一文读懂三体到底讲了啥有哪些黑科技的故事,一口气带你读懂三体

来源:星辰影院人气:976更新:2023-02-23 22:28:47

《三体》剧集热播,再一次掀起了《三体》科幻讨论的热潮。

虽然《三体》是一部科学幻想故事,但它涉及了许多真实存在的科学知识,了解这些,你的追剧、追番体验也许会更好。

图源:网络

01

《三体》这么火

它到底讲了什么

《三体》的故事要追溯到文革时期。在那个特殊时代,许多人都经历了苦难。

年轻的天体物理学家叶文洁经历了父亲被迫害,自己被诬陷等诸多悲惨经历之后,变得心灰意冷。

某天,她在工作中发现了一段特殊讯号,来自科技发达的“三体”世界。

叶文洁认为人类文明已经堕落,需要更高级的文明来拯救,就回应了这段讯号,暴露了地球的坐标。

一心想摆脱恶劣生存环境的“三体”文明得知地球的存在后,定下了一个目标:向地球出发,将其作为新家园。

几十年后,世界上接连出现了知名科学家自杀事件,原来这一切都是三体文明和它的拥趸的阴谋:

他们试图通过扰乱地球科学的方式,封锁地球文明的进步可能。

图片来源:电视剧《三体》截图

为了抵抗三体文明,人类做出了种种尝试:剿灭地球上支持三体文明的组织;研制星际飞船;实行“面壁者”计划;与三体人对峙……

为了生存,地球文明和三体文明都在各自努力,但最终,人类、三体人乃至整个宇宙却走向了一个意想不到的结尾。

也许很多人还没有读完全书,所以本文也不再剧透,接下来只聊聊《三体》涉及到的科学知识。

02

“三体”是什么?

《三体》这个有些怪异的书名究竟是指什么?虽然其确切含义众说纷纭,但它也许与小说中设定的三体文明生存环境有关。

三体人的星系竟然有三颗“太阳”,它们在引力作用下持续做不规则运动,让三体人的星球不是极冷就是极热,并会受到引力影响,给他们带来了巨大苦难。

那么,为何三颗球体的运动,会造成这种混乱结果?

三体人的科技那么发达,预测一下它们的运动轨迹和位置,提前做准备不就好了?

这就要谈到天文学上的著名问题——“三体问题”了。

它是一个力学模型:给定三个质量、初始位置和初始速度都任意的天体,研究它们在相互之间万有引力作用下的运动规律问题。

虽然这听起来不太复杂,但想要对这三颗天体的运动轨迹和位置进行精确求解却十分困难。

无论三体人还是地球人,都很难确定三颗“太阳”的运行规律,三体人也不得不抛弃这个环境恶劣的“家园”,逃向地球。

可以说,“三体问题”的难以求解,是整个故事的缘起。

图片来源:《三体》动漫

03

“古筝行动”现实里能成功吗?

在《三体》故事中,为了抓捕地球上支持三体文明的组织,人们将一种极为锋利的超强度纳米材料细线拦在轮船必经的运河上。

像古筝的“琴弦”一般排列,等组织成员乘船经过,“琴弦”就会将这艘船切成碎片。

图片来源:《生化危机1》

“琴弦”应用的技术是“纳米飞刃”,来自《三体》主人公之一汪淼的研究,是一种纳米级材料。

纳米是一种长度的度量单位,1 纳米等于 10 的负 9 次方米,相当于一根头发丝直径的 6 万分之一左右,而纳米材料是纳米级结构材料的简称,这种材料的结构单元尺寸介于 1 纳米~100 纳米范围之间。

这个尺度已经微观到了原子、分子级别,许多物质在这种级别上都会呈现出与宏观状态时十分不同的性质,这与组成物质的原子的排列结构有关。

宏观状态时,某些物质的原子排列很不规则,但如果在纳米尺度下将原子按照某些规律整齐排列,就能产生一些特殊的性质。如磁性增大、韧性变强、导电性质更好等等。

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那么,现实中有类似于“纳米飞刃”的材料吗?

