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一个猫片都加载不出来的城市，却能把导弹拦在外面 | 刘洋专栏

时间: 2021-11-05 09:41:25 | 作者：未来事务管理局 | 来源: 喜蛋文章网 | 编辑: admin | 阅读: 98次

一个猫片都加载不出来的城市，却能把导弹拦在外面 | 刘洋专栏

一座能拦住导弹的城市，但网速却慢如拨号，你愿意住进来吗？

基于晶体物理，刘洋博士为未来城市设计了一只看不见的罩子。罩子里，一切电子产品和交通工具都慢得令人发指，飙车、蹦极明令禁止，想上网？对不起，电脑连一张猫片都加载不出来。但也因此，这道透明的屏障，成为了绝佳的反导弹防御武器。

绝对防御之布里渊区

作者 | 刘洋

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22世纪，超高音速导弹技术逐渐成熟。当这种可以携带核弹头的可怕武器，以40倍高铁的速度飞向目标区域时，一般的拦截体系已经完全失效。

在日愈严重的国家安全形势面前，一种前所未有的终极防御体系逐渐发展了起来：一开始只是作为一种大胆的理论设想，后来随着对空间的量子本质的深入理解以及空间离散化技术的逐步成熟，这个设想终于得以实现。

布里渊区，一种基于空间离散化技术构建的终极防御体系。人为改变一个区域中的时空结构，赋予这个区域一个理论的速度最大值。这个上限值是由空间离散化条件所决定的，通常选取为2~3马赫之间。

当外界的物体（比如导弹）以超过上限值的速度v进入布里渊区之后，其速度会急速下降为低于Vmax的一个特定值V’，两者满足如下关系：

v^{'} =v~mod~v_{max}

mod是求余运算。意即如速度上限是1000m/s，当物体以3450m/s的速度进入布里渊区之后，其速度会减小为450m/s。这种减速是离散化的空间本身对速度的限制所造成的，因而具有极强的安全性和稳定性。从能量的角度来看，物体减小的动能其实是转化为了热能，并逐渐耗散掉。

这个区域的边界是并不明显可见，空气和行人都可以自由进出，因为其速度远低于阈值。但是，在某些特殊的情况下，布里渊区的边界也会产生一些肉眼可见的视觉效应。

△天气晴好，布里渊区的边界在阳光下隐约可见

例如太阳风爆发的时候，大量速度超过400km/s的高能粒子掠过地球。这些高能粒子在越过布里渊区的边界时，速度锐减，发出大量的热。在边界处的大气分子，受热激发，然后辐射出光子。

于是，在太阳风覆盖的区域，布里渊区的弧形边界处散发出一片像火焰般的红色光芒来。远远看去，就像是一个庞大无比的火球显现在半空中，笼罩着辽阔的大地。如果是在幽暗的夜里，则更为壮观。明月疏星，映衬着苍穹中那一道广阔而恢弘的弧光，真是宛如梦境一般。

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当然，布里渊区和《三体Ⅲ·死神永生》中黑域并不相同。在黑域之中，光速被降低了，因而当速度增加到接近上限时会产生相对论效应，从而使得速度无法超越光速。而布里渊区之中的光速没有改变（速度上限只对有质量的物体有效），也就是说当速度增加到接近上限时，并不会有相对论效应。

那么为什么速度无法超过上限值呢？

在晶体物理概念中，晶格中的布里渊区是一个具有周期性边界条件的区域。当速度增大到超出布里渊区的边界A时，从一个等价的角度来说，它相当于是从布里渊区中与A相对称的另一个方向回到了布里渊区——那个点的数值大小和A相等，但正负异号。

或者更直白地说，当速度越过Vmax的边界之后，物体的速度会突然变向。

举个例子，在布里渊区中，有人从一个大楼上跳下来。在重力的作用下，他的下落速度逐渐增加。然而，在其速度超过Vmax的那一瞬间，其速度会突然反向，也就是说他会突然变成以Vmax的速度向上飞去。

当然，在这之后，重力会再次把他拉下来：他会逐渐减速，到最高点，然后再次下落。可是无论如何，每次当他的降落速度超过临界值之后，他都会再次向上弹回去，从加速过程转变为减速过程。如果不考虑空气阻力，他会一直在空中做周期性的上下运动。

