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硬科幻讨论:水滴的科幻设定,一些存疑或需要探讨的地方

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一。首先声明这不是找bug,给科幻设定找bug无异于大喊大叫的说地球不是个标准的球形——因为这是废话。很多人老是喜欢把自己不喜欢的科幻设定等同于作品bug,然后声称这里不合理哪里不合理,如果是这样那就先请不要看下去,也不需要来参与讨论。
注1:bug最确切的含义是指由于程序出错引起的故障。


IP属地:重庆1楼2023-03-15 17:21回复
    二。接着归纳一下《三体》中对水滴的科幻设定——注意是科幻设定,别管水滴是否违背现实中的人类科学。
    设定A——水滴总长度约3.5米,整体呈一颗标准的水滴状——一滴水银。
    原文出处:
    “ 探测器的大小与预想的差不多,长三点五米,丁仪看到它时,产生了与其他人一样的印象:一滴水银。探测器呈完美的水滴形状,头部浑圆,尾部很尖,表面是极其光滑的全反射镜面,银河系在它的表面映成一片流畅的光纹,使得这滴水银看上去纯洁而唯美。它的液滴外形是那么栩栩如生,以至于观察者有时真以为它就是液态的,根本不可能有内部机械结构。”
    说明:可以近似理解为水滴前半部为半球形(非1/2半球,实际上要略大一点),后半部为圆锥形,半球边与圆锥底边相接,且是连续可导(微积分意义上的连续且可导,尾锥点可以忽略也可以视作极小的半球)
    设定B——水滴的表面温度为绝对零度。
    原文出处:
    “丁仪慢慢飘浮到水滴前,把一只手放到它的表面上。他只能戴着手套触摸它,以防被绝对零度的镜面冻伤。接着,三位军官也都开始触摸水滴了。”
    说明:即0开,或-273.15℃。(热力学意义上的绝对零度)
    设定C——水滴表面呈全镜面反射,但球面能量守恒。
    原文出处:
    “头部浑圆,尾部很尖,表面是极其光滑的全反射镜面,银河系在它的表面映成一片流畅的光纹。”
    “太空望远镜就是根据探测器发动机发出的光来对其进行跟踪,而发动机的光芒一旦熄灭,这种跟踪就不可能进行了,因为探测器本身实在太小了,从它穿越星际尘埃时产生的尾迹形态推测,它可能只有一辆卡车大小,这样小的一个物体现在处于遥远的柯伊伯带外围,本身停止发光,而那一带远离太阳,只有微弱的阳光,探测器的反光更弱,即使是林格一斐兹罗这样强大的望远镜,也不可能从那个遥远的黑暗太空看到这么小的一个暗物体。”
    说明:全镜面反射即——其表面对包括可见光内的所有波段电磁波不存在有瑕疵的散射,或称完美散射。对平行光的反射是以通过圆直径的延长线夹角做镜面反射——即入射光与圆直径延长线的夹角α=反射光与圆直径延长线夹角β。(欧式空间意义上的夹角相等,不考虑黎曼空间,或者设水滴附近的黎曼空间曲率为零)。
    球面能量守恒即——ΣE的密度与距离的平方呈反比,距离越远,ΣE的面积越大,密度越低。
    这里解释一下:通过水滴表面全反射至各个方向上的能量=水滴表面积上被投射的能量ΣE(诸如电磁波)。由于水滴的表面绝大部分呈曲面,对曲面任意一点的微分在数学意义上只能是一个点,所以这使得在距离比较远的情况下只能接收到周围环境电磁波(如星光等)照射至水滴表面并垂直反射至观测点的电磁波,由于这个“点”的反射波实在太小,加上衰减,最强大的望远镜也看不到(接收不到反射波)。
    所以小说中人类用的办法是在水滴关闭发动机后,以布置人造星际尘埃云来显示水滴通过时的轨迹和大致方向(观测远距离上的矢量痕迹)。近距离的话,需要派出附近的跟踪飞船飞到水滴附近。螳螂号捕捉到水滴后将其放进了自己的主舱,在这个人造的密闭空间内由四面八方向水滴进行近距离打光,于是球面反射的所有可见光都在无损(能量守恒)的情况下在主舱内反射,这也使得丁仪一行人在近距离上完整的看见了水滴。
    D,水滴的表面是为由强相互作用力组成的致密材质。
    原文出处:
    “一千万倍!在这个放大倍数下,已经可以看到大分子了,但屏幕上显示的仍是光滑镜面,看不到一点儿粗糙的迹象,其光洁度与周围没有被放大的表面没什么区别。“
    “再把倍数调大些!”西子摇摇头,这已经是电子显微镜所能达到的极值了。
    ”真有绝对光滑的表面?西子惊叹道。
       有,丁仪说,中子星的表面就几乎绝对光滑。
    什么力才能做到这一点?只有一种:强相互作用力。透过面罩可以看到,丁仪的额头上已满是冷汗。
    嘿嘿丁仪发出一阵冷笑,听起来有种令人寒颤的凄厉,三名军官也同样知道这冷笑的含义:水滴不像眼泪那样脆弱,相反,它的强度比太阳系中最坚固的物质还要高百倍,这个世界中的所有物质在它面前都像纸片般脆弱,它可以像子弹穿透奶酪那样穿过地球,表面不受丝毫损伤。
