水滴一出，誰與爭鋒

劉艷增

不可一世的水滴

水滴學名“強互作用力宇宙探測器”，在《三體》中，它是一個無堅不摧的存在。末日之戰時，它用最原始的撞擊方式，在三十分鐘內摧毀了太陽系艦隊幾乎全部戰艦。

為了讓讀者理解水滴到底有多硬，大劉寫道：“水滴不像眼淚那樣脆弱，相反，它的強度比太陽系中最堅固的物質還要高百倍。這個世界中的所有物質在它面前都像紙片般脆弱，它可以像子彈穿透奶酪一樣穿過地球，表面不受絲毫損傷。”

除了堅硬，水滴還有一個特點——它的表面溫度是絕對零度。這說明組成它的分子沒有振動，它們牢牢地相互固結在一起，像被釘子釘死了一般。

能讓分子這么聽話的力，只有強互作用力。

強互作用力是短程力，它本來只作用于核子之間。要想造出水滴，必須增加強力的力程，讓它能像電磁力一樣，作用在原子尺度上。

三體人是這樣做的——“他們在水滴的內部制造了一種力場，這種力場能夠抵消原子間的電磁力，使強互作用力溢出。”

所謂“溢出”，就是指在電磁力消失后，原子間的作用由強互作用力接管，它成了釘死原子的那根釘子。所以，水滴內部那個力場，才是關鍵中的關鍵。

強力由核子之間互相交換膠子產生。所以，三體人這種魔法般的科技可以這樣理解——有兩只螞蟻，它們原本只能在乒乓球大小的空間里交換信息素;但在那個神秘力場的作用下，信息素的交換范圍擴大到了整個鳥巢！

“藍色空間”號通過四維空間碎片進入水滴內部，拆除了它的力場發生裝置。之后，水滴表面的強力消失，它立刻變成了一塊普通的金屬，光滑和堅硬都不復存在。

那么問題來了：如果沒有四維空間，人類能夠摧毀水滴嗎？

這個問題我們暫時放一放，先來看看另一個經常被討論的問題。

“魯伯特之淚”

有同學靈機一動：聽說有一種尾巴長長的玻璃球也很“頭鐵”，而且它的樣子和水滴幾乎如出一轍。大劉在寫水滴的時候，靈感是不是來自于它？

這位同學提到的這種玻璃球，有一個很浪漫的名字——“魯伯特之淚”。

“魯伯特之淚”最近有點兒火，這一方面是因為它神奇的特性，另一方面也是因為這個名字。實際上，它的英文名是Rupert's Drop，命名來自巴達維亞魯伯特王子。1660年，王子把五顆“魯伯特之淚”送給了英王查理二世，它們從此聞名世界。

“魯伯特之淚”的頭部非常堅硬。被子彈打中時，子彈被撞得粉碎它卻安然無恙;用液壓機去壓，要加到二十噸的壓力才能把它壓碎。

這一點，和水滴確實有點兒像。

但“魯伯特之淚”那個細細的尾巴卻無比脆弱，只需用手指輕輕一捏就會斷裂。不光如此，裂紋會以五倍音速在它的身上擴散，這個過程讓它看上去像是瞬間爆裂開來。

該同學繼續發散：那么，我們破壞“魯伯特之淚”的方法，可不可以用來摧毀水滴？比如，如果嘗試攻擊水滴最脆弱的部分——那個同樣尖尖細細的尾巴——會不會更容易一些？

這就要從物質的結構上去分析了。

“魯伯特之淚”頭部的堅硬，和強互作用力沒有任何關系，起作用的仍然是玻璃分子之間的電磁力。

人們用交叉偏振光鏡觀察了“魯伯特之淚”形成的過程：熔化的玻璃滴進水里之后，它最外面一層最先凝固，但此刻它的內部還是灼熱的液態。這些液態玻璃隨著冷卻體積開始變小，并拉著已經凝固的外殼收縮，此時外殼和內部受到方向相反的巨大應力。當整個液滴全部凝固后，這樣的應力存在于它的每一個分子之間。分子們看上去安安靜靜，卻都被身旁的伙伴死死地扯住，處在一種不穩定的平衡中。一旦這種平衡被打破，它的整個機體立刻就會被無處不在的應力釋放所裹挾，那也就是它灰飛煙滅的時刻。

