据国外媒体报道,在2000年,美国《大众机械网站》列举了可能在22世纪初才能揭晓的8项最具深度的科学之谜,十年过去了,这些科学之谜获得了哪些重大突破?日前,该网站再次深度剖析这些科学之谜的最新进展。

能否实现时空旅行?

在许多科幻电影中均表现出了未来科学探索的展望,比如:神秘的外星生命、无法想像的时空旅行等。
目前,光速的极限瓶颈仍是科学界研究的一个重要主题,时空旅行看似更加遥不可及。
相对论表明,一个人如果高速运动着,时间对他来说就会变慢;
如果他的运动速度趋近于光速,时间对他来说就会趋近于停滞——以光速运行就可以永生。
那么再进一步,如果运动的速度超过光速(尽管相对论假定这是不可能的),会发生什么情况?推理表明,时间就会倒转,人就能够回到过去——这就有点像时间机器。
当然这只是从理论上来说是如此,因为事实上,人类至今所能做到的最快的旅行,其速度也是远远小于光速的。

在天体物理学中,"虫洞" 的意思,按照史蒂芬-霍金在《时间简史》中的通俗解释是这样的:"虫洞就是一个时空细管,它能把几乎平坦的相隔遥远的区域连接起来。
……因此,虫洞正和其他可能的超光速旅行方式一样,允许人们往过去旅行。
"说得更直白一点,就是从理论上说,虫洞可以让人从一个世界(时空)到达另一个世界。
这种想法,当然是科幻电影最欢迎的思想资源之一。
电影《回到未来》、《2009迷失记忆》、《时间线》等等的故事结构,就是在此基础上建立起来的。

