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小说与实验

——以刘慈欣的《地火》为例浅谈技术型科幻小说与现实的关联①

科普创作

[日]天行一云

2020-12-29 21:34

刘慈欣出生于中国盛产煤矿的山西省, 大学时主修水电工程,并具有火力发电站的 工作经历。熟知煤炭与火力发电知识的刘慈 欣,于2000年发表了一篇以煤炭的地下气 化技术为中心的短篇科幻小说《地火》[1]14-28。 该作品把时间设定在了离小说发表年份不远 的2003年,并以出生地山西省为舞台描写 了一个跟煤炭地下气化实验有关的故事。

作品发表后,因其与现实存在密切关 系而受到了关注,被指“极具厚重的现实 感”[2]217。刘慈欣本人也曾明确指出,《地火》 中厚重的现实感主要与小说中描写的煤炭地 下气化这一技术有关,因为该技术在现实中 真实存在。刘慈欣还坦言,该作品是专门模 仿20世纪80年代中国科幻界出现的较为独 特的技术型科幻小说而创作的,这类小说中 的技术“如果投入足够的资金的话也有可能 实现”[3]14。也就是说,《地火》中的煤炭地下 气化技术,是完全基于现实中正在被研发的技术来描写的,这一技术在近未来极有可能 被广泛应用到现实生活中。

但是,在重视想象的科幻小说中,为什 么要选择一个在近未来极有可能被广泛应用 的科技来描写呢?而且,像《地火》这类基 于现实中真实存在的技术来创作的技术型 科幻小说,对我们现实社会又具有怎样的意 义呢?

《地火》的研究专论并不多,目前除了 一篇名为《脚踏实地的科学幻想——论刘慈 欣〈地火〉》[4]的论文以外,没有发现更多的 论述。本文为了探究上述这些问题,以《地 火》中的煤炭地下气化为切入口,分析作品 中的这一技术与现实中的异同。另外,埃 米尔·左拉(Émile Zola)的《实验小说论》 (Le Roman experimental)论述了基于现实的 科学知识来创作的小说对现实社会的意义。 本文将结合《实验小说论》,探究《地火》 这类基于真实技术而创作的技术型科幻小说对现实社会的意义。

一、现实中的煤炭地下气化技术

该部分将对现实中的煤炭地下气化,与 《地火》中所描写的这一技术来进行比较分 析。首先来看其发展历程。

煤炭地下气化,英文Underground Coal  Gasification,简称UCG(以下均用简称)。 这是一项把煤层直接在地下点燃、气化的 技术。这项技术的历史可以追溯到19世纪。 早在1888年,德米特里·门捷列夫(Dmitri  Mendeleev)就提出了该技术的构想,20世 纪20年代,英国在实验室里实施了世界首 次煤炭地下气化的实验[5]435。之后,苏联也 在30年代开始了UCG实验[6]3。自20世纪 70年代的石油危机之后,煤炭的重要性再次 被重新审视,中国、美国和日本等很多国家 都对UCG展开了全面研发。

那么现实中的UCG技术与《地火》中的 是否一样呢?先来看看《地火》发表(2000 年)之前中国对UCG的研发情况。

(一)中国的UCG技术

UCG在20世纪40年代被作为苏联的一 项煤炭技术介绍到中国[7],并于1958年在山 西省大同市开始研发[8]111。之后,UCG的研究 开发曾一度中断,但很快又于20世纪80年代, 以中国矿业大学为中心开始了全面研发[9]15。 目前对UCG的研发不仅仅局限于盛产煤矿的 山西省,在四川、内蒙古等地也都有[8]111。

经过梳理UCG的相关论文发现,UCG 在中国被分成两种:有井式和无井式。有井 式是有矿井的,而无井式则不需要挖掘矿井,“利用钻井技术的优势,完全采用地面作 业”[10]即可。

但是,从中国开始全面推进UCG技术 研发的20世纪80年代到《地火》刊载的 2000年之间,只做过一次无井式的现场实 验[11]。直到2009年才在内蒙古建立了实验 基地[9]15。

熟知《地火》的读者都知道,小说里描 写的类似于无井式。也就是说,在现实社会 中,无井式煤炭地下气化实验,在《地火》 发表后的第九年得以实施。

另外,值得注意的是,无井式对煤层燃 烧的控制,不同于《地火》。现实中似乎并没 有采用小说中提到的通过数学模型来控制煤 层的燃烧,而是主要利用催化剂。对于催化 剂,小说指出,其价格远远高于煤气,是煤 的地下气化至今仍未普及的主要原因之一[1]16。 这一点在很多论文中都得到了证实②。于是, 《地火》针对现实中的难题,提出通过数学 建模来控制燃烧。小说提出,先向地下煤层 钻一系列的孔,然后往里放入传感器。通过 收集传感器送来的关于燃烧信息的声波,在 计算机里“生成一个煤层燃烧场的模型”[1]16。 根据这个模型,可以通过注水抑制燃烧,或 加入高压空气、水蒸气来加剧燃烧。

可见,通过数学模型来控制燃烧这一点 与中国现实中的研发情况差别最大。那么, 《地火》中提到的这一做法是否是作者随意 幻想的呢?

