合肥十年塑造出“科里科气”的城市气质
本报记者 张晓梅 / 吴明 彭学英

创新是引领发展的第一动力。十年来,合肥坚持“四个面向”,深入实施创新驱动发展战略,大力建设创新型城市,取得一系列突破性进展和标志性成果,书写了合肥科技事业的辉煌篇章,塑造出“科里科气”的城市气质。

创新大潮奔涌,“国之重器”聚集
1056秒!2021年12月30日,中科院合肥物质科学研究院全超导托卡马克核聚变实验装置(简称EAST)控制大厅里,正在运行的国家重大科技基础设施EAST再次创造新的世界纪录。
全超导托卡马克核聚变实验装置,俗称“人造太阳”,实验目的是为了利用像太阳一样的核聚变原理,在地球上建成可控核聚变电站,为人类提供近乎无限的清洁能源。EAST创造新的世界纪录,标志着人类向核聚变能源应用迈出重要一步。
时间回到2017年1月,合肥迎来历史性机遇——获批建设全国第二个综合性国家科学中心,成为代表国家参与全球科技竞争与合作的重要力量。“人造太阳”所在的中科院合肥物质科学研究院,正是合肥综合性国家科学中心建设的主要依托之一。
在安徽省委、省政府的坚强领导下,合肥市认真贯彻落实科学中心实施方案,全力推进国家战略科技力量建设,举全市之力打造具有国际影响力的综合性国家科学中心,创新步伐越迈越大,在重要科技领域实现跨越发展。
 ——重大项目强力推动。对标国家实验室,打造高水平研科学中心研究院8家,能源、人工智能、大健康、未来技术、数据空间等研究院以及深空探测实验室、JH前沿技术协同创新中心相继投入运行,环境研究院正加快组建。
——“国之重器”集群发展。全超导托卡马克、同步辐射光源、稳态强磁场实验装置性能不断提升,聚变堆主机关键系统综合研究设施、未来网络试验设施加快推进,高精度地基授时系统、合肥先进光源等5个装置正加快推动建设前期工作……目前,合肥布局大科学装置12个,是全国乃至全世界大科学装置较为集中的城市之一。依托科学岛及周边三十岗乡等区域,合肥正规划建设19.2平方公里的大科学装置集中区,全力打造最美科研“圣地”。
——原创成果竞相涌现。量子通信、动态存储芯片等领域实现并跑领跑,悟空探秘、墨子传信等重大科技成果世界瞩目,托珠单抗诊疗方案、重组蛋白疫苗等助力全国抗疫。值得一提的是,2012年以来,合肥市累计9项成果入选科技部评选的年度“中国科学十大进展”,78项成果获得国家科学技术奖。2021年中国科技10项重大突破4项在合肥,惊艳世界。
——研究平台加速布局。类脑智能技术及应用国家工程实验室、合肥先进计算中心、合肥离子医学中心投入运营,多语种智能语音语言技术及国产化平台、中科院临床研究医院等进展顺利。目前在建及建成交叉研究平台达28个。  
记者从合肥市发改委、合肥市科技局了解到,2021年,“安徽省合肥市系统推进综合性国家科学中心建设”成功入选国务院第八次大督查典型经验做法,获通报表扬。当今之合肥,世界区域创新集群排名跃升至73位,全球科研城市位次跃升至第20位,主要创新指标稳居省会城市第一方阵。

