游戏科学：我们的征途是星辰大海

北京时间11月13日零时，欧洲航天局探测器“罗塞塔”确认登陆彗星67P，完成了人类首次对彗星进行的接触，也意味着对太空的探索之旅迈出新的一步。就在前一天，克里斯托弗·诺兰的科幻新片《星际穿越》刚刚于国内首映，同样是以太空旅行为题材，描述人类如何超越已有的极限前往未知的星球。

不论现实或虚幻，太空旅行都是一个如此富有魅力的话题，足以让无数人单是想象就为之心动。尽管迄今为止，人类的双足最远只曾踏上过月球表面，但我们的视线早随着思维一起，触及彼方的无数星辰，直至茫茫宇宙的尽头。

太空歌剧的浪漫主义

以科幻小说而论，凡尔纳的《从地球到月球》可谓最早描述太空旅行的作品，在飞机尚未诞生的年代，这位最早的科幻小说家就大胆的提出了名为“哥伦比亚大炮”的发射装置，试图用简单粗暴的推动方式把载人飞行器当成炮弹一样送到月球。随后在《太阳系历险记》里，更是设想一颗彗星和地球擦肩而过，凑巧把几位居民带走后开始了他们历时两年之久的环太阳系旅行。

在电影领域，这方面被公认的圣经有1968年的《2001太空漫游》，这部电影所描绘的太空旅行的种种场面，从宇宙背景特写到太空船内部细节，都给无数后来者以启发，包括《星际穿越》中就有不少受到影响，或者说特意致敬的地方。更早在之前两年，《星际迷航》系列的首部电视剧已经正式播出，每一集开头的旁白已经点明了这部经典作品的主题：探索这全然未知的新世界，寻找新生命和新文明，勇踏前人未至之境。

作为科幻电影的一类代表，太空旅行在描述未来的作品中往往不可或缺。当故事的舞台不局限于地球，人类已经有能力涉足其它星球甚至建立外太空的新家园时，即便故事的核心不是放在这方面，也必然会设定人类已经有这方面的能力并多少刻画出来。《异形》系列、《人猿星球》系列、《星际之门》系列以及包括《星球大战》在内，都可以算是“太空歌剧”这一概念下的产物，而这世纪以来随着电脑特效等拍摄手法的进步，也有更多作品重新捡起这一题材，开始把太空旅行的理念描绘地更为绚丽且真实，《星际穿越》正是其中一个。

游戏方面，同样少不了类似的主题，《光环》、《质量效应》、《死亡空间》等这些都是公认的科幻游戏经典之作，里面的种种描绘已经无需一一阐述。继续扩展来看，更多把背景放在宇宙时代下的游戏，如《杀戮地带》、《战争机器》、《失落的星球》以及《星际争霸》系列，在战斗场面之外也不难察觉到其余的设定背景。至于像《家园》、《孢子》、《文明：太空》这样以探索和建设为主题的作品，同样也是反映了玩家，或者说人类对于太空旅行寄予的种种希望。

（作为科幻游戏的经典之作，《质量效应》受到了许多影视前辈的影响。）

瓦普跳跃和曲率引擎

电对于太空旅行在科学上的可行性，物理定律一早给出了几项关键要素。当物体达到每秒7.9公里的第一宇宙速度，就可最终摆脱地心引力的束缚进入太空，当物体超过每秒16.7公里的第三宇宙速度，就可离开太阳系前往宇宙。

现阶段对于从地球上发射的人工飞行物体，除了在大气层阶段通过多级火箭的方法获得初速度外，唯一可行的再次加速方法就是利用其他天体的引力，即《星际穿越》里面提到的方式。当探测器接近大质量天体如行星时，通过准确计算切入其轨道，在获得一定角动量后沿着切线方向脱离，这一过程就能实现巨大加速，也是目前不少探测器经常采用的。历史上的旅行者1号、2号就是因为把握住了176年一遇的特定轨道机会，能连续借助几颗行星加速，最终飞往太阳系边缘，成为目前人类在探索太空阶段所走得最远的飞行器。

然而，这种努力的程度对于太空旅行的需求来说，依然显得微不足道。以现有的速度，旅行者们即便达到距离太阳系最近的天体比邻星也需要数万年，而宇宙的尺度众所周知是以光年为基本单位来计算，光速的极限则锁死了各种幻想，如果以光速往返星系之间也需要成千上万年，长距离的星际旅行看起来确实超出了人类的领域。

