据美国趣味科学网站1月30日报道，科幻小说和电影充斥着奇思妙想，很多时候是作为充满令人激动的情节的冒险经历的出发点，而不是预测未来科学或技术趋势的认真尝试。根据我们所理解的物理学定律，一些最常见的想象，比如在几秒钟内将宇宙飞船的速度提升至惊人水平却不压扁乘员，是完全不可能实现的。然而，也正是这些定律似乎并不否定其他看似牵强的科幻概念，包括虫洞和平行宇宙。以下概述了一些（至少在理论上）真的有可能实现的科幻概念。
人造重力
1952年，当时担任美国红石兵工厂陆军军械导弹研发团队技术总监的韦恩赫尔·冯·布劳恩博士，在美国《柯里尔》双周刊上发表了一系列文章。他在文章中描述了一个位于高1075英里（约合1730千米）的轨道上的大型轮状空间站。这个由柔性尼龙制成的空间站将由一枚完全可重复使用的三级运载火箭送入太空。一旦进入太空，空间站可折叠的尼龙主体就会像汽车轮胎一样充气。这个直径为250英尺（约合76米）的轮状空间站通过旋转来提供人造重力。这在当时是一个重要的考量，因为那时科学家对长期零重力对人类的影响知之甚少。冯·布劳恩的轮状空间站被安排执行多项重要任务：太空探索任务的中途站、气象观测站和导航辅助设施。
科幻作家经常引入人造重力作为一个情节点，为的是节省预算，并让演员在正常的摄影棚里拍摄。否则，他们将不得不吊钢丝或使用复杂的视觉效果来模拟失重状态。
不过，随意制造重力比你想象的要容易。第一个诀窍是用旋转取代加速。如果你曾在某个狂欢节中玩过快速旋转的娱乐设施，你已经知道离心力能有多强了。因此，如果未来的地球人建起一个旋转的太空栖息地，那么人们就会觉得像在家里一样了。好吧，几乎一样，因为他们必须应对旋转带来的眩晕和科里奥利效应引起的违反直觉的运动。
制造重力的另一个诀窍是保持运动。爱因斯坦意识到，不管是来自一个巨大的引力物体还是火箭的推力，加速度都是一样的，你都可以让它为你所用。如果你启动火箭发动机并保持9.8米/平方秒的恒定加速度，除非你向窗外看，否则你不会意识到自己在宇宙飞船中。当然，要保持那样的加速度需要大量燃料，但那就是另一个问题了。
曲速引擎
大多数太空冒险故事的一个重要前提是，能够以比今天快得多的速度从A点移动到B点。撇开虫洞不谈，用传统的宇宙飞船实现这一目标面临多重障碍：需要大量的燃料，加速过程会产生挤压效应，以及在宇宙中速度存在一个严苛的上限，也就是光传播的速度——这一速度在宇宙背景下并不是很快。
比邻星是距地球第二近的恒星，它距太阳4.2光年。而地球距银河系中心有2.7万光年之遥。
幸好宇宙速度上限存在一个漏洞：它只规定了我们穿越太空的最大速度。正如爱因斯坦所解释的那样，太空本身可以被扭曲，所以或许能通过操纵飞船周围的空间来打破这一速度上限。飞船仍然以低于光速的速度穿过周围的空间，但空间本身的移动速度会比光速快。
这就是《星际迷航》的编剧们在20世纪60年代提出“曲速引擎”概念时所想的。但对他们来说，这只是一个听起来合理的说法，并非真正的物理学。据美国太空网站报道，直到1994年，理论家米格尔·阿尔库维雷才找到爱因斯坦方程式的一个解，通过缩小飞船前方的空间和扩展后部空间产生了真正的“曲速引擎”效应。阿尔库维雷的解决方案很牵强，但科学家们正在尝试改进它，希望它有朝一日也许能变得切实可行。
聚变核能
即便是最疯狂的科幻飞船也需要某种能量来源。科幻作家似乎有三个标准选择：某种人造物质，比如二锂晶体；反物质；或老式核聚变。最后一个或许最有可能成为一种长期、可持续的能量来源，适用于从宇宙飞船到外太空定居点等各种事物。
人类已经在地球海底的轻便船只上利用核能。但那些动力装置以裂变为基础，它们的能量来自分裂的原子。聚变——两个小原子结合在一起，形成一个更大的新原子——则完全不同。聚变需要复杂得多的技术，以便控制和利用所产生的能量——我们已经搞清如何引发不受控制的聚变反应，氢弹就是这么来的。
