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至少在《星際迷航》中,光子魚雷出現在烏托邦之後。這些長篇科幻劇集想象了一個比我們所處的時代和技術超前幾個世紀的宇宙,探索了哲學、道德以及物理學中隱秘的複雜性。但最重要的是那些未言明的部分。當讓-呂克·皮卡德登上艦長寶座時,24世紀的貧困已經消除,犯罪也已不復存在。《星際迷航》透過豐富的能源資源,使這些人文主義的頂峰成為可能。沒有匱乏,生活水平提高了。人們沒有理由偷竊或乞討。所有這一切之所以成為可能,是因為24世紀的人類完全認識到,即使是少量質量的物質內部也蘊藏著無限的能量。《星際迷航》實現了愛因斯坦的夢想,這些夢想的確是推動所有星艦前進的潮汐。光子魚雷可以向你展示如何實現這一切。
除了牛頓的F=ma之外,愛因斯坦的E=mc2可能是史上最著名的公式,它計算了能源危機的終結。根據這個公式,質量等同於能量——巨大的能量。這是因為即使是公式中很小的質量,也要乘以光速的平方(c2),這是一個大約有20個零的數字(取決於你選擇的單位)。你可以把質量中蘊含的能量想象成卡路里。為了測量卡路里,研究人員點燃食物的成分,然後測量火焰能將已知量的水加熱多少。水的最終溫度越高,被測食物的卡路里就越多。同樣,E=mc2中的“E”表示,如果你能“解鎖”束縛在某些質量的原子和分子中的所有能量,你將獲得多少能量。在《星際迷航》的宇宙中,他們找到了利用反物質做到這一點的辦法。
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反物質只是電荷相反的普通物質。一個所有原子和分子電荷都反轉的蘋果就是一個反蘋果。而這個微小的變化會產生巨大的後果。當普通物質與反物質相互作用時,它們會相互湮滅——或完全摧毀對方——並釋放(理論上)愛因斯坦方程預測的所有能量。因此,反物質是實現《星際迷航》式能源烏托邦的關鍵。
像大多數涉及反物質的科幻故事一樣,《星際迷航》已經解決了最困難的問題。其中之一是產生。可用的反粒子,如正電子(帶正電的電子)和反質子,已經在自然產生的伽馬射線中被探測到。然而,它們是轉瞬即逝的,並且在這些射線中,它們構成的粒子不到1%。就目前而言,捕獲天然反物質是不可能的。人工生成是另一種選擇。我們已經在實驗室中製造出了反物質,但成本極其高昂——實際上是最高的。1999年,美國國家航空航天局給出的數字是,每克反氫的成本為62.5萬億美元。
反物質的另一個問題是約束。最近的電影,如《達芬奇密碼》,讓它看起來很容易,但事實並非如此。(這部電影還展示了可能價值100萬億美元的反物質,就放在那個小容器裡。)反物質不能接觸任何物質,否則就會湮滅。即使約束室裡有一絲空氣,也會發生湮滅。在現實中,你需要像“彭寧阱”這樣的裝置,它利用電場和磁場來懸浮反物質。這個解決方案並非科幻——他們在歐洲核子研究中心一直都在這樣做。
為了敘事,《星際迷航》避開了反物質生產和約束的問題。聯邦的曲速引擎既可以約束也可以利用物質/反物質相互作用釋放的巨大能量,而且燃料供應似乎不成問題。在《星際迷航》中,反物質非常豐富,以至於幾公斤的反物質就可以用於標準武器。除非你擁有大量的反物質,否則你不會摧毀可以為一個星球提供能量的物質。
這就引出了我們的話題,當然,就是光子魚雷。
如果沒有一大群粉絲為細節爭論不休,任何科幻宇宙都是不完整的,《星際迷航》是一個非常完整的宇宙。從科學的角度來看光子魚雷,意味著要從眾多的製造商、型號、重量、有效載荷和射程中挑選。然而,為了簡單起見,一個標準的魚雷可以使用《星際迷航:下一代》中的彈頭,它攜帶1.5公斤的反物質有效載荷。這裡,愛因斯坦再次登場。
如果你想在彈頭中使用1.5公斤的反物質,你還需要1.5公斤的普通物質來與之反應。由此產生的爆炸將是驚人的,肯定會讓沃爾夫中校感到高興。根據100%效率的E=mc2模型,三公斤物質的湮滅釋放的能量,是太陽每秒照射到地球能量的一倍半。這是一個焦耳(能量單位)量級的能量,有17個零,所以也許更好的思考方式是用當量TNT來衡量。換算一下,一枚光子魚雷相當於一枚64兆噸的炸彈。這比通古斯大爆炸——一次隕石撞擊夷平了830平方英里的俄羅斯森林——還要大十倍,幾乎是聖海倫斯火山爆發的三倍,並且比有史以來引爆的最大核裝置——沙皇炸彈還要大。
簡而言之,“企業號”正在探索新的世界和新的文明,而僅僅一枚魚雷就擁有比第二次世界大戰期間所有爆炸物釋放的能量還要強大的武器庫。幸好他們是探險家,而不是軍事行動。
但是,光子魚雷令人難以置信的破壞力,預示著更大的益處。《星際迷航》未來世界的能源基本上是免費的——使社會擺脫貧困和犯罪——正是因為他們擁有足夠的燃料,甚至可以將其用於武器。僅僅一枚光子魚雷的能量就可以為整個美國供電一整天!而這僅僅是1.5公斤的反物質。這種武器的普遍存在表明,24世紀的人類擁有綽綽有餘的能源。能源很廉價。人們得到了解放。
一旦人類進步到能夠負擔得起將已知宇宙中最好的能源放入一次性魚雷的地步,能源危機就結束了。人類可以結束所有關於資源的爭奪,並開始重新調整對宇宙的關注。也許那是愛因斯坦的夢想之一;那肯定也是吉恩·羅登伯裡的夢想之一。
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圖片來源:
“企業號”發射的光子魚雷,根據合理使用許可複製,用於已出版的、基於事實的內容中的教育目的。