《流浪地球》裡燒石頭作燃料是什麼科學原理？和氫彈出於同一原理

2019年，被網友稱作中國科幻電影元年，因為中國第一部大型科幻電影終於問世，那就是《流浪地球》。

該影片講述的是太陽系接近末日，人類不得不通過超大的發動機將地球運送到比鄰星系，拯救這個星球。

運輸地球，這個想法非常大膽，也引起了很多人的好奇。劉慈欣描述：為了讓地球能夠運動，動力系統是關鍵，那就是重元素聚變。簡單說，就是燒石頭。

聚變我們都理解，什麼叫重元素聚變呢？

原來，這個宇宙中，最常見的聚變反應，就是氫聚變。所有處於主序星階段的恆星，都是通過氫聚變來釋放能量，比如我們的太陽。

氫可以聚變為氦，當恆星所有的氫都聚變為氦的時候，恆星就會開始“死亡”。這裡所謂的死亡不是完全沒有任何變化了，而是開始了新階段的聚變——氦聚變為碳或氧。

這種聚變反應在宇宙中也是比較常見的，恆星燃盡氫並開始超新星爆發之後，其核心區域就會開始這樣的反應。最終，它們就會形成白矮星——主要由碳構成的天體。

不過，碳和氧也不是宇宙中最穩定的元素，它們還可以繼續聚變，最終形成最穩定的元素——鐵。

這就是《流浪地球》裡重元素聚變的原理：“燃燒”石頭，把石頭裡的碳聚變為鐵。

這個設想是很好的，因為地球上最不缺的就是石頭塊了，燃料十分充足。不過，碳的聚變比氫的聚變效率低，產生的能量低，因此需要的原料也極多。據估算，如果想讓地球逃離太陽系，我們至少需要“燒”掉7億億噸石頭——這足以把地球的地表剷平40米。

不過，聚變反應的發生是很複雜的，不是說反應就能反應的。以氫聚變為例，其需要的溫度甚至要達到1億攝氏度，壓力也要極高才可以。

而碳的聚變，要遠比氫的聚變更難。因為碳的原子核內有6個質子，而質子之間是有斥力的，所以需要更高的溫度和更強的壓力，才能夠將這麼多原子壓進同一個原子核裡。

所以，如果想要實現《流浪地球》裡的那種重元素聚變推進器，首先要製造出能夠創造這種反應條件的環境。

這也就是電影裡“火石”的作用。

宇宙中的氫聚變，是利用恆星自身巨大的壓力和溫度來實現的。我們人類的科技發展到今天，也可以引發氫聚變反應，就是氫彈。

人類引爆氫彈，實際上就是創造一個高溫高壓的條件，讓氫彈內部發生氫聚變，而不是像鞭炮一樣點個火就能實現的。人類引爆氫彈的方法很簡單，也很暴力，那就是用原子彈——原子彈可以輕易地製造出這樣的高溫高壓環境。因此，在氫彈的內部，也會有一個小型的原子彈。

所以，火石裝的東西，就是類似的東西，可以製造出高溫高壓的狀態。

不過，從電影裡看，火石應該不是用核武器或者核反應堆製作的，否則在劉啟將火石踢進推進器的時候，他就會被輻射，然後得某種慢性病死掉了。