一个不违反物理定律的全新曲速引擎模型<!

在科幻小说中，曲率引擎是一种通过扭曲时空来超越光速的技术。这在现实中也并非完全不可能。爱因斯坦的广义相对论说，不能把物体从低于光速加速到光速以上，因为这需要无限的能量，但这一限制只适用于时空中的物体，而不适用于时空本身。时空可以以任何速度弯曲、膨胀或扭曲，甚至物理学家都认为，宇宙膨胀的速度比光速还快。所以在从小说到科学的光谱中，曲速引擎是在更偏向于科学的一端。

最近，应用物理学的两名研究人员创造了一种曲速引擎的新模型。他们将其描述为一种能在不违反物理定律的情况下以超过光速的速度飞行的宇宙飞船的模型。研究人员Alexey Bobrick和Gianni Martire说，这是第一个真正的曲速引擎的通用模型。他们一起写并发表了一篇题为“介绍物理曲速驱动器，经典和量子引力(2021)”的论文(DOI: 10.1088/1361-6382/abdf6e)。

每次有人提到曲速引擎，首先浮现在脑海里的当然是电视剧《星际迷航》，在这部电视剧中，曲速引擎使机组人员能够以远超光速的速度在太空中遨游。然而在现实生活中，许多物理学家很难接受曲率引擎的想法，因为这种理论会违反物理定律。

阿尔库贝利曲速引擎的概念基本上就是在飞船前面制造一个曲速气泡来弯曲时空。实现这种系统的一种方法就是阿尔库贝利驱动。这是一种基于广义相对论爱因斯坦场方程解的思想。它是由墨西哥理论物理学家明戈·阿尔库贝利创造的。在他的理论中，如果能创造一个低于真空（负质量）的可配置的能量密度场，宇宙飞船就能达到比光速更快的速度。宇宙飞船的移动方式不是超越光速，而是收缩前方空间，扩张后方空间，这将使它以比光速更快的速度前进。物体无法在正常的空间时间内加速到光速，因此，阿尔库贝利引擎是会改变物体周围的空间，使物体在正常空间内的速度超过光速，而不违反物理学定律。

尽管阿尔库贝利提出的度规与爱因斯坦场方程是一致的，但根据我们目前的理解，构建这样一个驱动器是不可能的。阿尔库贝利驱动系统需要具有负质量密度的大量物质。如果具有这样的物质不存在，那么引擎也不能被构造。在他的原始文章中，阿尔库贝利认为平行板之间的“卡西米尔真空”可以满足阿尔库贝利引擎的负能量要求。

在开发一种可行的曲速引擎的新努力中，研究人员将先前基于时空扭曲的想法进一步推进了一步。Bobrick和Martire创造了一个他们认为在未来可行的模型。基于的曲速驱动理论，两位科学家都认为可以利用巨大的引力来弯曲时空。实现这一目标的诀窍是找到一种方法，将一个行星大小的质量压缩到一个小得多的宇宙飞船大小，以利用其引力。这些问题仍然使得今天不可能建造一个可用的曲速引擎，然而该模型并非不可能，并表明在未来的某一天，也许有可能创造一个可用的的曲率引擎。

“许多科学领域的人都知道阿尔库贝利驱动，并认为曲率引擎是非物理的，因为它需要负能量，”Alexey Bobrick说，“然而这种说法不再正确，我们的方向与NASA和其他机构不同，我们的研究表明，在广义相对论中，实际上还有其他几种曲速驱动的实现方式。我们已经制定了新的扭曲驱动解决方案，不需要负能量，因此成为物理的方式。”

“我们不需要为了成为星际物种而打破光速。”Gianni Martire说，“我们的曲速引擎研究有可能让我们所有人团结起来。”

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最近，美国最大的经济研究机构——全国经济研究所（NBER，全美超过一半的诺奖经济学得主都曾是该机构的成员）发布了一份报告，全面分析了 1990 到 2007 年的劳动力市场情况。

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科幻迷们要失望了，科学家称未来一千年内曲速引擎不可能实现

2008年8月，美国国防部曾与几十名研究人员签约，委托他们探寻最先进的航空航天技术，其中包括人类前所未见的推进、发射和隐形技术。

2010年4月，研究团队就推进技术方面，递交了一份长达34页、名为《曲速引擎、暗能量和利用额外维度》的报告。直到最近，这份神秘的报告才对外公开。

报告的结论是什么？曲速引擎何时会实现？人类可能进行超光速旅行吗？

这份报告其实还比较乐观，但理论物理学家却告诉我们：零可能。

我们知道，人类若希望挺进更深远的宇宙，必须要出现比化学能火箭更先进的推进系统。

曲速引擎（Warp drive）这一概念，是《星际迷航》系列中最常见且最吸引人的存在。它属于一种超光速推进系统，和跳跃引擎、星际传送器等科幻作品中的设备作用相似，但理论不同。

