原文摘錄
地球終於啟航了
人類的逃亡分為五步：第一步，用地球發動機使地球停止轉動，使發動機噴口固定在地球運行的反方向；第二步，全功率開動地球發動機，使地球加速到逃逸速度，飛出太陽係；第三步，在外太空繼續加速，飛向比鄰星；第四步，在中途使地球重新自轉，掉轉發動機方向，開始減速；第五步，地球泊入比鄰星軌道，成為這顆恒星的衛星。人們把這五步分別稱為刹車時代、逃逸時代、流浪時代Ⅰ(加速)、流浪時代Ⅱ(減速)、新太陽時代。
整個移民過程將延續兩千五百年時間，一百代人。
我們的船繼續航行，到了地球黑夜的部分，在這裏，陽光和地球發動機的光柱都照不到，在大西洋清涼的海風中，我們這些孩子第一次看到了星空。天哪，那是怎樣的景象啊，美得讓我們心醉。
小星老師一手摟著我們，一手指著星空，“看，孩子們，那就是半人馬座，那就是比鄰星，那就是我們的新家！”說完她哭了起來，我們也都跟著哭了，周圍的水手和船長，這些鐵打的漢子也流下了眼淚。所有的人都用淚眼探望著老師指的方向，星空在淚水中扭曲抖動，唯有那顆星星是不動的，那是黑夜大海狂浪中遠方陸地的燈塔，那是冰雪荒原中快要凍死的孤獨旅人前方隱現的火光，那是我們心中的太陽，是人類在未來一百代人的苦海中唯一的希望和支撐……
在回家的航程中，我們看到了啟航的第一個信號：夜空中出現了一個巨大的彗星，那是月球。人類帶不走月球，就在月球上也安裝了行星發動機，把它推離地球軌道，以免在地球加速時相撞。
月球上行星發動機產生的巨大彗尾使大海籠罩在一片藍光之中，群星看不見了。月球移動產生的引力潮汐使大海巨浪衝天，我們改乘飛機向南半球的家飛去。
啟航的日子終於到了！我們一下飛機，就被地球發動機的光柱照得睜不開眼，這些光柱比以前亮了幾倍，而且所有光柱都由傾斜變成筆直。
地球發動機開到了最大功率，加速產生的百米巨浪轟鳴著撲向每個大陸，灼熱的颶風夾著滾燙的水沫，在林立的頂天立地的等離子光柱間瘋狂呼嘯，拔起了陸地上所有的大樹……這時，從宇宙空間看，我們的星球也成了一顆巨大的彗星，藍色的彗尾刺破了黑暗的太空。
地球上路了，人類上路了。
就在啟航時，爺爺去世了，他身上的燙傷已經感染。彌留之際，他反複念叨著一句話：“啊，地球，我的流浪地球呀……”
1.逃亡的漫漫旅途
旅行仍在繼續，輪船駛入黑夜，北半球出生的孩子們有生之年第一次看到了黑夜，看到了星星，包括旅程的終極目的地——比鄰星。雖然還要再過兩千五百年，要到孩子的孩子的孩子的孩子……那一代才有可能抵達，但那一刻，他們至少看到了它。而在那之前，地球需要精確、完美地完成刹車、開到太陽逃逸速度、再次加速、重新自轉並減速、駛入比鄰星軌道等五個規定動作，每一步都危險重重。
旅行結束時，行星發動機已經火力全開，推動地球開啟了逃亡的漫漫旅途。爺爺的去世，成為一個時代落幕的隱喻。地球，真的要離開了。
2.為什麽需要開到“逃逸速度”？
逃逸速度，簡單地說，就是物體逃離另一個物體，並且隻要它不主動回去，就再也不會被拉過去所需要的最小速度。地球隻有達到這個速度，才能永遠逃離太陽，不再被太陽的引力所束縛。
為什麽一個物體離開之後，還會被另外一個物體拉回去呢？我們離開房子、離開汽車，也並沒有什麽東西拉我們回去呀，但是如果雙腳蹬地試圖跳離地球，就會馬上感受到這種拉回去的力量。
大家都知道，這個拉我們回到地球表麵的力量叫作重力，也就是萬有引力。
那麽，引力究竟是一種什麽東西？它又是怎麽被發現的呢？
早在兩千多年前，人們就開始琢磨“力”這種看不見、摸不著的東西了。當時著名的哲學家亞裏士多德（現在也很著名）通過觀察物體的運動，得出的結論是：力是物體運動的原因。比如，馬車是需要用力拉的，球是需要用力踢的，否則它們就會靜止不動。這個觀點似乎並沒有什麽問題，直到公元17世紀，發明望遠鏡並用它看向星空的那位大神——伽利略對此提出了不同意見。
伽利略認為，如果一個物體在運動，隻要沒有讓它加速或減速的原因，它就會保持原來的速度繼續運動下去。這似乎與人們的日常經驗不太相符——球被踢出去之後，沒有任何人去碰它也會停下來，這怎麽解釋呢？伽利略經過觀察和實驗發現，球踢出去之後並不是沒有受力，在空中它會受到空氣的阻力，落地後也會遇到來自地麵的和球運動方向相反的摩擦力。很明顯，球在摩擦力大的草地上很快就會停下來，在光滑的大理石地麵很久都停不下來。摩擦力越小，球就會滾得越遠，可以想象，如果摩擦力消失了，球就會一直滾下去。
