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核武器,核战..我们文明的发展,各类作品中的力量描述

2023-07-06 16:02 作者:kv34  | 我要投稿

“漫天奇光异彩,有如圣灵逞威,只有一千个太阳,才能与其争辉。

这句原子弹之父奥本海默引用印度史诗《罗摩衍那》的诗句被他用来形容第一次看到原子弹爆炸时的场景。

从三位一体核试验,从广岛和长崎上空小男孩,胖子爆炸开始,蘑菇云就笼罩在人类上空。

“我是死神,我是世界的毁灭者”

在过去的半个多世纪里,以核武器,核战为题材的电影,游戏作品层出不穷。核恐惧成为了一种象征——即文明的终结。

(图片的信息是业余军事爱好者制作的,毕竟军事机密的东西掌握在那些军事力量的实际掌控者手里)

其实在长久时间里,人们对核武的认识非常有限,甚至是滑稽的。

核武器的威力、核战的影响是否被夸大了?

先说结论:是的,不仅被夸大了,漫长的核冬天什么的更是被吹嘘出来的。

凡事都是对比看出差异的,核武器威力的衡量单位是TNT,冷战最高峰时的全球核武库(约400亿吨TNT当量)。全球核武库现在已经大幅萎缩,总当量不到60亿吨TNT当量,能参与战斗的在9亿~40亿吨TNT当量的程度(全球核武库里大部分处于拆开保存状态,现在实际上根本就没法起爆)

拿一些自然现象的威力对比:

2.5 x 10^18 J: 希腊米诺斯火山喷发的能量=6亿吨TNT当量

2.8 x 10^18 J: 里氏9.1级地震=6.74亿吨TNT当量

4.0 x 10^18 J: 里氏9.2级地震=9.52亿吨TNT当量=2004年引发印度洋海啸的地震的总能量,这已经超过现存所有核弹头下限的总威力。

而在地球历史上比这要猛烈得多的事件有:

5.0 x 10^23 J: 希克苏鲁伯陨石= 120万亿吨TNT当量

墨西哥的希克苏鲁伯陨石坑平均直径180千米、中心深度约30千米,产生它的冲击威力相当于120万亿吨TNT,是沙皇炸弹的200万倍,而地球并没有怎么样。即使现存的每个核弹头都是沙皇炸弹,总威力也达不到此天体撞击威力的百分之一。而此天体撞击并没能将地球或地球生物圈破坏掉。

(小行星与城市的大小对比)


希克苏鲁伯陨石坑是地球上已知第三大的陨石坑,第一大的弗里德堡陨石坑对应的天体撞击威力是第三大的5倍以上,中心深度也不过25千米程度。地球自己也能发挥出远超人类目前水平的破坏力。已知的地球史上最大规模火山爆发是在一亿三千三百万年前,释放出的能量约相当于2.3万亿吨TNT,接近希克苏鲁伯撞击的四十四分之一(也就是沙皇炸弹的四万六千倍),比现在人类的全部武器加起来还要强百倍。

核弹的当量可以做得很小,裂变弹的威力下限约 10 吨TNT当量。美国1995年为拦截飞向地球的小天体设计的10亿吨TNT当量的巨型热核武器一发才能破坏珠穆朗玛峰表层一千多米的结构,无法将其炸得融入周围的高原,更别提炸平了。由于没有值得炸的目标出现,这核弹并没有制造过。

历史上实际爆炸过的最大威力核武器是苏联5000万吨TNT当量的沙皇炸弹,如果投在珠峰上,只能削下几百米。

热核武器的当量可以继续增大,但谁也没制造过超过1亿吨TNT当量的热核武器

1967年,麻省理工计算了假设小行星1566伊卡洛斯(长轴1610米,质量29亿吨,1968年从距离地球60万千米处飞过)在15个月后击中地球的场合需要的对策“伊卡洛斯计划”,认为土星五号携带一亿吨TNT当量热核武器可以将其推飞。如果放任伊卡洛斯击中地球,其威力可达5000亿吨TNT当量,能瞬间杀死至少数百万人,夷平数百千米内的建筑物和树木,击中海洋的话会造成巨大的海啸,给数千千米海岸线上的城市造成严重破坏。它喷入大气的灰尘可能导致持续数年的撞击冬天。



核武器毁灭世界是无稽之谈,首先对于“世界”的定义是什么,你所指的世界范围包括了什么,这个都没有探讨清楚。

在现代社会,“世界”通常是指:

所有现存的人类社会,从超级大国到岛屿原始部落;

包括人类文明和生物圈在内的整个地球;

可观测宇宙。

最后一个的范围实在过于巨大,且做排除。只算整个地球,需要多大的力量:

摧毁地球生物圈需要的能量:

3.2 x 10^26 J: 轰掉地球大气层= 7.7亿亿吨TNT当量,可消灭陆地上和浅海中大部分生物。

6.6 x 10^26 J: 加热烧沸地球的海洋= 15.8亿亿吨TNT当量,可消灭海洋中大部分生物

2.9 x 10^28 J: 加热融化地球表面(烧玻璃球)= 7百亿亿吨TNT当量,海洋会全部蒸发殆尽

1.5 x 10^30 J: 炸飞全球表面= 3.59万亿亿吨TNT当量,可消灭地球上几乎所有生物

摧毁地球需要的能量:

