠的是电磁波,如果窃取者盗取一部分还空中传递的电磁波进行解密,我们只会完全不知情,这样我们的信息就被赤裸裸的盗取走了,那还何谈信息安全呢?
而在量子力学中,微观粒子具有叠加态,也就是说一个微观粒子可以同时处于两种叠加的状态,在宏观上的解释就是薛定谔那只半死半活的猫。只有当我们去观察测量粒子时,这个粒子的叠加状态就会塌缩掉,就确定成一面性了。也就是说当我们打开盒子观察那种猫时,才能知道猫到底是死是活?如果没打开盒子,那么猫就是既死又活的,这种现象很是颠覆我们的常识,但却在微观世界真实存在着。
量子的这种特性也就决定了量子叠加态不能被克隆复制,也不能被观测了而不塌缩掉。所以当量子态塌缩了,我们也就同时知道了量子态被测量过。于是我们就可以把量子的这种特性用来保护传统的电磁波信息。如果光子的量子态突然塌缩了,我们就知道这个信息被测量过,也就知道这个信息一定正在被窃取着,那么发送者就可以停止对信息的发送。如果有人试图用持续不断窃取消息的方式打断量子加密信息的传递,那么我们可以通过被窃取的具体方位,来确定窃取者的藏身之地,接下来的事就交给警察叔叔了!只要量子通信的过程中没有出现量子态塌缩,那么接收者那边的信息绝对是没有被窃取过的安全信息。当量子通信用到国防上,信息安全将得到绝对的保护!”
林天元觉得量子加密技术意义还不是很大,敢窃取国防机密的人,可不是警察叔叔对付的了的,国内窃取的还好,要是和卫星联系时被人在外国窃取。中国的警察在外国可没有执法权。就算是国际刑警也干预不了国家行为。
林天元说:“希望将来进步到可以用来传递大量的加密信息。”
何研究员说:“说实话,你的的论文并不怎么样,很多数据都缺失。但这需要超级计算机,你又没租赁超级计算机经费,就这样吧。”
林天元:“就算有超级计算机,没有相关数据算的再快又有什么用,现在讨论人类移民外星球还太早了。就这样吧,我再写详细点,交上去吧。”
林天元将课题论文交给张组长就没了下文。林天元为了防止他人抄袭,把课题论文放上知网,就不理它了。