曲率驱动引擎是怎么一回事？人类能通过它突破光速吗？( 二 ) _曲率驱动的科学解释

为了能绕过牛顿第二定律与广义相对论，曲率驱动几乎成了我们唯一的救命稻草。三体中的曲率引擎三体给了一个物理原理类似的实验可以让曲率驱动变得通俗易懂。首先，折一只纸船，并在船尾穿一个孔，塞入一小块肥皂，再将船放到水中。因为肥皂溶解于水，降低了船尾的水面张力，小船则被前方较大的张力拉过去，小船会自动向前航行。
曲率驱动与此相似。像水面一样，时空也是凹凸不平的，一艘处于太空中的飞船，如果能够用某种方式把它后面的一部分空间烫平，减小其曲率，那么飞船就会被前方曲率更大的空间拉过去。曲率驱动不可能像空间折叠那样瞬间到达目的地，但却有可能使飞船以无限接近光速的速度航行。
你可以理解为飞船前方的时空弯曲得更厉害，后方的时空弯曲的则较少，因此飞船实际上会受到向前的引力，就像是被空间挤到前面去。飞船通过某种方式持续地"烫平"身后的时空，而被烫平的空间无法复原，这就形成了曲率航迹。不过我们还是要注意，小说与现实还是有一定区别。
实际的曲率驱动概念1994年，墨西哥物理学家明戈·阿尔库贝利首次提出了现实生活中曲率驱动的概念。提出创造一种波来改变空间的几何形体的方法，这种波可以让太空船前面的空间收缩，而太空船后面的空间扩张。前后所连成的轴向即为船想要航行的方向。
这艘太空船则可以在一个平坦的空间中乘着波移动，这个空间被称为"曲速泡" 。既然实际上船没有动，是时空发生了扭曲，由泡泡带着船走，而空间膨胀速度不受光速限制，所以广义相对论中对于物体速度不可超过局域光速的限制就派不上用场。由于无论是飞船本身还是上面的乘客都是处于同一个时空当中的，因此它们都会受到同样的引力，加速的时候自然不会产生过载。我们知道有质量的物质会扭曲时空，宏观上表现为引力。
因此如果想让空间带着飞船走，务必要逆转这个过程，进而需要一种拥有负质量的"奇异物质"，宏观表现为"斥力" 。曲率引擎的假想机制暗示了负的能量密度，因此需要奇异物质才能使用。所以如果正确性质的奇异物质并不存在，则曲率引擎就不能被建造出来。好消息是有实验证明这种物质确实存在。
负能量负能量是带有负压强的，而且被实验观测证实。更有意思的是，通过对宇宙的观测发现，在整个宇宙的尺度内，只有这些负压强的能量才能产生"万有斥力"的现象。1948年，荷兰物理学家亨利克·卡西米尔通过量子理论预言了一种负能量。想象一下，把两块中性金属片放在真空中，彼此平行，然后慢慢靠近。
常识告诉我们，因为是电中性，又没有气压存在，两块板之间不会存在什么相互作用力，但事实上，当它们靠近微米级的距离后，会出现吸引力。1958年，物理学家斯派纳在实验室率先观察到了这种力，证实了卡西米尔的预言。1996年物理学家们更测出了其精准数值。
在真空中，如果两块金属板的面积为1平方厘米，相距1微米，那它们之间的卡西米尔力约为10^-7N，大约等于一个直径半毫米的水珠所受重力。在亚微米尺度上，该效应导致的吸引力成为中性导体之间主要作用力。事实上在10纳米间隙上（大概是一个原子尺度的100倍），卡西米尔效应能产生1个大气压的压力。
卡西米尔最早对这种力的预言，其实是为了证明"真空不空" 。这意味着在微观世界中，真空是一片沸腾的量子海洋，各种虚粒子对不断产生又不断湮灭，不断产生正负能量，又湮灭归零。负物质仍在搜索阶段，但卡西米尔效应证明负能量的确是存在的。曲率飞船阿尔库贝利设计的最早期的曲率驱动概念包括一个足球形状的飞船，其周围是一圈大型的环状结构。
这一环状结构设想是用某种奇异的物质建造的，它可以让时空在围绕飞船的四周发生弯曲。对此，科学家们很快发现，想实现这种曲率驱动飞行将需要耗费极大的能量。为方便理解，要知道地球的质量所造就的时空扭曲仅提供了9.8m/s2的加速度，你可以想象接近甚至超越光速所需的时空弯曲，会需要耗费怎样的能量。
据估计，其能量需求几乎相当于将整个木星质量按照爱因斯坦质能方程全部转化之后所得到的能量。这等于是说曲率驱动是人类遥不可及的幻想。即便如此，研究依旧在继续。美国科学家哈罗德·怀特开始考虑，将围绕飞船的那个环状结构从原先的扁平状改为甜甜圈那样的"环形"，计算的结果显示这样一个装置的驱动所需能量仅相当于美国宇航局在1977年发射的旅行者飞船那样的质量按照质能方程转化得到的能量值。