2022年，美国能源部国家点燃实验设施的科学家们取得了巨大的进展：他们首次让聚变反应产生的能量超过消耗的能量。不过，这一非凡成就只是第一步。全球各地的科学家和工程师都在努力破解聚变难题，它可能会成为我们未来的主要支柱。
投石作战
很久很久以前，我们的祖先取得了当时最新的技术突破，他们削尖石块，并用这些石块拼命打敌人的脑袋。在那之后，我们使用的武装战斗手段不断升级，包括长矛、剑、箭、子弹甚至炸弹。
未来也不会有什么不同。在太阳系里，到处都是以每小时数万英里的速度呼啸而过的岩石。在这样的速度下，岩石会积聚大量动能。即使是直径不到1毫米的微流星体，也能撞进我们防护最严密的航天器。
正如美国国家航空航天局的双小行星重定向测试任务成功表明的那样，改变一颗巨大小行星的运行轨迹并不需要太多资源。互相扔“石块”——撞击力大到足以终结整个文明——无疑将是未来战争的标志。
时光旅行
时光机器的概念是精彩的科幻剧情中的装置之一，它让人物可以回到过去，改变历史进程——无论结果好坏。但这不可避免地会引发逻辑矛盾。例如，在影片《回到未来》中，如果来自未来的马蒂没有使用时光机器来拜访博士，那博士还会造出这台时光机器吗？正是因为存在诸如此类的矛盾之处，许多人认为，在现实世界中，时光旅行肯定是不可能实现的——然而，根据物理学定律，这真的可能发生。
就像被扭曲的空间一样，告诉我们有可能回到过去的物理学原理同样来自爱因斯坦的广义相对论。该理论把空间和时间视为同一“时空”连续体的组成部分，两者密不可分。就像我们谈论利用“曲速引擎”让空间扭曲一样，时间也可以被扭曲。有时它会变得非常扭曲，以至于自身向后折叠，科学家称之为“封闭类时曲线”——不过，称之为时光机器同样也很准确。
物理学家弗兰克·蒂普勒1974年发表了时光机器的概念性设计。这款时光机器被称为“蒂普勒圆柱”，它必须很大——至少长60英里，密度也得极高，总质量堪比太阳。为了发挥时光机器的作用，该圆柱旋转的速度必须快到足以扭曲时空、直至时间自身向后折叠的地步。这听起来可能不像在《回到未来》中用作时光机器的德洛雷安汽车上安装一个通量电容器那么简单，但它确实有一个优势，那就是确实可行——至少理论上可行。
瞬间移动
瞬间移动在科幻作品中的典型例子是《星际迷航》中的传送器，它被简单地描述为把人员从一个地点运送到另一个地点的便捷方式。不过，瞬间移动完全不同于任何其他交通方式：旅行者不是从起点穿越空间到达目的地，而是在目的地创造一个完全相同的复制品，同时把原件销毁。美国国际商业机器公司（IBM）说，从这些角度看——在亚原子粒子而非人类层面上——瞬间移动的确是可能的。
在现实世界中，这个过程被称为量子隐形传态。该过程将一个粒子（比如光子）的精确量子态复制到数百英里外的另一个粒子上。量子隐形传态会销毁第一个光子的量子态，因此这个光子的确看起来像是被神奇地从一地传送到了另一地。这个戏法基于爱因斯坦所说的“幽灵般的远距作用”，但更正式的名称是量子纠缠。
如果让准备“瞬间移动”的光子与一对纠缠光子中的一个相互作用，测量由此产生的状态并将结果发送到接收端——那对纠缠光子中的另一个，那么接收端的光子就可以切换成与要移动的光子相同的状态。
这是一个即使对单个光子而言都很复杂的过程，也无法放大到形成人们在《星际迷航》中看到的那种瞬时运输系统。即便如此，量子隐形传态在现实世界中的确有重要的用途，比如防黑客通信和超高速量子计算。
平行宇宙
宇宙是我们的望远镜向我们揭示的一切——从大爆炸向外扩张的全部星系。但仅此而已吗？理论上可能不是：可能存在一个完整的多重宇宙。平行宇宙的概念是另一个人们熟悉的科幻主题，但银幕上刻画的平行宇宙通常只在微小的细节上与我们的宇宙不同。但实际情况可能比这要怪异得多，平行宇宙的基本物理学参数——比如引力或核力的强弱——与我们的宇宙不同。艾萨克·阿西莫夫的小说《诸神自身》对此类真正不同的宇宙以及生活在其中的生物做了经典描绘。
