原文摘录
地球终于启航了
人类的逃亡分为五步：第一步，用地球发动机使地球停止转动，使发动机喷口固定在地球运行的反方向；第二步，全功率开动地球发动机，使地球加速到逃逸速度，飞出太阳系；第三步，在外太空继续加速，飞向比邻星；第四步，在中途使地球重新自转，掉转发动机方向，开始减速；第五步，地球泊入比邻星轨道，成为这颗恒星的卫星。人们把这五步分别称为刹车时代、逃逸时代、流浪时代Ⅰ(加速)、流浪时代Ⅱ(减速)、新太阳时代。
整个移民过程将延续两千五百年时间，一百代人。
我们的船继续航行，到了地球黑夜的部分，在这里，阳光和地球发动机的光柱都照不到，在大西洋清凉的海风中，我们这些孩子第一次看到了星空。天哪，那是怎样的景象啊，美得让我们心醉。
小星老师一手搂着我们，一手指着星空，“看，孩子们，那就是半人马座，那就是比邻星，那就是我们的新家！”说完她哭了起来，我们也都跟着哭了，周围的水手和船长，这些铁打的汉子也流下了眼泪。所有的人都用泪眼探望着老师指的方向，星空在泪水中扭曲抖动，唯有那颗星星是不动的，那是黑夜大海狂浪中远方陆地的灯塔，那是冰雪荒原中快要冻死的孤独旅人前方隐现的火光，那是我们心中的太阳，是人类在未来一百代人的苦海中唯一的希望和支撑……
在回家的航程中，我们看到了启航的第一个信号：夜空中出现了一个巨大的彗星，那是月球。人类带不走月球，就在月球上也安装了行星发动机，把它推离地球轨道，以免在地球加速时相撞。
月球上行星发动机产生的巨大彗尾使大海笼罩在一片蓝光之中，群星看不见了。月球移动产生的引力潮汐使大海巨浪冲天，我们改乘飞机向南半球的家飞去。
启航的日子终于到了！我们一下飞机，就被地球发动机的光柱照得睁不开眼，这些光柱比以前亮了几倍，而且所有光柱都由倾斜变成笔直。
地球发动机开到了最大功率，加速产生的百米巨浪轰鸣着扑向每个大陆，灼热的飓风夹着滚烫的水沫，在林立的顶天立地的等离子光柱间疯狂呼啸，拔起了陆地上所有的大树……这时，从宇宙空间看，我们的星球也成了一颗巨大的彗星，蓝色的彗尾刺破了黑暗的太空。
地球上路了，人类上路了。
就在启航时，爷爷去世了，他身上的烫伤已经感染。弥留之际，他反复念叨着一句话：“啊，地球，我的流浪地球呀……”
1.逃亡的漫漫旅途
旅行仍在继续，轮船驶入黑夜，北半球出生的孩子们有生之年第一次看到了黑夜，看到了星星，包括旅程的终极目的地——比邻星。虽然还要再过两千五百年，要到孩子的孩子的孩子的孩子……那一代才有可能抵达，但那一刻，他们至少看到了它。而在那之前，地球需要精确、完美地完成刹车、开到太阳逃逸速度、再次加速、重新自转并减速、驶入比邻星轨道等五个规定动作，每一步都危险重重。
旅行结束时，行星发动机已经火力全开，推动地球开启了逃亡的漫漫旅途。爷爷的去世，成为一个时代落幕的隐喻。地球，真的要离开了。
2.为什么需要开到“逃逸速度”？
逃逸速度，简单地说，就是物体逃离另一个物体，并且只要它不主动回去，就再也不会被拉过去所需要的最小速度。地球只有达到这个速度，才能永远逃离太阳，不再被太阳的引力所束缚。
为什么一个物体离开之后，还会被另外一个物体拉回去呢？我们离开房子、离开汽车，也并没有什么东西拉我们回去呀，但是如果双脚蹬地试图跳离地球，就会马上感受到这种拉回去的力量。
大家都知道，这个拉我们回到地球表面的力量叫作重力，也就是万有引力。
那么，引力究竟是一种什么东西？它又是怎么被发现的呢？
早在两千多年前，人们就开始琢磨“力”这种看不见、摸不着的东西了。当时著名的哲学家亚里士多德（现在也很著名）通过观察物体的运动，得出的结论是：力是物体运动的原因。比如，马车是需要用力拉的，球是需要用力踢的，否则它们就会静止不动。这个观点似乎并没有什么问题，直到公元17世纪，发明望远镜并用它看向星空的那位大神——伽利略对此提出了不同意见。
伽利略认为，如果一个物体在运动，只要没有让它加速或减速的原因，它就会保持原来的速度继续运动下去。这似乎与人们的日常经验不太相符——球被踢出去之后，没有任何人去碰它也会停下来，这怎么解释呢？伽利略经过观察和实验发现，球踢出去之后并不是没有受力，在空中它会受到空气的阻力，落地后也会遇到来自地面的和球运动方向相反的摩擦力。很明显，球在摩擦力大的草地上很快就会停下来，在光滑的大理石地面很久都停不下来。摩擦力越小，球就会滚得越远，可以想象，如果摩擦力消失了，球就会一直滚下去。
