网上科普有关“《三体》中的奇妙物理学”话题很是火热，小编也是针对《三体》中的奇妙物理学寻找了一些与之相关的一些信息进行分析，如果能碰巧解决你现在面临的问题，希望能够帮助到您。
小说中“三体星系”原型——半人马座α三合星系统想象图。这里会有外星文明吗？
小说中三体人武器水滴模拟图。科幻小说能否催生科学发现？河北日报资料片
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8月23日，我国科幻作家刘慈欣的小说《三体》获得科幻文坛大奖雨果奖。雨果奖被誉为科幻小说界的诺贝尔奖，《盗梦空间》、《复仇者联盟》、《权力的游戏》等诸多科幻名著都曾获此殊荣，刘慈欣是获得该奖的首位亚洲人。《三体》被认为是迄今为止中文科幻界出现的最具影响力的科幻小说之一。
三体、黑域、智子、水滴、二向箔……翻开小说，看到这些奇幻的字眼时，你是否会脑洞大开？在《三体》中，刘慈欣融入了大量的前沿物理学理论，并在此基础上加以延伸，树立了硬派的科幻风格，向读者呈现出一个个神秘莫测的科幻奇景。那么这些科幻奇景与现代物理学有哪些联系？他们是否有可能成为现实呢？
河北日报、河北新闻网记者 陈诚
“三体”是什么？现实宇宙中存在“三体星系”吗？
在小说《三体》中，三体人居住在一个有三颗恒星的星系里。由于三颗恒星处于无规律运转状态，不断吞噬星系中的行星，造成行星上智慧生命不断地重生和毁灭，最后只剩下三体文明存活下来。因此，三体人决定迁徙至外界星系，进犯最近的宜居行星——地球。
仰望星空，我们会发现一颗极为明亮的星星——半人马座α，一个距离太阳只有4.22光年的恒星。这颗恒星所在的半人马座α三合星系统是距离太阳系最近的恒星系统，也是小说中“三体星系”的原型。
“半人马座α三合星系统由A、B、C三颗恒星组成，这个现实的星系相对稳定，并不像小说里那样混乱。”燕山大学物理学教授朱艳英说，它并不是标准的三体系统，而是一个双星系统加一个卫星恒星。A星和B星以一个偏心率较大的椭圆轨道互相围绕旋转，公转周期为79.9年。较小的C星（比邻星）则在遥远的0.2光年之外，以50万年以上的周期围绕A、B星的质量中心缓慢公转。
实际上，三体是物理学中的著名现象。1900年，著名数学家希尔伯特提出了N体问题的特例——三体问题，时至今日，三体问题依然困扰着物理学界。
“三体问题是天体力学中的基本模型，即探究三个质量、初始位置和初始速度都为任意的可视为质点的天体，在相互之间万有引力作用下的运动规律问题。”燕山大学物理学教授朱艳英表示，目前，三体问题仍得不到精确求解，无法预测所有三体问题的数学情景，只有几种特殊情况已研究。
三体问题最简单的例子就是太阳、地球、月球的关系，太阳系仅有一颗恒星——太阳，太阳的轨道恒定，地球的轨道恒定，地日的关系恒定，因此地球才能维持相对恒定的生存环境。那么，刘慈欣笔下那样毫无规律运转的“三体星系”在现实宇宙中真的存在吗？
据英国《新科学家》杂志报道，距离地球大约4200万光年的宇宙深处，存在着3个孤零零的星系，这三个星系的外围被一团氢气团包围，一团无形的暗物质纽带将它们关联在一起。这个“三体星系”构成的“空洞集群”被科学家命名为VGS_31。天文学家表示，此前还从未在一个宇宙空洞区域内看到过这样的星系系统。
黑域存在吗？黑洞和黑域有什么关系?
