三體：森林之險(xiǎn)

詹志飛

林修的父親是著名的物理學(xué)家，是很多人的偶像，但是林修發(fā)現(xiàn)，父親最近心情似乎很槽糕，總是會(huì)無緣無故地發(fā)脾氣，母親認(rèn)為是工作壓力太大導(dǎo)致的，因此決定全家到附近的山區(qū)進(jìn)行短暫的放松旅行。

林修這天早上醒來發(fā)現(xiàn)父親竟然是一晚沒有睡覺，他拿了早餐遞給父親，父親一臉疲憊，桌子前的全息儀上顯示著三個(gè)圓球，旁邊是密密麻麻的公式。

“爸爸，您是不是遇到了難題？” 林修懂事地說，“和我說說吧，雖然可能幫不上什么忙，但是找人傾訴一下可能會(huì)給您帶來靈感。”

父親有些愧疚地看著兒子，最近太沉浸在自己的工作中而忽視了家人的感受。他指了指那三個(gè)圓球道：“我在研究‘三體問題，就是這三個(gè)恒星運(yùn)行的軌跡問題?！?/p>

林修有些納悶，他學(xué)過萬有引力定律，難道這么簡(jiǎn)單的問題會(huì)難倒博學(xué)的父親？

“那我給你說說吧?！备赣H邊吃早餐邊說。

三體問題

自從牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律，人們就很容易計(jì)算出宇宙中兩個(gè)天體在引力作用下的運(yùn)動(dòng)情況。牛頓在攻克二體問題后，立即著手研究三體問題，但出乎意料的是，看似只是簡(jiǎn)單地增加一個(gè)天體，他卻計(jì)算到頭痛欲裂也沒能找到答案。

但是人類求知的欲望沒有停止，在隨后的200多年中，無數(shù)著名的數(shù)學(xué)大師們絞盡了腦汁也未能將三體問題攻克，以至于它成為歷史上有名的難題。

19世紀(jì)，法國(guó)著名數(shù)學(xué)家龐加萊發(fā)現(xiàn)，三體問題無法解決的根源在于：在三體系統(tǒng)中，由于引力的互相干擾，某個(gè)天體的初始數(shù)據(jù)只要有很小的變動(dòng)，可能就會(huì)導(dǎo)致后來的狀況有極大的不同，計(jì)算結(jié)果也會(huì)出現(xiàn)無數(shù)不同的結(jié)果，這樣得出的計(jì)算結(jié)果毫無意義。當(dāng)時(shí)，龐加萊試圖畫出一些運(yùn)動(dòng)軌道，卻發(fā)現(xiàn)那些圖形復(fù)雜、混亂到根本無法畫出的地步！

現(xiàn)在的科學(xué)終于明白，三體問題其實(shí)是一個(gè)典型的混沌系統(tǒng)，混沌系統(tǒng)會(huì)將初始條件的最細(xì)微差別無限放大，隨著時(shí)間的推移，最開始的一點(diǎn)變化會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)完全不同，從而無法計(jì)算。就像那句描述混沌理論的名言：“一只巴西熱帶雨林中的蝴蝶扇動(dòng)幾下翅膀，可能在美國(guó)德克薩斯州引起一場(chǎng)龍卷風(fēng)。”三體問題也是如此。

父親吃過早餐去補(bǔ)覺了，林修一個(gè)人跑到外面的森林里散步，但是思維還完全沉浸在三體問題當(dāng)中，原來看似簡(jiǎn)單的問題背后卻是如此復(fù)雜。他想象著，如果三個(gè)太陽相互錯(cuò)亂運(yùn)行，那該是多詭異的景象，那定是無法產(chǎn)生像地球這樣有生命的星球吧。

林修家附近的這個(gè)山區(qū)比較偏僻，是很多戶外愛好者喜歡來探險(xiǎn)的地方。林修思緒一直游離在外，等感覺到腳下一陣越來越強(qiáng)的震動(dòng)時(shí)，才恍然發(fā)現(xiàn)情況有些不對(duì)，周圍的山體開始滑落，夾雜著樹木和亂石，發(fā)出巨大的聲響。林修明白這是最近的大雨導(dǎo)致了泥石流的發(fā)生，還好靠著以前學(xué)過的知識(shí)，他安全躲避了危險(xiǎn)。

