中国航天科幻小说
Ⅰ 以“探梦天宫,放飞理想"为主题的科幻小说,具有科学性,字数在1000字以上,2500字以下。
根据中国载人航天工程网的消息,中国未来的空间站的名称叫“天宫”。这是一个具有浓郁中国特色、寄托了华人无限憧憬的名字。
天宫一号又叫做空间实验室,是设立在太空中的实验室。在人们的欢呼下,庞大的“天宫一号”发射了。发射过程是先发射无人空间实验室,而后再用运载火箭将载人空间实验室飞船送入太空,与停留在轨道上的实验室交会对接,航天员从飞船的附加段进入空间实验室,就能开展工作了,所以,“天宫一号”建筑、设计的十分周到。这样,航天员们才能够为我们取得大量实验数据和珍贵的科学资料。
不光是在建筑上十分完美,在这“天宫一号”的名字上都含有特殊的由来。
“天宫一号”的名字让人联想起中国古代四大名著之一《西游记》中的孙悟空大闹天宫。“天宫”是中华民族对未知太空的通俗叫法。因此,起以“天宫一号”为目标飞行器命名。在此之前,从“神七”到“神十”,是为了检验航天员太空实验的能力和对接空间实验站的技术成熟度。此后就是载人航天工程的第三步——实现建立太空实验站并进行料理。届时将会交替发射载人飞船和货运飞船。
根据规划,中国将在2010年发射“天宫”一号目标飞行器。“天宫”一号实际上是空间实验室的实验版,采用两舱构型,分别为实验舱和资源舱。之后,再发射“神舟八号”。“神八”是一艘无人的神舟飞船,与“天宫”一号进行无人自动对接试验。2015年前,再陆续发射“天宫”二号、“天宫”三号两个空间实验室。 “天宫”二号将主要开展地球观测和空间地球系统科学、空间应用新技术、空间技术和航天医学等领域的应用和试验。“天宫”三号将主要完成验证再生生保关键技术试验、航天员中期在轨驻留、货运飞船在轨试验等,还将开展部分空间科学和航天医学试验。
我国目前在研的空间实验室采用两舱结构,分别为实验舱和资源舱。实验舱可保证舱压、温湿度、气体成分等航天员生存条件,可用于航天员驻留期间在轨工作和生活,密封的后锥段安装再生生保等设备。实验舱前端安装一个对接机构,以及交会对接测量和通信设备,用于支持与飞船实现交会对接。资源舱为轨道机动提供动力,为飞行提供能源。
建设实现空间站的关键技术是“空间交会对接”。两个或两个以上的航天器通过轨道参数的协调,在同一时间到达太空同一位置的过程称为交会。对接是在交会的基础上,通过专门的对接机构将两个航天器连接成一个整体。实现两个航天器在太空交会对接的系统,称为交会对接系统。
Ⅱ 问下我小时候曾经看过的科幻小说(中国自己写的)
第二本叫《太平洋人》有3017号小行星 有两个猿人复活了 主角好像叫陆家俊 作者是郑文光
Ⅲ 中国科幻小说的发展历程(急)
我认为我们是从90年代以后中国科幻小说的发展进入到非常新的时期,1956年到1957年政府当时讲“向科学技术进军”,繁荣科普、繁荣儿童文学,科幻也跟着走向高潮。通过一些儿童读物,当时的科幻非常家喻户晓。
我觉得在这个时代,最红的明星还是上一代的刘慈欣。他在粉碎“四人帮”后最早的那个10年就已经开始写了。从《三体》开始,科幻作为类型文学这种特殊的文学形式开始出现。以前科幻小说不是类型文学,没有类型文学的一系列特点,特别是粉丝文化,过去是没有的,今天粉丝文化已经非常强烈了。
今天其实应该全方位发展科幻,不能放弃少儿科幻这一块。刘慈欣的书为什么卖的不好?就是因为现在的社会还不知道科幻这个东西。
Ⅳ 那些科幻小说获得过诺贝尔奖
科幻小说“诺贝尔奖”揭晓科幻小说“诺贝尔奖”揭晓
2003年09月15日13:27 世界新闻报
芒箭
日前,第61届世界科幻大会在加拿大多伦多召开,大会揭晓了新一届“雨果奖”,《原始人类》、《卡萝琳》等作品在数十部提名小说中脱颖而出,获得了这项被称为科幻小说“诺贝尔奖”的科幻小说界的最高荣誉。
最佳长篇小说:罗伯特·J·索耶的《原始人类》
小说的构思来自于一个基本的考古学事实:4万年前,地球上同时存在着两个种类的史前人类——克罗马农人和尼安德特人,现代人类是前者的后裔,后者则在人类进化史中被淘汰。索耶假设,在一个平行宇宙中进化的进程恰好相反,尼安德特人成为了地球的主宰。某一天,尼安德特科学家在一次试验中意外地打开了两个世界间的通道,身为尼安德特人的物理学家蓬特·博迪特出现在加拿大萨德伯里镍矿地下2公里处的微中子实验室……
同一地球上两种截然不同的文明相遇了,现代人类也由此知道原来地球完全有可能以另一种方式被人类开发:我们人口过剩,尼安德特人却早在数个世纪之前就找到了控制人口增长的方法;我们的环境被破坏殆尽,尼安德特人与大自然友好相处;我们信仰上帝,这个概念对于尼安德特人来说简直是不可思议……
索耶通过这样一个充满了哲学思辨的故事(当然还有现代人类和尼安德特科学家之间的浪漫爱情故事)——探讨了开发自然与保护自然、宗教与科学、个人自由和社会安全之间的关系,反思着人类文明成长的方式。
作者罗伯特·J·索耶?Robert J. Sawyer?1960年出生于渥太华,被称为“加拿大科幻小说之父”。他的作品《终端实验》曾获得科幻小说的另一个著名奖项星云奖,但他此前6次参加雨果奖角逐均空手而归。去年索耶最得意的作品《计算中的上帝》输给《哈利·波特》,令很多老牌科幻迷愤愤不平。这次索耶终于凭借这部2002年世界最畅销的科幻小说如愿以偿。《原始人类》是他雄心勃勃的《尼安德特视差》三部曲(另两部为《人类》和《混血人》)中的第一部。
最佳长中篇小说:尼尔·盖曼的《卡萝琳》
卡萝琳家里新买了一栋房子,有21扇窗户和14扇门。第14扇门是锁着的,而且外边应该只有一堵砖墙。但是有一天,卡萝琳发现了门后的秘密:它通向另一幢看起来和卡萝琳家一模一样的房子。初看起来,这房子里的一切非常美妙:食物鲜美可口;箱子里装满了玩具;卧室里漂浮着带翅膀的小天使;童话里的插图会发光和活动……
但是卡萝琳很快发现了美妙背后潜伏的邪恶。在那个房子里,有另外一个“爸爸”和另外一个“妈妈”,他们想要把卡萝琳永远留下来,把她改造成他们自己的“小姑娘”。在房间的镜子后边,卡萝琳还看到了3个迷失的灵魂,那都是被困在这里的其他孩子。现在,卡萝琳必须运用她的智慧和房子里的一切工具,挽救这些孩子们和她自己,回到正常的生活中去。
评论家认为,这部风格诡异的作品并不仅仅是给孩子们看的童话,无论是童真未泯的小学生还是历经沧桑的成年人都能从这个充满了幻想、冒险和惊悚的故事中得到乐趣。《卡萝琳》在市场和评论界都获得了出色的反响。这是继《哈利·波特》之后又一部能够同时吸引儿童和成人的奇幻小说摘得雨果奖的桂冠。作者盖曼说:“我原本打算为我的女儿写一个5到10页的小故事,但是故事自己有了生命……孩子们会把它当成一个有趣的冒险,大人看了却会做恶梦。”
尼尔·盖曼?Neil Gaiman?是一名移居美国的英国作家。相貌英俊的他从事职业写作20年,其主要作品属于“恐怖喜剧”风格。他的前一部奇幻作品《美国诸神》同时获得了去年的雨果奖和星云奖。《美国诸神》讲的是古希腊的宙斯诸神与当今美国人生活中最重要的电视、因特网“大战”的故事。
