有一個相當古老的段子是這麼說的：

 

為了漲姿勢，我加入一個物理博士群，見到有人問：一滴水從很高的地方落下來，會不會弄死人
？

 

群裏一下就熱鬧起來
，各種公式，各種假設，各種阻力
，重力，加速度的討論。

 

一小時後我默默的問了一句：你們沒有淋過雨嗎
？

 

群裏

，突然死一般的寂靜……然後
，然後我就被踢出群了……

 

顯然這個段子隻不過是用來嘲笑高學曆人缺乏常識的。道理我懂了
，但水從高處落下來
，到底會發生什麼呢
？

 

 

滿足這一情況，隻能是降雨。

 

所謂降雨，就是高空雲層中凝結的小水滴
，因為重力超過了氣流承載力，而落下來。氣流承載力並不很大
，所以雨滴也沒辦法變得很大
；就算有些雨滴能夠變得稍大一點，下落過程也會很容易讓它分崩離析。

 

其結果就是
，雨滴很快就會因為空氣阻力而抵達所謂的“終末速度”——重力和阻力平衡，不會再加速。在密度和形狀不變的情況下
，重力和長度三次方成正比
，但阻力隻和長度二次方成正比——所以粗略說來，越大的物體終末速度越快。雨滴直徑通常不過幾毫米，5 毫米雨滴重量不過 0.1 克，終末速度大概在9-13 米/秒，和自行車最大速度相當；再加上它隻是液體，這點能量對人來說啥都幹不了。

 

所以大家盡可嘲笑我花了三段來講解最日常的常識——不過別得意太早，這篇文章才剛剛開始呢。

 

 

在自然環境下，顯而易見的場景是冰雹。

 

雖然冰雹的形狀和密度其實和水滴相差無幾，但它有一個大優勢：硬。硬度保證了就算較大的冰雹下落過程裏也不會解體
，還保證了它掉在你頭上的時候瞬間衝擊力比水大很多。大號冰雹直徑可以達到 15 厘米，重量達 0.5 千克
，而落下來的時候其終末速度則可達到 50 米/秒以上（不過，因為碰撞和融化等原因

，它不一定總能達到這個速度）。一塊 0.5 千qian克ke的de冰bing塊kuai，用yong手shou丟diu出chu去qu都dou能neng把ba人ren砸za個ge不bu輕qing，何he況kuang以yi時shi速su近jin兩liang百bai千qian米mi的de速su度du撞zhuang擊ji人ren頭tou部bu呢ne
？因yin冰bing雹bao而er受shou傷shang甚shen至zhi死si亡wang的de案an例li屢lv見jian不bu鮮xian

，也ye不bu足zu為wei怪guai了le。

其實還有一種更加可怕的場景，不過這裏我要賣個關子
，留待後麵再說。

 

從現在開始就不是無人類幹涉的“自然”環境了
，但原題也沒這要求對吧。

 

沒有大氣層又不計入蒸發的話
，水滴終於可以實現真正的自由落體了。（如果考慮蒸發會怎樣？真空中水會立刻沸騰，但沸騰過程吸熱，結果是一部分蒸發掉、另一部分結成小冰塊

，對於我們的結論沒有本質的區別。）它會一直加速，直到撞擊地麵為止。如果它按照 9.8 米/秒^2 的de速su度du勻yun加jia速su
，那na麼me它ta想xiang加jia到dao多duo快kuai就jiu有you多duo快kuai，別bie說shuo幹gan掉diao一yi個ge人ren，就jiu算suan殲jian滅mie整zheng隻zhi艦jian隊dui甚shen至zhi毀hui滅mie地di球qiu也ye不bu在zai話hua下xia。誠cheng然ran，稍shao有you常chang識shi的de人ren就jiu會hui看kan出chu來lai永yong遠yuan勻yun加jia速su是shi不bu可ke能neng的de——你不能突破光速。但這依然不影響我們獲得任意大的能量、毀滅任意大的星球和任意多的人。

 

不幸的是，我們限定了地球這個條件。離地球太遠，引力會變弱
，加速度也會變小。其實牛頓早就證明了一個不是很符合直覺的結論：就算水滴距離地球是無限遠，它的最大速度也是有限的。

 

我們可以根據引力勢能公式E=-GMm/r進行計算
，一滴水如果重量為 0.1 克，從無窮遠落到地麵的時候能夠獲得大約 6 千焦的能量，換言之

，它的速度大約是 11km/s，差不多是第二宇宙速度——shishishang，tagangganghaojiushidieryuzhousudu
，fenhaobucha。yinweidieryuzhousududedingyijiushidiqiubiaomianwutitaoyidaowuqiongyuanchusuoxudesudu，zhelianggewuliguochengwanquanshidengjiade。huanlerenhebiedewuti，zhenkongzhongxiangdiqiuziyouxialuo，zuidasuduyeyidingshizhegezhi。

