科幻星云

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塔迪斯技术分析报告

——试讨论一种能量转化率极高的、具有生物特征的时空飞行器的可能性

文 / 粱谋

【摘要】  本项目基于《神秘博士》（Doctor Who），准确来说,是新版1——6季和50周年特别篇《博士之日》的剧情，尝试运用调侃（即，适度胡扯）的手法，对塔迪斯（TARDIS）的各项功能进行简要分析，推断其驱动方式；同时，也希望能拓宽题材，使科幻讨论不再局限于剧情，以期避免科幻迷之间因为对背景设定的理解不同而产生的键盘战争，达到“幻迷见幻迷，两眼笑眯眯”、“管他三七二十一，大家一起来胡扯”的目的；促进社会和谐，为中国的科幻建设添砖献瓦。

【关键词】  塔迪斯 伪装 翻译 防御 穿越时空 能源

一  研究背景

自1963年播出、尤其是2005年重播以来，《神秘博士》（Doctor Who）凭借其宏大的设定、精彩的剧情和远超平准水准的特效，风靡全球；不仅成为了BBC历史上最卖座的电视剧之一，而且，衍生出了一系列的文化概念和周边产品，日益深远地影响着我们的世界。

客观来讲，这些影响，大部分是正面的。

正如亚伯拉罕·哈罗德·马斯洛所描述的那样，每个人都有爱和归属感的需要。当人们在客厅、卧室或者教室不会被老师发现的角落里，观看《神秘博士》的时候，他们既能舒缓身心，暂时从繁重的工作、学习、生活中解脱出来；又能以此为跳板，加入“博士粉丝”的大家庭，去认识更多的人。

但，应该指出的是，也有一些影响是负面的。

有键盘的地方，就有战争。总是会有人因为“哪一任博士最好”争吵起来，或者，“博士到底爱的是哪个女人”，再比如，罕见但并非不可能的，一个姑娘在追完了一集《神秘博士》后，感动于博士的有情有义，质问她的男朋友，“要是我掉在时空裂隙里，你会舍弃一切来救我吗”，而他的男朋友正在玩《英雄联盟》，随口回答，“哦，你多喝点热水”……

有鉴于此，本项目组在组长（也就是我）的带领下，经过组员间（还是我）的热烈讨论，认为写一篇关于塔迪斯的文章，是十分有必要的。一来，能从一个侧面，探索神秘博士身上的种种谜团，二来，则可以避开各种争执，显得十分政治正确。

我们完全没有必要为了所爱的事物陷入歇斯底里，不是么？

二  什么是塔迪斯

暴力拆解，一直是研究内部结构的好法子。比如，在Apple Watch正式发货之后，iFixit，著名电子产品维修网站，很快对其进行了拆解。

（苹果手表刚发售，iFixit马上又把它拆了）

要想将这个方法用在塔迪斯身上，却非常困难。首先，我没能联系上神秘博士，这不得不说是一种遗憾；其次，即使联系上了，我也不可能跟他说，“嗨，别这么紧张，不就是拆开嘛，大不了你再去博物馆偷一个呗”。

所以，我们只能从剧集中寻找答案。

TARDIS，全称时间和空间相对维度（Time and Relative Dimension in Space），是一种特殊的运输工具，其科技含量相当高。

正常情况下，塔迪斯具备以下特征：

1，自由变换外观；

2，翻译宇宙间任何一种语言；

3，令人咂舌的防御能力；

4，穿梭时空；

5，一定程度上的时空扭曲，具体表现为，其内部空间比外部体积大得多；

6，从未遇到过能源短缺。

不过，在《神秘博士》中，男主角操纵的，是一款过时的TT40型、马克3型TARDIS，此外，因为变色龙电路失效，它失去了自由变换外观的能力，其外形永远是60年代风格的伦敦警察电话亭。

最让笔者感兴趣的是，塔迪斯是用“珊瑚一样的种子”作者注1种出来的。这是否表明，塔迪斯具备某些生物学特征呢？

活体飞船的点子非常新颖，十分少见。斯蒂芬·巴克斯特在《冲锋线》中曾经略有描述：“这是一艘真正的战船——自然，它是活体飞船，一种有生命的飞船，像一颗巨大结实的眼球。它不知道从什么地方突然冒了出来，肌肤上蚀刻着‘解放人类’的绿色四面体徽章，炮台上冒着浓烟，甲板上撕开了一个大口子，到处是凝血。密集的小窗格挤做一团，像散落的豆荚。”【1】

如果塔迪斯真的具备生物学特征，那么，它是自然的造物，被时间领主们发现并改造，还是，时间领主们已经掌握了随意控制DNA的能力，像编程一样设计出了这种全新的生物呢？

其实，笔者有一个更大胆的想法：塔迪斯实际上是由多个纳米机器人聚合而成的，由核心源代码（珊瑚一样的种子）进行控制，在遇到合适的条件时，从环境中获取必要材料，以类似3D打印的方式，完成装配。

