直徑5000千米，寬度320千米，厚度22.3千米，體積2.4億立方千米：這些都是“光環(huán)”的原始設(shè)定，其體積相當(dāng)于地球總體積的0.02%。此外，我們還假設(shè)了其大致密度——即5噸/立方米，據(jù)此，我們只差一個(gè)條件便能推導(dǎo)出重量：簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是“光環(huán)”中多少是純粹的空間，又有多少是設(shè)備和結(jié)構(gòu)?

  正如我們?cè)谟螒蛑锌吹降哪菢?，“光環(huán)”上有廣闊的空間供“先行者”居住，但同時(shí)也是一座超級(jí)武器和實(shí)驗(yàn)室。根據(jù)游戲中的畫面，不妨假設(shè)其中70%是空曠的。通過(guò)體積(2.4億立方千米)乘以密度，再乘以30%，我們能推算出“光環(huán)”的重量大約是3600萬(wàn)億噸——這又是一個(gè)怎樣的概念?一般認(rèn)為，地球的重量是60萬(wàn)億億噸——“光環(huán)”的重量，其實(shí)大約與0.006個(gè)地球相等。

  這也意味著，為建造一座光環(huán)，很可能改變一座星球的面貌。更令問(wèn)題復(fù)雜化的是，并不是什么星球上的材料都能用于“光環(huán)”建造。比如說(shuō)我們生活的太陽(yáng)系，土星和木星其實(shí)是一團(tuán)氣體，要想開(kāi)發(fā)利用很難，而地球、金星、水星等行星雖然擁有固態(tài)外殼，但能直接用于建造“光環(huán)”的材料也并不多，比如地核中的金屬就很難利用。換句話說(shuō)，用人類目前低下的生產(chǎn)力，需要將一個(gè)大陸的資源消耗殆盡，才能誕生如此驚人的工程——從這個(gè)角度說(shuō)，“光環(huán)”的確是宇宙級(jí)別的建筑奇跡，“先行者”的文明水平也是我們無(wú)法企及的。

  “極限星”的存在違背了宇宙定律!

  我們?cè)賮?lái)說(shuō)“光環(huán)”中的宇宙設(shè)定。在1代和2代中，一個(gè)比較著名的星球是“04號(hào)設(shè)施”所在極限星(threshold)，它圍繞著恒星Soell旋轉(zhuǎn)，外觀很像木星。事實(shí)上，有很多證據(jù)表明，極限星在設(shè)定上模仿了木星的參數(shù)：首先，它的直徑(214604千米)恰好是木星的1.5倍，同時(shí)，其成分也和木星一樣，都是氨氣和氫硫化銨——這些細(xì)節(jié)都是開(kāi)發(fā)者故意制造的，但弄巧成拙的是，在真實(shí)宇宙中，這樣的星球其實(shí)幾乎不可能存在。

  木星已經(jīng)代表了氣態(tài)行星體積的極限，換句話說(shuō)，比它質(zhì)量更大的“極限星”，幾乎不可能再以氣態(tài)行星的形態(tài)存在

  首先，木星已經(jīng)代表了氣態(tài)行星體積的極限，假如有體積是其1.5倍、成分相同的氣態(tài)行星，其重量大約是3.8倍，在引力作用下，它的構(gòu)成物質(zhì)一定會(huì)不斷向內(nèi)坍縮，直到實(shí)現(xiàn)的最終“穩(wěn)定”，在經(jīng)過(guò)上述變化之后，其尺寸反而會(huì)比木星要小，并呈現(xiàn)出不同于木星的外觀。

  同樣，假如極限星真的能以1.5倍于木星的體積存在，重量便不可能只是后者的3.8倍，而是20倍。這類天體被稱為“褐矮星”，其質(zhì)量在木星的12倍到84倍之間，如果再大，其內(nèi)核就會(huì)出現(xiàn)聚變反應(yīng)，進(jìn)而“升格”為恒星。早在1960年代，這種天體的存在便被科學(xué)們預(yù)言過(guò)，但人類觀測(cè)到它們的存在卻是在1995年。這顆褐矮星后來(lái)被命名為Teide 1，質(zhì)量是木星的55倍，但直徑只有木星的兩倍。如果靠近觀察，它也不會(huì)像極限星那樣呈現(xiàn)出棕色的外觀，由于發(fā)出的可見(jiàn)光非常少，在宇宙中，這些褐矮星的存在幾乎很難被肉眼察覺(jué)。