其它奖项
最佳短中篇小说奖:由迈克尔·斯万维克的《缓慢人生》获得。在小说中,一男两女3个宇航员奉命登上土星最大的卫星泰坦星进行探险。在这个充满碳氢化合物的星球上展开的故事本身就引人入胜,斯万维克奇妙的想象力也令小说增色不少。比如他在小说中描绘的利用梦境进行通讯的情节,使读者大开眼界。斯万维克与雨果奖也很“有缘”,他的《狗说汪汪》去年夺得最佳短篇小说奖,今年又有4部作品入围。
最佳短篇小说奖:杰弗里·A·兰迪斯的美国国家航空航天局(NASA)宇航专家的身份令他的作品平添了一份“权威”的色彩。1992年,他凭借《太阳漫步》获得雨果奖,这次他又携《着陆火星》重来,再获雨果奖最佳短篇小说奖。这篇小说讲述的是利用星际旅行消灭地球上的罪犯的残酷故事。
最佳短篇影视作品:《吸血鬼杀手巴菲:与亡者对话》,这是一部非常著名的美国奇幻类电视系列剧。
最佳长篇影视作品:《指环王:双塔奇谋》,气势磅礴的《魔戒》电影三部曲中的第二部。
最佳职业主编:《阿西莫夫科幻小说》主编加德纳·多佐伊斯,每年有众多的获奖小说出自他的杂志。
最佳职业艺术家:鲍勃·伊格尔顿,世界最优秀的科幻-奇幻艺术家之一。
最佳半专业杂志奖:《轨迹》。尽管是由半职业的科幻爱好者编辑,但该杂志在美国科幻评论界拥有很高的地位。
最佳爱好者杂志奖:《含羞草》。由里奇和尼基·林奇兄弟主编。
雨果奖
雨果奖创立于1953年,与星云奖并称为科幻小说两大最高奖项。它的正式名称为“科幻小说成就奖”,“雨果”这一名称是为了纪念《惊异故事》杂志创始人、“科幻杂志之父”雨果·根斯巴克。雨果奖分为最佳长篇、长中篇、短中篇和短篇小说等奖项,由世界科幻小说协会会员从前一年发表的作品中投票产生,每年在世界科幻大会上颁发。雨果奖奖杯的形状是一枚直立的火箭,底座则年年不同。
与由专业作家投票选出的星云奖相比,雨果奖更多地反映了科幻爱好者的喜好。但也曾有指责说,雨果奖的评选经常受到一大批崇尚严谨科学的“硬科幻迷”左右,文学性、幻想性较浓的作品往往不能得奖,但这一情况目前已有所改观。雨果奖另一受人诟病之处在于获奖作品多集中在美、英两国。由于目前科幻小说创作主流还是英语,雨果奖评选其它语言作品时也以英译本为准,这个问题看来很难得到解决。
50年来,雨果奖几乎囊括了所有科幻名家和新锐的经典作品,但是这样的评选仍旧会带来不少遗憾。库尔特·冯尼古特的代表作《五号屠场》和大卫·布林后来拍成电影的《邮差》都曾遗憾地与雨果奖失之交臂,而公认的科幻文学大师雷·布拉德伯里则从未获得过雨果奖和星云奖。
Ⅳ 中国科幻银河奖获奖作品集(第十三至十四届)的txt全集下载地址
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中国科幻银河奖获奖作品集(第十三至十四届)
前宇航员仰视着庄宇点了点头:“这使我想起了那个古老的寓言:卖油人把油通过一个铜钱的方孔倒进油壶中,所需的技巧与将军把箭射中靶心同样高超,差异只在于他们的身份。”庄宇接着说:“哥伦布发现了美洲,库克发现了澳洲,但这些新世界都是由普通人开发的,这些开拓者在当时的欧洲处于社会的最下层。太空开发也一样,国家在下一个五年计划中把近地空间作为第二个西部,这就意味着航天事业的探险时代已经结束,它不再只是由少数精英从事的工作,让普通人进人太空,是太空开发产业化的第一步!”“好了好了,你说的都对!可快把我们弄上去啊!”下面的其他人声嘶力竭地喊着。在回去的电梯上,清洁公司的经理凑到庄宇耳边低声说:“庄总,您慷慨激昂了半天,讲的道理有点太大了吧?当然,当着水娃和我这些小弟兄的面,您不好把关键之处挑明。”“嗯?”庄宇询问地看着他。“谁都知道。中国太阳工程是以准商业方式运行……
Ⅵ 中国航天小短文
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火箭: 宇航时代的开拓者
信息发布时间:2007-01-08
一. 引言
这个 “星际旅行漫谈” 系列原本是为了讨论未来的星际旅行技术而写的。 不过今天却要来讨论一种比较 “土” 的技术: 火箭。 之所以讨论火箭, 主要的原因有两个: 一个是因为我国的第一艘载人飞船 “神舟五号” 即将发射, 在这个中国宇航员即将叩开星际旅行之门的时刻, 我们这个系列不应该缺席, 更不应该让火箭这位宇航时代的开拓者在这个系列中缺席。 另一个是因为火箭虽然是一种不那么 “未来” 的技术, 但我觉得, 在我和读者们能够看得到的将来, 承载人类星际旅行之梦的技术很有可能仍然是火箭这匹识途的老马。
二. 宇宙速度
火箭理论的先驱者、 俄国科学家齐奥尔科夫斯基 (K. E. Tsiolkovsky 1857-1935) 有一句名言: “地球是人类的摇篮。 但人类不会永远躺在摇篮里, 他们会不断探索新的天体和空间。 人类首先将小心翼翼地穿过大气层, 然后再去征服太阳周围的整个空间”。
星际旅行是一条漫长的征途, 人类迄今在这条征途上走过的路程几乎恰好就是 “征服太阳周围的整个空间”, 而在这征途上的第一站也正是 “穿过大气层”[注一]。
在人类发射的航天器中数量最多的就是那些刚刚 “穿过大气层” 的航天器 - 人造地球卫星, 迄今已经发射了五千多颗。 其中第一颗是 46 年前 (1957 年 10 月 4 日) 在前苏联的拜克努尔发射场发射升空的。
从运动学上讲, 这些人造地球卫星的飞行轨迹与我们随手抛掷的一块石头的飞行轨迹是属于同一类型的。 我们抛掷石头时, 抛掷得越快, 石头飞得就越远, 石头飞行轨迹的弯曲程度也就越小。 倘若石头抛掷得如此之快, 以致于飞行轨迹的弯曲程度与地球表面的弯曲程度相同, 石头就永远也不会落到地面了[注二]。 这样的石头就变成了一颗环绕地球运转的小卫星。 一般来说, 石头也好, 卫星也罢, 它们的飞行轨迹都是椭圆[注三]。 对于石头来说, 如果它飞得不够快, 那它很快就会落到地面, 从而我们只能看到椭圆轨道的一个极小的部分, 那样的一个部分近似于一段抛物线。
那么一块石头要抛掷得多快才能不落回地面呢? 或者说一枚火箭要能达到什么样的速度才能发射人造地球卫星呢? 这个问题的答案很简单, 尤其是对于圆轨道的情形。 在圆轨道情形下, 假如轨道的半径为 r, 卫星的飞行速度为 v[注四], 则维持卫星飞行所需的向心力为 F=mv2/r (m 为卫星质量), 这一向心力来源于地球对卫星的引力, 其大小为 F=GMm/r2 (M 为地球质量)。 由此可以得到 v=(GM/r)1/2。 假如卫星轨道很低, 则 r 约等于地球半径 R, 由此可得 v≈7.9 公里/秒。 这个速度被称为 “第一宇宙速度”, 它是人类迈向星空所要达到的最低速度。
