第一章 慧星牛仔
描繪錢勒船長狩獵領,於1992年發現,參考露(jane x. luu)和傑維特(david c. jewitt)合著文章“柯伊伯帶”(the kuiper belt, scientific american, may 1996)。
第四章 觀景室
同步軌道(geostationary orbit, geo)中“世界之環”(ring around the world)概念——它們透過赤道上塔和球相連——雖然完全可以看作是奇想,然而卻有堅固科學理論基礎。這顯然是聖彼得堡工程師阿蘇塔諾夫(yuri artsutanov)所發明“太空電梯”(space vator)擴大版。我在1982年曾和這位工程師有過一次愉快會麵,當時聖彼得堡還叫做列寧格勒。
阿蘇塔諾夫指出,在球和徘徊於赤道上特定區域衛星之間搭起一條纜線,在理論上是可行。今日大部分通訊衛星在geo上,即是徘徊在球上特定區域。有這樣開始,太空電梯(或以阿蘇塔諾夫生動語匯來說:宇宙臍帶)是可望建造起來,而載運上geo係統可完全由電力驅動。隻有在旅程其他時段才使用火箭推進器。
為避免火箭技術所造成危險、噪音,以及環境危害,太空電梯驚人減少所有太空任務成本。電力很便宜,載一個人上去軌道隻需花費100美元,而在軌道上繞一圈則需花費10美元,因為大部分能源在下降旅途中將恢複。(當然,付較高票價才能享受到好餐飲及觀賞電影。即使如此,1000美元就能來回於geo,你相信嗎?)
這理論是無懈可擊,但是有哪種材料,可以有效承受距離赤道3.6萬公裏高懸掛拉力,並有足夠強度能運送承載上去?當阿蘇塔諾夫寫他論文時,隻有一種物質符合這些可說是相當嚴格規格:結晶碳(crystalline carbon),即人們所知鑽石。不幸是,在市麵上無法購得所需百萬噸鑽石,雖然在《2061:太空漫遊》我已說明木星核心存在大量鑽石之原因;而在《天堂之泉》(the fountains of paradise)我提出更可取得來源:在軌道上工廠,那裏鑽石可以在無重力狀態生成。
1992年8月,亞特蘭提斯號航天飛機試圖邁出太空電梯“一小步”,當時做一項實驗,沿著一條長21公裏係鏈釋放、並取回載重。可惜,投資下去這項工程卻在幾百米處就卡住。
當亞特蘭提斯號航天飛機在軌道記者會提出《天堂之泉》,以及這次任務專家霍夫曼(jeffrey hoffman)在回到球時送我一本他簽名書時,我感到十分高興。
1996年2月,第二次係鏈實驗則稍稍進步些:載重真跑完全程,但在取回時纜線斷,因為絕緣體做得不好而導致漏電。(這或許是個幸運意外:我不禁想起與富蘭克林同時代人,他們試圖重複他著名但危險實驗——在大雷雨中進行風箏實驗——而致命事。)
除可能會發生危險外,從航天飛機發射出、扣在係鏈上負載,看上去就像用假蠅釣魚:看起來容易,其實並不然。但最終最後“大躍進”將會完成——一路直達赤道。
同時,碳第三種形式,碳60巴克球(buckminsterfullerene, c60,由60個碳原子構成足球形狀結構),使得太空電梯概念更為可行。1990年,一群休斯敦萊斯大學(rice university)化學家製造出管狀碳60,其張力比鑽石大許多。這群化學家領導斯莫利博士(dr. smalley)甚至進一步宣稱這是至今最強韌材料,並且補充道,借著它太空電梯就可能建造完成。(最新消息:我很高興知道史斯莫博士因這項研發而獲得1996年諾貝爾化學獎。)
現在,有一個令人吃驚巧合——它怪異得令我困惑:誰在負責這件事。