2.9 x 10^31 J: 轰掉地球(残骸留在原轨道上)=70万亿亿吨TNT当量

5.9 x 10^31 J: 轰掉地球(残骸飞出轨道)=140万亿亿吨TNT当量

2.9 x 10^32 J: 轰掉地球(残骸飞出太阳系)=690万亿亿吨TNT当量

地球绕太阳公转的动能约2.7E33J,合6.45E23吨TNT当量。该能量约合6500万亿亿吨TNT当量。

冷战期间,全球核武库的历史巅峰约400亿吨TNT当量。你和上面的数字比较一下,差了多少个数量级一目了然。

原子弹放出的能量通常为1E4~1E5吨TNT当量。热核武器(氢弹)放出的能量通常为1E5~1E7吨TNT当量。现在全世界战备状态的核武器的总威力不到3E10吨TNT当量,跟地球公转的动能差了超过十万亿倍,无法对地球公转造成有意义的干扰。

这就是我们居住的地方,以上你觉得强大无比的力量都只是为了作用于上面这一个小点

即便是第一项数据所需的力量都远超人类核武最高峰千万倍。

你经常遇到满嘴“毁灭地球”的家伙。毁灭地球至少要将地球炸得粉碎而且碎片获得足够的速度来阻止它重新聚合。这是人类靠现在的技术根本不可能办到的。

我们再退几步,就单说对人类社会的影响吧。诚然,核武器与核战对人类文明的破坏依旧是空前的。

前面提到:冷战最高峰时的全球核武库(约400亿吨TNT当量)加起来,能摧毁当年的全球城市面积(不到陆地面积的2%),在1962年古巴导弹危机时,美国核武库里能输出的总当量是约200亿吨TNT,如果当时爆发核战,不到一天时间里就会有超过1.5亿人直接死于核爆,相当于在不到一天时间里经历了三场第二次世界大战的损失。且这是以当年的情况计算影响的,今天的城市化率,使得人口集中程度更高,造成的人口损失无疑会更大。



从上面两张图看,我国会被打击的都是最适宜居住,人最多的地方


以经济规模将世界划分成的三大区域


这是世界各国铁路分布图,显然像这样工业发达,人口集中的地图,是除军事目标外,要优先摧毁的有生力量


核爆东京的场景已经是日漫的常规操作了


像东京这种巨型城市无疑是优先打击的目标,核弹在这种城市上空引爆,死亡人数会轻松超越人类历史上那些损失巨大的战役。

沙皇炸弹爆炸时当初美国科学家计算这颗核弹如果引爆在纽约上空,直接死亡人数会超过350万人数,这个死亡数字已经超越了以往损失最大的一场战役。

当然这些对核战的推算还是比较软胖的。

全球核武库总威力可以杀死几十亿人,核战对文明的破坏是巨大的,但远远不足以给全人类的延续造成明显影响。2020年全球核武库的规模不足以摧毁全球城市面积,对广大农村地区和极地等处更无法期待效果。目前战备状态(能在数小时内准备好发射)的美俄核武库规模各自不到12亿吨TNT当量。

全球核武库现在已经大幅萎缩,总当量不到60亿吨TNT当量,能参与战斗的在9亿~40亿吨TNT当量的程度。全球核武库里大部分处于拆开保存状态,现在实际上根本就没法起爆。

英国核武库总当量约1920万吨TNT当量,法国核武库总当量约6750万吨TNT当量,连美国部署在欧洲的北约共享B61(可变威力,调到最大爆炸时总当量约7600万吨TNT当量)

按北约估算,中国核武库总当量约28800万吨~47800万吨TNT当量。这是根据各种直接和间接的资料与情报计算的,当年也这样算苏联的核武库,与苏联解密档案对比可证明北约曾正确地推算苏联核武库规模。

美国核武库里数十分钟内可以发射的部分之总当量约117200万吨TNT当量。1959~1960年,美国核武库总当量曾达到200亿吨TNT当量。

(“十字路口”行动引爆的第二颗原子弹:贝克,2万吨左右威力)


(历史上最大威力的原子弹,“常春藤之王”50万吨)


按照美国在冷战中的计算,给苏联毁灭性打击的底线是合计4亿吨TNT当量的约500~2000个核弹头直接命中苏联境内预定目标(弹头数不宜过少。单个巨大核炸弹不但难以投送而且破坏效率不及较低当量的多个弹头)。为减少被先发制人时的损失,美国的核装备载具数量不宜低于200~250。这些结论对中国核武库也是适用的,估计中国现有核装备载具数不低于320。

有时会遇到拿法国弹头数看起来比中国多去吹嘘法国核武库的萌货。

法国TN-71弹头为15万吨TNT当量,TN-75弹头为10~11万吨TNT当量,TNO弹头为10万吨TNT当量,用于投射的潜射导弹中M-45射程4000~6000千米,M-51射程6000~8000千米,每枚导弹携带上述分导弹头4~6个;TN-81弹头为30万吨TNT当量。用于投射的空射导弹中ASMP射程300千米,ASMP-A射程600千米。法国300的弹头数,是将分导弹头拆开计算的。

按照北约估计,中国东风-5A导弹在携带一个弹头时,该弹头约为400万~500万吨TNT当量,射程约13000千米。东风-5B导弹在携带一个弹头时,该弹头约为500万吨TNT当量,在携带4~6个分导弹头(一说3~8个)时,每个弹头约为50万吨TNT当量,射程约15000千米。巨浪-2导弹各型号射程约8600~14000千米,每枚导弹携带3~10个分导弹头,每个约为25~50万吨TNT当量。由于中国极少自己公开数据,统计中国的弹头数时往往是以载具数计算。

(“常春藤”迈克,当量1040万吨)