曲速技术在设定上，并不允许在两点间进行瞬时旅行。而是设想通过在宇宙飞船周围产生一种正常时空的人工“泡泡”，使飞船能够以快于光速的几个数量级的速度航行，既保证了安全，又回避了时间膨胀的相对论性的问题。正因此，曲速引擎才被视为人类理想的推进工具。

除了国防部，美国国家航空航天局（NASA）也一直在跟进这项技术。2015年5月，NASA在约翰逊航天中心设立的工作室展开了所谓的曲速引擎实验，其在模拟太空环境的真空中对这种科幻级的动力系统进行测试。这一结果引起一片哗然，因为他们是通过一套被称为EmDrive的动力装置获得的推力，并非靠扭曲时空行进的曲速引擎。更重要的是，这套方案问题实在不小——EmDrive是违背基本物理法则的，许多专家都认为，NASA的研究结果或为实验误差所致。

日前公开的曲速引擎报告指出，从未见过的更高维度以及神秘暗能量，可能并不像人们认为的那样遥不可及。

报告称，控制更高维度空间，或许就是在技术上掌控暗能量密度的源头所在，最终能够在新型推进技术，尤其是曲速引擎的研发过程中扮演重要角色。借助曲速技术，前往太阳系行星只需短短几个小时，而不是几年；前往本地恒星系统也只需要几周时间，而不是数十万年。

报告列举了一些行之有效的物理学思想，除了暗能量外，还有广义相对论、描述量子“真空能量”存在的卡西米尔效应、认为存在7个额外维度的M理论，并表示，我们可以利用这些“工具”研制曲速引擎，进而绕过爱因斯坦提出的一个基本法则——真空内任何物体的速度都不可能超越光速。

其方式就是利用大量暗能量，将额外维度膨胀成一个“泡泡”。这个泡要大到能容纳一艘体积100立方米的飞船，飞船前方的时空收缩，后面的时空膨胀，推动“泡泡”和飞船，使其像在一条时空通道中穿行一样。

这样确实无需在技术层面超光速。但报告承认，他们的结论还只是推测，完全理解暗能量的本质可能还需很多年的努力。但在大型强子对撞机取得突破以及M理论发展的前提下，人们或将在了解暗能量方面出现飞跃，从而实现技术革命。

下一代太空驱动技术的讨论总能令所有人激动。但加州理工学院理论物理学家肖恩·卡罗尔对这份报告进行了详细研究，他的结论是：“这份报告将理论物理学的细枝末节加以装扮，让它们似乎有潜力应用于现实世界，但事实并非如此。”

卡罗尔指出，曲速引擎并非异想天开的“平地飞升”，而是真实存在的物理学。另外，额外维度理论、卡西米尔效应和暗能量，所有这些都真实存在。但遗憾的是，在我们有生之年甚至未来1000年，利用这些理论研发超光速飞行技术，可能性为零。

他指出这份报告太过理想化，短期内无法成为现实。在曲速场内，飞船需利用负能量收缩前方的空间，并让后面空间膨胀，以实现超光速。但目前没有人知道作为动力的负能量究竟是什么，更别提如何利用。半人马座阿尔法星虽是距离太阳系最近的恒星系统，距4.367光年，但利用一艘100立方米的飞船几年内就抵达该星，所需的负能量也是一个天文数字。

即使能够产生负能量，又该如何捕获、存储以及用100%的效率加以利用？卡罗尔认为，现在谈实现曲速引擎实在是疯狂，这完全不是“我们需要更先进的晶体管”这种程度的信心，而是基本不具有可行性的讨论。

“理论上我并不能排除它的可能性，但我认为它是不可能的。”卡罗尔称，随着人们对物理学的认知更进一步，人们只会更加明确这个答案：“不，我们无法做到。”

（原题为《科幻迷们要失望了，科学家称未来1000年内曲速引擎不可能实现》）

十大科幻超级武器

科幻作品中，超级武器是一个经常出现的元素，通常代表着巨大的破坏力或者极致的科技水平。以下是十大经典科幻超级武器的详细介绍，它们在电影、小说、动漫等作品中都有过精彩的描绘：

