星艦奇航記宇宙官方指南︰《星艦》系列背後的真實科學

名人推薦：「這本精心編排的圖文書透過《星艦奇航記》中錯綜複雜的角色、情節、題旨、武器、裝備等創意，探討太空、星系際旅行、外星生命存在的可能性，以及其他數十個和宇宙有關的主題。」──《大觀》（Parade）雜誌

「這本書深入淺出，手法高明，而且非常有趣……太棒了！」──Revolution Science Fiction

「這本指南獻給所有準備前往太空這處最後邊疆的人，這本書將帶你展開探索外星異世界的個人之旅。」──StarTrek.com

「對於所有星艦迷和有志探索星空的人，這本融合了科學與虛構的創新圖書會讓學習過程更有趣。」──Able Gre...

前言

《星艦奇航記》誕生至今50多年了。那個宇宙是一種超越科幻、舉世鍾愛的流行文化現象。1966年9月8日，當第一集節目傳入我們的客廳，它就抓住了世世代代影迷的想像力，衍生出六套電視影集、許多紀錄片、無數粉絲自製影片，還有13部電影──而且還在增加中。《星艦奇航記》能吸引人追劇，得歸功於它的招牌特徵：探勘銀河偏遠角落的各種驚險事跡、對人類未來滿懷希望的觀點，還有綜攬最壯闊宇宙自然奇觀的前排席位。

就像任何優秀的奇幻故事，《星艦奇航記》始終著眼於發現、鋪陳超出觀眾身邊環境的地方──換句話說，就是探索奇異的新世界。自誕生以來，這部開創性系列作品始終認真看待天文科學，也總是善加運用當代的宇宙學發現。雖然《星艦奇航記》的創作人曾幾度偏離科學事實──尤其是原初系列《星際爭霸戰》，因為在那個時候，人們對宇宙和宇宙運作的知識都遠遠不如今日──但當時的他們竟然還能弄對那麼多事情，實在令人驚奇。

在劇集原創人金・羅登貝瑞（Gene Roddenberry）以及《星艦奇航記》的其他眾多作家看來，這部壯闊太空歌劇始終著眼於跨越藝術門檻，來開創偉大的說書成就，這點斷無疑義，不過《星艦奇航記》的冒險事跡始終擁抱真實世界的科學和技術，把科技前沿往前推到極致，創造出可供人類探索星空的宇宙。星艦搭載了科學顧問，啟程出航，在一幅令人驚豔的星際畫布上演出，裡面充滿了七彩星雲、外星世界和超新星等異鄉奇特景致。這些航程所見景象，如今我們的最先進技術已經實際投入探索。當今天文學和天體物理學的新近發現，讓我們自己這處宇宙，逐漸變得和《星艦奇航記》中引人熱愛航行的宇宙那般有趣、刺激又難以預料。

從我更私人的角度來說，這項計畫就像瓦肯心靈融合一類事項，把我的兩種熱愛融合成這部著作。我的童年最早記憶，有些出自1970年代早期，那時我和父親一起觀看《星艦奇航記》原初系列重播。我當場就著迷了，對太空廣袤無垠的整個念頭神往不已。儘管那樣的壯闊景象讓人起雞皮疙瘩，我卻忍不住要佩服寇克艦長和他的船員，竟能那麼大膽、勇敢又那麼好奇。它讓我想要探索天空，親自建立那樣的連結。在我們蒙特婁的公寓屋頂上，我坐在爸爸腿上用望遠鏡觀測天空，正是實現了那個心願。

對觀星和《星艦奇航記》的迷戀一直跟著我進入成年期，現在我發現自己把這些熱情傳遞給了我的兩個年幼的女兒。她們不只自己發現了企業號的旅程、毛球和全像甲板，還起身踏上她們自己的科學探索之旅，投入觀測充滿星座和寶藏的夜空。

正如薛特納在序言中所說的，科學可以開啟一扇窗口，讓我們窺見宇宙的神祕國度。同時就影迷而言，《星艦奇航記》的冒險故事讓他們有機會一窺浩瀚的宇宙景象，也讓我們的想像力得以縱情高飛。

