第4章 全能力场（第2/6页）

如果只是为了反弹带电粒子，用某种类似电磁屏蔽的手段就可以了，它也能在空间战斗中帮你抵挡一些武器伤害。但是，力场则类似于一种无形的汽车安全气囊，可以阻止各种迎面而来的物质。飞船需要被一些向外扩张的东西包围着，以阻止迎面飞来的物质离船体太近或损伤飞船。

力场的基本概念和电影里面的介绍不同，需要追溯到科幻小说的鼎盛时期。英国科学家迈克尔·法拉第早在19世纪早期就提出，磁可以被设想为看不见的力场。电线在磁场中移动，电线切割想象出来的磁力线，产生出电流。力场将其他基本力也包括其中，再加上法拉第的想法有了数学依据，使得场成为现代科学的基本概念。

场是事物——任何在时空中有数值的事物——的抽象图像。（理论上，你可以想象世界上有无数个场，只不过有些场在所有点的值都为0，哲学家闲来无事会以此为乐。）可以用海拔的概念来理解场。在地球上的任何一点，海拔都是一个数值，不同地方的海拔高度是不一样的。你可以想象场就是时空组成的一系列数值，在场中的不同地方，数字也不同。如果你把一个物体放在地球上“海拔场”很强的位置上（我们管它叫“高的地方”），同时这个位置周围都是弱的“海拔场”，那么在场的作用下，物体就会把势能转化为动能。在现实世界中，物体会沿着坡滚下来。场的概念基本上就是这样，我们更多的是利用场的概念进行计算。

在现代物理中，场的概念在解释自然界四力和基本粒子的本质及相互作用（所谓的“标准模型”）时无处不在。即便是大名鼎鼎的希格斯玻色子，也不过是延展时空中的另一种场——希格斯场——的展现。不经常接触物理学的人可能会认为场不如我们更熟悉的粒子和波更易理解，但这3个概念都可以用来描述所见的东西，它们都是科学家的模型。每种模型都适用于某些情况，在现代物理学所用到的数学工具中，场是一种较为有效的思考方式。

光可以被视为场概念的应用形式。光不是量子电动力学中描述的真正的粒子，不是我们在学校里学到的波，也不是光场中的一个扰动，尽管科学家现在常这么认为。光就是光，光在我们不能直接观察或描述的量子级别上运行。光打在镜子上，不像网球打在墙上，也不像海水拍打在岩石上。后面两种情况都涉及具象的物体，可以帮助我们描绘到底发生了什么，但这都不是光真正的样子。光也不是由场中的扰动导致，这不过是另一种能够产生可靠结果的数学模型。

粒子、波和场都是抽象的模型，科学家可以通过它们了解世界。科学家有时候使用波模型，有时候则使用粒子模型。从数学的角度看，场模型更普适，但也更难理解，特别是对那些非专业人士来说。每种方法都有各自的用途，没有一种方法能解释世界的所有问题。

科学家所说的“力场”和科幻作品中使带电粒子远离飞船的电磁场有相似之处。但是科幻作品中的力场要能阻止一切靠近飞船的东西。理想的概念可能是负引力场，因为引力的产生与粒子带不带电没有关系。但是我们其实不太知道如何操控重力。即便我们能造出一个产生引力的机器，也只能产生吸引力而不是排斥力。

事实上，我们很难在真实科学中为力场找到依据。但如果是为了防御死光（科幻作品里的典型武器）的攻击，我们也不是无路可走。本书第16章要讲的隐形护盾可以让飞船隐形，也能让飞船远离光学武器的威胁。（科幻作家很少意识到隐形装置也能用作对抗射线武器的护盾。）但是电磁防护只能屏蔽带电粒子的干扰，所以未来世界中真实的宇宙飞船仍要像今天的主力舰一样全副武装才行。

科幻作品中的另一个惯用伎俩——牵引光束，事实上是与上文相反的力场，即把物体朝宇宙飞船方向吸引过来的场。乍一看，这好像更容易实现。牵引光束在科幻作品中的出现已经有100多年的历史了，也许是从相互吸引的磁铁那里得到的灵感。磁现象从中世纪开始被研究，但是直到19世纪真相才逐渐浮出水面：磁和电一样，都是电磁现象的一部分。

牵引光束的一个早期例子出现在儒勒·凡尔纳的《流星追逐记》（The Hunt for the Meteor）里，这部书在他去世后于1908年出版。书中的“中性螺旋线”被用来牵引书名中提到的流星，并把流星带回地球。这个中性螺旋线看起来像是由凡尔纳的儿子迈克尔在完成父亲遗作时加上去的。中性螺旋线具备牵引光束的通常特性，这个概念更接近于魔术，而不是科学。除此之外，实在是没有什么好的理由能解释牵引光束具备的强大吸引力了。