NASA确认无工质推进(EMDRIVE)技术了吗?
2016-01-27 22:03:16   来源:果壳网   评论:0 点击:

本文摘自果壳网,文章是国外专业人士对无工质推进器真实性的分析,以及他们对待这种技术的态度,他们认为NASA并没有确认技术,无工质推进技术实验是由NASA一小批雇员所进行的并不能代表NASA。


  物理学家约翰·贝兹用一个很另类,充满丰富色彩的词汇去评价最近关于一种突破性的无工质推进的太空引擎的大量报导。这个词开头是“bull(牛)–”,我不好说太细,这毕竟是一个适合全家欣赏的大众网站。贝兹自己软化了一下语气,现在他称之为“胡扯,”不过他的意见还是一样:物理法则始终如一,这种“不可能”的太空推进方式,地球人都知道,事实上就是不可能。
 

  故事要追溯到几年前,一位英国发明家罗杰·索耶和他的微波引擎,一种发动机原型,他声称可以通过在一个封闭的金属漏斗里发生微波来提供推力。由于没有质量或者能量从引擎里泄露出来,索耶的说法实际上是在说他发现了一种违反动量守恒原理的方法。用贝兹的话说,“这是一种似是而非的说法,就好像让一群船员在内部推动太空船进前进一样。”索耶辩解说他这是利用了广义相对论中的一个漏洞,贝兹认为他的解释纯属“牵强附会(注:或译作,忽悠)。”
 

  当然,在科学中,一切皆可置疑,但是没有人会听信一个独立发明家的断言而扔掉教科书,而且这个发明家正试图提高他的公司―英国卫星推进研究公司―的股价。动量守恒是最基础和最根本的物理定律,因此,除了在“怪诞科学”网站之外,微波引擎并未得到多少关注。去年,一个中国团队发表报道,声称成功的制造出了一个类似的装置,引起了一波短暂的规模略大的关注。
 

  然后,吉多·菲特(自我介绍为“市场营销执行官,在化学品、制药和食品添加剂行业超过20年工作经验”)建造了微波引擎的第三个版本,并重新命名为坎尼推进器。菲特带领一个志同道合的研究小组,在NASA的约翰逊太空中心的鹰工厂实验室进行试验。结论是有可能的,实验性的,有一点进展。这一切都基于不存在的推进物真的触动了扇叶。
 

  不少出版物看起来把谨慎作风丢到脑后了,“NASA确认了“不可能”的太空推进器”成了英国在线网站的头条新闻。该文作者,大卫·汉布林,宣称一种类似于微波引擎的推进器能够“推动宇航员去火星,只用几星期而不用几个月,”他甚至试图利用民族情绪,说什么“又一个伟大的英国发明,已由别国人成功实现”。很快,疯狂情绪逾演逾烈,大众机械师网站宣称,“太空引擎打破了物理定律”;科技博客Mashable上说,“微波引擎打破物理法则,带我们上火星”
 

  让它去火箭实验室
 

  在这个问题上,我们恐怕要费不少口舌解释,让我们从所谓“NASA确认”开始。NASA是一个巨型机构,雇员超过18000名。这个试验是由一个实验室中的5名NASA雇员进行的,他们致力探索非常规推进方案。这个团队的领导人叫做哈罗德·“桑尼”·怀特,他是超光速曲率推进方案的支持者,他的大多数同事都认为这在物理学上不可能。论文的第一作者是怀特的鹰工厂队友之一,大卫·A·布拉德利。把这个团队称为“NASA”-几乎所有的大众新闻上都是这么说的-实在是过于简单化了。
 

  不过,科学就是科学:一切用数据说话,不问动机,不抠字眼。怀特和他的团队,真的确认了菲特版本的微波引擎吗?他们论文的摘要可以在网上自由查阅,该论文曾在克利夫兰举行的一个推进技术讨论会上宣读。读罢摘要,发现问题多多。文中的方法描述,并未明确在真空环境下进行了多少次实验--这是测量微小推进力时的最基本要求。全部消耗的能量,看起来远远多于测量出的推进效果,这意味着有大量的能量散失,而这可能会导致测量误差。
 

  最糟糕的是这篇论文的主要观点:“在两个实验件中,观察到了推进力,甚至在其中一个实验件上产生了超出预期的效果,因为这个实验件并不是设计用来产生推力的。”换句话说,这个坎尼推进器会在它安装完全时工作--但是它也会在人们特意没有安装完全时工作。如此说来,NASA研究团队的报告,与其说是确定了这种推进器,不如说是否认了这种推进器。
 

