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第二章 科学的边界

1

聂聂明坐在他那堆满书籍和论文的办公桌前,面前的笔记本电脑屏幕上闪烁着一行行复杂的公式。爱因斯坦的广义相对论方程在他的脑海里回响,他试图解开其中的奥秘。虫洞,这个听起来像是科幻小说中的概念,实际上在物理学中是一个严肃的课题。它被定义为连接宇宙中两点的“捷径”,理论上能极大地缩短空间距离。

聂聂明的手指轻敲键盘,调整着数值模拟的参数。他正在尝试构建一个稳定的虫洞模型,一个可以让物质和信息安全通过的通道。这是一项艰巨的任务,因为根据目前的理论,虫洞的稳定存在似乎依赖于一种奇异物质,这种物质具有负质量能量密度,这与我们日常接触的所有物质性质截然相反。

他翻阅了一篇关于拓扑量子场论的文章,试图从中寻找灵感。奇异物质的特性让虫洞的数学模型变得异常复杂,每一次修改参数都可能导致虫洞瞬间坍缩,或者变成无法穿越的黑洞。聂聂明知道,如果能找到一个稳定的虫洞解,那么人类将有可能实现超光速旅行,甚至探索多元宇宙。

“这就像在黑暗中摸索,”他低声自语,“每一步都充满未知。”

突然,一个想法闪现。如果改变虫洞喉部的几何形状,是否可以减少奇异物质的需求量呢?聂聂明快速地在纸上勾勒出几个草图,然后将这些变化输入到他的数值模拟程序中。他运行了新的模型,眼睛紧盯着屏幕,心跳加速。

几分钟后,结果出来了。聂聂明看到,在某些特定条件下,虫洞确实变得更加稳定,所需的奇异物质量也有所减少。这是一线希望,但远非解决所有问题。他意识到,即使是在最理想的情况下,制造和维护一个虫洞所需的能源和技术也是远远超出人类当前能力的。

“这是一个漫长的过程,”聂聂明叹了口气,“但我不能放弃。科学的边界,就在这里等待我们去探索。”

他决定将这些初步发现整理成一篇论文,希望能吸引其他物理学家的兴趣,或许有人能提供新的思路或方法。他知道,科学的突破往往需要集体的努力和时间的积累。在夜深人静的实验室里,聂聂明继续着他的研究,心中充满了对未知的渴望和对科学的热爱。

2

办公室弥漫着一股浓厚的学术气息,书架上排列着一系列物理学专著,从量子力学到广义相对论,每一本都承载着人类对宇宙的探索和理解。在一张宽大的书桌旁,他正埋头于一个更为大胆的设想——超光速旅行。这并非简单的速度提升,而是对时空本身的操纵,一种超越光速限制的革命性概念。

阿尔库别雷引擎,由物理学家米格尔·阿尔库别雷于1994年首次提出,是一种理论上的驱动系统,它不违背相对论中的光速不变原则,而是通过在飞船前方膨胀时空而在后方压缩时空,从而创造出一个允许飞船在其中超光速移动的“气泡”。聂聂明被这个想法深深吸引,他决定深入研究这一概念,试图从理论层面找到其实现的可能性。

他首先回顾了阿尔库别雷的原始论文,仔细分析了其中的数学推导。然后,他开始构建自己的模型,将虫洞理论中的一些元素融入其中,试图找到一个既稳定又高效的超光速旅行方案。聂聂明知道,阿尔库别雷引擎的核心问题在于它要求的奇异物质,这种物质拥有负的能量密度,能够在时空中产生必要的扭曲。然而,奇异物质的存在至今仍是一个未经证实的假设,其性质和获取方式都是未知数。

聂聂明的笔记本上密密麻麻地记录着各种计算和推导,他试图从不同的角度来解决这一难题。他考虑了使用量子效应来产生局部的奇异物质效应,或者通过某种未知的物理过程来生成所需的扭曲场。每一项尝试都伴随着大量的数学运算,他利用超级计算机进行数值模拟,试图找到一个能够自洽的解决方案。

在一次深夜的计算结束后,聂聂明发现了一个可能的方向。通过精细调整扭曲场的分布,他发现在某些特定条件下,所需的奇异物质量可以大大减少,甚至有可能在某些区域内完全消除对奇异物质的依赖。这是一个令人振奋的发现,因为它意味着超光速旅行的门槛可能比原先预想的要低得多。