很快到了傍晚，他已經(jīng)完全迷路了，手機(jī)也沒了信號(hào)，隨身的包里只帶了些野餐的干糧，他并沒有太慌張。此時(shí)，一個(gè)身影突然沖了過來，一把搶過他的背包就跑，林修拼命追上去，眼看就要被甩開，那個(gè)人突然踩到了一根枯枝，摔倒在地，昏了過去。

林修發(fā)現(xiàn)他是一個(gè)年紀(jì)不大的少年，應(yīng)該是來探險(xiǎn)的，他的腳似乎骨折了，一片淤青。

“有人嗎？”他大喊，現(xiàn)在已經(jīng)是晚上，周圍一片漆黑，只有淡淡的月光。

這時(shí)眼前突然出現(xiàn)一個(gè)奇怪的圓球，這個(gè)圓球有著光滑的輪廓，上面顯示出一行字。

“不要大喊，不要大喊，不要大喊！”

“你是誰？”林修有些愕然。

“我是三體人?！?/p>

圓球上面的字變化著：“我是生活在三個(gè)太陽的星系里的文明，你可以叫我小智?！?/p>

“難道你們?nèi)w人都長(zhǎng)這樣？”林修更加驚愕。

“不是，這只是我們的一個(gè)智能終端，它是由一個(gè)質(zhì)子構(gòu)成的?！?/p>

“這怎么可能？”林修懷疑自己出現(xiàn)了幻覺。

“因?yàn)槲覀冞M(jìn)行了維度展開，由十一維展開到三維?！?/p>

“十一維？維度展開？”林修一臉不解。

多維空間

為統(tǒng)一量子力學(xué)和廣義相對(duì)論，科學(xué)家提出了很多理論，超弦理論是其中最著名的一個(gè)。它的一個(gè)基本觀點(diǎn)是，自然界的基本單元不是電子、光子、中微子和夸克之類的點(diǎn)狀粒子，而是很小很小的線狀的“弦”。

根據(jù)超弦理論，空間存在著十一個(gè)維度，只有其中四維空間可為人類所感覺，其余的七維空間，我們?nèi)祟惵牪坏揭部床坏剑鼈儔嚎s在了一起，這些維度所攜帶的信息存在于原子內(nèi)部。

當(dāng)然，生活在四維空間里的生物的最低速度是光速，因?yàn)楣馑偈蔷S度的界線。人類想要用肉眼看見更高維的空間已經(jīng)是不可能了，但是通過其他手段間接控制、操縱高維空間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)并不是沒可能。

維度展開就是科學(xué)家對(duì)維度操作的想象，有個(gè)實(shí)驗(yàn)可以幫你理解這個(gè)問題，你拿一張紙，然后揉成一團(tuán)，這樣的話我們可以簡(jiǎn)單地認(rèn)為一個(gè)僅具備二維平面的東西具備了三維的結(jié)構(gòu)了（平面的紙到紙團(tuán)）。然后你再將這個(gè)紙團(tuán)展開成為一張紙你就完成了一次粒子的低維展開，雖然這個(gè)粒子大了點(diǎn)，展開后的平面也小了點(diǎn)。

林修似懂非懂地點(diǎn)點(diǎn)頭，想起父親的三體問題，生活在擁有三個(gè)太陽的星系里面，星球上的條件一定很惡劣，竟然還能出現(xiàn)這么先進(jìn)的文明，真是太神奇了。

“你們的生活一定很困難吧？”林修問。

“是的?！毙≈抢^續(xù)顯示著字跡，“有時(shí)太陽同時(shí)出現(xiàn)，還離得非常近，溫度會(huì)達(dá)到幾百攝氏度，所有的水都被蒸發(fā)；有時(shí)太陽又都離得很遠(yuǎn)，溫度下降到零下100多攝氏度?！?/p>