后来，法国科学家笛卡尔进一步补充：如果运动的物体不受任何外力的作用，不仅速度不变，而且运动方向也不会改变。最后，牛顿把这些现象总结为一条重要的科学定律一一牛顿第一定律：一切物体都有保持静止或者匀速直线运动的性质。这种性质也就是前面我们提到过的“惯性”。
既然牛顿第一定律告诉我们，没有力也可以有运动，那么是不是从此力就和运动没有关系了呢？牛顿说：当然不是！力是改变物体运动速度和方向的原因。他又补充了一个定律一一牛顿第二定律，定量描述了力作用在物体上的效果。这个定律是这么说的：物体受到合外力的作用会产生加速度，加速度的方向与合外力的方向相同，大小与合外力的大小成正比，与物体的质量成反比。
什么是合外力呢？就是一个物体可能同时受到很多个力，但它不可能同时向很多个方向运动，因为所有的力会互相叠加和抵消，四舍五入就等于一个方向的力，这个力就是合外力。而加速度则用来表示物体速度变化的快慢，它的值等于速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值。
牛顿先生发现的第一定律和第二定律，为人类解决了力与运动的关系这个大问题，却没有解决一个令他自己头痛的小问题，就是为什么在树上安安静静挂着的苹果，会突然落下来砸得他头痛呢？他开始思考：既然所有的物体改变运动状态都是受到了外力的作用，那么让苹果从树上向地面落下的力是什么呢？树再高一些又会怎么样呢？如果树一直长到月亮上，苹果还会掉落到地面上来吗？为什么月亮不会像苹果一样落到地面上呢？又是什么力量，让月亮不停地围着地球转动呢？
按照牛顿第一定律，如果没有受到外部施加的力，月球应该保持静止或者做匀速直线运动，之所以会绕着地球旋转，不停地改变运动的方向，一定有一种看不见的力量不断把它往地球的方向上拉。如果没有这种拉力的话，月球就会沿着与轨道相切的方向直线飞离轨道，就像链球运动员拉着链球让它围绕自己旋转一样，如果他松开手，链球就会沿着拉力消失的那一瞬间运动的方向直直地飞出去。苹果长在树上没有惹任何人，之所以会落向地面，一定有一只看不见的手在拉它。
从1665年到1685年，牛顿花了整整20年的时间，终于找到了把苹果拖向地面的那只“隐形的手”，并且从数学上证明了把苹果拽到地面上的力量与把月亮束缚在地球周围不停旋转的力量是同一种力——万有引力。
牛顿认为，所有的物体都是通过万有引力相互吸引的，只要有质量，就有万有引力。同时他还找出了万有引力作用的规律：引力的方向是沿着两个物体中心的连线，引力的大小和物体质量的乘积成正比，和物体之间距离的平方成反比，再乘以一个引力常数G，就可以得到引力的数值了。G是通过多次测量测出来的，它的值大概是6.67×10-11N·m2/kg2。
万有引力的计算公式
在地球上，引力赋予了苹果重量，让苹果落向地面。在宇宙中，引力让物质聚集在一起形成天体，让小质量的天体绕着大质量的天体旋转形成星系，而月球的质量对海水的吸引，让地球上有了潮汐。
任何两个有质量的物体之间，都存在着互相吸引的力量，无论它们之间的距离有多远。可是为什么所有的物体没有吸在一起，只有地球把它上面的东西吸住了呢？因为引力其实是一种非常弱的力量，在左右我们这个宇宙的四种基本力量（另外三种是电磁力、强相互作用力和弱相互作用力）之中，万有引力是最弱的一个。大多数时候它都是完全没有存在感的。只有在遇到质量非常大的物体时，引力才会大到能够让人明显察觉的地步。
所以，一般我们看到万有引力起作用的时候，都和大质量的天体有关。人类想要逃离地球引力的束缚，必须达到地球的逃逸速度。地球要想逃离太阳引力的束缚，也必须比现在跑得更快，直到达到太阳的逃逸速度。
3.“逃逸速度”怎么算？
要计算逃逸速度，我们需要知道另外一件事情——能量。能量可以有很多种不同的形式，比如动能、势能、热能、电能、核能……这些能量彼此之间是可以互相转化的。也就是说，不管能量有多少种千差万别的形式，本质上它们其实是一种东西。和逃逸速度相关的能量是动能和势能。