    说明:这里需要定义强相互作用力的两种方式:
    1,强相互作用力作为一种稍微扩大了一点的短程力,即束缚强子之间的构造力而暂时不考虑这种力的作用范围被大幅度扩大。至于致密度,可以视作原子核紧挨着原子核,或是中子紧挨着中子——即类似中子星表面。
    2,强相互作用力作为一种长程力(大幅度扩大起作用距离),即可约束的范围不再局限于强子和强子之间,可扩大到原子和原子之间——即把弓箭射上月亮。
    E,水滴的动量(动量中的矢量)不守恒,或者说在动量守恒的前提下水滴可以承受超乎想象的G(极大G)
    原文出处:
    水滴在击穿了第一队列最后一艘战舰亚当号后,向前方空荡的太空飞行了约八十公里的一小段,再次做出了那个人类宇航动力学无法解释的锐角转向,这一次转向的角度比上一次更小,约为十五度,几乎是突然掉头反向飞行,同时保持速度不变,然后再经过一次较小的方向调整,航向与舰队矩形阵列的第二列(如果考虑刚刚完成的毁灭,这已经是第一列直线重合),以30公里/秒的速度向该队列在这个方向的第一艘战舰恒河号冲去。
    直到这时,联合舰队的指挥系统还没有做出任何反应。
    舰队的战场信息系统忠实地完成了自己的使命,通过庞大的监测网完整地记录了前一分十八秒的战场信息,这批信息数量巨大,在短时间内只能由计算机战场决策系统来进行分析,分析得出了这样的结论:在附近空间出现了强大的敌方太空力量,并对我方舰队发起攻击,但计算机没有给出这种力量的任何信息,能确定的只有两点:一、敌太空力量处于水滴所在方位;二、这种力量对我方所有探测手段都是隐形的。
    说明:水滴可以加速减速然后做不减速的锐角转向——人类动力学无法解释。要么是矢量出问题要么就是极大G。(我不想请牛顿出来参与这个设定的讨论,因为这是科幻,再说水滴也不是惯性移动)
    F,水滴质量不超过10吨,移动速度最大不超过光速的10%,最小速度为0——即静止。
    原文出处:
    “目前还没有精确值,只有通过高精度引力仪取得的一个粗值,大约在十吨以下吧”
    说明:静止质量,因为速度很快的话肯定会有质增,就看做10吨吧——可以是惯性质量也可以是引力质量。移动速度是指以太阳系为参考系,水滴相对于太阳系的空间移动速度。(太阳系可以看作欧式,也可以取任何一种其他空间)
    G,水滴表面几乎是绝对光滑。
    原文出处:
    真有绝对光滑的表面?西子惊叹道。
    有,丁仪说,中子星的表面就几乎绝对光滑。
    说明:摩擦力几乎为零。(静摩擦、滑动摩擦,滚动摩擦,外壳材料的内部摩擦)
    H,水滴对入射光具有变频处理能力,同时能在人类的雷达上隐形,使得人类无法观测(除非近距离)。
    原文出处:
    “由于水滴攻击的迅猛和对雷达隐形,被攻击的战舰的防御系统一直没有做出反应;但随着战舰间距的拉开,水滴的攻击距离也随之加长,同时所有战舰的防御系统也根据水滴的目标特征进行了重新设定,在纳尔逊号受到攻击时,该舰首次对水滴实施了拦截。为了提高对小型高速目标的打击精度,拦截使用了激光武器。当被多道激光击中时,水滴发出超强的光芒。舰载激光武器均发射伽马射线激光,这种激光在视觉上是看不到的,但水滴在反射时却把它变成了可见光。”
    ”人们对水滴的雷达隐形一直迷惑不解,因为它拥有全反射的表面和完美的散射形状。也许,这种对电磁波的变频反射能力就是它隐形的秘密。水滴被击中时发光的亮度甚至使周围的核火球也变得黯淡,所有监视系统都为避免光学部分被强光损坏而调暗了图像,肉眼直视水滴会造成长时间的失明。当超强的光芒降临时,也就与黑暗无异。‘’
    说明:
    变频处理这点很好理解,就是主动隐身或主动显形,比如入射光的波长或频率是α,通过水滴表面反射后被水滴处理为波长或频率β。这样就等于水滴可将可见光变为不可见光,微波辐射变伽马辐射之类,在它想要的任意波段上隐身,当然,除非水滴启动发动机或故意让你看见,于是会反射回你所能接受到的波段。
    被动隐身这个设定其实应该是作者害怕读者看不懂或看漏了,在设定上继续补充的一点。除了变频以外,被动隐身主要是由于设定C——全镜面反射和设定A——完美曲面这两点所造成的。类似于现代隐形战斗机的被动隐身原理——绝大部分反射波被吸收或是弹到其他方向上去了。
    以上8个原著设定,非全部。有其他的描述设定(以原著为准)可以补充,比如I,J,K……以此类推。
    注2:有看不明白或者质疑以上设定的请单独提出。如果是原著描述那就免了请自行翻书,如果是对说明有疑问请提出,如果是说明上文字误差但不妨碍理解的请多包涵。