巴克明斯特.富勒(buckminister fuller)於1983年逝世,因此生前並未見到“巴克球”(backyballs)和“巴克管”(backytubes)這些使他身後極富盛名發現。在他許多最後旅程當中,有一次我有幸在斯裏蘭卡開飛機載他及其妻子安(anne),並帶他們去看看《天堂之泉》所提到特定點。不久過後,我用12英寸(還記得這種規格嗎?)lp錄音機(caedmon tc 1606)錄下小說,而巴克則友善在唱片封套寫下說明。這些事以一件令人訝異啟示
告終,它激發我對星城(star city)思考:
1951年,我設計一個可自由活動且結構簡潔環狀橋,在赤道上空並圍繞著它而組裝起來。在這“光環”橋內球依舊自轉,而這圓形橋則以自身速率旋轉著。我預見球上交通工具垂直上升移至橋中,旋轉著,並下降到所欲抵達球位置。
我堅信,如果人類決定投入此項投資(依據對此而產生評估,認為這不是一項資金甚巨投資),星城是可以被建設起來。除產生新生活型態,以及讓來自低心引力世界,如火星或月球參觀者更適應我們星球外,所有火箭研究都不需在表進行,而是讓它們回到所屬太空。(雖然我希望每年在肯尼迪角太空中心應景重演火箭升空,以喚起人們對火箭第一次升空興奮感。)
幾乎可以肯定是,大部分城市將是騰空架起,隻有非常小一部分城市作為科技目使用。畢竟,每座塔相當於千萬樓層高摩天大樓,而圍繞著同共步軌道環,則介於球和月球之間,但較靠近月球。若這個環形成完整一圈,數倍人口可以居住在這個空間中。(這引起一些有趣邏輯問題,我樂意把它們作為“學生作業”。)
關於“豆莖”(beanstlk)概念卓越曆史,以及其他更先進概念,如反心引力和空間扭曲,請參考羅伯特·伏特(robert l. forward)所著《科學魔術》(indistinguishable from magic)。
第五章 教育
1996年7月19日,我很驚訝在當報章讀到英國電訊人工生命團隊(artificial life team)領導人溫博士(dr. chris winter)相信我這章所描繪信息和儲存設備能在30年內發展完成!“我在1956年小說《城市與群星》(the city and the stars)中認為這些設備要在十億年後才可能出現,顯然是個失敗想像。”溫博士說,這種設備能讓我們“在實體上、情感上,和精神上重新創造一個人”,並且他評估這麽做所需要記憶空間大約是1013次方位元,比我所推測1015次方位元小二級。
我真希望當時能以溫博士名來為這種設備命名,這將會在正規圈子引起一些強烈爭論:“靈魂捕捉者”。至於這設備應用於星際旅行,請參考第九章。
我相信我發明以掌心對掌心信息傳遞方式,在第三章有描述,因此發現尼古拉斯·尼葛洛龐蒂(nichs negroponte)和他麻省理工學院媒體實驗投入這項研究已有多年時,實在叫人慚愧。
第七章 簡報
如果零點場(zero point field,有時被稱為“量子波動”或“真空能量”)能被開發出來,那麽它對我們文明所造成衝擊將是非常巨大。所有現今能源——石油、煤、核電、水力發電、太陽能——都會被淘汰,當然我們所擔心環境汙染問題也會隨之消失。所有這一切都變成一個大擔憂——熱汙染。所有能源最終成為熱,如果每個人有數百萬千瓦可玩,這顆星球很快就會像金星那樣:陰影處溫度高達幾百度。
然而,這狀況也有光明一麵:除這方法外,別無其他方式避開下一次冰河紀元,冰河紀元是一定會出現。“文明是冰河紀元之間休息時段。”出自威爾·杜蘭特(will durant)《文明故事》(the story of civilization)。
即使當我寫下這些話時,全球各實驗室優秀工程師宣稱他們正在開發這種能源。物理學家費曼曾估計過這種能源體積,大意是一杯馬克杯大小能源就足以把球海洋煮沸,真是令人印象深刻。
當然,這種想法會讓人不免一驚。相較之下,核能根本不是對手。
我很好奇,有多少超級新星真是由工業意外所誕生?
