一個外星文明使用量子糾纏監視人類。一顆行星圍繞三顆恆星混亂地執行。能夠切開地球上最堅硬物質——鑽石的奈米纖維。儘管充滿了硬核科學，《三體問題》是一部由流媒體服務 Netflix 於 3 月 21 日發行的電視劇，但它一直受到觀眾的歡迎。到目前為止，它已連續五週位居 Netflix 全球觀看次數最多的節目前三名。
故事講述了五位曾在英國牛津大學一起學習的年輕科學家，他們努力應對神秘死亡事件、出錯的粒子物理學以及將目光投向地球的外星人——三體人。但是，這部科幻史詩的科學性——改編自中國作家劉慈欣的獲獎小說三部曲《地球往事》——有多少反映了現實，又有多少是異想天開？為了找到答案，《自然》雜誌採訪了三位現實世界的科學家。
澤維爾·杜穆斯克是瑞士日內瓦大學的行星科學家，他研究過三星系統半人馬座阿爾法星。尤南·夏是亞特蘭大佐治亞理工學院的材料科學家，他研究過尖端的奈米技術。馬特·肯齊是英國劍橋大學的粒子物理學家——也是《三體問題》的科學顧問。
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肯齊最初是在 14 年前與該劇的兩位創作者大衛·貝尼奧夫和 D. B. 魏斯會面的，當時兩人正在拍攝熱門奇幻傳奇劇《權力的遊戲》。肯齊的父親是該劇的攝影指導，貝尼奧夫和魏斯在片場與肯齊聊天。“當時我正在攻讀博士學位，”肯齊回憶道，他們似乎對他的論文專案很感興趣。十多年後，“他們突然給我發電子郵件，詢問《三體問題》中的一些粒子物理學內容。”
完全披露：前方劇透。
您如何看待劇中對科學家及其人際關係的描繪？
肯齊：[在其他節目和電影中]在銀幕上描繪科學家的懶惰方式是將其描繪成孤獨的天才。對於許多現代研究來說，情況並非如此。角色們彼此認識並且非常友好，因為他們都在同一研究小組完成了博士學位，這似乎非常合理。我也認為大多數物理學家的社交能力都很強。我們都在越來越大的團隊中工作。你需要能夠溝通，如果你處於成功的學術職位，你需要能夠領導，你必須基本上說服某人資助你的研究，無論是透過聘用你還是給你資金。
可能不符合現實的一件事是，實際演員陣容中有相當多的女性——大約一半是女性——並且種族背景也很多樣化。可悲的是，事實是，[物理學畢業生] 在牛津這樣的地方可能 70% 是白人男性。但是，你知道，我們希望這種情況正在改善。而且我認為該劇試圖透過展示一些更具多樣性的東西來提高標準，這沒有任何壞處。
杜穆斯克：我喜歡的一點是，這也有點真實，那就是有五位前物理學博士生，但最終只有一兩位仍在從事基礎物理學研究。所有其他人都從事其他工作——他們都很成功。這就是現實。我有十個親密的朋友完成了博士學位，現在我們只有兩個人留在學術界。其他人都在做很多超級有趣的事情。
三體人來自半人馬座阿爾法三星系統中的一顆行星。我們被告知這意味著他們經歷了混亂的存在，因為他們的行星在恆星之間被拋來拋去。外星人真的能在這種情況下生存下來嗎？
杜穆斯克：半人馬座阿爾法星確實是一個三星系統，它有兩顆明亮的恆星，半人馬座阿爾法星 A 和 B，以及一顆微小的恆星，比鄰星，它是離我們最近的恆星[距離 1.3 秒差距]。事實上，長期以來，第三顆恆星，比鄰星，是否與該系統繫結一直不清楚——因為它非常非常遙遠，真的處於該系統的極限。比鄰星對兩顆主恆星的引力相互作用非常小。因此，他們在劇中展示的內容——由於第三顆星體的存在，你擁有所有這些不穩定性——在現實中，這不會發生在這個系統中。
比鄰星周圍有一顆行星，這是一顆有趣的行星，因為這顆恆星比我們的太陽小得多，也冷得多。因此，儘管這顆行星的公轉週期只有 15 天左右，但行星的表面溫度或多或少為 0 °C。就溫度而言，它可能是適宜居住的[雖然不舒適]。但是像比鄰星這樣的小恆星具有很多磁活動和耀斑，併發出大量的 X 射線，所有這些都不利於生命。
地球最初與三體人接觸的方式是透過使用太陽放大無線電訊號。這有可能嗎？
杜穆斯克：我認為這應該是可能的，但不是像《三體問題》中顯示的那樣。我們可以使用引力透鏡效應——如果有一個物體從太陽背後經過，我們可以利用太陽的質量來放大[無線電訊號]。但這隻會朝一個特定方向放大[而不是像節目中顯示的那樣朝所有方向放大]。
三體人，在書中被稱為三體星人，釋放出名為智子的先進粒子，這些粒子使用量子糾纏來即時觀察地球並與地球通訊。這可行嗎？
肯齊：所展示的機制已被證明是可行的，我認為很快就會部署在所謂的量子衛星技術中。你基本上是使用糾纏粒子以極快的速度傳送訊號，當你測量其中一個粒子的狀態時，你會立即知道另一個粒子的狀態。然而，這仍然有一個需要注意的地方，那就是你無法以超過光速的速度進行通訊。
[為了“讀取”遙遠的粒子]你仍然需要傳送電磁訊號來解碼資訊[電磁訊號以光速傳播]。三體星人通過了解隱藏維度來規避這一點。他們有一種穿越或利用這些維度的方法。因此，在我們的三維或四維宇宙（如果你將時間包括在第四維中）中，他們似乎以超光速進行通訊。
尤南，你還沒看過這部劇，但你看過一個片段，其中一個角色製造的奈米纖維像切蛋糕一樣切開了一大塊鑽石。我們現在能做到這一點了嗎？
夏：首先，你在片段中看到的鑽石的大小，那是不可能的！如果你能製造出那麼大的鑽石，我敢肯定你很容易就能成為億萬富翁。據我所知，還沒有任何材料比鑽石更硬。幾十年來，科學家們一直夢想著找到一種可以超越鑽石的材料。他們甚至透過計算機模擬，確定了一些化合物，例如[一種特定型別的]氮化碳，可能有效，但這些材料無法在實驗室中合成。也許有一些化合物的配方可以奏效，我們只是還不知道這些材料。
人們還認為碳奈米管可能比鑽石更堅固。但這種強度是一種“拉伸”強度，實際上並不適合切割應用。碳奈米管是捲起來的石墨烯片。但它們中的大多數在長度方面都很短。到目前為止，即使在沒有缺陷的情況下，也很難將它們製成幾釐米長；我不知道他們是如何在節目中製造出這些纖維的。
馬特，作為科學顧問，你對這部劇的成果感到滿意嗎？
肯齊：這部劇的編劇們真的非常瞭解科學。他們博覽群書，而且思考問題非常仔細。他們不僅僅是[向我尋求建議]為了讓自己感覺更好，他們真的會思考問題。他們表現出的對細節的關注程度給我留下了深刻的印象。老實說，我並沒有真正期待這一點。
本文經許可轉載，最初於 2024 年 4 月 30 日首次發表。