《巫师、外星人和星舰》章节试读

《巫师、外星人和星舰》的笔记-第118页 - 第9章 载人星际航行

当前我们面对载人航天问题的处境，就像查尔斯•巴比奇在19世纪60年代面对机器计算问题的处境一样。他发现了现代计算机的基本原理，然后就试图用那个时代的技术来实现他的设想。但当时整个社会的技术水准就是太低了一点点，以至于他的分析机就是无法建造成功。我们当前的处境也像当时的他一样：使用化学燃料的火箭，喷气速度仅有数千米每秒，堪堪能够把无人採测器送往太阳系其他行星，但在载人项目方面，则毫无用处。

《巫师、外星人和星舰》的笔记-第270页 - 高级文明和卡尔达谢夫等级

如果你下定决心要那么多能源，也就必须付出相应的代价。最终，Ⅰ类文明需要一个完全可控的生态系统。它将会要求整个生物圈经历一场剧变，以至于绝大多数动物（包括人类）都需要做出改变才能生存。像很多科幻小说中的其他创意一样，这个概念看来也来自奥拉夫·斯塔普尔顿的小说《最后的人和最初的人》以及《造星主》。在《造星主》一书中，银河系各大文明用基因方法改变了他们居民的生物形态，变成了能效极高的超级智能昆虫，以便在时间的尽头用最高效率使用恒星放射出的能量。就像很多其他作者提出过的，这样的环境可能还会有很多其他的结果，例如大部分人类将自身“下载”到电脑系统中，然后就可以随心所欲地改变实体世界，而不需要担心后果。电脑可能会想要把我们消灭（或试图这样做），就像《终结者》电影里展示的那样。然后由它们取代我们（小说《海伯利安》探讨了这种可能性）。我们也可能会改变自己的基因，以便适应高级技术带来的极为不同的环境，就像布鲁斯·斯特林的系列小说《极世天网》中所写的那样。我们也可能无意中促成了这样的局面，因而获得了一个Ⅰ类文明（这差不多就是格雷格·贝尔名作《血音乐》中的故事），或者出现杂合上述多重变化的局面。
豁然开朗，原来如此，有木有！很多科幻这种设定，都是因为能源！

《巫师、外星人和星舰》的笔记-第282页 - 第21章 古戈年

当所有恒星已死，幸存的文明获取能量的方式就是这样子：找块没用的垃圾，扔进附近的黑洞里。这引发了很多奇怪的推理和设想，以及各种神奇的情节。你可以想象在遥远的将来，某种文明可能会为了确保未来一年的能量收成，给黑洞献祭一两位纯洁的少女。这肯定比把她们丢进火山口管用。
霍金辐射强度太低，难以直接利用，但可以从落入黑洞的物质中获取能源，有两种方法：
1) 落入黑洞的物体经过吸积盘时被加热，放射出电磁波；
2) 通过引力波（重力辐射）。
古戈年：Year Googol（10^100）

《巫师、外星人和星舰》的笔记-第285页 - 我们最后的敬意

地质学史告诉我们，生命只是两端漫长死寂之间的短暂插曲，即时在这段时期，理想之光也仅仅持续过、将来也还是之只能持续短短的一瞬间，思想是一道光，刺破这漫漫长夜。
但也是有这道光，才意味着一切。
——亨利·彭加勒

《巫师、外星人和星舰》的笔记-第268页 - 高级文明和卡尔达谢夫等级

1964年，在一篇论述寻找先进外星生命的论文中，苏联天文学家尼克洛·卡尔达谢夫提出了一份高级生命的等级标准：
Ⅰ类文明：有能力控制它们整个行星资源的文明；
Ⅱ类文明：能够控制行星所环绕的恒星全部能量的文明；
Ⅲ类文明：能够控制所在星系全部能量的文明。
事实上，自最初的论文中，Ⅰ类文明被描述成我们现代社会的样子，而并没有提到必须控制整个行星的所有资源。但是，自从论文发表之后，就被变成了上面所列举的面貌。
……
我们距离Ⅰ类文明的差距，跟工业化革命之前的社会跟现代社会的差距差不多。工业革命后也是花了大约250年的时间才发展出我们现在的社会，那么我们可以想象，可能还要花同样的时间才能升入下一级。

《巫师、外星人和星舰》的笔记-第73页 - 太空殖民地

1977年，普林斯顿大学的物理学家杰拉德·k·奥尼尔提出，凭借当时的技术条件，就已经可以在太空建造永久性居住地，并使之拥有同地球表面生活的一切便利条件。他提出了建设大型太空站，并在上面安置数千乃至数百万人的设想。这类太空站通常为椭球体或圆柱形，并沿主轴旋转，以便为里面居住的太空居民提供人工生力。
最早提出此类设想的并不是奥尼尔，他吸收了若干前人提出过的观点，包括康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基和J.D.伯纳尔，后两者都曾阐述过类似的设想。科幻小说家阿瑟·克拉克也把伯纳尔看作自己的理论先驱，他曾表示：伯纳尔的著作《世界、肉身与魔鬼》是他读过的最重要作品之一。但是，让这些观点广为人知的，却是奥尼尔的专著。尤其是因为他的作品出版时间，是在人类成功登月之后不久。当时看来，人类探索更为广阔宇宙空间的前景似乎已经近在咫尺。
在奥尼尔笔下，建造太空殖民地的动机非常高贵：读他的书，你能感觉到，这是一位富有自由主义精神，关心人类未来福祉的有志之士。在他设想中的未来，大部分人类都已经迁离地球，住进了太空殖民地。而重工业也被转移进太空，以免污染地球环境。人们在小行星带和月球开采资源以获取原料。他在为《当代物理学》杂志撰写的文章中预测，到2008年，将有2000万人生活在地球之外。到2060年，地外人类将超过地球人口。他估计，能够容纳10000名居民的空间站，造价约为300亿美元（大致相当于2013年的1000亿美元）。而此类空间站赚回投资的周期约为20年。他的著作促使NASA展开了几项极为详尽的太空移民科研项目，其中考虑了多种设计思路。第一项是给人印象深刻的《太空城市设计研究》，这是一份长达185页的研究报告，覆盖了多种多样的主题，包括发射系统、辐射防护，以及如何避免纯人工生活环境下可能产生的心理焦虑等课题。这份报告的全文以及很多其他相关材料，都可以在网络上找到。文档最晚更新时间是1992年，杰拉德·K·奥尼尔逝世的那一年。
！！！

