《如何到达光年之外》序言光年跨越难题：作甚光年跨越难题？首先从人的本质说起，人本质是大自然不停进化的中间产物，是生命形态的一种方式。那人存在的意义又是什么呢？人的意义是生命的意义，生命的意义在于两个维度的延伸，一个时间维度，即生命是不停繁衍，生生不息的。另外一个是空间，生命需要空间的，有合适的生存情况。生命自降生以来就开始钻营更多的生存空间。

那么生命的时间、空间这两个维度，跟光年跨越又有什么关系呢？光年跨越也包罗两个方面，第一个方面是生命个体能从起点跨越一个光年以上的距离，然后又在世回来了。按现在的航天科技水平，一小我私家是能跨越光年的距离，再在世回来，那这小我私家要活上好数万年吧。第二个方面，跨越光年的航行器。

跨越光年的航行器是汽车、飞机、火箭、还是飞船、还是无工质推进、 虫洞？这样的航行器速度能到达多快？也就是说，跨越光年需要延永生命个体的寿命、生长长距离旅行航行器的科技。如果光年跨越难题获得解决，那么所有生命的难题都可能获得相识决，包罗人的生老病痛，及人对时间空间的全部需求。光年跨越难题是人类科学的至高点。这个难题是有解的，人类现在可能已经解决了一小部门。

如果人类能决解百分之一的光年难题（即跨越1%的光年距离，即在太阳系内运动），人类的科技技术已经到了让人赞叹的田地了。现在人类到达约万分之一的水平（到达月球后再回来）。有没有可能让人类在有生之年，到达光年之外再回来的技术途径呢？根据2%的光速匀速往返一光年的距离需要100年。当前人类寿命是80岁上下，长寿的人能够到达120岁。

如果以后人类寿命延长到200岁，至少也要1%的光速。也就是说航行器到达光速1~2%是人类解决光年跨越较低的速度值。

当前的人类科技有没有什么人造航行器能够到达2%光速的呢？突破摄星（Breakthrough Starshot）是霍金有到场的可执行计划，虽然没有完成。但其工程设计速度是20%的光速。靠光帆驱动。

也就是说，到达2%光速以上的航行器是有可能被制造出来的。然而，突破摄星计划只能是无人航行器，要想实现载人航行，必须要有无工质推进方式。光帆是无工质推进的一种分支技术。

无工质推进技术在现在看来许多都是属于科幻性质的。好比最近几年新闻报道许多的电磁引擎EMdrive，轨道电磁发射，这些无工质推进的技术工程成熟水平为0。即基础的工程理论知识尚未建设。下面我们最近几年报道最多的EMdrive为例说明一下，在笔者看来现在存在一种无工质推进技术，可以帮人类解决光年跨越难题。

为了区分Roger Shawyer 发现的EMdrive。将本文所形貌的引擎称为lightyeardrive光年引擎。关于Roger Shawyer的EMdrive，电磁引擎千真万确的存在推力，但原理上却解释不通。其实可以用一种很简朴的方式解释，而且，这样的解释切合牛顿定律。

Emdrive只是光年引擎（LYdrive）的一种，光帆也是光年引擎的一种。在解释EMdrive的原理之前，我们先容一个物理界里的"精灵妖兽"1871年，他在《热理论》一书的末章《热力学第二定律的限制》中，设计了一个假想的存在物，即著名的"麦克斯韦妖" （Maxwell's demon）。在麦克斯韦构想中，麦克斯韦妖有极高的智能，可以追踪每个分子的行踪，并能分辨出它们各自的速度。

这个理想实验如下："我们知道，在一个温度匀称的充满空气的容器里的分子，其运动速度决不匀称，然而任意选取的任何大量分子的平均速度险些是完全匀称的。现在让我们假定把这样一个容器分为两部门，A和B，在分界上有一个小孔，在设想一个能见到单个分子的存在物，打开或关闭谁人小孔，使得只有快分子从A跑向B，而慢分子从B跑向A。

这样，它就在不用耗功的情况下，B的温度提高，A的温度降低，从而与热力学第二定律发生了矛盾"。而这个存在物就是"麦克斯韦妖"，小妖精掌握和控制着高温系统和低温系统之间的分子通道。它使用了分子运动速度的统计漫衍性质。因为凭据麦克斯韦漫衍，纵然是低温区，也有不少高速分子，高温的系统中也有低速度的分子，通过这样一个能够控制分子运动的小妖精，在两系统的中间设置一个门，只允许快分子从低温往高温运动，慢分子则从高温往低温运动，在"小妖"的这种治理方式下，双方的温差会逐渐加大，高温区的温度会越来越高，低温区的温度越来越低。

因为如果麦克斯韦小妖真的存在的话，那么我们就有可能造出违反热力学第二定律的第二类永念头。麦克斯韦妖用来解释EMdrive是最合适的，用一个比力恰当的比喻是，热能不能自发地从低温物体传导到高温物体，而冰箱却能实现了。冰箱违反了物理定论了吗？没有，同样EMdrive只是在另一个物理现象中的"冰箱"。