通过研究调查发现,各国对UCG的研 究方向各有不同。目前的确有国家正致力于 通过建立数学模型来控制煤层燃烧的研究。 日本就将UCG的研究重点放在了“煤炭地下 气化数学模型”[12]这一方面。那么,日本的UCG技术是否与《地火》中描写的一样呢? 接下来一起来看看日本的研发情况。

(二)日本的UCG技术

日本于1959年设立了“煤炭地下气化专 业委员会”(「石炭地下ガス化専門委員会」), 并由此开始了正式的UCG研究开发[6]21-22。 目前,以室兰工业大学和北海道大学为中心, 主要在北海道的三笠市展开UCG技术研发。

日本的UCG无需挖掘矿井,是一项“向 地下煤层钻注入孔和生产孔,在地表将空气 和氧气等氧化剂通过注入孔输送到地下煤 层”[13]81,在地下将煤层直接点燃,并在原位 直接“回收生成的一氧化碳、二氧化碳、氢气 和甲烷等气体的技术”[14],并且通过查阅记载 了UCG实验中的煤炭燃烧方程式的论文可知, 日本的UCG未采用催化剂[5]435-437。由此看来, 日本的UCG与《地火》中的极为相似。

另外,2009年,室兰工业大学UCG的 研究团队在实验中导入了一种名为AE/MS的 探测器,它可以收集到煤层燃烧时产生的爆 破音和微振动。他们企图通过收集燃烧时煤 层龟裂的相关数据,来建立数学模型,以此 达到对燃烧的控制。该实验一并证实了探测 器AE/MS在UCG的煤层燃烧控制上的可用 性。该团队就如何将AE/MS探测器利用于燃 烧控制,进行了以下描述:“AE/MS可以测量 到因燃烧而引发的地下煤层周围的岩石龟裂 情况,并将其以波形传送出来。通过对波形 的分析可以掌握到地下龟裂的情况,并且, 能够以此控制和调节注入的气体,从而防止 过分的龟裂。”[15]

可见,当时日本的研究方向主要是不挖 掘矿井,不使用催化剂。力图通过探测器收 集到的数据,来组建数学模型,从而达到对 助燃气体在注入时间和量上的控制,进而实 现对煤层燃烧的控制。

2011年,日本在北海道的三笠市,首 次将AE/MS投入到UCG的现场实验中,用 数学模型实现了对燃烧的控制[5]437。通过收 集相关资料可知,日本至今仍致力于数学模 拟在煤层燃烧控制方面的研究[13]86-89。可见, 日本于2011年开始了与《地火》中描述的 UCG实验极为相似的现场实验。反而言之, 《地火》先于日本11年在小说中进行实验。

通过上述对中日两国UCG技术的梳理 可知,创作于2000年的《地火》里所描述 的实验,在十几年后的社会中成为现实。如 此看来,《地火》中的UCG实验,虽然在当 时看似天方夜谭,但的确是依据已被证实 的科学知识而提出的设想。那是否可以认为 该小说对其发表后社会上UCG的研究可能 具有一定的参考价值?当然,本文并非意在 指出是刘慈欣提出了数学模型控制燃烧的方 法,而是想说,这种就已知科学知识提出的 假设,虽然被放置在了充满幻想色彩的科幻 小说里,但由于没有任何超越自然规律的部 分,所以,这样的小说其实是写在了已知科 学领域的延长线上。那么,这类小说可否被 认为对未来的科学研究或许有着一定的参考 价值?

