宇宙實在是太大了。距離太陽最近的恆星系也在4光年之外。以現在的化學火箭技術，到達最近的比鄰星要五萬年以上。其實別說去比鄰星，就是遨遊太陽系，用化學火箭都很難。理論上來說，核聚變火箭能把飛船加速到光速的百分之五左右，即便如此到達比鄰星也要一百年的時間。這就是為什麼科幻片裡要有人類休眠技術，畢竟旅行時間太長了。

旅行到比鄰星的時間

當然，有些科幻片較為激進，比如《星際迷航》（

Star Trek

）裡，就使用曲率引擎，能以超光速進行星際航行。還有一些科幻電影採用了蟲洞的概念。蟲洞能連結不同的時空，也就是所謂的時空隧道，相當於抄近路到達。比如電影《星際之門》（

Stargate

）就有這樣的設定。

電影《星際迷航》中企業號（Enterprise）開啟曲率引擎的場面

這裡要解釋一下，同為超光速技術，曲率引擎和蟲洞的不同。當你處於曲率引擎驅動的飛船裡，你還處於正常的時空當中，能和外部世界發生聯絡。假如飛船前面有一顆隕石沒有躲開的話，你的旅行就結束了。而蟲洞則相當於打開了高維空間的維度，進入另外一個時空。在蟲洞中你是沒法和我們通常所在的世界發生聯絡的。最近，接連有德國科學家在曲率引擎和蟲洞方面做出了突破，讓這兩個概念具備了變成現實的可能性。在討論德國科學家的進展之前，讓我們先檢視一下超光速的概念。

電影《星際之門》中的蟲洞

有人或許對科幻電影中這些超光速旅行的概念嗤之以鼻，認為“幻”多於“科”。但實際上，無論是曲率引擎還是蟲洞，從理論上都沒有違反愛因斯坦的相對論，或者說這些概念其實都是成立的。

愛因斯坦的相對論公式

我們都知道，愛因斯坦的相對論，要求所有的物體運動及資訊傳遞，不能超過光速。所有靜止質量為零的物體以光速運動能量將為無窮大，因此只能接近光速不可能達到光速。那麼超光速旅行為什麼又是可能的呢？這屬於自相矛盾嗎？首先我們要澄清一下，愛因斯坦相對論中的光速限制到底是怎麼一回事。

相對論中的觀察者與參照系

在相對論體系下，要求有參照系和測量者。在測量者的鄰域中，其觀測到的物體運動或資訊傳遞不能超過光速。但在宇宙中，超光速事件也是實實在在地存在著的。比如量子糾纏的速度，其下限超過光速一萬倍以上。當然，量子糾纏並不能傳遞資訊，因此沒有違反相對論

大爆炸之後發生了宇宙的暴漲

再有，當宇宙大爆炸發生之時，有個暴漲階段，在大爆炸發生10-35秒之後，大約10-32秒的時間內，宇宙膨脹了1026倍，速度遠超光速。但這也不違反相對論，因為這是空間的膨脹，並不是物體的運動。總之，超光速事件的發生與相對論並不矛盾。

《星際迷航》

曲率引擎其實是個相對古老的概念了，最早由美國科幻小說家約翰·坎貝爾於1957年的小說《太空島》（

Islands of Space

）中提出。1965年起上映的電視劇《星際迷航》採用了這個概念。到了1974年，正在攻讀博士學位的墨西哥物理學家阿庫別瑞受到《星際迷航》情節的啟發，思考能否真的設計出曲率引擎。因此，曲率引擎的概念，可以說科幻先行，科學跟上。

阿庫別瑞引擎造成空間壓縮與擴張

阿庫別瑞的想法很簡單，就是壓縮飛船前面的空間，同時擴張飛船後面的空間，飛船本身還是以低於光速的速度飛行。按照相對論，空間是可以扭曲的。壓縮了飛船前部的空間，等效於減少了飛行的距離，看起來就是超光速了，其實飛船本身的飛行速度並沒有超光速。

暗能量造成了宇宙的膨脹

想法雖好，但問題在於，如何實現對空間的壓縮。按照阿庫別瑞的推導，需要利用“負能量”（negative energy）。那麼這個“負能量”又是什麼呢？在一些物理學模型裡，“負能量”被用來描述我們常說的暗能量，正是暗能量造成了宇宙的膨脹，因此可以利用負能量來實現對空間的壓縮與擴張。但是問題在於，暗能量本身就是未經證實的概念，負能量是不是真的存在還不知道呢，更不要說如何利用負能量。在負能量無處可尋的情況下，阿庫別瑞引擎只能是一種理論上的可能，不具備實現的條件。

德國哥廷根大學的埃裡克·楞次博士

就在前不久，德國哥廷根大學的物理學博士埃裡克·楞次（Erik Lentz）發表了一篇論文。他發現，阿庫別瑞推匯出來的引擎，其實只是空間壓縮的一種特殊實現，相當於線性壓縮。如果把壓縮模式改成雙曲線（hyperbolic），則所需能量就變成正的了，無需負能量，從而具備了實現的可能性。不僅如此，他還提出了使用等離子體（plasma）和電磁場來實現空間壓縮。

曲率引擎

理論上的可行性問題解決了，曲率引擎能實現嗎？假如構建一個直徑100米的空間，在其外部實現空間壓縮與擴張，按照楞次的推導，需要的能量相當於100個木星質量，或者十分之一太陽質量。你覺得這麼大的能量是多還是少？反正遠超人類目前能達到的水準。

曲率引擎飛船中的景象

但不管怎麼說，楞次的工作將曲率引擎從概念到現實推進了一大步。這說明在曲率引擎的實現方式上還有很多空間可以探討，或許能找到更省能量的曲率引擎實現模式。假如在不遠的未來將能量需求降低到核聚變的水平，則曲率引擎就變得可望可及了。

蟲洞

無獨有偶，最近德國奧爾登堡大學的何塞·布拉茲開茲-薩爾賽多博士發表了一篇文章，聲稱可以用正能量來實現蟲洞，而這之前的蟲洞實現方式也需要負能量。正像歷史上多次發生過的那樣，很多重大發現由不同的人在相近的時間點做出。這說明超光速旅行確實在朝向靠譜的方向發展。目前埃裡克與何塞已經開始聯絡，看看未來能否聯手實現更多進展。

《星際迷航》中的鳳凰號是第一個試驗曲率引擎的太空船

按照《星際迷航》設定，第一次曲率引擎的測試發生於2063年，在這之前發生了第三次世界大戰。到了24世紀，曲率引擎成了星際航行的標準模式。讓我們鍛鍊好身體，爭取活到2063年，看一看《星際迷航》這部神劇，能否也是科技發展的神預言。