速度反向的过程会对人造成损害吗？虽然看上去在极短的时间内产生了2Vmax的速度改变量，加速度甚至比直接摔到地面更大，但要注意的是，人体的所有部分都是同时超速，也就是同时经历了速度的反向过程，因而，不同部位之间的加速度完全一致，相互间并没有作用力。

也就是说，人体在这整个过程中始终处于类似失重的状态，即使在反弹的那个瞬间也是如此，因而这个过程并不会对人造成损伤。所以，在掉落地面之前，这人并不会受到物理上的伤害——当然，也许在摔死之前就被吓死了。

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除了速度，布里渊区中还有一个与外界截然不同的特征。对每一种物质而言，都有一个温度上限。因为温度的本质就是物体热运动的平均动能。因此，速度的上限就带来了动能的上限，也就是温度的上限。

不同物质的温度上限不同。比如，对于氧气和氢气来说，其气体分子在相同速度下的动能不同，也就是温度不同。因此，在同样的速度限制之下，氧气所能达到的温度上限就远高于氢气。

举例来说，如果Vmax=1000m/s，在这个布里渊区中的氧气的极限温度就是约1010摄氏度，氢气的极限温度则为零下192摄氏度。也就是说，将氢气装在密闭容器中，不管怎么加热，它的温度都不会超过零下192摄氏度。不管用什么方法加热，不管在多大的压强下，它就是超不过这个温度！

幸运的是，处于如此低温状态的氢气，对于人体是没有任何危害的。即使将手伸入装着一瓶氢气的容器中，也不会被冻伤。因为被冻伤的前提是，气体分子从人体吸收了大量的热，从而造成人的肢体局部温度下降。然而，在布里渊区中，零下192度的氢气分子已经到达了它温度的极值，因而并不会从人体或者任何其他高温物体上吸收热量了，所以也就不会造成冻伤的情况。

我们可能逐渐注意到了这样一个事实，那就是布里渊区的速度上限必须要留有余地，不能太小，否则就会对人类的生活造成严重的影响。比如，当Vmax小于水沸腾时的分子平均热运动的速度时，会带来什么结果呢？在那种情况下，无论如何加热，水都不会开。

在布里渊区建立之初，曾经有一段探索期，那时候人们对速度上限造成的影响还没有太广泛的了解。最小的上限值曾经低至400m/s，仅略高于声速。

△ 在发现问题以前，布里渊区内人民还能搭一搭音速飞机

结果不久后，区域内就出现了大面积结冰现象，不仅是水，连一些小分子量的有机溶剂都凝固了。后来还发生了一件趣事：一个劫匪在用手枪射击时，因为子弹的速度超过上限，结果子弹逆行，造成了枪管炸膛。当然，对现在的1000m/s的上限值而言，除了一些狙击步枪和重机枪之外，大部分枪械都是可以正常使用的。

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在布里渊区生活，你会发现自己有很多事情需要适应。比如，在外界普遍使用的各种手机、电脑、电视等智能电器，在布里渊区里都无法使用。你的手机突然打不开了，或者突然卡得要死。

不管你用的是老式的硅芯片产品，还是21世纪后期流行的石墨烯芯片产品，其原理都一样：在各类芯片中，集成了大量的场效应晶体管，其运算过程，本质上就是这些晶体管中的栅极电容不断充放电的过程——也就是电子移动的过程。为了提高运算速度，就需要提高晶体管的特征频率，让充放电过程更迅速，也就是让电子移动得更快一点。

然而，即使是在21世纪初的那些硅芯片老古董里，电子的平均迁移速度也普遍达到了10000~100000m/s，远远超过了布里渊区的速度上限。因此，如果你真要在布里渊区里使用这些基于芯片的智能产品的话，那将是一件极其考验耐心的事情。就算是打开一个普通的网页，也要耗费十几分钟的时间。

因此，长期在布里渊区中生活的大部分都是一些具有反技术倾向的人。他们不使用任何智能电器，也不上网，平时依靠读报纸获取信息。屋后通常都有一片小菜园，下班后可以种种菜。自己酿一些果酒，在灰色的陶罐里腌制泡菜。

