科學細讀《星際爭霸||》重要問題

暴雪游戲公司終于發售了讓玩家苦等12年的《星際爭霸II：自由之翼》，與“星球大戰世界”、“阿凡達世界”一樣，整個星際爭霸中的種族、人物、角色、設備、武器是在一個精密設計的世界觀中想象出來的，而許多細節的想象，又緊密契合著我們當代對于天文學、物理學、生物學的科學認知，使得星際世界場景宏大卻又真實可信。故此，我們與國內外多位星際愛好者一同制作了此專題，對星際爭霸中的科學細節一一進行探尋。

克普魯星區在何方?

星際爭霸的絕大部分故事都發生在克普魯星區(Koprulu Sector)，很多地方它被誤譯為“克普魯星系”，實際上它并不是一個銀河之外的外星系，在游戲設計中，這塊“克普魯區域”又被稱為類地區域，也就是那個地方的太空條件與地球附近類似，而且它從整體上被人族統治。

因此按照我們從游戲故事中得到的數據，克普魯星區位于銀河系的邊緣，離開我們太陽系有6萬光年。這個數據跟我們目前對銀河系的觀測非常吻合。銀河系的直徑超過10萬光年，最遠的銀暈距離中心可達30萬光年之多，而太陽距離銀河系中心大概是3.3萬光年。

在這個區域，游戲中提到了10個行星系統，每個系統各包含了至少一顆存在生命的行星。例如，薩拉系(Sara System)它擁有兩顆行星，瑪爾·薩拉(Mar Sara)行星由人族居住，800萬居民，是荒地、山脈、沙漠地貌，而另一顆行星是紹爾·薩拉(ChauSara)，它有一些綠地。更好玩的是這個這個“外太陽系”還擁有小行星帶，當然它肯定是星際旅行時的一個不小的障礙。而薩拉系的太陽，則跟我們太陽系的太陽也類似，是一顆黃色的恒星。

星際爭霸II對10個外太陽系(太陽系外的與太陽系類似的系統)都做了非常精致的設計，其中有的行星還有衛星，有的甚至有多顆。有的“太陽”是橘黃色的，有的“太陽”甚至是兩顆恒星所組成的雙星系統。把目前我們對行星系統所得到的研究結果非?？茖W、符合邏輯的放到了背景中，使得整個故事至少從天文知識上來說，不違背基本的天文學常識和現有理論。有些細節雖然有一些稍微夸大的科幻成分，但卻想象得合情合理。

星際2對具體行星的參數設定更是讓人佩服。例如艾爾系的艾爾星(Aiur)是這個系的第三顆行星，直徑13.273千米，自轉傾角185度，引力參數Q98，有一顆衛星。這樣精細的設計是需要天文學、地學、物理學備方面知識綜合運用才能設計而出的。太陽系內的行星分為三類：(1)和地球物理性質相近的類地行星，包括水星、金星、地球、火星；(2)包括木星、土星在內的巨行星；(3)包括天王星、海王星在內的遠日行星。星際爭霸II中的系外行星(太陽系外)也參照此分類。

在搜尋地外生命的時候，類地行星(如火星)以及巨行星的衛星(如土衛六)，都是科學家們搜尋的首選。雖然星際爭霸II展示了一幅史詩般的地外生命爭戰畫卷，可是到目前為止，人類已發現的490顆系外行星中，還沒有一顆是類地行星。

也許有一天，我們真的可以在銀河系邊緣，找到一個適合生命存在的“克普魯區域”，找到生命群集的圖像。不知到那個時候，《星際爭霸》會出到第幾代了。

神人蟲的文明比較研究

神族(Protoss)、人族(Terran)、蟲族(Zerg)的互相爭斗是星際故事的主題。這三種生物以各自不同的形態延續自己的種族，各有所長。因為游戲設計的需要，三個種族的力量必須取得平衡。所以“文明”的高低實在不是最重要的事情。但在亞洲戰網上，幾乎所有的高手都使用蟲族。

蟲族(Zerg)

蟲族社會中，所有成員聽命于唯一的主宰，它擁有強大的思考能力，記憶和遠見超出其他種族的任何個體，并通過腦蟲、女王和王蟲分層控制全體蟲族成員。

蟲族沒有文字與外在的信息記錄系統，它們把發生過的一切，包括被俘獲人族與神族的生物特性、變異積累而產生的新器官，都以基因融合的方式，整合在自己的肉體中，這種記錄方式同時造成了單獨開發生物能力的技術發展一元化。 所以這是一個極端化的有技術無文化的社會，普通成員沒有任何自我思想和“精神生活”。這種把全種族的智能集中于少數個體的高度集權社會組織，帶來了高度的效率和執行力。但把知識集中在少數個體將增高該種族生存能力的脆性。如果少數個體被“斬首”，剩余部分將陷入混亂，大量信息永久丟失。比起前者，后者的損失對社會的重建損害更大。

