武 器-《三體前傳:球狀閃電》
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當我和林云走進那個國防光學研究所的實驗大樓時,立刻被門廳里的一張大幅照片吸引住了:照片上是一枝握在手里的手槍,巨大的槍口正對著攝影師,槍口內有紅色的火光,煙霧剛剛露出頭。照片最吸引目光的焦點是懸浮在槍口前方的一個球體,它表面光滑,呈黃銅色,那是從槍口中剛剛射出的子彈。
“這是我們建所初期拍攝的一張高速攝影照片,時間分辨率大約為十萬分之一秒,以現在的標準看嘛,只能算一般的快速攝影而不是高速攝影,達到這種標準的照相設備,現在你在任何一家專業攝影器材商店都能買到。”研究所的負責人說。
“那么,拍攝這張照片的烈士是誰?”林云問。
負責人笑了起來,“是一面鏡子,這是通過一個光反射系統拍攝的。”
研究所為我們召開了一個由幾名工程師參加的小型會議,林云首先提出了要求,她說我們需要使用超高速攝影設備,對方的幾個人都面露難色。
負責人說:“目前,我們的超高速攝影設備與世界水平還有一定的距離,設備在實際運行中還很不穩定。”
“先說明你們要求的指標,我們看情況再說吧。”一位工程師說。
我戰戰兢兢地說出了那個數字,“大約每秒鐘拍攝三千六百萬幅畫面。”
我本預料對方大搖其頭,沒想到這幾個人都啞然失笑,負責人說:“說了半天,你們要求的只是普通的高速攝影!二位對超高速攝影的概念是上個世紀五十年代的了,現在我們能達到的最高拍攝頻率是每秒四億幅畫面,世界最高水平是每秒六億幅。”
這可怕的數字讓我和林云目瞪口呆,我問:“什么樣的膠片能經得住這樣速度的圈動?!”
對方又笑了起來,一位工程師說:“現代高速攝影中膠片是不動的,動的是鏡頭:有的用旋轉反射鏡成像到膠片,有的采用變像管來傳遞和記錄瞬變的光學圖像,但像我們剛才提到的每秒上億幅的拍攝頻率,則是采用更復雜的技術。”
在我們放寬心后,負責人帶領我們參觀研究所。他指著一個顯示屏問我們:“你們看這像什么?”
我們看了一會兒,林云說:“好像一朵正在緩緩綻開的花朵,很奇怪,花瓣發光。”
負責人說:“所以說,高速攝影是最溫柔的攝影,它能把最暴烈的過程變得柔和輕盈。你們看到的,是一顆聚能爆破穿甲彈擊中目標時爆炸過程的記錄。”他指著“花朵”正中的一束明黃色“花蕊”說,“看,這就是爆炸形成的超高溫超高速射流,它正在切穿裝甲。這個拍攝頻率大約每秒六百萬幅。”
我們走進第二間實驗室,負責人說:“我們下面看到的,就是能滿足你們要求的高速攝影,拍攝頻率為每秒五千萬幅。”
在這幅圖像上,我們好像看到了一個平靜的水面,有一粒看不見的小石子落到水面上,先是激起了一個水泡,接著水泡破裂,細碎的液體向各個方向飛散開來,一圈圈水波在水面上擴散……
“這是高能激光束擊中金屬表面的圖像。”
林云好奇地問:“那些每秒上億幅的超高速攝影都拍些什么?”
