第一篇：相对论性旅行是完全荒谬的
“射电天文学与太空通信”（爱德华·M·珀塞尔）
作者珀塞尔曾在哈佛大学物理系任职，是1952年诺贝尔物理学奖得主之一。他是射电天文学的先驱，首次探测到了著名的银河系中性氢发出的21厘米射电发射线，还因发现核磁共振而受到赞誉。
珀塞尔的这篇论文的大部分内容并无争议，主要解释了当时射电天文学的一些新发现。但在题为“太空旅行”的章节中，珀塞尔对人类有朝一日将能够以接近光速前往恒星的说法进行了探讨。他指出：“火箭的性能几乎完全取决于推进剂喷出的速度”，因此（以下是原文强调部分）：
力学的基本定律——在此情况下是相对论力学，但依然是力学的基本定律——在理想情况下不可避免地规定了火箭初始质量和最终质量之间的某种关系......这仅仅是根据动量守恒、能量守恒以及质能关系推导得出的，别无其他因素。
对于我们的飞行器，显然我们会希望使用一种排气速度非常高的推进剂。先不考虑所有实际问题，在我的第一个设计方案中，我提议使用理想的核聚变推进剂......我将以100%的效率把氢燃烧成氦；通过未指明的方式，我会将氦以从火箭视角看等同于整个质量变化的动能从后部喷出。在核聚变方面，这已经是最佳情况了。我们可以很容易地算出排气速度，大约是光速的1/8......要达到0.99倍光速，我们需要的初始质量是最终质量的10亿多倍。
初始质量是最终质量的10亿多倍？！实际上，确切数字是1.6×10^9。所以在理想情况下，即便你以某种方式掌握了100%效率的核聚变技术，并且能够按照自己的选择控制和引导能量，你每运送1吨有效载荷仍需要16亿吨燃料！可以肯定的是，在我们的太阳系或其他任何地方，都从未建造过，也永远不会建造出这样的火箭。因此，珀塞尔已经毫无疑问地证明了，所有利用核聚变推进达到接近光速的提议都是完全荒谬的。
但假设能找到其他更具能量的反应呢？核裂变产生的排气速度比核聚变还要低，所以就更不可行了。是否存在比核聚变更具能量的反应呢？珀塞尔也给出了一个假设：
这里不需要畏首畏尾，所以让我们迈出终极一步，改用完美的物质-反物质推进剂......由此产生的能量会使我们的火箭获得大约光速的排气速度。这使得情况大为改观。要达到99%的光速，初始质量与最终质量之比只需14就够了。
这听起来好多了。如果我能“以某种方式”获取足够的反物质，“以某种方式”储存它，“以某种方式”控制它与物质的反应，并“以某种方式”将产生的能量导向我想要的方向，那么我每运送1吨有效载荷只需7吨物质和7吨反物质。这听起来几乎是可行的。但珀塞尔指出，这只能给你一张离开银河系的单程票：当你到达目的地时，你没有办法减速并停下来。所以要在到达目的地时停下来，燃料与有效载荷之比需要达到196。而且如果你有朝一日想返回，除非你知道目的地有一个方便的物质-反物质加油站，否则你需要再次将这个比例平方，得到燃料与质量之比将近40000。
而且即使你能“以某种方式”建造出这样一辆飞行器，你的问题也还没有结束。珀塞尔指出：
如果你以99%的光速在我们的银河系中飞行，即使在“空旷区域”，每立方厘米也含有1个氢原子，对你来说，这些氢原子看起来就像60亿伏特的质子，它们以大约每平方米300个宇宙线粒子加速器产生的电流向你袭来。所以在你着手解决与火箭发动机相关的屏蔽问题之前，你还有一个小小的屏蔽问题需要解决。
此外，
为了达到所需的加速度，我们的火箭在旅程开始时将不得不辐射出大约10^18瓦特的能量。这比地球从太阳接收到的总功率还要多一点。但这不是阳光，而是伽马射线。所以问题不是要屏蔽有效载荷，而是要屏蔽地球。
嗯，这太荒谬了，你可能会这么说。这正是我的观点。这确实很荒谬。而且要记住，我们的结论是由力学的基本定律强加给我们的。
根据以上的分析，关于相对论性旅行的可能性，无需再多说什么了——珀塞尔已经证明它是完全荒谬的。然而，珀塞尔在论文结尾证明了利用无线电波进行星际通信是完全可行的。他的结束语是：
所有关于穿着太空服在宇宙中旅行的这些事——除了我尚未讨论的局部探索——都应该回到它原来的地方，也就是麦片盒上。
不同文明之间进行通信的唯一手段似乎是电磁信号
第二篇：“太空旅行的一般限制”（塞巴斯蒂安·冯·霍尔纳）
