鸽了很久的再次更新，之所以鸽这么久是在准备关于这篇文章的素材，有些实验数据处理的太久了。

这一篇我们来说一说武器

简单地说，太空战中的武器可以分为以下几种：实弹武器、激光武器、粒子束武器（注：虽然这两种统称为定向能武器，但是杀伤机制与效果差别很大。鱼雷和导弹等属于带装药的实弹武器）

【资料图】

从古至今的传承——实弹武器

实弹武器可以说从古到今都在使用，从古代的投石机、弓弩到460mm舰炮，再到现在的电磁炮，虽然发射方式不同，但是主要的核心思想是利用动能进行打击。虽然实弹武器对由复合材料构成的大角度的倾斜装甲效果较差，但是在三维空间的战斗中，倾斜装甲的作用几乎为0（原理很简单，你可以从不同的角度发起攻击，一个角度上的倾斜装甲在另一个角度上就是垂直装甲了。）

实弹武器的优势在于其瞬间能量爆发可以达到极高，这使得其对于能量护盾有着可怕的杀伤力。这里以非装药实弹武器进行计算，在非装药实弹武器中，弹药主要杀伤来源于动能，即Ek=mc²-m0c²……(1)，其中m0为弹药的静质量，c为光速，m为弹药的动质量。由洛伦兹变换，易得m=m0/√[1-(v/c)²]……(2)，其中v为炮弹速度。这样，我们就能够计算出炮弹的动能。考虑到功率等于能量除以时间，即E=W/p……(3)，由能量守恒可知，W=ΔEk……(4)，在撞击到护盾上时，若护盾能够抵抗这一发炮弹，则可认为炮弹末速度为0。设护盾在撞击过程中在炮弹运动方向的形变最大尺寸为L'，炮弹长度为L，则炮弹在护盾上的作用时间t≈(L+L')/v……(5)，由(1)~(5)式，得到该炮弹的功率约为P=m0v*c²{1-√[1-(v/c)²]}/{(L+L')*√[1-(v/c)²]}……(6)，显然，装药实弹武器威力更大，因为其内部装药的反应放出的能量完全可以与弹药动能叠加。

除此之外，由于实体弹药的动能不会受到除了引力场、极强电磁场（强到能把弹药等离子化分离出正负离子的那种）和其他实体物质之外的影响，在空旷的宇宙空间中，实弹武器的理论射程几乎是无限大的，换句话说你在仙女座星云的豹豹还是会被一发精确计算星际之间引力影响之后从银河系某个点发射的182.9mmHESH爆弹药架。

而且幸运的，或者是对防守方不幸的一点是，实弹武器并不一定需要像炮弹一样通过炮管进行加速，实弹可以自己携带引擎进行加速与制导，当然了，这种东西我们叫火箭弹/鱼雷/导弹……

六十年代的后起之秀：激光武器

可以说，激光武器是三种武器中命中率最稳定的，理论上也是最高的，因为激光本身是光速，所以在距离不是特别远的情况下几乎一打一个准。但是，激光本身存在一个问题：发散角。要知道，由于光子的位置和动量无法完全确定，因此一束激光必然存在一个发散角，这个发散角很小，但是在距离很远的时候，激光的光斑会变得很大，从而失去一部分杀伤力。除此之外，致密的等离子体（超过激光-等离子体临界密度的十倍）也会影响激光的传播，因此利用等离子形成护盾对于光子能量较低的激光武器来说可谓是致命的。

为什么说是一部分和光子能量较低呢？这里就要从激光武器的杀伤机制说起了。激光武器最简单最直接的杀伤机制为极小范围内的高温杀伤，快速蒸发装甲形成等离子体。这种杀伤方式是目前激光武器的主流杀伤方式，当距离较远，光斑扩散时，激光命中点的温度就不够高，这种杀伤原理造成的杀伤就可以忽略不计了。

第二种机制为TNSA/RPA电子加速，这种机制主要作用于等离子体，通过电子加速产生电离效应，产生沿着激光照射方向为主的高能电子，进而产生一系列电子交换和电子辐射相关的反应。这些高能电子从等离子的背面穿出来，可以对船体和成员造成部分伤害。但是，该机制的能量占比不高，因此影响并不大。

第三种机制为光核反应，引发光核反应需要光子的能量达到数MeV以上（不同核素的单质子/单中子分离能不同，绝大多数核素二者至少有一个介于5~10MeV之间。）此时，光子的能量是如此之高，以至于在与原子核碰撞的时候会剥离原子核内的一个质子或者中子，产生新的核素。最幸运的情况是只飞出来了高能质子与中子，而且它们非常幸运地没有引发其他的核反应。如果产生的剩余核不稳定或者高能的质子/中子引发了一些其他的核反应，那么我只能说，请立刻播放2K时期的《Astronomia》，因为你很可能已经是躺在里面的主角了。而且，这种杀伤方式即使光斑散开也问题不大，因为打到船上的光子是一样多的，光斑散开之后产生的剩余核也一样多，只不过分布不那么密集而已。而且，当光子能量超过20MeV且光子数密度足够高时，理论上它可以将任何物质原子化。而且由于这个原理克服的是强相互作用的剩余力（即核力），理论上它可以对三体中的强相互作用材料造成杀伤。