人族(Terran)

人族的祖先是被地球流放的人類，和地球上一樣，克魯普星區的每個人族個體都有自己的想法，在對社會資源和權力的爭奪中，多樣的思想彼此沖擊，從不停歇。在不斷的試錯和糾錯中，人族社會一邊內耗一邊蹣跚前行。嚴酷的環境壓力，催生了專制的聯邦政權；蟲族入侵發生的社會動蕩也被野心家蒙斯克皇帝利用來攫取權力借機上位；但也不乏雷諾這樣的人，不愿與當權者同流合污而奮起反抗。

人族個體思想的多樣性導致混亂的同時。也帶來了高度的可變性和適應性，無論環境如何變化，人族總能找到合適的方案來適應形勢。這種適應性，也表現在游戲中人族建筑和單位的設定上。人族的建筑物可以建筑在任何尚未被蟲苔覆蓋的地面上，重要建筑物還可以升空自由移動，不能移動的建筑物也可以資源回收。而且人族的兵種搭配也是各族中最豐富的。

神族(Protoss)

和蟲族同樣古老的神族，極其自信于強大的幽能力量，及其帶來高度發達的科技，他們似乎是一個將宗教靈修和科學技術糅合在一起的種族。

強大的武力保證了神族能夠輕易取得所需要的資源，也許這也是神族成員注重精神生活和自律的原因。否則，戰火一起，破壞力巨大的武器將對人口稀少的神族帶來難以承受的傷痛，他們的生物性較低，缺乏像蟲族那樣的快速繁殖能力。

神族成員恪守古老宗教的教條，行事理性克制而保守，必要的時候憑借其武力來維持自身世界的秩序與和平。與人族不同，遭遇蟲族入侵后，這樣的社會面對戰斗力量的巨大損失時，并沒有發生混亂和動蕩，整個社會，包括曾經被放逐的神族成員，都在為種族延續而殊死戰斗，這種精神層面的互相認同對社會成員產生的凝聚力，使神族文明表現出了極其強大的韌性。

蟲族擴張所用蟲苔是如何繁殖的?

“這是什么?這地面看起來是活的!”當人族英雄吉姆·雷諾在瑪爾薩拉(Mar Sara)第一次踏上蟲苔(creep)時，不由得發出驚呼。沒錯，任何人面對這種沿地面四處蔓延的紫色地毯時都會吃驚不小。

在星際爭霸體系里，蟲苔最初從蟲族的孵化所(hatchery)中蔓生出來，鋪滿附近的每處地面。它具有細胞結構，為蟲族的建筑和幼蟲提供營養，工蜂(drone)必須在蟲苔上才能特化成蟲族的建筑，而人族和神族的建筑物都無法建造或傳送到蟲苔上。蟲苔可由孢子散播，不耐高溫，但可以在太空和水面上生長。即使沒有異化蟲(zergling)突然從里面跳出來撲向你，你也不大可能會喜歡它。

萬幸，我們的現實世界里并沒有這種東西，是吧?錯了。地球上還真有幾類這樣的生命體。最典型的例子是黏菌，它們多數色彩鮮艷，在森林中潮濕的腐殖質和倒木上很醒目。黏菌是一類具有細胞核的低等生物。它們既可以像變形蟲那樣生活，又能像真菌那樣產生孢子來繁殖和擴散。黏菌有時候會被誤以為是真菌。盡管研究黏菌的多為真菌學家，但它們不屬于真正意義上的真菌，而是變形蟲的一類。

黏菌也可以分為幾大類，以其中一類為例。孢子萌發后，黏菌通過擴增形成一團沒有固定形狀的多核的原生質體，成為變形體。變形體在基質表面向四周擴展并攝取基質的營養。當黏菌探明了所覆蓋區域的營養分布后，便開始調整形狀形成網狀結構，把分散的營養物質與黏菌的其他部分連接起來，并把營養輸送到需要的地方。當營養即將耗盡的時候，黏菌形成孢子囊，從中產生用來散播和繁殖的孢子。

