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    標題 “流浪地球”成功的概率有多高？你肯定想不到
    分類 熱點事件
    內容 *** 次數：60000 已用完，請聯系開發者***

    不可能，概率為 0。

    推快了全球毀滅，推慢了被太陽鎖死。

    太長不看版：

    1、為了讓地球流浪的時間長度比較合理（2500 年 100 代），大劉給地球設定的極速為 0.5% 光速。要達到這個速度的推力十分龐大，可引起全球性地震、火山。同時，會消耗 30% 的地球質量，產生的龐大熱量會融化地球，化身數千度高溫的小太陽。

    2、考慮到過高推力大陸無法承受，大劉給的單個行星發動機推力為 150 億噸，然而從時間上來說，這個推力太小了，地球足足飛行 2 萬多年才能到達比鄰星 。同時它依舊會產生大量的熱量，足以讓地球化作金星，導致文明滅絕。

    3、為了讓環境勉強還能符合人類生存，大劉對行星發動機周圍溫度設定為 70 ℃。如果真的只有這個溫度，那么行星發動機的推動力是嚴重不足的。地球足足需要流浪數億年，才能到達比鄰星。

    4、考慮到大陸被大量聚變噴射掉后，會影響人類生存，大劉設定的消耗量為亞洲大陸山脈的一半。但這其實遠遠不夠，由于太陽引力的存在，地球要飛出太陽系，即便利用木星引力彈弓，也必須消耗掉所有海平面以上的陸地?？傊?，速度過快地球毀滅，速度過慢逃不出太陽系。但無論速度快還是慢，都必須犧牲掉所有陸地作為燃料。

    詳細計算和探討過程——

    讓地球達到 0.5% 光速，會帶來什么？

    在原著中，地球通過 500 年加速到光速的 0.5%，滑行 1300 年，再用 500 年減速。

    0.5% 光速，也即 1498962.29 米 / 秒。

    當地球是勻加速時，加速度：a=v/t=9.5 x 10-5m/s^2。

    這個加速度看起來很小，畢竟人跑步的加速度都可以輕松達到 1~2m/s。

    然而地球質量高達 5.965 × 10^24kg，行星發動機施加在地球上的推力至少可達到：

    F=ma=5.66675 × 10^20N

    相當于 5 億億多噸的推力。

    原著中地球發動機是這樣的設定：單個全功率運行時能向大地產生 150 億噸的推力，總共 1.2 萬個發動機。

    也即，總推力為 180 萬億噸。

    和實際需要的推力相差 315 倍。

    速度要達到 0.5% 光速，一個行星發動機的推力就達到 4.722 × 10^16N。

    可以想象，動力如此大的行星發動機，可能對地質結構造成威脅。

    隨著行星發動機周圍溫度越來越高（超過 600 ℃），巖石的性質和強度會迅速降低，從而無法承受龐大的壓力。

    63d6529d6227683612000000_10245401.jpg重核聚變的行星發動機核心溫度達到 30 億℃，1.2 萬座比太行山還大的動力系統，不說隔熱系統，甚至連鋼材都不夠。

    沒有隔熱材料，釋放的龐大熱量足以熔融周邊巖石，從而在發動機龐大推力下，造成沉陷。

    通常來說 8 級別地震，就會帶給人類巨大的災難，可造成數萬人的死亡，而 8 級地震釋放的能量是 6.3 × 10^16 J 。

    一個行星發動機如果在推進時，僅僅沉降 1.33m ，所做的功就相當于 8 級別地震。

    然而全球存在 1.2 萬個行星發動機，一起發動相當于 1.2 萬個八級地震。

    更何況，大型天體由于引力過于龐大，即便它們的固體成分也會呈現出流體靜力學平衡的狀態。

    地殼之下，內核之外，本身充斥的就是半流體和流體結構。

    63d6529d6227683612000001_10245402.jpg行星發動機產生的地震波將會此起彼伏，在地球內部傳遞，從而對大陸板塊造成致命的破壞。

    63d6529d6227683612000002_10245402.jpg板塊間的地震帶和火山都會開始大范圍活動，很快開始威脅人類的存在。

    大陸的總體量，真的足夠支持地球加速到 0.5% 光速嗎？

    在原著中，發動機在 500 年的飛行中，會把亞洲大陸上一半的山脈用做燃料消耗掉。

    亞洲大陸上一半的山脈有多重？

    我們簡單預估一下。

    63d6529d6227683612000003_10245402.jpg從地圖可以看出，整個亞洲大陸的山脈，主要集中在中國及周邊，所有山脈加起來，預估和中國國土面積差不了太多。

