理论物理学家李淼关于本书的科学解析

本册书的3篇小说有一个共同点——情感。按说刘慈欣并不擅长写情感,比如《三体》中的两个爱情关系——罗辑与白蓉,云天明与程心,都是被读者吐槽的对象,他们的爱情太苍白。在《三体》中最后出场的艾AA,干脆就是“爱爱爱”?这样,刘慈欣就不必费力认真写爱情故事了。

不擅长写感情不等于没有感情,有时可能相反,作者的感情藏得很深,只是不愿意或者无法表达出来。从与作者的接触中,我知道他是一个特别率真的人,一个率真的人是别有怀抱的。果然,刘慈欣在这3篇小说中写出了真正的感情,第一篇是一个男人对一个深入地下陌生女子的感情,第二篇是一个父亲对儿子以及孙女的感情,第三篇是作者对一个乡村教师的感情。

前两篇的科学部分有直接联系,都是谈人类探索地球本身。确实,地球对居住在上面的人类来说仍然是一个巨大的谜,我们对地球的了解往往局限于表面:地球的大小与质量,大陆与海洋的分布,四季变化,较为浅层的地质构造,等等。至今,我们还不十分了解地震的规律,还在为地球变暖的原因争吵。在儒勒·凡尔纳时代,我们对海洋深处的了解也很有限,因此凡尔纳用他的想象力写了著名的《海底两万里》。

那么,地球的深层构造是怎样的呢?地球的平均半径为6371千米,最外的一层叫地壳,不超过33千米,地壳的密度大约是水的两倍到三倍(水的密度是每立方厘米一克);地壳的下面是地幔,最深处是2900千米,不到地球半径的一半,地幔分为两部分:上地幔和下地幔,上地幔的厚度大约是950千米,温度很高,以至于一部分是熔岩,密度是水的3倍多,下地幔厚度大约是1900千米,由液态和固态物质组成,密度大约是水的5倍多;地幔的下面是一层很厚的液态层,厚度大约是1800千米,密度突然变高,高达水的10倍多,是地球平均密度的两倍,在这里,已经没有地震的踪迹;最深的地方是地核,从液态过渡到固态,物质主要是铁和镍,密度是水的12倍多。在地核中,温度非常高,大约是6000多摄氏度。有人猜测,地核中有一个半径大约4000米的核反应炉,为地球的板块运动提供能量,并产生磁场。

将地壳和地幔分开的面就是《带上她的眼睛》中提到的莫霍不连续面。前面提到,地幔的最深处是2900千米,而“落日六号”在2500千米处就闯入了地核,因为这里是地幔通向地核的一个大裂缝。

“落日六号”的船体是由中子材料做成的,这是为了能够在岩石和岩浆中航行,强度要大。在《三体》中,也出现过类似中子材料做成的东西,就是三体人的“水滴”。我在《三体中的物理学》中分析过这种材料的可能性,那时我认为水滴如果是中子材料做成的,比重必须十分大,大到和中子星的密度差不多,这和“水滴”的重量相矛盾。现在,“落日六号”的比重也没有大到类似中子星的密度(否则这么重的地底飞船本身的重量就会击穿地球),这是什么样的中子材料呢?我们只能在这里留有疑问了。当然,未来人类完全可能发现新型材料,强度和硬度远远超过钻石,但比重却不是很大。

我们普通用的电磁波无法通过地壳,因此“落日六号”与地面的通讯方式是中微子通讯,因为中微子穿过地球毫无困难。中微子通讯在未来是可能的,但开始的时候,通讯的接收机必须非常巨大,原因是中微子难以与普通物质发生作用。什么时候才会出现《带上她的眼睛》中的中微子传感眼镜?我觉得这比很多未来技术都要困难,比如强人工智能,也就是与人一样聪明的人工智能,看上去也比中微子传感眼镜容易实现。

刘慈欣在《地球大炮》中的幻想也许是未来可能实现的预言,就是将贯穿整个地球的一个隧道作为发射航天飞船的大炮筒。类似的隧道出现在科幻电影《全面回忆》中,只是那个隧道没有用来发射飞船。《地球大炮》中的沈华北就是《带上她的眼睛》中沉入地心女孩的祖父,他的儿子沈渊是横贯地心工程的设计师。同样,这里出现了强度很大的材料,用来做隧道的井壁,密度根据需要还可以变化。

最具感情以及最科幻的是最后一篇——《乡村教师》。在一个贫困的山村,一个贫困的教师得了癌症,他在给孩子上最后一堂课——物理课。他讲解的是牛顿三定律。与此同时,结束了旷日持久的银河大战的碳基联邦正在将战败的硅基帝国封锁在地球所在的这个银河悬臂上(猎户悬臂)。为了彻底封锁硅基文明,碳基联邦必须消灭硅基帝国可以利用的猎户悬臂上的文明。当然,碳基文明认为,文明发达度超过3C级的就可以被保留下来。他们需要测试,乡村教师刚刚教会孩子的牛顿三定律派上了用场,孩子们正确回答了三定律从而得以通过碳基联邦的测试。于是,这种古老的、还在用声波交流的文明被保存下来了。

为了保护地球这种看上去非常古旧的文明,碳基联邦将地球周围100光年的范围划为禁航区域。

一个乡村教师用生命的最后一段时光拯救了地球。同时,地球周围被列为禁航区,我们也就失去了和其他文明接触的机会。这似乎是刘慈欣对“费米悖论”的又一个解答。当然我们会问,在乡村教师之前,为何人类没有接触过外星人?回答是:他们在忙于长达两万银河年的战争。