阿来
大雨中那唯一的涓滴
大雨中那唯一的涓滴
1999 第9期   - 世纪回眸

阿来


    从去年到今年，我们连续两期在增刊上推出了杰克·威廉森的长篇《CT飞船》与《CT辐射》，这两部完整地构想出了一个反物质世界存在的科幻作品在读者中引起了非常强烈的反响。除了作家名气的号召力，这两部作品刊发时发生的科学事件也对读者造成了强度的刺激，从而造成了这两年间一个科幻阅读的热点。

    长期以来，功利地衡量所有存在的眼光，使人们过于关注科幻在科学上的预言性。我们并不特别认同这种单一的眼光，但这两部有关反物质题材长篇在本刊推出，与1998年阿尔法磁谱仪发射升空寻找反物质与暗物质，也构成了一种奇妙的巧合。

    历史对航天时代的事件都记忆精确。1998年6月3日，北京时间6时10分，中国科学家制造的阿尔法磁谱仪(AMS)，搭乘美国发现号航天飞机进入了开放的宇宙空间，在其首次飞行中，AMS工作正常，数据质量很好，能正确区分各种粒子，测量精度也达到了预期要求。

    AMS实验是由华裔诺贝尔物理学奖获得者丁肇中主持的大型国际合作科学实验项目，有美、中、俄等10多个国家共37个科研机构参与了这一计划。AMS实验的目的是通过探测宇宙射线的速度、在磁场中的运动轨迹以及能量的损失等信息来计算它的电荷与质量，从而确定它是何种粒子或原子核，在这个基础上进行研究宇宙中是否存在暗物质与反物质。中国和中国台湾就有好几个科研单位参与了这一计划。其中，AMS的机械结构设计制造与环境实验由中国运载火箭技术研究院承担，中科院电工研究所承担了实验中最关键的永磁铁的研制，中国科学院高能物理所承担了磁谱仪反符合计数器的研究。

    这一切工作成果，无疑为中国科学家在世界范围内赢得了崇高的荣誉，更重要的是为寻找反物质、暗物质提供了可靠的技术保证。

    现在的问题是，反物质真的会存在吗?

    科学家告诉我们，反物质首先是个理论上的假设。

    天文学的观测证明，整个宇宙都处于一个膨胀过程。天文物理学家据此推论整个宇宙起源于150亿年以前的一次大爆炸，宇宙间的所有物质都是在大爆炸后产生的。当代的粒子物理理论认为，大爆炸产生了多少物质，就应该产生等量的反物质。

    反物质假说最早是由英国物理学家狄拉克提出的。1928年，狄拉克建立了描述单个电子的方程——狄拉克方程，并且预言了正电子(反电子)的存在。4年后，一位叫安德逊的年轻科学家在宇宙射线中发现了正电子，证明了狄拉克的预言。狄拉克因此于1933年获诺贝尔物理学奖。1956年，钱伯林与塞格雷在伯克利的质子同步加速器上发现了60个反质子。1959年，中国物理学家王淦昌在更大的加速器上发现了反西格马超子。后来，又有人发现了反氢原子。

    众所周知，在我们生活的世界，周围所有的一切都是由物质构成的。物质则由原子构成，而原子又是由带负电的电子和带正电的原子核构成。再结合到爱因斯坦相对论的原理，就可以推导出，可能还存在另一个世界，即反物质世界。也就是说，如果宇宙中真有大块反物质存在，那么在遥远的地方就应该有“反地球”、“反太阳”，直至“反星系”的存在。

    迄今为止，这一切都还只是假说，而这种假说类的东西，正是科幻作家发挥自己想像能力的巨大空间。因此杰克·威廉森在《CT飞船》开始时，即对反物质给予了这样的定义：“它可以说成是物质的一种倒转的体现形式。”

    在杰克·威廉森笔下，神秘的反物质世界已经逼真地呈现出来，在这个基础上，他还更进一步地创造出了一个反物质生命系统。现在我们很难设想，在几十年前，作家本人怎样突发灵感，在脑海中臆造出了这样一个奇特世界的完整景象，我们更加难于想像的是，他怎么会如此大胆地幻想出把物质世界与反物质世界重合起来的技术方法。但我们确实从小说中看到了这种看起来可信的方法。

    科学家的认识当然会更加严谨与精准，他们认为，反物质是由反原子构成，而反原子则由带正电的反电子和带负电的反原子核构成。反原子与构成我们这个世界的原子质量相同，但其所带电荷及其它物理属性则与原子完全相反。所以，当原子与反原子，物质与反物质相遇时，两者便会同归于尽，化作一道炫目的强光。科学家们将此现象称为湮灭。

