罗摩中的科学

昨日，我在高铁上肝完了阿瑟·克拉克的科幻巨著《与罗摩相会（Rendezvous with Rama）》，折服于硬科幻的魅力。硬科幻的“硬”就硬在对小说所涉及的科学问题的正视，换句话说就是重视科学依据。

小说中的罗摩是一艘闯入太阳系的不明飞行物，外表为圆柱体。它高50千米，底面直径18千米，且围绕着圆柱中轴高速自转。经过科学家测量，其密度很小，应该是内部空心。一支探索小队奉命与它相会，去探索它的内部结构……

具体的探索过程我不再赘述，把下图放出来，罗摩的内部结构便一目了然。探索小队从北极（north pole）进入罗摩，沿着北极穹顶上的扶梯到达北部平原（north plain），即罗摩的内壁，并开始了他们的探险。

由于罗摩高速自转，人会受到所谓的“离心力”而远离中轴。中轴的离心力为0，且越远离中轴，受到的“离心力”越大（离心力是一种虚拟力，是惯性的体现）。通过自转的方式模拟重力，已经不是一个新鲜话题。但是“柱状海（cylindrical sea）”的出现还是令人耳目一新。在柱面海，你可以欣赏“水天相接”之景，因为天即是水。另外，探索小队发现柱面海的南岸高度是北岸的十倍。原来，罗摩以北极作为前进方向，在加速时，由于惯性，柱面海的海水会被“压”往南岸。为了防止“洪水泛滥”，南岸自然要高一点。

小说还提到了“科里奥利力”，也就是“地转偏向力”，探索队员们在沿扶梯下滑时，需要时不时调整方向，以免被“科里奥利力”带偏。有队员从中轴区向北部平原上的人类营地扔物资，他并不直接瞄准营地，而是偏离约三十度，从而使“科里奥利力”不会让物资偏离太远。当然，他还要考虑逐渐增大的“重力”、空气阻力、沿穹顶下滑时的摩擦力等等。还有“弧形瀑布”这种违背直觉的存在……

罗摩尺度相对地球虽小，也有自己的“微气候”。罗摩如同一颗彗星高速冲向太阳，因此其外部温度也越来越高。起初，柱状海还是冰封状态，随着太阳的热量透过罗摩外壳进入内部，柱状海由下而上消融，下方海水水位下降，上方冰层失去支撑崩塌，发出震耳欲聋的咆哮声。另外，罗摩地表空气受热膨胀，上升到中轴后，由于惯性，它还会尝试保持在地表时的自转速度，导致狂暴的大风和湍流。这种风的形成原理和地球上的信风类似。

随着六条条状灯的开启，罗摩迎来了白天，也迎来了生命的春天。它仅用了几天就完成了地球生物几亿年的进化过程。柱状海这片“有机汤”中，光合植物疯长，空气含氧量大幅提高。后来，罗摩中又出现了绰号为“螃蟹”“蜘蛛”“鲨鱼”等的“生物机器人“，它们是碳基生命与机械的结合，似乎是从某些工厂中生产出来的，能够辨识人类且没有敌意。一个个新事物的出现一次次地刷新人类对于外星文明的认知。

罗摩中还有许多高中阶段能够理解的物理现象，如南极（south pole）大角尖端放电，击毁一名队员的飞行器；由于静电屏蔽，处在罗摩内部的队长无法通过无线电联系上外部正在拆弹的队员……既然是科幻小说，作者也展开了挑战物理定律的想象，罗摩的发动机竟然是”非牛顿第三定律型“的！它在加速时，既没有喷射气体，又没有发射离子束或等离子束，无需利用作用力与反作用力便可获得加速度。小说最后，罗摩再次超出人类的认知，它在人们的惊诧中坠向太阳，却受强大磁场保护而毫发无损，根本用不着人类沉痛和惋惜。

罗摩绕着太阳越飞越快，此刻速度已经比一切穿过太阳系的物体都要快了。再要不了两个小时，罗摩的运动方向的改变就会超过九十度，而它已经给出了最后的、近乎鄙夷的证据，证明它对这个被它大为惊扰的世界毫无兴趣。

有些人认为罗摩是“潘多拉魔盒”，会对人类产生威胁，试图用核导弹将其毁灭。而上面这一段话就是对这些人过度反应的极大嘲讽。事实上，至始至终，罗摩人都没有出现。他们是匆匆的过客，却完全漠视了太阳系的所谓“主人”，正如同我们穿越森林去往远方，也顾不上爬上鞋子的一两只蚂蚁。