攻克世界难题,“从0到1”的原始突破
从科教之城,到如今集“长三角世界级城市群副中心城市”“综合性国家科学中心”等创新品牌于一身,合肥的城市定位在逐年拔高。这也意味着合肥要承担更重要的国家使命,在百年未有之大变局中为创新型国家建设“开疆拓土”。 
科技创新的使命在于“从0到1”的原始突破,更在于“从1到N”的应用转化。然而,科技成果转化却是世界难题。难干也得干!合肥深化与大学大院大所大企合作,共建新型研发机构32个,搭建起一座座科技成果转化的“金色桥梁”。
十年来,中科大先研院、合工大智能研究院、清华合肥公共安全院……一个个产学研平台拔地而起,让越来越多的科研成果从“实验室”加速走向“应用场”。
“技术成果成功转化应用,也是科研人员创新创造的动力。”合肥中科智驰科技有限公司创始人、董事长兼总经理江如海告诉记者,2018年,他带领技术团队积累了十余年的无人驾驶技术,却在转化时陷入困境。
关键时刻,中科院合肥技术创新工程院为其提供平台和资金,帮助中科智驰用1年多时间实现了从技术成果到量产盈利,其技术团队还获得了超过70%的股权激励。如今,这家“小而精”的科技企业正满怀信心,朝着成为国内无人驾驶领军企业的目标奋力前行。 
高新区内,中科大先研院也正在攻坚拔寨。该院是安徽省、中国科学院、合肥市、中国科学技术大学四方,顺应创新型国家建设的时代要求、依托各自优势、谋求创新发展的结晶,率先在安徽省举起协同创新大旗。截至目前,该院累计孵化中国科大和校友企业298家,培育高企90家,注册资本金超22.2亿元,瞪羚、雏鹰等高成长企业51家。
目光转向巢湖北岸,全国首个创新主题场馆——安徽创新馆也给出了合肥探索。这里,除了全方位展示安徽创新成就,还搭建起科技信息、资源、成果等交易的“网上商城”。高校院所有科研成果、企业有技术需求,通过场馆交易平台线上发布后,管理人员线下撮合,省市投资基金同步跟进。
“开馆3年来,创新馆累计举办科技成果转化活动220多场,发布科技成果近2000项,促成科技成果转化项目金额近400亿元,服务企业超8000家次。”安徽创新馆服务管理中心主任陈林说。
十年来,聚焦科技成果转化中的难点、堵点和痛点,合肥还建立了全链条、闭环式的科技成果转化模式。其中,在“成果发现”环节,合肥组建4个科技成果转化专班,常态化登“门”(校门)入“室”(实验室)对接高校院所,建立可转化科技成果库,目前已摸排成果397项,其中已成立公司成果70项,意向成立公司112项。
聚焦在“成果转化”环节,合肥设立总规模5亿元的种子基金,投早、投小、投自主,起到对高校院所科技成果转化“第一撬动力”作用,目前已支持成果转化项目23个;2014年起,合肥市安排财政资金投入设立合肥市天使投资基金,加大对合肥市高层次人才团队和早期创新创业项目的培育支持,在天使基金多次投资支持下,合肥芯碁微电子装备有限公司、合肥中科普瑞昇生物医药科技有限公司等企业不断发展壮大,截至 2022年6月底,市级天使基金规模6.24亿元;打造各类孵化转化载体,累计建设科技企业孵化器和众创空间207家,其中国家级52家;壮大技术经纪人队伍,开展全市科技系统技术经纪人培训全覆盖,着力提高服务科技创新和成果转化能力。
在“成果应用”环节,突出重点领域、先试先用,打造首批155个新技术新产品新模式示范应用场景,首创建立场景创新中心。目前正在谋划通过政府单一来源采购方式支持“三新”“三首”产品本地优先应用,加快科技成果就地应用。 
在合肥,科创优势正加速汇聚成发展胜势。如今的合肥,“芯屏汽合、急终生智”地标产业加速壮大,创新链、产业链、人才链、政策链、资金链深度融合,各类市场主体“万类霜天竞自由”。