而這個平衡是非常容易被打破的。因為“魯伯特之淚”纖細的尾部的確沒有多少強度，但它卻是整體應力平衡中不可或缺的一部分，這個命門就是它軀體內巨大能量的導火索。

假設玻璃的分子間電磁力是一根橡皮筋，那么，“魯伯特之淚”的頭部由于特殊的冷卻過程，讓這根橡皮筋拉緊了。它的堅硬就來自這種拉緊，它爆開時的慘烈同樣是來自于這種拉緊——拉緊的橡皮筋比它松弛的時候，儲存了更多的能量。

但說一千道一萬，這根皮筋始終只是皮筋而已，它拉得再緊也不是鐵鏈。

電磁力和強互作用力對比起來，幾乎就是橡皮筋和鐵鏈的差距。所以，即使是它最堅硬的頭部，在水滴面前也完全不堪一擊。

三體人能夠制造出智子，是因為他們掌握了“維度”的本質;三體人制造出了水滴，是因為他們掌握了“硬度”的本質。

那么，所謂的“硬度”，到底是什么？

硬度的本質

硬度，物理學專業術語，是指材料的局部抵抗硬物壓入其表面的能力。

簡言之，你能被我剪斷、劃傷、錘破、壓入——而我自己完好無損，就說明我比你硬。

事實上，目前絕大多數硬度測試，采用的仍然是“劃痕法”和“壓入法”。

硬度計把一個極堅硬的合金小圓球，或者一個金剛石錐體，以一定的力壓進材料表面，根據材料塑性變形的深度或寬度，來計算出材料的硬度。

敲黑板——“塑性變形”，是指材料被壓入后無法再恢復原狀的變形，換句話說，它是一種“破壞性變形”。任何被測試材料的硬度，必然要比小球或者金剛石更軟，從而它自己先被“破壞”。

那么，用這個硬度計來測試水滴的硬度，會發生什么？

很簡單，被破壞的不會是水滴，而是小球或者金剛石。因為，決定“破壞還是被破壞”的核心要素，是各自分子間作用力的大小。

而強互作用力的強度，是電磁力的100倍！大劉的那句“它的強度比太陽系中最堅固的物質還要高百倍”，真的不是隨便寫寫的。

地球上的任何材料都依靠電磁力保持其形態和硬度，面對用強互作用力制造的水滴，它們確實像是“奶酪碰到了子彈”。

有人說：我們有八萬噸的超級模鍛液壓機，八萬噸這么大的力，總會讓水滴產生變形了吧？

對不起，八萬噸的豆腐腦，澆在一百千克的鐵鍋上，會不會讓鐵鍋損傷分毫？

那么，如果我們攻擊水滴纖細的尾部，即使不能破壞它，那能不能“掰彎”它呢？也許“掰彎”了，就能讓它失去一部分功能？

抱歉，這同樣需要你的“硬度”是足夠的。你可以調動排山倒海的力，但“硬度”卻是這個“力”的落腳點。如果沒有硬度的加持，無論力有多大，最終仍然像無數的雞蛋遇到石頭，最先裂開的是你自己。

歸根結底，硬度才是讓對方發生破壞的根本。

而硬度的本質，就是雙方材料的分子間作用力的類型以及大小。

能夠摧毀水滴的“武器”

難道在三維空間中，人類對水滴就真的毫無辦法嗎？

別急，辦法肯定有，但是……

我們已經知道，水滴之所以無堅不摧，根源在于其分子被強力所統治。但強力系統并非不能被破壞，事實上，核裂變和核聚變就是核子之間發生的反應。這個過程會產生質量虧損和能量釋放，并由質能公式E=mc?所描述。釋放能量的大小，則與一個叫作“結合能”的物理量有關。

