文/图 张雷 明月几时有，把酒问青天。作为一个看到任何障碍都想着用桥梁跨越的工程师，当我凝视着元宵节前一晚的明月时，陷入了沉思：在地球与月球之间建一座桥，可行吗？我承认这是一个疯狂的念头，但是出于工程师的本能，我还是想对这个冒傻气的想法科学地分析一番。 《连接地球与月球的桥梁》（
文/图 张雷
明月几时有，把酒问青天。作为一个看到任何障碍都想着用桥梁跨越的工程师，当我凝视着元宵节前一晚的明月时，陷入了沉思：在地球与月球之间建一座桥，可行吗？我承认这是一个疯狂的念头，但是出于工程师的本能，我还是想对这个冒傻气的想法科学地分析一番。
《连接地球与月球的桥梁》（ 这个题目把几款AI绘画软件都难住了，画了很多次都没感觉，只有这张勉强可用。）
假设我们真的用某种魔法材料搭建了桥梁，首先要面对的是地球和月球这对"异地恋情侣"的相处模式。月球公转轨道是椭圆形而非正圆形，地月平均距离38万公里，最近 35 万公里，最远可达 40 万公里。这意味着我们的桥梁必须具备 5 万公里的弹性伸缩功能——相当于每天要让整座桥完成北京到纽约的往返马拉松。
更糟糕的是，月球正在以每年3.8厘米的速度远离地球。百年后的桥梁维护工人会发现，他们每百年需要给桥梁续接 3.8 米新结构，就像给宇宙织毛衣时永远漏针的毛线团。
目前人类最强的碳纳米管材料，理论抗拉强度约 120GPa。假设我们要建造直径 1 米的实心桥梁，其承受的拉力将超过材料强度极限的 10^6 倍。即使改用更科幻的"宇宙面条"材料，也要面对恐怖的振动问题——当桥梁长度超过某个临界值，其固有频率会低至每小时几次震荡，任何微小扰动都会引发毁灭性的共振效应。
麻省理工学院的模拟显示，这种规模的桥梁会在建成后 3 分钟内发生比吉他弦断裂更壮观的解体表演。
地球自转周期 24 小时，月球公转周期 27 天，这意味着桥梁必须承受每小时 1600 公里的相对速度差。想象用 502 胶水粘合两个反向旋转的砂轮，还要让蚂蚁安全通过——这就是轨道力学给我们的现实命题。
可能的解决方案是让桥梁固定在地月系统的 L1 拉格朗日点，这个宇宙中的"停车位"虽然能减少部分受力，但需要桥梁具备自主轨道修正能力。相当于让埃菲尔铁塔学会跳华尔兹，还是和 38 万公里外的舞伴隔空共舞。
即便上述难关都被攻克，我们还要面对太阳风粒子流、微陨石撞击、极端温度变化（-170℃到120℃）的轮番攻击。更不必说地球大气层的摩擦阻力——当桥梁以 10.9 公里/秒的第二宇宙速度划过大气层时，末端结构将上演持续不断的"流星烟花秀"。
在纯数学领域，这个设想意外地拥有理论支点。根据广义相对论，如果能制造出负能量密度的奇异物质，理论上可以构造出稳定的虫洞结构。加州理工的学者曾计算，维持 1 米直径的虫洞通道需要相当于整个银河系质量的负能量物质——或许这就是宇宙给我们的终极冷笑话：技术上是可能的，如果人类先成为宇宙的主宰者的话。
当 NASA 工程师在草稿纸上画出第一个地月轨道模型时，他们真正收获的是对轨道力学更深的理解；当材料学家幻想宇宙级建筑材料时，意外发明了碳纤维增强聚合物。也许地月桥梁永远只会存在于科幻作品中，但正是这些看似荒诞的构想，推动着人类不断触碰物理规律的边界。
就像 500 年前达芬奇画下直升机草图时，没人相信铁鸟能征服天空。谁知道未来某天，会不会真有工程师拿着这份《宇宙搭桥指南》，在月球基地笑谈前辈们的想象力太过保守呢？
作者简介
张雷，正高级工程师，中国铁设土建院副总工程师，中国铁道学会桥隧委员会委员，茅以升基金会古桥研究与保护委员会副主任，中国铁路文联摄影家，代表著作《桥梁之道——中国哲学思想对桥梁工程的启迪》。