下面借助麦克斯韦妖的这只精灵，解释为什么EMdrive是切合所有物理定律的。凭据EMdrive现在网上找到论文，我作为一个大学本科结业的电气工程专业结业的工程技术人员，看到所有理论都是正确的，不管是Roger Shawyer 的最初发现原理说明，还是杨娟教授的实验论文，NASA的实验总结和网络上形形色色的说明。他们都是用完整的理论去叙述这个事情。

而他们所做的最大的错误在于，没有将公式推导限定在工程实例里。所以得出了夸大，进而造成错误的结论。就似乎将冰箱空调的制冷规模-20℃到100℃这个规模放到到绝对零度和核聚变中心温度一样，不只是得不到一个好的冰箱空调，还会造成人们以为冰箱空调是违反物理纪律的。

不行能实现的一种永念头。EMdrive的合明白释是，在麦克斯韦妖的技术上，外加一个磁场、电场、变化的电磁场、能势场（如重力场）或其他非物质的可以作用到崎岖速粒子的作用力（再无工质推进工况下是这样）。也可以加一个外在物质，作用于崎岖速粒子（如化学能加粒子的驱动、即化学火箭）。其中无工质推进中，使用这个原理推进的引擎，我在这里界说为LY引擎（lightyear drive）。

说到这里，大家可能明确了，类EMdrive的原理就是，通过不停折返微波，在腔体内形成一个很是稳定，有序的能势场，而且这个能势场相对于腔体粒子来说是一直是同一个偏向的。当腔体的粒子，被这个一个有序的能势场筛选。

腔体中的粒子就会被稳定地朝一个偏向加速或减速。从而到达无工质推进的。在Emdrive里，动量的守恒是一直被质疑的，他们认为动量在这个推进历程是不守恒的。

其错误认识源自对系统的划分上的错误，好比他们认为微波发生装置、电池、微波，波导和腔体都是一个整体。微波，及变化的微波都不能作为一个整体来思考。如果将微波量子化，粒子量子化。

整个EMdrive不能再既宏观又微观的情况下去讨论动量守恒。（这种错误只有非物理专业的人会犯，物理专业素养许多人还会给出更多的能量不守恒依据）。另有一个是物理知识较富厚的人如（教授、博士结业的，他们会通过公式推导来论证动量是否守恒。

但也是存在不少的错误）。为了淘汰人们对能量守恒，动量守恒的定论使用方式的错误。这里引入一个很是好明白的说法。

就是动量去了那里？动量就在腔体的粒子里。而这些粒子的动量可以通过热辐射释放到外部空间注①。

当腔体的粒子冷却下来，就可以继续一次选择性定向粒子加减速。从而到达无工质推进的可能。这种麦克斯韦妖+外部能量+稳定在粒子相对方位的电磁场对粒子有序选择性地加减速的方式。

及本文的所形貌的原理是可以通过实验来验证的。这个实验也是我一直想做，而没有物质基础去做的。这个装置很是简朴，使用一个优化的腔体（一定不会是EMdrive圆台形），腔体的材质是很薄的玻璃，在玻璃的某些部门可以掺杂一些特殊的元素。

这个玻璃腔体的外外貌足够平滑。使用电镀银、金或铜获得一个反射微波性能很好的共振腔。形成一个高强的变化磁场。从半导体微波发生器引出微波，经由波导到达腔体。

将能源、微波发生器、腔体、波导都放在一个温度极低的水或冰容器里。再将这个装满水和实验装置的容器放在一个磁悬浮小车上。

让这个实验装置在真空的情况下稳定地运行。如果磁悬浮小车能够定向移动。那么本文的解释是可以获得验证。

关于类EMdrive的驱动器应用。如果本文的形貌是可以行的，lightyear drive光年引擎的原理是可以行的。那么。不管这个气力是一千瓦1牛。

还是一千瓦1微牛。其最终都能资助人类解决光年跨越难题。也许，这里写不外是科幻。

那么我们科幻一下，如果人类实现了无工质推进，规模化的无工质推进。其科幻场景是什么样的呢？刘慈欣的流离地球将会是旅游地球。沧海桑田不再被叹息，斗转星移已是家常。

人类可以在每一个恒星周围安家。太阳系八大行星都是宜居星球。

人们可以把金星火星移到跟地球同一轨道，可以去木星运输氢气回来制造水。生命将会在银河系、整个宇宙伸张。这才是地球进化出人类的目的。智慧生命存在这个星球是有任务的。

请负担起每小我私家的责任。注①（我也实验过使用严谨的物理盘算公式来给出这个结论。

可是我从2010在广州csun从事无极UV灯市场调研时萌发使用麦克斯韦妖和无极灯原理制造无工质推进引擎的念头，到现在十年多的时间里，只能使用业余的时间来自学，用在lightyear drive上的时间不到1000小时，这样一篇论文对现在我来说仍是难题重重，希望在不久未来可以写出来）。

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