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
小寒:雁归年将至,雪伴寒梅香******
【节气里的韵味中国】
作者:郝泽华
伴着蜡梅的孤雅幽香,在大雁北归的振翅声中,小寒节气准时赴约。
小寒是表示气温冷暖变化的节气。《月令七十二候集解》中记载:“小寒,十二月节。月初寒尚小,故云。月半则大矣。”冷气积久而寒,小寒意味天气寒冷,但未到极点,标志着季冬时节的正式开始。冬至之后,冷空气频繁南下,气温持续降低,温度在一年的小寒、大寒之际降到最低,从民谚“小寒时处二三九,天寒地冻冷到抖”中,便可感受小寒之寒冷。
1月1日,在浙江省诸暨市三都小学,水珠上映着开放的水仙花。新华社发
“小寒胜大寒,常见不稀罕。”虽名曰“小寒”,但在我国北方地区,小寒节气通常比大寒节气更冷。而对于南方大部分地区来说,则是大寒节气更冷一筹。此时,北方大部分地区都处于农业的冬歇期,人们需在家做好菜窖、畜舍保暖、造肥积肥。南方地区则要注意给小麦、油菜等作物追施冬肥,做好防寒防冻等工作。有经验的农人,会以小寒的气候推测来年的气候情况,民间流传着“小寒寒,惊蛰暖”“小寒不寒,清明泥潭”等俗语。
冬日,万物静默敛藏,但这方寂静中,也蕴藏着向阳的生机与萌动。“禽鸟得气之先”,时令流转中细微的变化,被禽鸟敏锐地感知着。古人将小寒分为三候:“初候雁北乡;二候鹊始巢;三候雉始雊。”小寒时节,阳气已动,大雁开始向北迁移。北方的喜鹊体察到阳气,开始为来年修筑巢穴。雉鸟也因感知阳气的生长,开始雌雄合鸣。唐代诗人元稹在《咏廿四气诗·小寒十二月节》中写道:“小寒连大吕,欢鹊垒新巢。”此时,宜聆听林间的啁啾鸟鸣与枝头的振翅之声,感受寒冬中向阳而生的生命之力。霜雪终将融化,严寒之后,春日必将到来。
风至而花有信。二十四番花信风中,小寒“一候梅花,二候山茶,三候水仙”。梅之凛然、山茶之艳丽、水仙之清雅,为小寒时节的苍茫大地,增添了几缕幽芳,也为无数寒冬拼搏的人们,带来精神的慰藉。
1月1日,在湖北省宜昌市秭归县茅坪镇,火棘果与白雪相映成趣。新华社发
“闻道梅花坼晓风,雪堆遍满四山中。”小寒时节,天地萧索,寒意凛冽刺骨,但梅花依旧凌风傲雪绽放。此时蜡梅已开,红梅待放,宜携三五好友踏雪而行,探梅寻香。梅花位列二十四番花信之首,自古广为文人吟咏。在《游前山》中,陆游写道:“屐声惊雉起,风信报梅开。”诗人的木屐声惊起山林中的雉鸟。而簌簌的花信风,送来了山中梅花绽放的消息。柳宗元则在《早梅》一诗中,以“早梅发高树,迥映楚天碧。朔吹飘夜香,繁霜滋晓白”的诗句,书写早梅凌寒绽放之仪态与芬芳。自梅花始,生命中的一次次绽放,都将次第而来。
漫长悠远的岁时轮转间,人们因地制宜地以饮食之道,表达着对山海的眷恋和对自然的敬畏。南京人逢小寒喜吃菜饭。菜饭的样式颇多,其中一种是将矮脚黄青菜同咸肉片、香肠片或是板鸭丁与糯米同煮,里面还会剁些生姜粒。这样煮出的菜饭,味道鲜香可口。热气腾腾吃下一碗,周身便暖了起来。在广东,则会在小寒的清晨吃糯米饭。当地人认为食用糯米可快速补充能量,有利于驱寒。传统的腊味糯米饭食材除糯米、腊肉、腊肠和花生外,还可添加香菇、虾米、叉烧等。“小寒吃羊肉,大寒吃萝卜。”羊肉同样是小寒节气中常吃的食物。若是将羊肉与当归、山药、胡萝卜同煮,不仅可以增添暖意,还不易上火。围坐在燃着炭火的铜锅旁,一起热腾腾地涮羊肉,也是不错的选择。时光、故土、记忆、信念……种种与饮食的羁绊,为人们口中的食物,添上了更为深沉厚重的滋味。
1月2日,在山东枣庄东湖公园拍摄的干枯植物。新华社发
“煮茶烧栗兴,早晚复围炉。”在寒冷的冬日,与三五亲友围炉煮茶,亦是一件快事。最近,这一古人雅事,成了城市中一些年轻人的新风尚。在院中搭起温暖的炉子,煮上一壶热茶,再烤上花生、板栗、橘子等吃食,便可欢聚畅谈。茶烟袅袅,暖意盈怀,传统文化正悄然被当代年轻人赋予新的内涵。
数九寒天,《九九消寒图》又添上几笔,不知不觉中,年关将近,各种年事活动正逐步展开。年味儿浓起来了:剪窗花、挂灯笼、买年画、写春联、备年货……而身在异乡辛苦打拼的人们,也准备收拾行囊,踏上归程。小寒节气在家人团聚的期盼中,增添了几分暖意。万家灯火中,总有一盏灯,在等待风雪夜归人。
大雁北归,寒梅着花,年节将至。小寒于寒冷中蕴藏着临近春日的生机,于银装素裹中孕育着生命绽放的力量。生活的美学与生命的智慧在节气更迭间不断延续,纵天寒地冻、冰封千里,若心怀信念,便无惧萧索与孤寒。
《光明日报》( 2023年01月05日 08版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)