力场(3)
四 种 力
在过去的两千年中,物理学的最高成就之一便是分离并鉴别了主宰宇宙的四种力。它们全部都可以用法拉第提出的力场的术语进行描述。不幸的是,它们全都不怎么具备大多数科幻小说中所描述的力场的特性。这些力是:
1万有引力:使我们的双脚站在地面上、防止地球和星体解体,并且将太阳系和银河维系在一起的沉默力量。没有了万有引力,我们就会被转动中的地球以每小时1 000英里的速度甩到太空中去。问题是,万有引力恰恰拥有与科幻小说中的力场截然相反的性质。万有引力是吸引性的,不是排斥性的;相对而言极为微弱;它在非常遥远的天文学距离内发挥作用。换句话说,它差不多就是人们在科幻小说中读到或从科幻电影中看到的扁平、轻薄、无法穿透的屏障的对立事物。例如,用整个地球的引力才能吸引住一根羽毛,但是我们用一根手指抬起羽毛就能抵消地球的引力。我们一根手指的动作可以对抗整个星球重量超过6万万亿千克的引力。
2电磁力(EM):点亮我们城市的力。激光、无线电、电视机、现代电子学、计算机、互联网、电学和磁学都是受电磁场的影响而产生的。这可能是人类有史以来掌控的最为有用的力。与万有引力不同的是,它既有吸引性又有排斥性。但是,有几个原因使它不适于成为力场。第一,它很容易被中和。举例来说,塑料和其他绝缘体能够轻易穿透一个强大的电场或磁场。一片被丢进磁场中的塑料片可以顺利通过磁场。第二,电磁通过远距离发生作用,不能被方便地集中到一个平面上。电磁场的定律是使用詹姆士·克拉克·麦克斯韦(James Clerk Maxwell)的方程描述的,而这些等式看起来并不允许力场成为解。
3&4弱核力与强核力:弱核力是放射性衰变的力。它是加热地球中心的力,具有放射性;它是火山、地震和大陆漂移背后的力量。强核力是将原子核维系住的力。太阳与星体们的能量始自核力,核力担负着点亮宇宙的职责。问题在于核力是一种短程力,主要在一个原子核的距离内进行作用。由于它非常依赖原子核的性质,因此极难控制。目前,我们仅有的操控这种力的方法是在核粒子加速器中将亚原子颗粒打散或者引爆原子弹。虽说科幻小说中使用的力场可能并不符合已知的物理定律,但仍有或许可以使这样的力场产生成为可能的空间存在。首先,可能存在实验室中仍然未发现的第五种力。比如,这个力可能在仅仅数英寸到数英尺的距离内,而不是在天文距离内进行作用(然而,评估这第五种力存在与否的初期尝试得出了否定的结论)。