結合能是粒子間相互作用的能量測度。我們之前說過，如果普通物質分子是由橡皮筋連接，那么連接核子的強力就相當于鐵鏈。破壞橡皮筋需要的能量叫作化學結合能，而破壞鐵鏈的能量就是原子核結合能。

現在，我們假設水滴是由鐵原子組成，鐵原子核一個個整齊排列在它的表面。我們合理推測：斬斷兩個鐵核之間的鐵鏈，會比直接把鐵核打碎更容易些，我們不妨就以后者為標準。

人類能夠制造出把鐵核打碎的能量源嗎？或者說，哪怕是在理論上，存在破壞鐵核材料的手段嗎（讓我們忽略二向箔因果律等武器）？

那么，兵器譜翻翻看。

武器一：高能粒子加速器。

鐵原子核共有56個核子，總結和能為481.6MeV①。而在歐洲核子中心的對撞機中，人類已經能夠將質子加速到光速的0.999999991倍，對應能量是7000GeV②（1GeV=1000MeV）！可以想見，只要水滴乖乖待著不動，它會在一瞬間被人類加速器中的高能質子束轟成篩子（如果一個質子轟擊一個鐵原子核，那質子的能量只需要1/7000有效就夠了）。

武器二：高壓。

鐵原子核的平均結合能最高（平均結合能=總結和能/核子數），這意味著無論是聚變還是裂變它都要吸收能量，所以恒星中心一般會有一個穩定的鐵核存在，它是恒星聚變的最終產物。但恒星演化并不只有聚變階段，一旦發生超新星爆發，最終剩下的往往是中子星（或者黑洞）。這時候它的鐵核已經不復存在，每個電子都被引力壓進了質子之中。這種由巨大引力形成的高壓，當然能夠毫不費力地撕毀水滴的強力薄膜，可惜的是，這樣的高壓人類怕是無法創造出來。

武器三：微型黑洞。

在《三體3》中，人類利用環日加速器制造出一個微型黑洞，并在它蒸發前將其射入木衛十三，后者的物質被悉數吸入后，黑洞變成一個穩定的存在。如果人類有能力把微型黑洞發展成武器，就可以驅動它向水滴發起攻擊，或者將其隱蔽在水滴的必經路線上守株待兔。水滴在與微型黑洞接觸時必然會被吸入，退一步說，即使由于時間太短來不及吸入全部，也一定會破壞掉它被撞擊到的部位。之后那個部位的原子將會消失，強力控制下的水滴將會因為力量的失衡而坍塌。

武器四：反物質。

正常物質是帶正電的原子核與帶負電的電子組成，反物質正相反，它的核外電子是正電子，而原子核卻帶負電。正反物質碰到一起將會發生湮滅，此時它們所有的質量將全部轉化為能量。目前，人類已經具備在實驗室初步制造反物質的能力，一旦這些反物質被武器化（在《三體3》中，維德確實制造出了反物質武器），它們將是對水滴最有效的威脅。水滴再堅硬，也不過是由正物質組成，一旦躲閃不及，它就會在反物質的槍林彈雨下灰飛煙滅。

武器五：自相矛盾。

在《三體3》中，人類已經能夠在實驗室少量制造強互作用力材料（SIM）：“只要再給他們十年時間，強互作用力材料就可以大批量生產。雖然水滴的推進系統還遠遠超出人類的技術能力，但可以用SIM制造常規導彈，借助數量優勢，一旦擊中就有可能摧毀水滴;或者用SIM建造防御屏障，即使水滴敢于攻擊這種屏障，它也變成了一枚一次性的炮彈。”以子之矛，攻子之盾，這才是最直接的武器。

兵器譜或許還沒有翻完，但可以確定的是，要想摧毀水滴辦法確實是有，但，目前基本上都只存在于理論中。

既然只是理論，那么我們這樣的頭腦風暴就不必怕三體人聽見了吧。即使他們真的聽到了，大概率也只會說一句：“ 啊這……主不在乎！”

【責任編輯：艾 珂】