10周到火星：反物理的EmDrive引擎是個什麼神器？

要把地球上的東西送入遙遠的太空深處是一件很難的事。現在我們是如何做到這一點的呢？首先，用動力強大的火箭把飛行器送上天，給它一個初始速度↓

調整完畢後，依靠慣性在太空中移動(勻速)，直到到達目的地(中間和到達目的地是可能會噴出少量氣體進行微調)↓

這是目前唯一可行的方法，因為人類沒有能力在太空中持續不斷地為飛行器提供動力。瞭解了這一點，電磁推進引擎(Emdrive)的價值就體現出來了。Emdrive是一種使用磁控管和微波的無反作用的推進系統。

飛行器在太空中旅行時(也是最耗時的部分)，Emdrive就像一隻看不見的手，可以把太陽能轉換成微波，再利用微波推動飛行器往前走，也就是説，飛行器在太空中可以不斷加速、速度越來越快。

我不知道媒體報道的4小時到月球、10周到火星究竟是怎麼算出來的，但是能比傳統動力的飛行器速度快，原因就在這。

Emdrive的概念從1999年被電子工程師Roger Shawyer提出之後，到2016年，已經有4家獨立實驗室做出了機器並證明確實有推動力。

其中包括我國西北工業大學航天學院的楊涓團隊 ，以及最近引起科學界轟動的美國航空航天局“鷹工廠”實驗室(NASA Eagleworks Lab)。

按理説，實驗證明了這種引擎真的存在，整個科學界應該拍手稱快——這相當於坐上了探索宇宙的“高鐵”。

然而實際上，看到實驗結果的人集體懵逼。

動量守恆定律：一個系統不受外力或所受外力之和為零，則這個系統的總動量保持不變。

動量在經典物理學中(牛頓力學體系)是物體質量和速度的乘積，表達運動物體的作用效果。

舉個例子，兩個體重一模一樣的人靜止(動量)站在冰面上(理想狀態下摩擦力為0)，一個人推了另外一個人一把，他們必定朝相反的方向以同樣的速度遠離，這樣才能保證二人的動量之和依舊為0。

那麼EmDrive神奇在哪裏呢？它吸收了太陽光(此時沒動)，把它轉化為微波(此時沒動)，又把微波發射到一個密閉的箱子裏，結果整個EmDrive就動了!

我們注意，由於EmDrive的腔體是密閉的，所以微波帶來的壓力是內力，而只有外力，才能讓整個系統(EmDrive及與它相連的一切東西)運動起來。如果我們認為EmDrive能驅動飛船，就相當於承認自己打自己一拳，能讓自己飛出去一樣。

這時候如果你還沒被繞暈，也許會發現——太陽光也是從遠處運動過來的，為什麼不可以成為動量的來源呢？

因為光子沒有質量，所以光子的動量屬於相對論範疇，而不屬於經典物理學範疇。

如果我們相信EmDrive的動量來源於外部物體陽光(光子)，那麼我們就需要在相對論和經典物理中“穿越”，相信EmDrive可以通過工程學，用某種方法把微觀世界光子的相對論動量轉移到宏觀世界的具體物體上(EmDrive本身及其推動的航天器)。

説實話，這並不是沒有可能的，更何況是在實驗已經證明的情況下。畢竟不管是相對論還是經典物理學體系，都只是人類依靠自己對世界的理解硬生生髮明出的一套規則，甚至於動量這個概念，都是人為發明的。

説的再簡單一些：也許世界根本就不是按照我們理解的規則在運行。

所以隨着證明EmDrive真的有推動力的實驗越來越多，蝌蚪君選擇相信實驗結果而不是用動量守恆定律禁錮自己的思維。

等到物理學界的“大一統時代”到來時，也許我們就會發現在相對論和經典物理中“穿越”是輕而易舉的，又或者，根本就沒有“穿越”這回事。

不過現在，我們只要先學學NASA就可以了：認為電磁推進引擎是有效的，能產生原理不明的推力。

畢竟事實如此，搞不清楚一件事，並不丟人啊。