水滴一出，谁与争锋

刘艳增

不可一世的水滴

水滴学名“强互作用力宇宙探测器”，在《三体》中，它是一个无坚不摧的存在。末日之战时，它用最原始的撞击方式，在三十分钟内摧毁了太阳系舰队几乎全部战舰。

为了让读者理解水滴到底有多硬，大刘写道：“水滴不像眼泪那样脆弱，相反，它的强度比太阳系中最坚固的物质还要高百倍。这个世界中的所有物质在它面前都像纸片般脆弱，它可以像子弹穿透奶酪一样穿过地球，表面不受丝毫损伤。”

除了坚硬，水滴还有一个特点——它的表面温度是绝对零度。这说明组成它的分子没有振动，它们牢牢地相互固结在一起，像被钉子钉死了一般。

能让分子这么听话的力，只有强互作用力。

强互作用力是短程力，它本来只作用于核子之间。要想造出水滴，必须增加强力的力程，让它能像电磁力一样，作用在原子尺度上。

三体人是这样做的——“他们在水滴的内部制造了一种力场，这种力场能够抵消原子间的电磁力，使强互作用力溢出。”

所谓“溢出”，就是指在电磁力消失后，原子间的作用由强互作用力接管，它成了钉死原子的那根钉子。所以，水滴内部那个力场，才是关键中的关键。

强力由核子之间互相交换胶子產生。所以，三体人这种魔法般的科技可以这样理解——有两只蚂蚁，它们原本只能在乒乓球大小的空间里交换信息素;但在那个神秘力场的作用下，信息素的交换范围扩大到了整个鸟巢！

“蓝色空间”号通过四维空间碎片进入水滴内部，拆除了它的力场发生装置。之后，水滴表面的强力消失，它立刻变成了一块普通的金属，光滑和坚硬都不复存在。

那么问题来了：如果没有四维空间，人类能够摧毁水滴吗？

这个问题我们暂时放一放，先来看看另一个经常被讨论的问题。

“鲁伯特之泪”

有同学灵机一动：听说有一种尾巴长长的玻璃球也很“头铁”，而且它的样子和水滴几乎如出一辙。大刘在写水滴的时候，灵感是不是来自于它？

这位同学提到的这种玻璃球，有一个很浪漫的名字——“鲁伯特之泪”。

“鲁伯特之泪”最近有点儿火，这一方面是因为它神奇的特性，另一方面也是因为这个名字。实际上，它的英文名是Rupert's Drop，命名来自巴达维亚鲁伯特王子。1660年，王子把五颗“鲁伯特之泪”送给了英王查理二世，它们从此闻名世界。

“鲁伯特之泪”的头部非常坚硬。被子弹打中时，子弹被撞得粉碎它却安然无恙;用液压机去压，要加到二十吨的压力才能把它压碎。

这一点，和水滴确实有点儿像。

但“鲁伯特之泪”那个细细的尾巴却无比脆弱，只需用手指轻轻一捏就会断裂。不光如此，裂纹会以五倍音速在它的身上扩散，这个过程让它看上去像是瞬间爆裂开来。

该同学继续发散：那么，我们破坏“鲁伯特之泪”的方法，可不可以用来摧毁水滴？比如，如果尝试攻击水滴最脆弱的部分——那个同样尖尖细细的尾巴——会不会更容易一些？

这就要从物质的结构上去分析了。

“鲁伯特之泪”头部的坚硬，和强互作用力没有任何关系，起作用的仍然是玻璃分子之间的电磁力。

人们用交叉偏振光镜观察了“鲁伯特之泪”形成的过程：熔化的玻璃滴进水里之后，它最外面一层最先凝固，但此刻它的内部还是灼热的液态。这些液态玻璃随着冷却体积开始变小，并拉着已经凝固的外壳收缩，此时外壳和内部受到方向相反的巨大应力。当整个液滴全部凝固后，这样的应力存在于它的每一个分子之间。分子们看上去安安静静，却都被身旁的伙伴死死地扯住，处在一种不稳定的平衡中。一旦这种平衡被打破，它的整个机体立刻就会被无处不在的应力释放所裹挟，那也就是它灰飞烟灭的时刻。

而这个平衡是非常容易被打破的。因为“鲁伯特之泪”纤细的尾部的确没有多少强度，但它却是整体应力平衡中不可或缺的一部分，这个命门就是它躯体内巨大能量的导火索。

假设玻璃的分子间电磁力是一根橡皮筋，那么，“鲁伯特之泪”的头部由于特殊的冷却过程，让这根橡皮筋拉紧了。它的坚硬就来自这种拉紧，它爆开时的惨烈同样是来自于这种拉紧——拉紧的橡皮筋比它松弛的时候，储存了更多的能量。

但说一千道一万，这根皮筋始终只是皮筋而已，它拉得再紧也不是铁链。

电磁力和强互作用力对比起来，几乎就是橡皮筋和铁链的差距。所以，即使是它最坚硬的头部，在水滴面前也完全不堪一击。

三体人能够制造出智子，是因为他们掌握了“维度”的本质;三体人制造出了水滴，是因为他们掌握了“硬度”的本质。

那么，所谓的“硬度”，到底是什么？

硬度的本质

硬度，物理学专业术语，是指材料的局部抵抗硬物压入其表面的能力。

简言之，你能被我剪断、划伤、锤破、压入——而我自己完好无损，就说明我比你硬。

事实上，目前绝大多数硬度测试，采用的仍然是“划痕法”和“压入法”。

硬度计把一个极坚硬的合金小圆球，或者一个金刚石锥体，以一定的力压进材料表面，根据材料塑性变形的深度或宽度，来计算出材料的硬度。

敲黑板——“塑性变形”，是指材料被压入后无法再恢复原状的变形，换句话说，它是一种“破坏性变形”。任何被测试材料的硬度，必然要比小球或者金刚石更软，从而它自己先被“破坏”。

那么，用这个硬度计来测试水滴的硬度，会发生什么？

很简单，被破坏的不会是水滴，而是小球或者金刚石。因为，决定“破坏还是被破坏”的核心要素，是各自分子间作用力的大小。

而强互作用力的强度，是电磁力的100倍！大刘的那句“它的强度比太阳系中最坚固的物质还要高百倍”，真的不是随便写写的。

地球上的任何材料都依靠电磁力保持其形态和硬度，面对用强互作用力制造的水滴，它们确实像是“奶酪碰到了子弹”。

有人说：我们有八万吨的超级模锻液压机，八万吨这么大的力，总会让水滴产生变形了吧？

对不起，八万吨的豆腐脑，浇在一百千克的铁锅上，会不会让铁锅损伤分毫？

那么，如果我们攻击水滴纤细的尾部，即使不能破坏它，那能不能“掰弯”它呢？也许“掰弯”了，就能让它失去一部分功能？

抱歉，这同样需要你的“硬度”是足够的。你可以调动排山倒海的力，但“硬度”却是这个“力”的落脚点。如果没有硬度的加持，无论力有多大，最终仍然像无数的鸡蛋遇到石头，最先裂开的是你自己。

归根结底，硬度才是让对方发生破坏的根本。

而硬度的本质，就是双方材料的分子间作用力的类型以及大小。

能够摧毁水滴的“武器”

难道在三维空间中，人类对水滴就真的毫无办法吗？

别急，办法肯定有，但是……

我们已经知道，水滴之所以無坚不摧，根源在于其分子被强力所统治。但强力系统并非不能被破坏，事实上，核裂变和核聚变就是核子之间发生的反应。这个过程会产生质量亏损和能量释放，并由质能公式E=mc?所描述。释放能量的大小，则与一个叫作“结合能”的物理量有关。

