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《我们爱科学》

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穿越地心去旅行

2013-06-26 14:54:01

穿越地心去旅行

作者:杨道永

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21世纪末,由于大规模化学武器战争的破坏,地球上只剩下两个区域可供人类居住,一个是“不列颠联邦”(现在的不列颠群岛),另一个是“殖民地”(现在有澳大利亚)。两地之间通过一条穿越地球的隧道相通,人们乘坐地心列车在两地之间往返(1)。不列颠联邦的生活很优越,而殖民地则成为被压榨的一方。一些对联邦政府不满的人成立了反抗军,经常实施恐怖活动。

道格·奎德是一名普通工人,有一天他看到“记忆码”公司的广告,该公司能够根据顾客的要求,为顾客植入非常真实、刺激的假记忆。奎德决定尝试一下,他想让自己在假记忆中成为一名间谍(2)。在植入假记忆的时候,工程师发现假记忆与奎德的大脑中原来的记忆有冲突,这表明奎德其实就是一名间谍。

这时,大批联邦警察突然闯入“记忆码”公司(3),奎德本能地做出许多高难度的格斗动作,杀了多名警察后逃了出去(4)。奎德回到家后,把事情的经过告诉了妻子萝莉,没想到却遭到萝莉的攻击(5)。原来,萝莉并不是他的妻子,而是负责监视他的联邦密探。奎德只好继续逃亡(6),在逃亡途中,他得知自己其实是投靠反抗军的联邦密探卡尔·豪瑟,因为遭到联邦政府逮捕而被抹去记忆,并植入了关于现在身份的假记忆。还有,社会上一连串的恐怖活动并非反抗军所为,而是由联邦总理高克根暗中指使的。高克根以反恐为借口,大力扩张机器人军团,准备入侵并占领殖民地,以拓展不列颠联邦的生存空间。唯一能够阻止侵略的方法是,从奎德的深层记忆中找出机器人士兵的终止密码。

当奎德陷入警察的包围之中时,一个名叫梅琳娜女人救了他,并把他带到了反抗军的基地(7)。反抗军的领袖麦费思,用仪器搜索奎德记忆中的终止密码时发现,所谓的终止密码并不存在,这只是联邦政府为找到反抗军基地而设的骗局(8)。高克根率领警察闯入基地,射杀了麦费思与大部分的反抗军成员。更让奎德震惊的是,他从高克根口中得知,这一切都是他自己计划的(9)。原来,奎德并没有真正投靠反抗军,他被捕和被抹去记忆都为了取得反抗军的信任。

高克根要给奎德输入他执行这个计划之前留下的记忆备份,而奎德却拒绝恢复原来的记忆。最后,经过一番激烈的战斗,奎德炸毁了地心列车,阻止了机器人军团对殖民地的入侵(10)。

 

在这部电影中,虽然起主导作用的科学设想是记忆移植,但是影片中那个穿越地球的地心列车似乎更吸引人的眼球。关于记忆移植的科幻电影有很多,而地心列车好像还是第一次出现在银幕上。

 

不只是捷径这样简单

地心列车并是一个什么新奇的想法。早在17世纪,英国科学家罗伯特·胡克就提出了这个设想,他还写信牛顿,讨论这个设想。到了19世纪,法国科学院还认真研究了这个设想。20世纪60年代,美国科学家保罗·库珀又发表论文,重新讨论地心列车作为未来交通的可能性。

我们都知道,两点之间直线最短。可是由于地球是圆的,两地之间最短的距离其实是一条弧线。比如,中国和阿根廷之间正好隔着整个地球,无论向哪个方向走,从中国和阿根廷都要绕地球转半圈。可是,如果挖一条通过地心贯穿地球的隧道,那么从中国到阿根廷的旅程就会短很多。

距离上的缩短还不是最主要的,最让人动心的是,在这条隧道中运行的列车不需要消耗任何能量,而且只要很短的时间就能往返一次。

 

42分钟穿越地球

如果有人跳进这条隧道,他就会在重力的作用一直加速,到达地心时速度达到最大,然后开始减速上升,当他到达地球的另一面阿根廷的地面时,速度正好减到零。在这个过程中,前半段势能转化为动能,而后半段动能又转化为势能,整个过程不需要消耗额外的能量。

根据计算,虽然地球的直径有12742.02千米,但是用这种方法穿越一次,只需要42分钟,平均时速高达1.82万千米,也就是1秒钟就前进5千米,仅次于火箭的速度。虽说前景非常诱人,可是直到今天,地心列车仍然只是一个纯粹的科学设想。因为以目前的科学技术,还没有什么材料能够承受地球内部的高温和高压。

影片中有这样一个细节,穿越地球的隧道并不是直的,而是一条绕过地核的切线。之所以要这样设计,不是因为地核太硬挖不动,而是考虑了地球自转的因素。如果隧道是直的,由于地球时刻在转动,地心列车在运行中就会撞到隧道的内壁上。


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