通过虫洞前往过去或未来世界,毕竟是一个相当抽象的概念。
《时间简史》之类的书中所画的虫洞图像,通常是两片平行宇宙,代表两个不同的时空,也即两个不同的世界,中间有圆锥状的通道,那个通道就是虫洞,也就是所谓的"爱因斯坦-罗森桥"。
目前,科学家认为,有可能存在着可以通过的爱因斯坦-罗森桥,这时它就变成一个"虫洞"——通往另一宇宙的通道。
"虫洞"可以进行时间旅行,还能够通往不同的空间。
一、名字与起源名称含义:俄语缩写,全称 “环形真空室磁线圈装置”(环形 toroidal、真空室 kamera、磁 magnit、线圈 kotushka)。
诞生:1950 年代由苏联库尔恰托夫研究所发明,1954 年建成首个装置 T-1,1968 年 T-3 装置突破关键温度,奠定主流地位。
二、核心原理:磁场 “牢笼” 困住上亿度等离子体核聚变需要1 亿℃+高温,没有任何材料能直接接触,托卡马克用磁约束解决:环形真空室:形似 “轮胎”,内部抽成真空,注入氘氚燃料(氢同位素)。
三重磁场约束环向磁场:外部环形线圈通电,产生绕真空室的 “跑道型” 磁场,防止粒子径向逃逸。
极向磁场:中心螺线管线圈(变压器初级)感应出等离子体电流(变压器次级),电流产生垂直方向磁场,约束粒子纵向运动。
螺旋磁场:两种磁场叠加,形成螺旋形磁力线,让等离子体粒子沿磁力线螺旋运动,牢牢锁在中心,不碰内壁。
加热到聚变温度欧姆加热:等离子体电流自身电阻产热(类似电炉丝)。
辅助加热:微波、中性束注入(高速氢原子束),把等离子体从千万度加热到 1 亿℃以上,满足氘氚聚变条件。
聚变反应与能量输出氘 + 氚氦 + 高能中子 +17.6MeV 能量。
带点粒子(氦核)被磁场约束,维持高温;
不带电中子穿透磁场,撞击内壁 “包层”(锂材料),动能转化为热能,加热水成蒸汽,驱动发电机发电。
副产品:氦气(无放射性),锂受中子轰击还能再生氚,形成燃料闭环。
三、关键结构真空室:环形,耐高温、防杂质污染。
磁体系统:环向线圈、中心螺线管、极向线圈,多为超导材料(如铌钛合金),降低能耗。
包层:内壁核心部件,承担能量捕获 + 氚增殖双重任务。
偏滤器:排出杂质和废热,保护真空室。
四、代表装置EAST(东方超环,中国):世界首个全超导托卡马克,2021 年实现1.2 亿℃维持 403 秒,稳态运行全球领先。
EAST东方超环托卡马克装置ITER(国际热核聚变实验堆,法国):全球 7 方(中、欧、美、俄、日、韩、印)共建,人类最大托卡马克,目标 2035 年首次氘氚聚变,实现输出能量 > 输入能量(Q>10)。
ITER国际热核聚变实验堆JET(欧盟):历史最久的大型托卡马克,1997 年创下Q=0.67(输出 / 输入)纪录。
五、核心挑战稳态约束难:上亿度等离子体易失控、逃逸,需长期稳定约束(目标数千秒)。
能量增益低:目前实验Q 输出),需突破Q>10才能商业化。
材料寿命短:中子轰击、高温等离子体冲击,内壁材料易损伤。
氚自持难:氚天然稀缺,需高效增殖技术实现燃料自给。
六、优势与前景优势:燃料(氘)取自海水,储量几乎无限;
无碳排放,放射性废料极少(远低于裂变),安全性高。
前景:若 2035 年 ITER 达成目标,2050 年前后有望建成首座商业聚变电站,彻底解决人类能源危机。
有些随着考古发现逐渐清晰,有些却越挖越扑朔迷离。
今天要说的这三个,堪称中国历史上最有分量的悬案——一个神秘到像外星文明,一个遗憾到让所有中国人意难平,最后一个,至今没人说得清楚。
一、三星堆:突然出现又突然消失的“天外来客”如果说中国考古有哪个发现最让人头皮发麻,三星堆绝对排第一。
青铜神树、纵目面具、黄金权杖、青铜大立人……这些器物造型之诡异、工艺之精湛,完全不像我们熟悉的中原文明。
没有文字记载,没有历史传承,甚至连它属于哪个族群、信仰什么神灵,至今没有定论。
它和夏商文明没关系,和传统认知中的古蜀文化也不完全一样。
有人说是外星文明,有人猜是西亚文化东传,还有人认为是史前失落的古老王国。
更诡异的是,这个高度发达的文明,存在了约1500年后,突然就消失了。
没有战争痕迹,没有瘟疫证据,就这么人间蒸发。
三星堆,至今是中国上古史最大的“黑箱”。
二、传国玉玺:华夏正统的千年遗憾这是真正让所有中国人意难平的一件国宝。
秦始皇用和氏璧打造,丞相李斯篆刻“受命于天,既寿永昌”八个字,从此成为历代皇帝“合法登基”的唯一凭证。
谁得到它,谁就是天命所归的正统;
没有它,哪怕当了皇帝,心里也发虚。
这块玉玺传了一千多年,历经秦汉、魏晋、隋唐,无数人为它流血厮杀。
直到公元936年,后唐末帝李从珂举族自焚于洛阳,传国玉玺跟着大火一起消失。
从那以后,历朝历代都在找,找到的几乎全是赝品。
明朝、清朝都有人声称找到了真正的传国玉玺,但最终都被证明是伪造。
这件象征着“华夏正统”的国宝,就这样彻底消失在历史长河中,成为千年以来最大的遗憾。
三、是谁修建了秦始皇陵?你可能会说:这有什么说不清楚的?史书上不是写着是秦始皇自己下令修建的吗?问题没那么简单。
秦始皇陵的规模远超古代工程能力的极限——陵冢高五十多丈,地宫以铜铸椁,水银为江河大海,还有各种机关暗器。
现代遥感探测发现,陵墓范围内汞含量异常,证实了史书的记载。
但关键是:秦朝当时人口不过两千万,同时还在修长城、修驰道、征南越、抗匈奴。
以当时的动员能力和技术水平,根本不可能在短短三十多年内完成如此庞大的工程。
更令人费解的是,陵墓中那些超越时代的工艺——青铜剑的表面铬盐氧化处理技术(德国1937年才发明,美国1950年才专利)、兵马俑千人千面的写实技法、至今无法复制的精密铸造工艺——这些东西从哪来的?史书只说“发刑徒七十余万人修陵”,但七十万人怎么组织管理?那些技术从哪里学来?为什么会突然出现、又突然失传?没人说得清楚。
这三个谜团,一个比一个离奇。
三星堆让我们追问:中华文明究竟有多元?传国玉玺让我们遗憾:正统的象征到底在哪?秦始皇陵让我们沉默:有些历史,可能永远挖不出真相。