世界万物是不停运动的，在物质的一切属性中，运动是最基本的属性，其他属性都是运动的具体表现。而有了运动，就有了能量。比如，温度是物质内部的分子做无头苍蝇一样没有规律的布朗运动的外在表现，有温度，就有热能。宏观的物体运动起来，就有了运动的能量——动能。物体的质量和速度决定了它在某一刻所具备的动能，质量（m）越大、速度（v）越高，动能（E）就越大。
相对静止的宏观物体除了热能，是不是就没有其他能量了呢？并不是的，由于引力的作用，它与其他物体的相对位置会赋予它蓄势待发的一种能量——引力势能。在地球表面，重力让一切位于地心那个点之外的物体都有了自己的引力势能。
上面就是引力势能的计算公式。其中，大写的M代表互相吸引的两个物体中，质量更大的那一个，小写的m代表小一点的那个，r是两个物体中心连线的长度，G是万有引力常数。为什么引力势能会加一个负号呢？因为我们一般会把引力完全消失的地方——假想中的无穷远处当成是没有引力势能的地方，也就是距离一个物体无穷远的地方，这个物体的引力势能为零。而其他所有在引力作用范围内的物体，都拥有引力势能。离得越近，引力越大，引力势能就越大。所以，引力势能的公式中必须加上一个负号，才能够表达势能随着距离由远到近，能量由小变大的这个过程。
要逃离一个天体的表面，所需要具备的动能一定不能比这个天体束缚它的引力势能的绝对值更小。于是，我们就得到了逃逸速度的公式。
要逃离太阳的表面，M就是太阳的质量，r是太阳的半径。根据这个公式，我们可以计算出太阳表面的逃逸速度大概是617.7公里/秒。而地球在距离太阳约1.5亿公里的地方，如果要逃出太阳引力，按照上述公式计算，速度需要达到42.4公里/秒。目前，地球围绕太阳公转的线速度大概在30公里/秒，所以，以这个速度奔跑的地球仍然在太阳的势力范围内，需要开足马力才能逃离。
4.能量的本质是什么？
我们生活中所有的一切都离不开能量。物理学上，能量的定义是“物质运动转化的量度”。但是，这似乎很难解释能量究竟是什么。的确，能量可以使物体发生运动和变化，可以推动火箭，可以加热物体，可以让手机24小时开机。虽然人类已经基本掌握了能量的转化规律，比如，不同形式的能量互相转化前后的总量是一样的（也就是“能量守恒定律”），并且已经可以熟练地使用各种各样的能量为我们服务，但是时至今日，物理学家们仍然没有弄清楚能量的本质是什么，就像没有弄清楚力的本质是什么一样。
关于能量的本质，目前人类的认识止于爱因斯坦发现的质能方程式：E=mc2。这个伟大的方程式为我们揭示了一个秘密：质量和能量是等价的。用一个物体的质量乘以光速的平方，就等于这个物体消
失后产生的能量。也就是说，能量不仅可以从一种形式转化为另一种形式，从一个物体转移到另一个物体，物体本身也可以转化为能量。因为光速的平方非常大，所以一点点的质量损失都可以转化为很大的能量，这也就是前面提到的，在太阳内部发生的事。
更加奇妙的是，根据这个方程，能量也可以转化为质量。也就是说，只要有能量，世界万物都可以无中生有。实际上，我们的宇宙很可能就是这么来的。1929年，美国天文学家哈勃发现，不管往哪个方向看，远处的星系都在急速地远离我们，这就意味着宇宙正在不断膨胀。通过进一步追踪星系发出的光线，他发现，在100多亿年前的某个时刻，宇宙中所有的星星都在同一个位置。
这是什么意思呢？哈勃认为，只有一种假设能够解释这件事情，就是存在着一个叫作“大爆炸”的时刻，当时的宇宙都堆积在一个点上，这个点叫作“奇点”。后来的科学家们通过实验，基本确定了在大约138亿年前，这个假想中的“大爆炸”确实发生过。不过关于这个奇异的“奇点”到底是什么样子的，我们还只能靠猜。目前，天文学家们猜测，奇点的体积无限小，曲率无限大，热量无限高，密度无限大。奇点爆炸之后，才有了时间、空间和物质。
这么看来，我们现在这个宇宙中所有的物质和能量都是大爆炸之后，遵循着m=E/c2的规律产生的。据说，爱因斯坦的公式最早的表达方式也是m=E/c2，他想说的就是质量的来源是能量。从宇宙的尺度上来看，能量很可能是先于质量的存在，如果真的是这样，那么能量可能就是比物质更加基本的东西。所以，“能量的本质是什么”这个问题也许很长一段时间内都不会有答案，因为能量就是我们这个宇宙的本质。
想象中的宇宙大爆炸