科幻讲座

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   本文发表于《科幻大王》2000-2001年度“科幻之翼”专栏。对一些幻想(例如能不能实现时间旅行等)展开推理和想象。追溯过去的人类幻想如今是否已经实现,或能不能实现。属于讲座性质,不是小说。
  

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会有免费的馅饼吗 ?
              --克 拉 克 定 律


              飞腾科幻军团/绿杨



  在一个世纪的时间里,人类许多古老的幻想都成为了现实。嫦娥奔月、千里眼和顺风耳、 木牛流马,乃至"千里之外取人首级"等传说和神话,都已经在不同形式上得到了兑现。美国宇航员阿姆斯特朗代表全人类、包括吴刚和嫦娥,在1969年7月20日踏上了月球的土地;现代的货运汽车无疑也更胜于诸葛亮运送军粮的木制牛马……。撇开神话不谈,人们有许多并非臆测的美好梦想,是不是都会成为现实?
  自从意大利天文学家伽利略在1609年把一支望远镜对准月亮那以一刻起,人类生活中的许多不可能的事情变成可能了。人们学会了在科学的基础上进行思维。同时,人们开始用科学的逻辑推理眼光来审视,哪些幻想在未来世界里可能成为现实,而哪一些是不可能实现的。
  20世纪,美国的《未来学家》对几十年后人类有哪些愿望会成为事实作了预测,事后证明多数是正确的。第一个宇航员加加林进入太空之际,《未来学家》的科学家就预言人类将在1970年登上月球。结果这项预测提前一年实现了,预言极为准确。他们还预测了30年内可能实现器官移植和人造器官的问世;预见了开发海底旅游、利用远程终端从事家庭办公等,都一一兑现了。当然,科学家们也有不少失误。他们预测的登陆行星、建立驻人的月球基地以及在实验室里创造出原始生命等等迄今都未实现。据计算,预测的准确率为68%。
  失误率仍然占到几乎1/3,这使得预测显得有点可笑。但是我们应该看到失误主要在于时间的估计上,而不是事情本身不可能实现。恐怕我们都相信登陆火星、建造月球基地以及人造生命都是迟早会实现的。时间的推迟,主要是出于某些难以事先预料的原因(比如竟争机制)人们不再力求尽快达到目标而已。如果剔除时间因素,预测的准确率还会更高。
  另一方面,我们仔细研究一下就会发现,这些预测都是近期的。也即仅仅是那些基本科学技术已经成熟或者接近成熟,但还未成为现实的想象,它不需要有全新的或者重大的突破就能够实现。登陆火星只要加大火箭发动机的力量就行了。再有是人人活120岁,它本身就是一种相当可能的前景--基因技术能够做到这一点,甚至单是控制癌症、心血管疾病、传染病等的医学技术进步就能使多数人活那么久。近期的预测是基于现有的科学技术基础上进行的,它相对容易也比较准确。
  远期的预测就不那么容易了。想象遥远的未来世界往往要涉及到一些根本的重大科学理论,从而会有更多"可能"和"不可能"的争议。比如说,能不能实现超光速的星际旅行?能不能通过黑洞进入另一个宇宙?会不会出现生物-电子人?在目前的现实来看,这些都是不可能做到甚至是荒唐的,至少是不现实的。要回答说"可能",就必须修改诸如牛顿力学、相对论等重大科学理论才行。要知道,超越这些"庞然大物"的经典理论可不是件容易的事情,因此"不可能"就比近期预测多得多了。然而事实表明,不少"绝对不可能的荒唐幻想"到头来偏偏还是正确的,使预言者哭笑不得。有趣的是,"不可能"的结论常常出于严谨的科学家而不是科幻作家之口。这是因为科学家受到严格的现有理论和事实的约束,难以跨越雷池去展开想象。所以,对未来世界的描述科幻作家(以及具有"幻想狂"的科学家)往往会有出人意料的成功。
