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
二十大代表风采丨马玉山:用责任心拧紧“大国重器”******
中新网银川10月10日电 题:马玉山:用责任心拧紧“大国重器”
中新网记者 杨迪
奋战在国家装备制造工程一线,带领企业从低谷中“浴火重生”,改变进口阀“卡脖子”状况……近日接受中新网记者电话采访时,中国工程院院士,吴忠仪表有限责任公司党委书记、董事长马玉山直言,是责任心与使命感让他在困难中一直坚持下去,为自动控制装备国产化贡献力量。
1991年,马玉山从吉林大学毕业,分配到宁夏吴忠仪表厂,成为一名车间见习工人。彼时,大学生可谓“天之骄子”,毕业后在西北的一家小企业做工人,马玉山坦言,起初自己心里有点“不太平衡”:“那时,和我同期的毕业生大多都分配到了东南沿海地区的大厂,而我却来到了西北地区。”
但马玉山并未就此自怨自艾,他很快调整心态,开始从“底层”干起。在工作之余加班学习,主动向他人请教……凭借不懈的努力,马玉山快速成长,于2001年成为吴忠仪表的总工程师。
但此时,马玉山所在的企业却遭遇危机。20世纪九十年代初,吴忠仪表厂遭遇转型阵痛,在最低谷的时期,企业入不敷出,职工工资都难以发放,人员大量流失,面临倒闭风险。
马玉山并未选择逃离。“当时就是一种不服输的责任心让我坚持着,想把企业‘救活’。”为此,马玉山采取了开源节流、智能化管理、拓展产品销售渠道、安抚员工等多种措施。同时,宁夏各级党委和政府也为吴忠仪表厂“雪中送炭”,在多个重大装备国产化项目中“穿针引线”,为企业提供工程项目、政策扶持和资金补贴,帮助企业平稳度过转型期的阵痛。
马玉山(中)在工作中。 受访者 供图2010年,吴忠仪表厂改制吴忠仪表有限责任公司,彼时,国产阀价低质劣,国产装备用的高端阀被进口阀所垄断。“我是做产品设计出身的,我也清楚,只有做高端阀,企业才有出路,才能解决进口阀‘卡脖子’的问题。”马玉山就此萌发了自主制造高端阀的念头。
于是,马玉山带领团队,一步步在制造高端阀的路上攻坚克难。“在研发过程中,我们也经常失败,这时就及时总结经验来完善。”马玉山说。
“尤其是在煤化工领域,我们取得了突破。”马玉山介绍,大量煤化工所需的控制阀产品都需要耐高温高压和强腐蚀,国外产品也难以满足。他所在的团队经过攻坚,在该领域实现了突破:2013年,投资500亿元的全球单套规模最大煤制油项目在宁夏启动,马玉山团队负责研发该项目的控制阀。凭借着整个团队的努力,吴忠仪表取得了440多项发明和实用新型专利,解决了制约流程工业自动控制装备国产化中众多“卡脖子”项目。
此外,马玉山还积极为西部地区的工业人才培养贡献力量。“我们通过高薪聘请顶尖人才,并以‘师傅带徒弟’的形式培养宁夏本地人才,形成了一座完整的人才‘金字塔’。”马玉山说,未来,他的团队希望在低温领域、海洋工程、航空航天等的关键基础零部件领域去拓展,为“大国重器”的智能制造做出自己的贡献。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |