地心列车是理想或现实 牛顿早已预言

风中的自由 | 发表时间 2013-11-15 18:15:12
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  在科幻电影《全面回忆》中,地心隧道列车好像还是第一次出现在电影银幕上。其实地心隧道列车并不是什么新奇的想法,早在17世纪,英国科学家胡克就写信给牛顿,提出过这个设想,随后进入研究阶段,不过后来两人因为知识产权争议变成宿敌,他们视对方为寇仇再相见分外眼红。

       到了20世纪60年代,美国科学家保罗-库珀又发表论文,重新讨论地心隧道列车作为未来交通工具的可能性。那么,人类能否在不久的将来建造出地心隧道列车?实现此设想会遇到哪些技术难题?我们可以从两个角度来考虑。

  首先是几何学方面。我们都知道,在欧几里德几何学中,平面上的两点之间直线最短。但由于地球是圆球形的,而人类只生活在这个地球的表面这个二维球面上,因为二维球面的黎曼曲率不等于零,所以不是平坦的,因此在这上面两地之间最短的距离是一条圆心通过球心的劣弧——当然这最短距离也可以用微分几何学中的测地线方程求解出来。

地心列车科幻图

  其实这在日常生活中也几乎是常识了,比如我们坐飞机去美国的时候,飞机一般都是朝北极点飞行的,因为这样的飞行轨迹才可以在通过球心的截面上,这就是所谓“大圆”的测地线性质。再比如,中国和阿根廷之间正好隔着整个地球,无论向哪个方向走,从中国到阿根廷都要绕地球转半圈。可是,如果能挖一条通过地心贯穿地球的隧道,那么从中国到阿根廷的旅程似乎会短很多。

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