第227章 未来技术(5)
费米技术
费米技术指的是在费米尺度运行的技术,比纳米技术小约一百万倍。这个尺度对应的是质子和中子的大小,它们的直径通常在几个费米左右(1 费米 = 10?1?米)。原则上,我们可以想像技术存在於公制前缀所定义的任何尺度上,每个尺度都比前一个小 1000 倍:从宏观尺度或人类尺度开始,依次是毫米尺度技术、微技术(微米尺度)、纳米技术(纳米尺度)、皮可技术(皮米尺度)、费米技术(费米尺度)和阿托技术(阿托米尺度)。推测性的延伸还可能包括更小的尺度,如仄托技术、么科技术和科托技术,但这些都进入了我们目前物理理解不確定的领域。在这个节目中,我们大致將纳米技术定义为在亚细胞尺度运行的技术,涉及由至少数千个(甚至数十亿个)原子组成的结构;皮可技术指的是由少数几个原子製成的装置;而费米技术则深入到亚原子尺度;正如我们在其专属条目中討论的那样,阿托技术通常指由磁物质或磁单极子构成的结构。除此之外,任何更小的尺度都被归入普朗克技术,指的是假设在量子尺度以下运行的技术 —— 前提是这样的领域存在。这个尺度也可以向另一个方向延伸,出现诸如千技术、兆技术等术语。我们经常討论巨型结构,理论上它们的尺度可能接近 “凯泰技术”( 103?米)—— 相比之下,这与 “科托米”( 10?3?米)处於尺度的两个极端。然而,存在一个实际问题:整个可观测宇宙的直径略小於 102?米(1 尧米)。因此,討论 “瑞泰技术”或 “凯泰技术” 在某种程度上是多余的,因为在可观测宇宙中不存在如此大的物体。同样,除了基於磁物质的阿托技术外,费米技术以下的任何技术本质上都是推测性的,並且在很大程度上不切实际,难以討论 —— 而且磁物质通常也被归入费米技术的范畴。即便如此,在这种背景下,我们经常考虑操控时空本身的场景,例如將一台机器压缩到更小的空间区域。这可能涉及摺叠空间或利用一个全等宇宙。例如,不同於经典的超空间概念(在这种概念中,一个更小的替代宇宙允许更快的旅行,然后重新进入正常空间),这可能涉及一个更大的全等宇宙。在这种情况下,替代宇宙中一个房间大小的区域,可能对应我们宇宙中一个原子大小的区域 —— 这使得一个宏观尺寸的装置能够通过空间对应关係进行交互,在难以置信的小尺度上运行。这个概念可以弥合大尺度和小尺度之间的差距,允许在其他情况下无法达到的维度上操控物质。最后,费米技术也可以指完全由亚原子粒子构成的结构。这可能包括由上夸克和下夸克之外的其他夸克(如奇异夸克、粲夸克、顶夸克或底夸克)组成的稳定原子 —— 例如由带正负电荷的奇异夸克粒子形成的原子。或者,它可能涉及我们尚未发现的全新粒子,甚至是从其他现实中引入的粒子。
场抵消器与放大器
万物皆由力维繫 —— 引力、电磁力、弱核力和强核力这四种基本力,以及一些理论上的力(如暗能量)或涌现力(如范德华力)。弦理论预测可能存在更高维度的力;可能只与暗物质相互作用的奇异物质力;或者能够解释量子纠缠中 “超距作用” 的非局域力。如果能够抵消或放大这些力,或者不仅能控制它们的强度,还能控制它们的方向,那將是一种无价的工具、无与伦比的防御手段和强大的武器。毫不奇怪,控制力量的能力会让你成为一股不可忽视的力量。你可能能够抵消或减弱核链式反应 —— 这一概念经常被艾萨克?阿西莫夫和其他科幻作家用於各种故事中,以解决核武器防御问题。另一个例子出现在经典小说《安德的游戏》中:终极武器 “小医生”(little doctor,简称 md 装置)利用分子分离效应,破坏维繫物质的键。这会引发链式反应,导致飞船等大型物体爆炸。附近的飞船也可能受到影响,造成连锁性的破坏。在该系列的后续作品中,这种武器最终被用於摧毁整个星球。后来我们了解到,他们的飞船引擎也基於类似的原理 —— 就像巴萨德衝压发动机飞船推进器一样,它们在旅行过程中收集星际空间中的尘埃和气体,將其转化为无限的燃料和推进剂。这使得飞船能够达到任意接近光速的速度,並利用极端的相对论时间膨胀效应进行旅行。然而,这种武器並非完全突破性的 —— 因为一艘以 99.9999% 光速飞行的飞船本身就可以摧毁一颗行星,这一概念被称为 “相对论杀伤飞弹”。还需要注意的是,如果能够利用量子纠缠中涉及的那种 “神秘力量”,可能会实现某种不违反因果律的超光速通信。在更实际的层面上,抵消引力场、放大或引导引力场,可能会催生一系列先进的引力技术。同样,改变核相互作用或衰变的概率,可能会彻底改变能源生產,使核聚变或核裂变的效率大大提高 —— 这可能会带来紧凑型核聚变反应堆,甚至质能转换器。此外,由於引力与时空有著內在的联繫,放大或减弱引力可能会以意想不到的强大方式扭曲空间或时间。
异次元储物空间
在克拉克技术的背景下,异次元储物空间指的是一种技术,允许物体存在於额外维度的存储空间中,从而能够利用比传统三维空间更多的空间。这一概念起源於卡通片 —— 角色们似乎能凭空拿出物体 —— 在科幻作品中经常被实现为受《龙与地下城》(d&d)启发的 “次元袋”,或者《神秘博士》中的 “tardis”(时光机器,其內部比外部大)。异次元储物空间意味著对我们感知之外的空间维度的操控。一个异次元储物空间装置可能看起来是一个小物件 —— 一个背包、抽屉、容器或警亭 —— 但內部却能容纳巨大的空间,甚至可能拥有不同的物理定律。这意味著异次元储物空间可以规避质量和体积的典型限制,能够储存巨大或笨重的物体,而不受尺寸限制。tardis 提醒我们,我们討论的並不一定只是空间操控,还包括时间操控 —— 因为时空是相互关联的。因此,你可能会拥有时间变慢的异次元储物空间:例如,你可以把手伸进异次元储物口袋,拿出上周放进去的三明治,它仍然是新鲜的。当然,默认的 “次元袋” 並不意味著有很好的整理和分类方法 —— 这意味著你的额外维度空间中可能会有一大堆物质,很快就会变成一堆堆肥。这时候,可能需要一些更普通的辅助技术,例如异次元储物空间內的无人机,它们可以整理物品並按需交付。这可能包括接住你的三明治並將其放入异次元储物空间內的冰箱中;或者,它可能像一个文件柜,你可以用手指翻阅,展开你当时需要的部分,或者直接伸手去拿。你还需要考虑:如何为异次元储物空间內的电器提供能量?新鲜空气如何进入?热量或二氧化碳如何排出?內部的总体能量动態如何?是否有办法在已有的异次元储物空间內再打开一个门作为后门,或者进行抢劫?如果这种技术能够实现,其应用將是无限的:从隨身携带一个仓库,到拥有一把永远不会耗尽弹药的枪;从移动行星,到將整个文明隱藏在口袋空间中。虽然我们没有明显的方法来实现这种技术,但存在数学上的途径来这样摺叠空间。而且,如果宇宙中存在无数其他我们可以到达的宇宙,那么其中很多可能是小型、不稳定的宇宙 —— 我们可能能够通过一个传送门连接这些宇宙,然后將这个传送门与一个你可以携带的袋子或口袋绑定在一起。