    山脈的平均高度預估 4000m，山體體積按照椎體來計算。

    63d6529d6227683612000004_10245402.jpg平均密度按照 2500kg/m^3 來算，那么亞洲大陸一半山脈的重量則是：

    m= ρ V=1.6 × 10^19kg

    大約相當于地球質量的 40 萬分之一，地殼質量的 1463 分之一，對整個地球的影響的確不算很大。 由于重核聚變質量損失其實是很小比率（怎么也不超過 1%），這里就忽略不計了。

    按照 0.5% 光速的質量損失，和原文差異有多大？

    我們詳細來計算。被行星發動機推著走的地球，本質上相當于一個巨型的工質噴射火箭。地球的終速度，滿足火箭方程（齊奧爾科夫斯基公式 ）：

    公式轉化，得到：

    w 為火箭噴射速度，這里為地球發動機噴射速度。

    m0 為火箭初始質量，在這里為地球質量。

    mk 為火箭噴射后質量，這里為流浪后的地球質量。從公式可以看出，

    v 不變時，如果工質噴速越快，消耗的質量就會越少。

    我們假設 w 為最大速度。

    重核聚變的聚變物質，如果能聚變得比較徹底，大約會損失 0.5% 的質量。雖然火箭在太空中的燃料轉化率可以達到 60%，然而在地面卻只有 25%，考慮到行星發動機的綜合缺點，預估為 20%。

    可得，這些聚變物質可以達到的速度，w 最大約為 3% 光速。

    依據錢老所寫的《星際航行概論 》，氫聚變工質噴射最高速度為 5% 光速來看，重核聚變達到 3% 光速極限，也是合理的。

    把地球速度和工質噴射速度代入公式，得：

    63d6529d6227683612000007_10245402.jpg得到地球損失的質量：

    63d6529d6227683612000008_10245402.jpg也即，地球損失的質量達到 15.35%。

    厚度達到 17km 的地殼，總質量也才地球總質量的 0.42%。

    失去這么多物質，不僅地殼會全部失去，就連地幔也會損失一部分。

    如果還要考慮減速，地球損失的質量更是超過 30%。

    真正驚人的，是行星發動機產生的熱量

    地球質量 5.965 × 10^24kg，那么在 500 年中，加速到 0.5% 光速，總動能達到：6.7 × 10^36 J。

    施加在地球上的平均功率高達：4.25 × 10^26W。

    有做功就會有吸熱，為了方便計算，不妨假設地球獲得的動能和熱量相當，也即有同等的能量轉化成熱量，釋放到了環境中去。（其實絕大多數能量，還是被噴射的工質帶走了。）

    如此龐大的熱量，是什么概念？

    太陽的輻射功率也才 3.846 × 10^26 W 。

    也就是說，此時地表的溫度會比太陽表面溫度還要稍高一些，整個地表會接近刺眼的白色。

    而噴流每秒鐘噴出的物質多達 5.8 × 10^13kg，能量功率達到 10^27W，是太陽功率的數倍。

    加之光柱內部重核聚變溫度也可達到 30 億攝氏度。

    所以這 1.2 萬個行星發動機的噴流，能量密度會更加的集中，會呈現極其明亮的藍色光柱。

    63d6529d6227683612000009_10245402.jpg如此高的溫度，整個地球表面都會變成等離子體。如果行星發動機，一直能穩定存在。

    我們看到的壯觀景象會是這樣：

    比太行山還大的 1.2 萬個行星發動機，在啟動的剎那，1.2 萬個炙熱光柱猶如超新星爆發一般噴射進入太空，龐大的力量推動行星發動機陷入地殼，雄偉的山脈瞬間龜裂，巨大的山體坍塌，熔巖激射，與海水相會，呈現出紅與藍交織的噩夢。

    緊接著，行星發動機釋放的龐大熱浪席卷全球，燃燒一切生命。

    很快，無論地表的水還是一切化合物都是開始氣化，然后分解，最終等離子體化。

    隨著熱量的增加地球先是猶如微型紅矮星，緊接著逐漸變亮變黃，猶如亮白的黃矮星，內部 1.2 萬根明亮的藍色光柱無比耀眼。

    為什么計算出的結果這么離奇？因為，為了讓地球流浪的時間足夠合理，大劉把地球的最高速度設定為 0.5% 光速。

    地球要達到這個速度，就注定要燒掉遠遠超過預期的物質，那么達到的功率自然就是一個 " 天文數字 "。

    原著中的發動機推力，其實很尷尬

    為了讓功率顯得更合理，大劉設置的單個發動機推力是 150 億噸，總推力 180 萬億噸（1.8 × 10^18N）。

    甚至達不到能把地球推到 0.5% 光速力量的 100 分之一。

    當然，一個發動機只有 150 億噸（1.5 × 10^14N）推力的話，對山體產生的壓強也會降低到 0.15MPa，如果有足夠堅實的地基，不僅不會引起地震，甚至還不會有坍塌的風險。