後來，法國科學家笛卡爾進一步補充：如果運動的物體不受任何外力的作用，不僅速度不變，而且運動方向也不會改變。最後，牛頓把這些現象總結為一條重要的科學定律一一牛頓第一定律：一切物體都有保持靜止或者勻速直線運動的性質。這種性質也就是前麵我們提到過的“慣性”。
既然牛頓第一定律告訴我們，沒有力也可以有運動，那麽是不是從此力就和運動沒有關係了呢？牛頓說：當然不是！力是改變物體運動速度和方向的原因。他又補充了一個定律一一牛頓第二定律，定量描述了力作用在物體上的效果。這個定律是這麽說的：物體受到合外力的作用會產生加速度，加速度的方向與合外力的方向相同，大小與合外力的大小成正比，與物體的質量成反比。
什麽是合外力呢？就是一個物體可能同時受到很多個力，但它不可能同時向很多個方向運動，因為所有的力會互相疊加和抵消，四舍五入就等於一個方向的力，這個力就是合外力。而加速度則用來表示物體速度變化的快慢，它的值等於速度的變化量與發生這一變化所用時間的比值。
牛頓先生發現的第一定律和第二定律，為人類解決了力與運動的關係這個大問題，卻沒有解決一個令他自己頭痛的小問題，就是為什麽在樹上安安靜靜掛著的蘋果，會突然落下來砸得他頭痛呢？他開始思考：既然所有的物體改變運動狀態都是受到了外力的作用，那麽讓蘋果從樹上向地麵落下的力是什麽呢？樹再高一些又會怎麽樣呢？如果樹一直長到月亮上，蘋果還會掉落到地麵上來嗎？為什麽月亮不會像蘋果一樣落到地麵上呢？又是什麽力量，讓月亮不停地圍著地球轉動呢？
按照牛頓第一定律，如果沒有受到外部施加的力，月球應該保持靜止或者做勻速直線運動，之所以會繞著地球旋轉，不停地改變運動的方向，一定有一種看不見的力量不斷把它往地球的方向上拉。如果沒有這種拉力的話，月球就會沿著與軌道相切的方向直線飛離軌道，就像鏈球運動員拉著鏈球讓它圍繞自己旋轉一樣，如果他鬆開手，鏈球就會沿著拉力消失的那一瞬間運動的方向直直地飛出去。蘋果長在樹上沒有惹任何人，之所以會落向地麵，一定有一隻看不見的手在拉它。
從1665年到1685年，牛頓花了整整20年的時間，終於找到了把蘋果拖向地麵的那隻“隱形的手”，並且從數學上證明了把蘋果拽到地麵上的力量與把月亮束縛在地球周圍不停旋轉的力量是同一種力——萬有引力。
牛頓認為，所有的物體都是通過萬有引力相互吸引的，隻要有質量，就有萬有引力。同時他還找出了萬有引力作用的規律：引力的方向是沿著兩個物體中心的連線，引力的大小和物體質量的乘積成正比，和物體之間距離的平方成反比，再乘以一個引力常數G，就可以得到引力的數值了。G是通過多次測量測出來的，它的值大概是6.67×10-11N·m2/kg2。
萬有引力的計算公式
在地球上，引力賦予了蘋果重量，讓蘋果落向地麵。在宇宙中，引力讓物質聚集在一起形成天體，讓小質量的天體繞著大質量的天體旋轉形成星係，而月球的質量對海水的吸引，讓地球上有了潮汐。
任何兩個有質量的物體之間，都存在著互相吸引的力量，無論它們之間的距離有多遠。可是為什麽所有的物體沒有吸在一起，隻有地球把它上麵的東西吸住了呢？因為引力其實是一種非常弱的力量，在左右我們這個宇宙的四種基本力量（另外三種是電磁力、強相互作用力和弱相互作用力）之中，萬有引力是最弱的一個。大多數時候它都是完全沒有存在感的。隻有在遇到質量非常大的物體時，引力才會大到能夠讓人明顯察覺的地步。
所以，一般我們看到萬有引力起作用的時候，都和大質量的天體有關。人類想要逃離地球引力的束縛，必須達到地球的逃逸速度。地球要想逃離太陽引力的束縛，也必須比現在跑得更快，直到達到太陽的逃逸速度。
3.“逃逸速度”怎麽算？
要計算逃逸速度，我們需要知道另外一件事情——能量。能量可以有很多種不同的形式，比如動能、勢能、熱能、電能、核能……這些能量彼此之間是可以互相轉化的。也就是說，不管能量有多少種千差萬別的形式，本質上它們其實是一種東西。和逃逸速度相關的能量是動能和勢能。