美国1975年估计全球核大战对整个世界的影响:

每有100亿吨TNT当量的核爆炸,之后20年里每一亿名幸存者会有三万到五万人受到足以造成伤害的照射。这和短期效应是比不了的。1000枚100万吨TNT当量热核武器总计10亿吨TNT当量,对美国发动攻击可以瞬间消灭至少1.5亿美国人,后效应可能进一步杀死90%幸存者。

每有100亿吨TNT当量的核爆炸(其中一半为落地爆),可以炸飞250亿立方米岩石和土壤,向平流层注入大量粉尘与微粒。这注入量约为1883年克拉卡托火山爆发的2倍。这不会造成重大的全球气候变化。

每有100亿吨TNT当量的核爆炸,可以在大气里产生5000万吨一氧化氮。如果这爆炸全部发生在北半球,可以造成北半球臭氧层里30~70%的臭氧被化学分解。这导致的紫外线辐射加强需要至少20年来恢复,北半球中纬度地区40年间的皮肤癌发病率会在目前基础上增加3~30%这其实也是个萌萌哒的效应,它的基础值很低,而且影响时间还不如地爆本身的辐射落尘污染时间久,人类不会毫无防护地在地表活动。

被大型热核武器炸回海平面以下的比基尼环礁早已成为海洋生物的家园,物种多样性与同纬度的热带浅海没有区别。

(在比基尼环礁进行的“喝彩城堡”试验,1500万吨)

炸响过沙皇炸弹、曾被地下核试验引起里氏6.97级地震和八千万吨冰川崩落、累计爆炸当量2.4亿~2.65亿吨TNT当量的新地岛上有两千七百多人和大量的野生生物居住,北部还被俄罗斯设为国家公园。

将全球核武库全部起爆,对地球来说其造成的一切影响都可以忽略。谈对人类的危害的话,全球核武库的量太小,按人口中心配置也消灭不了人类。

全部空爆的场合,在爆炸区域附近数千米内对人致命的辐射在2天内就会结束。对人的全部有害影响在数年内消失。

全部地爆的场合,在辐射落尘中心区域对人致命的辐射在数年内就会结束。对人的全部有害影响在50年内消失。

所谓核冬天根本不存在。在历史上,核冬天这样的理论能够发表,有时代的原因:

一方面,卡尔·萨根等科学家希望用这样惊世骇俗的理论吓阻核战争。但美苏核武库并没受其影响。

另一方面,当年古生物学研究显示地球历史上似乎发生过一些大规模的物种灭绝,让人产生联想。


现实是,人类这点核武器能送上天的黑炭与尘埃的量根本不足以压制全球光合作用,而且大气环流在数个月内就会将其大部分处理掉。核冬天能起的作用,大抵是对抗全球变暖,但它无力阻止全球变暖。

有研究认为,奥陶纪大灭绝的原因之一,安第斯撒哈拉大冰期,威力跟第四纪大冰期差不多。核冬天跟这比起来就是个毛线。

而第四纪大冰期对生物圈造成的影响是什么呢。

带来了名为晚期智人的物种,冰河期的灾厄。

这物种似乎在研究让第四纪冰川永不融化的方法。

即使把“全球”改成“当地”,最大规模核试验的影响也在30年内基本消退。

公众感受到的核恐怖经常来自不准确的宣传与流言。核武器在广岛、长崎、马绍尔群岛等地对人的杀伤效果和多起核泄漏造成的污染被反复研究与宣传,辐射对缺乏防护和相关知识的人造成难以抵御的打击而被人们畏惧。许多人因放射线导致的疾病而死亡或伤残,死伤者的样子看起来很可怕。但东京等地受到燃烧弹攻击的人看起来也很可怕。核武器的放射性污染能致命的范围会随着时间很快缩小,落地爆的辐射落尘也没有能力让目标地区“几十年不能住人”。

再说个点:

在某些群众心目中,核武器的外壳这样神秘的东西都跟某些部位一样镶了钻,核武器的引爆器那都得是用纯天然无污染特供水晶做的。但实际上核武器没有那么金贵,历史上连小鸡都当过核地雷引爆器的组成元件(Cold war bomb warmed by chickens)。其实核武器比许多现在的先进装备都要便宜。

美国许多核弹的造价早就公开了,还有人还在用核燃料的价格估计核弹的价格?冒出百万美元壳体和引爆器。

核弹的造价随着核技术的发展已经有极大下降。1981年一颗200~15万吨TNT当量的W84造价110万美元,1990年一颗5万~15万吨TNT当量的W80-1造价72万美元,考虑美元价值的变化后1990年W80-1的单价还不到1981年W84的一半。

俄国搞经济建设用的时候,炸水库的是热核武器,因为要达到同等效果的话裂变弹的残留污染要大一些,1965年的恰刚人工湖是14万吨TNT当量的地下爆炸,产生了1700万立方米的人工湖,放射性很快回到自然水平。在矿井里爆炸的是裂变弹,因为需要的核燃料很少,地下爆炸产生的震荡与污染都很小。2100吨TNT当量的原子弹在矿井里可以发挥50万吨炸药的效能,因为它的能量非常集中又不需要挖掘巨大的容纳空间。用炸药粉碎100万吨矿石,需要的炸药价格有矿石的30%-40%,而用原子弹只需要2颗1800吨TNT当量的小家伙就能粉碎150万吨矿石,堪称经济实惠。