    也就是說，150 億噸的推力，其實大劉為了足夠穩定的巨型工程結構所考慮的。

    此時，全部發動機，施加在地球的加速度為 3 × 10^-7m/s^2 。

    在原著中，借用了引力彈弓效應飛到木星軌道。

    63d6529d622768361200000a_10245402.jpg對于質量忽略不計的小天體來說（地球相對于木星），引力彈弓增加的速度大約為 2u，也即增加了 2 個木星軌道的速度。地球飛到木星后，本來自身就有一個稍大于木星軌道的速度，最終速度可超過 40km/s，從而可以保證輕松飛出太陽系。

    而地球飛到木星軌道，是引力勢能增加的過程，增加引力勢能大約 4.3 × 10^33 J，動能大約減少 80%，即 2 × 10^33 J。

    可得，地球到達木星軌道，總能量增加 2.3 × 10^33 J。

    行星發動機總推力為 1.8 × 10^18N，推力做功等于總能量的增加， 那么，地球飛行的距離將長達 1.28 × 10^15m，也即萬億公里，這個距離已達到 1/7 光年。

    也就是說，按照原著中的設定，需要地球不斷繞太陽先飛行 1/7 光年，才能到達木星軌道。

    根據地球的平均速度，可得這段距離，飛行所用的時間就有 1500 年左右。

    在原著中，這段旅程僅僅只用了 15 年。

    雖然引力彈弓的速度高達 40km/s，足以飛出太陽系，不過太陽引力范圍大約會在 0.5 光年之外才會 " 消失 "。

    在接下來的 0.5 光年，地球平均速度在 40km/s 左右，耗時 3500 年左右。接下來 1.5 光年，耗時約 7000 年。

    此時達到極速，再之后開始減速，再用一倍的時間。

    需要的總時間大約要 2.4 萬年，是大劉原著所用時間的 10 倍左右。

    2.4 萬年的時間，是人類文明長度的數倍。

    如果說大劉在原文中設定的 2500 年，100 代人，考慮了文明長度的合理性，那么現實的 2.4 萬年，對人類文明來說就是一個完全不能接受的長度。

    整個加速過程，推進器達到的極速大約為 75km/s，也即 0.025% 光速，比 0.5% 光速低了 20 倍。

    通過火箭公式可以求得它的質量損失為： 0.46% 地球質量。

    此時，工質噴射的物質，和地殼總質量接近。

    雖然這個質量損失比前面少得多，但依舊是大劉原文數據近 2000 倍。

    也就是說，哪怕單個行星發動機僅僅 150 億噸的推力，也必須剝掉整個地殼才能完成流浪旅程。

    沒有了地殼，生命和文明都沒了立根之本。

    在正常情況下，哪怕沒了地殼，地球海洋和陸地也會再次形成。但如果行星發動機還存在，它還會繼續改變地球。

    根據行星發動機的推力和地球速度，得到它的功率約為 10^23 W 左右。

    雖然這個輻射功率比太陽功率低了三個數量級，但卻比地球熱功率高 6 個數量級。

    容易計算出，熱平衡狀態下，地表溫度可達到太陽溫度的 12.7%。

    也即高達 762K，接近 500 ℃。

    也就是說，雖然單個行星發動機推力達到 150 億噸級別，雖然不會產生劇烈地震和火山。

    但推進器產生的熱量會持續不斷的加熱地球

    如果發動機可以在超高溫工作，那么整個海洋會逐漸蒸發，變成有著厚厚大氣的行星。

    出現嚴重溫室效應后，甚至部分區域會出現熔融狀態，有變成熔巖行星的可能。

    按照原文，發動機周圍溫度僅 70 ℃會如何？

    只是噴射工質超過第二宇宙速度 （地表逃逸速度），怎么都能推動地球，主要看推的時間長短。

    我們不妨探討一下，這樣低的功率，流浪計劃所花的時間有多漫長。

    地球接受太陽熱輻射為 1.7 × 10^17w。

    容易計算得到，地表溫度升高 70 ℃，地球增加的熱輻射為原熱輻射的 1.3 倍。

    也即 2.21 × 10^17w 。

    地球初始速度為 30km/s，如果動能轉化效率為 50%，可得推力為 7.367^12N。

    這個推力比前文小得多，得到的加速度僅僅只有 10^-12m/s。