平行宇宙的现代理解的关键是“永恒膨胀”概念。它描绘了处于一种永恒的、令人难以置信的快速膨胀状态的无限空间结构。时不时地，这个空间中局部的一个点——一场独立的大爆炸——会脱离普遍的膨胀状态，并开始以更稳定的速度增长，使恒星和星系等重要天体得以在其内部形成。根据这一理论，我们的宇宙就是这样一个区域，但可能还有无数其他区域。
就像在阿西莫夫的故事中一样，这些平行宇宙的物理参数可能与我们的宇宙截然不同。据趣味科学网站此前报道，科学家一度认为，只有参数与我们的宇宙几乎相同的宇宙才能够支持生命，但最近的研究结果表明，限制可能没有那么多。因此，阿西莫夫小说中的外星人还是有希望存在的——尽管也许不必像小说中发生的那样与他们接触。
尽管如此，我们或许可以通过其他方式发现其他宇宙的痕迹。英国利物浦约翰·穆尔斯大学天体物理学教授伊万·鲍德里在澳大利亚“对话”网站上撰文说，甚至有人提出，宇宙微波背景中的神秘“冷斑”是与平行宇宙碰撞后留下的“伤疤”。
个体医疗
你会在自己最喜欢的科幻剧里看到这样的场景。主角受伤了，甚至很严重。他们去了医疗舱——总是有医疗舱，医生在他们身上挥舞“魔杖”，或者在他们的手臂上插入某个非常简单的东西，然后开始疗伤。
在我们自己的现实生活中，自100多年前将科学方法引入医疗领域以来，该领域取得了巨大进步。让我们的祖先感到恐惧的疾病，比如天花，如今几乎不会引起我们的注意。从疫苗和抗生素等彻头彻尾的奇迹，到常规外科手术，各种医疗手段让我们的日子好过多了。医疗保健也变得越来越先进。最近，CRISPR等基因编辑技术已经起飞，为每位患者提供量身定制的药物和疗法。完全有理由设想这样一个未来：你的医生对你的了解达到了分子水平，并能开出正确的药方来解决你身上的任何不适。
诚然，我们无法说出我们在医学领域开展的持续研究将把我们带到哪里，但设想在疾病管理、治疗和整体健康方面取得进步并不疯狂。
宜居火星
火星的重力小于地球，所以即使是像走路这样简单的事都很困难——甚至不可能生孩子。火星得到的阳光比我们的地球家园少，所以即使是最“温暖”的日子也是难以忍受的。唯一的水被锁在土壤下或两极的冰中。更不用说那里没有可呼吸的大气，或者根本没有大气。
但是，几乎所有设定在足够遥远未来的科幻故事中，都有人类在火星生活的情节。做到这一点的关键是地球化改造，即把火星寒冷、空洞的大气变得更像地球大气的过程。虽然不是不可能，但也绝非易事，因为火星上的挥发性物质（比如水、氮和二氧化碳）不足以形成厚厚的大气。因此，我们必须从其他地方弄来大气，比如把彗星拖进来，并让它们撞向火星。这种超大型工程并非不可能，但难度真的非常非常高，需要几代人不懈努力才能建成地球2.0。
穿越虫洞
虫洞的概念——一条穿越太空的捷径，通过它可从宇宙中的一地近乎瞬间移动到相距遥远的另一地——听起来像是为推动虚构故事的发展而创造的。不过，这个概念更为正式的名称是“爱因斯坦-罗森桥”。早在科幻小说家掌握这个概念之前，它就已经作为一个严肃的理论概念存在了。它来自爱因斯坦的广义相对论。该理论认为，引力是大质量物体造成的时空扭曲。爱因斯坦与物理学家内森·罗森合作，于1935年提出一个理论，即引力极强的点，例如黑洞，可以直接相互连接。于是，虫洞的概念诞生了。
黑洞周围的力量会摧毁任何接近黑洞的人，因此人们一直没有认真考虑过实际穿越虫洞，直到上世纪80年代天体物理学家卡尔·萨根决定写一部科幻小说。
据英国广播公司报道，萨根鼓励同为物理学家的基普·索恩拿出一种在星际空间中瞬间移动至远处的可行办法。索恩真的设计出了一种可让人类毫发无损地穿越虫洞、实现星际旅行的办法——理论上可行，但在实践中可能性极低。萨根在其小说《接触未来》中使用了这一成果，小说随后被改编成一部由朱迪·福斯特主演的电影。
虽然虫洞极不可能成为电影中描绘的简单、便捷的交通方式，但科学家们已经想出了比索恩最初的建议更可行的虫洞构建方法。此外，如果虫洞已经存在于宇宙中，也可能使用新一代引力波探测器对它们进行定位。
来源：参考消息网
