人類對速度的痴迷是與生俱來的，為了追求更高的速度，運動員可以透過更科學的訓練來不斷打破田徑場上的世界紀錄，工程師也不斷的研究和推出更快的跑車和更高速的飛行器，2018年，美國波音公司連續公佈了在5馬赫級別（時速超過6100公里）的軍用與民用高超聲速載人飛機概念與方案，

然而對於那些以未來的征途是星辰大海的科學家來說，這樣的“高速”實在是“慢”的和蝸牛有一拼，他們心中的高速是能以光速為參照速度的飛行器，如果要想達到恆星際航行的目標，飛行器的速度至少要達到光速的百分之一（3000公里/秒，時速1000萬公里以上），參考電影《流浪地球》中，經過500年加速才使地球的速度達到光速的千分之五，飛行千年才能到達最近的恆星系。所以，在未來的恆星際航行，這種傳統的工質推進的飛行器的動力方式是不可行的。於是，科學家腦洞大開，在現有理論的框架下，“設計”出了多重航行方式，而曲率驅動也是其中之一。

關於曲率驅動這個概念，在1994年由墨西哥物理學家明戈·阿爾庫貝利（Miguel Alcubierre）第一次提出。依據的理論基礎就是，基於人類對宇宙的觀測，認為我們的宇宙空間的形狀並不是平坦的，不管宇宙是什麼形狀，都是存在著一定的曲率，在太空的飛船如果可以利用某種技術使其後方空間的曲率變小，應該說是絕對值變小，變得更“平滑”一些，那麼飛船就會被前方曲率更大的空間“拉”過去，這樣讓飛船前方的空間收縮而後方的空間擴張的方式驅動飛船，而飛船本身實際上是“靜止”的，飛船隻是停留在一個由平滑的時空組成的“曲速泡”內，這裡的時空曲率不受影響，飛船的“移動”實際上只是“乘著”這個曲速泡在走，這種設想的驅動方式就算曲率驅動。雖然曲率驅動不可能像空間摺疊那樣瞬間到達目的地，但卻有可能使飛船以無限接近光速的速度航行。也有一些科學家認為，由於這種驅動方式是利用空間的“收縮膨脹”效應，而時空本身並不受光速極限的限制，這樣，曲率飛船理論上便可以實現以超光速飛行，而不違反物理學中的“光速最快”限制。

關於曲率飛行，我們可以用肥皂小船實驗做一個比喻，在《三體Ⅲ·死神永生》中，程心和艾AA也是從肥皂小船實驗中得到靈感，破譯了雲天明給出的最後一個暗示。實驗原理和曲率飛行相似，把一艘小紙船放到水面上，由於水錶面張力（曲率）的存在，紙船會漂浮在水面上，當在小船尾部放入肥皂，由於肥皂含有表面活性劑，可以降低水的表面張力，所以當肥皂溶解到水中時，小船尾部水面的表面張力降低，小船前部的表面張力不變，這樣就像拔河一樣地把小船“拉”到了前方，即便小船自身沒有任何動力。

既然曲率飛行可以讓人類實現星際旅行的夢想，但這個夢想距離現實還是比較遙遠的，因為“曲率飛行”目前仍然只是理論中可能出現的情況，並且，如果基礎理論和人類的技術沒有超越式的突破，曲率飛行就永遠存在於科幻小說和電影中了。不說技術上的問題，按照現有的理論來看，曲率飛行需要的能量十分巨大，用曲率飛行的方式把一個原子運輸到一光年之外，就需要消耗掉大約2個太陽的全部能量。這樣的超高能耗不是一個還沒有達到Ⅰ型文明的人類能夠負擔得起的。如果驅動一艘飛船，也許全宇宙的能量也不一定夠用，

不管怎麼樣，至少曲率驅動給人類在理論上一個方向，現在的人類不能掌握這種技術，誰說未來的人類不會辦到呢？畢竟，未來有無數種可能。

在《三體3 死神永生》裡，星環號用曲率驅動只是無限接近光速，但為什麼200多光年的行程只用了50小時，有人講過

曲率驅動真的可以達到光速嗎？現在能否做到曲率驅動？

天下武功，唯快不破！曾經是對江湖上各種派別武術的評價！當然到現在為止速度仍然是人類不懈的追求，但到現在為止，即使是去到內行星甚至太陽探測的帕克探測器，速度仍然在200KM/S上下徘徊！而到達最近的比鄰星也有超過4光年的距離，即使以這個速度趕往比鄰星也需要超過6000年的時間！

當然這個速度並不是火箭的極速，畢竟火箭還有非常大的潛力可以發掘，隨著離子推進技術的進步，甚至未來核聚變發動機的突破，我們的速度仍然可以往更高的方向進步！但不知道各位有沒有發現，我們無論如何努力，總會有一個天花板擋住我們的腳步，這就是光速！因為在速度接近光速的條件下其質增效應會讓無論再加大推力都無法讓飛行器再快那怕是1M/S，因為質量增加效應已經抵消了火箭的反推所提供的動力！