美国核武器产业从1945到1996年的费用(研究、设计、制造、维护和再利用的总消耗),换成1996年的美元是4094亿美元(换算成2017年的美元约6439亿美元)。产出的结果是70299个核爆炸装置(65种类,涉及116种投送手段),其中5万个程度已经回收再利用。不计大小将这全部费用平摊到核武器数量上的话,每一个爆炸装置可以分到1996年的580万美元(约合2017年的912万美元)。

在这1996年的4094亿美元里,256亿美元是曼哈顿计划的费用,1655亿美元是核武器的原料费(包括核燃料在内,所有部件的生产或购入费用),1746亿美元是研究、开发、实验、制造的费用,374亿美元是国防部方面承担的开发与实验费用。

如果开放核武器贸易,每一个弹头在1996年按580万美元分摊费用的十倍卖个5800万美元,本拉登当年的约50亿美元财产能买来比法国核武库还强的核弹群。如果核武器跟群众设想的那么贵,核扩散倒还没现实中这么可怕了呢。

核武器是便宜武器的结论也不是什么新鲜的东西。在1950年代,美国国防部长查尔斯·威尔逊就曾经说过核武器是A bigger bang for a buck(价格便宜炸得猛)。1948年制造一个原子弹需要1996年的9250万美元,到了1961年就锐减到1996年的210万美元。530发W84在1981年值6.3亿美元,也就是要1996年的190万美元一颗。1990年8月W80-1值72万美元(1996年的84.5万美元)。这些变动美国自己都是很清楚的。

关于核战如果打起来,这里奉上一本核实战派红宝书——《胜利是可能的》,本文写作于1980年,由Colon S. Grey和Leith Payne两位核实战-核制胜派领军者完成。其阐述了核实战派的基本观点,是核战略入门的必读之作……可以说是字字珠玑。

当然以上所写这些,并不是在引导什么,一方面要看到我们力量的渺小,一方面也要认识到我们每一个普通人都是那核战中死亡的几十亿人之一。

上世纪60年代,美国统一联合作战计划(SIOP,也就是美国核战计划)中的目标清单被分为3个任务:

Alpha任务:摧毁“苏联—中国集团”部署在城市区之外的核投送能力,同时摧毁“苏联—中国集团”的政治军事指挥核心(Moscow-Peking Missile Packages ,打击莫斯科-北京的导弹群组,此MPMP可以不实施)。执行Alpha任务将占用美国核打击力量中的最大部分:58%-74%,这将导致大约1750枚核弹头飞向苏联目标。

Bravo任务:在Alpha任务之外,摧毁“苏联—中国集团”部署在城市区之外的其他剩余军事力量与军事资源

Charlie任务:在Alpha任务、Bravo任务之外,完整地摧毁“苏联—中国集团”的其他剩余军事力量与军事资源(不再避免城市区),同时摧毁苏联和中国至少70%的城市—工业基地。执行Charlie任务只需要美国11%的核力量。

这3个任务被合并组合成5个核打击方案:

1号核打击方案:先发制人地实施Alpha任务,可不发射“打击莫斯科-北京的导弹群组MPMP”

2号核打击方案:先发制人地实施Alpha任务+Bravo任务

2X号核打击方案:先发制人地实施Alpha任务+Bravo任务+Charlie任务

3号核打击方案:核反击,实施Alpha任务+Bravo任务+Charlie任务,可以仅仅执行Alpha任务,或仅执行Alpha任务+Bravo任务

4号核打击方案:核反击,实施Alpha任务+Bravo任务+Charlie任务

【文件时间1969年】


塞尔维亚谚语: “在战争中,政治家提供弹药,富人提供食物,而穷人则提供他们的孩子。等战争结束后,政客们取回剩余的弹药,富人会种更多的粮食,而只有穷人,在寻找自己孩子的坟墓。”

战争是最糟的事之一,但我们不应该因此就不去认识,首先我们应当直面事实是什么:

只有客观看待又不被主观意识操控歪曲,我们的认知才能尽量不偏颇。

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人力有时穷,不过以往现今的许多作品里对力量的追求从来就没有停止过。

这里面有有意的堆砌,有的是由于创作者自己缺乏科学的认知,自己无意间就整出了个他自己都不知道多恐怖的东西。

老STG的战机在设定与表现上往往是无限航程、无限供弹或可以自己补给、可以长时间自我维护的机体,有些可以跨越空间与时间进行移动,R-Type系列等登场的战机还装有波动炮等大规模破坏性武器,这样的机体击溃同等水平以下的宇航文明拥有的载具、太空建筑或天体并不困难。

在设定上,一亿发R-9A的波动炮可以粉碎地球。按地球的重力结合能计算,这一发标准波动炮1的威力不弱于1974年版宇宙战舰大和号在木星放射的波动炮,20几发就可以铲平全球陆地,而R-9A几秒钟就可以打出一发波动炮、所需能量全部从高次元中创生。从表现上看,R-Type系列登场的自然环境与人工物体都坚固无比,经常可以承受波动炮的反复轰击,是个有些离谱的世界——这当然是因为做地形破坏效果太费事了。

现实而言,拥有这种技术的人类文明在对抗强敌时会使用安装了大量波动炮的战舰群与战机群,而不是用少量的战斗机冲进敌群单打独斗。这点即使在R-Type战略版1、2里也没有得到充分的合理化,不过游戏本来就不用追求完全合理化的了。

(街机stg,首领蜂。这种炮管无限射击的战机,其制作材质如果要去分析,我们没有办法制造出来)

这两张图你能看出多少科幻作品?

