对阿西莫夫《诸神自身》中的科学知识和逻辑关系的整理
2010-07-20 07:30阅读:
这篇文章用来对阿西莫夫的科幻小说《诸神自身》(The
Gods Themselves,1972)中的科学知识和逻辑关系做一个整理,不做这个工作,很难对里面的大量科学知识有一个系统的理解。不过,对于还没看这篇小说但是将来想看的人,还是先看小说的好,否则会减弱小说的效果。
这部小说所有的情节发展来自于这样一个假设,即存在着与我们的宇宙并列的无数个平行宇宙,其中某一个平行宇宙的自然法则与我们不同,那里,原子中的核力(强作用力)更大,大约是我们宇宙的100倍。
所以,“在我们宇宙中能量最大的核反应在平行空间中会更加强烈,甚至比我们这里会强上一百倍。这就意味着质子更容易克服静电结合在一起,同时,原子核保持稳定所需的中子也更少。”
“钚-186【
1】在他们的宇宙中是稳定的,但如果到了我们的宇宙中,它原子核内的质子就太多了,或者说中子太少。这样一来核力就不够强,故而不可能保持稳定,它会开始辐射正电子,释放能量。每辐射一个正电子,原子核内就有一个质子转化为中子。最终,每个原子核中的20个质子转化为中子,这时钚-186就变成了稳定的钨-186【2】。在这个过程中,每个原子核内少了20个正电子,释放出的这些正电子又会中和掉我们宇宙中的20个电子,进一步释放出能量。”
同样的原因,进入平行宇宙的钨-186也会发射20个电子并释放能量。“这样一来,钚和钨就可以在两个宇宙中永不停止地循环转化,并不断释放能量”,“这样,双方都能够从这个‘跨宇宙电子通道’的工作过程中获取能源。”
【3】
由这个原理,从发现平行宇宙中的生物传送过来的钚-186开始,人类建立了电子通道。但是,一个科学家发现,在获得能源的同时,也会使两个宇宙的自然法则相互中和,也就是说,使我们宇宙中的核力变成现在的十倍,而使平行宇宙中的核力变成十分之一。并且这种中和不会以光速均匀扩散到宇宙中,而是聚积在太阳系中。【4】
由于平行宇宙中更容易发生核聚变,因此,如果那里的恒星比较大的话(比如与我们的太阳一样大),那么就会由于剧烈的核聚变而爆炸,所以,那里的恒星都很小。反之,如果我们宇宙中的恒星也那样小,那么就不会有足够的物质进行聚变,就不会发光或者发很暗的光(就像是红矮星)。但是,因为我们的恒星很大,物质极多,所以当核力变强时,太阳内氢原子核的聚变就会显著加速和增强,最终将形成大爆炸,毁掉整个太阳系甚至银河中我们这一臂——猎户臂。
但毕竟免费且源源不断的能源的诱惑是极大的,并且还涉及到了领导电子通道的科学家的自尊心和利益,由此,引发了反对和赞成电子通道的两派人的斗争……
如果仅仅是如此,那么这部小说当然算不上精彩,最关键的部分是,阿西莫夫根据这个原理,在第二部分中用超强的想象力塑造了一个梦幻般的平行宇宙,以及里面的诸多人物及他们的家庭。
我们的宇宙中,核力弱,这就意味着微粒之间需要更大的空隙。“因为那些微粒的个体波动幅度更大,所以它们就需要更多的空间。”
【5】这样,微粒本身占有了大量的空间,所以外来的其它微粒就很难进入,也就是物质间就很难融合。【6】
而平行宇宙中,核力强,粒子本身占用空间小,粒子间可以有大量空隙,所以物质间可以相互渗透。生物也是如此,那里的普通智慧生物(小说里叫做“凡人”)是低密度的、漂浮的、没有固定形状的,以进食阳光为生的。他们的交媾不是身体的某一部分进入另一个部分,而是全部身体的互相融合,这种融合可以带来相当强烈的快感。一个“凡人”家庭由三种性别组成:理者——负责理性思考,对应我们世界中的男性;情者——活泼,有魅力,爱结群,不爱思考,是三人交媾中的媒介,对应我们世界中的女性;抚育者——负责生育和抚育后代,很难讲对应谁,从功能上看,应该是对应女性,但精神上的强烈责任感和固执又像是男性,在书中用的是男性代词。情者身体密度最低,因此她们可以渗入除了同类的其它物体进行自慰,比如渗入石头,叫做“石慰”。在完成抚育后代的任务后,家庭的三个成员会进行最后一次交媾,这一次他们会永远融合在一起,变成密度更大的、更具智慧的生命——长老。