    加速 1m/s，都需要用 3 萬年的時間。

    加速 3000m/s 的時間，達到 1 億年。

    哪怕把地球推到木星，讓引力彈弓加速到太陽系逃逸速度，這個過程會更加漫長。

    前文已經計算過，這個過程，需要額外 2.3 × 10^33 J 的能量。計算可得，推力做功的長度達到 3.12 × 10^20 m，相當于 30 多萬光年。

    得到，地球繞太陽旋轉攀升到木星軌道，所用時間長達：3.8 億年。

    引力彈弓把地球彈出太陽系后，飛行的 4 光年，所用時間反而會遠遠短得多。當然，接近比鄰星，逐漸減速的過程，同樣需要長達上億年的時間。

    然而，需要消耗的地球質量同樣達到 0.1%，相當于地殼的 24%，依舊遠遠比海平面以上的陸地質量多不少。

    為什么速度降到足夠慢，還是會出現陸地消耗完的情況。

    其實我們再看看火箭公式，就能看出端倪。

    當工質噴射速度已經達到極限后，飛行器（地球）要達到某個速度，工質噴射損失的比值其實是固定的。

    太陽對地球有著固定的引力場，推動地球就必須抵抗這個引力場，無論你推動的速度怎么減慢，它都有一個最低的能量剛需。

    這個能量剛需，反應在工質損耗上，就是一個最低的比值。

    對于太陽系中的地球來說，這個最低的比值達到 1/1000 左右，足以消耗掉海平面以上的所有陸地。

    再加上時間跨度，就注定流浪地球，完全是不可的執行方案 。

    總結

    大劉為了讓全篇看起來合理，很多數據進行了相對合理的處理，但如果真的從科學角度來較真，其實是互相矛盾的。

    例如，有以下幾點（也即開篇的太長不看版）：

    2、考慮到過高推力大陸無法承受，大劉給的單個行星發動機推力為 150 億噸，然而從時間上來說，這個推力太小了，地球足足飛行 2 萬多年才能到達比鄰星。同時它依舊會產生大量的熱量，足以讓地球化作金星，導致文明滅絕。

    3、為了讓環境勉強還能符合人類生存，大劉對行星發動機周圍溫度設定為 70 ℃。如果真的只有這個溫度，那么行星發動機的推動力是嚴重不足的。地球足足需要流浪數億年，才能到達比鄰星。

    4、考慮到大陸被大量聚變噴射掉后，會影響人類生存，大劉設定的消耗量為亞洲大陸山脈的一半。但這其實遠遠不夠，由于太陽引力的存在，地球要飛出太陽系，即便利用木星引力彈弓，也必須消耗掉所有海平面以上的陸地。

    大劉設置的每個條件都是為了滿足流浪地球而存在的，其實還可以有第 5 點，也即地球停止自轉的剎車時代，大劉設置的時間是 40 多年，雖然看似合理，但其實剎車產生的龐大力量和熱量，同樣能夠摧毀世界。

    其實，在創作流浪地球的過程，他就已經發現了其中的問題，經過幾番思想掙扎，才有了這個宏大的浪漫著作。

    這里就不多說了，直接上大劉原文：

    《流浪地球》要在科幻世界創刊三十年增刊上發表，這是應編輯要求寫的前言：

    《流浪地球》是為 1999 年筆會寫的小說，當時要求帶上自己的作品，同時帶去的還有《鯨歌》、《微觀盡頭 》和《時間移民》（從未發表）。那是我第一次與科幻界接觸。記得到了編輯部旁邊的科協招待所已是深夜，看到服務臺前有一對少男少女，男孩兒的英俊和女孩的美麗幾乎是我從未見過的，仿佛是從神話中下來的人物，我立刻斷定他們是來開會的科幻作者，因為在我的潛意識中科幻就是這么美的， 于是湊過去問你們是不是來開筆會的？他們沖我笑笑說不是（可能是放假旅游的學生）。直到第二天早晨，筆會的作者和編輯部的人才陸續出現在招待所大廳里，我也終于發現他們不是從神話里下來的，他們顯然也和我一樣是食人間煙火的，明白了只有神話之外的人才能創造神話，昨晚見到的那兩個絕美的少男少女是寫不出神話或科幻的，就像一個人不能提著自己的頭發升空。失望之余，倒也有了一種找到組織的親切感。但直到今天，雖然當年參加筆會的一些作者的形象都模糊了，但那對深夜中遇到的少男少女還在我的記憶中栩栩如生，幾乎成了科幻化身。在那屆筆會上，阿來請來了《小說選刊》資深編輯馮敏講授國內主流文學的現狀，強調科幻小說應該在文學和科學幻想上取得某種平衡，其實，《流浪地球》就是這種平衡的結果。