冯·霍尔纳是一位德国射电天文学家，在早期关于搜寻地外文明计划（SETI）的讨论和提议中颇具影响力。在这篇文章中，他探讨了太空旅行推进方面的物理困难，包括珀塞尔未涉及的一些可能性。
冯·霍尔纳考虑了离子推进技术，但得出结论：
与相对简单的燃烧设备相比，核反应堆以及产生强大离子推力所需的所有设备都极其复杂且庞大，目前利用反应堆达到燃烧火箭已经达到的P（发动机功率与质量之比）值是没有希望的。
冯·霍尔纳还考虑了为火箭设置一个巨大的“勺形”或漏斗状装置以便在飞行过程中自行获取燃料（收集银河系中的氢）的提议。但他指出星际物质密度极低，
为了在前往5.6秒差距外目标的旅行中收集1000吨物质（是一枚阿特拉斯火箭燃料的10倍），需要一个直径100公里的漏斗；我们将排除这种可能性。
在经过几页与珀塞尔论文内容大致相同的方程式推导后，冯·霍尔纳得出结论：
无法避免这些（对功率的）要求，而且绝对没有希望满足它们......太空旅行，即使在最遥远的未来，也将完全局限于我们自己的行星系统，对于任何其他文明，无论其多么先进，也会得出类似的结论。因此，不同文明之间进行通信的唯一手段似乎是电磁信号。
“对不明飞行物进行科学研究”的可信度造成了致命打击
“不明飞行物的物理学与形而上学”（威廉·马科维茨）
马科维茨是一位出生于奥地利的天文学家，曾在美国海军天文台工作，还在宾夕法尼亚州立大学和马凯特大学教授天文学和物理学。他是将原子钟用于天文学的先驱，专长于精确时间测量问题。
在这篇论文中，马科维茨写道：
亚里士多德在“物理学”标题下论述自然现象，接着又有一个叫“形而上学”或“超越物理学”的部分。我在这里采用类似的方法。首先，我考虑在遵循物理定律的情况下不明飞行物的物理学问题。之后，我再考虑不遵循物理定律的情况。要研究的具体问题是不明飞行物是否受外星生物控制。
就物理定律而言，他关注的只是那些最简单、最广为人知的定律，如运动定律、万有引力定律、能量守恒定律以及狭义相对论的限制条件。他指出了一个明显但很少被注意到的问题：“除了螺旋桨和气球的作用方式外，航天器只能通过喷出物质来产生推力。”而使用螺旋桨或气球的是航空器，不是航天器。
不明飞行物有时被报道会着陆，然后再次起飞。那么，
如果一艘外星航天器要无损着陆然后再次起飞，它必须能够产生略小于其着陆重量的推力......如果利用核能产生推力，那么地面应该会被加热到85000摄氏度，并且应该能检测到相当于原子弹产生的核衰变产物的量。但这些情况都没有发生。因此，如果物理定律是有效的，那么已公布的不明飞行物着陆和起飞的报道就不是关于受外星生物控制的航天器的报道。
我们可以通过赋予外星生物各种神奇的特性来使不明飞行物的报道与外星生物控制的说法相协调。这些特性包括“瞬间移动”（物质体在行星和恒星之间的瞬时移动）、创建“力场”来驱动宇宙飞船以及无反作用力推进。最后这种情况就好比一个人能靠自己的鞋带把自己提起来。任何人如果愿意都可以接受这些神奇的特性，但我不能。
对于当时那些关注由J.艾伦·海尼克和雅克·瓦莱所倡导的“对不明飞行物进行科学研究”这一提议引发的争议的人来说，马科维茨这篇文章的“潜在动机”是显而易见的。前一年，海尼克在《科学》杂志上发表了一封信，辩称不明飞行物值得进行科学研究（《科学》154卷，第329期，1966年）。
马科维茨仔细列举了海尼克及其同事在关于不明飞行物的陈述中自相矛盾的几个例子。例如，在《科学》杂志的那封信中，海尼克写道：“一些非常出色、最连贯的报告来自受过科学训练的人。”但马科维茨指出，海尼克在1964年《大英百科全书》的文章中却写道：“航天器应该向偶然的观察者暴露自己，同时巧妙地避开受过训练的观察者的检测，这似乎是不合理的。”
马科维茨还指出，瓦莱1966年的著作《对科学的挑战》介绍了1948年飞行员奇利斯和惠特德那次著名的目击事件，他们在驾驶DC-3飞机时报告了与一个巨大金属物体的近距离惊险遭遇；“但该书没有提到海尼克在1964年4月30日给空军的报告中已将该物体明确认定为无疑是一颗流星......这个遗漏很奇怪，因为海尼克为《对科学的挑战》写了前言。”