黏菌和游戲中的蟲苔有很多相似之處，可由孢子散播，在富營養的地面生長，把營養輸送到需要的地方，怕熱怕干。除此之外，黏菌還表現出了某種程度的“智能”，比如在一個復雜的迷宮中，黏菌能夠用最短的路徑將兩塊食物連接起來。北海道大學和廣島大學等機構的人員在2010年年初公布了他們的一個有趣實驗的報告。他們做了一塊和日本東京附近形狀相同的區域，并且在與各大城市等同的位置上放上食物塊，然后將黏菌Physarum polycepha—lum接種到相當于東京位置的食物塊上后，黏菌便蔓延至整個區域。隨著時間的推移，營養缺乏區域的黏菌逐漸消亡，而鏈接食物的黏菌菌束加粗，最終形成了把所有食物連接在一起的網絡。這個網絡和現實中的東京鐵路系統的形狀高度相似。日本科學家們通過這一實驗探討了將黏菌“智能”用于指導解決現實問題的可能性，同時也暗地顯擺了一下日本的鐵路規劃符合自然規律。

黏菌的“智能”實為一種簡單的“蟻群算法”。和螞蟻尋找食物一樣，黏菌通過隨機嘗試來探索周圍環境，當食物被定位后，信息被反饋回來，通向食物的路徑便被不斷加強。同時，其他通向食物的路徑也被不斷嘗試。隨著時間的推移，留下來的將是最優的解決方案。

至少蟲苔還沒有那么全能和智能。想象—下，蟲族建筑物由蟲苔直接特化形成，資源采集也依靠蟲苔上分化出來的幾個用來吸收晶礦和氣體的特化組織，蟲族的工蜂將直接出局。從此再也沒有擁擠紛亂的礦區交通，來偷襲的對手在礦區發現的只是空地上一堆密密麻麻的防御。大量的APM(Action Per Minute每分鐘操作次數，星際玩家對游戲操控的專業概念)可以被節省下來，用于偵察和戰斗，蟲族玩家將是多么令人頭疼的對手。

怎樣裝備一個人族機槍兵?

在星際爭霸中，機槍兵是人族最基本的戰斗單位。當游戲開始，他們第一批出現在基地旁，他們會參與每一場史詩般的戰斗，而且當你的基地快要被打爆時他們是留在你身邊的最后依靠。所以，真該花時間去了解—下他們是如何運作的!

暴雪公司為人族英雄將自己武裝成一個機槍兵專門制作了一段視頻，逼真地向我們描述了制造一個機槍兵所涉及的技術，以及人族整體的科技水平。在他們身上的確有些科技含量相當高的玩意兒。

言歸正傳，讓我們看看從這段視頻里可以發現些什么。

首先，開火的槍口閃爍著強光，這告訴我們即使在未來，科技水平也沒有高到我們無法識別的程度，他們仍然在使用著類似閃光彈—樣的過時武器，雖然整間屋子擺滿了未來感極強的“高科技設施”。緊接著，我們看到了一扇厚得不可思議的巨型防爆破門，這是為了關住里邊的某些東西，還是為了不讓外邊的某些東西沖進來呢?或許這些門是為了保證即使外邊有一大群蟲族正在撕裂護墻時，兵營中仍然能夠源源不斷地制造單位?

終于見到了我們的機槍兵，讓人感興趣的是他居然是個囚犯，并且有一身有點恐怖的腱子肉!當那臺計算機的屏幕上顯示他的信息時，如果你看得仔細些，會在右下角看到一行字：基因改造型，這大概是這家伙健壯肌肉的原因。

那些從房間的墻上探出的快速、精確運轉的機械手毫無疑問也是相當現實主義的，我們只要到本田公司看看他們的裝配流水線，那上面大批專業分工的機器人在一起合作裝配汽車的場景和機槍兵裝配盔甲沒什么兩樣。

現實中的軍事和機器人學領域正在研制各種各樣的機械盔甲，《新知客》此前便介紹過不少，它們的能力目前還不能和《星際》中的機槍兵盔甲相匹敵。大部分這類研制中的盔甲都是為了讓使用者能夠舉起更重的負載，它們并沒有像機槍兵盔甲一樣被武裝化和高壓處理，不過這一天的到來也許只是時間問題。目前，已有的機械骨骼裝置已經能夠有效地放大使用者的力量，它們將被廣泛應用于戰場、建筑工地，以及為殘疾人服務。

如果仔細地看視頻，會發現實際上有許多機械硬件是被植入機槍兵的肌肉內部的。現在已有的動力盔甲還無法如此緊密地與它的使用者相融合，不過，目前的融合假肢技術通過附著在肌肉上的感應器的方法測量神經的電信號，以操控假肢，這似乎比在肌肉里植入硬件的粗暴手段要文明一些。