结合能是粒子间相互作用的能量测度。我们之前说过，如果普通物质分子是由橡皮筋连接，那么连接核子的强力就相当于铁链。破坏橡皮筋需要的能量叫作化学结合能，而破坏铁链的能量就是原子核结合能。

现在，我们假设水滴是由铁原子组成，铁原子核一个个整齐排列在它的表面。我们合理推测：斩断两个铁核之间的铁链，会比直接把铁核打碎更容易些，我们不妨就以后者为标准。

人类能够制造出把铁核打碎的能量源吗？或者说，哪怕是在理论上，存在破坏铁核材料的手段吗（让我们忽略二向箔因果律等武器）？

那么，兵器谱翻翻看。

武器一：高能粒子加速器。

铁原子核共有56个核子，总结和能为481.6MeV①。而在欧洲核子中心的对撞机中，人类已经能够将质子加速到光速的0.999999991倍，对应能量是7000GeV②（1GeV=1000MeV）！可以想见，只要水滴乖乖待着不动，它会在一瞬间被人类加速器中的高能质子束轰成筛子（如果一个质子轰击一个铁原子核，那质子的能量只需要1/7000有效就够了）。

武器二：高压。

铁原子核的平均结合能最高（平均结合能=总结和能/核子数），这意味着无论是聚变还是裂变它都要吸收能量，所以恒星中心一般会有一个稳定的铁核存在，它是恒星聚变的最终产物。但恒星演化并不只有聚变阶段，一旦发生超新星爆发，最终剩下的往往是中子星（或者黑洞）。这时候它的铁核已经不复存在，每个电子都被引力压进了质子之中。这种由巨大引力形成的高压，当然能够毫不费力地撕毁水滴的强力薄膜，可惜的是，这样的高压人类怕是无法创造出来。

武器三：微型黑洞。

在《三体3》中，人类利用环日加速器制造出一个微型黑洞，并在它蒸发前将其射入木卫十三，后者的物质被悉数吸入后，黑洞变成一个稳定的存在。如果人类有能力把微型黑洞发展成武器，就可以驱动它向水滴发起攻击，或者将其隐蔽在水滴的必经路线上守株待兔。水滴在与微型黑洞接触时必然会被吸入，退一步说，即使由于时间太短来不及吸入全部，也一定会破坏掉它被撞击到的部位。之后那个部位的原子将会消失，强力控制下的水滴将会因为力量的失衡而坍塌。

武器四：反物质。

正常物质是带正电的原子核与带负电的电子组成，反物质正相反，它的核外电子是正电子，而原子核却带负电。正反物质碰到一起将会发生湮灭，此时它们所有的质量将全部转化为能量。目前，人类已经具备在实验室初步制造反物质的能力，一旦这些反物质被武器化（在《三体3》中，维德确实制造出了反物质武器），它们将是对水滴最有效的威胁。水滴再坚硬，也不过是由正物质组成，一旦躲闪不及，它就会在反物质的枪林弹雨下灰飞烟灭。

武器五：自相矛盾。

在《三体3》中，人类已经能够在实验室少量制造强互作用力材料（SIM）：“只要再给他们十年时间，强互作用力材料就可以大批量生产。虽然水滴的推进系统还远远超出人类的技术能力，但可以用SIM制造常规导弹，借助数量优势，一旦击中就有可能摧毁水滴;或者用SIM建造防御屏障，即使水滴敢于攻击这种屏障，它也变成了一枚一次性的炮弹。”以子之矛，攻子之盾，这才是最直接的武器。

兵器谱或许还没有翻完，但可以确定的是，要想摧毁水滴办法确实是有，但，目前基本上都只存在于理论中。

既然只是理论，那么我们这样的头脑风暴就不必怕三体人听见了吧。即使他们真的听到了，大概率也只会说一句：“ 啊这……主不在乎！”

【责任编辑：艾 珂】