虽然《三体》是一部科学抱负故事，但它涉及了许多真实存在的科学知识，理解这些，你的追剧、追番体验大概会更好。
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01
《三体》这么火
它到底讲了什么
《三体》的故事要追溯到文革期间。在那个分外时期，许多人都经历了苦难。
年轻的天体物理学家叶文洁经历了父亲被伤害，自己被诬陷等诸多悲惨经历之后，变得意气消沉。
某天，她在事情中创造了一段分外讯号，来自科技发达的“三体”天下。
叶文洁认为人类文明已经堕落，须要更高等的文明来拯救，就回应了这段讯号，暴露了地球的坐标。
齐心专心想摆脱恶劣生存环境的“三体”文明得知地球的存在后，定下了一个目标：向地球出发，将其作为新家园。
几十年后，天下上接连涌现了有名科学家自尽事宜，原来这统统都是三体文明和它的拥趸的阴谋：
他们试图通过扰乱地球科学的办法，封锁地球文明的进步可能。
图片来源：电视剧《三体》截图
为了抵抗三体文明，人类做出了各类考试测验：清剿地球上支持三体文明的组织；研制星际飞船；实施“面壁者”操持；与三体人对峙……
为了生存，地球文明和三体文明都在各自杀力，但终极，人类、三体人乃至全体宇宙却走向了一个意想不到的结尾。
大概很多人还没有读完备书，以是本文也不再剧透，接下来只聊聊《三体》涉及到的科学知识。
02
“三体”是什么？
《三体》这个有些怪异的书名究竟是指什么？虽然其确切含义众说纷纭，但它大概与小说中设定的三体文明生存环境有关。
三体人的星系竟然有三颗“太阳”，它们在引力浸染下持续做不规则运动，让三体人的星球不是极冷便是极热，并会受到引力影响，给他们带来了巨大苦难。
那么，为何三颗球体的运动，会造成这种混乱结果？
三体人的科技那么发达，预测一下它们的运动轨迹和位置，提前做准备不就好了？
这就要谈到天文学上的著名问题——“三体问题”了。
它是一个力学模型：给定三个质量、初始位置和初始速率都任意的天体，研究它们在相互之间万有引力浸染下的运动规律问题。
虽然这听起来不太繁芜，但想要对这三颗天体的运动轨迹和位置进行精确求解却十分困难。
无论三体人还是地球人，都很难确定三颗“太阳”的运行规律，三体人也不得不抛弃这个环境恶劣的“家园”，逃向地球。
可以说，“三体问题”的难以求解，是全体故事的缘起。
图片来源：《三体》动漫
03
“古筝行动”现实里能成功吗？
在《三体》故事中，为了抓捕地球上支持三体文明的组织，人们将一种极为锋利的超强度纳米材料细线拦在轮船必经的运河上。
像古筝的“琴弦”一样平常排列，等组织成员乘船经由，“琴弦”就会将这艘船切成碎片。
图片来源：《生化危急1》
“琴弦”运用的技能是“纳米飞刃”，来自《三体》主人公之一汪淼的研究，是一种纳米级材料。
纳米是一种长度的度量单位，1 纳米即是 10 的负 9 次方米，相称于一根头发丝直径的 6 万分之一旁边，而纳米材料是纳米级构造材料的简称，这种材料的构造单元尺寸介于 1 纳米～100 纳米范围之间。
这个尺度已经微不雅观到了原子、分子级别，许多物质在这种级别上都会呈现出与宏不雅观状态时十分不同的性子，这与组成物质的原子的排列构造有关。
宏不雅观状态时，某些物质的原子排列很不规则，但如果在纳米尺度下将原子按照某些规律整洁排列，就能产生一些分外的性子。如磁性增大、韧性变强、导电性子更好等等。
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那么，现实中有类似于“纳米飞刃”的材料吗？
根据小说设定，这种材料须要至少知足几个特性：直径极细，强度和韧性极大。
实在，现在还真有一种纳米材料符合这几点，它便是碳纳米管。
由于分外的构造，它虽然十分纤细，却拥有极高的强度和韧性，是时下热门的“未来纤维”。
不过，真想靠碳纳米管去切割轮船，还得办理许多科学难题，想得到真正的“纳米飞刃”，尚需连续探索。
04
“智子”的通讯速率难道能超越光速？
《三体》中有一个很分外的“人物”——“智子”，它是三体人派出的一种智能体，能够滋扰地球上的科学实验、展现神秘征象扰乱科学家心神、还能监控全体人类社会。
而最神奇的是，虽然地球和三体星系相距 4 光年，“智子”竟能与母星实时通讯，这是如何做到的？
原作中提到，这是利用量子的分外性子达成的，这很可能是指“量子纠缠效应”。
量子纠缠是微不雅观尺度下的一种分外征象。
当有两个或一群粒子彼此相互浸染后，会产生一种集体特性，这就叫量子纠缠。
神奇的是，如果将这种纠缠着的粒子分开，无论它们相隔多远，都还保持这个性子。
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打一个不恰当的比方：假设有两个粒子曾处于纠缠态，再被分开到宇宙两端，它们会呈现出一种心有灵犀般的状态，当宇宙那头的粒子决定向左转时，宇宙这头的粒子就会瞬间决定向右转。
哪怕隔着全体宇宙，两者都能急速理解到彼此心意，彷佛它们之间通讯的速率超越光速。
由于这种变革是瞬时发生的，很多人认为这种瞬时浸染可以用来改造通讯技能。
不过实际上，信息传播是须要载体的，而量子纠缠之间不存在能传播信息的载体。
以是目前为止量子纠缠无法用于通讯技能。“智子”的瞬时通讯，在现实中很难发生。
05
这个飞船用到的技能，现在有了吗？
《三体》中有一位人气很高的角色：太空军指挥官章北海。
面对三体人的威胁，他认为该当研发“无工质飞船”带领人类逃往太空。
这种飞船利用的核心技能之一是可控核聚变技能。
核聚变是一种核反应，是指在特定条件下，两个质量小的原子的原子核相互吸引，碰撞到一起，发生原子核相互聚合浸染，天生新的质量更重的原子核的过程，在这一过程中有巨大的能量开释。
比如我们已经熟知的氢弹，利用的便是核聚变的事理。
3D渲染核聚变反应堆。图库版权图片，不授权转载
而章北海心心念念的飞船所运用的技能更高等，它是一种可控核聚变，顾名思义，便是人类能在特定条件下，掌握核聚变的速率和规模，使其能量可以得到充分利用。
可控核聚变效益巨大，一贯被视为办理能源危急的主要技能，但其研究十分困难，进展缓慢。
不过，我国在这一领域已经取得了一定成果。去年年末，中国新一代“人造太阳”（HL-2M）装置等离子体电流打破 100 万安培（1 兆安），创造了我国可控核聚变实验装置运行新记录。
可控核聚变技能虽然仍是一个梦想，但已经不那么迢遥。
大概运用了该技能、能让人类得以超过星际的飞船，在我们有生之年就可见到。
除了上面提到的那些知识点，三体还涉及了许多科学乃至社会学知识：
如涉及到利用强相互浸染力材料的“水点”；
与脑科学干系的“思想钢印”，可能参考了社会学巨著《利维坦》的“阴郁森林”理论等等。
这些内容有些存在缺点，有些则十分奥妙。
实在哪怕不理解这些，也不延误看《三体》。人类目前节制的知识有限，但人特有的想象力却至于无穷。这大概正是科幻故事最大的魅力：只需少焉，它即可将我们带往古人未至之境。
参考文献：
[1]https://scienceexchange.caltech.edu/topics/quantum-science-explained/entanglement
[2]https://www.nanowerk.com/nanotechnology/introduction/introduction_to_nanotechnology_22.php
[3]http://www.news.cn/tech/2022-10/21/c_1129074076.htm
[4]https://www.sciencealert.com/what-is-nuclear-fusion
作者：王江山 科技史博士
审核：王扬宗 中国科学院大学人文学院教授
