科幻小說《三體》里的科學推定和假想,真的有科學依據嗎?

《三體》系列中對計算機、物理學等方面提出了令人心潮澎湃的大膽幻想,從很多讀者的反饋可見,其中的很多科學假想是有著非常強大的理論基礎的。事實的確如此嗎?科學家和科學愛好者如何判定?


@刁士涵 的一些觀點我不能認同。

@鄒波 的回答比較準確。

例如引力波只是從中子星自轉周期變化中,間接地尋找到了證據,但並不意味著引力波已被證實。

量子糾纏理論並不意味著通信可以超光速。

小說中提到的三體運動,並沒有遵循角動量守恆定律。


科技爆炸的概念來自弗諾文奇的系列小說。我總感覺別的方面《三體》對弗諾文奇也有借鑒。所以我比較一下弗諾文奇的『三界』。『三界』也是完全改變了宇宙的定律。但是『三界』聰明的繞開了很多有爭議的問題。特別是避免對修改前後的物理定律進行視覺感受的描寫,即使有也是模稜兩可。而《三體》處理就太直露,比如進入四維空間,降維,都有視覺描寫,看起來不像硬科幻像童話。

三體問題不可解只是沒有解析解(closed form)。但是對於有超大規模計算機的文明來說,沒有解析解的問題不是問題。核爆炸的模擬、發動機熱傳導模型都是通過偏微分方程組的逼近來進行的,這些問題遠遠比三體問題複雜。退一步說,即便三體系統真的很危險,像太陽系這樣的系統也沒有嚴格的解析解,今天的軌道方程的解析形式只是把太陽質量考慮為遠大於行星質量總和以及忽略行星間引力的近似。實際上,水星的進動加上金星的干擾,完全有可能把水星拉出並穿越地球軌道,這個時間未必就晚於三星系統的崩潰。而這個只是太陽系不穩因素之一。


我也很喜歡《三體》,但是這並不意味著我會認同小說的基本設定。從整體來說,《三體》還無法構成一個嚴密的類似基地三部曲的體系,小說中的矛盾和錯訛之處已經有很多網友提及。

討論科幻小說有沒有科學依據往往是沒有意義的,小說中所探討的技術可能並不是在論證其存在性

完全能理解@鄒波同學的意思,如果說理科學生存在優越感,這並不影響他們知識系統的嚴密程度。

另外,對於@刁士涵同學我有兩個建議:

一、科幻小說中關於相對論等等的理論並不是支持小說整體論點的依據,它更多的是創造一種展開人物活動的背景或者環境;

二、量子糾纏到底能不能用於超距通信,你可以問問學過量子力學的同學,Google不是全能的,也無法在參考文獻中引用。


大劉小說里的「理論」,真想要論證,是很費力的。隨便一點點都是需要展開一大堆,在知乎這個平台上很難透徹地說清楚。而且網路論辯,尤其針對大劉小說里的科幻理論進行辯論,尤其困難。這就類似跟民科進行辯論似的,不太熟悉物理的人們會借用很多科學名詞,然後隨意延伸發展,按著自己的意思去理解,跟他們討論的時候非常困難。不知道大家還記得天涯早年有個物理帖子不,有個人說,在失控飛機落地的瞬間人往上跳,可以製造失重,就像太空中的宇航員一樣,從而躲過墜地傷害。無數人想說服樓主,最終無功而返,因為大家不是在平等的知識體系內交流,要想讓那人理解重力加速度、力的相互作用之類的物理概念,極其困難。

下面就@刁士涵的回答,具體舉兩個例子吧,盡量簡潔。

關於量子糾纏超光速的問題:量子糾纏可以理解為超光速,實際上這種現象就沒有「速度」之說,因為本質上是瞬時的,不需要定義時間。但是它並不能用來超光速傳遞信息,為什麼呢?比如我們用兩個糾纏的自旋電子對,然後分開很遠很遠。這時候測量其中一個電子的自旋,如果值是向上,那麼另一個一定是向下;如果是向下,那麼另一個一定是向上。問題在於,對於測量電子自旋的任何一方來說,他們所看到的自旋方向完全是隨機向上向下的。他並不能指定下次測量的電子自旋向上來告訴另外一方這個信息。這種隨機信號是沒法傳遞任何信息的。物理學家們給過很多方案了,沒有一種可以超過光速來傳遞信息。

