第4章 全能力場（第2/6頁）

如果只是為了反彈帶電粒子，用某種類似電磁屏蔽的手段就可以了，它也能在空間戰鬥中幫你抵擋一些武器傷害。但是，力場則類似於一種無形的汽車安全氣囊，可以阻止各種迎面而來的物質。飛船需要被一些向外擴張的東西包圍著，以阻止迎面飛來的物質離船體太近或損傷飛船。

力場的基本概念和電影裏面的介紹不同，需要追溯到科幻小說的鼎盛時期。英國科學家邁克爾·法拉第早在19世紀早期就提出，磁可以被設想為看不見的力場。電線在磁場中移動，電線切割想象出來的磁力線，產生出電流。力場將其他基本力也包括其中，再加上法拉第的想法有了數學依據，使得場成為現代科學的基本概念。

場是事物——任何在時空中有數值的事物——的抽象圖像。（理論上，你可以想象世界上有無數個場，只不過有些場在所有點的值都為0，哲學家閑來無事會以此為樂。）可以用海拔的概念來理解場。在地球上的任何一點，海拔都是一個數值，不同地方的海拔高度是不一樣的。你可以想象場就是時空組成的一系列數值，在場中的不同地方，數字也不同。如果你把一個物體放在地球上“海拔場”很強的位置上（我們管它叫“高的地方”），同時這個位置周圍都是弱的“海拔場”，那麽在場的作用下，物體就會把勢能轉化為動能。在現實世界中，物體會沿著坡滾下來。場的概念基本上就是這樣，我們更多的是利用場的概念進行計算。

在現代物理中，場的概念在解釋自然界四力和基本粒子的本質及相互作用（所謂的“標準模型”）時無處不在。即便是大名鼎鼎的希格斯玻色子，也不過是延展時空中的另一種場——希格斯場——的展現。不經常接觸物理學的人可能會認為場不如我們更熟悉的粒子和波更易理解，但這3個概念都可以用來描述所見的東西，它們都是科學家的模型。每種模型都適用於某些情況，在現代物理學所用到的數學工具中，場是一種較為有效的思考方式。

光可以被視為場概念的應用形式。光不是量子電動力學中描述的真正的粒子，不是我們在學校裏學到的波，也不是光場中的一個擾動，盡管科學家現在常這麽認為。光就是光，光在我們不能直接觀察或描述的量子級別上運行。光打在鏡子上，不像網球打在墻上，也不像海水拍打在巖石上。後面兩種情況都涉及具象的物體，可以幫助我們描繪到底發生了什麽，但這都不是光真正的樣子。光也不是由場中的擾動導致，這不過是另一種能夠產生可靠結果的數學模型。

粒子、波和場都是抽象的模型，科學家可以通過它們了解世界。科學家有時候使用波模型，有時候則使用粒子模型。從數學的角度看，場模型更普適，但也更難理解，特別是對那些非專業人士來說。每種方法都有各自的用途，沒有一種方法能解釋世界的所有問題。

科學家所說的“力場”和科幻作品中使帶電粒子遠離飛船的電磁場有相似之處。但是科幻作品中的力場要能阻止一切靠近飛船的東西。理想的概念可能是負引力場，因為引力的產生與粒子帶不帶電沒有關系。但是我們其實不太知道如何操控重力。即便我們能造出一個產生引力的機器，也只能產生吸引力而不是排斥力。

事實上，我們很難在真實科學中為力場找到依據。但如果是為了防禦死光（科幻作品裏的典型武器）的攻擊，我們也不是無路可走。本書第16章要講的隱形護盾可以讓飛船隱形，也能讓飛船遠離光學武器的威脅。（科幻作家很少意識到隱形裝置也能用作對抗射線武器的護盾。）但是電磁防護只能屏蔽帶電粒子的幹擾，所以未來世界中真實的宇宙飛船仍要像今天的主力艦一樣全副武裝才行。

科幻作品中的另一個慣用伎倆——牽引光束，事實上是與上文相反的力場，即把物體朝宇宙飛船方向吸引過來的場。乍一看，這好像更容易實現。牽引光束在科幻作品中的出現已經有100多年的歷史了，也許是從相互吸引的磁鐵那裏得到的靈感。磁現象從中世紀開始被研究，但是直到19世紀真相才逐漸浮出水面：磁和電一樣，都是電磁現象的一部分。

牽引光束的一個早期例子出現在儒勒·凡爾納的《流星追逐記》（The Hunt for the Meteor）裏，這部書在他去世後於1908年出版。書中的“中性螺旋線”被用來牽引書名中提到的流星，並把流星帶回地球。這個中性螺旋線看起來像是由凡爾納的兒子邁克爾在完成父親遺作時加上去的。中性螺旋線具備牽引光束的通常特性，這個概念更接近於魔術，而不是科學。除此之外，實在是沒有什麽好的理由能解釋牽引光束具備的強大吸引力了。