“說(shuō)好的空氣背包呢?”
你可能之前聽(tīng)到過(guò)這個(gè)問(wèn)題,而且99%的情況下都是在抱怨科學(xué)家。如果科學(xué)家們工作得力,我們?cè)缇蛻?yīng)該有噴氣背包了,對(duì)吧?
在我們這個(gè)時(shí)代,互聯(lián)網(wǎng)提供了一個(gè)平臺(tái),讓每個(gè)人都有了表達(dá)不滿的機(jī)會(huì),因此我們也更多地能聽(tīng)到“噴氣背包怎么還沒(méi)搞出來(lái)”之類(lèi)的呼聲。人類(lèi)都已經(jīng)擁有了強(qiáng)大到嚇人的掌上電腦,可以通過(guò)(或?qū)嵒蛱摰模┌粹o來(lái)一鍵訪問(wèn)世界上所有的信息,速度快得像看不見(jiàn)的光束在以光速旅行一樣。結(jié)果大家居然用這種技術(shù)抱怨眼前的科技產(chǎn)品“缺乏未來(lái)感”。當(dāng)然了,連金光閃閃的手機(jī)都到手了,我們干嗎要活得那么明白呢?
有些人并不是真正想要噴氣背包,但是畢竟我們?cè)?jīng)被告知過(guò)這種東西早晚會(huì)有的!雖然誰(shuí)都不知道到底是誰(shuí)在什么時(shí)候做了這個(gè)承諾。一般認(rèn)為瞎許愿的人是“科學(xué)家”或者“科學(xué)”,但他們可能混淆了“科學(xué)”和“科幻小說(shuō)”,因?yàn)榇蠖鄶?shù)關(guān)于噴氣背包的預(yù)言都來(lái)自于此。不過(guò),與此同時(shí),科幻小說(shuō)也預(yù)言了人類(lèi)會(huì)被外星人消滅,或者要與僵尸展開(kāi)末日決戰(zhàn),卻很少看到有人抱怨為什么這些事還沒(méi)有發(fā)生。
真正的科學(xué)家們很少能就任何問(wèn)題彼此達(dá)成共識(shí),當(dāng)然也不會(huì)向廣大人民群眾輕易許下承諾。在極少數(shù)情況下,會(huì)有超過(guò)95%的科學(xué)家都表態(tài)說(shuō)某件事會(huì)發(fā)生,比如“如果你還不停止排放二氧化碳,那地球就完蛋了”,但這種時(shí)候人們又會(huì)充耳不聞。
所以,人們整天抱怨科學(xué)家沒(méi)能做出噴氣背包來(lái),但其實(shí)他們根本就沒(méi)說(shuō)過(guò)能做這種事!不過(guò)話說(shuō)回來(lái),他們也沒(méi)有委托過(guò)我當(dāng)他們的發(fā)言人,但顯然我現(xiàn)在就正在代表大家說(shuō)話。
所以,作為一名科學(xué)官方發(fā)言人,我想就噴氣背包尚未成為家居必備用品這件事講幾句話:別廢話了!別在那兒傻乎乎地抱怨了。不就是沒(méi)有噴氣背包嗎,自己忍著吧。

為什么你這么想要噴氣背包呢?你是想飛嗎?沒(méi)問(wèn)題啊,現(xiàn)在就可以飛。廉價(jià)航空到處都有,給自己買(mǎi)一張票,然后就好好玩你的去吧。覺(jué)得這個(gè)太貴嗎?你以為噴氣背包就不要錢(qián)了嗎,還是說(shuō)像在“美國(guó)在線”郵購(gòu)CD一樣嗎?或者你是覺(jué)得飛機(jī)“不好玩”?
