最近一些科幻片上演，我都没看，所以不做评论，也不需要苛求科幻作家的科学素养。

但前几天看了科学院物理所一篇科普文：

物理博士生看《流浪地球2》是什么体验？

感觉问题很多。主要原因我觉得是物理学与航天工程，行星物理，恒星物理之类的学科相差很远，物理博士生知识储备不够，调研不足，因此有不少明显错误。因为是同行，所以在这里提出供大家讨论。一些地方我也没有仔细考虑，可能有错。

第一个问题是怎样加速才能让地球脱离太阳系。

文中说以第二宇宙速度11.2km/s向外发射物质，以加速地球。为什么那么小气，刚刚把物质发射出地球呢？文中没有说理由。我想当然是发射的能量效率与发射速度的平方成反比，发射速度越大，消耗能量功率越大。文中计算出来的功率，已经是不可接受的天文数字（4.6×10²¹W），当然要小一点好。

这里显然有一个问题，以第二宇宙速度发射出去的物质是不会离开太阳系的，会绕着太阳继续运行。这些物质绕一圈回到哪里呢？当然是它们刚离开地球的位置。按照设定，地球的加速不明显，那么这些物质，至少其中的很大一部分，最后又被地球俘获，不但做了无用功，反而会在地球上空形成一个很大的环，就像土星那样，严重影响后续操作。

有人可能会说，发射出去的东西会扩散掉。不是这样，扩散出去的任何东西，因为没有继续的推动，它们最后只受到太阳的引力，每个粒子的轨道最后又会汇聚到最后的发散点。这是大原则，不考虑太阳风等其它次要影响，否则我们就不会有周期性的流星雨了。文中没有说发射物质的形态，用块状方式发射最节省能量，比如轨道炮。如果要把石头加热成气体，并且加速到第二宇宙速度，还要额外消耗很多的能量。

这里应该还有一个概念错误。在地表附近以第二宇宙速度发射出去的抛射物，不会给地球带来一丝一毫的额外动量。如果不考虑太阳等其它星体，只考虑一个独立的地球，第二宇宙速度的定义是抛射物能够刚好摆脱地球引力的影响。也就是走到无穷远，或者粗略一点，很远，比如一亿公里时，抛射物的速度应该为零，或者说，与地球初始运动速度相同。发射这个操作只是把地球分成了两份，每份的运动状态相同。向任何方向发射都一样。也可以理解为，发射出去的物体，又不断被地球引力降速，它加速时传递给地球的额外动量，一点一点回到自己身上，也就是内力做功，不影响整体的运动状态。也可以用有效喷射速度的说法，第二宇宙速度对应的有效喷射速度为0。随着地球质量的下降，有效喷射速度才会慢慢大于0，形成推动，但仍然很小。

那么发射物质就至少需要以第三宇宙速度发射了。然而文中的算法仍然是不对的。因为以第三宇宙速度发射物质脱离太阳系，必须朝着地球前进的方向，也就是地球轨道的前向切线方向。朝这个方向发射物质，会导致地球减速，而不是加速。所以，要让地球加速，就必须背离地球运行方向发射。发射的物质要脱离太阳系，就必须反过来达到第三宇宙速度。第三宇宙速度是加上地球的公转速度才能离开太阳系的，反过来就要减去地球的公转速度，也就是必须达到16.7+30x2 =76.7 km/s。这个速度消耗的能量至少是文中计算值的40多倍，因为还有效率问题，加速到近80km/s比11.2km/s困难不止50倍。这里按照加速大块物质计算。如果要电离成等离子体，则能量效率更低。随着地球轨道不断远离太阳，抛射速度可以下降，但如果能量供应没有问题，时间才是更应该考虑的因素。

第二、“但对于太阳来说，这又只不过是它辐射功率的十万分之一。”地球接受到的太阳辐射能只有太阳辐射功率的二十亿分之一。十万分之一太阳功率等于两万个太阳同时照射地球，每平方米两万千瓦，地球还能存在吗？