（喊破喉嚨也不會有人來救你的！沒有大氣，無線電沒法傳到地球另一側。）

 

可不要小看這個速度。當水滴撞擊平麵的時候
，會遭受擠壓，邊緣的水就會以更快的速度向外擴散
，產生激波。有論文模擬了水滴以 0.5km/s的速度撞擊平麵，結果向外擴散的水流速度高達 6km/s，其力度足以打碎普通玻璃。現在我們的初始速度是它的 20 倍，其結果可想而知。

 

或者換一個角度，**** **出膛動能大約是 2 千焦，而我們的水滴是它的三倍。水滴雖然不是硬的，但也沒什麼彈性

，而且速度比**快得多得多
，所以絕大部分能量會在短得多的時間裏傳遞給頭骨。重傷甚至死亡應該是妥妥的事兒。

 

但是我們當然不能就此知足了

，所以：

 

 

呼，大氣層回來了。但別高興得太早。

 

ruguonicongkongzhongpoyitongshuixiaqu，nameqishashangliheyidishuimeiyoubenzhichayi，yinweiqiliudengyinsuhuibazhetongshuizaisiliechengshuidi。danshiruguonipodeshiyiyouyongchi、一湖甚至一大海的水，那麼就沒有足夠的時間分散開來，其結果將是毀滅性的的。

網絡漫畫 xkcd 的作者蘭道爾·門羅（Randall Monroe）曾經計算過，如果夏天一場暴雨的所有雨水化作一個大水滴，那麼這個水滴體積 0.6 立方千米，重量 6 億噸（差不多是所有人類加在一起的總重量）。這坨水如果從雲的正常高度落下來，那麼落地瞬間速度大概是 200 米/秒。落地點的空氣遭到強烈壓縮
，產生瞬間高溫，足以讓地上的草燒起來——所幸下一瞬間就會有巨量的水將野火熄滅在萌芽中。如果你不幸站在這個地方，你遭受的水壓將會超過馬裏亞納海溝最深處。

（水滴落下來隻需一分鍾，你跑不掉的啦。）

 

你當然是死定了
，但還沒完——jideshangmiantidaodeshuidizhuangjishixiangsimianbafangchanshengdechongjiboma？xianzaifangyuanjiqianmizhineihuishenmedoubusheng，ersanshiqianmizhineidejianzhuyejibenshangdouyaowanwan，zaiyuanyidiandedifangkenenghuijiezhedishixingcun——如果他們沒有被接下來的洪水衝走的話。

 

那麼問題來了：能不能再給力一點。

 

 

有請彗星君隆重登場。

 

嚴格說來彗星不全是冰，裏麵還有不少固體塵埃物質——但雨滴和冰雹裏也有不少塵埃（不信來北京淋場雨）。而彗星的大小嘛，可就是動輒幾千米了。

 

當年舒梅克列維 9 號彗星被撕裂然後撞上木星的時候，最大一塊直徑大約 2 千米，速度約 60 千米/秒，撞出了一個大小相當於地球半徑的黑斑。6500 萬年前一顆大約直徑 10 千米的小行星撞上了地球
，造成了全球範圍內的集群滅絕
，並且把恐龍全幹掉了。現在一顆普通彗星以相對較慢的速度（11 千米/秒）掉下來，可能不至於那麼嚴重
，但是炸平幾千平方千米、產生一個全球範圍核冬天、對人類經濟體係引發毀滅性打擊
，差不多還是夠用的。

 

而我們已知的最大彗星，直徑可能有 25 千米，換言之其質量是舒梅克列維 9 號最大碎片的 2000 倍，就算速度是六分之一，總能量也有其 50 倍以上。

 

對於一個邪惡科學家而言，這才是真正的好戲開場。

 

假如不考慮太陽大氣和溫度
，那麼水滴落到太陽上的最大速度是 617.5 千米/秒——同時也是太陽表麵的“逃逸速度”。比地球大很多，人在上麵也會死得慘很多，不過在上麵的人反正也已經死了，無所謂啦。

 

但dan水shui落luo到dao太tai陽yang上shang，還hai有you別bie的de效xiao果guo。和he地di球qiu不bu同tong
，太tai陽yang是shi個ge巨ju大da的de核he反fan應ying爐lu，它ta的de燃ran料liao是shi氫qing
，維wei持chi爐lu體ti穩wen定ding的de是shi壓ya力li和he引yin力li的de平ping衡heng。如ru果guo太tai陽yang變bian大da了le