但是细心的读者可能会从上面的计算结果中提出一个问题, 那就是 v=(GM/r)1/2 随着轨道半径的增加反而减小, 也就是说轨道越高的卫星, 飞行的速度就越小。 但是直觉上, 把东西扔得越高难道不应该越困难吗? 再说, 倘若把卫星发射得越高所需的速度就越小, 那么 v≈7.9 公里/秒 这个 “第一宇宙速度” 岂不就不再是发射人造地球卫星所要达到的最低速度了? 这些问题的出现表明对于发射卫星来说, 卫星的飞行速度并不是所需考虑的唯一因素。 那么, 还有什么因素需要考虑呢? 答案是很多, 其中最重要的一个是引力势能。 事实上描述发射卫星困难程度的更有价值的物理量是发射所需的能量, 也就是把卫星从地面上的静止状态送到轨道上的运动状态所需提供的能量。 因此我们改从这个角度来分析。 在地面上, 卫星的动能为零[注五], 势能为 -GMm/R (R 为地球半径), 总能量为 -GMm/R; 在轨道上, 卫星的动能为 mv2/2=GMm/2r (这里运用了 v=(GM/r)1/2), 势能为 -GMm/r, 总能量为 -GMm/2r。 因此发射卫星所需的能量为 GMm/R - GMm/2r。 这一能量相当于把卫星加速到 v=[GM(2/R - 1/r)]1/2 所需的能量。 由于 r>R, 这一速度显然大于 v=(GM/R)1/2≈7.9 公里/秒 (而且也符合轨道越高发射所需能量越多这一 “直觉”)。 这表明 “第一宇宙速度” 的确是发射人造地球卫星所需的最低速度, 只不过它表示的并不是飞行速度, 而是火箭提供给卫星的能量所对应的等价速度。 在发射卫星的全过程中, 火箭本身的飞行速度完全可以在任何时刻都低于这一速度。
上面的分析是针对圆轨道的, 那么椭圆轨道的情况如何呢? 在椭圆轨道上, 卫星的飞行速度不是恒定的, 分析起来要困难一些, 但结果却同样很简单, 卫星在椭圆轨道上的总能量仍然为 -GMm/2r, 只不过这里 r 表示所谓的 “半长径”, 即椭圆轨道长轴长度的一半。 因此上面关于 “第一宇宙速度” 是发射人造地球卫星所需的最小 (等价) 速度的结论对于椭圆轨道也成立, 是一个普遍的结论。
在人造地球卫星之后, 下一步当然就是要把航天器发射到更远的地方 - 比方说月球 - 上去。 那么为了实现这一步火箭需要达到的速度又是多少呢? 这个问题的答案也很简单, 不过在回答之前先要对 “更远的地方” 做一个界定。 所谓 “更远的地方”, 指的是离地心的距离远比地球半径 (约为 6.4×103 公里) 大, 但又远比地球与太阳之间的距离 (约为 1.5×108 公里) 小。 之所以要有后面这一限制, 是因为在讨论中我们要忽略太阳的引力场[注六]。 由于航天器离地心的距离远比地球半径大, 因此与发射前在地面上的引力势能相比, 它在发射后的引力势能可以被忽略; 另一方面, 由于航天器不再做环绕地球的运动, 其动能也就不再受到限制, 最小可能的动能为零。 因此发射后航天器的最小总能量近似为零。 由于发射前航天器的总能量为 -GMm/R, 因此需要由火箭提供给航天器的能量为 GMm/R, 相当于把航天器加速到 v=(2GM/R)1/2≈11.2 公里/秒 的速度。 这个速度被称为 “第二宇宙速度”, 有时也被称为摆脱地球引力束缚所需的速度, 它也是一个等价速度。
倘若我们想把航天器发射得更远些, 比方说发射到太阳系之外 - 就象本系列的 序言 中提到的 “先驱者号” 探测器一样 - 火箭需要达到的速度又是多少呢? 这个问题比前两个问题要复杂些, 因为其中涉及的有地球与太阳两个星球的引力场, 以及地球本身的运动。 从太阳引力场的角度看, 这个问题所问的是在地球轨道所在处、 相对于太阳的 “第二宇宙速度”, 即: v=(2GMS/RS-E)1/2 (其中 MS 为太阳质量, RS-E 为太阳与地球之间的距离)。 这一速度大约为 42.1 公里/秒。 相对与第一、 第二宇宙速度来说, 这是一个很大的速度。 但是幸运的是, 我们的地球本身就是一艘巨大的 “宇宙飞船”, 它环绕太阳飞行的速度大约是 29.8 公里/秒。 因此如果航天器是沿着地球轨道运动的方向发射的, 那么在远离地球时它相对于地球只要有 v’ = 12.3 公里/秒 的速度就行了。 在地心参照系中, 发射这样的一个航天器所需要的能量为 mv’2/2 + GMm/R (其中后一项为克服地球引力场所需要的能量, 即把航天器加速到第二宇宙速度所需要的能量), 相当于把航天器加速到 v≈16.7 公里/秒 的速度。 这一速度被称为 “第三宇宙速度”, 有时也被称为摆脱太阳引力束缚所需要的速度, 它同样也是一个等价速度, 而且还是针对在地球上沿地球轨道运动方向发射航天器这一特殊情形的。
以上三个 “宇宙速度” 就是迄今为止火箭技术所跨越的三个阶梯。 在关于 “第三宇宙速度” 的讨论中我们看到, 行星本身的轨道运动速度对于把航天器发射到遥远的行星际及恒星际空间是很有帮助的。 这种帮助不仅在发射时可以大大减少发射所需的能量, 而且对于飞行中的航天器来说, 倘若巧妙地安排航线, 也可以起到 “借力飞行” 的作用, 比如 “旅行者号” 就曾利用木星的引力场及轨道运动速度来加速。
三. 齐奥尔科夫斯基公式
在上节中我们讨论了为发射不同类型的航天器, 火箭所要达到的速度。 与火箭之前的各种技术相比, 这种速度是很高的。 在早期的科幻小说中, 人们曾设想过用所谓的 “超级大炮” 来发射载人航天器。 其中最著名的是法国科幻小说家凡尔纳 (J. G. Verne 1828-1905) 的作品。 凡尔纳在他的小说 ?从地球到月球? (?From the Earth to the Moon? 1866) 中曾经让三位宇航员挤在一枚与 “神舟号” 的轨道舱差不多大的特制的炮弹中, 用一门炮管长达 900 英尺 (约 300 米) 的超级大炮发射到月球上去 (最终没能击中月球, 而成为了环绕月球运动的卫星)。 但是凡尔纳虽然有非凡的想象力, 却缺乏必要的物理学及生理学知识。 他所设想的超级大炮若真的在 300 米的炮管内把 “炮弹” 加速到 11.2 公里/秒 (第二宇宙速度), 则 “炮弹” 的平均加速度必须达到 200000 米/秒2 以上, 也就是 20000g (g≈9.8米/秒2 为地球表面的引力加速度) 以上。 但是脆弱的人类肌体所能承受的最大加速度只有不到 10g。 这两者的差距无疑是灾难性的, 因此凡尔纳的炮弹虽然制作精致, 乘坐起来却一点也不会舒适。 不仅不会舒适, 且有性命之虞, 事实上英勇的宇航员们在 “炮弹” 出膛时早就变成了肉饼, 炮弹最后有没有击中月球对他们都已经不再重要了。 倘若炮弹真的击中月球的话, 其着陆方式属于所谓的 “硬着陆”, 就象陨石撞击地球一样, 着陆时的速度差不多就是月球上的第二宇宙速度 (2.4 公里/秒), 相当于在地球上从比珠穆朗玛峰还高 30 倍的山峰上摔到地面, 这无异是要把肉饼进一步摔成肉浆。