  從左至右依次為：太陽(yáng)、低質(zhì)量恒星、褐矮星、木星和地球，其中褐矮星上的紅色僅僅是為了讓你看清楚它的存在而已……

  對(duì)極限星來(lái)說(shuō)，最有趣的不只是尺寸和顏色，而是它只有一顆衛(wèi)星——基座星(Basis)。按照描述，基座星直徑超過(guò)1萬(wàn)公里，體積與6.5個(gè)地球相等。目前，但凡觀測(cè)到的氣態(tài)行星，衛(wèi)星通常比較小，數(shù)量則比較多：比如木星有36顆衛(wèi)星，土星有48顆，這是由于它們遠(yuǎn)離恒星，且引力較強(qiáng)所致。唯一行得通的解釋是，之前，其它衛(wèi)星也許存在，但其中一部分在“先行者”建造“光環(huán)”中消耗掉了;而另一部分則因?yàn)橛绊憽肮猸h(huán)”的運(yùn)轉(zhuǎn)而被清理殆盡。

  “光環(huán)”不怕小行星撞擊嗎?

  在Installation 04上，先行者建造的人工智能“343引導(dǎo)者”會(huì)向你透露，這一太空建筑存在了101217年，這也意味著，在漫長(zhǎng)的歲月里，它肯定有小行星和太空碎片撞擊的風(fēng)險(xiǎn)。比如說(shuō)美國(guó)的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡，從2002年升空至今，它在不到15年內(nèi)就遭遇了近千次撞擊，同樣，作為空前絕后的人造天體，“光環(huán)”也不可能擺脫撞擊的危險(xiǎn)。

  “光環(huán)”最致命的一次撞擊恰恰來(lái)自“秋風(fēng)之墩”號(hào)

  頗具諷刺的是，其中最重的一次撞擊恰恰發(fā)生在游戲中，為避免洪魔擴(kuò)散，士官長(zhǎng)遙控“秋風(fēng)之墩”號(hào)與其同歸于盡——既然“光環(huán)”并非堅(jiān)不可摧，那么是什么保證了它的安全?對(duì)此，粉絲會(huì)告訴你是：在建造之初，“先行者”們就為它安裝了保護(hù)力場(chǎng)。然而，無(wú)論在士官長(zhǎng)的救生艇?？繒r(shí)，還是最終被引爆時(shí)，這種力場(chǎng)都沒(méi)有表現(xiàn)出來(lái)。

  其實(shí)，唯一可能的解釋是：“先行者”對(duì)極限星周圍的軌道進(jìn)行了清理，從而制造了一個(gè)安全的環(huán)境，這也可以說(shuō)明為何極限星的衛(wèi)星只有“基座星”一顆——然而，就在即將自圓其說(shuō)的時(shí)候，開(kāi)發(fā)商突然推翻了這一設(shè)定。

  2009年，開(kāi)發(fā)商Bungie在《光環(huán)故事圣經(jīng)(Halo Story Bible)》中寫道，基座星只是12顆衛(wèi)星中的一顆，這就等于自己制造了悖論。不僅如此，如果分析基座星本身，也會(huì)發(fā)現(xiàn)不少奇怪的問(wèn)題。

  靠近準(zhǔn)星的就是“基座星”

  首先，作為行星的衛(wèi)星，它太龐大了，直徑達(dá)到了24838千米，是地球的兩倍，這在宇宙中非常罕見(jiàn)。不僅如此，極限星之類的超級(jí)行星通常會(huì)釋放能量。這里的還拿木星為例，如果地球人真能看見(jiàn)木星的磁力層，盡管距離比月球遠(yuǎn)了1700倍，但它看起來(lái)仍比滿月大上5倍。如此龐大而密集的磁場(chǎng)產(chǎn)生了電子，讓它們沿磁場(chǎng)線高速運(yùn)動(dòng)，其中一些電子甚至在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速到光速，從而產(chǎn)生致命的輻射：假如有生物登上了木星最主要的衛(wèi)星——木衛(wèi)一，幾分鐘內(nèi)就將因輻射死去。同樣，像極限星這樣的、由甲烷構(gòu)成的行星，也會(huì)有類似的物理學(xué)特性。出于這個(gè)原因，《光環(huán)》第二部第6關(guān)原本計(jì)劃發(fā)生在“基座星”上，但為了讓設(shè)定符合科學(xué)常識(shí)，因此這一關(guān)最終改到了“極限星”周圍的氣礦附近。

