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无论你做什么，总会有一个外星生物在你身边。 《里的科学》 |
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不知各位亲是否已经看过这几天正在热映的《星球大战外传：侠盗一号》，星战粉们肯定不能错过了，但即使不冠上星战的名号，这也是一部很好的独立科幻电影。
电影的故事设定在《星球大战3：西斯的复仇》和《星球大战4：新希望》之间，主要讲述反抗军集结并计划在死星建成之前盗走设计图，以图推翻银河帝国。
武器是战争中的决定因素，这次星战外传《侠盗一号》的一大关键词可以说就是“武器”：电影的主线是盗取死星设计图，女主父亲、“拔叔”马斯·米克尔森饰演的盖伦·厄索便是死星激光炮的设计者，姜文饰演的贝兹·马彪斯也是一位全副武装的武器专家。
帅不！
再给你们看一样全套装备的姜文叔！
虽然外传里少了激光剑来回互砍，但依然是各种红的、绿的激光束满屏飞。
今天，我们就来从科普的角度聊聊《星球大战》里的激光武器。
内容摘编自《星战》骨灰粉儿、前NASA天体物理学家
珍妮·卡维洛斯的著作《里的科学》
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即便是最乐观的估计，我们仍需要卡车大小的激光器，才能发射出足以烧穿帝国歼星舰或终结人命的激光束。而这么大的机器肯定塞不到枪套里。尺寸问题主要是由以下几个原因造成的：
首先是热量。激光的能量利用效率极低，只有1% 到30% 左右。这就意味着，只有少部分能量才能伴随着最终的光束发射出去；大部分（最高可达99%）则以热量的形式浪费掉了。在强力激光器的应用中，热量会达到相当骇人的水平，足以使武器炸膛。因此，配备风扇或液体冷却装置非常必要。而冷却装置一般体积庞大、重量可观。
▲手持爆能枪的克隆兵
另一个原因就是能量。如果我们期望激光枪能发射高强度的能量，就必须先对其施以巨大的能量以促成激发。而这个能量源需要空间。虽然对于“死星”或帝国歼星舰这种大块头来说，这似乎不是什么问题；但对于千年隼号或爆能枪来说就足以让人头疼了。就目前来看，用于激光武器的最袖珍的发动机也有10长，2.5米宽，2.5米高。但也许第三类文明已经研发出了便携的高能量。可能在一百年之后，纳米技术足以协助我们制造出原子大小的发动机，激光武器的想法才会靠谱些。
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在电影中，我们也能看到一艘飞船发射激光束，命中另一艘飞船。实际上，太空中，光束是不可见的。我们只能在一方开火或一方被命中的瞬间看出些许端倪。舰体被命中时，命中点周围会腾绕着一个光圈。光线只有在穿过灰尘的时候才是可见的，因为灰尘的表面会形成漫反射，将光线反射到不同的方向，观察者才能在侧方目击到。
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在电影中，我们还能看到飞船被光束击退的场景。我还记得在《帝国反击战》中，千年隼号因被帝国歼星舰击中而产生了些许的后退。实际上，激光束的能量是以高热量的形式体现出来的，本身携带的动能根本不足以撼动目标，造成目标的后退。
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我们还需要注意的是，在大气层中，激光的效果会大打折扣。
雾霾、雨水、烟尘都会造成光束的溃散和弱化。首先，激光束洞穿空气的同时，部分会被空气所吸收。如果激光枪发射的光束蕴含能量极高，即便是小部分的能量流失也能造成周围空气的瞬间升温，从而形成空气乱流。乱流会紊乱气压，当光束穿过乱流区时，会出现些微的偏折。不过，在最近研发的激光武器应用中，激光束所造成的空气升温问题反而成了对敌的优势之一。
▲莱娅公主
正如《新希望》开始冲锋队士兵袭击莱娅公主时那样，激光会对敌人造成晕眩的效果。高强度的激光束其实能放射紫外线，将途经的空气分子打散，在激光束和目标中间产生一个充斥着正负离子的“隧道”。即便激光束对目标无法造成伤害，武器也能通过这条“离子隧道”向目标发送一道电流，产生麻痹效果。其效果从阻碍肌肉收缩到引发心脏病，不一而足。伤害的等级取决于电流的强度，其作用范围大约100米。不过鉴于我们之前提到的尺寸问题，其大小可能只能达到桌面见方。
接下来，最大的问题来了：
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▲死星的超激光炮
《星球大战大百科》中称，死星所配备的足以毁天灭地的武器正是超激光炮。鉴于我们已经建成了体积巨大的空间站，武器尺寸并不是问题。科学家估算过，欲蒸发掉整颗行星，激光器所需的能量要达到目前美国拥有的MIRACL反卫星激光系统的1023 倍。不过，也许我们并不是非得要“蒸发”一颗行星。
另一种使用激光束毁灭行星的方法是：只需打通一条狭窄的通道，抵达行星的核心，将核心加热，热量终会扩散并导致行星熔化。不过以上两种方法都面临一个巨大的挑战，即寻找一种良好的激射材料以实现电子跃迁。这种激射材料可能是气体、晶体，甚至半导体。不过就高能激光束的例子而言，激射材料必须对高温有良好的耐受性。比如，气体会迅速升温，红宝石一类的晶体会碎裂。
不过，如果帝国文明能够克服这个困难，就能造出死星所配备的武器。而且，死星具有很高的实用性。如果GDP 足够高，我们也能造出一架来。文明落后如我们，都已经造出了足以毁灭地球的核武器，难以想象第三类文明能造出什么样的东西来。它们的激光器可能是用氢弹供能的，没准还能搞出X 射线激射器来！
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当死星开火时，空间站外部的圆形内凹处周围会发射出六道光束。六道光束在圆心处相遇，汇聚成一道巨大的光柱，倾落到行星表面。不过这个过程可能不会这么顺利：六道光束理应彼此穿透，然后向六个各异的方向激射，很有可能最终没有一束光击中行星，走火的激光还有可能射到附近的帝国歼星舰上。
不过，即使帝国制造出了死星，我们的太空英雄们也会誓死摧毁它。原力与你同在！
《里的科学》是对《星战》中各种科幻元素是否可以变为现实的一场科学畅想，比如：星际旅行、智能机器人、地外行星、外星人、高科技武器和宇宙飞船，等等。可以说如果《星球大战》是一部太空歌剧，这本书则为这部歌剧搭建出了现实的舞台。
文=老边 编辑=家宝 | 转载请联系后台
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