“你們真厲害?！绷中抻芍缘刭潎@道。

“謝謝夸獎(jiǎng)！”小智說，“但我們非常羨慕生活在地球上的人，雖然我們之間有4.2光年的距離?！?/p>

“那你們?yōu)槭裁匆獊淼厍?？?/p>

“為了觀察，”小智說，語氣中有些凌厲和威脅，“看地球是不是適合我們?！?/p>

林修想起電影里面那些外星人攻占地球的情節(jié)，終于明白父親為什么在研究三體問題時(shí)精神那么暴躁?？磥碛行┤艘呀?jīng)知道了三體人的存在，并開始對(duì)地球的安危擔(dān)憂。林修像是突然想到什么，問道：“你為什么來找我？”

“是你父親央求我來找你的?！毙≈钦f，“他還說可以答應(yīng)我們的任何條件?！?/p>

“那你可以幫我們出去了？”林修驚喜。

“不行！”小智斷然拒絕，語氣冰冷，“我們對(duì)你父親并沒有什么需求，我們只是來觀察你，看人類在險(xiǎn)惡的條件下會(huì)做出什么，很可惜，你們只會(huì)互相搶奪資源?！?/p>

林修看了看倒在地上的少年，眉頭緊皺。

“這里離你們星球那么遠(yuǎn)，你是怎么和你的星球通信的呢？”林修十分好奇。

“想不到在這種情況下你還這么好奇，我可以告訴你，是靠量子通信?！?/p>

量子通信

在微觀世界里，存在一種詭異的現(xiàn)象，那就是量子糾纏。其神奇之處在于，處于糾纏態(tài)的兩個(gè)粒子無論相距多遠(yuǎn)，即使是它們分別在宇宙的兩邊，只要一個(gè)粒子的狀態(tài)發(fā)生變化，另外一個(gè)粒子的狀態(tài)也會(huì)瞬間發(fā)生變化，愛因斯坦將其稱之為“幽靈糾纏”。

量子通信就是指利用這種量子糾纏效應(yīng)進(jìn)行信息傳遞的一種新型的通信方式，是近20年發(fā)展起來的新型交叉學(xué)科。與現(xiàn)在成熟的經(jīng)典通信技術(shù)相比，其最顯著的特點(diǎn)在于安全性，絕對(duì)不會(huì)“泄密”。假設(shè)在通信雙方手中具有糾纏態(tài)的2個(gè)粒子，其中一個(gè)粒子的量子態(tài)發(fā)生變化，另外一方的量子態(tài)就會(huì)立刻隨之變化，并且根據(jù)量子理論，宏觀的任何觀察和干擾，都會(huì)立刻改變量子態(tài)，引起其坍塌，因此竊取者通過干擾通訊雙方而得到的信息已經(jīng)被破壞，并非原有信息。

21世紀(jì)初，人類將量子通信的研究作為戰(zhàn)略項(xiàng)目，經(jīng)過20多年的發(fā)展，量子通信已逐步從理論走向?qū)嶒?yàn)，并向?qū)嵱没l(fā)展，主要涉及的領(lǐng)域包括：量子密碼通信、量子遠(yuǎn)程傳態(tài)和量子密集編碼等。

“宇宙真神奇！”林修感嘆。

“也很殘酷。”小智回答道。

“對(duì)了，你剛才為什么讓我不要大喊？”林修轉(zhuǎn)念一想，問道。

“因?yàn)檫@里有很多被困住的人，大家會(huì)本能地產(chǎn)生恐懼和不信任，如果發(fā)現(xiàn)別人，就會(huì)搶奪別人的資源來保證自己的生存，就像他一樣。”圓球上顯示出箭頭指著地上的少年，少年臉色蒼白，生命垂危?！澳憧梢阅米咚臇|西，這樣你就可以增加走出去的可能性。”

林修蹲下來，目光看著少年的傷口，復(fù)雜地說道：“你說得對(duì)，我不應(yīng)該大喊，喊聲并不能傳出很遠(yuǎn)?！绷中尥蝗徽酒饋?，目光堅(jiān)毅地看著小智道：“小智，你可不可以幫我聚集月光，向四周照射？這樣別的人就能發(fā)現(xiàn)并找到我們?！?/p>