  不僅如此，和地球一樣，木星及周圍的衛(wèi)星還暴露在另一種致命的粒子流之下，它就是太陽(yáng)風(fēng)。但幸運(yùn)的是，地球磁場(chǎng)的存在——這些高能粒子在磁力作用下發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。從今天人類發(fā)射的空間站，到先行者的“光環(huán)”，要想保證安全，都需要用磁場(chǎng)對(duì)太陽(yáng)風(fēng)進(jìn)行屏蔽。由于電線繞一圈能產(chǎn)生磁場(chǎng)，因此這不是什么尖端技術(shù)。真正的挑戰(zhàn)在于，如何讓磁場(chǎng)遍布“光環(huán)”471萬(wàn)平方千米面積的每一個(gè)角落。想想把美國(guó)鋪滿電線的景象，僅這一點(diǎn)就讓人不寒而栗。

  在《光環(huán)》上，子彈不按直線飛行?

  在介紹了“光環(huán)”所處的宇宙之后，我們進(jìn)入下一個(gè)問(wèn)題：“光環(huán)”上有著怎樣的重力情況?在故事發(fā)生的2550年代，人類則要借助太空船的旋轉(zhuǎn)，用離心力模擬重力——與星盟的人造重力技術(shù)相比，后者可謂相當(dāng)原始，但耐人尋味的是，它也是“光環(huán)”上的重力來(lái)源。

  這一設(shè)定并不是因?yàn)椤跋刃姓摺眰儧Q策失誤，而是制作組在向《環(huán)形世界》致敬，在一篇闡述設(shè)定的文章中，作者拉里·尼文做了這樣的解釋：“(與其它太空建筑相比)，建造環(huán)形世界還有不少好處：只要保證高速旋轉(zhuǎn)，它就能用離心力制造出與地球相同的重力?！痹谠O(shè)定中，“光環(huán)”的重力水平與地球非常接近，即9.8G，而對(duì)這座直徑5000千米的太空建筑來(lái)說(shuō)，要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，需要其轉(zhuǎn)速達(dá)到11.2千米/秒，每1小時(shí)15分鐘就要自轉(zhuǎn)一次，每天要旋轉(zhuǎn)19.2次。

  由于“光環(huán)”上有模擬引力，因此從理論上說(shuō)，上面不少物理現(xiàn)象都與地球相似。然而，為了刻意展示“外星環(huán)境”，《光環(huán)》游戲中出現(xiàn)了不少穿幫的場(chǎng)景?！豆猸h(huán)：戰(zhàn)斗進(jìn)化》第二關(guān)中，有這樣一個(gè)場(chǎng)面，瀑布上的水呈鈍圓的軌跡落向地面，這一點(diǎn)違反了科學(xué)原理。

  綠色拋物線為“光環(huán)”上的水滴下落軌跡

  在上圖中，展示了在相同的情況下：一滴水在地球和“光環(huán)”上落地的軌跡。在這里，我們假定瀑布有305米高，且水流的流向與光環(huán)的自轉(zhuǎn)方向相同，不難發(fā)現(xiàn)，水的落點(diǎn)只會(huì)比地球偏兩米——觀察者幾乎感受不到其中的區(qū)別。