根据小说设定,这种材料需要至少满足几个特性:直径极细,强度和韧性极大。

其实,现在还真有一种纳米材料符合这几点,它就是碳纳米管。

由于特殊的结构,它虽然十分纤细,却拥有极高的强度和韧性,是时下热门的“未来纤维”。

不过,真想靠碳纳米管去切割轮船,还得解决许多科学难题,想得到真正的“纳米飞刃”,尚需继续探索。

04

“智子”的通讯速度难道能超越光速?

《三体》中有一个很特殊的“人物”——“智子”,它是三体人派出的一种智能体,能够干扰地球上的科学实验、展现神秘现象扰乱科学家心神、还能监控整个人类社会。

而最神奇的是,虽然地球和三体星系相距 4 光年,“智子”竟能与母星实时通讯,这是如何做到的?

原作中提到,这是利用量子的特殊性质达成的,这很可能是指“量子纠缠效应”。

量子纠缠是微观尺度下的一种特殊现象。

当有两个或一群粒子彼此相互作用后,会产生一种集体特性,这就叫量子纠缠。

神奇的是,如果将这种纠缠着的粒子分开,无论它们相隔多远,都还保持这个性质。

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打一个不恰当的比方:假设有两个粒子曾处于纠缠态,再被分开到宇宙两端,它们会呈现出一种心有灵犀般的状态,当宇宙那头的粒子决定向左转时,宇宙这头的粒子就会瞬间决定向右转。

哪怕隔着整个宇宙,两者都能立刻了解到彼此心意,好像它们之间通讯的速度超越光速。

因为这种变化是瞬时发生的,很多人认为这种瞬时作用可以用来革新通讯技术。

不过实际上,信息传播是需要载体的,而量子纠缠之间不存在能传播信息的载体。

所以目前为止量子纠缠无法用于通讯技术。“智子”的瞬时通讯,在现实中很难发生。

05

这个飞船用到的技术,现在有了吗?

《三体》中有一位人气很高的角色:太空军指挥官章北海。

面对三体人的威胁,他认为应该研发“无工质飞船”带领人类逃往太空。

这种飞船利用的核心技术之一是可控核聚变技术。

核聚变是一种核反应,是指在特定条件下,两个质量小的原子的原子核互相吸引,碰撞到一起,发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核的过程,在这一过程中有巨大的能量释放。

比如我们已经熟知的氢弹,利用的就是核聚变的原理。

3D渲染核聚变反应堆。图库版权图片,不授权转载

而章北海心心念念的飞船所应用的技术更高级,它是一种可控核聚变,顾名思义,就是人类能在特定条件下,控制核聚变的速度和规模,使其能量可以得到充分利用。

可控核聚变效益巨大,一直被视为解决能源危机的重要技术,但其研究十分困难,进展缓慢。

不过,我国在这一领域已经取得了一定成果。去年年末,中国新一代“人造太阳”(HL-2M)装置等离子体电流突破 100 万安培(1 兆安),创造了我国可控核聚变实验装置运行新纪录。

可控核聚变技术虽然仍是一个梦想,但已经不那么遥远。

也许应用了该技术、能让人类得以跨越星际的飞船,在我们有生之年就可见到。

除了上面提到的那些知识点,三体还涉及了许多科学乃至社会学知识:

如涉及到使用强相互作用力材料的“水滴”;

与脑科学相关的“思想钢印”,可能参考了社会学巨著《利维坦》的“黑暗森林”理论等等。

这些内容有些存在错误,有些则十分巧妙。

其实哪怕不了解这些,也不耽误看《三体》。人类目前掌握的知识有限,但人特有的想象力却至于无穷。这也许正是科幻故事最大的魅力:只需片刻,它即可将我们带往前人未至之境。

参考文献:

[1]https://scienceexchange.caltech.edu/topics/quantum-science-explained/entanglement

[2]https://www.nanowerk.com/nanotechnology/introduction/introduction_to_nanotechnology_22.php

[3]http://www.news.cn/tech/2022-10/21/c_1129074076.htm

[4]https://www.sciencealert.com/what-is-nuclear-fusion

作者:王江山 科技史博士

审核:王扬宗 中国科学院大学人文学院教授

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《三体》中,锁死地球文明的“黑科技”是什么?

