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假如物理学不再突破，基于现有的科学，人类能实现星际殖民吗？ 最近在看《三体》这部科幻小说，在读到第二部时，人类要组建太空防御部队，明确了未来的太空战争更像是现代海战。有许多人对太空防御部队没有什么信心，认为科技已被智子锁死，做这些都是徒劳。而章北海认为，即便物理学不再向前迈进一步，基于目前的科学水平，努力挖掘，榨干现代科学的水分，发展科技，是有希望的。 太空的环境恶劣，低温、失重、辐射、高真空，即便做到更好的防护隔绝辐射，但是还有一点无法解决它，那就是失重。失重是影响在太空中的宇航员身体健康的最大原因，研究表明，失重可以引起人体免疫能力下降、骨质减少、肌肉萎缩，待在失重环境中久了，还会引起心血管系统紊乱。 细胞是组成生物体的基础，失重环境影响细胞的增殖与分化，影响蛋白表达，更是影响最核心的基因。所以，失重才是制约人类长期停留在太空中活动的主要障碍，如果人类要想实施星际殖民，那么首要的问题就是解决失重。在科幻片中有许多答案，比如在《火星救援》中，飞船以整体旋转来产生重力，在《星际穿越》中也是以旋转来产生重力，这种方案是可行的。 假如物理学停滞不前，人类作为初级文明，能够铲除失重这个障碍的办法，大概率只能是以旋转来产生重力效果。假设一个半径为300米的环形飞船，35秒转动一圈，那么在环形飞船管壁上就可以模拟出与地球表面上大致相同的重力效果，或者是半径230米，30秒钟转动一圈，也可以产生同等的效果。当然，建造这么庞大的设施，需要的技术水平相当高，目前来看，以现有的技术水平还无法解决几个问题。 第一：解决重力分布不均，这是因为人站在上面，会因为头和脚受到的重力不同，人会产生眩晕感、头痛呕吐。第二：当大质量物体在飞船内移动时，可以是大质量的设备，也可以是同时一起走的几个人，会引起整个飞船的重心变化，产生摇摆，危害安全。乐观的估计，解决这些问题可能还需要一个世纪甚至更久，因为这需要建造一艘很庞大的飞船。 既然是星际殖民，那么就要做好长期驻留太空的准备，飞船必须要很大才行，现阶段畅想建造一个规模庞大的可以产生重力的飞船，没个一百年真的不敢想。 星际殖民的飞船航行速度需要更快一些，缩短航行时间。虫洞穿越、跃迁、曲速引擎，这些都还停留在PPT阶段，具体什么时候办到，需要物理学的突破，但这与本题相悖，所以就不用讨论了，还是考虑考虑化学推进、离子推进吧。可以在太空中使用离子推进，在大气层内部仍然使用化学推进，在大气层内部，在物理学无法前进的前提下，化学推进基本就是唯一的办法了。这样的话，建造大型飞船，只能依赖于在太空中组装，然而在太空中进行组装又依赖于大型运载火箭，现阶段世界主流的运载火箭距离承担这样的任务还遥遥无期。 假设从地面到太空不成问题，该如何让飞船拥有不俗的速度呢？ 根据英国星际学会的报告，如果人类一旦掌握热核动力推进技术，就有可能将飞船速度提高到光速的3.3%，而热核推进技术的关键是可控核聚变技术，现如今，可控核聚变技术的研究一直是热点研究项目，取得突破成果只是时间问题。3.3%光速比现如今飞船的速度要快三四百多倍，尽管这样，这点速度还会使得星际殖民飞船在太空里航行很久。对比一下，最高速度达到十分之一光速的飞船，从加速到抵达前减速，从4光年外到地球这里就需要400多年，那么3.3%光速岂不是需要一千多年了，既然如此，这样的飞船只能是世代飞船，就是说这艘飞船就是一座飞在太空中的第二家园，需要在飞船内繁衍生息。世代飞船需要具备极高的安全性能，是需要千锤百炼的成熟技术，因为在太空中任何一个微小的差池都可能会功亏一篑。 如果现在的物理学像被锁死了一样的话，穷尽现有的科学水平，我估计人类很难走出太阳系，就算依赖于世代飞船飞出去了，谁能保证在漫长的航行过程中，世代飞船不出现一点安全问题呢？去最近的恒星都需要一千多年，更别提遥远的其它恒星了。就算运气好，世代飞船几千年几万年都不出现大的安全问题，乘坐世代飞船的人类又该去往哪里找寻合适的居住星球？茫茫星海，无处安家。所以，我觉得，如果物理学不再向前迈进，人类文明终究要在地球上度过余生。 |
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