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理论物理学家李淼关于本书的科学解析

本册涉及的科学知识非常丰富。

从世界的本源、世界的物质构成、世界如何运行,到神奇的材料、气化煤炭,甚至到生物保护。

我想先谈谈第二篇小说——《地火》。直到最近,在大刘辞去他在娘子关电厂的电脑工程师一职之后,我才在一个场合听大刘提到他的父亲。原来大刘的父亲在煤矿工作,因为煤矿的粉尘污染生病去世。虽然我没有从大刘那里证实,但我觉得这篇小说写的是大刘小时候的理想,小说中的主角刘欣不就是刘慈欣去掉一个“慈”吗?后来,大刘自己在电厂工作的事也和刘欣回到煤矿类似,虽然大刘自己是电脑工程师,并没有试图将煤炭气化,但煤炭气化就是他的梦想。我们不知道,他的梦想是否会像小说写的那样在120年后实现。

第一篇小说《圆圆的肥皂泡》罕见地体现了刘慈欣科幻小说的预见性。在写这篇小说的时候,石墨烯应该还没有被科学家发现,也没有类似石墨烯的材料。

那么,什么是石墨烯?我们都知道铅笔,铅笔芯就是石墨制成的。当我们用铅笔在纸上写字的时候,笔迹就是石墨在纸上留下的一道细细的和薄薄的痕迹。没有人能够想到,薄薄的石墨可以更薄,薄到只剩几层原子,薄到肉眼几乎看不到了。最让我们惊奇的是,在2004年,两位在英国工作的俄国物理学家居然制造出只有一层原子厚的石墨,这种东西就叫石墨烯。这种材料非常神奇,几乎是透明的,光照在上面,98%的光完全通过。石墨烯还非常坚韧,虽然只有一层原子厚,但一小块石墨烯就能够兜住一只猫。

在石墨烯中,碳原子以六角形的形式排列成一层,是一种特殊形式的石墨。其实,碳原子是地球上最神奇的元素之一,它不仅能够以石墨的形态存在,还能以钻石的形式存在。如果将石墨烯在纳米的尺度卷起来,还能形成碳纳米管。另外,碳是碳水化合物的主要元素,没有碳水化合物,就没有地球上的生物。

《圆圆的肥皂泡》中的肥皂泡是一种比石墨烯还要神奇的材料。这种“肥皂泡”必须很大很轻,如果不够轻,就不可能飘起来。同时,泡泡的壁的强度也要很大,否则承受不住很多水。虽然石墨烯很类似这种泡泡,但远远做不到很大很强。也许在未来的某一天,我们真的能够吹出圆圆的肥皂泡。甚至,我们还可以做得更好,我们不仅可以制造出能够帮助我们改变沙漠和戈壁生态的大泡泡,我们还能制造出用神奇材料制造出万能的手机,完全取代现在的智能手机。比如说,这种材料的硬度是可变的,这样,