我们距离“三体世界”还有多远?这些“黑科技”正在走向现实…...******
最近,《三体》动画开播。被翻译成不同语言、畅销世界多地的小说《三体》,除了其庞大的设定、对宇宙的恢宏描写以及跌宕起伏的剧情外,最令人着迷的就是作者刘慈欣对未来航天科技的设想。
这些天马行空的“黑科技”,有哪些是正在实现或部分实现的呢?我们一起去看看:
图源:《三体》微博
从“飞刃”到碳纳米技术
在《三体》中,“飞刃”被用来执行代号“古筝行动”的秘密军事行动,这种极细的丝状纳米材料,将叛军船只“审判日”号切割成了条状。
图源:《三体》动画
按原著设定来看,“飞刃”是一种超高强度的纳米材料。
在现实中,最接近其特征的就是具有超高机械强度和低密度的碳纳米管,但它目前还无法做到像三体中“飞刃”一样,横跨运河两端几十个来回那么长。
2022年4月,美国《国家科学院院刊》(PNAS)刊载,中国科学家首次在高压下合成高度有序晶态金刚石结构纳米线。这种金刚石纳米线在长度方向可以无限生长,粗细仅相当于一根头发丝的十万分之一,具有与碳纳米管相当或更高的拉伸强度和极强的柔韧性,想来在实践中运用指日可待。
金刚石纳米线
图源:科普中国
从头盔感应技术到虚拟现实设备
《三体》中不止一次提到了头盔感应技术。
每次进入三体游戏世界,科学家汪淼都需要穿上虚拟现实装备,装备包括一个全视角显示头盔和一套感应服构成的“V装具”。通过记录视网膜特征,感应服可以使玩家从肉体上感觉到游戏中的击打、刀刺和火烧。
图源:《三体艺术插画集》by 山野
按照原著设定,“V装具”就是虚拟现实设备(Virtual Reality,VR)。它和增强现实技术(Augmented Reality,AR)不同,虚拟现实可在虚拟信息里模拟出现实世界。
现今,大部分虚拟现实技术更强调视觉体验,一般是通过电脑屏幕、特殊显示设备或立体显示设备获得的。
与V装具头盔接近的设备便是VR头显。
VR头显
图源:凤凰网
VR头显可将人的对外界的视觉、听觉封闭,引导用户产生一种身在虚拟环境中的感觉。如果要使用VR头显进行游戏,往往还需要配套的手柄或手套用以操控。就目前的实际情况来说,还很难形成一个高逼真的虚拟现实环境,无法拥有三体游戏里那种身临其境的丝滑体验。
从“思维透明”“思想钢印”到脑机接口
《三体》刻画了两种信息感知机制。
其一是思维透明。三体人的信息感知方式是直接发射自己的思维,三体人一开始思考,他的想法别人就能够知道,无法隐藏;
其二是思想钢印。第三位面壁者比尔·希恩斯发现了人类思维做出判断的机制,成功研制出一种设备,通过对神经元网络施加影响,使大脑不经思维就作出判断,相信某个信息为真。
按照原著设定,思维透明和思想钢印,都是对心智这一神秘领域的重新认识。
图源:《三体》动画
而现实中,让机器直接解码神经活动的技术被称为“脑机接口”。
单向脑机接口的情况下,计算机接受大脑传来的命令,或者发送信号到脑,但不能同时发送和接收信号,类似于三体中的思想钢印。
双向脑机接口允许脑和外部设备间的双向信息交换,就像三体人的透明思维,可以感知别人,也无法隐藏自己。
脑机接口已经在医疗领域有了很多应用,脑控智能轮椅、脑控打字机、脑控机械外骨骼、脑控智能假肢等等都是试图绕开已经坏损的神经或者部位,让机器直接解码神经活动。
如何准确地对思维进行解码和编码,是现在脑机接口面临的最大挑战,也是目前无法实现思维钢印,思维透明的根本原因。
脑机接口
图源:网易号“蓝海长青智库 ”
从无穷能源到可控核聚变试验
《三体》世界中的人类社会虽然没有实现罗辑口中的“无穷的能源”,却也是有极度充盈的能源供给支撑起整个地球的无线供电,而这个能源就来自可控核聚变。
图源:《三体设定集》
现实世界中,早在上世纪 50 年代,人类便开始研究用于民用目的的可控核聚变。近几年,“核能新浪潮”抬头,这一“终极能源”的研究更是得到了世界各国的大力推崇。
2022年12月5日,美国科研人员在劳伦斯 · 利弗莫尔国家实验室(LLNL)进行了历史上首次可控核聚变实验。
核聚变是太阳和恒星的能量来源。在这些星体核心的巨大热量和重力下,氢原子核相互碰撞,聚合成更重的氦原子,并在此过程中释放出大量能量。与其他核反应不同,核聚变不会产生放射性废物。核聚变技术有望为人类提供近乎无限的清洁能源,帮助人类摆脱对化石燃料的依赖。
2021年,中国的“人造太阳”全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)便实现了1056秒的长脉冲高参数等离子体运行。依靠该技术,最终建成可控核聚变发电站。
全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)
图源:新华社
把时间拉长,科技和科幻没有分界线。
科技与未来接轨的脚步在不断加速,科幻的无限想象为“黑科技”画出蓝图。期待在未来科学家们通过试验,将《三体》中“飞刃”“思想钢印”“水滴”等表述具象化,展现科技力量!
