细线切割巨轮,《三体》里的古筝行动现实吗?

作者: 中⼦星

来源: 果壳

发布日期: 2023-02-15 20:00:44

本文探讨了《三体》电视剧中古筝行动的现实可能性,分析了细线切割物体的原理和实际工程技术中的线切割技术,指出古筝行动在现实中的难以实现性,并展望了未来高性能材料在太空技术中的应用前景。

《三体》电视剧的第29集,都看过了没有啊?这⼀集堪称神作,近乎完美展现了原著第⼀部⾥的⾼潮情节——古筝⾏动。这是全球军⽅的⼀场联合⾏动,利⽤剧中⼈物汪淼研发的纳⽶材料“⻜刃”,在巴拿⻢运河最窄处拉起数⼗条纳⽶细线,如同古筝上的琴弦。当地球叛军ETO的⼤本营——“审判⽇”号巨轮驶过时,强度极⾼的细线将巨轮切割成了40多张薄⽚,⼀举消灭了船上的ETO成员,同时截获了三体⼈的重要信息。

尽管《三体》是⼀个科幻故事,但对于如此令⼈印象深刻的古筝⾏动,不少读者难免会有⼀丝好奇:现实世界中真的有细丝能切割巨⼤的轮船吗?在我们的⽇常⽣活中,细线切开物体的例⼦⽐⽐皆是。⼀根铁丝能轻松切开⾖腐,切蛋器的钢丝能将鸡蛋切⽚,还有⻛筝线割伤⼈的身体甚⾄汽⻋⻋身的新闻……似乎细线状的物体,就是为切割⽽⽣的。

细线能切割物体,⼀个重要原因是能够在物体表⾯产⽣巨⼤的压强。压强是物体在单位⾯积上受到的压⼒,在压⼒相同的情况下,细线和物体的接触⾯积很⼩,巨⼤的压强使物体变形甚⾄割裂。⽽对于被细线切割的物体,要评判它容不容易被细线切断,⼀个重要的指标就是硬度。按照材料⼒学的定义,硬度是材料在⼀定条件下抵抗硬物压⼊其表⾯的能⼒,压⼊表⾯的形式包括变形、划痕、切削等等。

以⾖腐、蛋糕为例,⽤⼿⼀捏就会变形,硬度很低,找⼀根铁丝就很容易切开;⽽钢铁的硬度很⾼,⽤细线切开绝⾮易事。尽管古筝⾏动在现实中暂时还很难实现,但是在实际的⼯程技术中,⽤线状⼯具切割材料的场景并不少⻅。线锯就是⼀种专⻔⽤⾦属线或缆绳切割⼤块固体材料的⼯具。典型的⾦刚⽯切割线,结构是利⽤烧结、电镀或钎焊等⽅式将⾦刚⽯磨粒固定在⾼强度钢线上,与待切割物体进⾏⾼速磨削运动,从⽽达到切割的⽬的。

虽然表⾯上同样是⽤线状物体切割材料,线锯和线切割的原理和古筝计划中细丝切割轮船完全不同。线锯切割主要依靠材料之间的⾼速摩擦,⽽线切割与其说是“切”,不如说是“烧”,是⽤⽕花放电的⾼温来对材料进⾏加⼯,⾦属丝甚⾄没有和材料发⽣接触。与之对⽐,古筝⾏动中的细线单纯⽤硬压的⽅式切割轮船,只能说是⼩说的剧情需要。

如果⼈类真的能够发明出⼒学性能如此强⼤的材料,那么它将拥有极其⼴⼤的应⽤场景,绝不只是切割⼀艘巨轮这么简单,更会为⼈类⽂明带来跨越式的发展。在《三体》的故事线⾥,正是因为汪淼解决了“⻜刃”的量产问题,这种⽆⽐坚韧的纳⽶材料才在续作⾥应⽤于太空电梯的制造,使得200年后的⼈类得以⼤规模进⼊太空,组建起了由2000艘星际战舰构成的庞⼤太空舰队,信⼼满满地正⾯迎战三体⽂明发来的先遣探测器。

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