优化创新生态,合肥成为各方英才圆梦之城
创新之道,唯在得人。目前,合肥汇聚各类人才超200万人,其中已认定高层次人才1.4万余人……这里,正在成为各方英才追梦之处、筑梦之地、圆梦之城。
科技创新越是发展,越是需要一个良好生态。如何提升创新生态,更好激发人才创新创造活力?十年来,合肥强力推动科技体制机制改革,最大限度释放科技创新潜能,努力让每一个创新者都能找到承载梦想的土壤,让每一家创新企业都能长成参天大树。  
“合肥实施科研经费包干制,对科研经费使用充分放权,让我们科研人员自主管理经费,不仅提高了科研经费的使用效率,而且调动了科研人员增收节支的积极性。”中国科学技术大学物理学院教授张斗国说。
在合肥,这样的创新激励,正给越来越多的科研人员,带来实实在在的获得感。市科技局主要负责人表示,近年来,合肥科技体制改革全面发力、多点突破、持续向纵深推进。
——颁布《合肥市科技创新条例》,从法治层面优化科技资源配置。
——推进科技领域“放管服”,建立科研人员参加活动负面清单。
——树立“科技即产业”发展理念,成立市委科技创新委员会,充分发挥统筹协调职能,建立横向协同、纵向联动的科技工作机制,构建全市“一盘棋”推进创新驱动发展的“大科技”格局。
——采用“揭榜挂帅”科研项目立项和实施方式,着力解决重点领域“卡脖子”难题、关键共性技术问题。
——强化政策资金引导,逐年修订调整支持科技创新政策,聚焦科技成果转化、企业研发攻关、创新平台建设等关键环节,运用“借转补”、科技金融等方式,加大资金支持力度,最大限度地引导和激发各类创新主体提升科技创新能力。
…… 
“有了良好的创新环境,科技人员才能产出更多创新成果。”合锻智能董事长严建文说,这几年,得益于科技创新体制改革,合锻智能在产业工艺技术创新研究领域取得突破,解决了许多关键装备难题。
投资人才就是投资未来。在2021年2月召开的全市科技创新大会上,合肥给予杨金龙、叶向东、陆夕云、吴宜灿、俞书宏等5位院士每人补助经费200万元,用于科学研究和改善生活。同时分别给予中国科大、中科院合肥物质科学研究院2000万元、500万元经费奖励,用于开展科研攻关、团队建设和人才培养。
用心专注、贴心服务、悉心呵护,良好的人才环境,让更多人才在茫茫人海中多看合肥一眼,对合肥既能“一见钟情”又能“日久生情”,让“养人之城”更养人、“创新愉快”更愉快!
促进开放创新
当前的创新是开放环境下的创新,必须聚四海之气、借八方之力,实施更加开放包容、互惠共享的国际科技合作战略。
十年来,合肥坚持以开放的胸怀拥抱科技创新,厚植创新文化,充分释放各类主体的创新创业活力。
开放创新,合作才能共赢。面向国际,合肥积极加强与欧美国家的科技合作,深度参与国际热核聚变堆(ITER)、平方公里射电望远镜等国际大科学工程建设,依托全超导托卡马克等大科学装置,在肥发起组建国际聚变能联合研究中心、中俄大气光学联合研究中心、“一带一路”超导质子及核能应用标准联盟等国际组织,集聚世界领先研究力量,共同开展科技攻关。
在国内,合肥紧紧把握长三角区域一体化发展上升为国家战略的重大机遇,积极参与建设长三角科技创新共同体,服务国家发展大局,推动与北京怀柔、粤港澳大湾区综合性国家科学中心对接合作。同时突出与上海张江综合性国家科学中心的合作,实施“两心同创”, 两地共同签署《上海张江 安徽合肥关于推进科技创新开放合作的框架协议》,共建国家实验室,并在量子信息、核聚变、类脑等多个领域开展合作攻关。
近年来,合肥获批国家级“一带一路”联合实验室2家,建设国际科技合作基地52家,其中国家级14家。协同推进长三角G60科创走廊建设,挂牌成立首个G60科创走廊产业合作示范园区,目前累计建设G60科创走廊产业合作示范园区4家、产融结合高质量发展示范园区2家。同时搭建科学仪器设备共享平台,集聚2000多台(套)科学仪器设备信息,总价值超过16亿元,面向社会开放共享。
创新,是一场不凡的征途。如今的合肥,已然身处更高维度的发展机遇之中、更广阔的舞台之上。
踏上新征程上,合肥将满怀创新激情,永葆奋斗韧劲,用汗水、毅力、拼搏攀登科技高峰,勇当科技和产业创新的开路先锋,争当享誉全球的科创名城,为国家实现高水平科技自立自强作出更大贡献!