第九章 空中花園
在星城中移動最主要問題之一,就是距離太遠。如果你要拜訪一位在隔壁塔朋友(無論虛擬實境有多少優點,通訊永遠無法取代接觸),這距離相當於一趟月球之旅。即使擁有最快電梯,還是要花上好幾天而非數小時,否則生活在低心引力區人無法適應其加速度。
“無慣性推進器”(innertialess drive)概念——即作用在身體上每個原子推動係統,這樣當電梯在加速時,身體就不會感受到壓力——在1930年代由“太空劇”(space opera)大師史密斯(e. e. smith)所發明。這概念並非如其所聽起來那般不大可能,因為重力場正是以這種方式對身體產生作用。
如果你在表附近自由下墜(忽視空氣阻力),每一秒你速度會增加近每秒十米。此外,你會感到處於無重力狀態,不會感受到加速度,雖然到1分30秒時,你速度將增加為每秒1公裏。
若你在木星重力場下墜落也是如此,(其心引力為球2.5倍),甚至你在巨大無比場域內如白矮星或中子星(比球心引力強上幾百萬或幾兆倍),也是如此。你感受不到什麽,即使你在出發數分鍾後達到光速也是如此。然而,若你蠢到進入具有引力物質半徑,因為受力不均衡,潮汐力量(tidal forces)很快就會將你撕成碎片。進一步詳細資料,可參考我悲慘但文如其名短篇故事“中子潮汐”(neutron tide),收於拙著《太陽風》(the wind from the sun)中。
“無慣性推進器”就像可控製重力場域,它在科學小說之外很少被認真討論到,直到最近。1994年,三位美國物理學家發展偉大蘇聯物理學家薩哈羅夫(andrei sakharov)一些概念,並討論無慣性推進器。
海希(b. haisch)、瑞達(a. rueda)和普霍夫(h. e. puthoff)所寫“零點場中慣性”(inertia as zero-poinf field lorentz force, phys review a, february 1994),未來可能會成為具有裏程碑意義重要論文,在小說中,我已經賦予它這位。這篇論文提出一個很根本且被視為理所當然問題,即宇宙生成方式。
這三位美國物理學家所問是:“是什麽給予物體質量(或慣性)以致它需要外力才會移動,以及一股同樣力量以恢複它原先狀態?”
他們暫訂答案仰賴於一個遠離物理學家象牙塔,且不為人所知事實:即所謂空洞太空實際上是個能量沸騰大汽鍋——零點場,這點真是令人驚訝。這三位物理學家認為慣性和重力是一種電磁現象,它們是物體和場相互作用結果。
自法拉第(faraday)以來,有無數實驗試圖把重力和磁力結合起來,雖然有許多實驗宣稱取得成功,可是它們結果沒一個是經過證實。然而,盡管還很遙遠,如果這三位物理學家理論獲得證實,它將開啟反重力“太空推進器”(space drive)遠景;更迷人是,甚至可能控製慣性。這會產生有趣狀況:如果你以最小力道去觸碰一個人,他將在一小時內立即消失到幾千公裏遠方,直到他碰到另一頭而反彈停下來。好消息是交通意外將成為不可能事;自動車以及乘客可以毫發無傷以任何速度相互碰撞。(你覺得今日生活已經夠混亂?也許未來更熱鬧呢!)
我們目前所熟知太空任務中“無重力狀態”(下個世紀將會有數百萬人享受到這樣旅程),對我們祖父輩而言就像是魔術。消除,或隻是減少慣性是另一個相當不同狀態,甚至是完全不可能1。但它是一個很棒想法,因為它可以促成類似“遙距傳送”作用:你幾乎可以立即到各去旅行(至少在球上)。坦白說,我真不曉得少它要怎樣來管理“星城”!
在這部小說中我做一個假設,即愛因斯坦是對,沒有任何訊號或物體能超越光速。有一些包括複雜數學運算論文最近似乎認為:就如同許多科幻小說家所習以為常那樣,在銀河搭順風車旅客或許不必忍受這惱人限製。
整體而言,我希望這三位物理學家是正確,但似乎有一個根本反對意見。如果超光速(faster than light, ftl)是可能,為什麽這些搭便車,或者富有旅客沒有成行呢?
