太空|《三体》中水滴用了什么科学原理?为什么可以摧毁上千艘飞船?
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这个问题 , 书里说得很明白了 。 丁仪带队考察水滴 , 发现水滴在一千万的放大倍数下 , 仍然是绝对光滑的全反射镜面 , 金属夹具强力接触的表面没有留下任何划痕 。 同时水滴的温度是绝对零度 , 也就是说 , 水滴的分子完全停止振动 。 根据这些特点 , 丁仪猜测 , 水滴是一件用强相互作用力制成的武器 。
这意味着 , 水滴具有巨大的强度 。 按照书里的说法:
它的强度比太阳系中最坚固的物质还要高百倍 , 这个世界中的所有物质在它面前都像纸片般脆弱 , 它可以像子弹穿透奶酪那样穿过地球 , 表面不受丝毫损伤 。
具有这种强度的水滴 , 当然可以不费吹灰之力摧毁两千多艘太空战舰 。 这场末日战役的悲壮 , 书里写得淋漓尽致了 , 水滴的威力也展现得很清晰了 。
这里就展开一下 , 以我粗浅的物理学知识 , 说一下强相互作用力吧 。
自然界中的四种基本力自然界的各种力 , 虽然表现形式有千百种 , 归根结底可以归纳为四种:引力、电磁力、强相互作用力和弱相互作用力 。 这是科学家们长期研究得出的结论 , 我们接受就好 。
这四种力中 , 引力和电磁力的概念我们比较熟悉 , 而强相互作用力和弱相互作用力我们就比较模糊 , 因为它们作用在微观范围 , 是质子和中子之间的力 。
【太空|《三体》中水滴用了什么科学原理?为什么可以摧毁上千艘飞船?】不要求严谨的话 , 也许可以这么简单理解:我们知道原子核是由质子和中子组成的 , 把它们联结起来形成原子核 , 而不是一盘散沙的那个力 , 就是最早发现的强相互作用力:核力 。 原子核外也有中子 , 这种自由中子会发生衰变 , 变成质子、电子与中微子或反电子中微子 , 产生这种衰变的力就是弱相互作用力 。
不少科学家致力于继续统一四种力 , 当然最完美的结局就是最后统一成一种 , 像爱因斯坦就坚信世界应该是统一的、和谐的 , 用了毕生精力去研究大一统理论 。 到目前为止 , 还没有一个人能够将这四种力统一起来 。 不过 , 有人曾经将电磁力和弱相互作用力统一起来 , 就是1979年获得诺贝尔物理奖的弱电理论 。
强相互作用力的力量强相互作用力简称强力 , 其实是夸克之间的力(夸克组成强子 , 比如质子、中子) 。 这是一种短程力 , 比如强力当中的代表:核力 , 仅仅在原子核内发生 。
然而 , 强力是四种力中强度最大的 。 根据网上搜来的数据 , 自己算了一下 , 假如强力的强度为1单位 , 则电磁力的强度是0.01 , 弱力的强度是0.000001(强力的百万分之一) , 而引力的强度是0.00000000000000000000000000000000000001(强力的100万亿亿亿亿分之一) 。
万有引力 , 无远弗届 , 无所不在 。 然而 , 和强相互作用力的力度比起来 , 比渣渣还渣渣 。
幸好 , 平时强力的活动范围束缚在小小的原子核内 , 和我们熟悉的宏观世界的引力 , 算是井水不犯河水 。 自然界中有强力唱主角的宏观物件 , 就是中子星 。 中子星是恒星末年的一种形态 , 这时整颗恒星坍缩成为一个巨大的“原子核”:全部由中子组成 , 完全靠强力维系 。 所以 , 中子星的密度非常大 , 仅次于黑洞 。 到底大到什么程度?大概是水的密度的10^14(百万亿)倍 。
这个比喻也是网上搜来的:乒乓球大小的中子星相当于地球上一座山的质量 。
我们的太阳系正当壮年 , 所以在我们这里 , 强力局限在原子核内 , 不可能跑到宏观世界形成中子星 。
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