一个外星文明使用量子纠缠监视人类。一颗行星围绕三颗恒星混乱地运行。能够切开地球上最坚硬物质——钻石的纳米纤维。尽管充满了硬核科学，《三体问题》是一部由流媒体服务 Netflix 于 3 月 21 日发行的电视剧，但它一直受到观众的欢迎。到目前为止，它已连续五周位居 Netflix 全球观看次数最多的节目前三名。
故事讲述了五位曾在英国牛津大学一起学习的年轻科学家，他们努力应对神秘死亡事件、出错的粒子物理学以及将目光投向地球的外星人——三体人。但是，这部科幻史诗的科学性——改编自中国作家刘慈欣的获奖小说三部曲《地球往事》——有多少反映了现实，又有多少是异想天开？为了找到答案，《自然》杂志采访了三位现实世界的科学家。
泽维尔·杜穆斯克是瑞士日内瓦大学的行星科学家，他研究过三星系统半人马座阿尔法星。尤南·夏是亚特兰大佐治亚理工学院的材料科学家，他研究过尖端的纳米技术。马特·肯齐是英国剑桥大学的粒子物理学家——也是《三体问题》的科学顾问。
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肯齐最初是在 14 年前与该剧的两位创作者大卫·贝尼奥夫和 D. B. 魏斯会面的，当时两人正在拍摄热门奇幻传奇剧《权力的游戏》。肯齐的父亲是该剧的摄影指导，贝尼奥夫和魏斯在片场与肯齐聊天。“当时我正在攻读博士学位，”肯齐回忆道，他们似乎对他的论文项目很感兴趣。十多年后，“他们突然给我发电子邮件，询问《三体问题》中的一些粒子物理学内容。”
完全披露：前方剧透。
您如何看待剧中对科学家及其人际关系的描绘？
肯齐：[在其他节目和电影中]在银幕上描绘科学家的懒惰方式是将其描绘成孤独的天才。对于许多现代研究来说，情况并非如此。角色们彼此认识并且非常友好，因为他们都在同一研究小组完成了博士学位，这似乎非常合理。我也认为大多数物理学家的社交能力都很强。我们都在越来越大的团队中工作。你需要能够沟通，如果你处于成功的学术职位，你需要能够领导，你必须基本上说服某人资助你的研究，无论是通过聘用你还是给你资金。
可能不符合现实的一件事是，实际演员阵容中有相当多的女性——大约一半是女性——并且种族背景也很多样化。可悲的是，事实是，[物理学毕业生] 在牛津这样的地方可能 70% 是白人男性。但是，你知道，我们希望这种情况正在改善。而且我认为该剧试图通过展示一些更具多样性的东西来提高标准，这没有任何坏处。
杜穆斯克：我喜欢的一点是，这也有点真实，那就是有五位前物理学博士生，但最终只有一两位仍在从事基础物理学研究。所有其他人都从事其他工作——他们都很成功。这就是现实。我有十个亲密的朋友完成了博士学位，现在我们只有两个人留在学术界。其他人都在做很多超级有趣的事情。
三体人来自半人马座阿尔法三星系统中的一颗行星。我们被告知这意味着他们经历了混乱的存在，因为他们的行星在恒星之间被抛来抛去。外星人真的能在这种情况下生存下来吗？
杜穆斯克：半人马座阿尔法星确实是一个三星系统，它有两颗明亮的恒星，半人马座阿尔法星 A 和 B，以及一颗微小的恒星，比邻星，它是离我们最近的恒星[距离 1.3 秒差距]。事实上，长期以来，第三颗恒星，比邻星，是否与该系统绑定一直不清楚——因为它非常非常遥远，真的处于该系统的极限。比邻星对两颗主恒星的引力相互作用非常小。因此，他们在剧中展示的内容——由于第三颗星体的存在，你拥有所有这些不稳定性——在现实中，这不会发生在这个系统中。
比邻星周围有一颗行星，这是一颗有趣的行星，因为这颗恒星比我们的太阳小得多，也冷得多。因此，尽管这颗行星的公转周期只有 15 天左右，但行星的表面温度或多或少为 0 °C。就温度而言，它可能是适宜居住的[虽然不舒适]。但是像比邻星这样的小恒星具有很多磁活动和耀斑，并发出大量的 X 射线，所有这些都不利于生命。
地球最初与三体人接触的方式是通过使用太阳放大无线电信号。这有可能吗？
杜穆斯克：我认为这应该是可能的，但不是像《三体问题》中显示的那样。我们可以使用引力透镜效应——如果有一个物体从太阳背后经过，我们可以利用太阳的质量来放大[无线电信号]。但这只会朝一个特定方向放大[而不是像节目中显示的那样朝所有方向放大]。
三体人，在书中被称为三体星人，释放出名为智子的先进粒子，这些粒子使用量子纠缠来实时观察地球并与地球通信。这可行吗？
肯齐：所展示的机制已被证明是可行的，我认为很快就会部署在所谓的量子卫星技术中。你基本上是使用纠缠粒子以极快的速度发送信号，当你测量其中一个粒子的状态时，你会立即知道另一个粒子的状态。然而，这仍然有一个需要注意的地方，那就是你无法以超过光速的速度进行通信。
[为了“读取”遥远的粒子]你仍然需要发送电磁信号来解码信息[电磁信号以光速传播]。三体星人通过了解隐藏维度来规避这一点。他们有一种穿越或利用这些维度的方法。因此，在我们的三维或四维宇宙（如果你将时间包括在第四维中）中，他们似乎以超光速进行通信。
尤南，你还没看过这部剧，但你看过一个片段，其中一个角色制造的纳米纤维像切蛋糕一样切开了一大块钻石。我们现在能做到这一点了吗？
夏：首先，你在片段中看到的钻石的大小，那是不可能的！如果你能制造出那么大的钻石，我敢肯定你很容易就能成为亿万富翁。据我所知，还没有任何材料比钻石更硬。几十年来，科学家们一直梦想着找到一种可以超越钻石的材料。他们甚至通过计算机模拟，确定了一些化合物，例如[一种特定类型的]氮化碳，可能有效，但这些材料无法在实验室中合成。也许有一些化合物的配方可以奏效，我们只是还不知道这些材料。
人们还认为碳纳米管可能比钻石更坚固。但这种强度是一种“拉伸”强度，实际上并不适合切割应用。碳纳米管是卷起来的石墨烯片。但它们中的大多数在长度方面都很短。到目前为止，即使在没有缺陷的情况下，也很难将它们制成几厘米长；我不知道他们是如何在节目中制造出这些纤维的。
马特，作为科学顾问，你对这部剧的成果感到满意吗？
肯齐：这部剧的编剧们真的非常了解科学。他们博览群书，而且思考问题非常仔细。他们不仅仅是[向我寻求建议]为了让自己感觉更好，他们真的会思考问题。他们表现出的对细节的关注程度给我留下了深刻的印象。老实说，我并没有真正期待这一点。
本文经许可转载，最初于 2024 年 4 月 30 日首次发表。