关于这个问题,本文参考了左拉的《实 验小说论》。该著作论述了基于真实科学知 识创作的小说与现实社会的关联。

二、左拉的《实验小说论》

法国作家埃米尔·左拉于1880年发表 了《实验小说论》。他在该著作中提出了实 验小说这一概念。文学研究界对于实验小说 并不陌生,很多论著都喜欢用其中的遗传学 视角来剖析文学作品。但是,左拉在《实验 小说论》里的观点,并不排斥建立遗传学以 外的自然规律与小说之间的关联。

左拉指出,小说的作者应兼具观察者和 实验者两个身份,是“合着观察与实验家二 者而成的”[16]14。小说作者的观察“应该真确 地呈出自然”[16]12“呈出他所观察的事实”[16]14。 然后,把观察到的事实聚在一起,“考究这 些事实的种种关系,如情况与环境的变动能 生多少影响之类,永不离自然的法则”[16]16。 很明显,左拉并没有拘泥于遗传学,而是将 整个自然与小说联系了起来,并且,他强调 了创作的真实性。这里的真实性是指创作的 时候,无论观察还是思考,都必须遵循自然 规律、自然法则,尊重已经存在的事实。

但,这并不表明左拉反对作者在小说中 放置自己的想象。对于小说中的想象部分, 左拉是这么说的。

我们当然从真实的事实出发,因为这是 我们不可拔的基础;但是我们若想指出这些 事实的种种关系来,我们便须创造,便须领 导许多现象了;这就是我们在作品中一点杰 出与发明的地方。[16]20

我们必须严密地领受已确定了的事实, 在这些事实上,不宜轻用有贻笑大方可能的 个人情感,自始至终,须立足在科学已经占 领的地域上;次之,只有在“未知”前,可 以实施我们的直觉,跨前科学一步。[16]96

科学是与自然法则紧密相连的,科学向 人类展示了自然界中各个事物之间的联系。 左拉认为,依据这些已被证实的联系,小说 的作者可以发挥自己的想象,在未知的领域 里提出自己的假设。这样的假设,在左拉看 来,是走在科学的前一步的。但是,左拉并 不认为这样的假设就一定是正确的,他明确 指出,这些假设需要未来科学的验证。

诗人也表现他们的情感①,次后科学家 来检察假定,确定真理……一旦科学家把一种真理确定了的时候,著作家即须抛弃他们 的假定,采用这种真理;否则,他们固执地 守株待兔在错误中,是无益于人的。科学就 是如此——当它前进时——给我们这些作家 以一坚固的场所,我们欲奔到新的假定里 去,须立足在这场所上。总一句话,一切 假定了的现象推倒了它来代替的假定,于 是我们须把定再搬这一些②,放在新出现的 “未知”中。[16]95

可见,左拉并没有说这类小说中的假设 一定就是正确的,他只是坚信,如果坚持这 样的创作方式,这类小说终究会对自然科学 的研究、科技的开发起到一定的作用,并且, 在自然科学得以进一步发展后,这类小说的 创作也将会受到来自科学的推动。所以在他 看来,描写由自然法则、科学规律而推导出 的假设的小说,是可以跟自然科学的研究产 生互相促进关系的。而且,左拉也承认了这 类小说家与科学工作者有所不同。这类小说 家永远只能在作品中提出假设,而这些假设 正确与否还得靠科学工作者通过真正的实验 去证实。而小说家能做的就是不停地遵循已 知的自然法则、科学知识与技术,在小说中 提出自己的假设。这类小说的创作过程,被 左拉称为实验;这类小说,则被称为实验小 说。当然,由上述引用可知,左拉很明白小 说中的实验并非真实世界中的科学实验。

由此可见,想要创作实验小说,想要在 文学与自然科学间建立互相促进的关系,关 键在于小说中提出的假设必须是严格遵循已 知的自然法则、科学知识的,不能有任何超 越自然规律的部分。虽然左拉并未指出,但 这其实是在要求实验小说的作者们必须熟知 自己想要创作的领域的自然法则、科学知识 与技术。如若不然,则无法提出符合自然规律的假设。那么,最符合这项创作要求的应 该就是活跃在各个科学工作岗位的工作者。 如果他们把自己对该领域在未来的设想,以 及在现实中因种种原因而无法实施的实验写 入小说的话,那么与科学研究能够产生互相 促进的关系的实验小说就会诞生。加入实验 小说创作行列的科学工作者越多,实验小说 对人类社会中自然科学的研究、科技的研发 产生推动的可能性就会越大,科学反过来促 进实验小说创作的可能性也就会随之增大。 这将是一种良性循环,将会在文学与自然科 学的研究、科技的研发之间形成一种相辅相 成的关系。

所以,熟知煤炭知识的刘慈欣创作的这 篇严格遵循自然法则、煤炭技术的技术型科 幻小说《地火》,正是一篇实验小说。《地 火》中关于UCG的描述,对2000年后UCG 的研究可能是有一定参考价值的。而这类可 以被称为实验小说的技术型科幻小说,也正 如左拉所主张的那样,将会在文学与自然科 学研究、科技研发之间产生互相促进的关系。 这也是这类小说对现实社会的意义所在。