第四种则是光子能量超过60MeV时逐渐产生的粒子物理相关的反应道，该反应道会产生π介子等产物，诱发一些新的核反应，相当于第三种的增强版。

第五种则更进一步，是将质子和中子都击碎，形成夸克-胶子等离子体，这样的激光光子能量需要很高，可能需要GeV量级（up主没做过GeVγ光相关实验，因为国内目前并没有up已知的这样的γ光源，所以只能进行估计，第三种第四种的推论也是根据现有的没有达到激光标准的γ射线实验结果得到的，如有相关论文证明推论错误请指出。），这样的光子可以打碎质子和中子，形成夸克-胶子等离子体并引发一系列的后续影响。

第六种则是激光武器的理论极限，当且仅当激光波长等于普朗克长度（l=√hG/2πc³，h/2π为约化普朗克常数，）时才会产生，此时，单个光子的能量就达到了12.29GJ，光子本身会变成一个事件视界半径为普朗克长度的黑洞，吞噬所有与之碰撞的基本粒子并扩大，由于与基本粒子的碰撞，之后形成的微型黑洞速度低于光速，一部分微型黑洞迅速蒸发产生爆炸，而另一部分微型黑洞则通过相互合并、吸收蒸发产生的伽马射线等形式迅速形成一个更大的黑洞以延长其寿命，至于其后果自然不比多说，而光子发散对于打击效果的影响只不过是增加了第一部分的概率而已。值得一提的是，这样的光束在外界看上去是黑色的，因为所有经过的光都被它吸收了。

理论存在，实践要等：粒子束武器

粒子束武器原理很简单，就是利用高能粒子束流去攻击敌方目标。在科幻中，常见的粒子束武器包括但不限于《星际迷航》中的各种相位武器、《星球大战》中的爆能枪、《三体》中的粒子束炮、《群星》中的X槽武器：光矛、《战锤40K》中的中子激光投影仪等。粒子束武器的作用后效随着粒子的不同而各有不同，其共有的特性，如热能杀伤等，与激光武器的第一种杀伤方式类似，在此不再赘述。

粒子束武器中，最常见也最容易加速的是电子，电子荷质比极大，因此极其容易被加速到近光速，且穿透力强，很容易穿透装甲杀伤人员。除此之外，高能电子与重核碰撞时会产生轫致辐射γ射线，对人员进一步造成杀伤。但是，电子束同样极易被电磁场偏转，只需要一个不强的磁场就足以偏转达到GeV能量的电子束。

而另外一种经常被加速的粒子是质子，质子相对于电子来说荷质比较小，因此不易被加速，同样也不易被偏转。除此之外，特定能量的质子与特定材质的装甲碰撞时会产生核反应，产生中子、伽马射线等次级粒子。质子没那么容易被电磁场偏转，但是仍然会被电磁场偏转。

除此之外，一些介子也是一种可以被电磁场加速的，其后效介于电子与质子之间，同样会引发一些核反应。而α粒子、D原子核、T原子核的效果与质子类似，只不过荷质比不同，引发的核反应不同，仅此而已。

比α粒子更重的带电原子核统称为重离子，重离子有其独特的核反应机制，但是其荷质比较质子更低，更难被加速，也更难被偏转。重离子核反应多种多样，如弹性散射、非弹性散射、熔合、裂变等。重离子荷质比更高，更难以被加速，也更难以被偏转。

那么有没有完全无法被电磁场偏转的粒子束武器呢？答案是有，那就是中子等非带电粒子。但是，这些粒子没法使用电磁加速，只能用引力加速，加速到同样能量的难度就大得多了。

对于质子、中子、重离子等含有强子的粒子，其整体后效随着单位核子能量的变化有这样的规律：

1MeV/u以下：热能杀伤为主，小概率会产生共振核反应造成亚原子级别杀伤。

1MeV/u~10GeV/u：引发各种核反应为主，主要自由度为核子-介子自由度。

10GeV/u以上：击碎核子，主要自由度为夸克-胶子自由度。

虽然理论上，只要加速足够强，粒子束也可以形成黑洞，但是简单计算一下就会发现这个能量需求之高（需要接近一千个太阳的功率才能做到一秒钟把一个粒子加速形成黑洞，也就是百RW量级），所以这里基本上不考虑这种情况。