#故纸寻迹#【天降“昆明湖”!从排走变留住,#北京如何留住了水资源#?】7月以来,京城急雨频至,人们常常听着雨声入睡,又听着雨声醒来。眼下已进入“七下八上”的主汛期,“三季少雨,一夏水”的降雨特点,使得北京汛期降水量的多寡决定了全年降水量的丰枯。
曾几何时,北京人对于雨水的传统观念是希望“快来快走”,但随着城市发展与水资源紧缺的矛盾加剧,人们对雨水的态度逐渐从“排出去”转变为“想留住”,从对立转变为和解,进而加以利用,化雨成“金”。

雨水,曾被视同于污水
北京在华北平原上属于“缺水区”,气候比较干旱,一年中的降雨往往集中在夏季汛期。过去,住在北京城里的人,一直在受雨水的气,北京人对雨水的情感,可以说是又爱又恨——一场雨下来,城里常常就遭了殃,积水成患,污水泛滥,原有下水道非塌即堵,形同虚设。那时候,海淀镇有一个“蝎子湖”,平时存臭水,热天生蚊蝇,下雨后水涨起来便堵住居民的家门口,出门得蹚水;宣武门外一带,大雨后路上积水成患,十几天不退……因此,在老百姓心中,雨水和污水无异。
北京日报1954年8月17日2版刊登的《和污水雨水的斗争》一文中提到,清朝光绪十六年,大臣周天霖给光绪皇帝上过一个奏折,详细地陈述了北京的水患:“……自上月二十八日大雨淋漓,前三门外水无归宿,家家存水,墙倒屋坍……每当暑雨蒸潮,黄潦(脏水)满街,浊污流溢,民间疠疫(传染病)大作。”
过去,雨水和污水为害的问题始终没有得到解决。前人留给北京的280多公里长的下水道,只有20公里勉强能排水,其余不是塌就是堵。遇见大雨,天桥四周一片汪洋,住在这里的居民出门得坐在门板上划着走,更别提普通人家聚居的地方,雨水一冲,粪场里的排泄物就向房子里倒灌,大尾巴蛆在炕上、墙上爬来爬去。
因此,在新中国成立的第一年,北京便将消灭明沟和死水坑作为重点卫生工程,同时向排除污水与雨水宣战。
1953年4月24日,时任北京市人民政府卫生工程局副局长陈明绍在北京日报2版发表署名文章《为排除北京市的雨水和污水而斗争》,倡议全市人民为排除雨水和污水行动起来。当年,本市启动下水道和河湖的修建工程,其中占比最大的工程就是新建下水道108.76公里,相当于当时内城5个城圈的长度。
四海下水道是这一年下水道工程中最大的一项。东直门和朝阳门之间,沿着城墙根的绿草地上搭起了工棚,墙上打开一个十六公尺宽的缺口,给四海(积水潭、什刹前海、什刹后海、西小海)下水道干线开放了大门。过去,四海一带的雨水没地方去,就顺着地势连泥带水流进了四海,常年淤积的污泥使四海越来越浅。四海疏浚后,这一带的雨水暂时被引到御河,可是御河容量太小,每遇大雨,什刹海、积水潭周围便成了水乡;附近居民的院里,水淹没了膝盖;经过北京饭店门前的汽车常常被水弄得灭火抛锚。直到四海下水道建好后,雨水才得以沿着这条下水道经过宽街、张自忠路、东四十条胡同,穿过城墙流入东护城河。(1953年4月24日《北京日报》2版,《四海下水道工程》)
新中国成立后的第一个五年,北京除了疏通原有280多公里的下水道之外,还新建了200多公里的下水道。耗时费力的下水道工程,在当时被视为解决雨水、污水排泄的最佳途径。