因此对于发射航天器 (尤其是载人航天器) 来说, 很重要的一点就是航天器的加速过程必须发生在一个较长的时间里 (减速过程也一样)。 但是加速过程持续的时间越长, 在加速过程中航天器所飞行的距离也就越大。 以凡尔纳的超级大炮为例, 倘若炮弹的加速度小于 10g, 则加速过程必须持续 100 秒以上, 在这段时间内炮弹飞行的距离在 500 公里 以上。 炮弹的加速度越小, 这段距离就越大。 由于炮弹本身没有动力, 因此这段距离必须都在炮管内。 这就是说, 凡尔纳超级大炮的炮管起码要有 500 公里长! 建造这样规模的大炮显然是很困难的, 别说凡尔纳时代的技术无法办到, 即使在今天也是申请不到经费的。 因此航天器的发射必须另辟奚径[注七]。 火箭便是一种与凡尔纳大炮完全不同但却非常有效的技术手段。
火箭是一种利用反冲现象推进的飞行器, 即通过向与飞行相反的方向喷射物质而前进的飞行器。 从物理学上讲这种飞行器所利用的是动量守恒定律。 下面我们就来简单地分析一下火箭的飞行动力学。
假设火箭单位时间内喷射的物质质量为 -dm/dt (m 为火箭质量, dm/dt<0), 喷射物相对于火箭的速度大小为 u (方向与火箭飞行方向相反), 则在时间间隔 dt 内, 火箭的速度会因为喷射而得到一个增量 dv。 依据动量守恒定律, 在火箭参照系中我们得到:
mdv = -udm
对上式积分并注意到火箭的初速度为零便可得:
v = u ln(mi/mf)
其中 mi 与 mf 分别为火箭的初始质量及推进过程完成后的质量 (显然 mi>mf)。 这一公式被称为齐奥尔科夫斯基公式, 它是由上文提到的俄国科学家齐奥尔科夫斯基发现的, 那是在 1897 年, 那时候的天空还是一片宁静, 连飞机都还没有上天。 齐奥尔科夫斯基因为在航天领域中的一系列卓越的开创性工作而被许多人尊称为 “航天之父”。
从齐奥尔科夫斯基公式中我们可以看到, 火箭所能达到的速度可以远远地高于喷射物的喷射速度。 这一点是很重要的, 因为这意味着我们可以通过一种较低的喷射速度来达到航天器所需要的高速度, 这在技术上远比直接达到高速度容易得多。 从某种意义上讲, 凡尔纳的超级大炮之所以没能成为一种成功的载人航天器的发射装置, 正是因为它试图直接达到航天器所需要的高速度。
但是火箭虽然能够达到远比喷射物喷射速度更高的速度, 为此所付出的代价却也不小, 火箭所要达到的速度越高, 它的有效载荷就越小。 这一点从齐奥尔科夫斯基公式中可以很容易地看到。 我们可以把公式改写为: mf = mi exp(-v/u), 由此可见, 火箭的飞行速度 v 越高, 它的有效载荷 (mf 中的一部分) 也就越小。 假如我们想用 v=1 公里/秒 的喷射速度来达到第一宇宙速度 (即将有效载荷送入近地轨道), 则 mf/mi≈0.00037, 也就是说一枚发射质量为一千吨的火箭只能让几百公斤的有效载荷达到第一宇宙速度, 这样的效率显然是太低下了。
为了克服这一困难, 齐奥尔科夫斯基提出了多级火箭的设想。 多级火箭的好处是在每一级的燃料用尽后可以把该级的外壳抛弃, 从而减轻下一级所负载的质量。 在理论上, 火箭的级数越多, 运载效率就越高, 不过在实际上, 超过三级的火箭其技术复杂性的增加超过了运载效率方面的优势, 运用起来得不偿失。 因此目前我们使用的火箭大都是三级火箭。 即便使用多级火箭, 航天飞行的消耗仍是惊人的, 通常一枚发射质量为几百吨的火箭只能将几吨的有效载荷送入近地轨道 (比如发射 “神舟号” 飞船的长征二号 F 型火箭发射质量约为 480 吨, 近地轨道的有效载荷约为 8 吨)。
四. 接近光速
前面说过, 这个星际旅行系列主要是为了讨论未来的星际旅行技术而写的, 因此在这里我们也要把目光放远些, 看看上节讨论的火箭动力学在火箭速度持续提高, 乃至接近光速时会如何。 到目前为止人类发射的航天器中飞得最远的已经飞到了冥王星轨道之外。 冥王星自 1930 年被发现以来, 就一直是太阳系中已知的离太阳最远的行星。 在那之外是一片冰冷广袤的空间。 人类要想走得更远, 必须要有更快的航天器。 在齐奥尔科夫斯基公式中火箭的速度是没有上限的, 通过提高喷射物的喷射速度, 通过增加火箭质量中喷射物所占的比例, 火箭在原则上可以达到任意高的速度。 这一点显然是错误的, 因为物体的运动速度不可能超过光速, 这是相对论的要求[注八]。因此当火箭运动速度接近光速时, 齐奥尔科夫斯基公式不再成立。 那么有没有一个比齐奥尔科夫斯基公式更普遍的公式, 在火箭运动速度接近光速时仍成立呢? 这就是本节所要讨论的问题。
首先, 简单的答案是: 这样的公式是存在的。 事实上, 这样的公式不仅存在, 而且并不复杂, 因此我们干脆在这里把它推导出来, 以满足大家的好奇心。 这一推导所依据的基本原理仍然是动量守恒定律, 我们也仍然在火箭参照系中计算火箭速度的增量。 这里要说明的是, 所谓火箭参照系, 指的是所考虑的瞬间与火箭具有同样运动速度的惯性参照系 (因此在不同的时刻, 火箭参照系是不同的)。 我们用带撇的符号表示火箭参照系中的物理量 (这是讨论相对论问题的惯例)。 与上一节的讨论相仿, 假设火箭单位时间内喷射的物质质量为 -dm’/dt’ (m’ 为火箭质量, dm’/dt’<0), 喷射物相对于火箭的速度大小为 u (方向与火箭飞行方向相反), 则在一个时间间隔 dt’ 内, 火箭的速度会因为喷射而得到一个增量 dv’。 依据动量守恒定律, 在火箭参照系中我们得到:
m’dv’ = -udm’
这里 dm’ 为喷射物的相对论质量 (运动质量), 这一公式对于 u 接近甚至等于光速的情形也成立[注九]。在非相对论的情形下, 上面所有带撇的物理量都等于静止参照系 (地心参照系) 中的物理量, 因此对上述公式可以直接积分, 这种积分的含义是对上式中的速度增量进行累加。 但在相对论中, 速度合成的规律是非线性的, 把这些在不同时刻 - 因而在不同参照系中 - 计算出的速度增量直接相加是没有意义的, 因此上述速度增量必须先换算到静止参照系中才能积分。
运用相对论的速度合成公式, dv’ 所对应的静止系中的速度增量为:
dv = (dv’ + v)/(1 + vdv’/c2) - v = (1 - v2/c2)dv’
将这一结果与在火箭参照系中所得的关于 dv’ 的公式联立可得:
dv / (1 - v2/c2) = -u dm’/m’
对这一公式积分, 并进行简单处理, 便得:
v = c tanh[(u/c) ln(mi/mf)]
其中 mi 与 mf 是在火箭参照系中测量的。这就是齐奥尔科夫斯基公式在相对论条件下的推广。 对于低速运动的火箭, (u/c) ln(mi/mf) << 1, 因而 tanh[(u/c) ln(mi/mf)]≈(u/c) ln(mi/mf), 上述公式退化为齐奥尔科夫斯基公式。 由于对于任意 x, tanh(x) < 1, 因此由上述公式给出的速度在任何情况下都不会超过光速。