上面两图为许多科幻作品里的各类飞行器,这些千奇百怪的造型基本,不论大小都具备穿越星际等惊人的能力,这里面的科技含量是超乎想象的,远远超越作品内容里的表现。

以星际穿越的曲率引擎和星球大战的超空间引擎为例:

速度上来说,曲速被超空间碾压。

根据推定,千年隼的0.5级超空间驱动器有高达900万倍光速以上的哈人速度;相比之下,你航目前正史用常规曲速跑得最快的星舰是无畏级,9.975级最大设计航速(有说法元首级极速9.99,奥德赛级极速9.998,但是都没有官方确认),等效于蛐蛐5,126倍光速,和超空间引擎一比慢的像龟爬。

不过这主要是出于设定环境的原因——众所周知你战本质换皮西部剧,为了让我们的汉索罗能够在A Far Far Away Galaxy里到处乱窜躲避帝国追捕的同时创造诸如12秒差距最速传说之类的纪录,卢卡斯需要星舰的FTL速度能够快到在几个月甚至几周内横穿银河系就像现在的环球航行一样如吃饭喝水的程度。

但无论星舰还是星战里,如此强大的科技的文明整得活实在“低级”了些,星战就是个换了皮的西部剧和罗马演义。

哆啦A梦里那些或神奇或坑爹的道具是拿来搞笑的,但你琢磨,细琢磨,就会发现一个恐怖的事实:

我们只知道使用它们的条件和结果,然而只要稍微想一想这个过程需要怎样的技术层次,就足以让人一身冷汗。

其中任意一件道具,真的,就最常用的那种——缩小灯,手电筒一样的小东西,照一下,你的体积和质量就改变了,这部分质量没有转化为能量发生大爆炸,甚至没有在时空中激起一丁点涟漪——你就变小了,这背后蕴含的科技水准足够让你我的小脑瓜宕机一百万次。

然后,你以为漫画中哆啦A梦从肚兜里掏出的道具是那个时代的科技巅峰?别闹了,小叮当就是个保姆机器人,那些东西只是未来世界的电饭煲、电饼铛、电熨斗、IPAD、智能手机和吸尘器罢了。

基于这个水准,你可以去想象一下那个时代的手枪是什么样的:一个巴掌大的盒子,上面有两个按钮(做成巴掌大很可能还是基于人体工程学的考量),对着一个方向按一下红色按钮,以此为原点,直径一米、长一光年的空间全部坍缩为黑洞,按下绿色按钮,同样是这个范围内的时间箭头瞬间反转……

没错,在那个时光机当自行车的时代,这种级别的武器只配是一把手枪。

你再接着想象一下那个时代的自动步枪、自行火炮、巡航导弹甚至战略武器应该对应什么了……

22世纪人类文明所展现出的技术水平,已经完全超越了我们对于科技造物的一切认知,他们很可能已经彻底掌握了这个宇宙的底层逻辑,然后像在控制台里敲命令一样,把时间、空间、物质、能量甚至规律和因果当成橡皮泥一样揉圆搓扁,而把搭载命令行的固件做成门板、包袱皮或电话亭,只是基于未来世界的复古审美……从他们的视角看来,我们连虫子都算不上,对上这种级别的技术力,多少个石昊来了也是24K纯白给。

哆啦a梦可是带团打过多场宇宙,时空战争的

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而看到各种作品中描述的文明得到大发展的场景,我就想问:具备了如此逆天的科技的文明居然还在纠结着古往今来那些没完没了的问题。技术革新了,但在精神上恐怕得深入探讨一番。

我的一个学计算机搞软件技术的朋友曾跟我说:“我们在技术上耗费了大量的精力,资源,和聪明的大脑,仅仅是为了使操作流程再快一点,再方便一点。满足人类一点无聊的欲望”

人类发明了很多东西对抗无聊,但好像越发明越无聊。

(苏联科幻杂志中对未来的畅想)

人类的力量相对于自然是微不足道的。

太阳对地球的照射功率(约1.73E17瓦)是人类文明现在的总功率(约2E13瓦)的约8650倍,一天时间照射到地球的能量约有1.49E22焦耳。
1吨标准煤完全燃烧约释放2.93E10焦耳能量。上述太阳能约相当于五千零八十五亿吨标准煤完全燃烧释放的能量。
上述太阳能约可供75.8亿人类使用8650天。

根据卡尔达肖夫指数:

文明等级 = log1010⁡(P/MW) ,其中P是文明的能源消耗。
因此,1级文明的能源消耗是1016瓦,大致相当于行星的能量交换;
2级文明的能源消耗是1026瓦,大致相当于恒星的能量输出;
3级文明的能源消耗是1036瓦,大致相当于星系的能量输出。

以生物圈的光合作用总产量为基准。光合作用的速率是1.30×1014 W,相当于一个0.81级文明(这也意味着,人类发展到这个层次之后,就再也不能维持生态环境了),并固定(9.1∼10.4)×1013 kg碳。以大气中1%的二氧化碳作为基准,即2.136×1016 kgC的二氧化碳,那这样的排放就相当于约205~235年的光合作用总产值。
对于0.81级文明,这些能量可以使用大约205~235年。
对于0.9级文明,这些能量可以使用大约27~31年。