所以我邀請各位，和我一起把《星艦奇航記》的宇宙和我們自己這個宇宙連結起來，也讓我們勇敢航向沒有人去過的地方。

──安德魯・法澤卡斯，星曆2016.115

跋涉夜空

《星艦奇航記》片中的星艦帶領我們去了許多奇妙的恆星系統和遙遠的世界，其中多數都位於我們銀河系的範圍內，不過所有情節全都暗示，外面還有個更大的宇宙，連星際艦隊最快的船艦都抵達不了。那樣的距離簡直不可思議，就算以《星艦奇航記》的尺度來看也一樣：星艦以曲速九航行，必須花60多年才能跨越十分之一個銀河系，而想抵達最鄰近的星系，則得耗時超過千年。這般浩瀚不可測度的宇宙，就是《星艦奇航記》中所有旅程的舞台，它邀請我們跳脫我們的母世界，從一個嶄新的視角來看待宇宙。

宇宙的規模

只要動用一系列從窄到廣的天文學等級，我們就可以開始掌握宇宙無與倫比的寬廣尺寸。從我們的地球開始，這是個附帶一顆衛星的岩質小世界。向外踏出一個等級，我們就會發現，地球只是一個天體家族的一員，這裡共有八大行星和數千顆較小的星體，共同繞行一顆恆星──太陽。這個家族統稱太陽系，由行星和其他物質碎片組成。首先會注意到的是，它的尺寸大得出奇。冥王星等矮行星以及構成盤狀古柏帶（Kuiper belt）的數千顆姊妹冰質天體，全都身處十分偏遠的位置，和太陽相隔約達130億公里之遙。

再往外踏出一級就會發現，我們的太陽，這顆尋常的黃矮星，不過是銀河系4000億顆恆星當中一個渺小的成員，而銀河系的可見部分，則延伸跨越了10萬光年，外圍還有一圈暗物質銀暈，橫跨約40萬光年的範圍。

這裡稍微離題，花點篇幅談談時間和空間的關係。恆星和星系相隔十分遙遠，把英里或公里這樣的傳統單位用在這裡，會變得很不實際。所以測量太陽系外距離時，天文學家就得改用另一種單位，也就是光年：光在一個地球年的時間內傳播的距離。光的傳播速度約為每秒30萬公里，所以一光年約等於10兆公里。由於這些距離也代表從遠方傳來的星光速度，天文學家使用強大望遠鏡凝望遙遠宇宙之時，也等於是逆時光回顧久遠的過往。事實上，如今天文學家的儀器，已經能夠看到十分遙遠的過去，他們眼中所見是138億年前的時光，瞥見了宇宙最早恆星和星系的誕生景象，而且和宇宙本身的生成事件（稱為大霹靂），相隔了不到5億年。再者，我們想想看，那還只是宇宙中我們能夠見到的部分！

就連銀河系都有一些謎團，不論在《星艦奇航記》的世界或者我們這個世界都是如此。

我們的母星系

地球的母星系是銀河系，星際聯邦、瓦肯人、克林貢人，還有在《星艦奇航記》宇宙中遇見的幾乎所有異星種族，也都屬於銀河系。銀河系的形狀像個扁平的風車，而我們的太陽則位於這個星系一條外圍旋臂的外緣角落。事實上，今日的天文學家對於銀河系的整體螺旋結構依然只有粗淺的認識。我們知道它有四條主要旋臂，其中兩條比較突出，環繞著一個棒狀星系核。不過還有許多未知之處，因為我們的觀察視野，依然牢牢侷限在地球上。

《星艦奇航記》中的天圖繪製師對銀河系已經有充分認識，懂得把它劃分為阿爾法、貝塔、伽瑪和德爾塔四個象限，但在24世紀，人類對銀河系的測繪，實際上也只完成不到五分之一的範圍。《星艦奇航記》片中的星圖師認為，星系中央有個會生成物質的核心，周圍環繞一道無法穿透的能量力層，稱為大障壁（Great Barrier）。瓦肯人心目中的伊甸園行星──沙卡里（Sha Ka Ree）──就位於這處星域。我們的天文學家對那裡有不同的看法，他們推估，銀河系的核心藏了一個超大質量的黑洞，稱為人馬座A*（Sagittarius A*），其質量是我們太陽的數十億倍。

旅程繼續進行

銀河系的核心仍有未解之謎，而且它顯然隸屬一個約含50個星系、號稱本星系群（Local Group）的鬆散群組，範圍橫跨千萬光年，而銀河系則位在2000個或更多大小星系集結而成的緻密星系雲外圍的天域。

