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世界上所有的奥特曼，都是被牛顿的烈焰激光剑杀死的

时间：2022-04-05 10:46:00 | 来源：环球科学

图片来源：Andrew Santellan/Unsplash

劈砍、格挡，致命且优雅的光剑是绝地武士手中最趁手的武器。现实中，人们尝试了所有制作光剑的可能，激光、火焰、等离子体，到最后都难以成功。或许，我们需要的是一把来自“物理学祖师爷”牛顿的烈焰激光剑。

撰文"王昱

审校|二七

科幻作品《星球大战》吸粉无数，欧洲核子研究中心（CERN）在2015年愚人节时，就曾开玩笑说他们发现了星球大战中的“原力”。这个科幻作品中另一个吸引人的地方是光剑（Lightsaber），这种武器非常轻，却能瞬间切开一切碰到的物体。更重要的是，它看上去很帅。

购物平台上能搜到一大堆“光剑”。但买回家后，就会发现它们都是“劣等货色”，不过是中间带有一条灯带的乳白色管子。虽然通电时亮闪闪的有模有样，但断电后，突出剑柄的那根管子实在有碍观瞻，让人感觉自己仿佛买了一个“奥特曼变身器”。

没有光的光剑

如果你已经厌倦了“仿品”，想要一把真正的光剑。那我们需要先明确一下，用什么才能制作一把光剑。

顾名思义的话，光剑（Lightsaber）是用光（light）做成的。并且因为光剑威力巨大，一般认为只有激光（laser）才能达成这样的威力。但是我们没有办法像电影中的光剑一样，让光传播一定距离后突然消失。就算忽略这一点，这把无限长的“激光武器”也能被强行称为“光剑”的话，我们也失去了光剑格斗中最精彩的一点——格挡。

只有光剑才能格挡光剑。可是很不幸，光子是玻色子，这一属性决定了，相同状态的光子是可以叠加的。也就是说，虽然我们可以通过激光带来的热量实现切割效果，但是两束相同的激光只能穿过彼此，不会碰撞。这样的光剑自然无法抵挡另一把光剑的攻击。

不过，光子也并非绝对不能碰撞，有一类光子可以——高能光子。光子是光子自己的反粒子，两个高能光子之间是可以碰撞的，碰撞后会产生一堆正负电子对。但是，这些高能光子能量太高，已经属于伽马射线的范畴了，远远超出可见光波段，无法被人眼看到。只要这把光剑能被我们看到，它就不可能是由光制成的。

既然老婆饼里没有老婆，光剑里没有光也情有可原。那我们就要考虑另一个热门选项——等离子体（plasma）。

学医还要学光剑

现实生活中，我们的确有用等离子体切割金属的技术——等离子弧切割：用高频电弧将气体分子打散，电离，形成等离子体，然后将它们喷到金属上，等离子体再结合时会释放大量热量。另外，等离子体是导电的，电流可以通过等离子体和材料形成回路，从而继续加热。在某些极端的情况下，这种技术甚至能实现20 000℃的高温。

不过，这毕竟是一种工业焊接、切割技术，在使用这种技术时，我们需要拥有专业的技能，充足的供电，以及最重要的，能保护我们安全、却总是打断我们“胡思乱想”的安全条例。更何况等离子切割机这样的工业设备也不方便随身携带。

2019年，电子科技大学傅文杰教授团队曾提出过一种安全的光剑。他们可以用微波控制等离子体，实现了大气压力下的低温等离子体喷流（a low-temperature microwave-driven atmospheric pressure plasma jet）。相关论文发表在《应用物理学快报》（Applied Physics Letters）上。

同样是等离子体束，等离子体切割机温度高到可以用来切割金属，而傅文杰教授团队却能将它的温度降到可以触摸的程度。当然，这一束等离子体也可以被加热到较高的温度。虽然这把光剑很短，却能成为医生手上的“光剑”，杀死微生物、凝固血液、切割病灶。现实中，没有绝地武士能救你的命，但是手里拿着“光剑”的医生可以。

“永远还要50年”的等离子体

不过，这种“低能”的光剑自然不能满足看热闹不嫌事大的粉丝。视频博主Hacksmith Industries也尝试过制造真正的光剑。他们找来了一罐液化石油气，将它气化喷出，并让石油气和空气燃烧产生等离子体。在这个过程中，他们还用特定的喷嘴，尽量将离子体维持在一个稳定的形状……

反应快的读者可能已经反应过来了，是的，他们制造的其实是一个火焰喷射器，或者说，火焰非常稳定的火焰喷射器。他们还能通过焰色反应来控制火焰的颜色。虽然视觉效果很棒，并且的确可以凭热量切割很多物体，但这种光剑并不能实现格挡。

其实，上文提到的几种等离子“光剑”，都不能实现《星球大战》中的格挡。如果想实现格挡，我们需要的或许是电磁场控制的等离子体：用特制的电磁场将等离子体限制在光剑中，在两把光剑相互碰撞时，两个电磁场或许可以产生斥力——就像磁悬浮列车一样。

但这种技术的不成熟，正是我们难以实现可控核聚变的原因。可控核聚变的实现仍是遥遥无期，20年前有人预言50年后就能实现可控核聚变，到了今天，预言的时间却似乎还是50年。有这样的技术鸿沟横亘在前，我们似乎这辈子都做不出来真正的光剑了。

牛顿的烈焰激光剑

不过，就算我们造不出来真正的光剑，但这并不妨碍科学家造出一把“牛顿的烈焰激光剑（Newton’s Flaming Laser Sword）”。这是澳大利亚数学家迈克·奥尔德（Mike Alder）2004年在《现代哲学》杂志上提出的一种概念，文章题目就是《牛顿的烈焰激光剑》（Newton’s Flaming Laser Sword）。

奥尔德曾经在西澳大学担任助理教授，他曾研究人工神经网络，或者用比较时髦的说法——一种人工智能。他因为热爱写作而受到学生的欢迎，不过名气总归是有两面性的。一天，他被一位哲学系的学生“堵了门”。那位学生争辩说奥尔德根本不可能实现人工智能，因为在他看来，计算机科学家不过是提前设定了一段特殊的计算机程序，而计算机程序本身是无法思考的，程序甚至连犯错都不会，所以根本不可能实现人工智能。

这让奥尔德觉得好气又好笑，他解释说自己研究的“人工智能”不过是能把一个看上去像5的数字识别成5，看上去像3的数字识别成3而已。而识别率不总是那么完美，有时也会出现认错的情况。

那个学生却一直争辩，说只要是由人编写的程序，本身就是不可能思考的，就算犯错，也是写程序的人故意让程序犯错。总之，这位学生“告诫”奥尔德，不要再在人工智能上白下功夫。

这种态度让奥尔德很不爽。他从来都不想去辩驳“人工智能”是否具有智能这样无法证明的问题，他只想让自己的神经网络不要把5认成3。于是他写了这篇《牛顿的烈焰激光剑》，介绍了牛顿在研究物理（或者说自然哲学）时的准则——只去验证可以验证的东西，对于那些不可以验证的事情，不管不问。

受到牛顿的启发，他在文章中总结出了自己的科学哲学准则——

从一个方面来讲，除非能从精确的逻辑证明存在可以观察到的结果，否则我们就不该对一个命题提出异议；从另一个方面来讲，如果我们要证明一个命题成立，则必须列出它成立后具有可以观察到的结果。