三體問題不可解這個說法是正確的。但是數學上的不可解,並不等於實際中就不可預測了。實際上,任何一個應用中所用到的數值都是近似的。你開車車速100公里/小時,但是永遠不能真正的到達100公里/小時,總是有一定的誤差。作為工程上來講,關鍵是預測的精度有多少而已。現實中一個例子是天氣預報,這種系統比三體問題複雜得不知道超過多少量級,但是我們仍然能夠做到在一定程度上預報這一問題(當然,生活中很多人還是大罵「不準!不準!」)。所以,三體星那種幾百幾十年,甚至幾年就變的系統幾乎是不可能存在的——當然不排除有人能夠建立某一模型,能夠導致這種迅速的變化,同時還能保持三體系統在某種程度上維持從而讓三體生物系統繼續發展。

光速曲率飛船目前還沒有可見依據。至於改變光速、改變維度之類的想法,跟網上很多玄幻小說都類似了。後者經常有在「領域」裡面改變「規則」的說法。對於大劉小說里的物理理論,我想打個比方表明態度。去卡拉OK唱歌,大家都說「你唱得挺好啊」,但是不要真的以為自己就是歌星了。


科學依據是有的,量子糾纏通訊、引力波通訊、高維碎塊、曲率驅動、十維宇宙、另外製造一個宇宙等最初都是物理學家的設想,毫無疑問是有科學依據的。但是請注意,有科學依據不等於在目前的科學理論範圍內可被證明正確的,更不等於可以實現的。甚至有些設想已經被物理學的發展所推翻了。

科學上有很多尚未解決的問題,科幻不應局限於已經解決、證實了的理論,如果這樣的話就只有科學沒有幻想了——幻想本來就是去想像尚不存在不確定的東西,如果都嚴格了,那就是寫科學論文而非科幻了。

比如松鼠會Sheldon提到的引力波是有廣義相對論作為基礎的,目前的確沒有直接證據,但是也沒有被證偽,這就可以使用——因為至少在理論上可行。

我們甚至可以看到大劉為了規避目前科學所證偽的東西所做的許多巧妙的設定:比如樓上很多同學糾結的量子糾纏通訊,目前的理論否定背景是:不能通過外界改變和觀測分離的糾纏粒子來實現通訊,但是不要忘記《三體》中為了規避這一點的設定:「智子」是有智能,並且能獨立感知、計算、變化的粒子,並不是依靠外界來改變質子的狀態來和另一個質子通訊,而是質子自己改變自己的狀態來與另一個質子通訊。和目前的理論是兩個範疇,所以並不矛盾。


三體前面錯誤還較少,越到後來越多,涉及到千萬年後的科學理論,人類的想像力顯得如此渺小。

大劉的小說比較注重科學原理之間的邏輯關係,有些說法雖然背離目前科學界的共識(注意共識並不等於結論,很多事情目前是沒有結論的),卻和自己的其他說法自圓其說,所以會讓人有真實感,這是大劉的優點。


肯定有很多錯誤。

別的不清楚,球狀閃電裡面關於航空方面有非常多的硬傷,很多基本理論和概念的錯誤,想來其他方面也不會少吧。


利用量子糾纏進行超光速信息傳遞在量子力學中證明是不可行的,這是一個很大的硬傷,作為科幻小說而言不影響情節而已。


可以在這本書里找到答案,加來道雄 - 《超越時空 - 通過平行宇宙、時間捲曲和第十維度的科學之旅》。主要內容是超空間理論的,作者是理論物理學家,研究弦論的。不知道三體從這個理論中汲取了多少靈感,感覺超空間理論里的隨便幾個小點發散開去都是一本科幻。

書里能看到很多三體里那些所謂hard-core設定的原型和出處。三體里我覺得很有意思的關於進入四維空間的敘述,在這本書里有更詳盡的描繪。書的第一篇追溯了四維的歷史,原來關於四維的想像早在19世紀末就影響了文學/藝術界。畢加索立體主義的畫原來是想表現同時從多個角度看物體所得到的畫面,用多重視角取代單一視角,沒有景深沒有透視也沒有時間,就像四維人看到的三維世界。海因萊因也寫過人進入四維超立方體的小說。我甚至在想會不會那個童話里不符合透視原則而無法被畫師二維化的大王子是四維人(忘了原文里這個透視原則的隱喻是什麼了)。文章結尾寫高級文明為逃避宇宙坍縮而躲到其他宇宙氣泡里也能在這本書里找到原型。曲率飛船,我覺得可能是密度決定時空曲率吧。

總之是很有意思的一本書,不論是三體里還是我追到一個美劇fringe里那些看起來很炫的設定,在物理學家眼裡也不過是老生常談吧。當然我還是最喜歡他在序言里引用一位物理學家的話 「科幻作家在傳播科學羅曼史上所做的比所有物理學家所做的總和還要多。」 這估計也是他作為一名研究純理論的物理學家 寫這樣一本科普的原因吧。


要是沒有科學依據怎麼還能叫科幻?!?!?!?!?

