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科學, 科技, 科幻, 三科詞典 (歡迎自由追加)

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發表於 6-4-2009 00:52:19 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
想到就會更新.

Warp/Warp drive/宇宙空間扭曲航法/曲速引擎/Alcibierre Drive/阿庫別瑞引擎
Warp一詞本身取其在英文中"扭曲"的意思(Warp讀音是War變p音尾, 比較像Wop而不是Wa)
利用扭曲空間以得到更快航行速度,
一般科幻故事中為一種超光速航法.
較常聽到的理論為空間摺疊法, 即是把出發點和目標點之間的三維空間,
以四維空間的層面使其摺疊成為相同點,
令到航行距離大減.
在各個故事中有不同的表達方式,
另外, 也有認為摺疊的空間較少所需的能量較小, 因此航行時會作出多次摺疊空間而不是單次摺疊的故事也有不少.
不過Warp drive一詞在美國中較多人聽到會想Star trek中的Warp Drive,
對照的現實物理學的數學模型有Alcibierre Drive(阿庫別瑞引擎), 於1994年由墨西哥物理學家推算出來,(依照Star trek中的說法)
這種Warp Drive並不是把出發點和目標點摺疊,
而是壓縮前方三維空間, 並使後方的三維空間擴張,
做成船體前後的空間距離不同.
太空船自體還是能以正常速度, 甚至慣性航行, 因此用Warp drive來加速至光速之上時,
甚至可以完全感受不到加速度.
因為在移動的是旁邊的空間而不是太空船本身.
在計算上, 要達到空間扭曲是需要非常大的能量,
在1999年之前, 甚至有計算出單是需要讓一架小太空船經過銀河系的能量,
就等同全宇宙的好幾次方之上的質量轉換成能量才行.(需要10^67克質量轉換成能量)
不過因為此學說還未成熟, 亦有其他人提出其實只要幾克甚至幾微克的能量就可以做到.
另一些現實理論有不同的空間扭曲方式,
甚至有玩到11維空間. (2008年的新聞)
另外, 霍金教授在Star trek TNG中客串演出時, 經過Warp core的模型時, 講了句"I'm working on that"(我正在研究這個)
這句還真的讓人出了整本書講Star trek中的科學.
Warp factor
Star trek中的一個顯示太空船的Warp drive能開多快的數值.


Nuclear power/Nuclear Reaction/核能/核反應
核能分為核分裂/核裂變, 核融合/核聚變, 衰變三種(Nuclear fission, Nuclear fusion和Radioactive decay)
前兩者為核反應, 後著為輻射性衰變.
核分裂指的是一個大的原子(原子序列較大數字的原子)分裂成為兩個或以上的小原子(原子序列較小數字的原子)或質子, 中子等.
核融合指的是兩個或以上的原子結合成為一個或以上原子.(產成物其中之一的相對質量會較之前為大, 但不一定在原子序列中較大數值, 例如由He3變He4)
輻射性衰變則是原子自己從不穩定的同位素變更為穩定的同位素的同時放射出輻射.
在科學理論上, 三者所放出的能量都是核能.
三者都已經被成功使用來製作武器,
核分裂的最好例子是二戰時使用的原子彈, 不過二戰後, 冷戰時期也有很多不同種類的核分裂彈被開發和生產.
核融合的例子為氫彈,
而衰變的能量需然和上面兩種比較是少很多, 但是因為輻射的傷害可以很大,
而且生產遠較上兩者簡單, 因此也有開發出髒彈(Dirty bomb), 也是現在世界最怕有恐怖份子成功製作並使用的核彈種類.
因為輻射塵難以清理,
髒彈爆炸的一個頗大直徑的範圍內將會有約十年不能自由進入.
還會依當時的風向而讓受害範圍加大及轉移,
不論是在經濟和製造恐慌的能力上的效率都遠較核裂彈和核融彈來得可怕.
核能發電
在生產可用能量的狀況下,
則核分裂爐和衰變電池都已經在現實中被有效利用.
核分裂爐是一般現實中所稱的核電廠, 另外在核能航母及核潛艇中都是使用核分裂爐.
而衰變電池則多用於人造衛星的發電(例如航行者Voyagery上的電能供應就是來自衰變的能量)
一部份俄製潛艇相傳有使用核裂分應變予能量激發核融合反應的核電池存在.
現時核融合的技術並未成功做到有效發電, 要等ITER計劃於今年建成並開始測試, 2015年開始運作的爐具才能開始有發電量比維持發電的電量為高的核融爐.
上述的俄製核電池是沒有實際資料, 以及給予能量大於輸出能量, 但是能量不是來自電能而是核能的一種電池罷了.
核能火箭/核能推進器
現實理論有熱核推進器, 核脈衝火箭, 同位素火箭等,
熱核火箭是利用核反應時的高熱來加熱推進劑並噴射的推進器, 現實中有利用過核裂爐來測試, 但是因為太巨大而不能在地球建造並發射.
科幻故事中較常見的都是使用核融爐作中心的熱力.
同位素火箭, 其實是一種變種的熱核火箭, 利用同位素衰變的熱能來加熱推進劑噴射, 現實己有實驗品.
核脈衝火箭是一種脈衝火箭, 利用炸彈爆炸來得到推力, 核脈衝火箭不同的只不過是利用核彈爆炸而不是化學炸彈罷了.
現實中也有實驗, 但是在當年美蘇簽署太空無核條約後停止研究.
當時的研究計劃如果實行, NASA登月的那年人類就已經能到達木星了.