  我说过这是最糟糕的?我可能要收回上面的话。在怀特团队的论文中,他们还写了这坎尼推进器“产生了一种无法归类于任何经典电磁现象的推进力,因此这间接证明了量子真空虚拟等离子体的影响”。我被最后一句话打败了,什么是量子真空虚拟等离子体?我从没听说过这个术语,所以我联系了肖恩·卡罗尔,他是加利福尼亚理工学院的物理学家,他的工作深入宇宙学和量子理论领域。
 

  卡罗尔立刻回复,用最直接了当的语言:“所谓‘量子真空虚拟等离子体’根本不存在,所以这是一个明显的漏洞。存在量子真空,但它根本不类似等离子体。特别指出,它不会持续存在,所以无法推进任何东西,你无法用它产生推进力。整个事情都是胡闹。他们声称测量出了难以置信的微小推进力,十有八九只不过是哗众取宠。”没有任何理论支持这个结果,也没有任何可确信的结果来开启研究。
 

  荒唐一梦的代价
 

  有一些方法可以绕开动量守恒,这是可能的。有一些方法可以利用量子真空,这也是可能的。甚至建造一台可用的曲率推进引擎,这也是可能的。没有人声称我们现在已经了解了物理学的全部奥秘,我们所不知道的东西可能浩如烟海,但同样重要的是,我们已经知道的东西也浩如烟海。数世纪以来,为大家所普遍接受的世界运行观念,不可以轻易去推翻--特别是不能只凭着一纸尚未经过独立研究者审查的论文去就去推翻(那怕打着“NASA确认”这样的旗号)。
 

  下面,我说说为什么这个太空引擎的故事如此令我厌恶。高高兴兴的抛弃已经知的科学,这是一种危险的建议。正如卡罗尔随后指出的,“人们相信对这种不可能的太空推进器的粗疏报道所表现出的狂热,足以让占星术的粉丝们脸红。”我本人是一个坚定的太空迷,我喜爱且盼望着一种新的方式,能够让我们更容易地探索宇宙。但是扪心自问,我们没有理由放弃正常的批判性思维。这样做和那些拒绝科学的人,在谈论他们所不喜欢的气候变化,疫苗或者转基因等话题时所采用的手法没有本质区别。
 

  另一个危险是,赞美坎尼推进器这样的不可靠的超前事物,会把公众的注意力(以及潜在的政治支持和资金)从真正的尖端宇宙探索中转移走。你知道的,科学成果来自于大型团队的刻苦工作,而不是这些独立发明家的胡思乱想。当坎尼推进器的成果被证明为不可能(这几乎是一定的),这将导致NASA承受不公正的污名,被认为是NASA又一次的失败。我的忧虑不止于此,大众机械师网站会翻过脸来,以同样令人喘不过气来的标题发出冷笑,那作者会说,“但是我仍然无法理解,在这种测试中花费了多少?在这个预算紧张的年代,NASA竟在这种边缘科学上浪费金钱?”
 

  当然,这问题是很容易回答的。鹰工厂实验室的五个研究者,总共花费了8天时间来测试坎尼推进器,使用的大多是原有设备。如果他们每人在这个试验中花了半天的时间,那么为此耗费的薪水大约是7000美元上下。在记载政府浪费的历史书上,7000美元这个档次,属于脚注的脚注的脚注。这就是我的说法,那么,钱的问题就全部说清了。对于那些深受这个鼓舞人心的故事影响,相信乐观主义可以超越物理法则的人来说,这是一个突如其来的巨大冲击。
 

  现实是,太空探索是昂贵的,困难的,持久的,挑战与荣耀从中产生。本周(注:宜译为8月6日),罗塞塔号探测器与楚留莫夫-格拉希门克彗星历史性的相会,这是两百年科学发展的结果。新地平线计划,探测器计划于明年7月飞越冥王星,这是NASA于1972年制订的大旅行计划的一部分。这些计划的实现,都是基于巨大的决心和高超的工程。我们应当对那些做出艰苦努力的人致以尊重和敬佩,而不是幻想捷径。
 

  某一天,太空旅游将变得平常,任何人都可以去,我对此坚信不疑。但是现在,我们仍然生活在ad astra per aspera的年代:这句拉丁语的意思是,穿过苦难才能看见星空。

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