△ 不少人来到这里养老，当然，还有一些追求田园生活的怪咖

当然，也有离不开网络和电脑的地方，比如一些政府部门和科研单位。他们使用的是一种基于偏振光的量子计算机，从而摆脱了电子速度受到限制所带来的不便。

另一个很难适应的地方就是交通。在布里渊区中没有飞机或者高铁之类的高速交通工具，只有速度慢得让人发指的小火车。

其原因一方面是技术上的，因为在速度上限的约束下，很多电子芯片都变得不那么可靠了。另一方面的原因是，在布里渊区中，乘坐高速运动的交通工具，会给人带来一种外界所没有的额外风险。假如我们在一架以300m/s巡航的飞机上，布里渊区的速度上限为1000m/s，这就意味着在飞机里的每一个人，人体内的每一个分子，在飞机运动方向上的速度最高就只能是700 m/s了。

而在飞机速度的反方向，这个速度的限制则放宽到了1300 m/s。设想一下，在人体组织内向着各个方向做无规运动的水分子或者其他小分子化合物，在一个方向上其速度增大到700 m/s就变换了速度方向，而在另一个方向上则要增加到1300 m/s才会掉头。这会造成往两个方向上运行的分子数量出现明显的差异，从而给血管壁或者其他的细胞膜结构造成一个额外的压力差，对人体健康是不利的。

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在22世纪中叶，布里渊区采用了类似链式反应的方法来从普通的空间中激发构造。从一个称为“种子”的点开始，空间逐渐发生畸变，其边界渐次向外扩展和膨胀，覆盖的区域也逐渐变大，整个过程就像在吹肥皂泡一样。而这个过程中并不需要太大的能量，因为“布里渊区”其实是一种亚稳态，只要给它一个初始的激发能，它就可以自给自足地膨胀下去，直到边界失稳为止。

有一次，在激发的初期，“种子”下方的基底突然发生能量的失衡，随后引发了剧烈的爆炸。“种子”被炸飞到了天空，并且鬼使神差地被激发了。

接下来在太平洋西岸，数亿人亲眼目睹了一幕奇景。一个庞大的火球冲天而起，以一个几乎稳定的速度向上升腾。而且，随着时间的推移，球体还在变得越来越大。那个火球便是高速运动中的处于失控状态的布里渊区。其边界处因为对空气分子的减速效应而急剧发热，进而产生了大量的热辐射和电磁辐射。

在一段时间内，整个天空中都散射着它发出的强光，连太阳都无法看见。直到球体脱离了大气层，进入宇宙空间之后，其亮度才逐渐降低，这时候人们才敢重新抬头观望。

△ 不少市民目睹了防护罩不幸飞走的全过程

随着布里渊区逐渐远离地球，其轮廓也逐渐消失在了人们的视野中，只有通过望远镜才能看到，在苍穹之中，有一个发着微光的球形物体在缓慢运动着。一路上，几乎所有进入其包裹范围内的人造卫星都遭遇了突然的减速，像是击中了一团柔软的棉球。随后，这些减速后的卫星在重力的拖拽下进入大气层，化作一团团飞逝的流光。

事故后第七天，最令人担心的事情还是发生了。这个空间畸变所形成的球体与月球发生了碰撞。一道肉眼可见的强光，伴随着巨大的尘埃云，瞬间在月亮的表面喷发出来。数十倍于强太阳风暴的电磁射线猛烈地冲击着地磁场，连赤道上都看到了极光。在这样强烈的能量冲击下，那个始终发着微光的泡泡终于破裂了。

根据事后的测算，在月球进入布里渊区的那一瞬间，它让月球的动能瞬间减小了千分之一。虽然在几微秒之后，布里渊区就失稳破裂了，但是这次事故所带来的伤痕却长久地留在了月球表面——一个直径达两百公里的环形山。

在高耸的山环之中，到处可见大块在高温高压之下形成的半透明的石英玻璃。阳光在这些晶体之间肆意的反射和折射着，光影迷离，五彩斑斓，望之不似人间。

插图：RUPAM Γc 头图：二向箔管理员责编：船长作者：刘洋，三维宇宙的物理学博士，主要研究二维量子材料，同时也是一维科幻作家，因为一写起科幻小说来，周围的空间就不存在了，只剩下时间这一根轴。已出版科幻小说集《完美末日》。

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文章标签：科幻  科幻小说  物理学
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