地球接收到的太阳能只有太阳总输出的22亿分之一,但那也有1.74×1017 W。若是全部利用起来,人类可以达到1.12级文明——行星级文明

地壳总质量约2.77×1022 kg,铀的原子数丰度是硅的百万分之1,折合2.37 ppm质量分数,也就是6.57×1016 kg。其中可裂变的235U占0.72%,即4.73×1014 kgU,大概3.93×1028 J的核能。
对于0.73级文明(当今人类),这些能量可以使用大约6252万年。
对于1.12级文明(太阳能时代的水平),这些能量可以使用大约7871年。
对于1.3级文明,这些能量可以使用大约125年。

太阳的核聚变很慢。聚变最猛烈的太阳中心,单位体积的输出功率还不如人体的自然产热。只不过,太阳的巨大体量,使得其总输出达到庞大的数值——3.828×1026 W。若是全部利用起来,人类可以达到2.06级文明——恒星级文明。且此能源是可再生能源,使用年限与太阳寿命相当。


对现阶段的我们来说,人类能否走向宇宙深处,主要在于两项能力:

1、对行星的改造能力,以及改造后行星,对宜居环境的持续维持能力。
2、具有独立的可持续生态系统的超级母舰,一个母舰需要能容纳一个城市人口的能力。至少十公里的尺度以上,甚至数千公里的尺度。
人类当前的能源利用功率是2×10^13W,大约相当于太阳辐射到地球功率的1/8500。

当前人类的运载火箭,最轻的10.2吨,到地球近地轨道的运载能力只有1.48kg。
最重的是2900多吨,到地球近地轨道的运载能力大约120多吨。
如果要发射到足够远的太空,大约只有每100吨,发射1吨的能力。
哪怕我们不考虑登陆火星的难度,仅仅从当前人类发射效率来看。人类要通过,从地球发射足够的材料去改造火星,数百年的时间也只能运输几十万吨的资源。
这些资源加起来,也仅仅只够建设一个方圆数百米的小型基底。
当然,如果这个基底能够建设成稳定的可持续性的生态,那么就可以利用火星上的材料了。
实际,2003年,美国就召开过“火星移民研究国际会议”,提议了火星地球化。
不过这个计划长达几个世纪。
实际,按照人类的当前的技术,可能时间远远不止。
这是因为火星改造,还面临其他各种各样的困难:

大气中存在有毒气体
地表无液态水
频繁的沙尘暴
土壤含有,有毒的过氯酸盐
火星上的低重力和压力
阿姆斯壮极限


当前,火星地球化的理论可行性方案如下:
利用火星上的铁与硅,制造出大型的玻璃罩,可以改变空气罩内的空气成分、温度以及压强。这样就可以建立水循环的环境了,为可循环的生态系统提供保障。
针对火星接收到太阳辐射较低的问题,可以在太空建设巨大反射镜。
利用人类制造的废热,逐渐融化地下冻土层,并最终形成水圈。
利用深色的物质或者藻类,加大吸收太阳辐射的效率。
广泛种植固沙菌类和植物,生成土壤,扩大居住地。
甚至建立大型推进器,直接改变火星的轨道。


其实,不难看出,人类对能源的利用效率越高,对行星的改造能力越强。
按照人类当前的能量利用效率和技术,改造火星是不可能完成的。
除了建设太空基底无比困难外,在地球上的人造生物圈,也几乎没有真正的成功过。
美国在1987年,建设了一个3英亩的封闭透光建筑群,结果才1年半,8名科学家就不得不撤离了。
后来又有科学家住进去,结果再次失败。
只是在很短的时间,这些小型生态系统,就会面临这些问题:
氧气减少、生态恶化、小动物死亡、人体弱多病等等各种问题。

当前人类的运载火箭,最轻的10.2吨,到地球近地轨道的运载能力只有1.48kg。
最重的是2900多吨,到地球近地轨道的运载能力大约120多吨。
如果要发射到足够远的太空,大约只有每100吨,发射1吨的能力。
哪怕我们不考虑登陆火星的难度,仅仅从当前人类发射效率来看。人类要通过,从地球发射足够的材料去改造火星,数百年的时间也只能运输几十万吨的资源。
这些资源加起来,也仅仅只够建设一个方圆数百米的小型基底。
当然,如果这个基底能够建设成稳定的可持续性的生态,那么就可以利用火星上的材料了。
实际,2003年,美国就召开过“火星移民研究国际会议”,提议了火星地球化。
不过这个计划长达几个世纪。
实际,按照人类的当前的技术,可能时间远远不止。

这是因为火星改造,还面临其他各种各样的困难:
大气中存在有毒气体
地表无液态水
频繁的沙尘暴
土壤含有,有毒的过氯酸盐
火星上的低重力和压力
阿姆斯壮极限
当前,火星地球化的理论可行性方案如下:

利用火星上的铁与硅,制造出大型的玻璃罩,可以改变空气罩内的空气成分、温度以及压强。这样就可以建立水循环的环境了,为可循环的生态系统提供保障。
针对火星接收到太阳辐射较低的问题,可以在太空建设巨大反射镜。
利用人类制造的废热,逐渐融化地下冻土层,并最终形成水圈。
利用深色的物质或者藻类,加大吸收太阳辐射的效率。
广泛种植固沙菌类和植物,生成土壤,扩大居住地。
甚至建立大型推进器,直接改变火星的轨道。
其实,不难看出,人类对能源的利用效率越高,对行星的改造能力越强。
按照人类当前的能量利用效率和技术,改造火星是不可能完成的。
除了建设太空基底无比困难外,在地球上的人造生物圈,也几乎没有真正的成功过。
美国在1987年,建设了一个3英亩的封闭透光建筑群,结果才1年半,8名科学家就不得不撤离了。
后来又有科学家住进去,结果再次失败。
只是在很短的时间,这些小型生态系统,就会面临这些问题:
氧气减少、生态恶化、小动物死亡、人体弱多病等等各种问题。