在小说中，一个智慧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，而唯一无害的前提就是这个文明永远无法驶出自己所在的恒星系，这个恒星系成了黑域，即光无法逃离出去的区域，被称为宇宙保险柜。
那么，黑域就是黑洞吗？
黑洞是现代广义相对论中，宇宙空间内存在的一种密度极大体积极小的天体。黑洞的引力很大，使得视界内的逃逸速度大于光速。“黑洞的引力场非常剧烈并且快速变化，任何物体都会像面条一样被巨大引力拉伸。也就是说，任何物质或者任何人都无法在黑洞中幸存，更谈不上文明的存在。”朱艳英说。
于是，作家刘慈欣在小说中发明了低光速黑洞，假定将真空光速降至太阳系的逃逸速度每秒16.7千米，从而使整个区域变成黑域。作为一种科幻设想，黑域在广义相对论中是可能实现的吗？
“光速变小，与光速有关的一切物理学参数就变了。”著名物理学家、科普作家李淼在所著的《三体中的物理学》一书中分析了黑域，认为如果光速变小，人类将不复存在。
人类由原子组成。原子理论中有个精细结构常数，这个常数标志着电子和质子之间的电磁互相作用强度。原子中，电子的速度就是精细结构常数乘以光速。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。当光速突然变小到每秒16.7千米，电子在原子中就超光速了，这和黑域中光速为速度上限的设定矛盾，可能导致原子的解体。
三维人进入四维会发生什么？维度武器“二向箔”可行吗?
“一个四维的空间泡飘过地球，与地球的一部分发生了重叠，于是，在这片四维空间的范围内，三维空间的一切都被完全敞开，人们可以随意从一个地方穿越到另一个地方，从密闭的墓室里拿出珍宝，从囚犯完好无损的头颅中取出大脑……”——这是小说《三体》对四维空间一段精彩的描述，就好像二维平面对于三维空间的我们来说是一览无余的，从四维空间看来，三维的物体也同样无处隐藏。
在物理学中，“维”是一种度量，在三维空间坐标上，加上时间，时空互相联系，就构成了四维时空。“一维是线，二维是面，三维是静态空间，四维是动态空间。”朱艳英介绍说，理论上多维空间是存在的，时间空间的维度是宇宙最基础的性质，只是人类的观测只能到三维。
如果真的存在多维空间，三维世界的我们能否进入四维或者更高的维度空间呢？
众所周知，人的身体是由分子原子构成。“而分子原子一旦进入四维空间就会不复存在，人体也就会随之解体。因此，人类无法进入四维，更谈不上进入更高的维度空间。”朱艳英说。
基于多维空间的假定，刘慈欣在小说《三体》中设计了一种维度武器叫“二向箔”。高级文明向太阳系扔来一张小纸片“二向箔”，导致整个太阳系跌落到二维空间，几乎毁灭整个人类。
那么，这种维度武器在现实中是否可行？在理论物理的分支学科弦论中，这种可能性是存在的。
在弦论中，空间维度的变化可看成类似液态水变成水蒸气的相变。当水达到沸点时，液体中开始出现小气泡，小气泡慢慢地变大，最终吞噬整个液体。气体密度和液体密度的差别可以看成一种物理量，它被物理学家称为场。
小说中的“二向箔”中也有一种场，能量比较低，一旦与三维空间直接接触，就变得像水中的气泡那样开始膨胀，触发三维空间的能量较高的场向能量更低的地方跳，让“二向箔”越长越大。这种降维武器一旦触发就无法停止，只有乘坐光速飞船才能逃生。
智子、水滴等小说中的科幻武器可行吗？
在科幻故事中，战争是永恒的主题。
在《三体》中，包括维度武器“二向箔”在内的几大武器令读者脑洞大开。“因为这两个质子的存在，人类的科学将不可能有任何重大进展。”《三体》中的这样一句台词，道出了《三体》广受赞誉的第一个科幻武器——质子，又叫“智子”。
三体人在尚无法抵达地球时，向地球发射了两个“质子”，专门扰乱基础物理实验依赖的大型对撞机（也叫高能加速器），从而打断了人类科研的正常进程。对撞机被干扰，真的会让人类科技“锁死”吗？