    IP属地:重庆2楼2023-03-15 17:23
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      三。最后我们根据以上设定来讨论一些问题,如下:
      注3:以下问题的解答可以加入自己的设定,可以是科幻设定也可以是科学设定(包括物理上的绝对理想状态)。但请科幻设定内也包含科学设定,不要请耶稣重生或者弥勒佛下凡。且科学设定∈科幻设定,即科学设定为科幻设定的子集(如果科学设定有限,即可展开附加科幻设定)。或者如果你觉得你的科幻设定有一部分确实违背已证明的科学原理,也可以对原理打补丁进行扩大或补足(适当改一下,别魔改)。
      3-1,问题1:原著中人类发现水滴是通过观测其掠过的星际尘埃云所留下的线性轨迹来观测到的,水滴在到达到太阳系时,人类还人为的制造出一些尘埃云,指望水滴通过这些尘埃云留下轨迹,以此判定其大致的速度和方向。那么是否可以这样认为——在远距离上,周围真空的前提下,由于设定A、B、C、H的存在,水滴不启动发动机人类就无法通过电磁波(不同波段包括光学意义上的波段)观测到水滴本身?如何解决这个问题?
      选项a:发动机熄火的情况下无法通过接受水滴反射或发出的电磁波观测其本身,除非距离非常近。但可以通过引力波雷达观测,尽管质量只有10吨,只要精度达到即可。——这是我的探讨,存疑,原著中使用了引力仪近距离测算水滴质量,但是否掌握了如此高精度的引力波雷达来探测远距离上的水滴?如果没掌握,则视为科幻设定,需打补丁。
      选项b:无法通过常规手段观测,需加入其他科幻设定。(请说明其他科幻设定)
      选项c: 水滴不想让人类看见,但人类依旧可以找到办法观测。(请说明绕开设定A,B,C,H的理由)
      选项d:可以观测,因为水滴想让人类看见——自行脑补。