也就是说,不说改造火星,现在的技术哪怕在火星上弄一个基底,也坚持不了2年。
如果我们眼光放长远一些,21世纪,利用人工智能的监控,能够真正的打造出能完全独立运行的生态系统,然后可以利用在火星上。
那么最终打造出来的火星,需要各种技术维持它的能源和物质上的动态循环,可能人类对能源的有效使用率,只有能源消耗率的1%,甚至更低。例如,同样达到2×10^13W的能源消耗功率,但实际可用的只有10^11。
从宏观的角度来说,人类对能源的利用效率,差不多要达到一颗星球从恒星吸收的辐射效率,才能真正的改造这一刻星球。
就拿地球来说,人类的能源利用功率,差不多要达到1.7×10^17W(地球接受太阳功率),才能拥有直接掌控地球生态的能力。
而且这也是必须拥有的能力。
因为,如果人类的能源,如果是额外于太阳辐射的话,可让地球升温几十摄氏度。
也就是说,无论人类要突破地球发展的极限,还是要开发火星,都必须能达到掌控一个星球气候和生态的地步。
只有拥有了建设不同行星基地的能力之后,再配合超级母舰的,人类才能一步步地拓展,走向宇宙深处。
未来几百年后,人工智能和机械技术发展到足够高的地步,理论上来说,人类可以让机器人去改造行星,以及建设大型母舰。
总的来说,人类步入太空时代,仅仅达到可控核聚变技术,提高能源利用率是不够的。
还需要在人工智能、材料、化学、生物等技术上有飞跃式的发展才行。
但我们并不知道,在前方的路上,是否存在不可跨越的鸿沟。
对于宇宙的尺度来说,我们可能仅仅只是相当于地球上的蚂蚁。
我们建设出来的超级母舰,也可能仅仅只是滚滚黄河上的一片树叶。


你看我们的水平还差得远呢


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再来谈一下各类作品,对于网文神话之类我在上一篇文中已经写过了,这里不在赘述。

在严肃作品中。创作者由于年代和科学认知不足整出的笑点很多。

比如最伟大的特摄作品之一,被许多人认为的奥特曼最高杰作《赛文奥特曼》。

在看到第26集时出现了一个武器:

作品里说这个R1导弹一发可以把地球炸裂,可看过上面所写的东西你就会知道这是不可能的,还会忍不住调侃一下当时创作者。

而且后面还要在整个威力更大的R2,也不知道设定的氢弹威力是什么级别的就算是以设计过的10亿吨级算,R2的威力也就接近撞击尤卡坦半岛的陨石。(不过也确实具备扫荡地表生命的威力了)

当然《赛文》的杰出之处不在这里

除去《赛文》这种整体基调严肃的,其他奥特曼里的怪兽设定按照科学分析在事实上如果存在是威力无比的。


比如,《归曼》里的吞噬星空的幻之怪兽:巴邱蒙

作品里被虚构为能在很短时间内吞噬数个星座的恒星。

原作没有讲解此怪兽的生理结构及其吞噬恒星的原理,只是把它表现为暗星云般的黑暗天体,说它在不到10天时间里就吞噬了北斗七星、之后又在1天之内吞噬了巨蟹座第二亮星,之后将会在12小时内吞噬地球。对它的破坏力的表现非常简单、没什么特殊效果,而且奥特曼很正常地打败了它。在把它打败之后,被吞噬的恒星还被吐了出来。

科学分析:

北斗七星在地球上看似乎相距不远,但实际上它们在宇宙中并不聚在一起,彼此之间的最大距离是60光年。巴邱蒙如果有一个恒星的规模,则必须拥有2200倍真空光速的速度才能在10天内吞噬北斗七星。如果巴邱蒙不能超光速,则其肉体需要延伸到至少60光年的长度。

这之后要越过宇宙、吞噬巨蟹座第二亮星的话,其肉体又需要延伸接近200光年。而且从剧中的状况看,巴邱蒙没有吞噬北斗七星和巨蟹座之间天球上其他的恒星,因此其肉体可能还要曲折前进。

巨蟹座第二亮星距离地球218光年,人类靠光学观测发现巴邱蒙将其吞噬的话,那是在218年前发生的。而它这之后12小时内将吞噬地球,如果不是靠超光速移动的话,则只能是巴邱蒙的肉体早就盘桓在太阳系或者巴邱蒙从超过218年前就开始以高亚光速向地球狂奔,那么人类早就应该发现这个无比巨大的天体(向地球狂奔的话,即使它只散发出长波无线电和红外线,波长也足以缩出可见光到伽马射线了,足以成为夜空中最耀眼的天体)。而对于这样出离巨大的怪兽,符合设定的奥特曼根本不可能有什么办法,大概只能掩面逃跑了。

而且,能吞噬星球的巴邱蒙的身体如果具有百光年以上规模的身长和恒星规模的直径并且由暗星云物质构成,则它的质量将庞大无比,支撑自身不毁坏需要的强度超越奥特曼的想象、超越将太阳系拿螺丝拧在一起用的材料性能。即使有办法将其杀死,其质量也足以继续吞噬全宇宙的物质并发生爆聚,让宇宙万物归于混沌、重新启动宇宙大爆炸。