小智停頓了幾分鐘，似乎有些難以反應(yīng)過來：“你現(xiàn)在擁有的食物不多，難道就不怕別人來搶你的東西嗎？”

“我相信他們不會(huì)?！毙≈亲冃纬蔀橐粋€(gè)凹面，這個(gè)凹面聚集月光到一點(diǎn)并反射出去，發(fā)出璀璨的光芒，在黑暗中一閃一閃。

過了片刻，一個(gè)身影有些警惕地慢慢靠近，林修伸開雙手，表示全無敵意，并大聲喊道：“這里有人受傷了，快來幫忙?！?/p>

那個(gè)身影遲疑了片刻，終于走近，是一個(gè)20多歲的少女，少女擁有豐富的野外生存知識(shí)，而林修則熟悉這片地方，林修和她合力抬著昏迷的少年，三人終于安全離開了森林。

房間里，林修一個(gè)人在休息，小智又出現(xiàn)了：“我不能理解，難道當(dāng)時(shí)你不怕失去資源嗎？”

“因?yàn)殡p方爭(zhēng)斗，情況只會(huì)更糟糕，只有合作才會(huì)帶來更大的生存可能性，所有的人其實(shí)都會(huì)這么想，只是需要有個(gè)人多走一步。”

“謝謝，我明白了很多。”小智在原地停頓片刻，若有所思，然后消失了。

幾分鐘后，父親突然在大廳里歡喜地叫出聲來，林修跑了出去。

“三體人竟然給了我們曲率驅(qū)動(dòng)的技術(shù)。”父親高興而詫異地說。

“曲率驅(qū)動(dòng)？”

“擁有這項(xiàng)技術(shù)，我們很快就可以進(jìn)行太空航行了?！备赣H說。

曲率驅(qū)動(dòng)

宇宙的空間并不是平坦的，而是存在著曲率（曲率為半徑的倒數(shù)，曲率越大半徑越?。?，如果把整個(gè)宇宙想象為一張大膜，這張膜的表面是弧形的。雖然膜的局部看似平面，但空間曲率還是無處不在。科學(xué)家由此提出設(shè)想，一艘處于太空中的飛船，如果能夠利用某種方式把它后面的一部分空間燙平，減小其曲率，那么飛船就會(huì)被前方曲率更大的空間拉過去，這就是曲率驅(qū)動(dòng)。飛船就像是在太空里“乘”著空間的“波浪”前進(jìn)，這個(gè)“波浪”區(qū)間叫作“曲速泡”，里面是一塊平坦時(shí)空。飛船在“泡”內(nèi)并非真的在移動(dòng)，而是被“泡”帶著走，并不違反物理學(xué)中的“光速最快”限制。

要理解空間曲率驅(qū)動(dòng)的原理，不妨設(shè)想這樣一幅場(chǎng)景：你和一只貓坐在一張地毯的兩端，貓以速度c（這也是它在地毯上奔跑能達(dá)到的最高速度）向你跑來，這時(shí)你以速度z猛然拽動(dòng)地毯，把地毯和在地毯上跑動(dòng)的貓一并拽到跟前。在拽地毯時(shí)，貓相對(duì)于你的速度是c+z ——超過了c。

現(xiàn)在，把貓?zhí)鎿Q成飛船，把地毯替換成宇宙空間，把拽地毯的動(dòng)作替換成曲率驅(qū)動(dòng)，把c設(shè)為光速，你就可以得到曲率驅(qū)動(dòng)的基本場(chǎng)景了。

一年之后，地球的曲率驅(qū)動(dòng)飛船被順利制造出來，而三體人的飛船也開始向地球飛來。

林修和父親一起站在飛船基地的高樓上，抬頭看著飛船雄偉的身姿消失在視野，進(jìn)入太空之中。

兩年之后，雙方的飛船將第一次接觸，代表著兩個(gè)文明首次嘗試合作，誰也不知道未來會(huì)走向何處，但是在這個(gè)黑暗的森林里，兩個(gè)文明聯(lián)手起來，一定會(huì)走得更遠(yuǎn)。