《巫师、外星人和星舰》的笔记-第285页 - 古戈年

我想用一段深得我心的话结束这本书。希望这是一种譬喻，既是对科幻，也是对人性中一切美好的东西。这段话的作者，是伟大的法国数学家亨利·彭加勒：
地质学史告诉我们，生命只是两段漫长死寂之间的短暂插曲，而即便在这段时期，理性之光也仅仅持续过、将来也还是只能持续短短的一瞬间，思想是一道光，刺破这漫漫的长夜。
但也只有这道光，才意味着一切。

《巫师、外星人和星舰》的笔记-第38页 - 克莱伯定律之一：美人鱼

在几乎所有关于美人鱼的描述中，她们都长有水平方向的尾鳍，而所有真正的鱼类的尾鳍都是竖直方向的。这一区别意味着他们游泳方式大有不同。以鲨鱼为例，它们游泳是依靠前后扭动身体的方式，任何人类都无法轻易地像它们那样游泳。而鲸游泳，靠的是上下摆动尾鳍，这是任何人类都很容易模仿的游泳动作。其背后的原因，正是因为鲸属于海洋哺乳动物。数百万年前，鲸的祖先离开陆地，返回海洋世界。它们的两条后肢逐渐黏合到了一起，形成现在的尾鳍，但体内的骨骼结构仍然大致保持原样，也就是它的关节仍旧更适合上下摆动。有趣的是，哈利波特系列中的美人鱼，反而更像是某种鱼类。在《哈利波特与火焰杯》一册钟，她们被写成有鳃的动物。电影版本虽然不太容易看得清，但经我仔细观察，她们的尾鳍真的被做成了竖直方向，游泳时沿左右方向，而不是上下方向摆动。

《巫师、外星人和星舰》的笔记-第69页 - 6.4太空旅程的资金来源

对上文内容，我总结出以下几点：
让火箭进入低空轨道，有一笔最小能量成本是无论如何也不可能节省掉的，这就是让它达到轨道速度所需的动能；
你需要超过最低数量的能源，是因为你需要携带火箭消耗的燃料，至少是满足一部分路程。这方面的考虑，导致了火箭方程的诞生；
但是，送人类进入轨道的能量需求，跟发射总成本相比，只占了很小一部分，这很可能是因为需要花费大量资金用于基础设施；
过去十年间，共有不到十个人自费进行了轨道飞行，每人的花费大概是2000万美金；
最后，对广泛开展任何商业项目而言，去往同步轨道的风险都未免过高。（最后这一条，是依据两次航天飞机爆炸事故而得出的结论。）

《巫师、外星人和星舰》的笔记-第26页 - 第三章 霍格沃兹为何这么黑

1.人眼可见的光波波长范围很窄，仅限于波长350~700nm
2.波长为350~500nm的光为紫色或蓝色；波长为500~600nm的光，色阶由绿直到黄橙；波长为600~700nm的光，显示为橙色或红色。
3.可见范围内，人眼最敏感的是555nm也就是绿光。

《巫师、外星人和星舰》的笔记-第157页 - 第13章 超光速旅行和时间旅行

为什么超光速旅行意味着时间旅行？狭义相对论中，如果承认有物质或能量的速度超过光速，就会不可避免地引发一些悖论；这些真正的悖论只有靠放弃相对论的某些基本原则才能得到解决。广义相对论有没有解决这些疑问，目前尚不得知。现在我们来造一条超长引线：它的长度为5光秒（ls) ，折合约150万km。我们会用光来引燃这颗爆竹，假设我们有某种光纤或者有可能传递信号的某种激光，并且在爆竹上安装了对应的感应器。信号传送的速度是每秒钟1光秒，就是需要5s将光信号传到这颗爆竹。跟上次一样，如果爆竹炸响的时间是4s以后，那它不可能是引线点燃的，而如果炸响的时间是6s以后，则两件事可能存在因果关系。这个例子的意义在于：根据目前我们人类掌握的物理学知识，我们不可能把引爆信号的速度进一步加快至超过光速。如果爆竹炸响的时间是4s以后，那么就根本不可能与引线点燃事件存在因果关系。A不可能是事件B的原因。
这个例子的有趣之处在于：在因果关系不成立时，A并不一定需要发生在B事件之前。从哲学意义上讲，既然A根本不可能影响到B，它们之间的时序关系就完全无关紧要。令人吃惊的是，这条哲学意义上的原则，也被融入了相对论的数学体系中！正如我们在前面的章节中已经了解的，在相对速度不同的人眼中，时间推进的频率并不相同。如果事件A与B之间不存在因果关系，那么在一种参考系中，A就可能早于B；而在另一个参考系，B也可能早于A；还可能存在A与B同时发生的视角。这被称作“相对同步”，是狭义相对论中最深奥也是最有趣的细节之一。