答案是,正像我們不會發展以煤為燃料宇宙飛船一樣,外星人沒有理由建造航行於星際之間交通工具,一定有其他更好方法。
界定一個人隻需要數量少到驚人“位”,或是儲存一個人一生中可能會獲取所有信息,這點在雪弗(louis k. scheffer)“機器智慧,星際旅行成本與費米吊詭”(machine intelligence, the cost of interster travel and fermi''s paradox, quarterly journal of the royal astronomical society 35, no.2)
描繪錢勒船長狩獵領,於1992年發現,參考露(jane x. luu)和傑維特(david c. jewitt)合著文章“柯伊伯帶”(the kuiper belt, scientific american, may 1996)。
第四章 觀景室
同步軌道(geostationary orbit, geo)中“世界之環”(ring around the world)概念——它們透過赤道上塔和球相連——雖然完全可以看作是奇想,然而卻有堅固科學理論基礎。這顯然是聖彼得堡工程師阿蘇塔諾夫(yuri artsutanov)所發明“太空電梯”(space vator)擴大版。我在1982年曾和這位工程師有過一次愉快會麵,當時聖彼得堡還叫做列寧格勒。
阿蘇塔諾夫指出,在球和徘徊於赤道上特定區域衛星之間搭起一條纜線,在理論上是可行。今日大部分通訊衛星在geo上,即是徘徊在球上特定區域。有這樣開始,太空電梯(或以阿蘇塔諾夫生動語匯來說:宇宙臍帶)是可望建造起來,而載運上geo係統可完全由電力驅動。隻有在旅程其他時段才使用火箭推進器。
為避免火箭技術所造成危險、噪音,以及環境危害,太空電梯驚人減少所有太空任務成本。電力很便宜,載一個人上去軌道隻需花費100美元,而在軌道上繞一圈則需花費10美元,因為大部分能源在下降旅途中將恢複。(當然,付較高票價才能享受到好餐飲及觀賞電影。即使如此,1000美元就能來回於geo,你相信嗎?)
這理論是無懈可擊,但是有哪種材料,可以有效承受距離赤道3.6萬公裏高懸掛拉力,並有足夠強度能運送承載上去?當阿蘇塔諾夫寫他論文時,隻有一種物質符合這些可說是相當嚴格規格:結晶碳(crystalline carbon),即人們所知鑽石。不幸是,在市麵上無法購得所需百萬噸鑽石,雖然在《2061:太空漫遊》我已說明木星核心存在大量鑽石之原因;而在《天堂之泉》(the fountains of paradise)我提出更可取得來源:在軌道上工廠,那裏鑽石可以在無重力狀態生成。
1992年8月,亞特蘭提斯號航天飛機試圖邁出太空電梯“一小步”,當時做一項實驗,沿著一條長21公裏係鏈釋放、並取回載重。可惜,投資下去這項工程卻在幾百米處就卡住。
當亞特蘭提斯號航天飛機在軌道記者會提出《天堂之泉》,以及這次任務專家霍夫曼(jeffrey hoffman)在回到球時送我一本他簽名書時,我感到十分高興。
1996年2月,第二次係鏈實驗則稍稍進步些:載重真跑完全程,但在取回時纜線斷,因為絕緣體做得不好而導致漏電。(這或許是個幸運意外:我不禁想起與富蘭克林同時代人,他們試圖重複他著名但危險實驗——在大雷雨中進行風箏實驗——而致命事。)
除可能會發生危險外,從航天飛機發射出、扣在係鏈上負載,看上去就像用假蠅釣魚:看起來容易,其實並不然。但最終最後“大躍進”將會完成——一路直達赤道。
同時,碳第三種形式,碳60巴克球(buckminsterfullerene, c60,由60個碳原子構成足球形狀結構),使得太空電梯概念更為可行。1990年,一群休斯敦萊斯大學(rice university)化學家製造出管狀碳60,其張力比鑽石大許多。這群化學家領導斯莫利博士(dr. smalley)甚至進一步宣稱這是至今最強韌材料,並且補充道,借著它太空電梯就可能建造完成。(最新消息:我很高興知道史斯莫博士因這項研發而獲得1996年諾貝爾化學獎。)
