科学，但是“歪”着想

小酷龙

科幻作品是“幻想”的艺术。这些幻想，有的是对现实生活的延伸想象，有的是对未来的展望，还有的是对科学发展的担忧。比如，如果人工智能想要统治人类怎么办？如果时空穿越时发生意外了会怎样？如果地球已经不适合生存，我们该去向哪里？……

这些新奇的幻想如何产生？后续的故事该如何合理展开？这些问题的解决，依靠的是科幻中另一个重要的组成部分——科学。科学的世界充满奥秘，无论是恢宏壮丽的宇宙大爆炸，还是漫长曲折的物种进化史，抑或是能够颠覆日常认知的微观世界、量子理论，无一不在拓宽着我们的视野，不断打破着人类想象力的边界。科学，是科幻的灵魂。

因此，引人入胜的科幻作品中，少不了严谨的科学知识作为支撑，这样读者才能够身临其境，好像置身于未来之中。很多科幻作家都对科学有一定的研究，很多科幻电影导演也会专门邀请科学家来担任科学顾问，以保证作品中的科学设定和背景令人信服。

我们的《科学歪着想》栏目就类似科幻作品的“背景设定”过程。本期，我们就从来信中选取了两位“可可豆”的“科学歪着想”，并分别邀请了两位答题嘉宾作为“科学顾问”。一起来看看，我们的“科学顾问”会作出怎样的分析和解答呢？

当月球坠落时

科幻设想二

在科幻电影《流浪地球2》中，出现了月球撞向地球的“月球危机”。月球会因为什么原因撞向地球呢？如果地月相撞，又会发生什么？

提问者：王芋臣

湖北省鄂州市新民街小学五（1）班

特邀科学顾问：刘柏良

中国科学技术大学地球和空间科学学院在读博士

设想之前的分析

月球撞地球的设想是十分大胆的，在探究这个问题之前，我们先要搞清楚，月球在什么情况下才会撞向地球。

月球与地球之间的天体系统十分稳定，并不会无缘无故地相撞，只有减缓月球公转的速度，使地月之间的向心力减小，月球才会沿螺旋轨道逐渐撞向地球。

不过，月球实在是太重了，要么用《流浪地球2》中的行星发动机布满月球表面，并不断在月球运动的反方向点火发力，才能使月球减速；要么就是月球被其他行星（质量至少达到矮行星级别）撞击，被迫改变运行轨迹——“踩下刹车”的月球，才能开始奔赴地球的旅程。

设想开始

1月球的“变脸”

因为月球的自转和公转的周期相等，所以从地球上永远只能看到月球的一面。当月球“刹车”后，公转速度改变，当天晚上，我们就可以在地球上看见月球缓缓地“转身”。这时地月距离初步缩短，我们能看到月球变得更大、更亮，并慢慢地旋转。除了这些，地球上的人们还没有什么明显的感受。

2恐怖的潮汐

地球上的潮汐现象主要由月球引力所引发。当月球逐渐靠近地球时，月球的引力对潮汐的影响也会随之加剧。这使得涨潮时的海水会淹没更多的沿海地区，退潮时更大片的海底将露出水面。随着月球越靠越近，潮汐越来越失控，海啸、暴雨、狂风将在全球肆虐，涨潮时的巨浪足够冲毁城市，“桑田变沧海”的情形每天都会上演。

3躁动的地面

月球越来越近了，地球的陆地开始变得躁动不安。和月球引力牵引潮汐运动一样，距离越来越近的月球会让大陆板块与地底的岩浆受到类似的作用。大陆板块的边界会受到更强的挤压，岩浆在地下也开始随着地月引力变化而“潮起潮落”。岩浆“涨潮”时会直接涌出地表，通过全球各地的火山喷薄而出。一些地层甚至会被月球引力撕裂，全球的地形地貌會发生翻天覆地的变化。

4毁灭的开始

引力的作用是相互的，月球引力在地球上“兴风作浪”时，地球的引力也影响着月球。现在，地月之间的距离更近了，地球引力会把月球拉伸成一个鸡蛋形状的椭球。如果二者的距离继续缩短，短到月球表面的物体受到的地球引力比月球自身的引力还要大，就达到了天体物理学中所说的“洛希极限”。

此时，月表的物体纷纷被吸引到地球上来，月球开始分崩离析，化作无数巨大的岩石碎片。它们中的一些会飘在地球周围，还有一些则会直接砸向地球，让地球遭受密集的陨石撞击。

5碎片的余威

数量巨大的月球碎片在坠落的过程中与地球大气剧烈摩擦，产生大量的热。较小的碎片在空中燃烧殆尽，大块的岩石则一边燃烧一边撞向地球。这些能量足以让岩石熔化成岩浆。地球温度激增，燃烧和撞击产生的尘埃遮天蔽日，整个地球都陷入混沌与大火之中。此时的地球宛若地狱，几乎不可能存在生命了。