从“排出去”,到“想留住”
北京城的排水工程从上世纪50年代一直持续到80年代。截止到1981年,北京市区下水道总长度为1400多公里,增长了5倍多,明显改善了市区排水状况。
然而,在这个过程中,人们又开始意识到另一个问题:北京缺水。
“三季少雨,一夏水”是北京降水的特点。上世纪60年代,春季雨水平均在60毫米左右,约为全年总降水量的10%;一入夏季,雨水突然增多,平均达450毫米,约占总降水量的74%。降水过分集中的弊端就是,春季各种春播作物可以开始播种的时候,常常因为雨水少而延迟播种期,或是需要抗旱播种。这对于农业生产很不利。(1961年5月19日《北京日报》3版,《天上来的水》)
上世纪70年代,北京连遇旱年,缺水这个现实阻碍了民生和城市的发展。捉襟见肘的雨水一股脑儿倾倒在汛期那几个月,结果是城里淹了,乡下涝了,山里冲了,河滩漫了,还得为此劳民耗资开挖排水河道。
当时,郊区农业复种面积逐年增加、农作物需水量增多,再加上春旱严重、水库蓄水量减少,水源不足与农业增产的矛盾尤为突出。
通县在历年小麦生产中,都遇到一个难题:春天,小麦需要及时春灌,而这时候几乎年年干旱,再加上全县复种面积增加,水源更显不足;秋天,用水量小,雨水却比较勤,容易受涝。
1972年,为解决春旱秋涝这个气候特点给农业生产带来的困境,通县决定利用汛期拦蓄雨水,灌溉水利。在全县水利工作汇报会上,通县县委总结推广了台湖公社利用坑塘蓄积雨水,并趁汛期水源充足时闸沟截流蓄水等“春旱冬抗”的经验。当年汛期,通县十座拦河闸,除北关闸和师姑庄闸外,均关闸蓄水,以便冬春灌白地、浇小麦。“春旱冬抗”成为当时郊区农业对抗春旱的一项有效措施,并推广开来。(1972年10月20日《北京日报》1版,《拦蓄利用地上水 为夺取明年丰收做准备》)
郊区从雨水的利用中尝到了甜头。而那时候,北京每年汛期出境水量大约10亿立方米,着实大有可为——利用了雨水,不仅有助于缓解农业生产用水的紧张,也增加了城市的供水保证。郊区利用雨水灌溉农田,城区利用雨水补充生活用水,甚至涵养地下水,合理利用水资源的局面也就打开了。
从此,北京市政府相关部门对雨水的态度便从“怎么排出去”转变为“怎么留得住”,汛期雨水收集和利用成为破解用水难的出路之一。

关闸蓄水,尝试雨洪初利用
俗话说,吃不穷,穿不穷,算计不到就受穷。怎么才能留得住雨水?如何在汛期尽可能多地收集利用雨水?这是水利部门日夜算计的难题。
上世纪80年代,110公里长的京密引水渠和几条护城河以及通惠河,既有供水任务,又有排洪功能,汛期还担负着从密云水库给京城供水的重任。北京市水利局管理河道多年的邹玉芬突发奇想:能不能把河、渠上的节制闸闸上,利用雨水给城市供水?
这样做是有风险的。如果暴雨引发山洪,高水位运行的京密引水渠或其他河道憋崩了怎么办?
然而,将汛期的降水留住、开发利用雨洪资源是北京市研究多年的课题,邹玉芬和同事们决定搏一把。他们精心设计了一个方案递交上去,不曾想,方案很快就批复了。全市上下开发利用雨洪资源的决心可见一斑。
最后成效如何呢?一组数据喜人:1988年汛期,密云和官厅两大水库关闸48天,拦蓄河道中积流向北京城供水,当年水库少放水0.93亿立方米。此后7年中,根据汛期的不同情况,北京共节约库水4亿立方米,相当于一米见方的“水龙”绕地球10圈。
与此同时,藏水于京城地下也是一个大胆的实践。1994年汛期,本市利用暴雨和洪水,在河道中适时放闸拦蓄,回灌地下水5亿立方米,使本市地下水位比前一年同期普遍回升0.98米。(1995年3月6日《北京日报》6版,《京城女水官》)