世界萬物是不停運動的，在物質的一切屬性中，運動是最基本的屬性，其他屬性都是運動的具體表現。而有了運動，就有了能量。比如，溫度是物質內部的分子做無頭蒼蠅一樣沒有規律的布朗運動的外在表現，有溫度，就有熱能。宏觀的物體運動起來，就有了運動的能量——動能。物體的質量和速度決定了它在某一刻所具備的動能，質量（m）越大、速度（v）越高，動能（E）就越大。
相對靜止的宏觀物體除了熱能，是不是就沒有其他能量了呢？並不是的，由於引力的作用，它與其他物體的相對位置會賦予它蓄勢待發的一種能量——引力勢能。在地球表麵，重力讓一切位於地心那個點之外的物體都有了自己的引力勢能。
上麵就是引力勢能的計算公式。其中，大寫的M代表互相吸引的兩個物體中，質量更大的那一個，小寫的m代表小一點的那個，r是兩個物體中心連線的長度，G是萬有引力常數。為什麽引力勢能會加一個負號呢？因為我們一般會把引力完全消失的地方——假想中的無窮遠處當成是沒有引力勢能的地方，也就是距離一個物體無窮遠的地方，這個物體的引力勢能為零。而其他所有在引力作用範圍內的物體，都擁有引力勢能。離得越近，引力越大，引力勢能就越大。所以，引力勢能的公式中必須加上一個負號，才能夠表達勢能隨著距離由遠到近，能量由小變大的這個過程。
要逃離一個天體的表麵，所需要具備的動能一定不能比這個天體束縛它的引力勢能的絕對值更小。於是，我們就得到了逃逸速度的公式。
要逃離太陽的表麵，M就是太陽的質量，r是太陽的半徑。根據這個公式，我們可以計算出太陽表麵的逃逸速度大概是617.7公裏/秒。而地球在距離太陽約1.5億公裏的地方，如果要逃出太陽引力，按照上述公式計算，速度需要達到42.4公裏/秒。目前，地球圍繞太陽公轉的線速度大概在30公裏/秒，所以，以這個速度奔跑的地球仍然在太陽的勢力範圍內，需要開足馬力才能逃離。
4.能量的本質是什麽？
我們生活中所有的一切都離不開能量。物理學上，能量的定義是“物質運動轉化的量度”。但是，這似乎很難解釋能量究竟是什麽。的確，能量可以使物體發生運動和變化，可以推動火箭，可以加熱物體，可以讓手機24小時開機。雖然人類已經基本掌握了能量的轉化規律，比如，不同形式的能量互相轉化前後的總量是一樣的（也就是“能量守恒定律”），並且已經可以熟練地使用各種各樣的能量為我們服務，但是時至今日，物理學家們仍然沒有弄清楚能量的本質是什麽，就像沒有弄清楚力的本質是什麽一樣。
關於能量的本質，目前人類的認識止於愛因斯坦發現的質能方程式：E=mc2。這個偉大的方程式為我們揭示了一個秘密：質量和能量是等價的。用一個物體的質量乘以光速的平方，就等於這個物體消
失後產生的能量。也就是說，能量不僅可以從一種形式轉化為另一種形式，從一個物體轉移到另一個物體，物體本身也可以轉化為能量。因為光速的平方非常大，所以一點點的質量損失都可以轉化為很大的能量，這也就是前麵提到的，在太陽內部發生的事。
更加奇妙的是，根據這個方程，能量也可以轉化為質量。也就是說，隻要有能量，世界萬物都可以無中生有。實際上，我們的宇宙很可能就是這麽來的。1929年，美國天文學家哈勃發現，不管往哪個方向看，遠處的星係都在急速地遠離我們，這就意味著宇宙正在不斷膨脹。通過進一步追蹤星係發出的光線，他發現，在100多億年前的某個時刻，宇宙中所有的星星都在同一個位置。
這是什麽意思呢？哈勃認為，隻有一種假設能夠解釋這件事情，就是存在著一個叫作“大爆炸”的時刻，當時的宇宙都堆積在一個點上，這個點叫作“奇點”。後來的科學家們通過實驗，基本確定了在大約138億年前，這個假想中的“大爆炸”確實發生過。不過關於這個奇異的“奇點”到底是什麽樣子的，我們還隻能靠猜。目前，天文學家們猜測，奇點的體積無限小，曲率無限大，熱量無限高，密度無限大。奇點爆炸之後，才有了時間、空間和物質。
這麽看來，我們現在這個宇宙中所有的物質和能量都是大爆炸之後，遵循著m=E/c2的規律產生的。據說，愛因斯坦的公式最早的表達方式也是m=E/c2，他想說的就是質量的來源是能量。從宇宙的尺度上來看，能量很可能是先於質量的存在，如果真的是這樣，那麽能量可能就是比物質更加基本的東西。所以，“能量的本質是什麽”這個問題也許很長一段時間內都不會有答案，因為能量就是我們這個宇宙的本質。
想象中的宇宙大爆炸