11月30日精华：一步登天的未来畅想

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1、11月30日精华：一步登天的未来畅想一步登天的未来畅想(发表于2010年《大众软件》10月中)■江苏防弹手柄征服天空，飞向宇宙，是人类自诞生以来的永恒梦想。早在莱特兄弟试验飞机、蒙哥尔菲兄弟用热气球克服地心引力，中国明代科学家万户为载人火箭试验献出生命之前，我们的祖先就已经构想出了一劳永逸实现登天之梦的计划，这就是《圣经·旧约·创世记》第11章中所记载的通天塔（巴别塔）：大洪水劫后复兴的人类开始质疑上帝当初与自己立下的约定，祖先们试图建造一座可以直达天堂的高塔，这样当洪水再度爆发后，他们就可以在上帝的领域中找到自己的容身之地。而上帝则对人类公然质疑自己的行为感到愤怒，他让人类说

2、不同的语言，使得整个计划的执行者之间不能沟通，通天塔因此成为了烂尾楼……空间电梯在科学理论和材料学突飞猛进，尤其是载人飞行器已经深入太空的今天，通天塔这一构想是否可行？科幻作家们对巴别塔的未来畅想已经有了眉目，那就是连接地球与太空的空间电梯（以下简称天梯）。游戏工作者们则很好地“山寨”了他们的理念：在《文明——天赋神权》（Civilization:CalltoPower，1999年）中，空间电梯是一项奇观建筑；在《自由枪骑兵》（Freelancer，2003年）中，空间电梯是将小型飞船从轨道直接传送到行星表面的高速安全通道；在超任游戏《战斗冲击》（BattleClash，199

3、2年）中，“巴别塔”是大灾变之后人类通向外太空的唯一途径；而在近期推出的机甲题材动作游戏《前线任务进化》（FrontMissionEvolved）中，空间电梯已经成为超级大国间扩张太空霸权的工具——USN（UnitedStatesoftheNewContinent，新大陆合众国）的天梯被不明身份的武装分子破坏，这一事件导致了一场世界大战的爆发……对科幻题材游戏玩家而言，天梯的概念不仅相当熟悉，而且其结构、原理，也被我们的虚拟替身在游戏世界中“亲身”体验过。概念的雏形“天梯”作为一个科学概念，最早是于1895年，由俄国科学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基（KonstantinTsiol

4、kovsky）提出的，其灵感来源，便是法国的新落成的标志性建筑——埃菲尔铁塔。齐奥尔科夫斯基构想了这样了一个可以让人类自由通行于地表与太空的设计：在距离海平面35790千米的地球同步轨道上建造一个纺锤形状的太空城堡，充当“电梯”的平衡锤，用缆绳将其与地面基站连接起来，通过发动力拉动滑轮组，将货物和人员从地球送往太空。在提出这一构想的同时，齐奥尔科夫斯基也指出了其实现过程中的两个难点：“太空城堡”必须维持一定的轨道速度，避免脱离地球轨道，在惯性作用下甩入太空；缆绳的材料必须非常坚固。时至今日，将“城堡”送入太空已经成为了可能（人造卫星等），纳米技术的突飞猛进，也让当初这位俄国科学

5、家所担心的材料问题得到了解决。与科幻题材影视、游戏所描述的那些更具未来感的封闭式天梯不同的是，齐奥尔科夫斯基当初构想中由“纺锤”、缆绳、基站和货舱组成的“四大件”，被后来的科学家证明是最具可行性的设计。因为封闭结构的天梯会受到地球自转、狂风、平衡、造价以及地基强度等一系列问题的影响。2002年，美国登月计划参与者之一的BradEdward博士，在华盛顿创建了LiftPort集团，正在以齐奥尔科夫斯基的构想来实现人类“一步登天”的伟大梦想。基本结构：地面基站在“光环”的世界观中，人类历史上第一座天梯于2302年正式建成，它的地面基站设立在肯尼亚的蒙巴萨岛，围绕通天塔形成了一座没有

6、机场、没有码头的新型港口城市——新蒙巴萨。从《光环2》（Halo2，2004年）中的描绘来看，这个城市由无数金属打造的巨型仓库组成，磁悬浮列车组成了复杂的交通网络，将货物从城市中的各个位置运送到基站，再通过天梯将其送入太空。到Halo正篇故事开始的时候，赤道地区已经建设了7座“通天之城”，包括《光环3》多人地图中出现的位于厄瓜多尔首度基多的天梯，以及“光环”小说《奥星幽灵》（GhostsofOnyx，2006年）中提到的建立于古巴首都哈瓦那的“联合国星际指挥部（UMSC）百年纪念”天梯。《席德·梅尔的文明Ⅳ》（SidMeier'sCivilizationIV，2007年）更是将

7、“北纬30度”作为建造天梯这一奇观建筑的必备条件。为什么科幻作家构想的天梯的基点均位于赤道呢？因为地球自转所产生的离心力，使赤道位置建造的天梯能够一定程度上忽视引力的作用，也就是说，不需要像《圣经·创世纪》所描写的那样，用砖头一层一层地把塔盖起来，只要海面上端与下端的电梯长度一样，就可以靠地球的引力和离心力，把电梯像绳子一样两端拉紧，这种条件只有在赤道上可行，在这里重力、离心力、惯性力的矢量维持在一个平面，并且重力和离心力相抵消，惯性力给其他两力垂直方向“刹车”，整个天梯的结构就会处于一个相