力场防护罩，并非只存在科幻故事中

程醉

在著名的科幻电影《星际迷航》系列中，最引人注目的无疑要算寇克舰长驾驶的星舰了。“星舰”一词来源于科幻小说，指的是一种尚处于理论阶段，用来作为恒星星际航行的大型飞行器。

现实中，要制造出真正意义上的星舰，人类还面临许多尚未能攻克的难题。比如说，高效的动力与能源系统、封闭式生物循环系统等。即便不考虑这些问题，也可想而知太空旅行充满了危险，而星舰却是十分脆弱的：与小行星相撞，微小的陨石撞上舰体，甚至还可能遇到武装到牙齿的外星人……

如果有一种防护措施既能够挡开敌方的武器，又可以摧毁太空中飘浮的异物，那会是什么呢？在诸多科幻小说或电影中，力场防护罩是保护宇宙飛船自身安全的主要工具。

实际上，力场防护罩的概念虽然出自科幻故事，但它却是我们最有可能实现的星舰技术之一。从理论上来说，设计一款宇宙飞船的力场防御装置将是一项浩大的工程。因为它要保护飞船不受任何攻击，面临的攻击可能会比现在最强的弹道武器高上数百倍，甚至还要能够折射激光束的攻击。

所以，宇宙飞船力场防护罩势必要坚不可摧才能胜任。

宇宙飞船面临的首要威胁，预想中应该是小行星、陨石以及敌方的导弹和炮火。对付这些威胁的最佳方法无疑是将它们通通气化。现实中，唯一能达到这种效果的东西叫等离子体。它是由部分被剥夺电子后的原子及原子团通过电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质，又称为电浆。

电浆是不同于固体、液体和气体的物质第四态。太阳就是由电浆构成的，银河系中最绚丽灿烂的天体——恒星和星云等也是。地球上，我们熟悉的闪电和北极光都是等离子体。在恒星内部，电浆的温度高达数百万摄氏度，绝对能够让已知的一切物质在瞬间消失。

我们可以将巨大的电浆产生器设置在飞船的外部结构上，只需要按下开关，它们就会发射出由超热电浆构成的猛烈雷暴，将太空中的宇宙飞船包裹保护起来。

然而，自然界中等离子体似乎并不会做规则运动，而且还无法控制。不过，电浆又是一种很好的导电体，我们利用经过巧妙设计的磁场，便可以捕捉、移动和加速，实现操控电浆的目的。

在美国哥伦比亚大学的实验室里，有一台能够控制等离子体的仪器叫作仿星器。它其实是个巨大的电磁室，它内部的蓝光便是电浆。仿星器里的电浆不像闪电那么不规则且难以预测，它表现得很平静，甚至可以说很稳定。因为在这里面它是受到磁场控制的等离子体，它完全受制于磁力线。而我们可以随心所欲地设计磁力线，让电浆跟随磁力线变换形式。

因此，我们不仅能够完全控制等离子体，还能对其随意塑形。不过，要完成对宇宙飞船塑造电浆的工作，首先得在电浆产生器旁边装上数百个重负荷电磁铁。同时，由于飞船形状并不规则，因此我们还必须小心安排每一个磁场，使之能重叠并包裹住飞船的每一处曲面。最后，一旦启动防护罩，宇宙飞船就会被等离子体包住。

从理论上来说，利用可控的等离子体打造宇宙飞船防护罩的思路完全可行！

激光是20世纪以来人类继原子能、计算机、半导体之后的又一重大发明。激光将光子排列成步调一致的光束，只要我们将足够多的能量注入激光，它就能够以数千度高温的光束摧毁任何物体。不过，激光束通常只有一支铅笔一样粗细，想要保护宇宙飞船这样庞大的物体，我们就必须想办法增加单一激光束的覆盖面积。

在实验室中，科学家能够用一束激光和几面镜子，做出一个激光束交叉、折射而形成的网格。而我们可以通过增加镜子和激光束的数量，就能做出一个更大的激光网格阵列。或者说是一个能足以覆盖宇宙飞船表面的激光栅栏。任何通过激光栅栏的固体物质，都会被激光产生的高温在瞬间摧毁。

采用激光网格阵列的方式来制造宇宙飞船的力场防护罩，从理论上来讲完全行得通。不过，要想在现实中得以实施，却还得面对工程量浩大的问题。因为要想对宇宙飞船进行全覆盖，至少需要几十个甚至上百个激光发射源，以及上千面用于折射激光的镜子。同时，还需要在飞船上按照经过详细计算所确定的位置，对它们进行逐一安装。