城里的雨水,也派上了大用场
关闸蓄水成效固然显著,但雨可不只是下在郊区、水库,城里在雨水收集上也亟待大做文章。
此前,城市里的水文章主要做在节水上面,1990年北京还因此被评为全国节水先进城市。但光节流是不够的,还得开源。本市确立了“三盆水”管水新思路,即把天上水、地上水、地下水这“三盆水”联合调度,减缓地下水位下降速度。
1980年至1990年,全市地下水位年平均下降38厘米。经过优化调度,1991年至1998年,这一数字减少到18厘米,相当于每年少开采地下水2亿立方米左右。1998年前8个月,本市对雨水的控制利用率达80.1%。(1998年9月10日《北京日报》1版,《天上降雨地面拦地下用水精打算》)
上世纪90年代末期,北京在经济发展、城市规模扩张和人口增长的形势下,供水紧张局面再度显现。当时,城区建成区的面积不断扩大,不透水地面随之增加,而此前建设的雨水管道控制面积有限,因此降雨后雨水横流,不能顺利入渗地下。在丰水年份,北京约有7亿立方米雨洪出境,白白浪费。
针对这些问题,北京市把“雨水收集利用”列作应对21世纪初期供水紧张局面的26条措施之一。
2000年,城区汛期降雨利用有了突破性进展。由中德合作投资6355万元的“城区雨洪控制与利用”项目正式启动,被寄予厚望。根据北京城的特点,中德专家打造了4个示范区,控制面积达36公顷。在示范区建成雨水收集与传输、雨洪处理与利用、雨洪回补地下水及雨洪控制系统,同时将雨洪滞蓄系统和景观工程结合,将其用作卫生间冲洗、路面喷洒、绿地灌溉、洗车等市政杂用。按照设想,该工程推广实施后,城区将有30%的雨洪得以有效利用。(2000年1月3日《北京日报》5版,《留住雨水润京城》)
2003年汛期的一场急雨使北京不少街道积了水、小区“城门失守”,而西城区双紫园小区内却是另一番光景。北京日报记者探访发现,双紫园小区内没有积水漫流,也没有车子一过污水四溅的情形出现。雨过天晴之后,小区的雨水池里还增加了近百立方米用于喷灌、洗车的回收水。
双紫园小区正是城区雨洪项目的获益者。小区引进了德国先进的雨洪利用技术与设备,经过处理后的雨水达到三类水质标准,可用于洗车和灌溉等。2003年前7个月,小区共回收500余立方米雨水,加上经过处理的生活污水,小区浇灌、洗车,甚至音乐喷泉已经完全不用自来水了。
这一场雨,包括双紫园小区在内的6个雨水利用示范小区通过了检验。雨水利用所带来的生态效益可观:小区雨水不外排,减轻了城市排水和防洪压力,通过雨水回灌还可以防止地下水过度开采,形成良性循环。(2003年8月16日《北京日报》7版,《天上雨再大 地面不积水》)