费米技术指的是在费米尺度运行的技术,比纳米技术小约一百万倍。这个尺度对应的是质子和中子的大小,它们的直径通常在几个费米左右(1 费米 = 10?1?米)。原则上,我们可以想像技术存在於公制前缀所定义的任何尺度上,每个尺度都比前一个小 1000 倍:从宏观尺度或人类尺度开始,依次是毫米尺度技术、微技术(微米尺度)、纳米技术(纳米尺度)、皮可技术(皮米尺度)、费米技术(费米尺度)和阿托技术(阿托米尺度)。推测性的延伸还可能包括更小的尺度,如仄托技术、么科技术和科托技术,但这些都进入了我们目前物理理解不確定的领域。在这个节目中,我们大致將纳米技术定义为在亚细胞尺度运行的技术,涉及由至少数千个(甚至数十亿个)原子组成的结构;皮可技术指的是由少数几个原子製成的装置;而费米技术则深入到亚原子尺度;正如我们在其专属条目中討论的那样,阿托技术通常指由磁物质或磁单极子构成的结构。除此之外,任何更小的尺度都被归入普朗克技术,指的是假设在量子尺度以下运行的技术 —— 前提是这样的领域存在。这个尺度也可以向另一个方向延伸,出现诸如千技术、兆技术等术语。我们经常討论巨型结构,理论上它们的尺度可能接近 “凯泰技术”( 103?米)—— 相比之下,这与 “科托米”( 10?3?米)处於尺度的两个极端。然而,存在一个实际问题:整个可观测宇宙的直径略小於 102?米(1 尧米)。因此,討论 “瑞泰技术”或 “凯泰技术” 在某种程度上是多余的,因为在可观测宇宙中不存在如此大的物体。同样,除了基於磁物质的阿托技术外,费米技术以下的任何技术本质上都是推测性的,並且在很大程度上不切实际,难以討论 —— 而且磁物质通常也被归入费米技术的范畴。即便如此,在这种背景下,我们经常考虑操控时空本身的场景,例如將一台机器压缩到更小的空间区域。这可能涉及摺叠空间或利用一个全等宇宙。例如,不同於经典的超空间概念(在这种概念中,一个更小的替代宇宙允许更快的旅行,然后重新进入正常空间),这可能涉及一个更大的全等宇宙。在这种情况下,替代宇宙中一个房间大小的区域,可能对应我们宇宙中一个原子大小的区域 —— 这使得一个宏观尺寸的装置能够通过空间对应关係进行交互,在难以置信的小尺度上运行。这个概念可以弥合大尺度和小尺度之间的差距,允许在其他情况下无法达到的维度上操控物质。最后,费米技术也可以指完全由亚原子粒子构成的结构。这可能包括由上夸克和下夸克之外的其他夸克(如奇异夸克、粲夸克、顶夸克或底夸克)组成的稳定原子 —— 例如由带正负电荷的奇异夸克粒子形成的原子。或者,它可能涉及我们尚未发现的全新粒子,甚至是从其他现实中引入的粒子。
场抵消器与放大器
万物皆由力维繫 —— 引力、电磁力、弱核力和强核力这四种基本力,以及一些理论上的力(如暗能量)或涌现力(如范德华力)。弦理论预测可能存在更高维度的力;可能只与暗物质相互作用的奇异物质力;或者能够解释量子纠缠中 “超距作用” 的非局域力。如果能够抵消或放大这些力,或者不仅能控制它们的强度,还能控制它们的方向,那將是一种无价的工具、无与伦比的防御手段和强大的武器。毫不奇怪,控制力量的能力会让你成为一股不可忽视的力量。你可能能够抵消或减弱核链式反应 —— 这一概念经常被艾萨克?阿西莫夫和其他科幻作家用於各种故事中,以解决核武器防御问题。