一说三体——科学解读三体世界观 能造出无工质火箭吗？

直播时间：2022年4月19日（周二）19:00

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报告介绍

“一说《三体》——科学解读三体世界观”是继《一说万物》之后，墨子沙龙再次和王一老师合作，推出的线上系列科普直播活动。《三体》是科幻作家刘慈欣的宏伟巨著，充满想象力的故事和“科技”的结合，组成了一个有机的世界，展开了观众对宇宙法则、岁月、文明、维度和生命的思考。王一老师是一位《三体》迷，是一位科普大V，同时他是一名理论物理学家，他如何看待三体中让观众感到新奇、扣人心弦的概念？又如何“阅读”科幻小说呢？自4月8日起，每周二、周五，墨子沙龙邀请香港科技大学副教授王一老师，讲述《三体》中的科学——科学解读三体世界观。

在第三讲中，王一老师分享了“太空电梯”建造的方法。最早提出太空电梯的是齐奥尔科夫斯基，他受到埃菲尔铁塔的启发，想要建一座塔上太空，但是要修到地球同步轨道的高度还保持稳定，底座需要一个大国的面积，因此用压力结构去建造太空电梯是不现实的。

那么用拉力结构呢？比如从地球同步卫星上（或其他配重）垂下一条绳子，锚定在地球表面，构成一个张力轨道，电梯沿轨道上升。可以，但这要求绳子又轻又结实。小说《三体》里用纳米材料“飞刃”实现了这一构想，现实中也存在类似的材料——碳纳米管，且碳纳米管具有导电性能，可以利用电磁炮的原理给电梯加速。不过目前为止，人类只能制造出非常小的纳米管。如果有一天人类可以制造出足够长的、足够便宜的碳纳米管，并且实现可控核聚变来发电，用电驱动的太空电梯将是人类走向太空的第一步。

缆绳轨道，配重与地球同步转动 图片来自网络

太空电梯模拟 图片来自网络

在小说《三体》中，章北海是太空军高阶指挥官，也是一个坚定的逃离主义者，他认为在和三体文明的较量中，人类必然会失败。不过，他伪装成一个坚定的胜利主义者，极力主张研究高端战略技术——“无工质聚变发动机”，用核聚变的辐射能量直接推进飞船，摆脱工质对飞船质量的消耗，实现真正的星际远航。以期能够驾驶太空舰飞向其他恒星，为人类文明在宇宙中保留一粒种子、一个希望。在下一讲中，王一老师科学解读——“有可能造出无工质火箭吗？”

嘉宾介绍：

王一，2005年本科毕业于中国科学技术大学，2009年在中国科学院理论物理研究所获博士学位。之后在麦吉尔大学、东京大学IPMU研究所做博士后研究，曾任剑桥大学霍金高级学者。2015年加入香港科技大学。现为香港科技大学副教授。研究领域包括早期宇宙、暗能量、黑洞、引力波等；曾获国家自然科学基金委员会优秀青年科学基金项目(港澳)资助、香港大学教育资助委员会青年学者奖。教学与科普方面，曾参与编写第六版《十万个为什么》、出版科普书《一说万物》、任国际物理奥林匹克竞赛香港地区领队，曾获香港科技大学理学院教学奖，在校内多次被学生评为最喜欢的教师。