      IP属地:重庆3楼2023-03-15 17:36
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        3-2,问题2:根据设定B,是否可认为水滴外壳为绝对黑体?如果是绝对黑体,即α=1,那么其受到的电磁波将被全部吸收而不会反射,这样的话如何绕过设定C?如果不是绝对黑体,请给出解释。
        选项a:不是绝对黑体,因为这样的话水滴就呈现绝对黑色,任何电磁波打在上面都没法反射,也就不存在任何常规意义上的观测,包括可见光观测,除非凑得近。所以,外壳应该是绝对零度的镜面反射体。——这是我的探讨,存疑,请指正或打补丁。
        选项b:是绝对黑体,温度为绝对零度。其外壳不会出现辐射,但水滴内部不为绝对零度,内部存在辐射,外壳接受到的辐射被完全吸收并分析,而内部的辐射可以以量子隧穿的形式穿过外壳,呈现出类似全反射的镜面效果,但其本质是水滴内部在模拟外界的反射而发光(至少是可见光),同时可根据需要变频。(科幻设定,非现实科学下的量子隧穿效应,补丁:将量子隧穿效应放大)
        选项c:水滴可以自行调整外壳甚至内部的辐射,在绝对黑体和非绝对黑体之间自由变换。——存疑,当然也可以解释为三体故意让人类发现,反正三体人不在乎。
        选项d:自行脑补。


        IP属地:重庆4楼2023-03-15 17:41
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          3-3,问题3:根据设定D,水滴内部假设不为绝对零度,其内部的辐射是否可以穿出外壳?外部的辐射是否能穿过外壳?如果不能,水滴就类似一个瞎子,它获取近周围环境的信息(比如定位人类舰队的位置以制定冲击路线等)如何实现?
          选项a:内部辐射和外部辐射都不能穿透外壳。水滴联系三体舰队的信息(或三体舰队控制水滴)是通过量子纠缠的通信方式,水滴内部会携带有一个或数个耦合后分开的粒子,以便三体舰队远程操作。另:获取近周围的信息也可以通过早已到达太阳系的智子观测,通过智子获取的信息实时回传三体舰队,三体舰队再对水滴进行远程操作。亦或者,水滴内部的粒子可以直接和智子进行量子联动,然后水滴内部的智能计算机进行自主分析并计算攻击路线等等——这是我的探讨。
          选项b:能,内部或外部辐射可以穿透外壳,通过电磁波就行,不需要量子纠缠。(请说明绕开设定D的理由)
          选项C:自行脑补。


          IP属地:重庆5楼2023-03-15 17:42
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            3-4,问题4,根据设定A,设定D,以及设定F,请计算出水滴的表面积。如果水滴外壳材料的微观结构视作以中子之间紧密排列,那么在水滴外壳的平均厚度上有多少层(颗)中子紧密排列?
            选项a:水滴表面积约为10.5平方米(球面积公式和圆锥侧面积公式就不列了,中学基础)。水滴外壳密度参考中子星密度取9×10^17 kg/m³,外壳质量为9000kg,得出其体积约为10×10^-15立方米。厚度为体积除以面积得:外壳厚度约等于10×10^-16米,即10×10^-13毫米,即外壳厚度为百万分之一纳米,中子直径取近似值1.6×10^-16米,即得:水滴外壳的平均厚度上至少有6层(颗)中子紧密排列。——这是我的探讨,设水滴的90%以上的质量集中在外壳上,其余不到10%的质量在内部。
            选项b:其他计算方式。(请给出质量分布或数据近似值)
            选项c:考虑其他设定的脑补计算。


