“说好的空气背包呢?”
你可能之前听到过这个问题,而且99%的情况下都是在抱怨科学家。如果科学家们工作得力,我们早就应该有喷气背包了,对吧?
在我们这个时代,互联网提供了一个平台,让每个人都有了表达不满的机会,因此我们也更多地能听到“喷气背包怎么还没搞出来”之类的呼声。人类都已经拥有了强大到吓人的掌上电脑,可以通过(或实或虚的)按钮来一键访问世界上所有的信息,速度快得像看不见的光束在以光速旅行一样。结果大家居然用这种技术抱怨眼前的科技产品“缺乏未来感”。当然了,连金光闪闪的手机都到手了,我们干吗要活得那么明白呢?
有些人并不是真正想要喷气背包,但是毕竟我们曾经被告知过这种东西早晚会有的!虽然谁都不知道到底是谁在什么时候做了这个承诺。一般认为瞎许愿的人是“科学家”或者“科学”,但他们可能混淆了“科学”和“科幻小说”,因为大多数关于喷气背包的预言都来自于此。不过,与此同时,科幻小说也预言了人类会被外星人消灭,或者要与僵尸展开末日决战,却很少看到有人抱怨为什么这些事还没有发生。
真正的科学家们很少能就任何问题彼此达成共识,当然也不会向广大人民群众轻易许下承诺。在极少数情况下,会有超过95%的科学家都表态说某件事会发生,比如“如果你还不停止排放二氧化碳,那地球就完蛋了”,但这种时候人们又会充耳不闻。
所以,人们整天抱怨科学家没能做出喷气背包来,但其实他们根本就没说过能做这种事!不过话说回来,他们也没有委托过我当他们的发言人,但显然我现在就正在代表大家说话。
所以,作为一名科学官方发言人,我想就喷气背包尚未成为家居必备用品这件事讲几句话:别废话了!别在那儿傻乎乎地抱怨了。不就是没有喷气背包吗,自己忍着吧。
为什么你这么想要喷气背包呢?你是想飞吗?没问题啊,现在就可以飞。廉价航空到处都有,给自己买一张票,然后就好好玩你的去吧。觉得这个太贵吗?你以为喷气背包就不要钱了吗,还是说像在“美国在线”邮购CD一样吗?或者你是觉得飞机“不好玩”?
人们总是渴望一个世界,在那里你可以穿上你的喷气背包,然后飞到办公室开始会计事务所中层主管的一天。但你以为制造一个喷气背包是很简单的事情吗?你可能觉得,我们已经发明了飞机,背包这种东西也早就搞出来了,所以把这两样东西合二为一有什么难的呢?这貌似应该是挺简单的啊,就像是三明治伯爵搞个火箭推进的博士学位一样简单。令人沮丧的是,事情远远没有你想象的这么容易。你必须接受的一点是,“为广大普通人寻找飞行的方法”并不是科学家们搞研究的主要目的,虽然这些年来已经有很多人尝试过如此,从工程师到普通的业余爱好者都开始跃跃欲试,但是到目前为止,还没有一个实用的模式能做出这个东西,这一定是有原因的。
喷气背包的经典形象应该和电影《火箭专家》里的那个东西一样。应该是人类在后背绑上火柱,像真正的火箭一样上升到空中。仔细思考一下吧,你就能明白到底哪里出了问题。请想象一下,强烈的喷灯长时间聚焦于你的腿部。连自行车后座都有人会觉得是在折磨屁眼儿,所以不太可能会有人为了交通便利而忍受皮肤逐渐液化的疼痛。
也许人们意识到了这一点,因此大家都开始学着“广义”地看待喷气背包这个词了。从物理学家的角度来看,火箭发动机是飞机引擎的一种,但大多数喷气发动机不喷射出火焰。如果你去坐飞机,而引擎竟然喷射出火焰,你的反应想必不会是“这看起来很酷”。然而,即使我们不要求喷气背包有烤熟人肉的功能,要做出它来也还会有其他方面的困难。
这一切的原因就在于牛顿力学定律。如果你想“向上运动”,那么在你离开地面之前,你得有足够的力量来抵抗重力。记住,这是整个地球在施加压力,用个技术上用的词儿来说,这叫“异常强大”。
但飞机和空间旅行已经存在了,所以显而易见,重力不是不可克服的,但这需要巨大的能量。目前来看,最实用的燃料来源是化学燃料。喷气燃料和火箭燃料都是使用高活性化学燃料制成,其中也含有物理燃料。你需要的能量越大,你就需要给你的飞行自行车提供更多的燃料。而你需要的燃料越多,你的自行车也就越重。你的自行车越重,你就需要越多的能量来推动它,从而出现了一个恶性循环(脚踏式飞机也有同样的问题)。
飞机使用空气动力学原理来实现持续飞行,而且载人火箭的规模是非常巨大的。阿波罗行动使用了巨大的土星-5号运载火箭,其中占总重量最大的就是燃料,到了太空了这玩意儿就是最重要的。可想而知,要把一个像小型公共汽车一样大的物体送到太空中去,就会需要大量这样的燃料。
考虑清楚这一点,就更容易明白为什么喷气背包并不实际了。就背包飞行而言,人类的重量是既没用又必须算在总重量里的。实际上,确实存在一种喷气背包,能让人在一次性消耗掉所有燃料的同时做出非常惊人的花式动作。但除了在奥运会开幕式上做震惊四座的表演之外,这玩意儿还能派上什么用场?除非我们能找到一种既便宜又有劲儿的燃料来源,可以储存足够的能量来支持长途飞行,否则喷气背包是绝对不可行的。也许我们可以做出规模极小的核反应堆,但是人们连居住地十英里内盖核电站都觉得难以接受,他们可能会不乐意。
即使能源问题解决了,其他的问题也仍然存在,比如如何操纵喷气背包。即使所有问题都可以解决,而且喷气背包还能批量生产,真去卖这种东西就肯定靠谱吗?汽车是现在普遍使用的交通工具,但当年它刚投入使用时也不是没有人抵制;要想让一个东西为大众接受,就得经过反反复复的试错过程。交通运输业现在受到严格的监管和控制(速度限制、指定道路和通道、违反交通规定的处罚等等),有很多招人烦的规定,但是要记住其主要目的是避免悲剧的发生!
这也就是喷气背包的问题所在:安全性。如果你从自行车上摔下来,或者汽车突然抛锚,都会造成一些麻烦,但是你不会因此就落入必死无疑的境地。出于种种原因,我们人类都是难免会犯错误的(如果你曾经发生过交通事故就会知道,每个人对于事故发生的原因都会有自己的一套看法)。现在想象一下,如果你犯错以后遭受的后果不是受点外伤或者阻塞交通什么的,而是直接背着一包炸药向地面上的建筑物俯冲下去,那会造成什么样的后果。轮胎爆胎可不会搞成这样。
喷气背包使用起来并不容易。飞行员在安全地操作飞机前要经过多年的训练,而喷气背包和飞机的道理是一样的。而且,即使所有的问题都可以有效地得到处理,我们许多人都开始用喷气背包飞行,释放高能燃料也会导致环境污染。污染和气候方面的影响可能会是灾难性的。
所以说,喷气背包可能听上去很有趣,但实际应用起来会是很困难和危险的。那些抱怨空气背包没搞出来的人显然没有想到这些危险的地方。这并不是短时间内可以做得出来的东西。如果我们都有电影《回到未来》里的滑板,一切就会安全很多,同时又很酷。但是说好的滑板呢?科学家们,加油吧!