“那些圖像均屬絕密,我當然不能讓二位看。不過我可以告訴你們,那種攝影經常拍攝的題材之一就是托卡馬克裝置中受控核聚變的過程。”
對雷球能量釋放的高速攝影很快進行了,試驗中宏電子將經過所有的十道閃電,因而將被激發到很高的能量狀態,其所含能量已遠大于自然雷電所激發的球狀閃電,這將使其能量釋放過程更明顯一些。被激發后的雷球進入靶區,靶區設置了形狀和材料各異的靶體,如正方形的木塊、錐形的塑料塊、金屬球、內部填滿刨花的紙箱子、圓柱形的玻璃等等,它們被放在地上一個個高低不同的水泥臺上,下面都鋪著一張雪白的紙,整個靶區看上去像是一個現代派雕塑展。雷球進入靶區后,將被一個阻尼磁場減速,在靶區中飄行,釋放能量或自行熄滅。高速攝影機就架在靶區邊緣,共有三臺,它們體積很大,結構復雜,如不說明誰也不會想到是一架攝影機。因為事先無法預知雷球能量打擊的目標,只好期望能碰運氣拍到那個目標。
試驗開始了。由于危險性很大,現場人員全部撤離,試驗的全過程由距實驗室三百米遠的一個地下控制室遙控進行。
從監視屏中看到,由超導電池中釋放出來的第一個空泡觸發了第一道電弧,監視系統的拾音器傳來了失真的嘩嘩聲,但閃電的巨響從三百米外的實驗室直接傳過來。被激發的球狀閃電出現了,在磁場的作用下緩緩前移,在途中又接連觸發了九道電弧,雷鳴聲不斷地從實驗室方向傳來。每觸發一道電弧,球狀閃電的能量就增加一倍,它的亮度并不隨能量的增加而增大,但色彩卻在變化:由暗紅變為橘黃、純黃、白色、鮮綠、天藍、絳紫,最后,這紫色的火球進入了加速區,在加速磁場中,它像被卷入了一條激流一樣,速度驟然增加,轉眼進入了靶區,立刻像被沖進了一個平靜的水池,速度緩下來,開始在靶標間悠然地飄行。我們屏住呼吸等待著,發生了能量爆發,一道閃光之后,實驗室方向傳來了一聲巨響,把地下控制室的幾個玻璃柜震得嗡嗡響。這次能量爆發把一個塑料錐體燒成了白紙上的一小堆黑灰。但操縱高速攝影機的攝影師報告說,這不是攝影機所對準的靶體,什么也沒拍下來。后面又接著發射了八個雷球,其中的五個發生了能量爆發,但其擊中的目標都不是三臺高速攝影機中任何一臺所對準的。最后一次能量爆發還擊中了一個放置靶體的水泥臺,把它炸塌了,紛飛的水泥塊把靶區搞得一塌糊涂,不得不暫停試驗,進入那充滿臭氧味的實驗室重新整理。
靶區重新布置好后,試驗繼續進行。宏電子一個接著一個地向靶區發射,三臺高速攝影機進行著捉迷藏似的拍攝。光學研究所的工程師們擔心他們那三臺攝影機的安全了,那是距靶區最近的設備。我們硬著頭皮把試驗做下去,終于在第十一次能量爆發的時候,捕捉住了一次靶體被擊中的圖像,這次被擊中的靶體是一個邊長為三十厘米的正立方體松木塊。這是球狀閃電能量的一次完美的演示:那個木塊被徹底燒成淺色的灰,這灰最初還保持著正立方體的形狀,但一觸就散了。把灰清理后,鋪在下面的那張紙光滑潔白如初,沒有任何燒痕。
當未被處理的高速攝影圖像被輸入計算機時,我們如按普通速度播放,它將長達上千小時,而真正記錄靶體被擊中過程的圖像只有二十秒鐘左右。當我們借助計算機從這上千小時的影片中把這二十秒鐘找出來時,已是深夜了。我們屏住呼吸盯著屏幕,看著這個神秘魔鬼被揭開另一層面紗。
整個過程用每秒二十四幀的正常速度播放有二十二秒長,能量爆發時雷球距木塊約有一點五米,這很幸運,使我們在畫面中能同時看到雷球和木塊。在頭十秒鐘,我們看到雷球的亮度急劇增大,再看看那個木塊,我們本期望看到它發出火光,卻吃驚地發現它在失去色彩變得透明,最后,它變得只能隱約看出一個正方體的輪廓,當雷球的亮度達到最大值時,那個正立方體輪廓也完全消失了。然后雷球的亮度開始減弱,這過程又有約五秒鐘,在這五秒鐘內,原來放木塊的位置空無一物!接著,那個透明的正立方體輪廓又在那個位置隱現,很快有了色彩變成實體,但呈灰白色,已是一塊正立方體的灰了。這時,雷球正好完全熄滅。
我們全都呆若木雞,過了好一陣才想起重放圖像。我們用慢速一格一格地放,當放到木塊變成那個透明輪廓時,我們定格圖像。
“它多像一個立方體的空泡!”林云指著那個透明輪廓說。
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