还是由于平行宇宙中核力更强,所以恒星中的聚变更快,寿命比我们的恒星短千亿倍,太阳也就更快冷却,生物也就由于得不到足够的食物而慢慢减少。所以,那里的智者想到了教会我们的宇宙中的人类使用电子通道,以利用两个宇宙中的物质交换来获取能量。他们知道这种交换会造成他们的太阳加速冷却,但是太阳终究要冷却,而只要有电子通道,就不再需要太阳的能量了。他们也知道,这种交换会造成另一个宇宙中的太阳过热以至爆炸,但是这会形成相当大的能量流,以至于能够穿透到平行宇宙中为他们所用,也就是说,另一个宇宙中的生命的灭亡会换来他们生命的延续。由此,也引发了一个不愿意牺牲别人而换取自己生命的“凡人”——一个善良的而特别的情者,与自私的长老和理者的斗争。
还是不仅仅如此,小说的第三部发生在月球上,一个地球人想到,要想让人类放弃电子通道,就要找到其它的替代能源。于是,他想到了利用另外一个原子的核力比我们的宇宙更弱的平行宇宙——由于它的自然法则与第一个平行宇宙相反,所以可以叫它“反平行宇宙”。“那里的强作用力要比我们的弱很多,在这种情况下,大量的质子都相互远离,很难接近融合,所以要形成一颗恒星的话,需要聚集极大规模的氢原子”,“那里将会包含数量很少,但是体积庞大的恒星,事实上,只要强作用力足够弱的话,那么就足以形成这样一个宇宙——它只有一颗恒星,而这颗恒星包含了那个宇宙的所有物质”【7】,这实际上就是大爆炸之前的“宇宙蛋”模式。
由于“反平行宇宙”中的核力更弱,所以只要建立一扇能够使“反平行宇宙”中的物质流入的门,那么,流入的物质将由于核力增强而聚变,产生能量。同时,那里的自然法则也将与我们的进行中和,也就是将被第一个平行宇宙中和的法则再拉回来,只要比例控制得当,那么原来的电子通道还是可以继续使用,我们的法则会在两个方向的中和里保持不变。当然,“反平行宇宙”,也就是蛋形宇宙的核力会由于我们的中和而慢慢增强,而引发大爆炸,但这是几百万年以后的事情,而且,这个大爆炸会缔造恒星系、行星,和生命,也就是说,这一次,人类的作为相当于那个蛋形宇宙的创世主。
但“反平行宇宙”中的物质只有低密度的氢,根据热力学三大定律,它的流入只会出现在真空里,所以在月球的地表上建立这扇“门”(学名叫介子仪)比较方便。那个时候,月球上已经有了一万名左右的居民,其中的激进分子——尤其是在月球上出生的第二代移民(阿西莫夫对于他们在低重力条件下的身体变化和生活状态的描写也很精彩,甚至还包括一种特有的体育比赛),不再满意地球政府的领导,想脱离地球而独立。而从介子仪中溢出的蛋形宇宙的物质还带有动量,就像是火箭发动机一样可以产生反作用力,利用它可以改变月球的轨道使它脱离地球的引力,由此,地球人和月球人,以及月球人之间又产生了另一个小小的斗争……
综上所述,我们可以看到(如果有人能把这篇长文看到这里的话),阿西莫夫只利用一个平行宇宙的原子中核力更大的假设,就合乎逻辑地推演出了一个多么精彩的故事,演化出了多少矛盾冲突。这是怎样博大的想象力和创造力啊!
【1】钚,Plutonium,放射性元素,原子序数94,即具有94个质子。它是世界上第二毒的物质,5克的钚足以毒死所有人类,钚的毒性比砒霜大4.86亿倍。但这里的同位素钚-186具有94个质子,92个中子,原子量是186,这样的物质在地球上不存在,最接近的稳定的同位素是钚-240,
但它有146个中子,以使94个质子保持局部结构的稳定。
【2】钨,Tungsten,原子序数74,这里的钨-186具有74个质子,112个中子,原子量是186,结构很稳定。
【3】第一部,第二章。
【4】可参考第一部,第七章。
【5】第二部,第八章。
【6】这里我没有很明白,原子的大小应该只与电子的轨道大小,即最外面的电子层的直径有关,那么电子层的直径与核力是什么关系呢?而原子核的大小与核力又是什么关系?暂时还没找到相关资料可以说明。
【7】第三部,第十六章。