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仰望星空,脚踏实地——怎样看待“无工质引擎”

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(原标题:仰望星空,脚踏实地——怎样看待“无工质引擎”)

这张美国航天局提供的假想图展示了即将突破太阳系边缘的“旅行者1号”探测器。“旅行者1号”于1977年发射升空后,对太阳系外围行星及其卫星展开了大量有价值的观测。2012年,“旅行者1号”飞抵太阳系边缘。科学家认为它目前已进入星际空间,是飞得最遥远的人造物体。(新华社/美联)

  这张美国航天局提供的假想图展示了即将突破太阳系边缘的“旅行者1号”探测器。“旅行者1号”于1977年发射升空后,对太阳系外围行星及其卫星展开了大量有价值的观测。2012年,“旅行者1号”飞抵太阳系边缘。科学家认为它目前已进入星际空间,是飞得最遥远的人造物体。(新华社/美联)

新华社北京12月2日新媒体专电(记者王艳红 张莹)近日,中外媒体出现新一轮关于“无工质引擎”的讨论。引爆这轮讨论的全球在线金融报纸《国际财经时报》(IBTimes)英国版早前报道说,一位名为何塞·罗达尔的独立科学家今年早些时候在一个空间论坛上披露,美国航天局下属“鹰工厂”实验室对“无工质引擎”开展了一系列成功测试,相关论文已经通过同行评议,不久将在美国航空航天学会主办的《推进与动力杂志》上刊发。

罗达尔的原始文章随后被删除,但《国际财经时报》9月初继续报道说,相关消息已经美国航空航天学会一位发言人证实。11月,美国《连线》杂志等欧美媒体以及一些中文媒体也开始跟进对事件的报道。

【什么是“无工质引擎”】

“无工质引擎”概念最早由英国研究人员罗杰·肖耶于十几年前提出。火箭的推进剂又被称为工质,“无工质引擎”顾名思义就是不使用推进剂、不喷射尾气就能产生推力的发动机。肖耶发明的“无工质引擎”原型机被命名为EmDrive,其形状是一个缺顶圆锥体,好像一个喇叭,据称让微波在这个形状奇特的共振腔里来回反弹就能产生推力。这听起来是一个违反经典物理学牛顿第三定律的存在,提出后引发了巨大争议和源源不断的讨论。

目前人类航天活动的基础运载工具仍是火箭,通过燃烧推进剂、喷射出高速尾气来获得推力。这种技术帮助人类完成了登月等诸多壮举,但远远不能满足星际旅行的要求。

美国当年登月项目使用的“土星5号”火箭起飞质量近3000吨,能把约140吨载荷运往近地轨道,或者把近50吨载荷送上月球。按这个效率,想要飞出太阳系,要么携带量多到不现实的燃料,要么像美国“旅行者1号”探测器那样离开地球后主要靠借助各个行星的引力作惯性飞行,速度什么的就顾不上了。

如果“无工质引擎”真的像其研发人员所声称的那样,不使用或仅使用很少的推进剂就能持续产生推力,那么它就可以解决火箭的运载效率问题,从而实现人类的星际旅行。

【“无工质引擎”靠谱吗】

那么,这项似乎极其重要但又似乎有点玄幻的技术究竟是否靠谱?

根据《国际财经时报》的报道,“无工质引擎”原型机目前的成绩是利用几十瓦的输入功率可以产生几十微牛顿的推力。这个数值非常小——地面上1千克物体所受重力是9.8牛顿,而1微牛顿是百万分之一牛顿。

当然,如果这个实验结果是真的,大小根本不是问题,将来自然有办法实现应用。问题在于,虽然原型机的开发者说它不违反牛顿第三定律、也不违反动量和能量守恒等其他物理学定律,但它的工作原理到底是什么,谁也说不清楚。比较高大上的解释包括辐射压力、量子真空等,但也有令人沮丧的解释,比如实验设计不合理、测量误差等。至于“打破牛顿定律的无相互作用推进”就算了——物理定律并非神圣不可侵犯,但是天大的突破就得有天大的证据,现在还差得远。

那么,报道中提到的“通过同行评议”不能代表足够权威吗?“通过同行评议”是由独立科学家罗达尔在论坛上爆出的,在论文正式发表在学术刊物上之前并不算数。再进一步说,不同学术刊物的重要性及权威性相差甚远,“一个也许值得探讨的有趣发现”与“一个将颠覆世界的革命性突破”之间还隔着好多个诺贝尔奖。

如果以EmDrive为关键词,到《自然》《科学》等欧美最权威学术期刊或《新科学家》《科学美国人》等欧美著名科普杂志网站上进行搜索可以发现,截至目前《自然》网站压根儿没提到过它;《科学》网站只有一条今年9月的简短网摘,不是正式内容;《新科学家》网站在一篇近期评论中说,“如果什么事情好得不像是真的,那它大概就不是真的”;《科学美国人》网站只在“一周物理学回顾”的网摘栏目里提到过几次,收录的网文都对EmDrive充满怀疑,其中一篇干脆以此为例教读者辨认“伪科学”,主要罪名是实验结果不显著,可信度不高。总的来说,主流学术杂志对EmDrive仍是持怀疑态度。

人类对星辰海洋的向往无法磨灭,因此不愿也不应该总是待在地球这个摇篮里。但当下的现实就是:星辰海洋依然遥远,星际旅行的理论基础和技术还没有出现。(完)

(原标题:仰望星空脚踏实地——怎样看待“无工质引擎”)

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