上述公式的一个特例是 u=c 的情形, 即喷射物为光子 (或其它无质量粒子) 的情形。 这种火箭常常出现在科幻小说中, 通常是以物质与反物质的湮灭作为动力来源。 对于这种情形, 上述公式简化为: v = c(mi2 - mf2)/(mi2 + mf2)。 如果将火箭 90% 的物质转化为能量作为动力, 火箭的飞行速度可以达到光速的 99%。
五. 飞向深空
宇宙的浩瀚是星际旅行家们面临的最基本的事实。 即使能够达到接近光速的速度, 飞越恒星际空间所需的时间仍然是极其漫长的。 从太阳系出发, 到银河系中心大约要飞 3 万年, 到仙女座星云 (M31 - 河外星系) 大约要飞 220 万年, 到室女座星系团 (Virgo - 河外星系团) 大约要飞 6000 万年 ... ... 相对于人类弹指一瞬的短暂生命来说这些时间显然是太漫长了。 但是且慢悲观, 因为我们还有一个因素可以依赖, 那就是相对论的时钟延缓效应。 在相对论中运动参照系中的时间流逝由所谓的 “本征时间” 来表示, 它与静止参照系中的时间之间的关系为:
τ = ∫ (1 - v2/c2)1/2 dt
把这个公式用到火箭参照系中, τ 就是宇航员所感受到的时间流逝。 很显然, 火箭的速度越接近光速, 宇航员所感受到的时间流逝也就越缓慢。 考虑到这个因素, 宇航员是不是有可能在自己的有生之年到银河系中心、 仙女座星云、 甚至室女座星系团去旅行呢? 下面我们就来计算一下。
我们考虑一个非常简单的情形, 即火箭始终处于匀加速过程中。 当然这个匀加速度是在火箭参照系中测量的。 为了让宇航员有宾至如归的感觉, 我们把加速度选为与地球表面的重力加速度一样, 即 g。 用数学语言表示:
d2x’/dt’2 = g
把这一加速度变换到静止参照系 (地心参照系) 中可得:
d2x/dt2 = (1 - v2/c2)3/2g
由此积分可得:
x = (c2/g) [(1 + g2t2/c2)1/2 - 1]
只要加速的时间足够长 (gt>>c), 上式可以近似为 x≈ct。 这表明在地心参照系中, 经过长时间加速后飞船基本上是以光速飞行的。 但是我们感兴趣的是宇航员所经历的时间, 即 “本征时间” τ, 这是很容易利用上式 - 即 τ 的定义 - 计算出的, 结果为:
τ = (c/g) sinh-1(gt/c)
我们可以从 τ 和 x 的表达式中消去 t, 由此得到:
τ = (c/g) sinh-1{[(1 + gx/c2)2 - 1]1/2}
如果 x<<c2/g≈1 光年, 即飞行距离远小于一光年, 上式可以近似为: τ≈(2x/g)1/2, 这正是我们熟悉的非相对论匀加速运动的公式。 如果 x>>c2/g≈1 光年, 即飞行距离远大于一光年, 上式可以近似为: τ≈(c/g) ln(2gx/c2), 下面我们只考虑这种情形。 考虑到到达一个目的地通常还需要考察研究、 拍照留念, 因此火箭不能一味加速, 而必须在航程的后半段进行减速, 从而旅行所需的时间应当修正为:
τ ≈ (2c/g) ln(gx/c2) ~ (2 年) ln(x/光年)
倘若旅行的目的地是银河系的中心, x=30000 光年, 由上式可得 τ~ 20 年。 这就是说, 在宇航员看来, 仅仅 20 年的时间, 他就可以到达银河系的中心, 即使考虑到返航的时间, 前后也只要 40 年的时间, 他就可以衣锦还乡了。 这就是相对论的奇妙结论! 只不过, 当他回到地球时, 地球上的日历已经翻过了整整 6 万年, 他的孙子的孙子的孙子 ... ... (如果有的话) 都早已长眠于地下、 墓草久宿了。
运用同样的公式, 我们可以计算出到达仙女座星云所需的时间约为 29 年; 到达室女座星系团所需的时间约为 36 年; ... ... (在这里读者们对于对数函数增长之缓慢大概会有一个深刻的印象吧)。 倘若一个宇航员 20 岁时坐上火箭出发, 如果他可以活到 80 岁, 那么在他的有生之年 (不考虑返航 - 壮士一去兮不复返), 他可以到达 10000000000000 (十万亿) 光年远的地方。 这个距离已经远远远远地超过了可观测宇宙的线度, 因此这样的一位宇航员在有生之年可以到达宇宙中任意远的地方!
这样看来, 星际旅行似乎并不象人们渲染的那样困难。 如果是那样, 我们也就不必费心讨论什么 Wormhole 和 Transporter 了, 直接坐上火箭遨游太空就是了。 事情当然不会如此简单, 别忘了在我们的计算中火箭是一直在加速的 (否则的话, 那个帮了我们大忙的对数函数就会消失), 这样的火箭耗费的能量是惊人的 (究竟要耗费多少能量呢? 运用本文给出的结果, 读者可以自己试着计算一下)。 不过这种能量耗费所带来的工程学上的困难比起建造 Wormhole 所面临的困难来终究还是要小得多。 因此运用这样的火箭探索深空也许真的会成为未来星际旅行家们的选择。唯一的遗憾是, 他们只要走得稍远一点, 我们就没法分享他们的旅行见闻了。
因为相对论只保佑他们, 不保佑我们。
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注释
[注一] 大气层与行星际空间是连续衔接的, 所谓 “穿过大气层” 指的是穿过厚度在百余公里以内的稠密大气层。
[注二] 当然, 这里我们要忽略空气阻力, 并且还要忽略地球表面的地形起伏。
[注三] 这里我们: 1. 用卫星一词指那些环绕地球运动的物体, 这些物体的轨迹是局限在有限区域中的 (否则的话可能的轨迹还包括抛物线与双曲线)。 2. 假定地球的引力场是一个严格的平方反比中心力场。 3. 忽略任何其它星体的引力场。
[注四] 确切地讲是指速度的大小, 下文提到的 “向心力”、 “引力” 等也往往指的是大小, 请读者自行判断其含义。
[注五] 这里参照系取在地心, 我们忽略由地球自转所导致的卫星动能 (忽略所造成的误差小于 1%)。
[注六] 确切地讲是忽略太阳引力场中引力势能的变化。 在这一限制之下其它行星的引力场也同样可以忽略。
[注七] 类似于凡尔纳大炮那样的装置在表面引力较弱的星球 - 比如月球 - 上建造起来就会容易许多, 因此有人设想它可以成为未来月球基地的航天器发射装置。
[注八] 在理论与实验上都有迹象表明, 在特定的条件及特定的含义下, 运动速度超过光速不是绝对不可能的, 但是这种超光速并不象许多科普爱好者所认为的那样, 是推翻了相对论。 关于这一点, 以后有时间再作专门的介绍。
[注九] 假如 u 等于光速, 则 dm’ 理解为 dE’/c2 (E’ 为喷射物的能量)。
作者:卢昌海 二零零三年十月十四日写于纽约
责任编辑:中国航天工程咨询中心_侯丹
Ⅶ 中国人写的科幻小说,作家好像有在国内某个航天中心工作过。内容大致为三种族星际战争,06年前发表的。
应该是《三体》吧,作者刘慈欣
Ⅷ 中国科幻小说的代表三体怎么样
《三体三部曲》在国内获奖无数,被誉为迄今为止中国最杰出的科幻小说,将中国科幻推上了世界的高度。作者刘慈欣更是被誉为科幻界的“莫言”!