    更重要的是，在湮灭的瞬间，物质与反物质中所蕴含的全部能量都会释放出来。

    在科幻作家那里，这种湮灭被控制后源源不断地产生的能源比核能太阳能都更加强大，更加源源不竭。有人认为，唯有这种能源驱动的火箭，使行星系飞行成为可能。而在杰克·威廉森的《CT辐射》中，反物质作为能源竟合情合理地为整个星系提供价格低廉的自由能源，从而改变了星际间的力量平衡，达成了行星际社会政治的“第5自由”。

    同样是基于湮灭这个概念，使一些科学家对反物质问题作出了另一种解释。他们认为，大爆炸时产生的物质与反物质数量与质量都是相当相当巨大的。之后，正是湮灭现象使大部分物质与反物质都消失了。我们现在看到的物质存在只是湮灭之后的剩余部分。

    美国著名的物理学家费曼曾告诫人们：“如果在宇宙空间中，你遇见一个从远方飞来的飞船，宇宙人向你伸出了他的左手，你可要当心! 他很可能是由反物质构成自的。”

    如果说，费曼先生所说还比较笼统的话，杰克·威廉森先生的小说，正好营造出了一派两种物质与两种物质下的文明相遇的真切景象。

    在科学还没有求得实证的领域，科幻小说要真实展现一个想像出来的世界或场景，的确是非常不容易的。因为除了科学上的可能性之外，读者还会要求作家营造出一种如身临其境的真实感。这种真实感不是一种工笔画式的风景描绘，因为任何一个成功的作家，在其小说的基本构成中，必须寄寓足够的社会性认识。当我们经常议论作家想像力的时候，本能地会以为作家在创作中处于一种天马行空的状态。但稍有写作经验的人都知道，创作不是梦游，那种迷幻式的状态不可能支撑起一种既能前瞻未来人类处境，又能够揭示出人类现存状况与最能映照我们现存状况的人与人之间的矛盾与冲突。

    在威廉森先生的这部小说中，牵动我们内心的，除了反物质文明的神秘性，更重要的是小行星人与更大的利益集团之间的冲突。尤其是关于能源分配与争夺方式在整个太阳系内的新的星际种族之间的斗争与更大的跨星系商业公司的运作方式，都让人从当前的弱肉强食的世界政治与经济格局中意会到一点什么东西。从历史我们可以镜鉴今天，从科幻小说所展示的未来社会图景，我们也会从当下的现实中洞见些什么。有历史学家说，任何历史都是当下历史，那么，杰克·威廉森这种史诗风格的作品对当下的社会生活也具有一种批判性的洞察。所以，我们也可以说，科幻作品绝不仅仅是一种技术性的展望，一部科幻小说的成功还应该包含更多的支持别的文学作品成功的同样因素。如果说，两种物质文明遭遇的情形是一种大胆的想像的话，物质世界人类社会本身的冲突与斗争正好是对我们现存秩序的间接批判。

    科学家推测，这种粒子从反物质世界出发时，应该是反原子。当反原子穿过宇宙间的重重阻隔时，有的反原子会把反电子丢掉，使原子核中的负电性能显现出来。只要它们带了电，人们就能通过磁场发现它。阿尔法磁谱仪主要功能就是探测这种显现出负电性的反原子核。

    阿尔法磁谱仪是圆筒形，内壁安装一圈由钕铁硼材料制成的永磁体，中心部分是6层硅探测器，能将穿过它的带电粒子的电荷量、运动速度等逐项记录。AMS另一个重要部分是分成上下两层的闪烁体。一个原子核要进入磁谱仪，首先要穿过顶部的闪烁体，并产生一个光点。然后才进入磁体内部，在强大的磁场作用下，反氦原子核穿过6层硅探测器时，其运动轨迹就会发生偏转，并留下印迹，最后，反氦原子核穿过底部的闪烁体时，也会产生光点。把这些光点与印迹连接起来，就能得到反氦原子核在阿尔法磁谱仪中的运动轨迹。

    阿尔法磁谱仪的此次升空，主要目的是全面检测其各项功能，看它能否经受得住太空条件的考验。正式工作，要到2002年组装到国际空间站上才会开始。届时，它将大约在空间站上运行3—5年。在此期间，预计将有上百亿计的质子穿过AMS，只要发现一个反原子核就是重大突破。丁肇中博士把这形容成在一场大雨中找到仅有的一颗带色的雨滴。

    几千年来，人类都是通过光来观测宇宙，而AMS则是直接对带电粒子进行测量的最初的唯一手段。阿尔法是希腊字母表中的第一个字母，在科学上用它进行命名的项目代表在人类历史上属于首次。从这个意义上，用阿尔法来命名AMS真是实至名归。如果磁谱仪真的有所发现，那中国人对人类作出的将是继四大发明后最伟大的贡献。假如AMS成功地找到了大量的反物质，不仅可以确证宇宙的起源，还可以获得大量的能源。不过，如果真的进而发现了“反地球”、“反太阳”、“反星系”，宇宙与人类的未来又该是一种什么样的面貌呢?

    这，是科幻作家面临的巨大创作空间。