(审核:张宁 策划:李政葳 统筹:穆子叶 撰文:雷渺鑫)
参考 | 北京科技报、知乎、科普中国、三体社区、海峡卫视、凤凰网
【魅力“e”乌镇】创新力拉满!一大波“黑科技”亮相“互联网之光”博览会******
11月8日,作为2022年世界互联网大会乌镇峰会的重要组成部分,“互联网之光”博览会如约而至。移动充电桩、眼动输入仪、碳钎维电动自行车……博览会开展3天来,众多互联网“黑科技”吸引着观众一睹为快。据了解,本次博览会有来自40个国家和地区的400余家中外企业和机构以线下线上结合的方式参展,74家企业发布新技术、新产品及理论成果;同时,首次推出365天不落幕的“互联网之光云展厅”品牌,围绕数字共富、数字双碳、数字健康、数字出行、产业数字化、卫星互联网、网络空间治理等7大主题,以3D、2D相结合作展出。此次博览会线下展览将持续至11日,一起来看看令人目不暇接的“黑科技”!
摩菱智能移动充电桩将新能源汽车快速充电技术与自动驾驶系统结合,可提供灵活、可移动的电动汽车充电服务,缓解社区充电网络不完善、充电桩资源紧张。(光明网记者 潘迪摄/光明图片)
爱普生工业AR眼镜采用硅基OLED纳米级别显示屏,形成120寸AR(增强现实)成像,搭配头戴式设计,使工人在长时间佩戴下保持舒适。工业AR眼镜能够在工厂生产中的产品检修环节,通过实时AR连线,请维修专家远程指导抢修,帮助工业企业降本增效。(光明网记者 潘迪摄/光明图片)
“之江天目”异构智能计算机是为之江实验室研发的全球首台基于开放计算规范的千卡规模液冷智能计算机,该计算机可支撑超千亿参数巨量模型的高效、并行训练。(光明网记者 潘迪摄/光明图片)
中国电科AOE空气消毒机采用活性复合粒子发生技术,主动释放出无毒无害的“活性复合粒子”,主动捕获病毒、细菌和真菌并破坏其化学结构,有效切断病菌传播途径。(光明网记者 赵金悦摄/光明图片)
“飞艇无人机”由桐乡市乌镇鹰航科技有限公司自主研发,通过创新地将飞艇技术和无人机技术相结合,让其既能在空中保持足够的机动能力,又能长时间空中作业。该产品可广泛应用于直播拍摄、巡查测绘、应急通讯等场景。(光明网记者 赵金悦摄/光明图片)
国家电网展示的“水下电缆巡检机器人”主要用于湖泊、河流等水域水下电缆故障巡视和定位查找工作,最大潜入深度可达150米。借助其水下泛光面积大、回传视频清晰、巡检速度快等技术优点,其应用能够大幅提升水下电缆例行巡视维护和故障快速查找及处理效率。(光明网记者 赵金悦摄/光明图片)
这款来自腾讯公司的眼动输入仪吸引了不少人关注。该仪器可精准捕捉残障人士眼球滚动实现打字功能,帮助提升打字效率一倍以上。(光明记者 赵金悦摄/光明图片)
Vivo展出的全场景开放式手车互联组件,可以实现手机与车机间“一键秒传”文件、图片或视频,同时,导航、音乐、通知、日程等功能也可在两者间无缝跨端流转,让手机与汽车在安全、智能的驾驶体验中便捷配合。(光明记者 赵金悦摄/光明图片)
与普通的拍照打卡不同,观众可在展会上的XR元宇宙体验区佩戴MR眼镜,在未来与过去、乌镇水乡与宇宙空间之间自由“穿越”。这项技术基于元宇宙概念,打造5G云XR空间计算平台,通过云AR技术来连接“虚”与“实”。(光明记者 赵金悦摄/光明图片)
这辆智能电动自行车车架均由碳钎维制造,周身仅重15kg,能单手拎起,目前为同类产品中最轻。该产品拥有LED点阵屏、指纹解锁、智能识别声控指令等功能。借助一枚智能传感器实现骑行“千人千面”,为骑行者带来身轻如燕的骑行体验。(光明记者 赵金悦摄/光明图片)
策划:李政葳
摄影:潘迪 赵金悦
文字:孔繁鑫 邱晓琴