三、技术型科幻小说——中国科幻小 说的特色

熟知刘慈欣的人都知道,他在成为一名 职业科幻作家之前,曾是一名工作在火力发 电站的计算机工程师。生于山西、熟悉火力 发电知识的他,固然熟悉煤炭的相关知识。 他在自己已知的科学知识的基础上严格遵循 自然法则,写出了自己对UCG未来发展方向 的一种假设,即未来UCG的普及应该与数模 控制燃烧有着密切的关系。这一假设,虽然 十几年后的确被付诸实验,但未来UCG是否 能够普及,普及时是否真的采用这种控制燃 烧的方式,都不得而知。重要的是,身为一 名熟知煤炭知识的工程师,刘慈欣在小说中 严格依据自然法则提出了自己的设想,并做 了一个在当时的真实世界里因技术条件等客 观原因而无法实施的实验。

正如左拉指出的那样,一旦未来的科学 证明了实验小说家提出的假设是错误的,则 需放弃这种假设,投奔到新的被证实的知识 中去,再次提出新的假设,不必守株待兔。 所以,我们在乎的应该是不断提出符合自然 规律的假设,而不必在乎这些假设是否都是 正确的,更不能要求所有的实验小说都是正 确的,也不能因为大多数实验小说的假设最 后被现实否定了,而质疑它们存在的价值, 从而不再给予其发展的空间。相反,只有坚 持不懈地创作,坚持不懈地为实验小说、技 术型科幻小说提供发展的平台,才能让文学 与科学最终达到相辅相成的关系。

关于技术型科幻小说,刘慈欣曾指出, 这类小说曾在20世纪80年代的中国大量涌 现,形成了当时“中国科幻的一条支流”[3]14。 但遗憾的是,这类技术型小说“即使在当时 也几乎不为人知”[3]14,并且,他还提到这类 小说“技术描写十分精确,其专业化程度远 远超过今天的科幻小说”[3]14。它们“技术构 思十分巧妙,无论与历史上还是同时代的作 品都极少重复,很多本身就是一项美妙的技 术发明”[3]14,在刘慈欣的这篇文章中并没 有找到合适的词去形容这类技术型小说,但 他明确表明20世纪80年代在中国出现的这 类技术型科幻小说从世界历史上看是新生 物,是中国特有的科幻小说。他说,“我不知 道该如何称呼这些小说,可以叫它们技术科 幻、发明科幻等等,但都不能确切表述它们 的特点。我们应该关注的一点是:作为一个 整体类型,这样的科幻小说在世界科幻史上 是第一次出现……这些作者是为了说出自己 的技术设想才写小说的……可以毫不夸张地说:这是中国创造的科幻!”[3]14并且刘慈欣 还非常明确地表示,“现在我写的《地火》, 就是模仿那些小说的风格,其中很大的愿望 就是想让读者看看那支已消失的溪流是什么 样子”[3]15。

虽然20世纪80年代的这类技术型科幻 小说,无论在故事情节还是在技术描写上都 不如《地火》丰富,但是,它们都与《地火》 一样可以被称为实验小说。而且,这类技术 型科幻是中国特有的,极具中国特色的。

其实早在20世纪80年代,中国就一直 在强调中国的科幻小说一定要有中国自己的 特色。在1986年第一届银河奖的颁奖典礼 上,就强调了这一点。

中国风格和中国特色是第一要素。遗憾 的是不少作者,包括一些获奖作者,根本没 有国外生活的感性和理性知识,却动辄以外 国景物外国人为描写对象。这样的作品即使 花了很大功夫,也因此减色不少。科幻小 说作者同样有个熟悉生活的问题。我们的 科幻小说作者,要根植于中华大地,在丰 富多彩的现实生活中吸取营养,才能写出上 乘佳作。[17]

很显然,没有中国特色的中国科幻是无 法在世界上立足长久的。刘慈欣曾指出,“科 幻界有一种被大家默认的看法,中国没有自 己的特色科幻,中国科幻只是西方科幻的模 仿”[3]14。模仿者的名字永远不会被历史记住。 所以,中国科幻必须要有属于自己的特色。 而《地火》这类展现了近未来的技术型科幻 小说就是世界上独一无二的。这类可以称之 为实验小说的技术型科幻小说,不仅能代表 中国科幻屹立于世界科幻之林,亦能如左拉 所说的那样,将会使文学创作与科学研究相 互促进,引导出一个两者相辅相成的未来。 当然,这就不可避免地需要大量的科学工作 者投入到实验小说、技术型科幻小说的创作 中去,因为他们才是最熟悉自己领域的自然 法则、科学知识与技术的。他们可以在小说 中进行现实中无法实现的实验,可以大胆地 提出自己的设想。支持并给予这些作者最大 的发展空间也是我们每一个科幻人应尽的责 任。我们应该鼓励这种小说的存在,而不应 该让它就此消失。这类科幻小说有鲜明的中 国色彩,如果能够大量发布、传播出去,中 国科幻就会旗帜鲜明地在人类的历史长河中 永存,这样才能为人类创造一个文学与科学 研究相辅相成的未来。