锁死地球文明的是超级微型计算机智子,智子悄悄的改变物理实验的实验结果,限制地球科学的进步。

智子是如影随形的尸体幽灵。智子是三体人制造的超级计算机,它的本体不到一纳米,属于基本粒子大小。三体人在微观领域的研究远胜人类,他们可以把原子核中的智子战胜超大的二维平面,并在这个平面上雕刻信息通路,最后再把这个具有计算功能的平面折叠会量子大小,于是得到了一个有量子属性的微型计算机,它就是智子。三体人将它发射到地球,用以封锁地球的科技,监视人类的生活。具有粒子的特性,所以它可以无处不在,而整个地球都在他的监视和影响之中。

智子到达地球后,潜伏于人类所有的高能物理实验之后,并替代加速器的把栗子接受撞击,从而引起实验结果误差,人们因此无法对物质深层的结构进行有效探索,相当于锁锁了人类的高能物理研究。不过如此,智子还能通过量子纠缠进行顺势通讯,将地球上所有能收集到的资讯毫无延迟地传递给三体人。不过智子虽然如此强大,有一个弱点。了解每个人内心的想法,这个弱点后来也成为了人类反击三体的突破口。

在小说后半部分,智子还曾化身为女人的形象,穿着素雅的和服,招待成功逃出太阳系的程欣。智子在三体一的前半部分就出现了,它体积微小,速度快,先与三体舰队到达地球,他可以在人的视网膜上呈现幽灵倒计时,睿智的物理学家纷纷崩溃,也可以威慑所有人类,他是第一个使人类感受到三体世界,是存在的机器,作为文明和科技的代表,贯穿全书,存在感很强。

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三体主要讲的是什么?

《三体》的故事内容:讲述了一个生活在有3个太阳的一颗行星上的外星文明,由于生存环境恶劣,在经历了200多次的文明毁灭后,终于决定放弃自己的家园远征地球。三体人在军事科技方面远超地球人类,他们利用先进技术锁死了人类的基础科学,使人类的科技陷入停滞不前的状态。

面对这场前所未有的危机,人类世界陷入了一片大恐慌中。两个世纪后,终于有人发现了令三体世界畏惧的秘密,宇宙黑暗森林法则,每一个暴露自己位置的文明,都将被更强大的外星文明彻底的从宇宙中抹去。

借助这一发现人类以向全宇宙公布三体世界的位置坐标相威胁,暂时制止了三体对太阳系的入侵,使地球与三体建立起脆弱的战略平衡。但最后人类还是由于自己的骄傲自大,永远的失去了自己的家园—太阳系。

《三体》创作背景

刘慈欣1999年起在杂志《科幻世界》上发表作品,此后接连创作了多个中短篇小说;在2006年1月发表短篇小说《山》时,许多读者去信说希望他写成长篇,于是刘慈欣就决定不再写中短篇了。

“有三颗无规则运行恒星的恒星系”这个构思他最初打算用来写短篇,后来发现能写成一部长篇小说,于是把这和吴岩在《中国轨道》里描写人们不顾一切地探索太空的历史相结合,设定以“文革”时期为整个故事的背景,描述一些人物与外星力量间的接触、以及华约和北约的冷战。

在一位出版人的影响下,他对原来的构思做了较大的变化,改为一个长篇的三部曲系列,叙述从20世纪60年代到五百年后人类的一段特殊历程。

第一部《三体》最初在2006年5月到12月的《科幻世界》杂志上连载,取得反响较好于是出了单行本。第二部《黑暗森林》的标题名称取自20世纪80年代的一句流行语“城市就是森林,每一个男人都是猎手,每一个女人都是陷阱。”第三部《死神永生》出版后,该系列由“地球往事三部曲”更名为“三体三部曲”。

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