科学视点

科幻点子会成真吗

“生动,有想象力而且植根于前沿科学,《三体》思索了我们时代的一些大问题。刘慈欣站在任何语言的科幻小说作者的前列。”美国著名科幻作家,物理学家大卫·布林在《三体》英文版问世之际如是说。
   “《三体》真的不是恐怖故事,但是时至今日,回想起那两个扼杀文明,摧毁精神的‘质子’,我就觉得不寒而栗,然后拍拍胸口告诉自己‘还好那是个故事。’”一位中国读者在网上如是描述科幻小说《三体》的冲击力。
   今年10月,中国科幻小说巨作《三体》系列第一部的英文版,将在美国出版面市。这部小说被许多评论家认为是中国科幻界的扛鼎之作。它最吸引中国读者的是具有想象力的宇宙设定。在《三体》小说第一部中,反派三体星人在尚无法抵达地球时,向地球发射了两个“质子”,打断了人类科研的正常进程。小小粒子打败地球文明,小说这一情节合乎逻辑吗?
   奇怪星系派来的两个特务
   每个智子可以控制多达一万台次高能加速器,使得所有加速器的实验结果都毫无意义。如此一来,人类文明就停止了进步。
   “因为这两个质子的存在,人类的科学将不可能有任何重大进展。”著名国产科幻小说《三体》中的一句台词,道出了《三体》广受赞誉的头一个科幻设定——质子,又叫“智子”。看似小不点,其实是大坏蛋。没有它,就没有后来地球力量被打残的情节。
   先从“三体”讲起,它指的是离太阳系最近的半人马星的一个天体系统,三个恒星互相牵引。熟悉物理学史的朋友知道,牛顿早就指出这种运动是毫无规律,不可捉摸的。因此,三体系统的行星上刚发展出文明,就可能被无故出现的恒星“亲密接触”,烤焦了。再厉害的天文学家,也无法预测明天的三颗恒星是否会大发淫威。
   幸亏,三体系统发展出了一种智慧生命,热了就缩水成一张皮,天气好了再吸水恢复人形。他们可以断断续续地发展文明。
   两百多轮大劫过后,三体人发现邻近的地球是恒温天堂,移居地球就不会再受熬煎了。但他们观察到地球人科技进步很快,等飞船穿越4光年多的距离到达地球时,他们很可能就被歼灭了。
   于是科技超级发达的三体星人,先派了两个捣蛋鬼去整疯地球上的科学家,让地球人几百年内毫无进步。此乃智子的来历。小说中解释道:“三体世界只有这个能力,只能使质子这么大小的东西接近光速,所以在四光年的距离上,他们只能送来两个质子。”
   这两个是具备智能的质子,专门扰乱基础物理实验依赖的大型对撞机(也叫高能加速器)。
   《三体》中说:“(智子)可以代替靶标粒子去接受撞击。由于它具有很高的智能,通过量子感应阵列,它们能在极短的时间内精确判断轰击粒子的轨迹,然后移动到适当的位置。所以,对智子撞击的成功率,是对普通靶标粒子的上亿倍。当智子被撞击后,它就会有意给出错误和混乱的结果。”
   有网友概括为:“在加速器中捣乱,改变别的粒子的运行轨迹或者速度,或者改变自己的轨迹和速度去模仿别的粒子的行为。”
   每个智子可以控制多达一万台次高能加速器,使得所有加速器的实验结果都毫无意义。如此一来,人类文明就停止了进步,“锁死”了。
   对撞机被干扰,会让人类科技“锁死”吗?
   如果加速器发疯了,粒子物理学家的确会备受打击。但是,《三体》提出的灾难性后果,只是一种夸张。
   《三体》里提到的“锁死”(Deadlock),是计算机科学里常用的词,它指的是一种类似于严重堵车的状态。《三体》里,对撞机被看做是一把通向人类前程的不可缺少的钥匙,它要是废了,人类进步的大棋局就没法一个子一个子地挪向光明彼岸。
   如三体星人在小说中所讲:“……彻底窒息地球的科学,使其锁死在现有水平。在这里,我们需要抓住重点:科学技术的全面发展取决于基础科学的发展,而基础科学的基础又
   在于对物质深层结构的探索,如果这个领域没有进展,科学技术整体上就不可能产生重大突破……”
   以上这段话的观点,倒是与当代地球科技界的普遍认识相一致——基础科研终将拉动技术升级。假如有些恶意又超能的质子,成功地干扰加速器里的碰撞,一搅合,是不是未来技术进步(跟外星人对抗的本钱)就完蛋了呢?
   首先,加速器是不是基础物理学进步的最重要来源呢?当然。大多数自然界难以观察到的基本粒子,只有在极高能量密度下才能够短暂存在。只有一圈圈地加速普通粒子并使它们迎头相撞,人们才能在地球上制造出足够高的能量密度。所以说,如果加速器发疯了,粒子物理学家的确会备受打击。但是,《三体》提出的灾难性后果,只是一种夸张。