在各种作品里为了解决这一问题，最常见的设想就是摆脱光速的束缚，“瓦普”（warp）几乎就是有一段时间宇宙旅行的作品里未来飞船的必备技能。从原理来说，这种类似瞬间移动的旅行方式本质上是空间的折叠，如同把一张白纸弯曲，让两个点重合达成最短接触的方式，在现实世界的三维空间里重复类似的过程，就能让宇宙旅行实现一点到一点的跳跃，进入真正的传送门。

虽然物理学迄今没有证实类似现象确实存在，但理论上在巨大的引力场周围，时空确实会发生类似的扭曲，黑洞就是符合条件的最佳候选，很多科学家因而相信“虫洞”，专业学名叫做爱因斯坦—罗森桥，宇宙中天然形成的传送门确实存在，《星际穿越》中就是这样一个来到土星附近的虫洞为前提，让人类有了提前进行跨星系旅行的可能。

除了瓦普跳跃外，另一个相似的星际旅行手段“曲率驱动”同样也是利用空间本身，这种理论的基础是宇宙看似“平滑”，其实空间无处不在弯曲，只是在宏观范围内难以察觉，假设可以更改某一处空间的曲率，那么其它方向曲率更大的空间就会把飞船强制“拉”过去，同样可以在不违背光速极限的情况在短时间内实现长距离的加速飞行。

（虫洞被认为是天然的传送门，实现宇宙旅行的最大希望。）

旅行，因为宇宙本身

1969年，当阿波罗11号首次成功抵达月球，人类迈出一小步的时候，全世界对太空旅行的信念达到了一个前所未有的高峰，人们一度憧憬那些科幻小说描绘的未来是否会在有生之年变为现实。但半个世纪过去了，太空旅行之路看起来依然遥不可及，或许仍然有人相信会在有生之年看到登陆火星，但距离人类飞出太阳系，前往宇宙深处的愿望仍然遥不可及。

相比宇宙旅行，地球上的问题有更多值得科学家们去马上面对，很多预算因而被用在了更现实的地方，一部分悲观论者甚至认为人类文明按照正常的发展规律，或许永远走不出太阳系，在太空探索相关技术有本质突破之前，就会因为地球资源的枯竭或其他问题而陷入灭亡衰退。（这也是部分科学家解释费米悖论的一种观点，多数文明都在发展到更高阶段前先行因为资源限制而灭绝），许多作品因而把希望寄托在其他高等级的文明遗产或传承，如《质量效应》就是如此。

从现实层面，或许就像《星际穿越》以及更多作品的前提一样，只有到了地球自身面临危机的关头，人类才有可能放下一切全力发展太空旅行，寄希望于宇宙有其他的家园。哪怕能解决技术问题，最初的太空旅行也将是一场有去无回的冒险，不考虑外星生命等种种未知的威胁，单是跨越时空尺度就已经是最严峻的考验。根据相对论，在高速运动或强大引力场下时间尺度也会发生改变，天上一日地上一年，甚至百年、千年的情况也有可能，对于生命个体来说，这甚至是比死亡更加令人难以接受的事实。

就算作好了有去无回的心理准备，星际旅行中的孤寂同样也是另一个被大量作品中刻画的悲观要素，冷冻休眠成为大部分时间下的优先选择，而清醒状态下，仅存的成员之间也往往会减少多余的交流，避免因为封闭环境下的精神状态成为不安要素，永不疲倦的人工智能或许会成为旅行途中唯一可信任的伙伴，如果旅途没有一个确定的目的，内部的瓦解崩溃几乎是注定结果。

（作为人类目前探索太空的最远努力，旅行者们已经达到太阳系边缘。）

纵然如此，我们依然相信。只要有这任何可能的机会，现实中人类的太空旅行仍然会努力一步步前进，“地球是人类的摇篮，但是人类不会永远生活在摇篮里”。哪怕不是为了拯救地球的危机，不是为了寻找外星生命，不是为了可以预见的各种利益，始终还是会希望把自己的足迹踏遍宇宙的每一处角落，一定要说些什么的话，只是因为“星球就在那里”。