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人造的最大工程可以有多大?

从登天云梯到太空大炮,人类历史上各国工程师设计过很多巨型的设施。每个想法在提出的时候,几乎都让人觉得不可思议甚至遭到嘲笑,可是有的想法现在已经成为现实。

人造的最大工程可以有多大?巨大人造工程—太空电梯—艺术假想图。古希腊科学家阿基米德留下豪言:“给我一个支点,我就能撬动地球!”当时他在琢磨的是杠杆的原理。后来,很多物理学家也延续这样的思路——每次发现一条普世的物理定律,自然地就想扩大应用规模,探索这样定律可以应用的最大范围极限。牛津大学研究员桑德伯格(Anders Sandberg)探索了历史上多个最具有野心的项目,发现它们其实并不像看上去那样“不可能”。物理学家牛顿(Isaac Newton)在人类找到办法进入太空之前很久的时期,他提出可以造一个超级大炮,把卫星发射到地球的轨道上去。1865年的科幻小说《从地球到月球》(From the Earth to the Moon)就描述了这个想法。到了20世纪,一些美国科学家开始认真考虑建造这样的大炮的可行性,他们的尝试不成功。可是,现在使用火箭升空的模式,曾经也被《纽约时报》在1920年公开地嘲笑过,称这是“没学好物理的高中生才会提出的想法”。1969年阿波罗11号宇航员从地面升空飞向月球的第二天,《纽约时报》才轻描淡写地发布一条声明撤回之前的说法。历史上还有不少大型项目的想法。地球起重机1603年,一位基督教的牧师提议建造一部机器,只需一些绳索和齿轮,就能把整个地球提起来。当时的理论说,1:10的齿轮可以让一个人提起自己能力上限10倍的重物,所以只要把24个齿轮和一个传送带连上,一个人就能缓慢地提起地球。人造的最大工程可以有多大?示意图,无文无关升天的电梯一些科学家希望造出一个使用太阳能的电梯,通过结实的绳索,另一端连接一个配重物,把地面的物体送上太空。而且,如果在绳索的一端系的是一艘飞船,还能把飞船送上太空,节省不少燃料。按照这种设想,他们认为在月球和火星上建造这种电梯将更实际一些,因为那里的引力比地球上小得多。戴森球还有的科学家提出,造一个巨型设施围住我们赖以生存的太阳,用于捕获大部分甚至全部太阳发出的能量,供给人类文明使用。其它主意其它主意还包括,修改地球的轨道,让地球距离太阳远一些;甚至移动星系内恒星之间的距离等。突破思维框架才能进步纵观历史的发展,桑德伯格发现,其实不少想法现在已经实现,只是实现的方式并不和当时的想法一样,再有的则是从局部一点点实现,将来拼凑起来就是实现想法提出的那样大工程。比如,即使是人们已经会用火箭进入太空的今天,也有科学家在尝试其它的升空方法。2014年成立的SpinLaunch公司,在尝试“高速旋转弹射”升空技术。再如戴森球构想,谁最初听到这个想法都会一笑了之。但是想想现在人类正在进行的进展:在太阳周围放置了大量吸收太阳能的各种探测器、望远镜、卫星等设备,如果持续这样发展,将来就是相当于在太阳周围布下一个巨大的结构体,在利用太阳的资源。在地面上,人类在从局部一点点建立互联网,现在已经联合成一个巨大全球规模的项目。另外,天上还漂浮着一部比一块足球场更大的机器——国际空间站。谁能说建造空中电梯就一定不可能呢?美国宇航局(NASA)已经启动“双小行星重定向测试”(DART)项目,发射一个太空器撞击小行星使其改道。这就是要改变天体轨道的初步尝试。桑德伯格说,科学的发展不能局限在已知的技术框架之中,实现目标可以有很多不同的方式,勇于梦想是人性的可贵之处。

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