越接近光速，物體的動質量越大！上圖是這是牛頓第二定律的極限，也是火箭的極限，當然我們現在遠未達到極限，但可以想象在不遠的未來有進步的天花板擋著我們，那是一件多悲哀的事情？因為即使達到光速，人類依然無法在有生之年跨越10萬光年半徑的銀河系！那麼有什麼手段可以越過這個光速屏障嗎？當然有，只不過所有的手段都還在紙面上，一般有如下幾種：

一、曲速引擎

這種引擎的原理利用空間的彈性將飛船推向前進，因為空間膨脹並不受光速限制，但這也有一個要求，即《三體》中的曲率引擎和《星際迷航》中的曲速引擎，儘管兩者原理一樣，但效果則完全不一樣，因為曲率引擎的上限是光速，但曲速引擎則幾乎沒有上限！

上圖是曲速引擎的基礎，飛行器包裹在曲率空間泡之內（曲率引擎沒有這個過程），在曲率空間泡前方製造拉伸空間，後方則壓縮空間！前方的空間拉著、後方壓縮空間推著曲率空間泡前進！但運動的只是曲率空間泡，內部的飛行器與周圍的曲率空間泡並沒有相對位移！完美的避開了飛行器速度極限時的質增效應！而曲率引擎因為沒有曲率空間泡包裹，因此它相對於空間仍然存在位移，所以曲率引擎的上限一樣是光速！

但曲率引擎達不到光速，從理論上來看與空間存在相對位移的引擎依然無法突破質增效應，因此再大的空間彈性也不可能推動無限質量的飛行器以更快的速度飛行，因此我們認為曲率飛行器是無法達到光速的！當然到現在為止我們無論在曲率引擎還是曲速引擎上都沒有任何建樹，甚至連門道都還沒有摸到，以現在的技術來討論這種引擎，無異於痴人說夢話！

二、蟲洞

《星際穿越》中土星附近的蟲洞是串接起整部電影前後情節的關鍵，當然這個並不是一種引擎，而是一種將相隔遙遠的空間以愛因斯坦-羅森橋的形式連線起來，進入這個隧道的飛行器，將不需要經過三維空間中的實際路程，而是直接透過隧道到達遙遠的宇宙！

就像上圖這樣，以某種強大的能量將之連線起來！

《星際穿越》中穿越蟲洞的景象！當然這是我們對蟲洞內部的想象而已，而實際是否存在或者到底是否是這樣，則完全不是我們所能考慮的，因為這個理論基礎都不全！

科學家的想象力是無限的，引擎和技術並不侷限於這幾種！但科技水平依然有限，畢竟沒有技術的支撐，再美好的想象依然如一張廢紙，也許不遠的未來我們可以實現這種不可能的引擎或者蟲洞，各位拭目以待吧！

這種引擎的理論基礎是廣義相對論。引力可以扭曲時空，也可以看作是摺疊時空，就是把時空摺疊起來，比如一張紙，把一張長方形的紙從中間對摺，這張紙兩頭的邊緣就合在了一起，紙張這頭的螞蟻就可以瞬間移動到紙張的另一頭，省卻了紙張中間很長距離的爬行。

愛因斯坦相對論把光速定為我們宇宙最快的速度，任何有質量的物體都無法突破這個藩籬，百年的實踐和觀測已經釘死了這個規則，誰也沒有辦法打破。今後人類如何在廣袤的太空中穿梭呢？速度這個瓶頸如何突破呢。

現在對於曲率引擎的設想是公說公有理，婆說婆有道，並沒有一個統一的認識。

有訊息認為，美國NASA的科學家已經開展了對曲速引擎的研究工作，還發布了一個官方曲率場研究報告（見上下有關配圖），這個流傳於網上的報告有60頁，對曲速引擎研究進行了框架式的描述。

但這個裝置並非一般意義上靠扭曲時空前進的“曲速引擎”，其工作原理實際上是透過電磁波在一個圓錐形金屬封閉空間內產生的一部分能量，外界對這項技術並不認同，認為違反了物理學動量守恆定律。

但這裡說的似乎是兩碼事。

加州理工學院理論物理學家肖恩·卡羅爾詳細研究了NASA的報告，得出了不可行的結論。

他認為在曲速場內，飛船必須利用負能量搜尋前方的空間，並讓後面的空間膨脹，但迄今為止，沒有人知道這種負能量到底是什麼，更別提如何利用了。

因此報告只是將理論物理學的細枝末節加以裝扮，太過理想化。在未來1000年內，實現的可能性為零。

的確，人類現在只捕捉到燒不開一杯開水的反物質，而負能量還是一個理論上存在的謎。所以需要大量負能量才能夠實現的曲速航行目前還只能是一個未知數。

但人類要走向深空，總要找到一種突破光速藩籬的辦法，否則只能在太陽系裡活動。要麼在理論上有所突破，要麼找到一種新的途徑。

很多朋友應該都看過《星際迷航》這部科幻電影，裡面有一種巨大的星際飛船，採用的就是曲率驅動技術，這種飛船可以憑藉這種技術達到曲速飛行，電影裡面稱其速度可以超越光速，那麼現實中這種技術理論真的可行嗎？將來人類有可能製造出曲率驅動的超光速飛行器嗎？

