未回传出不了 知乎日报
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这个系列就从分(tu)析(cao)《哆啦 A 梦》中的道具开始,一是因为原作是漫画形式,可以获取比较多的细节,另外一个就是槽点实在是太多了哈哈哈……
《哆啦 A 梦》中有很多种空间改造类道具,本期先说任意门。这个门可以连接十光年内任意两个地点,没有延迟,能够语音识别或意念识别,需要消耗能量(下期讲),可以通过比门还大的物体(以后讲),还附带航时功能(以后再讲)。不过,私以为这个门最牛逼之处在于,丫居然还能当柴烧:
图 1)我们不光能把这个门做出来,而且还纯木打造! [1] [2]
1.1 虫洞看起来是什么样的
空间是各向同性的,因此,一个符合基本法的虫洞如果出现在三次元世界,应该呈现为球形:
图 2)如果一个虫洞出现在三次元会是什么样子( of Tü,仅做光线追迹,未考虑光波长的变化) [3]
球形的好处是你从各个方向都能进进♂出出,如果做成门(二维平面)的话,就会形成两个面,就会带来麻烦。
1.2 任意门和虫洞的区别
任意门所形成的这个时空很犀利,为了解决它有两个面的问题,原作设定它只能从一个面进,从另一个面看则是普通的门框框:[注 1]
图 3)以下我们把这四侧分别记作 ABCD,AD 之间双向通行,B 只能到 A,C 只能到 D [4]
这样的话就不再是简单的虫洞了,这是一个空间的连通性还跟运动方向有关的时空解……
为了能直观地看到高维空间的样子,我们想象空间只有二维,所有人都是只能沿纸面爬行的草履虫,AB 和 CD 本来相隔很远,当两地之间形成一个虫洞之后,草履虫便能沿着虫洞爬到另一个世界。
图 4)一个虫洞
好吧,我们假设未来科技很发达,能把球形的虫洞入口加工成扑克牌一样扁平的长方体(在二维世界上表现为细长的长方形):
图 5)加工成长方形的锐变(sharp )虫洞 [5] (为了让大家能看的清,画得比较宽,实际上它应该薄得跟一条线一样)
那么,这样一个时空解的效果是,从扑克牌的两面都可以进入另一边的世界,不会出现单向通行的情况。
单向通行的任意门要求,B 到 A 是连续的,但 A 到 B 不是连续的,因为 A 要连到 D(我数学读的少,我想不出这种时空应该用什么数学工具来描述……)
图 6)原版任意门的时空(画出两个面之间的连接带是为了让大家能看得清,实际上由于任意门无延迟,连接带应该短到长度为零)
1.3 危险的任意门
就让我们姑且假设未来科技有限公司已经造出了这样逆天的时空,接下来我们来围观一下会发生什么样的事情:
(大雄打开了任意门)
A 侧同时接收到来自 B 侧和 D 侧的光子,因此看到的是两个世界明亮的重叠影像。而 B 侧看到的是真正的纯黑,因为从 A 侧出发的光全都被传送到了 D 侧。[注 2]
(藤子:真麻烦,还要画两个场景……)
空气中的分子处于永不停息的热运动中,D 侧和 B 侧的分子都会进入 A 侧,A 表面附近的气压跳到两倍标准大气压。B 表面附近的气体分子都有去无回,就像向真空泄漏一样,气压接近为零。一股强风开始从 A/D 面吹出,沿任意门外侧流入 B/C 面。 [注 3]
(在大雄拧开任意门的一瞬间,门板砰地被 1atm 的气压差冲开,把大雄撞飞了出去)
任意门附近的风场最终会达到这样一个稳态:AB 之间建立一个循环,CD 之间建立一个循环,AD 之间相互补充和损失的分子数平衡,两边都不会引起气压差。最终的风速约为分子热运动的平均速度(四百多米每秒 [6],超过音速)。
(任意门附近的空间已俨然变成了超音速风洞实验室) [注 4]
(大雄:怎么办,剧本上说我接下来要去静香家呢 ← 你确定静香现在还活着吗)
(藤子:哆啦 A 梦,借他架超音速飞机,剧本必须继续……)
空气分子不断地从 A/D 分界面附近凭空冒出来,如果大雄强行顶着风从 A 往 D 穿行,空气会直接出现在他的体内,而且界面两边的风向是反的,那画面太美我好想看……
(大雄驾驶着超音速飞机艰难地飞向任意门,他每飞进去一段,那一段就像放烟花一样炸开,没有任何物体能够完整地到达任意门的 D 侧……)
只有当 B/C 侧被封住或者为真空时,使用任意门才是安全的。
1.4 不要逆向穿行任意门
(大雄和哆啦 A 梦在任意门两边各建一个高洁净度的真空室,他终于能穿着宇航服活着进出任意门了)
不过这样仍然存在安全隐患,因为万一走错了方向(从 B 向 A 逆行),下场也会很惨。我们以一粒真空中的球形盐为例,食盐是离子晶体,由离子键构成立方晶格:
图 7)以下将这粒倒霉的盐的两面分别记作 E 和 F
假设任意门界面出现在这粒盐的位置(绿色虚线),此时 E 面能感受到 F 面的电场,但 F 面感受不到来自 E 面的任何相互作用(因为被传送到 D 侧了),因此 F 面就倒了,然后 E 面亦不再受 F 面的电场吸引,于是这粒盐就被沿界面给切断了……
(大雄:黑色的这面好像很神秘的样子,进去看看……)
随着逆向穿过任意门的速度由低到高,出来的大雄的形态会经历如下连续过渡:肉汤→稀肉酱→人形肉酱→内出血的大雄→短命的大雄 (为什么一个大雄能死这么多次?用遥控倒带机啊)
图 8)大雄:别倒带了,我选择狗带……
总结
一个符合基本法的虫洞应该为球形。如果追求美观的话,可以加工成长方体,这样的结果是两面都可以通行。非要单向通行的话,请务必把 BC 侧封死——如果你希望走进任意门的人能活着出来的话。
参考资料
大长篇第 03 卷·大雄在魔境.P76大长篇第 12 卷·大雄的梦幻王国. - 哆啦 A 梦第 12 卷·迁入幽灵城 's -
注
另一个可能的解释是,任意门只在人走近时激活,图 3(a)显示的是任意门未激活的状态,但这又跟爸爸能老远听到另一边房间的电话铃声矛盾。因此无论是用未激活、方形虫洞、还是单向通行来解释,原作都是存在 bug 的(但本作的目的并不是要挑原作的 bug,所以这部分讨论放在注释里)能量守恒的问题准备下期讲(任意门传送物体需要消耗能量)如果这门真是用木头做的,现在应该烧成渣渣了,此处我们假设任意门没事。萌狸君除了写科普外还在练习写科幻……
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