如此一来，塔迪斯的种种功能，更容易解释。

三  塔迪斯的功能

前面说到了塔迪斯的六大特征。其中，第四点和第五点可以合并到一起——一个掌握了穿越时空能力的种族，玩点时空扭曲的小把戏，实在不足为奇；第六点，能源问题，牵扯范围太大，暂时不讨论。因此，这里主要分析塔迪斯的前四个特征，即，自由变换外观的能力；翻译功能；防御能力；穿梭时空的能力。

1，外观

稍微琢磨一下科幻作品，你就会发现，可以自由变换外观乃至隐形的道具，相当稀少，几不可见。这种在宅男人群里，呼声极高的设备，为何会鲜有人问津呢？

笔者认为，主要有两个原因：第一，此类物品很难摆脱道德上的困境，容易使纯洁的小朋友们产生不好的联想；第二，技术难度非常大。

人类对于隐身的幻想，来自于变色龙。比如，《神秘的小坦克》中曾经解释道：“变色龙皮肤的每个细胞里，有红、黄、赭、绿四种色素。这四种色素，都会扩张和收缩。比如，绿色素一受到草绿色的刺激，就立刻伸张开来，布满了整个细胞，同时，其余三种色素就收缩成为微细的小点。这时候，细胞就变成了绿色。”并以此为依据，幻想使用细胞培养技术，用变色龙的细胞生产“Ｘ涂料”，达到隐身的目的。

这种技术真的可行么？

当然不。

幸运的是，最新的而研究成果，给了隐身技术一个转机。

日内瓦大学的研究机构，在对变色龙的皮肤进行分析时，发现了光子晶体，一种透明的纳米物质。变色龙可通过“调节”虹细胞内的纳米晶体结构来改变光线的折射。当变色龙状态平静时，纳米晶体呈密集网状分布，折射出蓝光。而当变色龙兴奋时，纳米晶体结构会变得松散，因此折射的光线呈黄色或红色等其他颜色。【3】

动物王国的特种兵:变色龙

由此我们可以推论，塔迪斯采用了类似的但显然更复杂的技术，使其能自由地融入到任何环境之中。

2，翻译

在博士漫长、孤独而又传奇的一生中，他从未遇到过语言不通的问题，不管对方是人类、戴立克（Dalek）还是赛博人（Cyberman）。我们有理由相信，博士本身掌握了多种语言，比如英语，不过更多的，可能是塔迪斯的功劳。

官方设定称，塔迪斯具备以心灵感应为基础的通用翻译系统【4】。那么，这种技术是如何实现的呢？

我们可以参考地球现有的翻译手段，进行分析。

首先，这种翻译功能肯定来自于机器翻译。电视里曾经多次对塔迪斯的内部进行特写，除了主角和他的同伴之外，没有发现其他人，而且，以剧组相对有限的预算来讲，聘请一个语言大师做同声传译，几乎是不可能的。

其次，塔迪斯的机器翻译的是基于什么呢，人工智能还是某种先进的算法？笔者认为，应该是后者。因为，塔迪斯虽然表现出了某种程度上的智慧，但在种种危机关头，它并没有表现出一个人工智能应有的水平。

最后，让我们来看看谷歌翻译是怎么工作的。

在谷歌翻译出现以前，大部分商用机器翻译，属于规则法机器翻译。假如你想通过计算机，将“this is a pen”翻译成“这是一支钢笔”，你不但要告诉它，“this=这”，“pen=钢笔”，你还要告诉它，这句话是主系表结构，由主语、系动词、表语组成，主要用以说明主语的特征、类属、状态、身份等等。

毫无疑问，这是一个非常繁琐的工作。

谷歌翻译聪明地绕过了这些。

谷歌的工程师们认为，机器不需要知道词汇的含义、语法的规则，只要能把一种语言转换成人能看得懂的另一种语言就够了。于是，他们用了统计学手段，先往计算机内输入大量的文字文本，涵盖目标语言的文本和对应翻译文本中现有的人工翻译数据，然后构建统计翻译模型，通过模型，找到语句之间的联系，确定对于某个特定单词、短语或文件的最佳翻译结果。

如此一来，不但省时省力，而且，翻译的效果会随着时间推移越来越好。

时间领主一族，本身就具有漫长的寿命，他们的文明，亦已延续多年，所以，他们极有可能，已经构建了完善的翻译数据库；即使遇到数据库没有的语言，他们也可以从发声器入手，寻找与之相似的语种；此外，他们还能用心电感应，对翻译结果进行修正，跨越不同种族间的语言隔阂。

 3，防御

博士曾经数度陷入危机，每一次，他都平安渡过了。对此，塔迪斯功不可没。它一方面是优良的飞行器，另一方面，是极难攻破的堡垒。

从剧情中，我们可以看出，塔迪斯并不重（可以用马车运输），也不厚（从门的厚度推断），但却十分坚固，可以轻松防御刀砍斧劈乃至子弹。

什么材料能达到轻、薄、坚固的要求呢？

20世纪50年代末，随着飞机的速度越来越快，热障迫使人们用耐热性更好的钛合金，取代原来的铝制蒙皮；在火箭上，最初使用石英玻璃作为窗口材料，后来又研制出了用石英纤维增强的二氧化硅；1965年，波兰裔美国女化学家斯蒂芬妮·克沃勒克发明了一种芳香聚酰胺类合成纤维，即军迷们所熟知的凯夫拉，它具备极佳的抗拉性能，强度为同等质量钢铁的五倍——这个数字已经超越了月神钛合金（高达，RX-78系列，强度大概是相同体积的铁的2倍）。

