资料来源:人民日报、新华社
编辑:王欲然、彭静
设计:王潇潇
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
(文图:赵筱尘 巫邓炎)