當然科幻是文學作品,有時候需要因情節設定而露出了一些理論上的謬誤和漏洞。作品中有些地方如果深究是不對的或者說是臆想的,我就不舉例了,上面有很多大牛已經說了很多。但科幻除了科學還有幻想,這也正是其魅力所在。

其實從科學理論上看,大劉作品的風格已然夠硬了,至少不深究或者說對大眾來說沒有什麼明顯的硬傷,這一點也是其作品的過人之處。

科幻作品中很深層次的理論對與不對並不是重要的,引發我們的思維才是重要的。有這個帖子,我們大概已經受益良多了吧。

沒有這樣那樣不靠譜的想像力的科研工作者不能說是傑出的科研工作者,沒有人文關懷的科學家也不能稱之為一定會對人類做出貢獻的科學家。


呵呵,這個可以從文藝理論的角度來說說。

亞里士多德有本書叫做《詩學》,解釋了所謂詩的目的,不是來模仿the world 的,而是模仿what the world should be的。新批評諸多理論家都解釋了,文學不關注實證性,就像裁縫不關注他的剪刀功夫能不能殺豬。不是說殺豬是小事,而是術業有專攻。


推薦一遍《暢想一下改變光速和維度的物理機制》

http://book.douban.com/review/4974515/



@yangw 前幾天看完《三體3》接著看加來道雄《
超越時空 - 通過平行宇宙、時間捲曲和第十維度的科學之旅 》(世紀出版,「開放人文」系列叢書)這本書,感覺就是大劉的小說有意在拓展加來道雄的科普。甚至整個就是這本書的翻版與註腳。

關於您所言「猜測深海王子是四維人」,東方畫派無透視原理,小說中的設定貌似是不可以跨維度進行降維打擊,所以我認為隱喻的是「四維不能直接被降級到二維」,原因是畫師沒有掌握「東方畫派」的技巧(至於東方畫派能否越級降維就該另外討論了)。

大劉設定的小宇宙,原型就是加來道雄書里的與四維時空在創世時被分離出去蜷縮起來的「六維空間」,可能躲進去可以躲過四維時空的滅亡。

PS.寶樹的同人《三體X》屌炸天,算是《三體補》,把《三體3》意猶未盡的故事挖透了,將創世紀時的十維宇宙給寫出來了(不過還是沒有初次看大劉四維空間的驚艷的感覺了)。


轉點文字,你們感受下為什麼我很噁心三體廚。

其實,對於這類哲學、自然科學、社會學和倫理學等命題,科幻作者只能從科幻的角度考慮,如果他(她)竟斗膽要從哲學家、科學家、社會學家、政治家和倫理學家的角度考慮,由於能力的限制能想多遠且不說(畢竟科幻作者所涉及的題材大多數不是自己的專業),這樣寫出的小說多半是失敗的。有趣的是,當讀者讀到科幻小說時,總是產生一個錯覺,認為作者真是從上述高度去思考他的設定,至少從我自己,坦率地說,不是的。科幻作者提出一個理論設定,首先考察它是否具有文學上的美感和震撼力,看它是否能夠在讀者的科幻想像中掀起風暴,然後再考察它在科學上是否合理,但這種考察,其實是很淺的,其目的也與科學研究不同,最後要得到的不是科學家想要的精確和正確,而是小說家想要的真實感(注意是真實感而不是真實)。

只要看到自豪感滿滿稱三體為硬科幻的絕對民科無誤。

PS:那段話是大劉的原話,文章來源道德的盡頭是科幻的開始--《南方都市報》訪談


首先,三體關於宇宙的定位,比如三體系統、澳爾特雲都是有科學依據的。

其次,三體裡面的智子破壞了量子不可克隆定理,瞬間通訊違背了光速最大原則。

第三,在高維空間中二維繫統不能穩定存在,人類不可能進入。

嗯,這是教授的說法…不是個人看法


至少。拉登的死跟他小說里根本不一樣。


在現實中你沒有一億美元(省得有人說是日元),而有人有一億美元,對他來說這不是科幻小說是現實,而對你來說這就是科幻,是否有科學依據同理,對上帝來說就是有科學依據,對中國人來說就是沒有科學依據,變奇幻了。


三體裡面的技術基本都沒有科學依據,跟玄幻差不多。


第一,這是小說。是部硬科幻小說,硬到沒有一定的物理知識,是看不懂的

第二,有些理論是目前已經證實的,比如量子糾纏理論,這個理論理論上是可以超距離通信的(映射的是智子)

第三,這還是部小說,有些事需要大劉主觀臆斷的,比如他認為宇宙是從十維空間降維到三維空間,這是本書,它裡面提出的恢弘的場面,龐大的故事線,對引發我們的思維是有很大幫助的


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