后《三体》时代的奔跑
在星云奖颁奖期间,无论刘慈欣走到哪,都会遇到阵阵欢呼。青年科幻作家夏笳解释道:“他在科幻界被视为英雄。”本届星云奖中篇小说的银奖和短片银奖的得主谢云宁认为“没有他,中国科幻界会寂寞一半”。
他的长篇小说《三体》获得了成功,出版界因此刮起了科幻热,这三年媒体对刘慈欣的报道更是不计其数。上海交通大学教授江晓原甚至评价刘慈欣是“凭借一己之力将中国科幻推向世界水平”。科幻作家韩松谈到《三体》时,认为“人类要因为《三体》向刘慈欣致敬”。哈佛大学中文系教授王德威细读了《三体》,提出《三体》符合“异托邦”理论。
无论如何,《三体》成就了刘慈欣,掀起了科幻热。即使是三年后的今天,这股热潮依旧。
喜欢仰望星空的人
面对这一切,刘慈欣觉得只是运气好。但是《科幻世界》的总编姚海军认为这绝非偶然,“他特别勤奋,就是那种考试成绩特别好,还每天在学校说没怎么复习,结果回到家学得比谁都疯的小孩”。
他最近找来了大学的数学课本,每天下班回家就研读,用他的话说是为了“寻找灵感”。虽然效果并不明显,但是他觉得比当年更能领会到数学中的乐趣,一点也不枯燥反而相当有趣。
除此之外,他每天早晚都要跑步5公里,“你看我现在瘦了”,有点得意,“每天跑10公里,但并不是为了健康,而是为了感受还活着。”刘慈欣自认为是个彻底的唯物主义者,不相信死后还有另一个世界。“如果辛辛苦苦地写完一本书之后,又不能喝酒,又不能吃肉,那还有什么意思?”他的酒量很好,聚餐时总有人过来给他祝酒。他都一一回敬,以至于活动开始时,脸上的红晕还没有散去。
《博客天下》让他推荐文章,他选了布拉德伯里的《浓雾号角》,是描写孤独的名篇。刘慈欣说道:“这篇小说,对我影响很大。最伟大的地方就是没有故事,没有情节——更准确地说弱化了故事和情节,完全凭着意境,那种时间上、空间上的很深邃、很广阔的情境打动人。”
刘慈欣似乎很喜欢“空灵”,他一直很遗憾自己受俄罗斯文学影响太深,浓墨重彩,缺乏空灵感。仰望星空也许能感受到空灵感,他喜欢在下班的路上仰望星空,他说:“我创作的目的,也是希望在世界上各个角落里的人们,在看完我的小说之后,也能抬头仰望一会星空。”
一位父亲的焦虑与奋斗
刘慈欣告诉记者,自己在科幻圈的成就对生活没有太多的影响,同事们对他的印象仅仅是下班后写点东西赚稿费的人,“你没听说当年采访当年明月(《明朝那些事儿》作者)的领导,他都不知道自己手下有个作家。写作是个很隐蔽的活,大家都在办公室的电脑前面,谁也不知道谁在做什么,看不出你在写作。他们只知道你这个人不爱说话,大家都在聊天,你跑到阳台上去散步。这比起那些球迷、打麻将的、钓鱼的没有那么扎眼”。连他的女儿也没表现出对科幻的兴趣,“她不喜欢看,我也不指望她喜欢。每天写作业到10点,不可能让她担着任务去看书。所以我没管她”。对于父亲的名气,女儿也只是“可能知道,但不感兴趣,将来或许有机会影响她,但是现在没机会”。
刘慈欣自认为会比普通人多些敏感,但这也是他三年没写一个字的原因:“这是对奇迹麻木的时代,但是科幻就靠奇迹。文学也好,内涵也好,很重要,但是科幻之所以变成一种富有生命力的文学形式,就是因为它的神奇感,展示未来的神奇感,宇宙的神奇感。科学的神奇感没了怎么办?我不知道,这是我最苦恼的,这是我三年来一个字都没写的原因。我可以找出各种原因,但这是最根本的。”
现代人对奇迹很麻木,刘慈欣很焦虑,前沿科学与人们生活的距离越来越远也让他难受。“我曾经遇到过一个理论物理学者。按说离弦论、量子力学就一墙之隔,我问他能不能看懂这些理论和论文。他说跟天书一样,看不懂。他都不懂,我们怎么办?”
