科幻丨《巫师、外星人和星舰》：科技极客的思考圣经、科幻作家写作的案头利器

科技极客的思考圣经、科幻作家写作的案头利器

点击进入喜马讲书频道页>>>

“喜马讲书”重金招募撰稿人，详情点击进入＞＞＞

精华笔记 

《哈利·波特》《星球大战》《三体》，这些虚构作品为我们编织了一个个充满想象力的瑰丽世界，甚至成为了流行文化不可或缺的一部分。不过，在欣赏这些幻想作品的时候，你有没有想过，电影里的魔法符合物理学定律吗？如果你觉得魔法和科学的关系很遥远，那么科幻作品里的各种设定呢？今天我们介绍的这本《巫师、外星人和星舰》试图回答的，正是这方面的问题。

全书的主要内容分为四个部分：哈利·波特物理学、星际旅行、外星人和外星世界。

翻开这本书之前，我们需要先强调两件事。第一，无论科幻还是奇幻作品，其中必定有不符合现实科学的地方，也就是存在幻想成分。这本书所讨论的，正是这些幻想成分是否合理；第二，能量和功率这两个概念，是本书所有讨论的基础，也是理解本书内容的关键所在。

接下来，我们就将用能量和功率这两把尺子，去衡量幻想和现实的距离。从科学的角度来说说，魔法世界和科幻世界里的那些常见设定。

首先，我们一起走进哈利·波特的魔法世界。分别说说霍格沃茨魔法学校里灯光的功率和魔法里的守恒定律。

看过哈利·波特系列小说和电影的人，恐怕都对霍格沃茨魔法学校宏伟气派的大厅印象十分深刻。照亮这座大厅的当然不是电灯，而是漂浮在空中的无数蜡烛。那么问题来了，单靠蜡烛，能把这座大厅照得多亮呢？

通过计算我们发现，蜡烛的发光效率还不到白炽灯的十分之一，LED的百分之一。一座像霍格沃兹大厅这样面积高达几百平方米的大型建筑，接近现代城市里图书馆阅览室的大小，这种场所需要安装的LED灯泡总功率差不多要达到几千瓦，甚至上万瓦。如果换成蜡烛，达到同样的亮度就需要几十万甚至上百万支蜡烛。霍格沃兹的大厅显然装不下这么多蜡烛。

魔法世界里的变形术和修复术同样违反了两个重要的守恒定律：质量守恒定律和热力学第二定律。不过我们可以大胆地猜测一下：也许魔杖本身是某种能量储存器，变形术中消失的质量以能量的形式储存在魔杖里，可供其他消耗能量的魔法使用，比如说修复术。这样就形成了一个能够说得通的闭环，能量有来处也有去处，也许某位奇幻作家会在新的作品里采用这样的设定。

说完了哈利·波特的魔法世界，接下来我们走进科幻世界，谈一谈人类进行星际旅行和与外星人相遇的可能性。

进入太空的方式有很多种，而在科幻的世界里，太空电梯可能是最古老的一种星际旅行方式。那么人类到底能不能修建出直通天空的高塔呢？

太空电梯的质量中心在地球同步轨道上，整体呈树枝状。那么这根树枝，在低于地球同步轨道的部分，会倾向于往下掉落到地面上；与此同时，高于轨道的部分会倾向于飞向太空远离地球。正是这两股力量互相拉扯，才能使太空电梯维持直立。所以太空电梯的建筑材料必然承受极大的拉力，到底有多大呢？通过数学计算，我们发现，太空电梯内部的拉力比钢材能承受的力差不多要大一万倍。也就是说，这座通天塔绝对不可能是钢筋水泥造出来的。那么其他材料呢？最有可能达成这一目标的是纳米纤维管，但目前性能最优秀的碳纤维，能承受的拉力还是只有太空电梯所需要的百分之一。

既然星际旅行距离我们还很遥远，那么科幻作品里其他更贴近生活的交通工具呢？比如说飞行汽车。

虽然科幻作品对汽车做出了很多美好的想象，但实际上，现在的燃油车效率已经达到了理论上限值的近一半，提升空间非常有限。飞行汽车需要消耗的能量远大于陆地上奔跑的车辆，目前的燃油不可能提供这么多能量。顺便说一句，以电池为主要动力的新能源车也无法提供这么多能量。除非汽车供能技术出现质的突破，否则我们距离飞行汽车恐怕还很遥远。

除了星际旅行和飞行汽车以外，外星人也是科幻作品里最常见的元素之一。人类在科幻作品中创造出来的外星种族成千上万，而在现实世界里，我们还没有发现外星人存在的任何可靠线索。但是，这个事实不一定意味着外星人在宇宙中就不存在，或者说相当稀少。

因为人类发明无线电波也不过是一百年前的事，要在这一百年内探测到地球无线电信号，并向我们发出信息，一来一回，他们的星球距离我们就不可能超过50光年。这样一来，如果半径50光年的球体空间内存在我们和对方两个文明，假设银河系是均匀的，文明星球按照大致相当的密度分布，那么整个银河系里会有多少个文明？6400万个文明。

当然，我们这里采用的计算模型非常简单，而且外星文明的数量越稀少，他们和地球建立联系所需要花费的时间就越长。不过，哪怕迄今还没有外星邻居跟我们打招呼，我们依然有可能在未来发现一个规模超乎想象的星际文明群落。

那么我们该如何去寻找宇宙邻居呢？这里需要引入一条有趣的“安娜·卡列尼娜”原则：任何没有生命存在的行星都有它的不同特色，而所有能够支持地球式生物存活的行星，基本上都会是一个样子。可以肯定的是，如果真的存在外星人建立的文明世界，那么，那个世界和地球必然存在相当程度的相似之处。

幻想和现实是一对交相映照的双生子。《巫师、外星人和星舰》这本书所做的，就是让幻想回归现实，回归科学。它是一本科幻与奇幻文化的拓展之书，是创意爱好者的脑洞之书，也是科技极客的思考圣经。

书           名：巫师、外星人和星舰

作           者：大卫·尤费

主    讲   人：阳曦

主讲人简介：科幻作者，科普及幻想文学译者

主           播：孙潇

策 划  编 辑：陈聪明

总    编    辑：徐苑