不过还需强调一点,本文并非鼓吹所有 的科幻小说都应写成《地火》这样的实验小 说,而是想指出,如果在中国科幻小说的领 域中,包含这类技术型科幻小说的多元化的 现状能够持续下去的话,文学创作与科学研 究互相为对方作贡献的未来将不会是神话。

四、结语

本文先分析了《地火》这篇技术型科幻 小说中所描写的技术UCG与现实中的异同, 指出作者刘慈欣在作品中放置了自己对UCG 未来发展方向的假设,并发现这一假设在十 几年后被付诸实验。然后又参照了左拉的 《实验小说论》,指出左拉认为如若严格遵循 自然法则,在已知的科学知识和技术上提出 了假设的小说,可以被称之为实验小说。实 验小说对现实社会是有一定意义的。它们严 格遵循自然法则提出的假设对科学研究有可 能有一定的参考价值,而这种参考价值,终 将会让文学创作与科学研究产生互相促进的 关系。之后,本文又将左拉的这一观点与 《地火》相连,指出《地火》这类技术型科 幻小说,可以被称之为实验小说。而这类技 术型科幻小说对现实社会的意义就正是左拉 所提到的实验小说对现实社会的意义。

本文还进一步指出,这类技术型科幻 小说创作的最佳人选是活跃于各个科学工作 岗位的工作者。只有他们加入到《地火》这 类技术型科幻小说的创作中去,大胆地在小 说中提出自己的假设并进行现实中无法实施 的实验,才能创造文学与科学、科技互相促 进、相辅相成的未来。也提出希望科幻小说 相关产业能为这类小说的创作和发展提供更 为广阔的空间。最后,本文还指出,《地火》 这类技术型科幻小说,是中国特有的,极具 中国特色的科幻小说,若能让这类小说得到 充分的发展,中国科幻不仅能够永远留名于世,还能开创一个文学与科学、科技相辅相 成的未来。

致谢:非常感谢三丰老师、关西大学菅 原庆乃老师、大阪大学博士生宋新亚同学为 本文提供资料与热情支持。

作者简介

天行一云(曾用名:杨灵琳),大阪大学博 士,关西学院大学讲师。研究领域为中国现当 代文学。近几年主要研究中国科幻小说,目前 致力于向海外人士介绍更多的中国科幻作品。

参考文献

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[2] 刘慈欣访谈[M]//星云Ⅱ·球状闪电.成都:四川科学技术出版社,2004.

[3] 刘慈欣.消失的溪流——八十年代的中国科幻[J].星云,2000(2):14-15.

[4] 张志敏.脚踏实地的科学幻想——论刘慈欣《地火》[J].科普研究,2017,12(05):75-79+111.

[5] 大贺光太郎,板仓贤一,出口刚太.露天堀炭鉱における石炭地下ガス化試験[J].石油技術協会誌,2012, 77(6):435-437.

[6] 北海道UCG调查研究会.北海道の石炭地下ガス化研究会報告書[R].1990.

[7] 俞大卫.煤炭地下气化研究[J].化学世界,1947,2(8):12-14.

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[10] 王志勇.无井式双通道煤炭地下气化岩层移动规律模拟研究[J].中国矿业大学,2018. 

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[16] 埃米尔·左拉.实验小说论[M].张资平,译.上海:新文化书局,1930.

[17] 祝贺与期望[J],科学文艺,1986(4):5-6.

①本文译于笔者本人2020年2月发表在『東亜歴史文化研究』第11卷上的『リアリスティックな幻想——劉慈 欣の「地火」における石炭地下ガス化という技術を中心に』,因篇幅有限,翻译时进行了删改。

②相关论文较多,此处列举两篇较为主要的论文。

a. 井云环.煤催化气化技术进展[J].当代化工,2016,45(6):1273-1278.

b. 刘洪涛,赵娟,王媛媛,姚洪.煤炭地下气化废水催化气化褐煤实验研究[J].煤炭转化,2015,38(2):28-31.

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