在现实生活中，大型对撞机是基础物理学进步的最重要来源。“物理学的种种理论必须通过实验验证才能证明，如果大型对撞机的实验结果真的被干扰，确实会重创物理学的创新发展。”朱艳英说。
物理学家李淼在一次采访中谈道：“三体可以随时控制质子，这是《三体》里面最大的硬伤。”智子的设定，实质是认为科学实验有可能被智能干扰，从而不遵守“碰撞完全随机”的实验前提。
但是如果智子掌握和计算地球上所有的量子，那么它内部工作的量子必然更多。那么它就是一个比它要模拟的对象更复杂，能量更大的系统。如果它比宇宙更小，那么它就没法精确地预测一切。
“银河系在它的表面映成一片流畅的光纹，使得水滴看上去纯洁而唯美。”在《三体》中，水滴是刘慈欣又一神奇设定，它可以极快地加速到接近光速，仅以简单的撞击方式，就在半小时内使人类2000艘核聚变动力战舰全军覆没。
小说中，刘慈欣假设水滴的物质结构由强相互作用力控制。如果该物质的基本组成是分子和原子，那么强相互作用力是核子（即质子和中子）之间的力，其力程比氢原子的大小还要小四个量级，在原子构成的材料中不起作用。
如果水滴的材料并非由原子和分子构成，而由更基本的粒子夸克和胶子构成呢？
“夸克之间的距离比中子半径还小，水滴的密度会太大，而小说中的水滴质量还不到10吨。所以，水滴材料的控制力不可能是强相互作用力。”朱艳英说，如果硬要水滴的设定成立，就必须假设一种尚未被人类发现的新型材料。
“无论这些假设是否成立，《三体》把科学融于文艺，让读者更多地接触和思考物理学前沿的科学问题，起到了意想不到的科普作用。”朱艳英说。
三体中的智子是什么东西
花了大约15天的时间，在kindle上看完了《三体》三部曲。很久没有这么短时间密集地看完一套书了，因为着迷，所以空余时间基本就是捧着kindle。其实主要还是兴趣使然，觉得有趣就会停不下来。其他书可能翻了几页就扔下了，所以阅读要从感兴趣的开始。
我是理工科，所以《三体》中最吸引人的就是那些高科技脑洞。作为科幻小说，虚构当然占了很大部分，但还是有很多未来科技是建立在我们现有的物理、科技常识之上的。这类未来科技看起来很先进，甚至天马行空，但是却有基础科技知识，或经证实了的前沿物理研究来支撑。而科幻小说中最有趣，最吸引我的也就是这些，看起来好像遥远但又够得着的未来科技。
两个质子锁住地球
质子作为构成原子核的微观粒子，肉眼不可见，重量质量可以忽略不计。就是这么一个可以无视的，甚至不能对我们造成任何影响的粒子，三体人却利用它监视地球，并控制了地球科技的进步。更准确的说是，在地球科技发展道路上，竖起了一道不可逾越的屏障。从此，各领域的发展、研究都将会止步于这道无形的墙。以此来保障自己星球的安全，并为占领地球争取时间。
三体人是如何做到的呢？
首先要提一下量子纠缠理论：一个原子核在衰变成两个质子后，如果一个质子顺时针旋转，根据能量守恒定律，另一个质子必定会逆时针旋转。如果干涉其中一个质子的状态，则另一质子的状态也会改变，不管这两个质子空间距离有多远都成立。
三体人的科技水平远在地球之上，他们已经可以操控微观世界十一维中的九维。三体人将质子的九维结构在二维平面上展开，得到一张超级大的薄膜，在薄膜上蚀刻电路之后，再将薄膜折叠恢复原来大小，这样就把一个质子改造成为一台超级计算机。三体人改造了四个质子，并通过量子效应组成了感应矩阵，使得它们之间可以通信。然后，将其中的两个质子，发射到了地球。这样，三体人就可以通过控制家中的两个质子，来遥控地球上的两个质子。
那两个质子如何阻挡地球科技发展呢？
因为地球基础物理研究，都处于微观粒子研究阶段，而研究的主要手段或者工具，就是高能粒子加速器，通过粒子的轰击，来研究微观粒子的结构。潜伏在加速器中的质子，伪造实验结果，干扰试听，导致实验得出的结果，根本没有规律可寻。人类在微观粒子等基础理论上的研究也就将止步不前。物理、化学、计算机、生物、医学等其他各学科的发展，最终也都会撞到这堵墙上。至此，地球科技将被质子永远锁住了。