1. 死亡星（Death Star）

出处：《星际大战》系列（Star Wars） 功能：死亡星是一颗巨大的空间站，其核心武器是能够摧毁整颗行星的超级激光。它的设计上非常精密，结合了空间站的功能和极致的毁灭性武器。第一颗死亡星在《星际大战：新希望》中由帝国制造，能够一击摧毁反抗军的基地，第二颗则在《帝国反击战》中再次亮相。 特点：死亡星不仅仅是一个简单的武器，它还象征着帝国的科技力量与统治欲望。

2. 光之剑（Phased Plasma Gun）

出处：《终结者》系列（Terminator） 功能：终结者系列中的T-800和T-1000等机器人通常配备强大的武器，而光之剑就是其中之一。光之剑是一种高科技的能量武器，能够发射出强烈的能量波动来摧毁目标。与传统的火器不同，它通过能量释放来造成伤害，极具未来感。 特点：光之剑的概念通常涉及高效能量输出和精准的目标打击，是对现代武器技术的延伸。

3. 银河毁灭者（Galaxy Destroyer）

出处：《星际迷航》系列（Star Trek） 功能：银河毁灭者是《星际迷航》宇宙中的一款强大武器，拥有摧毁整个星系的能力。这类武器通常是由高等文明或外星种族所拥有，其作用不仅仅是军事压制，更是政治和心理上的一种威慑。 特点：这些武器通常涉及极端的能量输出和超空间技术，能够摧毁极为遥远的目标。

4. 反物质炸弹（Antimatter Bomb）

出处：《星际迷航》系列、科幻小说等 功能：反物质炸弹是科幻作品中常见的超级武器之一，它利用反物质与物质碰撞时释放的巨大能量来进行爆炸。反物质的质量非常小，但它与常规物质相遇时会释放出巨大能量，足以摧毁一颗星球或甚至更大的区域。 特点：这种武器的破坏力极为恐怖，代表了科学对极端能量的探索和对毁灭性武器的想象。

5. 虫洞武器（Wormhole Weapon）

出处：《星际穿越》、科幻小说等 功能：虫洞武器利用时空扭曲的原理创造出一个瞬间传送的虫洞，从而攻击遥远的目标。通过操控虫洞技术，敌人可以在瞬间转移至敌人的领土进行攻击，或将大规模的物体直接传送到敌人领地，造成极大的破坏。 特点：这种武器不仅仅在军事上极具威胁，它还具有颠覆性的科学假设，涉及到时空理论和多维空间的研究。

6. 光速武器（Light Speed Weapon）

出处：《光明纪元》、多部科幻作品 功能：光速武器是一种通过极端科技手段达到光速发射的武器，通常能够瞬间击中目标。因为光速是宇宙中最快的速度，所以这种武器在战斗中具有无法防御的优势。 特点：光速武器不仅具备强大的打击力，还涉及到对时间与空间本质的深刻理解。

7. 银河炮（Galaxy Gun）

出处：《星际大战》、《星际争霸》等 功能：银河炮是一种可以发射巨型炮弹的超级武器，其炮弹的能量足以摧毁整个星系。其功能通常不仅限于行星级攻击，还可能影响到其他星球的生态和政治格局。 特点：这种武器的设计往往是科技与军事结合的极致表现，具有极高的威慑性。

8. 量子武器（Quantum Weapon）

出处：多部科幻小说和电影 功能：量子武器利用量子力学的原理，能够操控粒子层面的力量，进行微观或宏观的改变。它可以瞬间产生巨大的破坏力，甚至改变物质的结构。 特点：量子武器的核心思想是操控物质的基本粒子，可能达到预想之外的效果，是一种探索人类科技极限的虚构武器。

9. 行星引擎（Planet Engine）

出处：《地心引力》、科幻小说等 功能：行星引擎是一种通过巨大的机械设备改变行星的运动轨迹的武器。通过操控行星的引力或者轨道，行星引擎可以使行星与其他天体发生碰撞，从而造成毁灭性灾难。 特点：行星引擎不仅仅是攻击武器，它更是一种利用天体物理学原理的大规模毁灭手段。

10. 神经干扰武器（Neural Disruptor Weapon）

出处：《黑客帝国》、《攻壳机动队》等 功能：神经干扰武器能够通过操控神经系统来攻击敌人，使敌人暂时或永久失去行动能力。它可能通过发射特定频率的电磁波，干扰敌人的大脑或者神经网络，从而使其瘫痪或者产生致命伤害。 特点：这种武器并不依赖于物理攻击，而是直接影响生物体的神经系统，具有极高的精准性和针对性。

这些超级武器不仅展现了科幻创作者的极致想象力，它们还反映了人类在探索科技极限时所产生的深刻思考。每一件武器都有其独特的背景、原理和威力，它们往往被用作构建复杂的科幻世界和讨论科技、伦理、权力的工具。