  左側(cè)和右側(cè)分別為：向“光環(huán)”自轉(zhuǎn)相反和相同方向開(kāi)火時(shí)，一枚炮彈的飛行彈道

  但在同樣的環(huán)境下，遠(yuǎn)程武器受到的影響無(wú)疑更大。讓我們假設(shè)一輛“天蝎”坦克發(fā)射了一枚超高速炮彈，在地球上，無(wú)論發(fā)射方向如何，這枚炮彈都將沿一條相同的軌道飛行，但“光環(huán)”上情況就不同了。在上面展示的，正是在假定在引力與地球相近的“光環(huán)”上，一枚炮彈的飛行軌跡，假定其炮口初速是1000米/秒，紅、綠、藍(lán)、黑四條線段分別展示的是炮口仰角為30、45、60和90度時(shí)炮彈的飛行彈道。其中，右半部分展示的是開(kāi)炮方向與“光環(huán)”自轉(zhuǎn)方向相同時(shí)的情況，而左半部分展示的是與“光環(huán)”自轉(zhuǎn)方向相反時(shí)。此時(shí)，我們可以看到，和地球的情況不同，炮彈在垂直射入天空后并沒(méi)有墜向原地——在快速自轉(zhuǎn)的作用下，它落在了18公里外的地方。同樣，炮彈朝不同方向發(fā)射，也將擁有不同的飛行軌跡：假如朝與光環(huán)自轉(zhuǎn)相同的方向開(kāi)火，炮彈將獲得更高的發(fā)射速度，但射程更近;如果相反，其飛行速度將變慢，但射程會(huì)變遠(yuǎn)。

  幸運(yùn)的是，《光環(huán)》中大多數(shù)戰(zhàn)斗都發(fā)生在近距離，且采用的是高能粒子武器，它們基本不會(huì)受到離心力的影響。

  這種情況下，只有計(jì)算機(jī)能根據(jù)“光環(huán)”自轉(zhuǎn)的速度和開(kāi)火方向等數(shù)據(jù)，推算出正確的彈道。這些在《光環(huán)》的設(shè)定中也有所展現(xiàn)。游戲第一部中，士官長(zhǎng)的突擊步槍上就有一個(gè)類似羅盤的裝置，指針指向極限星(但其實(shí)指向“光環(huán)”的自轉(zhuǎn)方向更合適些)。在光環(huán)的自轉(zhuǎn)方向確定的情況下，步槍上的微處理芯片很容易根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算出正確的瞄準(zhǔn)方向和子彈落點(diǎn)。

  步槍瞄準(zhǔn)鏡上的箭頭指向了極限星

  人類無(wú)法駕駛飛船靠近“光環(huán)”?

  假如你駕駛宇宙飛行器，該如何與“光環(huán)”對(duì)接?然而，按游戲的設(shè)定，即使有計(jì)算機(jī)的輔助，你想靠上光環(huán)都非常困難。以04號(hào)光環(huán)為例，它首先在以每小時(shí)超過(guò)20000公里的速度圍繞極限星運(yùn)動(dòng);同時(shí)，為制造人工引力，它又在以11.2千米/秒(即40320公里/小時(shí))的速度自轉(zhuǎn)，這需要一系列復(fù)雜的對(duì)接程序。不僅如此，操縱者還要面對(duì)另一個(gè)危險(xiǎn)因素——它就是“光環(huán)”表層的空氣。

  救生艇能在“光環(huán)”上的“硬著陸”其實(shí)是不幸中的萬(wàn)幸……

  拉里·尼文對(duì)“環(huán)形世界”的描述是：“環(huán)形世界甚至不需要屋頂，只要讓墻達(dá)到幾千英里的高度，并且對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)，那么將不會(huì)有空氣從邊緣泄露，同時(shí)將保障所有人的生活。”而“光環(huán)”的設(shè)計(jì)也與之相似。為確保順利著陸，飛行器必須以每小時(shí)超過(guò)20000公里的速度不斷靠近，但這意味著，當(dāng)其切入光環(huán)內(nèi)部的空氣時(shí)，遭遇的空氣阻力會(huì)轉(zhuǎn)化成熱能，同時(shí)還會(huì)遭到各種氣流擾亂，考慮到士官長(zhǎng)的救生艇導(dǎo)航設(shè)備可能不全，它能在“光環(huán)”上著陸實(shí)在是一種奇跡。

  最后的話

  由于篇幅所限，本文只能到此結(jié)束，但需要坦承的是，其中的內(nèi)容，不過(guò)是天文學(xué)與物理學(xué)的冰山一角而已。從武器設(shè)定到自然景觀，《光環(huán)》的知識(shí)足以寫一本書(shū)，它們體現(xiàn)于不經(jīng)意中，卻無(wú)時(shí)無(wú)刻不蘊(yùn)藏著深刻，而這也正是科學(xué)的神奇之處。

  但愿本文的內(nèi)容，能引起讀者對(duì)《光環(huán)》和科學(xué)本身的興趣。