“锁死人类科学，在三体舰队到达前的四个半世纪，因为这两个质子的存在，人类的科学将不可能有重大进展。据传伊文斯说过这样的话：两个质子到达地球之时，就是人类科学死亡之时。”
每次想到这两个质子，都会感慨万千，如此渺小的粒子，居然能对宏观世界产生如此大的影响，听起来是天方夜谭，但细思极恐，这从科学理论上也好像能够解释的通。如此，顿觉自己之渺小，宇宙之无垠，世界之繁杂，知识之无涯。
倾尽人类科技，能在150年内制造出三体中神物水滴吗？
三体中智子时三体文明制造的一种智能微观粒子，它是利用质子改造的智能计算机。
智子（Sophon）是科幻小说《三体》系列中的高科技人工智能或三体人操控的微观粒子。智子控制的拟人机器人，可视作三体人驻地球的大使，直受三体人控制。三体人把质子展开成二维并蚀刻上电路，制成超级计算机。制造出多个智子后，连续收缩维度至11维。
智子锁死的并非是人类的全部科技，智子锁死的人类基础科学是基于以下认知：科学技术的全面发展取决于基础科学的发展，而基础科学的基础又在于对物质深层结构的探索，如果这个领域没有进展，科学技术整体上就不可能产生重大突破。
即将锁死基础科学就等于堵塞该星球提升文明等级的道路。致使人类物理学家误认为物理学不存在，从而搞乱人类整体的思想。智子的基本原理就是潜伏在地球人的高能加速器后，替代高能加速器中的靶标粒子接受撞击而引起混乱的结果，就是智子通过干扰粒子。
使物体运动不规律，运动的变量值也不同，从而使人类不可能找到正确的结果，也就无法对物质深层的结构进行有效探索，从而无法产生突破性的发展。
制造技术
该技术在三体人准备侵略地球时已经具备，不过因为三体人展开质子的工具是巨型粒子加速器，而且第三次展开时才成功地将质子展开成二维的，所以我们可以认为当时的三体人仅仅是刚开始掌握这项技术。
准确地说，是对质子平面局部的强相互作用力进行扭结而形成电路。三体人已经拥有强互作用力材料制造的探测器，因此用强相互作用力进行操作应该是没什么问题的。该技术是在质子的低维展开技术出现之前就已经出现了的。
人类在一百五十年内不可能制造出三体中的水滴。相信看过《三体》的朋友都对里面的强大科技所震撼。二向箔是一种毁灭世界的强大武器，智子是未来的超人工智能机器人，还有与地球文明有过深深接触的水滴。首先我们讲讲水滴是什么东西，水滴是三体文明向地球文明发射的探测器，水滴的长度大约为3.5米，头部呈浑圆状，尾部有个尖尖的尾巴，在人们看来几乎是一枚完美的水滴形状，表面呈现完美的镜面，无论人们采取多大倍数的放大镜来观察，它的表面依然是镜面一样光滑。丁仪这时候意识到制造水滴的科技已经比人类高太多太多，水滴的表面是质子克服强作用力紧密排列起来的，而不是依靠打磨实现的。
突然有一种害怕在他心头涌现，然后水滴开始启动了，它以自身在高速运行下横冲直撞，瞬间将整个银河舰队以摧枯拉朽的态势摧毁。制造水滴的材料人们不清楚，也研究不了，因为它的表面坚硬，人们根本打不开，只知道水滴的表面有一个强作用力发生器，将这些物质的原子核克服强作用力，使其一个靠一个紧紧地压缩在一起，形成了质子的海洋，它的里面所包含的元素是天文数字的。
要制造水滴有两个必须要实现的要素，一个是水滴所需要的表面材料，另一个是水滴的发动机，以此来为它提供动能。目前四种作用力，人们只能制造与控制电磁力，要想利用强作用力，就必须克服电子间的库伦斥力，这在现在看来是一项不可能完成的任务。
水滴发动机的原理是?真空瓦尔塞克斯电场涡环推进?，它瞬间可以将速度提高到30千米/秒，而达到这么快速度所需要的能量依然是人类科技无法达到的。人类现在的研究还处在理论阶段，所以150年内，要想造出水滴看来是不可能的。
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