Antimatter/反物質
我們現在所處的世界由物質所組成, 物質由粒子構成, 而反物質則是由反粒子構成,
粒子物理學因為科技不斷進步, 基本粒子的定義經常改變就不多講了, 反正現在是費米子(Fermion)的夸克(Quark), 輕子(Lepton)及玻色子(Boson)為基本粒子.
經典物理學及化學中的粒子是由三個夸克所組成的質子(Proton)和中子(Neutron), 以及是一種輕子的電子(Electron)
由不同的夸克組成的帶有負電荷的反質子(Anti proton)和反中子(Anti neutron)以及帶有正電荷的陽電子/正電子(Positron)就是反粒子,
也就是一般科幻故事中稱為反物質的東西.
物質和反物質接觸時會產生對消滅,
由質量完全轉換為能量.(不過其中約50%能量會轉成中微子Neutrino, 基本上對人類無用)
有趣的是, 現時科學解釋不到宇宙的不對稱性, 就是為甚麼對稱的物質和反物質,
在現實中卻是壓倒性的由物質組成, 只有少數地方找得到反物質(例如宇宙射線經過大氣層時有機會產生反物質, Beta衰變也會出現, 黑洞吸入物質時也會產生)
現時有假說解釋是因為其中一種構成反物質的基本粒子較易衰變所做成,
或者是假定宇宙是有不同的區域存在著大量反物質構成的星系.
但是30年研究下來也沒有實際的成果,
因此現時並無很有力的假說.
Anitmatter weapon/反物質武器
因為物質和反物質的對消會做成很大的能量,
因此在科幻故事中, 常見到有以反物質做成武器的狀況.
例如Star trek中以百公斤級計算的反物質魚雷, 根本就是過火的能量數值...

[ 本帖最後由 Mythsearcher 於 6-4-2009 05:28 PM 編輯 ]
發表於 2-10-2009 15:19:37 | 顯示全部樓層
發表於 16-2-2011 16:21:42 | 顯示全部樓層
科學係數據的~
科技係實際的~
科幻係空談的...
 樓主| 發表於 6-3-2011 00:23:43 | 顯示全部樓層
Kardashev scale/卡爾達肖夫指數

指的是一個文明社會所使用的能量水平.
實際上這指數的數字和卡爾達肖夫原本在1964年時提出的數值已有更改,
我使用的為現存較有力的更改後說法.
現在人類實際上連第一類(Type I)都還未充份做到, 只是勉強在邊緣上.
高達世界中, UC, FC, AC, AW, CE和AD基本上都是Type I, CC劇中人類大致上是不夠Type I, 但是在CC0001之前的人類文明已經能應用像縮退爐和有星際間航行技術, 基本上已經最少為Type II.
Type I基本上是使用整個行星上的各種能量的水平,
大約為10^16~10^17W(瓦特, 即每秒10^16焦耳)的水平. (地球約有1.7 X 10^17 W)
Type II則是已經能夠直接應用整個恆星的能量水平,
即大致上就是4 X 10^26 W (我們的恆星, 太陽, 約有3.86 X 10^26 W)
Type III是能使用整個銀河系,
即大致上就是4 X 10^37 W (大致估算我們現存的銀河系能量的數字.)
後來有人有講Type IV文明,
不過現時沒有一個固定的說法,
有說為整個人類可見的宇宙的能源,(最少10^45 W) 也有說是較銀河系大的超星系團(最接近人類的為處女座超星系團, 約10^42 W)
另外亦有人說人類現在的狀況不到第一類,
所以其實是Type 0類的.
類似的文明指數還有Carl Sagan (卡爾 薩根)以獨立資料量(不計算重複值)來分類,
A等級為10^6 bit資料(少得可憐, 即125kB的資料, 所有有紀錄的人類文明都有這數字以上的資料)
B等級為10^7 bit, 每一等級多10倍, 即Z等級為10^31 bit.
以此來計算的話, 這個文明分類法在1973年提出時, 人類為0.7H級文明.
這個比起能量等級更易找到相應的比喻,
例如如果一個人的Hard Drive為 1TB的資料,
(約1000GB, 實際上是1024, 不過HD廠都用1000來騙人...)
假設全部都是獨立資料沒有重複的話,
則這個HD的資料量就約為10^11 Byte, 即約8 X 10^11 bit.
即為0.8F等級的文明水平.
發表於 1-1-2012 15:40:33 | 顯示全部樓層
很喜歡這種文章,令人增進知識之餘又有樂趣, 支持萬分!!!!!!
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