最后，視頻中的機槍兵的盔甲值得好好研究的是它的動力來源。在盔甲運行時，從內部傳出了氣缸的聲音，幾秒鐘之后我們看到了裝甲頂部有兩個孔像微型噴氣機引擎一樣射出了火焰?？梢圆孪霘飧诪檫@部盔甲提供了動力，如果噴氣引擎是這種動力的排熱通道的話，那么這部盔甲可能是以核聚變或核裂變為動力的，這是目前人類所了解的唯一能夠在很小的空間消耗如此大的熱量和能量的方法。

如果這是真的，那么在這部視頻所展示出的所有信息中，機槍兵盔甲的動力系統在技術領域中是最為先進的。因為當代最小的核裂變能源設備只能做到一座小房子般大小，而核聚變裝置更是連能量的輸出大于輸入都做不到，更不要提將它們小型化到背包大小裝進盔甲里去了。

關于機槍兵，還有很多可以討論的地方，比如，他們的高斯槍是如何運作的?他們的背包里有什么?在星際爭霸I中，鈾238的提純是如何做到的?這些問題都有待好好研究。

神族的等離子體護盾可以實現么?

神族擁有超級技術、強有力的作戰單位，以及酷斃了的等離子盾(Plasma Shield)。在游戲之中，神族的等離子盾可以防護幾乎一切攻擊，從最低等的探路者到巨型戰艦都不例外，一個神族的巨像如果升級了等離子護盾，對敵方的低等級單位來說簡直就是噩夢。這讓人非常好奇，是否真的有這樣一種防護裝置，以及這個力盾真的能工作么?

從某種程度上說，是可以的。這取決于我們對力盾的定義，以及我們想阻止什么東西通過力盾。在物理學中，電磁場可以對帶電粒子施加作用力，可以稱之為“力場”。如果按照這種定義，美國宇航局(NASA)已經有一些研究，如何利用太空飛船和月球基地上的力場來做力盾。因為在外太空中建立基地的最大困難是大量的宇宙輻射，對人類造成致命的危險。即使我們有能力讓人類登陸火星，可那里存在著太多的輻射一來自太陽以及星系間的高能粒子，人類也沒有辦法在火星長久地住下去。

為此，NASA曾經的“先進概念研究所”(很可惜由于缺乏資金已經關閉了)研究用電磁盾來屏蔽輻射粒子。比如他們提出用帶電球來形成力場，屏蔽輻射，用于保護外星基地中的人員安全。他們的另外一項研究是研究用等離子體來形成一個防護罩，保護太空飛船中船員的安全。實際上，人類和諸多物種早就生活在這種電磁力場防護之中了，因為地球磁場就能夠彎曲太陽風，防止它直接吹掠地球表面，當然，兩極除外，這也是為什么我們只能在兩極看到極光。

不過坦率地說，這些力盾和星級爭霸中神族所使用的那種都很不一樣，我們需要一種可以擋人族子彈，防護刺蛇地刺的力盾。很可惜，目前還不存在這種力盾。不過有一種現象真的可以實現類似的效果，那就是等離子窗口。

“等離子體”是在宇宙中固態、液態、氣態之外廣泛存在的—種物質形態，包括太陽、恒星、閃電，故也稱為“第四態”，也有的稱其為“超氣態”或“電漿體”。克魯克斯在1879年發現，和固體、液體、氣體一樣，等離子體也具備不同的類型，物理性質相差巨大，但都是以自由電子和帶電離子為主要成分。嚴格來說，等離子體的總帶電量仍是中性，藉由電場或磁場的高動能將外層的電子擊出，結果電子不再被束縛于原子核，而成為高位能高動能的自由電子，這樣便組成了一個氣體狀的團。

等離子體導電率極高，與電磁場存在極強的耦合作用，用電磁場可以加以控制，比如焊工們用高溫等離子體焊接金屬。而一個薄層的等離子體可以用磁場束縛住，便與科幻小說中的等離子體盾很類似了：等離子體越熱，它就會變得越黏稠，于是就可以隔絕空氣與真空。因此，如果動用更高的能量，我們的確可以防護住尺度更大的物質。目前能實現的等離子窗口很小，但是如果有足夠的能量輸入，它就可以變得更大。而且，不同類型的等離子體從溫度、離子化程度、密度到化學組成差別很大，尋找到合適的等離子體我們便可能造出神族的力盾。

但有一點很遺憾，等離子體窗口對電磁輻射幾乎是全透明的，因此它無法防護輻射武器。

其他一些有趣的星際爭霸||問題

蟲族如何跨越太空遷徙?