現在,有一個令人吃驚巧合——它怪異得令我困惑:誰在負責這件事。
巴克明斯特.富勒(buckminister fuller)於1983年逝世,因此生前並未見到“巴克球”(backyballs)和“巴克管”(backytubes)這些使他身後極富盛名發現。在他許多最後旅程當中,有一次我有幸在斯裏蘭卡開飛機載他及其妻子安(anne),並帶他們去看看《天堂之泉》所提到特定點。不久過後,我用12英寸(還記得這種規格嗎?)lp錄音機(caedmon tc 1606)錄下小說,而巴克則友善在唱片封套寫下說明。這些事以一件令人訝異啟示
告終,它激發我對星城(star city)思考:
1951年,我設計一個可自由活動且結構簡潔環狀橋,在赤道上空並圍繞著它而組裝起來。在這“光環”橋內球依舊自轉,而這圓形橋則以自身速率旋轉著。我預見球上交通工具垂直上升移至橋中,旋轉著,並下降到所欲抵達球位置。
我堅信,如果人類決定投入此項投資(依據對此而產生評估,認為這不是一項資金甚巨投資),星城是可以被建設起來。除產生新生活型態,以及讓來自低心引力世界,如火星或月球參觀者更適應我們星球外,所有火箭研究都不需在表進行,而是讓它們回到所屬太空。(雖然我希望每年在肯尼迪角太空中心應景重演火箭升空,以喚起人們對火箭第一次升空興奮感。)
幾乎可以肯定是,大部分城市將是騰空架起,隻有非常小一部分城市作為科技目使用。畢竟,每座塔相當於千萬樓層高摩天大樓,而圍繞著同共步軌道環,則介於球和月球之間,但較靠近月球。若這個環形成完整一圈,數倍人口可以居住在這個空間中。(這引起一些有趣邏輯問題,我樂意把它們作為“學生作業”。)
關於“豆莖”(beanstlk)概念卓越曆史,以及其他更先進概念,如反心引力和空間扭曲,請參考羅伯特·伏特(robert l. forward)所著《科學魔術》(indistinguishable from magic)。
第五章 教育
1996年7月19日,我很驚訝在當報章讀到英國電訊人工生命團隊(artificial life team)領導人溫博士(dr. chris winter)相信我這章所描繪信息和儲存設備能在30年內發展完成!“我在1956年小說《城市與群星》(the city and the stars)中認為這些設備要在十億年後才可能出現,顯然是個失敗想像。”溫博士說,這種設備能讓我們“在實體上、情感上,和精神上重新創造一個人”,並且他評估這麽做所需要記憶空間大約是1013次方位元,比我所推測1015次方位元小二級。
我真希望當時能以溫博士名來為這種設備命名,這將會在正規圈子引起一些強烈爭論:“靈魂捕捉者”。至於這設備應用於星際旅行,請參考第九章。
我相信我發明以掌心對掌心信息傳遞方式,在第三章有描述,因此發現尼古拉斯·尼葛洛龐蒂(nichs negroponte)和他麻省理工學院媒體實驗投入這項研究已有多年時,實在叫人慚愧。
第七章 簡報
如果零點場(zero point field,有時被稱為“量子波動”或“真空能量”)能被開發出來,那麽它對我們文明所造成衝擊將是非常巨大。所有現今能源——石油、煤、核電、水力發電、太陽能——都會被淘汰,當然我們所擔心環境汙染問題也會隨之消失。所有這一切都變成一個大擔憂——熱汙染。所有能源最終成為熱,如果每個人有數百萬千瓦可玩,這顆星球很快就會像金星那樣:陰影處溫度高達幾百度。
然而,這狀況也有光明一麵:除這方法外,別無其他方式避開下一次冰河紀元,冰河紀元是一定會出現。“文明是冰河紀元之間休息時段。”出自威爾·杜蘭特(will durant)《文明故事》(the story of civilization)。
即使當我寫下這些話時,全球各實驗室優秀工程師宣稱他們正在開發這種能源。物理學家費曼曾估計過這種能源體積,大意是一杯馬克杯大小能源就足以把球海洋煮沸,真是令人印象深刻。
當然,這種想法會讓人不免一驚。相較之下,核能根本不是對手。
我很好奇,有多少超級新星真是由工業意外所誕生?
