《三体》中“水滴”的强相互作用力外壳究竟是个什么玩意儿

所谓“水滴”，是大刘的科幻小说《三体》中提到的，由三体文明制造的宇宙探测器，因为其形状像极了一个水滴，更像一件精美的艺术品，所以人类“亲切而友好”地称之为“水滴”，由于水滴的外壳是由所谓的“强相互作用力材料（SIM）”成所制成，这种材料全部由被强互作用力紧密锁死的质子与中子构成，表面的分子不振动，故水滴表面几乎绝对光滑，温度处于绝对零度，对所有电磁波全频段反射，所以人类的雷达无法探测到它，而且它的强度也可以说几乎达到了无坚不摧的程度，可以轻易的击穿地球，在末日之战中，仅一个水滴就摧毁了人类全部的太空武装力量。当然，水滴还有其他的比方说高速驱动，灵活转弯的神奇技能，但那是动力系统的事，今天咱们就科普一下这个“强相互作用力材料”究竟是个什么玩意儿。

首先有几个词汇需要简单的介绍一下：

强相互作用力：

简单讲，强相互作用力是目前人类所知四种宇宙间基本作用力（强相互作用力、弱相互作用力、电磁相互作用力、引力相互作用力）中最强的。强相互作用克服了电磁力产生的强大排斥力，把质子和中子紧紧粘合为原子核。但这种力只作用在10的负15次方米范围内，这个范围可以说是微观中的微观了，比纳米的尺度还要小1000000倍。

绝对零度：

绝对零度并不是我们平常生活中所说的0摄氏度，而是指理论上的最低温度：零下273.15摄氏度，根据热力学第三定律，绝对零度只能无限靠近而不能达到，为什么？因为任何物体都具有一定的能量，只要具有能量，其温度就不可能是绝对零度。

绝对光滑：

目前人类制造的无论多光滑的物体，在放大数百倍的显微镜下观察都是非常粗糙的，而根据小说中的说法，水滴表面在放大数万倍后观察仍然如同镜面一般光滑。

接下来我们就来看看这个强相互作用力材料究竟是个什么原理：

根据大刘书中的设定，三体人在“水滴”中安装了某个装置，使得强相互作用力的作用范围大大增加，使其作用在材料的原子之间，强相互作用力当然非常强大，将每个原子牢牢抓住，原子像被钉死了一样，很紧很紧（这个紧超出了你的想象）的排列在一起。因为原子被钉死，所以自然不能振动，按作者的设定，水滴表面当然就是绝对零度（红外探测仪无法探测到），由于原子排列紧密得出奇，所以水滴的强度几乎无坚不摧（水滴撞击人类的太空战舰，简直都不能用石头撞鸡蛋来形容，而是高强度合金球撞空气），同时也几乎绝对光滑（当然也就对所有电磁波全频段反射，雷达不能探测到）。

读完《三体》后，本人是对作者的超凡想象力以及他对物理学和天文学知识的运用佩服得五体投地，不过毕竟是科幻小说，有科学成分当然也有幻想成分，正如本文开头说的，咱还得结合科学知识简单的科普科普：

首先，前文已经解释，强相互作用力的作用范围小得可怜，而且还那么强大，现实中不太可能将它的作用范围增大到原子尺度进而构建强相互作用力材料。

其次，就算能够构建出强相互作用力材料，那么由于原子很紧密排列，其密度将会非常巨大，哪怕是小汽车大小的水滴，其质量可能与几座喜马拉雅山差不多，按照小说对水滴动力系统的描述，这么大质量的水滴将难以高速驱动和灵活转弯。

最后，根据热力学第三定律，绝对零度不能达到的，在小说中，即使是宇宙中的大神级文明，也只能利用宇宙规律而不能违背它不是吗？况且在现实中，实在难以想象要将原子完全钉死不动需要怎样的力量，而且就算强相互作用力材料中的原子不振动了，也不意味着就它不具有能量而变成绝对零度了。