6全新的轮回

轰轰烈烈的大碰撞终于告一段落，地球会在漫长的时间内逐渐冷却，最终形成一个新的相对稳定的地球，拥有完全不同的形貌和大气。尽管月球的坠落对地球上的生物来说是世界末日，但对地球这颗行星而言，不过是花些时间“整了个容”。地球也许会再次开始孕育生命，这个小小的“插曲”也会渐渐湮灭在宇宙历史的长河中。

让台风停下来

科幻设想二

我在电视上看到台风破坏城市的新闻，场景触目惊心。人类有什么办法可以让台风停下来吗？往台风里扔核弹能打败它吗？

提问者：侯坤矣

四川省南充市阆中市城北小学二（4）班

特邀科学顾问：李昊彤

高中地理教师，年级地理学科组组长

设想之前的分析

想打败台风，我们首先要“知己知彼”。

台风是多出现于海洋上和沿海地区的自然灾害，在气象学上被称为“热带气旋”。如果我们把海洋比作一口巨大的“魔法锅”，里面充满了水、空气以及热量，那么当太阳照耀在大海表面的时候，这口“魔法锅”的温度越来越高，水汽会上升到大气层中。

在这个过程中，底部的气体不断被送到高空，其他地方的空气就要来填补这个缺口。在地球自转的影响下，从四面八方涌入的暖湿气流，会形成一个旋涡。随着越来越多的水汽和能量在这个旋涡中聚集，台风逐渐形成。

台风从外到内分别是螺旋雨带区、云墙区和台风眼区，其中破坏力最大的是云墙区，也叫“台风眼壁”或“台风壁”。在海上，台风能够掀翻船只、摧毁海堤码头；在陆地，台风会吹倒树木、破坏建筑。而在台风眼内则风平浪静，甚至天空晴朗。这时人们常常会误认为台风已过，实际上只是这头“猛兽”的短暂喘息。

设想开始

方法一：围攻

早在20 世纪40 年代，科学家就开始研究如何人为地削弱台风。有人提出，用大量的军舰围住台风，不断向里面开炮，也许能够消灭台风。但是，对于主要由暖湿气流构成的台风来说，围攻台风和围攻空气没什么区别，并不会有什么作用。

方法二：扰乱

既然不能简单粗暴地解决台风，有科学家提出通过改变台风中心附近的能量分布，達到减慢风速的目的。为此，美国科学家展开了长达21 年的“狂飙计划”——在台风特定区域的上空播撒催化剂，扰乱其中的气流，让原本的能量无法累积。这样的试验进行了几次，但没有取得明显的效果。

方法三：路障

有研究人员通过计算机模拟得出，如果台风经过由成千上万台风力发电机组成的风电场，就会像汽车经过路障一样，放慢“脚步”，风暴强度也会同时减弱。但这个方法并不算可行——第一，台风的运动轨迹大部分时候捉摸不定，除非人类能够沿着海岸线建满风电场，否则无法准确阻拦它的“脚步”；其二，计算结果显示，台风在经过“路障”之后的几十千米之内，就会恢复到原来的强度。

终极设想：核弹

用核弹去摧毁台风，这可真是个疯狂的想法。核弹是人类目前能制造出的威力最大的武器，那么，用它释放的巨大能量和冲击波，可以瓦解和冲散台风吗？

如果我们实际计算和比较一下，就会得出令人失望的结果。成熟以后的台风释放出来的能量，相当于每20 分钟引爆一颗一千万吨当量（相当于一千万吨TNT 炸药爆炸的威力）的核弹，而一颗十万吨级的核弹，就几乎足以摧毁一座城市！因此，往台风中扔核弹，就像是朝波涛汹涌的海面撒下去一把碎石子。

另外，由于台风和核弹的能量都过于巨大且很难控制，稍有不慎，核弹可能还会给台风提供新的能量，使它的规模变得更大，破坏力更强。更不用说，核爆还会产生长久持续的核污染。

所以说，在大自然的力量面前，人类的干预就好像“蚍蜉撼大树”，无济于事。事实上，台风也有积极的一面：它可以给经过的地区带来丰沛的降水，我国的珠江三角洲、两湖盆地和东北平原都因此受益；它还能够平衡地区之间的热量，调节温度等。对于台风这种自然现象，人类能做的，就是做好预警与防范，尽量减少它带来的危害。