为了拉近与前沿科学的距离,刘慈欣努力接触一些科学家。在接受采访时,他还不忘推荐好朋友、物理学家李淼来受访。“和他多聊聊,你们能学到很多”。
早在2009年,刘慈欣便参与了刘镇伟的科幻电影《机器侠》的宣传IC图
《三体》中的物理
李淼中科院理论物理所研究员
《三体》是接近世界一流的中文科幻小说,其中涉及大量的现代物理学知识,例如,黑域在广义相对论中可能实现吗?假如真的存在高维,例如第四维,我们这些“可怜”的三维生物到底能不能进入?本文试图以现代物理学的标准,分析哪些是可能的,哪些是不可能的。
2012年一年,我断断续续地写了十二万多字的《〈三体〉中的物理学》,讨论这个三部曲涉及很多现代物理学知识的可能与不可能。
黑洞和黑域
一个相对保守的文明为了避免受到攻击,向别的文明发出信号表示自己是无害的,而唯一无害的可能就是这个文明永远不可能驶出自己的恒星系,这个恒星系成了黑域,即光无法逃离出去的区域。
那么,黑域不就是黑洞吗?不是。刘慈欣应该知道,如果一个文明将自己局限在一个黑洞的视界中,这个文明将因为引力的作用不可避免地撞上黑洞的奇点,一切都将毁灭。于是,刘慈欣发明了低光速黑洞,在一个给定的范围内,光速被降低了,例如被降低到逃逸速度以下,这样,这个区域就像黑洞一样了,只是不会塌缩,所以叫黑域。
黑域的科幻设想在广义相对论中可能实现的吗?原则上可以,我们要降低光速。
当我们说光速变慢了,是指其他物理速度不会改变,例如,单摆在固定重力场中的周期不变,从而相关的机械速度也不变。而用基于光做成的原子钟相对机械钟变慢了。
光速变小的后果有很多,首先,与光速有关的一切物理学参数变了。我们简单地看看都有什么物理学参数与光速有关。第一个被改变的是原子理论中的精细结构常数,这个常数标志电子和质子之间的电磁互相作用强度。由于这个常数与光速成反比,光速小了一半,这个常数就大了一倍。这个常数不影响原子的大小,从而也不会影响物质结构,所以,机械钟还真的不受影响。精细结构常数涉及光速,只有具有相对论效应的物理系统才会受到影响,例如原子核的大小,当然,也会影响到太阳中的核聚变。因为精细结构常数变大了,假设核力的强度不变,质子之间电磁的排斥力变大了,最大的稳定原子核可能是比金还要轻不少的元素了,金元素肯定不稳定。
这就轮到第二个与光速有关的物理学常数,核力的强度。追溯核力的来源,起源于夸克之间交换一种特殊粒子叫胶子导致的,但我们不需要这么基本的图像来理解质子和中子之间的核力。简单地说,质子和中子之间的核力可以看成交换一个有质量的粒子,介子引起的。这种交换的结果有两个,一个是作用强度变了,一个是力的传递距离变了,这两个结果都会影响原子核的聚变。核力的强度与精细结构常数一样,也与光速成反比,光速变小了,强度就变大了。力程与介子的质量成反比,也与光速成反比,如果光速变小,力程也变大了。总结一下,光速变小,质子和中子之间的核力变大,这将导致原子核的结合能变大。无论是核裂变还是核聚变,都和结合能有关,结合能变大了,释放的能量也就变大了。那时,必须将行星人工移动得离太阳更远一些,否则地球上的温度将升高到液态水不再存在,动物也不能继续生存。
黑域的设定是否可行,我们还要看是否与人类存在矛盾。人类的存在当然依赖于原子等组分是否可以继续存在,可惜,如果仅仅改变光速,原子不可能存在了。
将光速降到第三宇宙速度,看似在宏观世界中不引起任何问题,但实际上世界将完全崩毁。在氢原子中,电子的速度虽然远低于通常的光速,也高达光速的1/137,也就是精细结构常数乘以原来的光速。氢原子的结构不是和光速无关吗,为什么电子的速度与光速有关?其实电子的速度与光速的确无关,只和电荷以及普朗克常数有关。但如果我们利用电荷与精细结构常数之间的关系就会发现,电子的速度是精细结构常数乘以光速,这里的精细结构常数当然是光速没有改变其精细结构常数。
于是电子在原子中就超光速了,这和光速为上限矛盾。原子不存在,人类也不存在了。
神奇的水滴
《三体》有很多神奇的设定,“水滴”在“智子”后排在第二位,虽然不重,却无坚不摧。
《三体》中说了,“水滴”的质量不大,在10吨以下,刘慈欣也直接说了不是中子物质造的。然而,它的分子结构非常严密,应该是晶体,即使在放大1000万倍后地球人还是没有看到它的不光滑,分子排列有序没有任何振动。放大1000万倍,我们原则上可以看见1纳米了,也就是说,几乎看见原子或分子了。
刘慈欣假设这种物质结构是由强相互作用力控制的,这个假设不可能正确。很简单,如果物质的基本组成还是分子和原子,那么强相互作用力是核子(即质子和中子)之间的力,这种力的力程由介子的质量决定,也就是大约10-12厘米,这个距离比氢原子的大小还要小四个量级,所以,强相互作用力在原子构成的材料中不会起到任何作用。
另一个可能是,材料不是原子和分子构成的,而是更加基本的粒子夸克和胶子构成的,但如果假设夸克是“自由粒子”,夸克之间的距离要比中子的半径还要小,这种物质的密度就太大了,“水滴”的物质就像夸克星中的物质了。因此,这也不可能。结论是,“水滴”材料的控制力不可能是强相互作用力。
如果硬要“水滴”的设定成立,我们必须假设一种新型固体,这种固体也许存在,尚待人们去发现。我觉得,石墨烯就是类似“水滴”需要的材料,不过是两维的,不是三维的。石墨烯是由碳原子构成的两维的网状结构,只有一个碳原子厚,如果放大,就会发现它的基本结构是蜂巢状的。虽然只有一个碳原子厚,一平米大小的石墨烯可以承重一只猫,非常结实。
石墨烯的发现让它的发现者获得2010年度诺贝尔物理学奖。也许,“水滴”的材料是一种三维的石墨烯,但还没有任何物理学家敢于想象是什么原子构成的。
在12万字的《〈三体〉中的物理》中,我还讨论了更多的有趣的物理学设定,有的可能,有的不可能。无论是可能还是不可能,都无损《三体》这部科幻巨著的魅力。
(本文有删节)