形形色色的合成材料，见证了人类的科技的进步，不过和塔迪斯比起来，还略有距离。

2010年的诺贝尔物理学奖，颁发给了安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，以表彰他们对石墨烯研究所做出的贡献。

石墨烯是一种极其特殊的材料，虽然它由再普通不过的碳原子组成，不过，这些碳原子的排布方式非常神奇——它们通过共价键彼此粘合，在平面上形成蜂巢状网格。这种结构，使得石墨烯具备很强的稳定性。

遗憾的是，石墨烯对于塔迪斯来说，也并非一个好选择，因为，石墨烯的导电性能太好了。

最接近塔迪斯的，大概是“水滴”。

刘慈欣在《三体》中写道：“这东西的分子，像仪仗队一样整齐地排列着，同时相互固结，知道这种固结有多牢固吗？分子像被钉子钉死一般，自身震动都消失了。”【5】

作者接着解释道，这种材料是由强相互作用力控制的。这很有可能是错的。因为，假如“水滴”由分子和原子构成，那么，强相互力因为力程（10-12厘米）原因，对原子构型不会起到什么作用；假如“水滴”是由更加基本的粒子，如夸克和胶子构成，那么，其密度应极大，不符合“重量 不超过10吨”的描述。【6】

综合以上讨论，笔者认为，塔迪斯可能采用了石墨烯的原子构型，但核心原子肯定不是碳，极有可能是硅；同时，这种材料，应该具备某种程度的自我修复能力，这样才能在亿万年的时间里，保护时间领主一族。

4  时空穿梭

卡尔·亨利希·马克思曾经说过：“时间是人类发展的空间。”从人类意识到时间存在的那一刻起，操纵时间的幻想就没有停止过。延长、缩短、倒置、扭曲，君王的长生梦，士大夫们的一枕黄粱，等等等。不过，一直到《时间机器》（赫伯特·乔治·威尔斯）发表以后，穿越时空的征途，才真正开始。

在小说的开头，作者从科学角度，对时间旅行进行了严肃的讨论。“任何一个实在的物体都必须向四个方向伸展：它必须有长度、宽度、高度和时间持续度，”作者写道，“文明人……可以乘气球排除地球引力向上升。既然这样，他为什么就不能指望自己最终能沿着时间维停止运动或加速运动，甚至逆向运动呢？”

以此为滥觞，各种各样的时间机器出现在科幻小说和科幻电影里。这些机器，根据原理不同，大致可以分为三类：第一类，科学类，如《回到未来》中，布朗博士的时光车，在某种程度上参考了相对论；第二类，特殊物质类，比如《热澡盆时光机》中，穿越时空的诀窍是一种特殊的高能饮料；第三类，不可知类，莫名其妙就穿越了，典型例子是《蝴蝶效应》，男主角从他父亲身上遗传来了穿越时空的能力，只要他想，他随时都可以这么做。

塔迪斯应该属于第一类。

参考电视里塔迪斯的起飞和降落等场景，塔迪斯有可能采用了曲率引擎。根据爱因斯坦的相对论，时空是弯曲的，这种弯曲可以影响到物体的运动。墨西哥籍物理学家阿尔库贝利，在1994年，构思了一种时空气泡——空间会在气泡的后面膨胀，在气泡的前面缩小，这样，只要飞船藏身气泡之中，就能以任何速度运动。

四  结语

文章写到这里，已至尾声。在此，要感激编辑老师的耐心，以及我的朋友X君的鼓励。他的原话是：“你上个月说上上个月要写的那篇文这个月还没写完吧？”

需要指出的是，本文并没有严格按照BBC的官方设定走，尽管这样的材料非常好找作者注2。我想每个人都曾仰望星空，有过这样或那样的幻想，既然如此，以塔迪斯为核心，来一场思维碰撞，有何不可呢？

最后，谨代表本项目组，向博士致谢。

一个外星人，毫无利己的动机，把地球的安全当作他自己的事业，这是什么精神？

Live long and prosper，Doctor Who，愿原力与你同在!

作者注：

1，本文中未加特别标注的引用，皆出自《神秘博士》

2，http://www.whoniverse.net/  ，一个专门研究《神秘博士》设定的网站

参考文献

1，    斯蒂芬·巴克斯特.冲锋线[J].科幻世界，2004（11）：50

2，    嵇鸿. 神秘的小坦克[M]. 江苏人民出版社, 1963.

3，    科学家揭变色龙变色之谜:纳米晶体控制光线折射，参考消息网http://science.cankaoxiaoxi.com/2015/0312/701612.shtml

4，    Telepathic Induction Circuits，whoniverse，http://www.whoniverse.net/tardis/telepathiccircuits 

5，    刘慈欣，三体Ⅱ：黑暗森林[M].重庆出版社，2008

6，    李淼.三体中的物理学[M].四川科技出版社，2015

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