另一个例子出现在经典小说《安德的游戏》中:终极武器 “小医生”(little doctor,简称 md 装置)利用分子分离效应,破坏维繫物质的键。这会引发链式反应,导致飞船等大型物体爆炸。附近的飞船也可能受到影响,造成连锁性的破坏。在该系列的后续作品中,这种武器最终被用於摧毁整个星球。后来我们了解到,他们的飞船引擎也基於类似的原理 —— 就像巴萨德衝压发动机飞船推进器一样,它们在旅行过程中收集星际空间中的尘埃和气体,將其转化为无限的燃料和推进剂。这使得飞船能够达到任意接近光速的速度,並利用极端的相对论时间膨胀效应进行旅行。然而,这种武器並非完全突破性的 —— 因为一艘以 99.9999% 光速飞行的飞船本身就可以摧毁一颗行星,这一概念被称为 “相对论杀伤飞弹”。还需要注意的是,如果能够利用量子纠缠中涉及的那种 “神秘力量”,可能会实现某种不违反因果律的超光速通信。在更实际的层面上,抵消引力场、放大或引导引力场,可能会催生一系列先进的引力技术。同样,改变核相互作用或衰变的概率,可能会彻底改变能源生產,使核聚变或核裂变的效率大大提高 —— 这可能会带来紧凑型核聚变反应堆,甚至质能转换器。此外,由於引力与时空有著內在的联繫,放大或减弱引力可能会以意想不到的强大方式扭曲空间或时间。
异次元储物空间
在克拉克技术的背景下,异次元储物空间指的是一种技术,允许物体存在於额外维度的存储空间中,从而能够利用比传统三维空间更多的空间。这一概念起源於卡通片 —— 角色们似乎能凭空拿出物体 —— 在科幻作品中经常被实现为受《龙与地下城》(d&d)启发的 “次元袋”,或者《神秘博士》中的 “tardis”(时光机器,其內部比外部大)。异次元储物空间意味著对我们感知之外的空间维度的操控。一个异次元储物空间装置可能看起来是一个小物件 —— 一个背包、抽屉、容器或警亭 —— 但內部却能容纳巨大的空间,甚至可能拥有不同的物理定律。这意味著异次元储物空间可以规避质量和体积的典型限制,能够储存巨大或笨重的物体,而不受尺寸限制。tardis 提醒我们,我们討论的並不一定只是空间操控,还包括时间操控 —— 因为时空是相互关联的。因此,你可能会拥有时间变慢的异次元储物空间:例如,你可以把手伸进异次元储物口袋,拿出上周放进去的三明治,它仍然是新鲜的。当然,默认的 “次元袋” 並不意味著有很好的整理和分类方法 —— 这意味著你的额外维度空间中可能会有一大堆物质,很快就会变成一堆堆肥。这时候,可能需要一些更普通的辅助技术,例如异次元储物空间內的无人机,它们可以整理物品並按需交付。这可能包括接住你的三明治並將其放入异次元储物空间內的冰箱中;或者,它可能像一个文件柜,你可以用手指翻阅,展开你当时需要的部分,或者直接伸手去拿。你还需要考虑:如何为异次元储物空间內的电器提供能量?新鲜空气如何进入?热量或二氧化碳如何排出?內部的总体能量动態如何?是否有办法在已有的异次元储物空间內再打开一个门作为后门,或者进行抢劫?如果这种技术能够实现,其应用將是无限的:从隨身携带一个仓库,到拥有一把永远不会耗尽弹药的枪;从移动行星,到將整个文明隱藏在口袋空间中。虽然我们没有明显的方法来实现这种技术,但存在数学上的途径来这样摺叠空间。而且,如果宇宙中存在无数其他我们可以到达的宇宙,那么其中很多可能是小型、不稳定的宇宙 —— 我们可能能够通过一个传送门连接这些宇宙,然后將这个传送门与一个你可以携带的袋子或口袋绑定在一起。