當一個健壯的人暴露在真空，皮膚表面的汗液由于低溫而結晶，然后擴展到組織細胞、血液、神經組織，大概只能堅持15秒的自我意識。

目前發現能承受宇宙中的輻射，在太空環境存活的地球生物地球生物僅限于緩步動物門的個別種群，它們被稱為水熊蟲，可以迅速排出水分'避免凍結，同時停止代謝，進入休眠。蟲族不能休眠，還需要在太空飛行，也許它們的表皮含有某種超幾丁質，在低溫下依然保持良好的物理特性。而且它們需要隔離性超強的內表皮，在進入太空之前，將表層水分排出并儲存于內表皮里層的包囊中。讓外表皮處于獨立休眠狀態，其神經系統也完全隔斷。

飛行動力就簡單很多，也許有兩種不同體液在蟲族體內混合以產生氣體，利用噴射的反作用力不斷加速，這在地球的生物之中是有范例可循的。最后，在太空環境下繁衍和進化是個問題，因為很難撈到足夠多的形成和維持生命所需要的分子元素，但這可以降落到某顆星球后再進行。

人族的磁軌炮是如何工作的?

在星際爭霸II的劇情模式中，曾出現過一個被稱為“晌尾蛇”的坦克單位，它的武器裝備是兩桿“磁軌炮”，一邊移動一邊射擊。在游戲中，也許是為了視覺效果，“磁軌炮”看起來像是一種能量束武器：它們朝著目標發射藍色光束。這里其實有點問題，真實的“磁軌炮”是用“電磁力(洛侖茲力)”推動彈丸，而非“發射電磁波”。所以，磁軌炮應該是射出一顆顆彈頭才對。

每一具磁軌炮有兩條平行的導軌，通電產生強磁場，與電流相互作用，產生強大的洛侖茲力推動夾在導軌之間的彈丸，理論上甚至可以達到亞光速。值得一提的是，在游戲中。人族機槍兵拿的高斯步槍(GaUSS Rifle)和軌道炮(Rail Gun)原理是一樣的，但機槍兵并不是射出藍色光束。但是游戲中的磁軌炮和高斯步槍都會跳彈殼，而且聲音巨大，我們只能理解人族的武器除了電磁加速外還使用了火藥加速。

神族的心靈傳輸是怎么回事?

神族另外的—項高科技是心靈傳輸。與人族和蟲族不同，神族的建筑不是建設出來的，而是從母星上通過遠距離傳輸傳過來的。他們也可以通過大的艦船把大批作戰單位從很遠的地方傳送過來。這個 技術聽起來真像神話。

實際上目前已經存在了一種很類似的技術：量子隱形傳態。利用這種技術，我們可以把一個量子狀態從一個地方遠距離傳輸到另外一點。一個物體的性質完全可以用其中原子分子的量子態來描述。如果我們可以把物質的量子態通過量子隱形傳態的技術傳輸出去，再在異地重建出來，就可以把物體傳輸過去。量子隱形傳態這項技術目前只能傳輸最簡單的量子態，多體的量子態傳輸還做不到。要想真正做到實際物體的心靈傳輸，需要同時把所有原子的狀態傳過去，目前的技術還羞得太遠了。

蟲族、人族、神族產于不同是球?；蛞材芑ソM嗎?

星際爭霸中的三大智慧生物在生物體征上各不相同。相差極其巨大。但在故事進行中，他們居然互相混合，比如蟲族轉化人族而生成的刀鋒女皇、被感染的機槍兵，又如人類植入神族的細胞組織而造出的特殊偵查單位幽靈特務(Ghost)，而在更早的傳說中，還有上古之神Xel’Naga人混合蟲族和神族而制造出來的毀滅世界的混元體。

雖然在地球上，融合不同物種特性的基因工程已經出現并已經廣泛應用，比如轉基因水稻，或是轉基因微生物制藥，也造出了一些古怪的生物，比如會發光的兔子、背上長耳朵的老鼠、奶水里有蜘蛛絲蛋白的山羊。但這也不是隨便可以把不同生物的功能拼接在一起。

在地球上，全部生物都是碳基生物。而且在分子層面，地球的生命圈是完全統一的：都含有核酸和氨基酸，而且都以其作為遺傳信息載體，可以說地球生命體都是以同—種模式進行繁衍。至于神族、蟲族這跨越了大半個銀河的星際種族能否基因融合，首先要看神族、蟲族是否也是碳基生物。其次取決于是否所有碳基生物的基因模式都一樣，但這仍然是一個謎。