马科维茨仔细指出的这些及其他自相矛盾之处表明，海尼克/瓦莱关于不明飞行物的论证完全缺乏学术严谨性。马科维茨揭露了真实的海尼克：杂乱无章、优柔寡断且困惑不解。这一在经过同行评审的《科学》杂志上发表的揭露内容，对海尼克所提议的“对不明飞行物进行科学研究”的可信度造成了致命打击。过去有，现在也仍然有少数科学家认真对待海尼克的不明飞行物理论，但他们一直是极少数。
关于“虫洞”
正如我们上面看到的，一些星际旅行理论家非常清楚，按照常规方法从A点到B点的那种旅行方式来实现星际间的访问基本不可能实现。因此，他们假设了一些更容易到达星际目的地的方法，那就是或许我们可以扭曲空间。地球和仙女座星系之间的距离是200万光年。但如果我们可以扭曲空间，让它们的距离远小于此呢？假设有一个虫洞，一端在我们现在所在的地方，另一端在我们想去的地方呢？
旧金山的“波希米亚物理学家”杰克·萨尔法蒂撰写了一些论文，声称虫洞不仅可以用于穿越空间，还可以穿越时间。他认为不明飞行物是真实存在的，它们是通过虫洞从其他地方或时间来到我们这里。
然而不幸的是，一个能够实际被穿越的虫洞，即所谓的可穿越虫洞，只有在能够使用具有负能量密度的奇异物质来稳定它们的情况下才有可能存在。尽管许多物理学家，如斯蒂芬·霍金、基普·索恩等人认为，卡西米尔效应是自然界中存在负能量密度的证据，但物理学家们至今尚未发现任何自然过程会在广义相对论的背景下自然形成虫洞（尽管量子泡沫假说有时被用来暗示微小的虫洞可能会在普朗克尺度上自发地出现和消失，并且这种稳定版本的虫洞已被提议作为暗物质的候选者）。也有人提出，如果在大爆炸时期出现了一个由负质量宇宙弦撑开的微小虫洞，它可能会通过宇宙膨胀被放大到宏观尺寸。
所以，虫洞在理论上是可能存在的东西，尽管它们实际存在的可能性坦率地说极其可疑。没有理由认为它们会自然形成，也没有观测证据表明它们确实存在（不像黑洞）。即使它们确实存在，也可能只存在于普朗克尺度（亚原子量子尺寸）。
而且即使可穿越虫洞在自然界中存在，我们似乎仍然面临着难以克服的一系列问题：如何找到虫洞？如何确定它们是否稳定？如何知道它们的目的地在哪里？如果我们进入一个虫洞，是否有可能返回？还有一个简单的问题，就是如何到达虫洞的入口。如果一个虫洞在我们的太阳系附近，我们早就会检测到它对扭曲空间的干扰效应了。而如果它远离我们的太阳系，我们就需要发展星际旅行技术来到达虫洞的入口，这这种技术似乎又不存在！
那么，我们能创造一个虫洞以便从我们所在的地方到达我们想去的地方吗？也许在理论上可以。但创造一个虫洞的实际方法无疑会是这样的：取100个太阳质量，在100万度下烘烤10000年；加入100个太阳质量的具有负能量密度的奇异物质，将混合物从所需的源点拉伸到目的地；最后一步，让其冷却100万年。
所以，将虫洞作为一个方便的交通网络，以便前往宇宙中我们想去的任何地方的想法，似乎也是极其不切实际且异想天开的。虽然不能完全宣称它“不可能”，但宣称它是现实的人最好有非常确凿的证据证明这种东西确实存在。
绝望吗？不一定
按照上面所有讨论的来看，人类似乎在实现星际旅行这件事情上非常绝望。我们现有的知识体系告诉我们，基本上要么我们对宇宙的认识是错误的（甚至是时间或者空间的概念是错误的），要么是构成我们物理理论的一些基础需要改进。
不过一个好消息是，UFO是存在的。有大量可靠人士的证词，包括飞行员和军官，以及清晰的 UFO 视频和静态图像，这些证词显示，某种飞行器的性能优于使用已知技术的任何飞行器。这些飞行器存在并在我们的天空中飞行的证据是压倒性的。当然，很多人可能不相信，那么对于他们来说这个好消息是不存在的，那就没有必要再烦恼星际旅行的问题了。
再回到我们的讨论，如果外星人存在而且来到了地球，那么这些外星生物是否来自遥远的星球？如果是，它们是如何做到的？向它们学习无疑是一个弯道超车的最佳方案，而且这种超车可能会让人类在短时间内前进到一个新的时代。
说到这里一个格外引人瞩目的话题就来了，那就是掉落并被人类回收的外星飞船真的存在吗？如果真的存在，就像传闻中的那样，那么或许人类有一天能够揭开这些飞船背后的秘密，实现人类科技的大跨越，真正加入到宇宙的大家庭中！