曲率驅動飛行到底指的是什麼呢？其實它涉及到了理論物理的一種時空模型，要想做到曲速飛行，首先要有一個強大的曲率引擎，不過這種曲率引擎並非發動機，而是一種能改變時空結構的機器，比如裝有曲率引擎的飛船，那麼曲率引擎就可以把飛船前面的空間迅速彎曲縮小，同時將飛船後面的空間迅速彎曲擴大，那麼飛船退出後面的空間進入前面的空間就會省去不少時間，即便飛船本身的速度無法達到光速，但是由於時空被改變時間被縮短，那麼也就等於達到或超越了光速。

然而想改變時空結構可不是那麼簡單的事情，我們知道宇宙中能大幅度改變時空結構的只有那些黑洞之類的大質量天體，但是我們又不可能給飛船上裝個黑洞，有人計算認為改變飛船前後的時空需要相當於太陽10億倍的能量，這簡直是不可想象的。

還有一個問題就是，如果扭曲飛船前後的時空，那麼飛船將處於有著強大差別的引力場中，而要想達到光速，那麼這個引力場應該要強到接近黑洞視界邊緣的強度，然而如果引力場強到這個級別上的話，我們已知的任何物質都會被撕得粉碎，連原子都很難存在，因此用什麼樣的材料來製造這樣的飛船，並且將這樣的飛船至於什麼樣的保護之下，也是一個不可想象的難題。

所以目前來看，利用曲率驅動達到光速或者超光速飛行是個理論和技術上都讓人徒呼奈何的事情，至少在未來的很長時間內，這樣的飛行技術都只能在想象中存在，有科學家就認為這樣的飛船至少在1萬年內都不會出現，因為技術難關太大了。

曲率引擎，或時光穿梭機，來自時空彎曲理論，基本估計：愛因斯坦放了廣義相對論的一個屁，天下的應聲蟲屁顛顛的尋屁！

僅憑光線路過太陽附近而彎折，就能斷言大質量天體會彎折時空麼？純屬牽強附會！

眾所周知，太陽附近的等離子體分佈密度較大，電磁波路過太陽附近，有更多機會與等離子體發射康普頓散射效應，進而彎折了光路，降低了頻率，拉長了波長，這就是所謂引力透鏡紅移的本質，與時空彎曲沒有毛線關係。

當然，引力彈弓效應是可利用的，這不過是萬有引力定律在多體問題中的表現，可以根據五個拉格朗日點理論解釋。

好了，本答stop here。請關注物理新視野，共同切磋物理邏輯與中英雙語的疑難問題。

理論上曲率驅動可以實現超光速的夢想，但是現在人類的技術達不到，在以後能否實現曲率驅動也很難說。

愛因斯坦的狹義相對論對於光速有要求，有靜止質量的物體永遠達不到光速，這是理論上的限制而非技術。這意味著人類被光速限制在太陽系內，距離我們最近的恆星是比鄰星在4.22光年之外。目前我們最快的速度大約是帕克太陽探測器在接近太陽的過程中受引力加速速度達到70公里每秒，如果按照這個速度飛到比鄰星大約需要4285年。

目前距離我們最遠的探測器是旅行者一號已經飛行了大約42年，它的平均速度大約是17公里每秒，正好超過第三宇宙速度可以飛出太陽系。按照它的速度大約需要17647年飛出太陽系，飛到比鄰星大約需要74470年。這就是人類目前的處境，地球壽命無限但是太陽是有壽命的，太陽演化到紅巨星時代人類必須要離開地球，這意味著人類未來必須要飛出地球進行星際航行。

愛因斯坦的廣義相對論給了人類希望，按照廣義相對論時空是可以彎曲的，蟲洞就是時空彎曲留給人類的希望，穿越蟲洞可以實現時空穿梭；

除此之外對於時空彎曲的利用還有曲率驅動，如果透過時空彎曲實現超光速運動並不違反愛因斯坦的光速不可超越理論，例如宇宙超光速碰撞就是如此。曲率驅動簡單的理解就是透過透過對飛船後方時空曲率的改變，從而使飛船前方的時空把飛船拉過去。大家可以做一個小紙船，在船後方扎個洞放上肥皂小船自己就會向前運動，這是因為肥皂溶解水的時候降低了水的張力，小船就被前方較大的張力吸引過去。

在大劉《三體》中最後程心就是坐的曲率驅動的飛船逃出太陽系的。以後人類是否能掌握這種技術也很難說，但是理論上可以實現超光速。