水滴

劉慈欣著《三體》中宇宙探測器

水滴是劉慈欣的科幻小說《三體II·黑暗森林》中提到的由三體文明使用相互作用力(SIM)材料所製成的宇宙探測器,因為其外形與水滴相似,所以被人類稱之為水滴。它擁有一個對電磁波的反射率為100%,且絕對光滑,強度高達太陽系中最堅硬的材料的百倍以上的堅硬外殼。在飛行時,水滴甚至可以毫不減速地做出違反動量守恆定律角動量守恆定律的銳角轉向。在末日之戰中,僅一個水滴就摧毀了人類大部分的太空武裝力量(共計2013艘恆星級戰艦,有兩艘恆星級戰艦“青銅時代”號與“量子”號因接受了丁儀的提議提前進入深海模式從而在水滴開始攻擊時就加速至前進四逃離)。

結構


水滴[劉慈欣著《三體》中宇宙探測器]
水滴[劉慈欣著《三體》中宇宙探測器]
在水滴被藍色空間號飛船通過四維空間摧毀了強互作用力發生器后,呈現出銹跡斑斑的銅色。由此可以斷定,水滴的大體結構便是由外層大量的處於強相互作用力場下的單層緊密類金屬原子核,包裹著內部的人工智慧計算機、強互作用力發生器和某種不為人知的強大發動機。在水滴被摧毀后的水滴“殘骸”應該為類金屬合金的化合物。
水滴在發動機開機時會產生大量的熱能,且強互作用力材料因為不存在分子運動所以是完全隔熱的(在它未被摧毀前表面一直保持絕對零度)。由此可以看出,水滴的發動機很有可能安裝在強互作用力外殼外。由於水滴在加速時撞穿的恆星級戰艦隻是被先被擊中后被高溫熔化引爆而並不是被空間扭曲並被水滴穿過後融化引爆,所以可以判斷水滴的發動機仍然是極為原始的反衝發動機而不是三體第二艦隊所使用的曲率發動機。水滴的反衝發動機可以使水滴獲得極大的加速度。而且水滴可以進行折線的尖銳轉彎,而不是轉出一個弧線。

材料


水滴[劉慈欣著《三體》中宇宙探測器]
水滴[劉慈欣著《三體》中宇宙探測器]
水滴的強互作用力外殼由水滴內部的發生器控制,由一層只有一個原子厚的強相互作用力材料組成,所以水滴的質量只有差不多一輛卡車一樣重,而不是和小型中子星一樣。在“藍色空間”號從四維層面上摧毀了水滴的內部發生器后,帶正電的原子核迅速離散,原子恢復正常運動,變成和原來水滴等重的類金屬合金(或類金屬合金的化合物)。

外觀描寫


探測器的大小與預想的差不多,長3.5米,丁儀看到它時,產生了與其他人一樣的印象:一滴水沒有。探測器呈的水滴形狀,頭部渾圓,尾部很尖,表面是極其光滑的全反射鏡面,銀河系在它的表面映成一片流暢的光紋,使得這滴水銀看上去純潔而唯美。它的液滴外形是那麼栩栩如生,以至於觀察者有時真以為它就是液態的,根本不可能有內部機械結構。――下部 黑暗森林 第十節 。
畫面中的水滴形狀依舊,但表面不再是絕對光滑的鏡面,而是呈現晦暗的黃銅色,看上去好像銹跡斑斑,彷彿一個巫師維持青春的巫術突然失效,三個世紀的太空歲月留下的痕迹一下子全部顯現出來,它不再是一個亮晶晶的精靈,變成了一枚飄浮在太空中的舊炮彈。――第二部 第十節【威懾紀元最後十分鐘,62年11月28日16:17:34至16:27:58,奧爾特星雲外,“萬有引力”號和“藍色空間”號】。

移動


加速

水滴的推進方式不同於傳統的反衝推進,而是採用一種特殊的“光環”。根據原著描寫,水滴的發動機啟動時會在它的尾部尖端製造一個極其明亮的藍色的光環,同時伴隨著極強的電磁干擾和太陽核心般的超高溫。由於對水滴做功,光環的能量會不斷被消耗,因此其半徑會迅速擴大,溫度也會隨能量的消耗而降低,由藍色變為黃色,再變為紅色,光度也在不斷地減弱。當光環的半徑擴大到約為水滴最大半徑的2倍時便完全崩潰消失,同時水滴會接著製造新的光環,頻率為每秒兩三次。光環的推力極大,在水滴速度超過第三宇宙速度時,僅飛行了300千米,可以計算出其加速度約為700米/二次方秒,高達71.42G(此時的水滴並未全功率加速,根據原著描寫,水滴的在前往地面摧毀引力波發射塔的過程中達到了最高速度,即25,000千米/秒。如果按照在執劍人交接的同時從零加速,羅輯離開5分鐘后達到最高速度進行計算(實際上花費的時間可能更短),其加速度約為85千米/二次方秒,即8,673.5G)。在抵達艦隊方陣一角時,其速度已經達到了31.7千米/秒。 

轉向

水滴的轉向不僅違反了人類的宇航動力學,還違反了動量守恆定律和角動量守恆定律。它的轉向軌跡永遠是一個尖銳的折線,而不是像人類的航天器一樣拐出一個圓滑曲線,同時可以做到轉向時完全不減速,無視該動作產生的巨大過載。 水滴甚至可以直接毫不減速地原地調頭,在摧毀地下引力波發射塔時,水滴直接按照撞擊產生的通道原路返回,說明水滴撞毀引力波發射塔后直接在地下進行了180度的調頭。

結局


三體文明共向太陽系發射了10個水滴,其中的兩個在黑暗森林威懾建立后與“萬有引力”號聯合追擊“藍色空間”號,在“執劍人”交接之際對“萬有引力”號發動攻擊,被通過高維碎塊進入其內部的“藍色空間”號船員摧毀。其餘水滴在三體星系坐標被“萬有引力”號進行全銀河系廣播后隨三體艦隊離開了太陽系。