  "太阳帆"就是个看来似乎完全"有悖常理"的典型例子。太空旅行是人们久已向往的壮举,现在"银河帝国"、"火星探路车"之类已是脍灸人口的词语,月球留影也是常人指日可待的事情。但在1926年,著名的英国教授A.比克顿却论证说化学燃料的火箭根本无法脱离地球的重力场,因而飞往月球是一种"荒唐和愚蠢的想法"。甚至到1958年,阿波罗号登月舱降落月球前11年,改变世界面貌的真空管的发明者L.德福雷斯特还说,不管将来科学如何发展,人类永远都不能登上月球。
  月球被征服之后,许多著名科学家仍然坚持永远不可能实现载人的(除了仅相距38万公里的月球外)星际旅行。这些都是非常严肃的科学家,他们的否定理由是有计算依据的。把阿波罗号登月舱送上月球的土星号火箭是个庞然大物,它长达85米,重3000吨。而占据这座摩天大楼绝大部分容量的是多达5000万升的化学燃料,而登月舱本身则仅仅占据它容积的极小一部分。如果把土星号比作一瓶啤酒,那么登月舱则只是它的瓶盖--有效载荷量只有这么可怜巴巴的一点点。这还只是就最近距离的月球旅行而言,行星际的旅行需要更快的起飞速度,也即要携带多得多的燃料。这简直是用一列满载燃煤的火车来载运一只老鼠,即使能办得到也是很不现实的。至于恒星际的旅行就更不可思议了。
  这些都是事实,可见化学燃料的火箭不能完成星际远航的任务。但是其他燃料呢?例如核能、反物质发动机,甚至不用能源的宇宙飞船呢?
  不携带能源的星际旅行!这是痴人说梦吧?但是请别忘记,我们祖先就曾借重一叶风帆实现"两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山"的远行。为什么不能将太空看作江河、飞船看作偏舟,依靠太阳风来扬帆呢?
  历史常常是回旋前进的,一个简单的念头或事实,经过若干年之后往往又会成为一个新的起点。利用太阳辐射作为能源从事宇宙航行的想法,最初是苏联科学家灿德尔在1924年提出来的,到了80年代美国科学家E.德雷斯克勒发表制造"太阳帆"航天器的正式论文,最后由中央情报局取得了实验性"免费太空旅行"的成功。
  上个世纪初,爱因斯坦发表了《相对论》。他指出光速是物质运动的极限,没有任何运动能够比光子更快。著名的质能互换公式就是以此为基础的,并为整个物理学界甚至所有的人奉为金科玉律。这一令人敬畏的定律使得超光速的太空旅行成为绝不可能的事情,因此100年来超光速旅行只出现在科幻小说之中,没有一位科学家认真地去研究有没有可能实现这种超越时间的旅行。
  几十年过去了,这个铁打的"不可能"开始出现了一点转机。理论物理学家们发现,实际上《相对论》本身就包含着超越时间的可能性:高速运动物体(比如一艘亚光速的太空船)中的钟表走得比静止状态(地球上)的钟表慢。这一点已经在快速运动的人造卫星实验中得到了证实。这样,亚光速太空船里的宇航员只花了较少的时间就走了较多的路,他的速度就可以比光速还快。当然,我们现在还不能造出一艘能够达到亚光速的太空船,但毕竟在理论上有了"可能"的突破。顺便说一下,要造出一艘亚光速太空船并非真的不可能,主要是它需要的能量太大--几乎要世界上所有发电厂的电力一齐为它推动才能起飞,我们花不起这样的代价罢了。
  突破光速还有别的途径。所谓光速,是指光在真空中的行进速度,即30万公里/秒。在空气或宇宙尘埃中,光的速度会减慢一些,因为这些物质妨碍光的前进速度。科学家在实验中使一束光通过一堆接近绝对零度(-273摄氏度)的钠原子时,光的速度降低到了17米/秒。既然物质会减慢光的行进速度,那么反过来让光在反物质中行进,速度就会超过30万公里/秒。这就是超光速!