人們總是渴望一個(gè)世界,在那里你可以穿上你的噴氣背包,然后飛到辦公室開(kāi)始會(huì)計(jì)事務(wù)所中層主管的一天。但你以為制造一個(gè)噴氣背包是很簡(jiǎn)單的事情嗎?你可能覺(jué)得,我們已經(jīng)發(fā)明了飛機(jī),背包這種東西也早就搞出來(lái)了,所以把這兩樣?xùn)|西合二為一有什么難的呢?這貌似應(yīng)該是挺簡(jiǎn)單的啊,就像是三明治伯爵搞個(gè)火箭推進(jìn)的博士學(xué)位一樣簡(jiǎn)單。令人沮喪的是,事情遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有你想象的這么容易。你必須接受的一點(diǎn)是,“為廣大普通人尋找飛行的方法”并不是科學(xué)家們搞研究的主要目的,雖然這些年來(lái)已經(jīng)有很多人嘗試過(guò)如此,從工程師到普通的業(yè)余愛(ài)好者都開(kāi)始躍躍欲試,但是到目前為止,還沒(méi)有一個(gè)實(shí)用的模式能做出這個(gè)東西,這一定是有原因的。
噴氣背包的經(jīng)典形象應(yīng)該和電影《火箭專(zhuān)家》里的那個(gè)東西一樣。應(yīng)該是人類(lèi)在后背綁上火柱,像真正的火箭一樣上升到空中。仔細(xì)思考一下吧,你就能明白到底哪里出了問(wèn)題。請(qǐng)想象一下,強(qiáng)烈的噴燈長(zhǎng)時(shí)間聚焦于你的腿部。連自行車(chē)后座都有人會(huì)覺(jué)得是在折磨屁眼兒,所以不太可能會(huì)有人為了交通便利而忍受皮膚逐漸液化的疼痛。
也許人們意識(shí)到了這一點(diǎn),因此大家都開(kāi)始學(xué)著“廣義”地看待噴氣背包這個(gè)詞了。從物理學(xué)家的角度來(lái)看,火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是飛機(jī)引擎的一種,但大多數(shù)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)不噴射出火焰。如果你去坐飛機(jī),而引擎竟然噴射出火焰,你的反應(yīng)想必不會(huì)是“這看起來(lái)很酷”。然而,即使我們不要求噴氣背包有烤熟人肉的功能,要做出它來(lái)也還會(huì)有其他方面的困難。
首要的問(wèn)題就是重力。2013年7月,多倫多大學(xué)的一個(gè)工程師團(tuán)隊(duì)做出了一種腳踏式裝置,可以讓人在空中盤(pán)旋超過(guò)60秒。他們靠這個(gè)就得到了25萬(wàn)美元的獎(jiǎng)金。環(huán)法自行車(chē)賽的情況正好與此相反,每次都有成千上萬(wàn)的人騎著自行車(chē)穿越整個(gè)國(guó)家(那國(guó)家還不?。?。從這一點(diǎn)上,你就會(huì)明白,平行運(yùn)動(dòng)比向上運(yùn)動(dòng)要容易多了。
這一切的原因就在于牛頓力學(xué)定律。如果你想“向上運(yùn)動(dòng)”,那么在你離開(kāi)地面之前,你得有足夠的力量來(lái)抵抗重力。記住,這是整個(gè)地球在施加壓力,用個(gè)技術(shù)上用的詞兒來(lái)說(shuō),這叫“異常強(qiáng)大”。
但飛機(jī)和空間旅行已經(jīng)存在了,所以顯而易見(jiàn),重力不是不可克服的,但這需要巨大的能量。目前來(lái)看,最實(shí)用的燃料來(lái)源是化學(xué)燃料。噴氣燃料和火箭燃料都是使用高活性化學(xué)燃料制成,其中也含有物理燃料。你需要的能量越大,你就需要給你的飛行自行車(chē)提供更多的燃料。而你需要的燃料越多,你的自行車(chē)也就越重。你的自行車(chē)越重,你就需要越多的能量來(lái)推動(dòng)它,從而出現(xiàn)了一個(gè)惡性循環(huán)(腳踏式飛機(jī)也有同樣的問(wèn)題)。