第三、“氦核还可以继续聚变成碳、氮、氧等等，只不过后续的反应要求的压强和温度更高。“烧石头”也是类似”恒星中的碳氮氧循环聚变是氢聚变成氦的一条通道，还是氢聚变，质能转换效率仍然很高，跟“烧石头”重核聚变不是一回事。重核聚变，如果技术上可行，质能转换效率很低。

第四，“当今正在研究的聚变技术有三代，第一代以氘氚聚变为主，……第二代是氘和氦3融合，第三代是两个氦3融合”，没有这样的说法。氘氘聚变，氢硼聚变哪里去了？

第五，“每次在近日点点火”，既然时间那么宝贵，能量又那么多，为什么不全场加速呢？不在近日点，往后抛射导致轨道远日点更高，也是地球的总能量。

第六，“近日点速度大，所以速度增量效益高”也是没有道理的，因为你往后抛射的速度也必须增大。近日点总是会越来越远的，为什么不在一个更平缓的加速螺旋轨道上比较均匀地加速呢？难道为了更高效率的加速，我们应该每次离太阳更近吗？这样还怎么离开太阳呢？

第七，考虑到最后要达到1500km/s的速度，喷射物的速度至少是这一速度的好多倍，也就是至少要超过1万公里每秒，才会有足够的材料留给最后的地球。几十公里每秒的速度，地球会喷得地核都剩不下。假如工质远离地球时仍然有100km/s的速度（有效速度，这一速度已远远大于文中的第二宇宙速度），根据火箭公式，地球加速后的最终质量只有e^-15M0，也就是地球原始质量的约千万分之三。开着地球过去，最后剩一个王府井？挤不下啊！降速后，地球质量还剩下6亿吨。三十五亿人，也有两亿吨了。还有4亿吨，发动机也不够啊。如果按照文章中的数字，再加几倍达到全程15km/s的有效喷射速度。单程加速到500km/s，就只剩下两千万吨了。哪怕全是人，衣服都没有，也只能有三亿人了。不停抽签喷人？

喷射工质速度提高三个量级，能量消耗也要至少提高三个量级。后面附的文章中有一些估算。

……

没有一个严肃的科学家或者工程师会考虑“地球发动机”计划。那么怎样才能平缓地加速地球，让地球离开现有轨道，并且不在地球上造成大的灾难呢？

简单的做法是在地月体系外面，比如地球轨道前面一百万公里的地方（数字随便说的），利用月球上面的材料，制造一个巨大的球体，利用太阳能，或者聚变能，向后面高速发射物质(当然要绕过地球)，产生的反推力正好抵消地球和月亮的引力，从而不动地悬浮在地月系统的前面。该球体对地月系统的引力会持续加速地月体系，安静，平稳地将地月系统拖走，还能在地球远离太阳时带来额外的照明和能源。拖曳星球的质量可以根据执行情况一步一步，慢慢加大。牵引力大小可以通过调整与地月质心的距离，根据需要调整。由于拖曳星球质量最大不超过月球，而且比月球远，对地球的影响甚至察觉不到。地球人的正常生活可以完全不受影响。

这种引力驱动方法早有人提出过，用来拉走恒星，也是对付威胁地球的小行星的重要方案。科普作家不需要想象力，稍微了解一下专业，或者相关专业的研究人员看一眼，就可以知道该方案。

不过拖走派应该提前被地球派和飞船派联合消灭了。全世界那么多天文、航天方面的科学家，不会没有人提出该方案。该方案没有进入争论，说明该方案早被灭口了。看起来，在一个动不动你死我活的世界里，谁的方案更科学、对全人类更有利并不重要，吵架的哪一群人更有战斗力才重要。既然大家都不在乎别人和自己的死活，如何保护每一个人就不重要了，最后选择一条导致所有人灭亡的道路，也就很合理了。

相关：流浪地球的不合理之处

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