在距离太阳4.3光年,最近的恒星上,中国叫比邻星,西方叫半人马座阿尔法星,在科技比我们发达的三体人,一心想侵略我们。
经过复杂的斗争过程,人类死了好几十亿人,三百多年的星际战争,最后把三体行星打碎,他们成为了宇宙的吉普赛人,最后人类的家园也没有,人娄也沦落成了星际的吉普赛人,人类也跑了。
人类一直标榜自己是高级动物,一直作为地球上的统治者,我们不知道在我们之外的星球上还有没有生命体存在,尽管我们的科技不断发展,制造了各种航天科技,但是我们依然不知道。
《三体》读起来让人不自觉的沉迷其中,书中描写了一个没有面目的反叛,把小说的功能运用得非常好,它是一个维度实验室,帮我们开了很多脑洞,在维度方面,在物理学方面给了我们很多的信息增量,然后最重要的是,告诉了我们,所有的成长,或者说世界上最有效的成长是被迫的成长,通过这个过程,人类和三体人完成了一次跃迁。
其开阔的宇宙观,犀利的宇宙哲学,都令很多三体迷无限膜拜 。
一切都会逝去,只有死神永生!
我们每个人都会死,生老病死乃是人之长情,不知道某一天望着漫天的星辰,你是否会想象你是其中的某一颗?我们短暂的生命也许不够我们去改变整个世界,但是却能够改变我们的一生。
Ⅸ 航天事业
1中国航天未来规划
据新华社北京7月25日电中国航天科技集团25日披露的有关战略规划显示:到2015年,将在宇航系统、导弹武器系统、航天技术应用产业、航天服务业领域达到世界先进水平。
根据这一规划,到2015年,中国航天科技集团整星出口将占国际商业卫星市场10%左右,商业发射服务占国际市场15%左右。
这是新华社记者从25日召开的中国航天科技集团第四次工作会议上获悉的。
据悉,目前中国航天科技集团正积极实施战略转型,预计将在2015年构建完成创新型、开放型、融合型的航天科技工业新体系。届时,中国航天科技集团将进入世界大型航天企业集团前5名。
中国航天科技集团总经理马兴瑞透露,根据已经制定的《中国航天科技集团公司构建航天科技工业新体系战略转型指导意见》,今后,将从导弹武器系统、宇航技术与产品、航天民用产业“三大主业”转向宇航系统、导弹武器系统、航天技术应用产业、航天服务业“四大主业”。
同时,将着力建设产业结构体系、组织管理体系、产业能力体系、技术创新体系、人力资源体系、航天文化体系6个子体系;建设八个大型科研生产联合体;建设壮大卫星运营服务、金融服务、国际化服务、信息与软件服务等航天服务专业公司;发展壮大境内外上市公司。
三是实行从以航天型号为主的任务型,向军民融合发展的任务能力型转型。
四是实现以单一产权为主向以市场为导向的多元产权转型。
五是从粗放型管理向集约化精细化管理转型。
六是实现国内、国际两个市场并重。在运载火箭发射服务,整星和零部件出口,宇航产品的设计、制造和试验等技术输出等多个方面,进一步扩大国际市场规模。
据新华社北京7月25日电 根据中国航天科技集团25日披露的航天科技工业新体系建设规划,在航天北京、航天上海、航天陕西、航天四川4大科研生产基地的基础上,我国新增航天天津、航天内蒙古、航天香港(深圳)、航天海南4大基地。
中国航天科技集团负责人表示,这样的新布局,将更具辐射带动作用,更有利于地方经济和社会发展,特别是与环渤海、珠三角、西部大开发等国家区域发展战略的紧密结合。
2世界大国未来的航天计划 将来的太空争夺战
“神舟六号”载人飞船的发射,标志着中国将向宇航大国再迈进一步。面对这一势头,各国都给予了“神六”极大关注,特别是那些已经或即将在太空中争得一席之位的国家地区。那么未来的航天争夺战将是什么样子?中国将在未来的航天战场中如何维持突飞猛进之势?这就需要我们来关注一下各国的未来航天计划。
★美国:登月——登陆火星计划 美国在航天事业的野心是有目共睹的。只是上个世纪六、七十年代实现了宇航员登月似乎远远不够,美国航空航天局前不久还雄心勃勃地重申了自己的再次登月计划。而登月只不过是美国未来航天计划的前奏,好戏还在后面。
2004年1月14日,美国总统布什在美国航空航天局(NASA)总部宣布了新的太空计划:在月球上建立永久性基地,并以月球为中继站登陆火星。而在今年9月,美国航空航天局局长格里芬亲自上阵印证布什总统的太空计划,揭开了美国计划在2018年送4名宇航员再次登月的神秘面纱,并展望了建立月球基地的广阔前景。美国正在以太空探索前20年征程中的领军人物布朗提出的 “循序渐进”方式,从发射环绕地球卫星开始,一步一步地深入太空,再以月球为跳板进军火星。
按照美国的计划,登月实现以后,美国航空航天局将在2020年左右开始细化火星登陆计划。目前美宇航局对此的初步构想是先用4到5枚大型运载火箭把火星飞船和其它硬件设备送向火星表面,在火星表面上建立一个宇航员基地,再把6名宇航员送上火星,进行为期500天的科学考察和研究,美国的太空野心由此可见一斑。
★俄罗斯:空间站——商业航天计划 虽然在太空战场上,美国表现得很英勇,但是在国际空间站的建设上,美国却当了“逃兵”。由于航天飞机接连出事,美国暂停了对国际空间站的货物供给和宇航员输送。相对于美国的“逃兵”行径,同为国际空间站发起国和建设国的俄罗斯就颇显责任感。在今年7月份的俄2006至2015年联邦航天计划草案中,俄罗斯方面就明确提及,未来十年内,建设国际空间站仍然是俄罗斯主要航天计划之一。
按照当初的计划,国际空间站应该在2010年建成。对此,俄罗斯联邦航天局局长安纳托利-佩尔米诺夫在7月份的政府工作会议上表示,俄罗斯将在2007年向国际空间站发射多用途试验舱、2009年发射能源舱,争取在2010年时完成国际空间站俄罗斯舱段建设。除此之外,俄罗斯还将在2011年前制造出“快帆”多次往返式载人飞船,保证为国际空间站服务并用于将来的星际探索任务。
与美国更加不同的是,俄罗斯将更注重地球上的发展。据佩尔米诺夫介绍,俄罗斯将在今后10年内发射70颗新一代卫星,包括通信卫星、地球远距探测卫星、气象卫星等,建立更加坚实的商业航天服务基础,巩固俄罗斯在全球航天服务市场上的地位,尤其是亚太和拉美地区。
★欧洲:探测器——星际探索计划 和其它航天势力不同的是,欧洲空间局太空探索重点不在载人航天上,而是一系列深空探测计划。作为太空中一支越来越惹人注目的奇葩,欧洲空间局向深空迈进的脚步正在把同行们甩得越来越远。
2003年6月,“火星快车”出发飞向遥远的火星,顺利进入火星轨道并展开了一系列探测活动;2003年9月, “智慧一号”起飞了,冲向了月球,进入月球轨道,并开展了各项探月工作;2005年,“惠更斯”在“卡西尼”的搭载下顺利着陆,在“土卫六”上触地得分;如今,“罗塞塔”也在飞往彗星的路上;不久,“金星快车”也要上路;期待中,水星探测器将要在2009年启航……欧空局的一系列太空活动使人们看到的是更多的科学探索精神,而不是太空竞争色彩。
