《 科 幻 講 座 》最 終 回
文 / Group
此處所談的，僅是一般航行用，不包含超空間航行。
一般概念下的太空引擎，有化學能、電漿、直接能量、光子等四大類，其中化學能不適於長途航行，而又以電漿推進的研究最被看好，甚至美俄均已製成實驗用的原型了。
在介紹前四類引擎前，必須先介紹一個數值「比衝」。所謂比衝，指的是每單位質量（比方說 1 克、1 磅、1 公斤等）所能提供的衝量（不懂衝量是什麼？不要緊，就當它是力量的一種表達法吧！）。化學能的比衝僅及數十至、二百，但電鎮漿則高達數千。
化學能引擎不適長途使用，正因其比衝甚低，太空船不可能攜足夠全程或加速至所需速度再減速的燃料，故只適短程。任何燃料燃燒、噴射都算化學能推進引擎。
電漿推進亦分兩種；一種真正電離、用電磁力將電離子向後「排射」的，相當於 NPB 的倒轉使用；二是將氫或氦等經原子用核引擎加到極高溫，向後噴射。嚴格說來第二類不算電漿推進（不靠電磁反作用力），但由於其噴射量和比衝近似前一類而被歸入此範疇。
電漿推進第一類很難做得很大，因為能量消耗和引擎重量遠高於化學能推進引擎。但比衝高，故能攜帶足夠能量，即使推力僅及前者百分之一卻能一連運轉數週至數日達到前者無法企及的高速。電漿推進第二類，也是前述美俄所致力研究的類型，則可大可小，又可以併聯核引擎進行磁流感應發電 (MHD)，排出量亦可多可少，大至《銀河英雄傳說》的戰艦所用者都不是不可能的。
直接能量推進，主要指的是核脈衝引擎；核燃料在船後引爆，爆出的離子、介子和光子提供極高推力予船體。這一類還有一個極佳的構想！氫衝壓引擎。太空中並非絕對真空，仍有稀薄的氫離子（質子）存在，太空船在前方製造「磁場漏斗」吸收這些離子，在船後製造核融合推進，或電漿推進。這想法妙就妙在幾乎不需要自備燃料。
光子推進就是著名的「光帆」，自身不攜任何燃料、引擎，全靠星光的光子打在光帆（反射鏡）上提供推力，加速度更低，卻綿綿不盡。
一、反重力浮行與重力控制
切斷重力場的例子之一是《機動戰士》的 I 力場。米諾夫斯基物理學像能力一樣無所不能的荒謬性暫不予評論，唯 I 力場是個隔絕動力的好例子。值得一提。
Ξ GUNDAM PENEROPE
▲「閃光的哈撤衛」中具反重力飛行力的 Ξ 鋼彈（左）與佩妮羅碧（右）。
在第一代中常見戰艦「白色基地」搭載「米諾夫斯基航空器 (Minovski Craft)」，在艦體下部散佈帶電的米諾夫斯基粒子，而這些特殊的米諾夫斯基粒子會產生特殊力場以向上推，抵消了重力，使得戰艦得以浮行，而說這是一個好的設想，是因為不抵觸現今已知物理定律，同時 I 場亦可解釋外形毫不考慮空氣動力學的數種特殊 MS（如「閃光的哈撤衛」中的佩妮羅碧 (RX-104FF) 和 Ξ 鋼彈(RX-105) ）如何抵抗高速的亂流（用 I 場包住）。同時，由於 I 場能提供強大的機械力與電磁屏障，又能解釋「GUNDAM SENTINEL」的防禦力場。相較之下《銀河英雄傳說》的防禦壁一筆帶過，不免有些偷懶。
I-Field 概念圖 Minovski Craft
▲《機動戰士》的 I 力場與 White Base 的反重力浮行，實際上只是電磁力與機械力的一種巧妙融合概念罷了。
接下來再提一提動力控制。喜歡「星際」型科幻的讀者不管有沒有高中科學程度，都知道在無重力的太空中長期生活最好要有人造重力；因為人體內的化學平衡是在大約 1g 的重力強度下達成的，若重力遠低於此值，則骨骼的鈣化物會分解，使鈣離子流入血液，其結果乃是骨骼疏鬆。且由於肌肉不再抵抗重力，久而久之便會鬆軟無力，物理訓練（運動）只能略為改善。
前段述及米諾夫斯基物理學創造了隔絕重力場的 I 場，不過《機動戰士》片中卻沒有人工重力場。只有「向心力場」，也就是藉旋轉居住區模擬重力場。一般所謂的「離心力」其實不存在，只是假想力而已。簡單言之，就是「圓周運動」是不停改變運動「方向」的運動，但任何運動的「改變」（大小或方向）均需施力，在旋轉筒內，人體想保持前一瞬間的運動方向，但藉由筒壁施予向心力，而得以繼續旋轉。
不過，甚少日式科幻片採用此法，多半是用較神奇的人造重力場。而由於目前我們除了知道了「重力波」之外，對重力並不比一百年前知道得更多。而重力波還是廣義相對論導出來，而非研究基本物理的科學家發現的！因此實難斷言重力場能否由人工製造。如果幽浮 (UFO) 真的如一些觀察者所說，能以數萬公里時速前進疾轉，那麼重力場的確可以人造（有朝一日人類像駕幽浮來訪的外星人一樣進步的話）。
二、超空間躍進（瓦普）
想也知道，若找不出超空間躍進法，人類永遠別想像十七世紀那麼大舉探險、移民。所謂的超空間，就是宇宙的第五維（三維空間加時間軸）。筆者相信第五維存在，如果「科學眼」某期曾介紹過超絃理論時提到義大利有位女孩能不破壞球而把網球內外翻過來（內層在外）是真的話，這是天生具有第五維感覺、運動能力的例子。
從《宇宙戰艦大和號》開始，大家常以「折疊空間使兩點接觸」來解釋超空間躍進。筆者記得曾看過一篇故事，主角是二維空間的一位「圓」，某日三維的「人」來向他介紹三度空間的奇妙世界。「圓」無論如何都無法體會何謂「向上」，直到「人」帶「圓」上升，讓他親自體會三度空間，他才明白三維的意義；然而一旦落回二維世界，他又無法敍述何謂三度空間，更無法向別人表達。
這故事給我們一個啟示，就是五維對一般人類而言不是「未知」，而是「不可知」。也許我們可以用數學假設第五維的情形並計算之，但我們永遠無法體會。超空間躍進法必是先藉由大自然的協助（如蛆洞），再一步一步地摸索出利用之法，最高境界是潛伏在超空間內的超空間潛艇。
黑洞真是超空間的大門嗎？或許是吧！不過最好相信它是大門「之一」，而非「唯一」。因為根據廣義相對論，一頭栽進黑洞的人，其結果是：①壓成一點（真正不具體積的數學點）；②時間軸與局外人垂直，就是在事相面外的人永遠看不到進入者掉入黑洞。即使很幸運地，這個黑洞以蛆洞通往另一處，（這點相對論可沒提）被「吐出來」後能否還原已很難說，能夠循原路或另找一蛆洞通回來的機會更是渺茫，這還得考慮到時間變換的問題！是故，為了想像空間的繼續發揮，最好另想個超空間躍進的構想。
三、戰爭戰術
商業科幻片十有八九是戰爭片，然而卻又多半搞得很「假」，令人難以忍受。筆者以《銀河英雄傳說》與《沈默的艦隊》為例，向各位讀者簡介描寫戰鬥時應注意的要點。
首先要注意的是，不管是潛艇戰還是太空艦隊戰，沒有宮本武藏也沒有諸葛孔明。
在《銀河英雄傳說》中，大艦隊擺陣衝鋒，兩位指揮官又頻出奇招變化隊形包抄敵隊，這是中世紀刀槍戰爭形態！自從後膛槍 (Breechloader) 發明後，密集隊形的戰爭只是自尋死路，而半自動連發步槍實用化之後，就再也沒人整隊進擊了。1877年 7月30日，土耳其以一八六六型溫徹斯特步槍 (Winchester) 一舉殲滅持單發波頓二型步槍進攻的俄軍三萬人，自此宣告後膛連發時代的來臨。而海戰的大艦隊肉博戰也因後膛砲與無畏戰艦 (Dreadnought) 的誕生而消聲匿跡。在著名的日德蘭海戰中，英德雖然各出動百艘大型軍艦，整個戰役卻是由約五次的分遺隊戰鬥組成，每支分遺隊多則十餘艘，少則五、六艘，中途島海戰從頭到尾可說是七艘航艦的戰爭。
這樣看來，戰鬥有個趨勢：武力投射得愈快愈遠，武器載具（機、艦）的航遠愈快，則參戰的機艦數愈少，隊形愈疏散。尤其在激戰時，3 C I（指揮、管制、通訊與情報）系統一團混亂，根本不容許指揮官像下棋一樣調動艦隊更改隊形，總指揮只能在接戰前定下策略，接戰後就得看下層指揮官的臨場表現了。故言道：戰場上無諸葛亮。