不引起爆聚的巴邱蒙应当是一道极为纤细、接近无质量或真正无质量的弦构体,从而无法被光学方法观测、不出现巨大的质量与巨大的引力、可以延伸到光年规模并以超光速移动。不过,面对弦构体,符合设定的奥特曼更加束手无策(对方的追击速度是超光速,逃都逃不掉)。

无论巴邱蒙是超质量体还是弦构体,被其吞噬的恒星也不可能再保持原样被吐出来。这些宏观物体在如此短暂的时间内这样做要严重违反热力学第二定律。

按照特摄作者闭眼吹嘘的数据或能力进行分析是没有什么意义的。历代奥特曼剧中对各种事情的表现毫无物理常识可言。

奥特曼以高超音速飞行,会没有冲击波吗?他们身体的形状合适吗?城市受得了吗?
体重数万吨的奥特曼和怪兽在城市里过肩摔,地震波会怎么样?
奥特曼在东京湾挡回海啸,对面的人们将会哭爹喊娘。
红王等怪兽的输出功率动辄设定百亿马力,他们一拳打在实体上,将会升起蘑菇云。
灼热怪兽体表温度动辄设定10万摄氏度,空气在它身边会被等离子化,地表也会变成熔岩。
奥特曼指尖喷水扑灭油田大火,从手指头的大小看他喷的应该是高压水刀。
水下怪兽·地下怪兽被设定数马赫的速度,它们的真实速度会引起灾难。
杰顿喷出一兆度火球,地球当场退出聊天室。

类似的设定造成的无意间创造太多了。


再举例一个古早些的:

录音机人:印度神话级别的100万分贝强者。

在1979年的作品《金肉人》蚵仔煎中,有个敌人:录音机人,出身于比利时,身高2.14米,体重700公斤,必杀技是“恶魔的交响乐”:把耳机罩上对手的耳朵、强迫对手听音量为100万phon的音乐,据说可以破坏对手的鼓膜及大脑。

故事里,为了与录音机人对战,金肉人在面具下加装了隔音装置,但还是只能忍耐10万phon所以陷入苦战。可是,就在战斗中,录音机人收听的电台突然从音乐节目换成了相声节目,于是金肉人听了元气倍增,轻松逆转获胜。因为这输得够蠢,恶魔超人中的水牛人还扬言道“录音机人只不过是我们七人中实力最差的一个而已”。

在作品里,录音机人基本上就是搞笑的配角。

科学分析:

phon是以人类对声音的感觉为基础所定出的声音强度单位。人类对频率不同的声音的感受度不同,以人类最敏感的1000Hz来说,phon与分贝的数值是一致的(分贝数不变而频率提高的话,人所感受到的phon会增大,不过人能听到的声音的频率是有限的,即使取其上限也不会节省多少分贝)。因此可以认为录音机人的必杀技发出的声音的音量是100万分贝。

在能量通量单位“分贝”的定义上,每当声音的能量变成十倍的时候提升10分贝。例如若以60分贝为基准,70分贝的能量就是其十倍,80分贝的能量是其一百倍,90分贝的能量是其一千倍。

设金肉人戴的隔音装置能承受10万分贝,那么在遇到100万分贝的时候,就是遇到了达到其可以承受的能量的1E90000倍的能量,显然这个隔音装置是完全无效的。

130分贝意味着每秒有10焦耳的能量通过1平方米的面积。人的鼓膜直径约为9毫米,故鼓膜面积约为0.0000636平方米。设金肉人的鼓膜面积和人类一样大,当他听到130分贝的声音时,就有0.00127焦耳的能量通过他的两侧鼓膜进入他的大脑。于是在他听到100万分贝的声音的时候,通过他的两侧鼓膜的能量就是0.00127*10^[(1000000-130)/10]=1.27E99983焦耳。因此,即使录音机人放出的声音只有对准他鼓膜的这样细细的一条,录音机人的声波武器也具备每秒释放1.27E99983焦耳能量的威力。

银河系里约有两千亿个恒星,已知的宇宙约有500亿个银河系规模的星系,这些星系里面所有的恒星放出的能量也不过是1E47焦耳的程度。100万分贝的这样细细的一条声音每秒放出的能量是已知宇宙里所有恒星每秒放出的能量的1E99936倍以上。

按照大爆炸理论,宇宙大爆炸发生的时候,原初火球的总能量是1E70焦耳,原初火球发出的声音是827分贝。100万分贝的这样细细的一条声音每秒放出的能量是宇宙大爆炸总能量的1E99913倍以上。

总之,按照科学分析上述设定,则录音机人的声波武器所放出的能量可以瞬间毁灭1E99913个以上的宇宙。其巨大的能量通量足以将世间万物和时空本身化为虚无。录音机人的战斗力远远超过人类历史上设想过的大部分外星文明或神魔妖怪的总和。

自然,能收纳这种能量而不自毁的录音机人的身体也是超绝强大的。即使不出手,按照质能方程,他的质量就可以在多重宇宙里压塌时空、将周遭的许多个宇宙歼灭。

你觉得这是因为此为搞笑漫画、编辑也不要求科学所以随便设定的、其他人不会这样干么?

2016年,爱奇艺弄了个音乐节目,名叫“十三亿分贝”。

我相信读者仔细想一下都能在自己生活中看过的各类作品中找到一堆大能的存在。

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资料来源:

知乎:赵泠,HypCos,瞻云...自己的一点知识储备,收集来的数据图片,此外还有各种书籍,文章,网址,恕无法一一标明,侵删。

到这里,up主也觉得该停下了,本文未投自制,只是想将自己长久以来积累的一些东西整理一下,发出来分享。

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