    對于小說中的人類逃亡，從科幻或科學角度講，我是百分之百的飛船派，因為推進地球的能量絕大部分消耗在無用的荷載上，也就是構成行星的地殼內部的物質，這些物質最大的意義就是產生重力，但重力也可由飛船的旋轉來模擬。但從文學角度看，這篇作品的美學核心是科學推動世界在宇宙中流浪這樣一 個意象，而飛船逃亡則產生一個完全不同的逃離世界的意象，其科幻美感遠低于前者。不過后來的一次經歷差點兒使這篇小說流產，那是我因公外出，第一次坐飛機，從萬米高空看大地時， 仍然一點兒都覺察不出地球的曲率，行星的表面仍然是一個無際的水平面，推進這樣的世界簡直是癡人 說夢！但回去后還是堅持把小說寫出來，最初只有發表時的一半長，后來應編輯的要求加長了一倍。王晉康老師在筆會上看到該文時說這應該三十萬字才夠，可在當時是沒有機會發表長篇的。

    《流浪地球》還有許多方面不得不在科幻的嚴謹上做出妥協，比如氦閃，只是恒星步入晚年初期的一種活動，在漫長的時間里反復發生后，恒星才能進入紅巨星狀態。另外，當時沒有經驗，竟把地球發動機的具體參數全部詳細列出，詳細到可以很方便地直接計算地球得到的加速度，計算的結果是：發動機只能給地球零點（N 多個零）幾的加速度，別說航行，改變軌道都不可能。

    到現在，看到和聽到了很多對自己小說的評論，有的下筆千言不知所云，但有的只一句話卻讓我看到了 自己都沒看到的真相。在 2000 年的筆會上，楊平對我說，他從我的小說中感覺到強烈的 " 回鄉情結 "， 當時我不以為然，認為回鄉情結是最不可能在我的小說中出現的東西。但后來細想，對他真是欽佩之至。光陰飛逝，現在十年過去了，很多事情都發生了變化，我很快就要離開這個生活了二十多年的地方，我在這里度過了畢業之后的青春時光，寫出了自己迄今為止的所有科幻小說，但要走了竟沒什么留戀，在精神上這里不是家園，我不知道哪里是家園?，F在看著窗外的群山，不由又想起了楊兄那句話。其實，自己的科幻之路也就是一條尋找家園的路，回鄉情結之所以隱藏在連自己都看不到的深處，是因為我不知道家園在哪里，所以要到很遠的地方去找。在《流浪地球》中所能看到的，就是這樣一個行者帶著孤獨和惶恐啟程的情景。

    2009.03.25 于娘子關

    寫在最后：

    這篇回答，全篇都在推翻《流浪地球》的可行性。這是作為科普回答應該有的嚴謹認真態度。

    但對于《流浪地球》，我喜歡的正是它帶著地球流浪的宏大浪漫。

    在關于《流浪地球 2》電影的相關回答中，我就詳細分析過科與幻的關系。大劉從始至終就知道流浪地球的不可行，但為了這個宏大浪漫的想法，卻又必須犧牲一定的科學性。

    最終他進行取舍，并通過狡黠的方式，用數據和設定隱匿了了與科學矛盾的細節，雖然大劉回頭就后悔一些數據給得過于精確，反而露出了馬腳。

    《流浪地球》今天取得的成績，其實就已經證明，當初大劉做出的取舍，是多么的正確。

    從這以后，大劉在科學性的處理上，就變得越來越聰明了。乃至于《三體》中，很多原創的點子，都被他處理得毫無痕跡。

    我覺得真正優秀的科幻作品，不是作者天馬行空的想象，一定要嚴格符合科學事實，而是當你看完這部科幻作品后，你在驚嘆它內容的同時，并沒有第一時間去想或者想到它在科學上的不合理之處，它的內部世界渾然天成，有著自洽的邏輯，甚至還能激發你更深層層次的思考。

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