未来十年里,欧洲航天局还将于2009年至2012年间发射两颗GAIA卫星,用于精确测量太空中十多亿颗恒星的位置,了解银河系的起源和历史;于2013年左右发射埃丁顿卫星,寻找遥远星系的小行星;于2010年后启动达尔文计划,在距地球几光年之遥的太空寻找生命存在的踪迹;并于2010年启动“莉萨”计划。发射3颗卫星,组成一个边长为500万公里的巨大三角形,它们之间将以激光束相连,获得引力理论的事实证据;欧空局还将开展太阳探索计划,获得太阳极地变化活动的清晰图像,了解太阳两极的有关情况。欧空局的深空探索步伐将越走越远。
★印度:探月——载人航天计划 在发展中国家里,印度的航天脚步算是比较快的。单就卫星发射而言,虽然发射卫星数量不是很多,但是发射成功率却极高,这使得印度成功挤入卫星发射市场。而印度未来最大的航天梦想就是赶超中国,在中国之前登上月球,不论是探测器还是宇航员。
印度空间研究组织2003年曾经宣布了一项雄心勃勃的载人登月计划,批准耗资8300万美元的无人探月计划,计划于2008年向月球发射登月探测器,并在2015年前向月球送去宇航员。而如今,印度更是宣称,当其它大多数国家的月球计划都处于纸上谈兵阶段时,印度的探月计划“月球飞船1号”已经正式起步,计划在2007年到2008年间向月球发射轨道探测器,围绕月球两极而不是赤道运行,给月球拍照、绘制地图和探测矿产资源。据悉这艘登月飞船将重590公斤,携带重20公斤的“冲击者”登月舱。
不过就载人登月而言,印度国内却批评连连。不少专家认为这项工程高投入低回报、花大钱却效果不明显,印度空间研究组织的科学家甚至承认,载人航天有其独特的魅力,但花费太大。看到了20世纪90年代以后美国人将更多的人力和物力用于月球轨道飞行和遥感探测砂锅内,印度科学家认为,印度今后也应该按这条路子走,所以印度目前还有载人航天计划。但是这不排除印度将来派宇航员登陆月球的可能,因为一旦“月球飞船1号”发射成功,印度很可能将在2015年前进行更多的登月活动。
★日本:登月——月球基地计划 日本的野心,不仅体现在军事政治上,在太空竞技场上也一样。虽然日本的航空航天技术不像其经济技术一样惹人注目,但是其在航天事业里做出的种种举动宣言却令人不得不关注。今年2月,日本宇宙航空研究开发机构宣布了其航天发展长期计划的制定,其中甚至包括开发载人航天飞行和2025年建立月球研究基地的构想。
按照日本这项雄心勃勃的未来航天计划,日本将在未来5年内研制出能够在月球进行探险的机器人,并在10年内,开发出能够使人类在月球长期停留的一整套技术。日本还计划在20年内,即在2025年,开始在月球上建造进行科学研究的基地。为了建设这个基地,日本航天部门计划在2025年之前开发出类似美国航天飞机、能够反复使用的太空飞行工具,并打算在此之前开发出太阳能发电卫星为月球基地提供能源。
同时,日本航天部门还打算将距离地球150万公里以外的太空定位为“深太空港”,计划在那里安装光学望远镜和X射线望远镜为人类探测木星和土星提供方便。如果上述计划获得政府批准,日本宇宙航天研究开发机构的预算就将增加6倍,达到6万亿日元(约合570亿美元)。
★韩国:飞天——航天“十强”计划 看着东亚和南亚诸国都在航天事业上迈大脚步,经济发达的韩国自然也不能落后。为了缩短与亚洲航天国家的距离,韩国科学技术部在2004年10月宣布,该国将在俄罗斯有关方面的帮助下,于2005年挑选两名宇航员前往俄罗斯接受为期18个月的培训,并于三年后的2007年前往太空,进驻国际空间站并在那里停留10天,进行各种实验。两名韩国宇航员的太空之旅将花费2273万美元。
目前,韩国正在与俄罗斯积极展开太空领域的合作。合作协议是2004年两国总统亲自会谈后双方签署的,根据这份协议,俄罗斯还将为韩国太空计划提供帮助,主要帮助韩国发射卫星。而韩国本国也在加强自身航天素质,科技部官员今年9月宣称,韩国今后十年将投巨资发展航天事业,力争跻身世界航天大国“十强”。从2006年至2010年,韩国计划投资1.3958万亿韩元,用于开发卫星、研发运载工具、建立航天中心、进行航天技术开发和开展国际合作等航天项目。
3美科学家称人类可通过光速飞船飞到未来
日前,一些美国科学家宣称,如同科幻作品描述的那样穿越时空回到过去是不可能的。
畅销书《优雅的宇宙》的作者、哥伦比亚大学的物理学家布赖恩·格林介绍说:“我们大多数科学家都认为,那些人类可以重返过去的理论,几乎都是无法实现的。”
目前,有少数理论认为时间旅行是可行的。其中最著名的方法引用了“虫洞”理论。科学家认为,“虫洞”是连接两个时空的假想隧道。这两个时空区域可能分别处在两个完全不同的宇宙当中,也可能是同一个宇宙里的两个地方。物质能够通过这个“虫洞”来回穿梭。
纽约城市大学的物理学家、《超空间》和《平行世界》的作者加来道雄表示:“‘虫洞’既能通向未来,也能通向过去。但是我们必须小心行事。以我们目前的技术来说,还生产不出一台时间机器加速所需的燃料。”对此,加来道雄博士解释说,如果想在时空这片“弹性纤维”上戳出一个洞,需要一整颗恒星的能量或负能量——这显然都不是人类可以办到的事情。
加来道雄表示,这世界上或许存在着一条还未被人们发现的万物定律,能够解决所有爱因斯坦关于穿过“虫洞”的方程式,而且能够解答时间穿越可行与否的问题。“但是,那要求的技术要远远超越我们所掌握的技术。”
目前来说,关于在四维时空内旅行唯一可以确定的就是人类无时无刻不在向前进。
“如果你希望知道地球距今一百万年后的样子,我可以告诉你方法。”格林说:“先建好一艘太空船,然后以接近光速的高速度开始飞行。当你在高速飞行的飞船上过了一年返回地球时,走出飞船后你会发现地球上已经过了100万年——你已经到了地球上的未来。”
科学家称人类无法通过时光机器回到过去
根据爱因斯坦广义相对论 :宇宙间重力的来源,是因为物质的存在,造成该物质附近的时间—空间结构弯曲凹陷的关系。物质的质量越大,所造成的时空弯曲凹陷就越厉害。
据美国有关媒体3月9日报道,在各种科幻小说中,时光旅行是最令人激动的设想之一。人们设想在登上时光机器后,可以在瞬间回到他所希望前往的那个时代。那么,人类是否真的进行时空旅行?是否真的可以通过机器回到过去?美国科学家近日表示,时光旅行只是一种美好的想法,在现实中是根本不可能实现的。
美国哥伦比亚大学物理学家、畅销书作者布莱恩-格林说,很多人都有过进行时光旅行的想法,他们或者是为了与故去的亲密爱人重逢,或者是希望能制止惨绝人寰的杀戮等。时光旅行不失为一种美好的愿望,它为各种科幻小说提供了绝妙的素材。关于如何回到过去,人们曾进行了无数的设想。“这些设想,如果仔细推敲,都是在跟物理学打擦边球。我们认为,所有这些设想,几乎无一成立。”
第四度空间
在物理学上,时间被认为是除了长、宽、高之外的第四度空间。当你从家里走到零售店时,你在空间的三个维度都作了位移:长度、宽度、高度。其实,你也在第四维度--时间维度--进行了运动。