第九章 空中花園
在星城中移動最主要問題之一,就是距離太遠。如果你要拜訪一位在隔壁塔朋友(無論虛擬實境有多少優點,通訊永遠無法取代接觸),這距離相當於一趟月球之旅。即使擁有最快電梯,還是要花上好幾天而非數小時,否則生活在低心引力區人無法適應其加速度。
“無慣性推進器”(innertialess drive)概念——即作用在身體上每個原子推動係統,這樣當電梯在加速時,身體就不會感受到壓力——在1930年代由“太空劇”(space opera)大師史密斯(e. e. smith)所發明。這概念並非如其所聽起來那般不大可能,因為重力場正是以這種方式對身體產生作用。
如果你在表附近自由下墜(忽視空氣阻力),每一秒你速度會增加近每秒十米。此外,你會感到處於無重力狀態,不會感受到加速度,雖然到1分30秒時,你速度將增加為每秒1公裏。
若你在木星重力場下墜落也是如此,(其心引力為球2.5倍),甚至你在巨大無比場域內如白矮星或中子星(比球心引力強上幾百萬或幾兆倍),也是如此。你感受不到什麽,即使你在出發數分鍾後達到光速也是如此。然而,若你蠢到進入具有引力物質半徑,因為受力不均衡,潮汐力量(tidal forces)很快就會將你撕成碎片。進一步詳細資料,可參考我悲慘但文如其名短篇故事“中子潮汐”(neutron tide),收於拙著《太陽風》(the wind from the sun)中。
“無慣性推進器”就像可控製重力場域,它在科學小說之外很少被認真討論到,直到最近。1994年,三位美國物理學家發展偉大蘇聯物理學家薩哈羅夫(andrei sakharov)一些概念,並討論無慣性推進器。
海希(b. haisch)、瑞達(a. rueda)和普霍夫(h. e. puthoff)所寫“零點場中慣性”(inertia as zero-poinf field lorentz force, phys review a, february 1994),未來可能會成為具有裏程碑意義重要論文,在小說中,我已經賦予它這位。這篇論文提出一個很根本且被視為理所當然問題,即宇宙生成方式。
這三位美國物理學家所問是:“是什麽給予物體質量(或慣性)以致它需要外力才會移動,以及一股同樣力量以恢複它原先狀態?”
他們暫訂答案仰賴於一個遠離物理學家象牙塔,且不為人所知事實:即所謂空洞太空實際上是個能量沸騰大汽鍋——零點場,這點真是令人驚訝。這三位物理學家認為慣性和重力是一種電磁現象,它們是物體和場相互作用結果。
自法拉第(faraday)以來,有無數實驗試圖把重力和磁力結合起來,雖然有許多實驗宣稱取得成功,可是它們結果沒一個是經過證實。然而,盡管還很遙遠,如果這三位物理學家理論獲得證實,它將開啟反重力“太空推進器”(space drive)遠景;更迷人是,甚至可能控製慣性。這會產生有趣狀況:如果你以最小力道去觸碰一個人,他將在一小時內立即消失到幾千公裏遠方,直到他碰到另一頭而反彈停下來。好消息是交通意外將成為不可能事;自動車以及乘客可以毫發無傷以任何速度相互碰撞。(你覺得今日生活已經夠混亂?也許未來更熱鬧呢!)
我們目前所熟知太空任務中“無重力狀態”(下個世紀將會有數百萬人享受到這樣旅程),對我們祖父輩而言就像是魔術。消除,或隻是減少慣性是另一個相當不同狀態,甚至是完全不可能1。但它是一個很棒想法,因為它可以促成類似“遙距傳送”作用:你幾乎可以立即到各去旅行(至少在球上)。坦白說,我真不曉得少它要怎樣來管理“星城”!
在這部小說中我做一個假設,即愛因斯坦是對,沒有任何訊號或物體能超越光速。有一些包括複雜數學運算論文最近似乎認為:就如同許多科幻小說家所習以為常那樣,在銀河搭順風車旅客或許不必忍受這惱人限製。
整體而言,我希望這三位物理學家是正確,但似乎有一個根本反對意見。如果超光速(faster than light, ftl)是可能,為什麽這些搭便車,或者富有旅客沒有成行呢?
答案是,正像我們不會發展以煤為燃料宇宙飛船一樣,外星人沒有理由建造航行於星際之間交通工具,一定有其他更好方法。
界定一個人隻需要數量少到驚人“位”,或是儲存一個人一生中可能會獲取所有信息,這點在雪弗(louis k. scheffer)“機器智慧,星際旅行成本與費米吊詭”(machine intelligence, the cost of interster travel and fermi''s paradox, quarterly journal of the royal astronomical society 35, no.2)