，引yin力li就jiu會hui占zhan優you勢shi
，讓rang太tai陽yang燃ran燒shao得de更geng加jia猛meng烈lie、同時壽命也變得更短——而往上倒一氧化二氫
，正好可以達成這一目的。

 

所以，如果我們往太陽上倒水，那麼它會變得更熱，距離它的終結也更近。

 

倒的水如果多一點
，地球上就會出現極其明顯的溫室效應，農業係統和海岸居住區崩潰，整個人類社會陷入混亂。

 

如ru果guo再zai多duo一yi點dian

，強qiang烈lie陽yang光guang帶dai來lai的de矽gui酸suan鹽yan風feng化hua會hui把ba越yue來lai越yue多duo的de二er氧yang化hua碳tan鎖suo在zai岩yan石shi圈quan裏li不bu再zai流liu通tong，短duan期qi內nei可ke能neng會hui緩huan解jie瘋feng狂kuang的de溫wen室shi效xiao應ying，但dan長chang期qi下xia來lai將jiang意yi味wei著zhe大da氣qi二er氧yang化hua碳tan無wu法fa維wei持chi碳tan三san植zhi物wu的de存cun活huo，整zheng個ge地di球qiu生sheng態tai係xi統tong崩beng潰kui。

 

如果再多一點，碳四植物也將消亡。

 

如(ru)果(guo)再(zai)多(duo)一(yi)點(dian)
，海(hai)洋(yang)的(de)蒸(zheng)發(fa)將(jiang)失(shi)去(qu)平(ping)衡(heng)，大(da)量(liang)水(shui)蒸(zheng)氣(qi)滯(zhi)留(liu)在(zai)大(da)氣(qi)中(zhong)加(jia)劇(ju)溫(wen)室(shi)效(xiao)應(ying)，最(zui)終(zhong)地(di)球(qiu)表(biao)麵(mian)將(jiang)成(cheng)為(wei)潮(chao)濕(shi)大(da)溫(wen)室(shi)
，海(hai)洋(yang)全(quan)部(bu)消(xiao)失(shi)。如(ru)果(guo)此(ci)時(shi)生(sheng)命(ming)還(hai)沒(mei)有(you)全(quan)部(bu)滅(mie)絕(jue)，也(ye)隻(zhi)能(neng)在(zai)極(ji)個(ge)別(bie)的(de)地(di)方(fang)苟(gou)延(yan)殘(can)喘(chuan)了(le)。

 

繼續多下去
，太陽就會加速前進，最終成為紅巨星把地球吞沒——如果沒有這些額外的氫
，地球還有一定概率逃過一劫，但倒了這麼多水上去之後，這一命運就無可避免了。

（邪惡行星科學家的終極夢想，誠招土豪資助一起毀滅世界，機不可失！）

 

然後，太陽會變成一顆超新星
，最終也許在巨大的額外質量之下成為一顆黑洞。

 

所以：

 

 

從開始讀這篇文章，你就該想到肯定會走到這一步的。

 

黑洞很沉。非常沉。它是如此之沉
，以至於當別的物體落向它時，會釋放出巨大的引力勢能，足以產生大量的X射線。氫原子核聚變放出的能量隻有它靜質量的 0.7%，而物體落入黑洞裏放出的能量可以達到靜質量的百分之幾十。

 

和別的電離輻射相比
，X射線算是殺傷力很低的了，譬如一次胸透帶來的終生癌症風險還不到百萬分之一（相比之下一個人正常過一輩子得癌症的概率就有三分之一）。但是黑洞帶來的X射線量極其巨大。低質量X射線雙星幾乎全部能量都以X射線形式釋放出來，所以往上滴一滴 0.1 克的正常水滴，近似相當於把水質量幾分之一轉化為等效能量
，再把這些能量以X射線形式全打出去——這差不多是 10^12 焦耳。更糟的是，這些X射線能量較低，是穿透力有限的“軟”X射線，照進人體隻需幾厘米就會幾乎被完全吸收。假如這麼多能量被一個人全吸收了，那麼足以把他汽化幾千遍
；假如按照 8 戈瑞的“必死”輻射劑量估算
，那麼這些X射線足夠殺死 18 億人。

（不要在意這個靈魂畫風，咱也不能跟諾蘭和索恩比是吧……）

 

是的
，這就是一滴水從高處落下來，所能產生的最大殺傷力，需要的不過是一個黑洞在下麵接著它。就算三體人的那個“水滴”能單挑整個地球艦隊，在這真正的水滴麵前也不過是小巫見大巫。

 

這個故事告訴我們一個道理：千萬別和學物理的待在同一個群。