美国纽约城市大学天体物理学家、《空间:我们在宇宙中的家》一书的作者查尔斯说,“时间和空间在时空四维构造中密不可分”。查尔斯进一步解释说,时空可以看作是一块四维的弹性纤维。“当任何有质量的物体--你、我、以至一颗行星或其它星星--落到这块纤维上时,它就会激起一片涟漪。这个涟漪,相当于由带质量的物体引起的时空弯曲”。时空弯曲使物体沿着一条弯曲的路线运动,空间的曲率就是我们所熟知的重力加速度。
查尔斯还表示,根据天体物理学理论进行的推测表明,对于空间上的三个维度,人们可以来去自如。但对于时间维度,人们就无法如此自由了。在四维时空中,对于时间维,人们只能向前,不可能向后倒退。
“虫洞”模型。科学家认为虫洞是宇宙中的隧道,它能扭曲空间,可以让原本相隔亿万公里的地方近在咫尺。
回到过去的时光隧道
关于时光旅行,人们有过很多美丽的遐想,最成熟的一个设想是通过虫洞。人们设想,通过虫洞,可以将两个不同的时空连接在一起。相连的两个时空,可以是两个完全不同的宇宙,也可以是同一宇宙的两个不同地方。任何物体都可以通过虫洞,从一个时空自由出入另一个时空。
美国纽约城市大学物理学家、《多维空间》和《平行世界》两本书的作者米奇奥-卡库说,“虫洞连接着将来,也连接着过去。但我们别太乐观了,因为供应时间机器的燃料绝不是人类目前的技术所能达到的”。卡库说,在时空这个物体上“钻孔”,需要一颗星星那么大的能量,或者相反,需要来自比“无”还要少的其它星体上的“负能量”。
超弦理论专家格林对上述设想提出质疑。超弦理论主张宇宙万物都是由一连串紧密排列的微细能量组成,随着它们不同的震动模式而衍生出不同的状态和现象。
格林说,“很多人对这种做法是否管用持怀疑态度。最乐观的估计是,如果你能打开这样一个孔,你就能从一个地点快速到达另一个地点,或者从一个时刻迅速赶往另一个时刻。”
宇宙弦理论
另外一个时空旅行爱好者津津乐道的理论是宇宙弦理论。宇宙弦理论说的是,在不断膨胀的宇宙中,有贯穿整个宇宙的能量管。这些细细的管子,是早期宇宙的残留,据说质量非常之大,可以造成周围时空的巨大弯曲。
里查德-格特是美国普林斯顿大学的天文物理学家,曾著有《在爱因斯坦的宇宙中作时空旅行》一书。里查德-格特说,“宇宙弦或者是无限长,或者是成环形,它们没有起始点。它们就像意大利面条那样,或者是围成圆形的意大利面条。两种弦理论是互不干涉的。由于它们都能给时空带来巨大弯曲,因此它们在理论上都给时光旅行提供了可能性。这是一个只有超级文明才有可能达到的目标,这远不是目前的我们所能做到的。我们甚至连自己星球上的能源都控制不了。”
但是,仍有一些科学家认为,回到过去在理论上是可能的,虽然这不大符合实际。里查德-格特同时也认为,人类可以在地球上看到某些短暂的宇宙粒子。对于人类来说,这些粒子的行程大约有数千年,但粒子感觉其穿越太空、到达地球的过程仅仅用了几分钟时间。实际上,这些宇宙粒子已经进入了未来。基于爱因斯坦的理论,可以将空间充分扭曲来制造一个局部的重力场,就如同一个能够以任意大小呈现的炸面包圈一样。重力场绕着这一炸面包圈围成一个圆圈,这样就使得空间和时间都能紧紧地“弯曲”到过去。尽管很难描述这一“炸面包圈”在现实生活中的样子,但数学公式显示,时光机器中每一阶段的时间都将在“炸面包圈”内的某一个空间内产生。
理论上说,在时光机器制成后回到过去的任一时间都是可能的。但到目前为止仍然有一个小小的障碍还未得到解决,那就是如何产生重力“炸面包圈”。科学家们进行过大量研究和思考,发现可能需要推动一个高质量物体做高速圆周运动。
时光旅行难成现实
查尔斯在接受记者采访时说,从数学上讲,你当然可以说某种东西正沿着时间轴往后退。但在实际上,无论是你还是我,都无法回到过去。
卡库也表示了相同的观点,他说,如果存在一个万能理论的话,人类就可以通过时间隧道解决所有的上述难题,看时间旅行是否真的可行。“但这需要比我们目前的科技能力要先进得多得多的技术。不要幻想明天就有一个年轻天才在报纸上发表声明,说自己已经发明出了什么时间机器。”
格特目前正在担任一部关于时光旅行的电影《超时空效应》的科学顾问。他在接受记者采访时表示,目前,关于在时间维度进行旅行,唯一确定的是每过去一分钟,我们就向未来迈出了一步。所以,对于那些想知道地球在一百万年之后是什么样子的人,科学家们有好消息等着他们。“如果你想知道地球在一百万年以后是什么样子,我可以告诉你怎么做”。格特给出的方法是:建造一艘宇宙飞船。以光速行驶一定的时间,然后再回到地球。当你走出飞船的那一刻,你可能就在一百万年之后的地球上了,而你本人,可能才只长了一岁。这样,你去未来地球旅行的愿望就实现了。
Ⅹ 科幻小说三体总共有几部分别是什么求全部的书名!跪谢
一共三部。分别是:《三体》、《三体Ⅱ·黑暗森林》、《三体Ⅲ·死神永生》。
1、第一部《三体》
文化大革命如火如荼地进行,天文学家叶文洁在其间历经劫难,被带到军方绝秘计划“红岸工程”。叶文洁以太阳为天线,向宇宙发出地球文明的第一声啼鸣,取得了探寻外星文明的突破性进展。三颗无规则运行的太阳主导下,四光年外的“三体文明”百余次毁灭与重生,正被逼迫不得不逃离母星,而恰在此时,他们接收到了地球发来的信息。对人性绝望的叶文洁向三体人暴露了地球的坐标,彻底改变了人类的命运。
2、第二部《三体Ⅱ·黑暗森林》
三体人在利用科技锁死了地球人的科学之后,出动庞大的宇宙舰队直扑太阳系,面对地球文明前所未有的危局,人类组建起同样庞大的太空舰队,同时(PDC)利用三体人思维透明的致命缺陷,制订了“面壁计划”。出乎意料地,社会学教授罗辑被选出作为四位“面壁者”之一,展开对三体人的秘密反击。虽然三体人自身无法识破人类的计谋,却依靠由地球人中的背叛者挑选出的“破壁人”与“面壁者”进行智慧博弈。
3、第三部《三体Ⅲ·死神永生》
身患绝症的云天明买下一颗星星送给暗恋着的大学同学程心,而程心因参与(PIA)向三体舰队发射探测器的工作,却想让航天专业背景的他放弃安乐死,作为被执行人将大脑捐献给阶梯计划。与三体文明的战争使人类首次看到了宇宙黑暗的真相,地球文明因为黑暗森林打击的存在如临大敌,不敢在太空中暴露自己。在零道德的宇宙中发起黑暗战役的战舰被诱导返航,却受到有道德的地球文明审判。
(10)中国航天科幻小说扩展阅读:
创作背景:
刘慈欣1999年起在杂志《科幻世界》上发表作品,此后接连创作了多个中短篇小说;在2006年1月发表短篇小说《山》时,许多读者去信说希望他写成长篇,于是刘慈欣就决定不再写中短篇了;“有三颗无规则运行恒星的恒星系”这个构思他最初打算用来写短篇,后来发现能写成一部长篇小说。
于是把这和吴岩在《中国轨道》里描写人们不顾一切地探索太空的历史相结合,设定以“文革”时期为整个故事的背景,描述一些人物与外星力量间的接触、以及华约和北约的冷战;在一位出版人的影响下,他对原来的构思做了较大的变化,改为一个长篇的三部曲系列,叙述从20世纪60年代到五百年后人类的一段特殊历程。