   一方面,加速器并非粒子物理实验的唯一工具。如今无论是设在地球或太空中的射电天线(不同光谱的望远镜),还是埋在深井或山洞里的探测器,抑或在南极洲冰层中接受中微子的“冰立方”,都能给粒子物理学提供关键的证据,或者线索。对于这些装置,一两个数据错误是无所谓的。未来,人类还会发明更好、机制更新颖的探测器,去捕捉宇宙大爆炸之类的高能量事件的余波,而不一定非得要亲自制造爆炸。
   另一方面,对于目前作为粒子物理学核心(基本已经确证)的标准模型来说,一些关键的证据的确是对撞机提供的,但即使没有这些证据,标准模型也一样被天文观测所支持。何况在四十年前,标准模型只是“看着像真的”一种理论时,大家就已经在它为真的前提下去探讨更基础的物理模型了。
   再者,我们需要考虑到的一个事实是:在粒子物理领域,并不是某种新理论催生了高技术。不论对撞机还是射电天线,是人类已经拥有高技术的一个标志。粒子物理学的一种富有希望的新理论,会鼓励人们将更多样的技术应用在实验上,但这些理论并没有为技术贡献什么。
   因此,至少在直接干扰人类科技进步的意义上,智子的破坏力不会那样大。
   “无所不能的干预”可能存在吗?
   能随机应变的“智子”是不成立的:“三体可以随时控制质子,这是《三体》里面最大的硬伤。”
   当然,《三体》中的智子并没有停留在“初级版”,它不光能干扰机器,还能干扰人,让人出现幻觉。像一位网友指出的:“智子是一个光速运动,几乎能在指定时间指定位置做指定动作的粒子,无所不知,无所不能,无所不及。”
   物理学家李淼在一次采访中津津有味地谈道:“通过将质子二维展开,将二维的质子改造成计算机后转回到高维。然后三体人就再让质子变回点状的粒子,以光速的速度飞到太阳系送到地球变成强大的机器,形状任变。三体一开始,地球很多科学家自杀,原因就是质子在作怪,改变地球的状态,甚至改变这些顶级科学家的感觉。比如,中国一个科学家睡着的时候看见一个倒计时,走路也看到倒计时,这个人要疯掉了,事实上也是质子在作怪。”
   如李淼所述,简单的质子之所以如此大能,是因为三体星人用升降维度的办法“内置”了计算机。而李淼认为,能随机应变的“智子”是不成立的:“三体可以随时控制质子,这是《三体》里面最大的硬伤。”
   有网友则意见相反:“智子不需要和三体文明联系就可以工作。可以认为智子是本地运行的智能机器人。”
   无论是否独立运行,“智子”让我们想到了物理学家提出的一个概念:麦克斯韦妖怪。该妖十分聪明,了解一切分子的运动快慢,并选择性地放行或阻拦它们,最终使热量从冷的物体跑到热的物体去。麦克斯韦1871年提出这个概念,以反对热力学第二定律。他认为宇宙有可能被智能干扰,从而并不遵守“冷热趋于均匀”的常识。
   而《三体》提出“智子”,实质是认为科学实验有可能被智能干扰,从而不遵守“碰撞完全随机”的实验前提。
   麦克斯韦妖怪后来被否证,理由是妖怪读写信息耗费的能量,比它造成的能量分布改变还要大。“智子”也逃不过类似的诘问——如果它掌握和计算地球上所有的量子,那么它内部工作的量子必然更多。那么它就是一个比它要模拟的对象更复杂,能量更大的系统。如果它比宇宙更小,那么它就没法精确地预测一切。
   当然,智子也许不需要具备这样大的威力,只要——如《三体》所写——“建造一个科学逻辑无法解释的虚假宇宙……在地球的思想界,非科学的思维方式就会压倒科学思维,进而导致整个科学思想体系的崩溃。”
   当世界出现很多科学无法解释的现象时,人们会不相信科学吗?其实,现实世界就有相当多奇怪的事情,但在主流话语里,人们仍然认为科学(或者未来的科学)是可以解释一切的,只是信息不够多而已。
   如果人们因为世界太奇怪,就认为科学不管用,恰恰是人们“有理性,讲科学”的表现。“解释一切的科学体系”或许不会建立。亚里士多德科学大体算得上是体系,但以“现代科学”的标准,就不算科学思想体系。要按未来的标准,二十一世纪的我们有没有所谓“科学思想体系”?谁也说不来。但人们保持疑问姿态,并且试图理解奇特现象的天性,大概不会因为智子的捣乱而改变。
   无论科幻小说中的假设是否成立,像所有好的科幻小说一样,《三体》让很多读者接触和思考了前沿的科学问题,散发出迷人的科学氛围,把科学趣味和文艺趣味结合在一起,功莫大焉。

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