            IP属地:重庆6楼2023-03-15 18:09
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              3-5,问题5:以太阳系为坐标系参考,根据设定E,设定F,水滴所能实现的最大动能适用哪种公式?人类舰队上安装了汪淼的纳米丝是否能切割?如果强化纳米丝,需要达到什么样的条件才能切割水滴?
              选项a:水滴能实现的最大动能适用这个公式——Ek=mc²/√(1-v²/c²)-mc²。汪淼的纳米丝无法切割。如果改造纳米丝,需要其微观改造为类似于中子紧密排列的结构,假设改造丝为圆柱截面,其截面直径上的中子数量应该至少大于8颗,整个截面中子数量大于40颗,如果改造丝的截面为等边三角,其截面中子数量应大于36颗。考虑到设定G,强化纳米丝不能以平行线状布置,需以交叉网状(网点微观连接)布置,且最好布置多层网错开,网格尽量的小。——我的探讨,但存疑,如何观测到这种强化纳米丝网,由于丝的尺寸太小如何取、拿、安装?望指正。
              选项b:动能Ek=1/2 mv²适用或近似适用。汪淼的纳米丝无法切割,因为微观数量级差别太大。强化纳米丝也无法切割,甚至无法网住攻击中的水滴,因为水滴的矢量问题或极大G的存在。
              选项c:汪淼的纳米丝可以切割,古筝行动Ⅱ号!(请说明你复阳的原因)
              选项d:自行脑补。


              IP属地:重庆7楼2023-03-15 18:18
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                3-6,问题6:反物质武器摧毁水滴是否可行?如果可行,根据设定F,如果以反物质武器攻击水滴,需要加速到什么程度才能避免被水滴躲过?如何避免反物质在击中水滴表面之前,被星际空间中的不可预测的正物质(诸如稀薄的尘埃稀薄的气体分子等等)所抵消?
                选项a:可行。反物质加速最好到达50%光速甚至接近光速,如果只是10%光速或者低于这个速度,水滴完全可以加速躲开,而反物质在途中又无法拐弯。假设水滴外壳只有6层中子,所以理论上只需要轴向上的几颗反物质颗粒就能轰穿,至于截面上的反物质颗粒尽量多点,这样轰出来的洞比较大。然而避开星际空间中的正物质这点无法做到,但如果反物质加速到接近光速,可以连续轰击,让前面的反物质开路将整个射击路径甚至整个射界炸成近乎绝对真空,然后后续的反物质跟上直奔水滴。——这是我的探讨,具体操作性存疑,望指正或打补丁。
                选项b:反物质不可行。(可以加入科幻设定说明不可行的理由)
                选项c:自行脑补。


                IP属地:重庆8楼2023-03-15 18:25
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                  支持科普


                  IP属地:广东来自iPhone客户端9楼2023-03-15 19:19
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                    3-7,问题7:假设人类掌握了曲率武器,如何对付水滴?(假设题,原著中人类只掌握了曲率引擎而非曲率武器)
                    选项a:在黎曼空间制造一个闭环陷阱,等水滴进去后直接关门,让他在这个甜甜圈里面无限转圈圈。(类似于人在地球表面步行,无论怎么步行都没法离开地球表面)——我的探讨,存疑,有无其他方法,望指正或打补丁。
                    选项b:自行脑补。


                    IP属地:重庆10楼2023-03-15 19:27
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                      真正硬核,建议加精,三体吧很久没有这样的帖子了


                      IP属地:河北来自Android客户端11楼2023-03-15 21:51
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                        围观
                        ----我想我不需要短暂的冷淡和过期不候的温暖。


                        IP属地:江苏来自Android客户端12楼2023-03-16 02:04
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                          电工可能也没有这么深究。他的设定应该就是强相互作用力做出来的一个坚不可摧的探测器。绝对光滑和绝对零度都是在强相互作用力下,应该存在的表象。
                          极高速度,极高的G,和不可思议的锐角转向,是电工的设定。想体现的就是三体人远超地球人的科技实力。


                          IP属地:浙江13楼2023-03-16 09:27
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                            知不知道前进4意味着什么?把百万多级的战舰以120g加速,还是无工质?自然选择号发动机每秒输出功率大概是5000颗沙皇炸弹,比其主炮功率高了上亿倍,别说打水滴了,和死星掰下手腕都可以了。这才是最魔幻的片断。发动机对着水滴一喷不就没了?
                            最好是喷不动,可以吧百万吨可以物质加速120g,10吨物质加速到光速也要不了多久,几艘一起喷,换成不败名将杨威利来指挥就是窃喜,6发水滴就是三体免费送人类6发光粒,三体文明一战可下


                            IP属地:四川来自Android客户端14楼2023-03-16 10:35
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                              有没有一种可能,电工觉得锐角转弯很酷


                              IP属地:河南来自Android客户端15楼2023-03-16 11:38
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