防汛变迎汛,蓄出“昆明湖”
2005年临近汛期时,时任市委副书记、市长王岐山调研、督察本市防汛工作时强调,北京是个严重缺水的城市,汛期中一定要把水文章做足,既要防汛又要迎汛,为北京积聚好水。(2005年5月22日《北京日报》1版,《既要防汛又要迎汛把水文章做足》)
这一年,北京首次变防汛为迎汛。实现这个转变,有赖于集雨工程的推广。据统计,截至2005年6月,北京市节水管理中心在城区建成22个集雨工程,年利用雨水资源达到35万立方米。(2005年6月6日《北京日报》9版,《北京,把雨水留住》)
防汛变迎汛的第二年雨季,北京集雨工程更上一层楼:宣武区万寿公园在地下挖的5个雨水收集回灌井、海淀区26个单位和居民楼收集楼顶雨水的“集雨樽”等分布在社区、机关、学校、公园里的100处集雨工程,共留住雨水200万立方米,相当于一个昆明湖的蓄水量。
雨水利用由此进入了北京市下一年的“折子工程”,城市雨水利用工程全面推广。到2009年主汛期尾声,从天而降的“昆明湖”增至21个。(2009年8月13日《北京日报》5版,《21个“昆明湖”从天而降驻留京城》)
政府推广集雨工程的同时,各行各业也在行动。北京市政协委员建议制定集雨奖罚政策、多建集雨示范工程、建设地下蓄水系统、推广雨水渗透设施;密云水库间伐上游“小老树”,送雨入密云水库;京城公园各出妙招,如植物园打造人工湖“喂”百万平方米绿地、陶然亭公园实现全园中水绿化灌溉……细算下来,一年节水能有几百万吨。
2016年,北京入选国家第二批海绵城市建设试点,多年来悉心打造的雨水吸纳、蓄渗和利用工程有了更大的用武之地。如今,日趋成熟的雨水收集利用理念和设施,正在北京水资源优化配置中发挥着不可小觑的作用。(北京日报客户端 记者汪丹)

在太空中,能做出一个完全按比例缩小的迷你太阳系吗?

从理论上来说是能够做出来的。

但实操难度嘛,恐怕就不是一般的大了。

其实真实的太阳系,和大家的想象有些不同。

太阳系围绕银河系中心的速度高达220km/s,而地球围绕太阳的公转速度才30km/s.

大家以为的太阳系是这样:

而更真实的太阳系是这样:

当然,这也不算足够真实,1年的时间浓缩成了1~2秒的动图,行星的比例也大了

也就是说,要做出足够真实的“太阳系”,是必须把银河系的引力考虑进去的。

而我们所在的太阳系,正好就是一个巨大的引力场。要让这个系统成立,我们不妨把银河系中心的质量缩小到太阳的大小。

在建立这个系统之前,我们不妨先来看看数据关系。

约5.8光年。

这个距离超出了太阳系的范围。

而且距离太阳系最近的比邻星是4.22,短于5.8光年。

这个系统将受到比邻星的严重干扰,最终模拟失败。看来,在三体人附近构建迷你太阳系,是很不现实的事情。

如果我们把参考系再缩小一点,用地球当做新银河系呢?

已知地球原质量为5.965×10^24kg

那么可得新太阳与“银河系”的距离为:5267个天文单位(1个天文单位为1个日地距离),在柯伊伯带和奥尔特云之间。

新系统将主要受到太阳引力的影响,地球引力占比是极其微弱的,所以模拟还是失败。

看来要找一个不受其它干扰的新“新银河系”颇为困难。

不过这没有关系,宇宙之中存在超级空洞:

距离银河中心最近的是北方本超空洞,跨度3.5亿光年,距离银河系中心2亿光年。

在这些空洞内,将会受到极低的外界影响。

在这么一个空洞的周边,我们可以找一个距离其它引力系统足够远的星体来模拟银河系中心。

如果我们要保证新太阳的直径是1m(半径0.5m)的话。

那么,可计算出新太阳质量为:739kg

新太阳围绕的新银河系的公转半径为:1.768×10^11m,即1.768亿千米,约1.2个天文单位(地日距离)。

距离还不算不夸张。那么,可计算出中心天体质量为:6.63×10^11kg

大约是直径5409m(大约北京长安街的长度,人类约30分钟的长跑距离)的小行星。

或许这个小行星偶然飞入了北方本超空洞,令其他星系的引力干扰足够的底,所以可以迷你太阳系一定稳定的运行。

此时的地球大约2.2g,半径5mm,日地距离107m,地球绕太阳公转速度大约是21.3μm/s,而蜗牛速度是2400μm/s,运动速度大约是蜗牛速度的1/113.