《沈默的艦隊》
▲海蝙蝠後面擠了５艘美國洛杉磯級潛艦，這又不是分列式！
《沈默的艦隊》名氣頗大。不料裡面描寫的潛艇戰爭可笑之至，若非作者對潛艇一無所知，便是古裝武俠劇看太多了，把潛艇海蝙蝠（大和）號當成了宮本武藏。
首先，潛艇作戰是需要長時間（從偵聽到敵艇至擊毀之通常長達二小時上）的高科技鬥法，可用的武器只有魚雷、噪訊器及聲納；其次潛艇只要被確定位置，就死了九成了，躲開兩、三枚魚雷還有可能，一連躲十幾枚是天方夜譚。
民族主義狂熱份子海江田艦長用海底沈船一舉擊敗六艘美國洛杉磯級潛艇、蘇聯阿爾發級潛艇「紅蠍子」，以拖曳聲納的纜索打敗美潛艇並與海蝙蝠比潛深，都是武俠劇和馬蓋先 (MacGyver, 港譯麥基華) 看太多了的後遺症。根本不會有六艘潛艇擠成一堆圍獵一艘的情形出現，因為海域如此寬廣，必得分散搜索範圍，且潛艇戰術九成是單打獨鬥的：還有，俄製阿爾發潛艇沒有拖曳聲納，且是世界上最快也最吵的爛核動力攻擊潛艇；就算有拖曳聲納好了，那是潛艇的耳目，豈能拿來絞漿？那玩意兒價值至少數千萬美金！此外，螺旋漿很小，豈有放條繩子就纒得住之理？如果被纒住了，漿葉必定有損，即使仍能推進，製造的噪音也早使海蝙蝠成為活靶了！至於與航艦像飛車黨一樣比膽量互衝，那簡直是……
四、特殊科幻物理理論 – 反重力浮行與重力控制
重力是大自然四基本力中最微弱（常數最小）、最難以研究的力，其他三力均已由整體（巨觀）計算進展到基本粒子交互作用的解析層次了。然而現今對於重力的研究仍無多大進展，甚至我們現在對於重力，所知並不比牛頓本人多多少，僅猜測與基本粒子中的希氏粒子有關。
其實要不靠輪子浮游很簡單。氣墊船、磁浮火車與翼地效應載具都是例子，只要提供與重力大小相等、方向相反的力，便能不受重力影響，這是靠機械力的方法。
然而，科幻小說中的反重力卻不是如此簡易的東西，科幻作家往往想要製造反重力或遮斷重力場。依筆者個人認為，由於目前對重力所知太少。辦不辦得到殊難斷言……
補述壹
在第一回「機動外骨架」中。筆者曾提及未來可能的動力機構有「人工肌肉」與「形狀記憶合金」，前者在《裝甲騎兵》之中似有一席之地，前者伸縮、後者扭轉，各有所長也各有所短。在應用上困難重重。
忘記提及的是「壓電材料」。這是一種頗奇妙的材料，當它受到電壓剌激時會縮短，反之亦然（受壓力會放電），若研發成熟，有可能在半世紀內淘汰電動馬達與油氣壓傳動系統，成為高功率 / 重量比的動力來源。
此外，受磁場影響而變化長短（原子作用力改變）的「磁致伸縮材料」是更有潛力的明日之星，有些種類伸長量低，卻能大幅改變楊氏係數（類似彈簧常數），使得其結構特性可作多方面利用。
或許有些讀者不太明白何謂「燃料電池」。燃料，是用來燒的，燃料的化學能被燒成熱能加熱「工作介質」（如發電廠的水蒸氣、內燃機的空氣）變成動能「機械能」，而機械能藉由渦輪或活塞轉成電能（在車船飛機上多數仍轉成機械能）。這種過程在理論上能達到的效率就頗低，而一般火力電廠採用藍肯循環（Rankine cycle），只有 11~13% 熱能被轉成電能。
但燃料電池不同，燃料與氧化物（氧氣或其它）溶入液體，在觸媒協助下化合（氧化，和緩的燃燒之意），化學能直接變成電能，理論效率高達 40%，實際應用也在 30% 以上。氫氣、甲烷（天然氣）等凡能溶於液體的燃料都能作為燃料電池。號稱「第四代能源」清潔、高效率、安靜是其無可比擬的優點，彈性也遠較巨型電廠來得大。
原版製作：
原文刊載於「神奇地帶 No.36」 ( 1992 年 8 月 5 日 )
及「神奇地帶 No.35」 ( 1992 年 7 月 5 日 ) 內。
⊙文 / Group
⊙版面、校對、圖片補加 / 洛．韋基利 ⊙輸入 / 文太老爹