科幻大师的科学预见

尹传红

　　3月19日凌晨，全球卫星通信理论的奠定人、著名科幻小说《2001年：太空漫游》的作者阿瑟·克拉克，因呼吸问题和心脏衰竭，在斯里兰卡一家医院逝世，享年90岁。

　　终其一生勤于探索未来的克拉克，是一位极具象征意义的科幻大师。他代表了技术派科幻的最高成就。在某种程度上，他可以说是一位科学先知。

　　“克拉克轨道”

　　1945年，英国一位正在部队从事雷达技术工作、年仅28岁的军人，在《无线电世界》杂志第10期上发表了一篇具有历史意义的科学设想论文：《地球外的中继——卫星能给出全球范围的无线电覆盖吗？》。

　　文中，作者首先从当时的通信情况出发，分析了实现全球范围的全天候通信和电视广播的必要性，继而首先提出了卫星通信的可行性：如果人工发射卫星到地球轨道上，就可以将它作为接收和反射地面信号的中间站，实现远距离通信和跨海通信。为此他建议：采用三颗相互等距离间隔的同步卫星，组成除两极以外的全球通信网，并提出可以利用卫星同时向几个地区转播广播节目的设想。

　　几十年后，这位全球卫星通信理论的奠定人，成了当今最著名的太空题材科幻作家。他便是英国科幻作家阿瑟·查尔斯·克拉克（ArthurCharlesClarke，1917-2008）。后来发展起来的现代卫星通信也充分证实了他的出色预见。为了纪念他的功绩，如今42000千米高的同步卫星轨道已被国际天文学协会命名为“克拉克轨道”。

　　据说，至今世界各大卫星通信公司每年都要向克拉克支付数美元或数美分的象征性红利，因为他的设想功勋卓著。不过，他当时并未为这一技术理论申请专利。克拉克曾在一篇题为《通信卫星简史——我是如何在太空中失去10亿美元的》文章中对此进行了具体的回顾。许多人都为他感到惋惜，感慨说克拉克本来是有可能因此而成为一个富翁的——事实上克拉克确实成了富翁，不过他是凭创作科幻作品达到了这一目的。在克拉克享有盛名之后，他的长篇作品往往是只需交出一份提纲，就能获得上百万元的预支稿酬。

　　关于卫星，克拉克有一个耐人寻味的故事。

　　1954年，克拉克应美国纽约海登天文馆之邀，组织第三次太空旅行研讨会。他认为，会上应有一篇有关卫星对气象学作用的文章，于是便写信给美国气象局的首席专家哈里·维克斯勒博士，请他写一篇相关论文。不料，维克斯勒答复说，他认为卫星对气象学毫无价值（当时不少科学家也对卫星的应用价值持怀疑态度）。克拉克又给他写了一封信，回击说：“这样的话，你就有责任向公众解释为什么太空研究被你说得一钱不值，因为数年来，我们一直说卫星将改变你的学科。”

　　维克斯勒是一个极守信用的人，他爽快地接受了克拉克的挑战。但是，用克拉克的话来说，“就在他准备他的反驳文章时，他变成了一个狂热的太空爱好者，并在短短几年后领导了美国的气象卫星计划，由此开创了气象学的一个新的分支。”

　　人类命运的图腾

　　克拉克的科幻作品大多以宇航和太空为题材，但与前期的“太空剧”科幻相比，科学原理和技术细节更为真实可信，是硬派科幻小说的典范。他的《2001年：太空漫游》被认为是20世纪最杰出的科幻作品之一，1968年，其同名电影上映曾轰动一时，并获得奥斯卡奖多项提名。

　　克拉克的这部作品颇有东方式的神秘情调，分成四个相对独立的部分。

　　第一部分：故事从300万年前的远古岁月开始，地球上的干旱已经持续了1000万年。在非洲大陆的一隅，有一天，突然有一个超自然的长方体降落下来。它在探察人猿的同时也启蒙了人猿，由此人猿们的生活骤然发生了变化：智力、体力和征服自然的能力都有了显著的提高，人类从此诞生。

　　第二部分：300万年过去了，在21世纪的第一个年头，宇航员们在探测目标时，又发现了这样一个神秘的长方体，它发出了一连串奇异的电子信号，人们把它看作是地球以外存在着智慧生物的第一个证据。

　　第三部分：一艘宇宙飞船从地球出发，向着遥远的土星飞去。突然，控制飞船的大型计算机发生“反叛”，设计谋杀了处于“冬眠”状态的几位宇航员。惟一幸存的宇航员鲍曼不得不与其展开较量，最后终于夺回了主动权。当飞船接近土星时，神秘的长方体又一次出现了。

　　第四部分：鲍曼在神秘长方体的协助下，穿越了亿万光年的空间，遨游在星座绚丽的海洋，最终进入了一个通往星际空间的“甬道”，并在其中羽化成了一个具有无限智慧和力量的宇宙婴儿。

　　电影《2001年：太空漫游》的剧本是美国电影著名导演库布里克与克拉克合作编写的。该片被认为是人类对未来的一种倒数，是人类命运的图腾，是人们对茫茫未知的探索。它成功地表现了人类与机器之间永恒的依赖和争斗，吸引、激励、启发着整整一代人的思考。