飛機(jī)使用空氣動(dòng)力學(xué)原理來(lái)實(shí)現(xiàn)持續(xù)飛行,而且載人火箭的規(guī)模是非常巨大的。阿波羅行動(dòng)使用了巨大的土星-5號(hào)運(yùn)載火箭,其中占總重量最大的就是燃料,到了太空了這玩意兒就是最重要的??上攵?,要把一個(gè)像小型公共汽車(chē)一樣大的物體送到太空中去,就會(huì)需要大量這樣的燃料。

考慮清楚這一點(diǎn),就更容易明白為什么噴氣背包并不實(shí)際了。就背包飛行而言,人類(lèi)的重量是既沒(méi)用又必須算在總重量里的。實(shí)際上,確實(shí)存在一種噴氣背包,能讓人在一次性消耗掉所有燃料的同時(shí)做出非常驚人的花式動(dòng)作。但除了在奧運(yùn)會(huì)開(kāi)幕式上做震驚四座的表演之外,這玩意兒還能派上什么用場(chǎng)?除非我們能找到一種既便宜又有勁兒的燃料來(lái)源,可以儲(chǔ)存足夠的能量來(lái)支持長(zhǎng)途飛行,否則噴氣背包是絕對(duì)不可行的。也許我們可以做出規(guī)模極小的核反應(yīng)堆,但是人們連居住地十英里內(nèi)蓋核電站都覺(jué)得難以接受,他們可能會(huì)不樂(lè)意。
即使能源問(wèn)題解決了,其他的問(wèn)題也仍然存在,比如如何操縱噴氣背包。即使所有問(wèn)題都可以解決,而且噴氣背包還能批量生產(chǎn),真去賣(mài)這種東西就肯定靠譜嗎?汽車(chē)是現(xiàn)在普遍使用的交通工具,但當(dāng)年它剛投入使用時(shí)也不是沒(méi)有人抵制;要想讓一個(gè)東西為大眾接受,就得經(jīng)過(guò)反反復(fù)復(fù)的試錯(cuò)過(guò)程。交通運(yùn)輸業(yè)現(xiàn)在受到嚴(yán)格的監(jiān)管和控制(速度限制、指定道路和通道、違反交通規(guī)定的處罰等等),有很多招人煩的規(guī)定,但是要記住其主要目的是避免悲劇的發(fā)生!
這也就是噴氣背包的問(wèn)題所在:安全性。如果你從自行車(chē)上摔下來(lái),或者汽車(chē)突然拋錨,都會(huì)造成一些麻煩,但是你不會(huì)因此就落入必死無(wú)疑的境地。出于種種原因,我們?nèi)祟?lèi)都是難免會(huì)犯錯(cuò)誤的(如果你曾經(jīng)發(fā)生過(guò)交通事故就會(huì)知道,每個(gè)人對(duì)于事故發(fā)生的原因都會(huì)有自己的一套看法)?,F(xiàn)在想象一下,如果你犯錯(cuò)以后遭受的后果不是受點(diǎn)外傷或者阻塞交通什么的,而是直接背著一包炸藥向地面上的建筑物俯沖下去,那會(huì)造成什么樣的后果。輪胎爆胎可不會(huì)搞成這樣。
噴氣背包使用起來(lái)并不容易。飛行員在安全地操作飛機(jī)前要經(jīng)過(guò)多年的訓(xùn)練,而噴氣背包和飛機(jī)的道理是一樣的。而且,即使所有的問(wèn)題都可以有效地得到處理,我們?cè)S多人都開(kāi)始用噴氣背包飛行,釋放高能燃料也會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染。污染和氣候方面的影響可能會(huì)是災(zāi)難性的。

所以說(shuō),噴氣背包可能聽(tīng)上去很有趣,但實(shí)際應(yīng)用起來(lái)會(huì)是很困難和危險(xiǎn)的。那些抱怨空氣背包沒(méi)搞出來(lái)的人顯然沒(méi)有想到這些危險(xiǎn)的地方。這并不是短時(shí)間內(nèi)可以做得出來(lái)的東西。如果我們都有電影《回到未來(lái)》里的滑板,一切就會(huì)安全很多,同時(shí)又很酷。但是說(shuō)好的滑板呢?科學(xué)家們,加油吧!