然而,聂聂明也清楚,这只是理论上的进步,离真正的技术实现还有很长的路要走。他意识到,除了奇异物质的问题,还有能量需求的巨大挑战。根据他的计算,即使是经过优化的设计,所需能量也达到了天文数字,远超现有技术所能达到的水平。

“这不仅仅是一个物理学问题,”聂聂明在日记中写道,“它涉及到工程学、材料科学,甚至哲学。超光速旅行不仅仅是速度的提升,它是人类对自身能力的极限挑战,是对未知世界的渴望。”

聂聂明继续他的研究,每一天都充满着对科学的热爱和对未来的憧憬。他知道,即使最终无法实现超光速旅行,这一过程也将加深人类对宇宙本质的理解,推动科技的发展,为后代留下宝贵的科学遗产。

3

一束柔和的光线透过窗户洒在一张旧木桌上,办公桌上摆放着几本厚重的物理书籍,旁边是一台笔记本电脑,屏幕上闪烁着复杂的公式和图表。突然,聂聂明房间的门轻轻推开,一位身着休闲装的女士走了进来,她是陈冬梅,凭着她拥有多年太空飞行经验,她的到来确为聂聂明的理论研究注入了鲜活的实践经验。

陈冬梅坐下来,微笑着对聂聂明说:“我来给你讲讲真正的太空是什么样子。”她的话语平静而坚定,仿佛能带人穿越到那遥远的太空深处。她开始讲述自己在太空中执行任务时所面临的种种极端条件,那些只存在于科幻小说中的场景,在她口中变得生动而真实。

“太空环境极其恶劣,”陈冬梅解释道,“你可能在科幻电影里看过,但在现实中,微重力、辐射和极端温度是航天员每天都要面对的挑战。”她描述了在微重力环境下,人体如何失去方向感,肌肉和骨骼如何因缺乏重力刺激而逐渐萎缩。她还提到了太阳风暴带来的高能粒子辐射,以及太空中没有大气层保护,使得温度变化极为剧烈,从阳光直射处的摄氏数百度到阴影中的零下摄氏二百多度。

陈冬梅接着谈到了航天器设计的重要性。“每次任务的成功,都离不开精心设计的航天器。”她强调,“安全性与实用性是首要考虑的因素。”她解释说,航天器的每一个部分都需要承受住太空环境的考验,从材料的选择到结构的稳定性,再到系统的冗余设计,每一步都至关重要。她提到了生命支持系统、通讯设备、导航系统和紧急逃生机制,这些都是保证航天员生存的关键。

在讨论过程中,陈冬梅还分享了一些个人经历,讲述了她如何在一次太空行走中,依靠航天服内的备用氧气系统,安全度过了一场突发的小型太空碎片撞击事件。这次经历让她深刻体会到,每一次设计决策都可能关系到生命的存亡。

聂聂明听得入神,他意识到,虽然自己的研究侧重于理论层面,但如果没有像陈冬梅这样的航天员提供的实践经验,很多理论将只是空中楼阁。他开始思考,如何将航天员的实际需求融入到他的超光速引擎概念设计中,使之更加实用和安全。

“我们需要考虑到航天员的心理和生理适应性,”陈冬梅继续说道,“长时间的太空飞行对人的心理状态也有很大影响。在设计超光速引擎时,不能仅仅关注速度和效率,还要考虑到航天员的生活质量,比如居住空间、娱乐设施,甚至是与地球的实时通讯能力。”

聂聂明点头赞同,他意识到,航天员的视角让他对超光速旅行的可行性有了更全面的认识。他开始着手修改自己的设计方案,试图在理论上实现的同时,兼顾实际操作的可行性和航天员的福祉。

陈冬梅与聂聂明的对话,不仅是一次知识的交流,更是一次心灵的碰撞。她作为航天员的经验,为聂聂明的理论研究提供了宝贵的实践基础,让他的超光速引擎概念设计更加贴近现实,向着未来人类探索宇宙的梦想迈出了坚实的一步。

4

办公室墙上挂满了复杂的图表和公式,空气中弥漫着专注和探索的气息。他正坐在办公桌前,面前是一台打开的笔记本电脑,屏幕上显示着密集的数字和线条。在他旁边的是一叠厚厚的笔记,上面记录着他与陈冬梅的交流要点,以及由此引发的思考和问题列表。

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