激光防护罩系统一旦启动，激光束就会在有一定倾斜角度的镜子之间反射，从而在飞船周围形成密集的激光栅栏。任何试图通过激光栅栏的敌方导弹都会在瞬间被摧毁。

然而，激光栅栏难免百密一疏，总会存在一定的空隙。如果敌方的导弹足够小，小到可以穿过激光栅栏之间的缝隙，那么对飞船仍然能够产生致命的威胁。

因此，我们还得设法防止这类小型炮火的袭击。最佳的解决办法是在激光栅栏内部再增加第二层防护措施。它要非常坚固并且紧密，足以抵挡最微小的枪弹攻击。

世界上最坚韧的合成物，眼下非碳纳米管莫属。碳纳米管又名巴基管，是一种具有特殊结构的一维量子材料。它主要是由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。用碳纳米管织成的布料比棉布还轻得多，但它的强度和韧性却是其他纺织品所无法比拟的。

目前，美国的麻省理工学院已经能够用碳纳米管织造出整幅宽度的面料。而受到美军资助的这一项目，仍然被列为机密的军事计划。因此我们无法得知，美军要利用这些高强度的织物去做什么用途。不过，我们知道这种利用尖端科技生产的布料，是由数十亿根碳纳米管随机交叠织造而成。

获得碳纳米管的过程其实也并不太复杂，只要具备碳元素、合适的温度以及晶种就可以开始生产。将晶种提前放置在纳米管生长室里的晶片上。然后将碳元素以气体形态，经由特殊的管道进入到纳米管的生长室，室内再利用热源进行超高温加热。生长室里的气态碳原子便会附着于晶种所在的硅芯片上，每个碳原子和邻近的3个原子结合，并随之形成六角形的键结。加热到一定时间之后，取出硅芯片就会看到上面长满了黑色的碳纳米管。

目前，科学家已经能够制造出1毫米以上的碳纳米管。但可以预见的是，不久之后他们便能够制造出数十厘米甚至更长的碳纳米管。到那个时候，碳纳米管织物蒙皮将成为宇宙飞船第二层防护罩的最理想材料。

对于资深的科幻迷来说，肯定知道在宇宙飞行这种复杂的环境中，飞船面临的威胁不仅只有导弹和太空异物。寇克舰长的星舰被击伤或者击毁，十有八九都是敌方的激光武器所为。

激光，可以说是目前我们已知的终极科幻武器。在科幻故事里，它甚至还能够摧毁一个星球。一套“高大上”的力场防护罩必须能够阻挡激光武器的攻击，才能够使得宇宙飞船在遥远的星际征途中得以幸存。

按照人们的预想，不论是安装了等离子体防护罩，还是激光栅栏以及碳纳米织物蒙皮的飞船，都无法抵御激光武器的攻击。激光无法阻挡激光，这是一个常识。因为激光没有质量，就好像两只手电筒的光交叉而过，它们无法挡住彼此的光。也就是说，飞船遭到激光武器的攻击，敌方的激光就会穿过激光栅栏防护，也会穿过碳纳米织物，一举击毁我们的飞船。

现实中，能够抵御激光攻击的材料其实已经存在。在特殊光源环境中工作的人，大多都会配备一种特殊的眼镜。在这种眼镜的镜片上涂抹了一层感光变色材料。所谓感光变色，就是说这种材料能够对光起反应。在普通光线下，镜片是透明的。但是，如果我们用紫外线灯特殊光源对它进行照射，经过短短几秒钟时间，镜片受照射部分的颜色就会变深。

这种特殊材质的分子遇到特殊光源的照射就会发生反应，在改变形状之后再变暗，能够大量减少通过它们的特殊光源。最终，将这些“不速之光”完全阻挡。感光变色材料遇到激光也是如此，因此我们只需将它们喷涂于飞船外表面，就能成功抵御激光武器的攻击。

一艘宇宙飞船在完成了这一系列的力场防护罩的安装之后，基本上就已经算是做足了对于能够预想到攻击的防御工事。虽然，我们的力场防护罩和寇克舰长的企业号星舰采取的偏折式防护罩还不尽相同，但其能够产生的作用在某些方面实际上已经超越了企业号。

未来的某一天，我们的宇宙飞船在浩瀚的银河系深处只身巡逻。这时，敌舰突然出现并且逼近准备攻击，如果你恰好是这艘飞船的指挥官，你下的第一个命令会是什么呢？当然是：“启动防护罩！”

（编辑 文 墨）endprint