可得,新太阳绕新银河系(小行星)的速度是156μm/s,依旧是蜗牛速度的1/16.

找一张图,对比一下。

最近的箭楼就是前门公园,土星所在位置,直径1m的太阳,在远处的天安门上。

好了,以上是理论,看起来并不十分难?

接下来谈实操了。

北方的本超空洞,距离我们太阳系长达2亿光年。

50%光速飞过去的话,也得近4亿年,能相当于哺乳动物演化史的两倍了。

但或许能无限接近光速,或者能找到虫洞穿越时空呢?

达到那里之后,如果实在找不到现成的小行星,完全可以找一个符合的小行星推入本超空洞。

好了现在可以搭建体系了。

但我们知道,现实搭建的任何尺度都不可能和理论一模一样。甚至哪怕在计算处理数据的时候,也会存在误差。

例如:质量误差,距离误差,真实的太阳还在不断往外辐射能量和质量,星体之间还有潮汐力。建立系统的时候,还需要提供初速度,运动角度也会存在误差。

而且要保证系统稳定,不仅仅要搭建几大行星,还要包括冥王星等矮行星,以及几十公里,甚至几千上万公里之外的柯伊伯带和奥尔特云的迷你版。

而且,哪怕在在北方本超空洞选的足够合适比例的小行星,也不能完美等同同比例下的银河系中心,也存在误差。

需要的参数越多,误差则越大。哪怕一个参数的误差可以低到10^-10(相当于能在地球上直接爆头月球上的外星人)。但包括各类行星、矮行星、柯伊伯带,以及奥尔特云,能出现误差的参数成千上万。那么误差就会累计达到10^-5以上。

如果按照10^-5的误差算,系统运行的时候,每一秒的误差是10^-5,那么这个系统运行10万秒之后,误差就会达到1秒。

如果这个误差发生在地球公转上,会出现什么?

地日周期是1年,即12个月,当误差达到1个月(30°)的时候,地日系统明显就已经足够混乱。

那么,产生这个误差的运行时间是300万天,即8219年。

稳定运行8219年,相当于整个人类文明的最长长度了,似乎时间长度很可观了。

但现今人类,即便突然被传送到了那里,构建这个迷你太阳系,恐怕是完不成的。

因为现今地球人,在太空上的精度,实在是相当的感人。

通常飞行器的轨道、升降等都会有一定的误差需求,通常为1/1000(当然,人工智能是可以解决超远距离下的精度问题,例如嫦娥五号在月球轨道上的接轨,但毕竟科技树的嫩芽才萌发不久,精准拜访这样的迷你太阳系还差得远。)

微型飞行器必须把新太阳系放在距离新银河系(小行星)1.768×10^11m的轨道上,如果是1/1000的误差,实际距离上的误差也达到18万公里,相当于地球半径的三倍。

我们就算能摆放足够准确,且系统运转之后,能在做到地日公转的总误差也只有1/1000。

但哪怕这样,地球运行8年时间,日地误差就能达到30°

如果在地日误差的基础上,我们以质量最大的木星误差达到30°作为标准,代表这个系统的彻底崩溃,那也只有97年的时间,最多100年。

当然,其实还这样做:

就像现今的地球人每隔一段时间修正太阳系各类轨迹参数一样(低于太阳这样的混沌体系,地球人无法计算,只能利用一定的数据,进行短期的预测),每隔一段时间就去修正这个迷你太阳系轨道系统。

只需要隔上个十天半个月就修正一下误差,就可以让这个系统保持长期稳定的运转。

当然,还要记得注意修正中心新银河系(小行星)的运行轨道,不要让它飞出本超空洞,不然系统就会受到外界过大引力的影响而崩溃掉了。

或许,只有造物主才能真正做到吧。

#微博新知博主# #科普大作战#


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