　　太空升降机

　　克拉克既有作家善于幻想的浪漫情怀，又有科学家严密的思维方式，他创作的一些优秀太空科幻小说颇有科学预见。

　　克拉克的一部以太阳光能利用为题材的科幻作品《太阳帆船》，创作于20世纪60年代。它具体描述了利用太阳光能遨游宇宙的想法，即无须携带任何能源，只要依靠太阳光能，就可使宇宙帆船驰骋太空。该小说发表后，曾引起美国国家航空航天局的注意，并因此而关注这一领域的研究。

　　迄今为止，制造太阳帆飞船的困难主要有两个：一是制造太阳帆的材料既要轻盈、耐高温，又要有韧性；二是需要找到一种在帆打开以后绷紧的办法。另外，太阳帆还应该能够抗击太空环境中的高能粒子、流星体、空间碎片等的撞击。尽管如此，人们依然对太阳帆航天器寄予厚望，期待它能够为太空旅行提供新的动力。

　　而在有关“登天”的科幻作品当中，阿瑟·克拉克创作的《天堂的喷泉》无疑是影响最大的一部。这部名作从1968年开始着手写作，历时10年之久，1978年才完成，他认为是自己的“一部比较优秀的作品”。

　　小说的主题思想是这样的：从位于赤道上空3.6万千米高处的同步宇宙空间站上，可以将一条缆索放到地面。通过这条缆索，人们将可以乘坐特殊的缆车或升降机进入宇宙空间。这种思想实际上是由苏联列宁格勒的一位工程师尤里·阿尔楚丹诺夫在20世纪60年代初最先提出来的（小说中有介绍）。后来，不少人在事先并不知道这一信息的情况下，也陆续产生了这种设想，并在事后惊讶地获悉阿尔楚丹诺夫已经走在了他们的前面。

　　1979年春，在接受苏联电视记者的采访时，克拉克自豪地说：“在我的小说中，大概是首次对这一极其出色的思想做了艺术加工。为此，在各项技术性的细节问题上，我不得不认真地下了一番功夫。我相信，关于宇宙升降机这一题材，作家们还将写出很多的幻想读物。但是，对于首先写出了《天堂的喷泉》这件事，我是引以为荣的。”

　　令人称奇的事情

　　在《天堂的喷泉》这部小说诞生前后，还发生了非常令人称奇的事情。

　　克拉克在1979年写道：“对于我本人而言，出现了一个十分奇怪，甚至令我目瞪口呆的巧合现象：10年前，我在自己极其喜爱的斯里兰卡海滨购置的一套房屋，其位置恰恰是地球上最接近最大地理同步稳定性的地点。”

　　他还谈到另一个“难以置信的巧合”：正当他在审阅这部小说的校样时，收到别人给他寄来的一套材料，其中有苏联《青年技术》杂志（《天堂的喷泉》于1980年在这份杂志上连载了12期）1977年第4期刊登的波辽柯夫博士所写文章的译文。在这篇题为《地球的宇宙“项链”》的文章中，波辽柯夫“以精确的技术细节，描述了我这部小说中的主人公摩根对环绕地球的‘封闭环’的幻想。他把这种封闭环看作是‘宇宙升降机’的必然延伸，而他对升降机的结构及其工作情况的描写，则和我所写的内容完全一致。”

　　在向波辽柯夫表示敬意的同时，克拉克说他“又一次产生了‘我过于保守’的念头。不排除这样的可能性：预计在22世纪才能实现的空间轨道塔，将作为21世纪的成就而诞生。很可能，到了我们的孙子这一辈上，人们就已经能够证明，在今天看来似乎是空想的东西，实际上却是美好的设想。”

　　在小说结尾处，升降机建成1000多年后，一个外星人混在人类中考察地球。他看到，大部分人类已经通过升降机移居太空，大地上则保留着一座座升降机——直径500米的巨筒。峰值时，每个巨筒每天可以运送100万乘客上下。升降机之上，每隔100多公里就建有一个庞大的太空城。

　　如今，小说中的“宇宙升降机”或者说“太空梯”的设想，正一步步向现实迈进。就目前的研制情况看，太空梯耗资巨大，没有经济利益可言。不过，科学家认为，一旦所有的问题得以解决，收获将是非常大的。

　　2004年夏，美国西弗吉尼亚费尔蒙特科学研究所太空梯计划小组组长爱德华兹的研究项目，得到了美国国家航空航天局的支持。爱德华兹称，他将选择在南美洲太平洋沿岸外海的赤道上架设一座升降平台，并让缆线附在升降平台上。其构想是，用火箭把比钢铁坚硬许多倍的纳米碳缆分节送入太空，再把一种“爬梯机”装在缆线上，从上而下一节节地将缆线接起来，直到地表。太空那一端用一套平衡器固定，升降梯的动力来自“光电池”。爱德华兹表示，他构想中的初版太空梯可能在15年内就可以问世，估计成本约为100亿美元。

　　2005年9月20日，美国一家公司成功地进行了机械爬升器试验。试验那天，气球、合成绳和机器人这个“三合一”系统爬升了1000英尺，也就是305米。这被认为是为将来利用太空梯在地球与太空之间运送货物所进行的先驱性试验，同时也为向修建太空梯这一梦想迈出了一大步。




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