當我們向外旅行，我們也在心中神遊，依循科學的指引，前往幾乎超出人類想像力範圍的國度。還有許多事情等著我們去學習體驗──而《星艦奇航記》就能為我們領路。

前言

《星艦奇航記》誕生至今50多年了。那個宇宙是一種超越科幻、舉世鍾愛的流行文化現象。1966年9月8日，當第一集節目傳入我們的客廳，它就抓住了世世代代影迷的想像力，衍生出六套電視影集、許多紀錄片、無數粉絲自製影片，還有13部電影──而且還在增加中。《星艦奇航記》能吸引人追劇，得歸功於它的招牌特徵：探勘銀河偏遠角落的各種驚險事跡、對人類未來滿懷希望的觀點，還有綜攬最壯闊宇宙自然奇觀的前排席位。

就像任何優秀的奇幻故事，《星艦奇航記》始終著眼於發現、鋪陳超出觀眾身邊環境的地方──換句話說，就是探索奇異的新...

【推薦序】

科幻故事本質上就如同神話。和宗教一樣，它也探究深奧的問題：我是誰？我要去哪裡？我的生命有什麼意義？科幻作品是才華洋溢的作家尋求解答其他不可知問題的想像力表現：有幽浮嗎？宇宙中有像我們這樣複雜的生命形式嗎？還有更高等的智慧嗎？有沒有辦法跨越浩瀚宇宙（甚至是平行宇宙），還有分子、原子、原子核、夸克和玻色子之間的距離？

偉大的科幻作家以他們豐沛的想像力，寫出了種種可能性，令人迷醉、不可自拔。當科學開啟一扇窗口，讓我們窺見那個既令人畏懼又引人遐思的神祕領域，我們立刻就對那誘人的景象深深著迷。外面那裡有什麼？有誰在那裡、又是為什麼？科幻故事大膽回答了這些問題──而多年來，《星艦奇航記》也辦到了這點。

我們所能看見、感受、聽見、摸到的事物，壯麗得非比尋常。量子物理的不可解觀點廣袤無邊，令人目眩，有時甚至讓人不知所措。科幻作品──例如《星艦奇航記》宇宙中的史詩級故事──讓我們得以淺嚐真正掌握眼前尚未可知之事是何等滋味。正因如此，本書可能會為你召喚出新的問題，因為它呈現了今日科學與《星艦奇航記》中的明日之間的關連性。

問題、問題、問題，在我們腦海中糾結翻騰、衝撞鑽掘，最後總歸無解，又或許有一、兩個解答。在這本書中，除了大量的重要資訊之外，你也許──只是也許──還能找到另一個尚未有人提出的問題。不是嗎？──威廉・薛特納

【推薦序】

科幻故事本質上就如同神話。和宗教一樣，它也探究深奧的問題：我是誰？我要去哪裡？我的生命有什麼意義？科幻作品是才華洋溢的作家尋求解答其他不可知問題的想像力表現：有幽浮嗎？宇宙中有像我們這樣複雜的生命形式嗎？還有更高等的智慧嗎？有沒有辦法跨越浩瀚宇宙（甚至是平行宇宙），還有分子、原子、原子核、夸克和玻色子之間的距離？

偉大的科幻作家以他們豐沛的想像力，寫出了種種可能性，令人迷醉、不可自拔。當科學開啟一扇窗口，讓我們窺見那個既令人畏懼又引人遐思的神祕領域，我們立刻就對那誘人的景象深深著迷。...

6 序：「寇克艦長」威廉・薛特納
8 前言
10 跋涉夜空
12 關於本書
14 第一章：地球系統
60 第二章：奇異新世界
98 第三章：航向星辰
144 第四章：星際雲
182 第五章：星團和星系
220 巡梭夜空
224 夜空星圖
228 謝誌
229 劇集索引
233 索引
239 圖片出處

6 序：「寇克艦長」威廉・薛特納
8 前言
10 跋涉夜空
12 關於本書
14 第一章：地球系統
60 第二章：奇異新世界
98 第三章：航向星辰
144 第四章：星際雲
182 第五章：星團和星系
220 巡梭夜空
224 夜空星圖
228 謝誌
229 劇集索引
233 索引
239 圖片出處