  虽然我们现在还不知道宇宙间是否存在一个反物质的世界(即将由国际联合发射的空间站,有一个任务就是寻找这个反物质世界),但是我们已经在实验室里制造出了一些反物质--几十个反物质粒子。尽管它数量很少,不足以让光线在其中穿行,但是有了反物质,超光速的运动就有可能实现。因此我们敢说,不可能有超光速旅行的说法已经不那么可靠了。
  在不太遥远的将来,科幻小说里装备电子大脑的超人会出现吗?从现实眼光看这是不可能的。但是这个"不可能"也靠不住。"大脑电子化"虽然为时尚早,但配备芯片的初级"电脑人"却已经诞生了。1998年,英国科学家K·沃尔威克教授把一片芯片植入到手臂中,并通过电波使之和个人电脑网络联系在一起。当他进入实验室时,大门的电脑就根据芯片的信息认出了他而自动打开。后来装芯片的玻璃管碎了,他还原成了普通人。这位教授打算在2001年春天重新用一快芯片和他的神经系统连接在一起。到了这一步,就没法再说电脑人不可能出现了。
  电脑人是可能出现的,星际航行和超光速也是有可能实现的,那么还有什么是肯定"不可能"的呢?美国科普作家E.里吉斯指出,许多看起来似乎根本"不可能"的事情实际上并不是那样,到头来还会发现它是可能的。同时,他也列举了一些"确实和肯定"不可能的例子,他说:"门不可能同时又开又关(除了旋转门)","骆驼不可能穿过针眼"。
  实际上,这两个"不可能"的例子并不完全正确。根据量子理论,一个粒子可以同时既在这里又在那里,同时既是正的又是反的,所以量子开关(门)应该可以同时处于又开又关的状态。骆驼确实很难塞进针眼里去,但换一种方式则不一定不可能。读者们也许听见过远距离物质传递的说法,这种传递方法是很奇特的。我们知道要将一个物品,比方说骆驼,从非洲送到亚洲一个动物园里去是很麻烦的。但是把骆驼的信息通过一根导线或者网络就很容易传送到任何地方,接受信息的人再把信息还原成骆驼(使用纳米技术可以做到这一点),它就活生生地出现在我们的动物园里了。这样,一根"导线"是不难穿过一个针眼的。 到这里,我们会同意许多幻想随着科学技术的进步终究会成为现实。
  那么是不是所有的愿望都可能实现?标准的回答自然是否定的。违反自然定律的或者说违反科学的幻想是不可能成为事实的。秦始皇寻求的长生不老药迄今就没有实现,因为生与死都是不可抗拒的自然规律,没有人能够永远长生不老。由此可见愿望和幻想会不会成为现实,取决于是否符合自然律和科学的力量。未来学家和科幻作家都是以此为基础来展望未来世界的。
  然而,由伽利略奠基、科学界遵从的"标准答案"现在看来不一定那么正确了。克隆绵羊多利的诞生打破了只有受精卵才能够孕育生命的自然规律,使"标准答案"发生了动摇。至少,它必须修改。 这并不是不可理解的事情,人类的认识本来就是应该随着科学的发展而发展的。诸葛亮如果活到今天,对世界的认识水平也会有所不同。现在的问题是目前的科学水平发展太快,还不能定出一个新的"可能"和"不可能"的标准答案。
  这种情况下,怎样去判断科学技术将来能不能实现某种人们渴望的幻想?
遗憾的是现在没有这样一把明确的尺度。但我们还是有一条克拉克定律。
克拉克定律的意思是:当一位严肃的科学家预言某件事是可能的时候,他多半是对的。当他说某件事是不可能的时候,他很可能错了。
  A. 克拉克先生好象没有拿出一条界线,但他的话似乎事正确的。(完) 2001/1/27脱稿


  
  本文由作者本人提供,飞腾获独家授权。
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