科幻與現實 - 力場


發佈: 2009-1-05 17:42 | 作者: hpek | 來源: MySky科幻網
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呼∼忙碌而混亂的十二月終於結束了,癮科學也可以重新開張囉!在替代能源專題之後,接下來的專題是「科幻與現實」。寫這個專題的想法源自於小薑在美國買的一本書 "Physics of the Impossible",在書中作者 Michio Kaku 分析了各種科幻小說裡常出現的題材,並且依物理上的可能性分成三類:「物理上可能」、「物理上不禁止」和「物理上不可能」。第一種完全是可行的,只是科技還沒跟上而已;第二種是目前還沒有找到不可能的理由,但也沒保證一定可以;第三類則是物理上明明白白的說了不行,但人們仍然不放棄(像永動機)。今天的主角「力場」是屬於第一類的。

力場(Force Field)是科幻小說,特別是軍事/太空科幻當中必備的元素。君不見企業號每次一碰到什麼風吹草動,第一個動作就是升防護罩(Raise Shield)?不過往大一點想,假設這種「防護力場」可以理解為「只要一起動就會變得硬梆梆的透明結構」,那它的應用可就遠比當太空戰艦防護罩要大得多了。如果力場能成真,那以後的人門只要按一個按鈕,就可以立即搭橋蓋房子,甚至實現空中飛車(只要將力場朝下發射就行了)!只是想法是美妙的,現實是殘酷的,像小說中的那種力場並不存在於物理中,但我們至少可以用方法來模擬出它的效果...

軍事上的「力場」

軍事上的力場旨在阻擋、破壞敵方打過來的武器,無論是質量型的(軌道砲),還是光束型的(鐳射)。無論阻擋哪一種,在技術上本來都是很簡單的事 -- 質量型武器可以用「裝甲」,而光束型武器可以用「鏡子」。問題是,科幻小說裡要求要一種可收可放、透明、而且無論質量型還是光束型武器都能阻擋(最好還有波紋的特效)就有點困難了。最接近的裝置是一種稱為電漿窗(Plasma Window)的東西,基本上就是用磁場圍出一個框框後,再注入電漿。如果電漿夠多夠密的話,是可以將試圖穿透的砲彈燒成灰的 -- 還附帶有可以自選顏色的額外好處(氬氣就會發出相當有科幻感的淺藍色光)。其他選項還有全方向的鐳射束(但沒有「力場」的 fu),和高密度的碳奈米管裝甲。後者可以特意調整對可見光透明,進而營造出「透明護盾」的感覺,但大概很難收放自如。

要用透明的膜阻擋光束型武器,本身就是個很吊詭的問題 -- 既然是透明的,那怎麼阻擋光線呢?「空想科學」一書裡登出用燒蒸汽的方式將鐳射光散射掉,不過從太空船放蒸汽出來似乎有點搞笑。或許一個可能是安裝類似變色鏡片的東西,平常是透明的,但一有特定頻率的光線照射,顏色就會迅速變深,進而達到阻擋光束武器的效果。

不過話說回來了,到底是為什麼一定要透明來著的?

民間應用上的「力場」

另一邊,是民用的「力場」技術。目前已知的四種基礎的力「引力」、「電磁力」、「強核力」和「弱核力」中,後兩者影響的距離太短,引力又只有吸力模式,無法反轉,因此似乎只能把希望寄托在電磁力身上了。電磁力型的「力場」已經在磁浮列車上有了初步的實現,但礙於造價,很難能夠普及。目前這方面的進步還是有賴於超導體的研究 -- 超導體可以用相對小的電力產生出強大的磁場,如果能將地面鋪成一塊超大的超導體磁鐵,那人類甚至可以直接漂在空中!不過我們對超導體背後的原理所知有限,尋找超導材料基本上是隨機亂碰亂試的過程,而沒有一個適當的理論基礎。最早找到的超導體只有在接近絕對零度的極低溫的環境下才會發生超導的現象,而經過這麼多年的研究,也只是找到了一種能在負 135 度 C 的環境上發生超導的 汞-鉈-鋇-鈣-銅氧化物,離真正實用的常溫超導還有不小的一段距離。

就算成功了,還有磁場不一定會聽話地排成我們想要的樣子的問題,不過想必我們聰明的子孫們不會擔心這麼多的。

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力場什麼時候會普及?如果要像科幻小說/電影/影集裡描述的那種,大概很難,但如果只是要達到類似的效果的話,或許這個世紀,或甚至這個世代就有機會可以達成。靠著「力場」漂在半空中?算我一份吧!
 
 


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