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
【网络中国节·诗画节气】小寒:莫怪严凝切,春冬正月交******
【网络中国节·诗画节气】
小寒:莫怪严凝切,春冬正月交
作者:侯楠楠
小寒是二十四节气中倒数第二个节气。《月令七十二候集解》中记载:“十二月节,月初寒尚小,故云。月半则大矣。”也就是说,小寒之“小”的意思是天气寒冷,但还没有冷到极点。小寒三候为“雁北乡,鹊始巢,雉始雊”,因为感受到阳气生发,大雁开始向北迁移,喜鹊开始筑巢,为繁衍做准备(快过年了,但此处没有催婚的意思),“雊”意为野鸡鸣叫,此时,野鸡也感受到阳气萌动开始鸣叫。“禽鸟得气之先”,古人认为禽鸟在感知时节变化方面独具天赋,在二十四节气中,小寒和白露是完全以鸟类作为物候标识的。
(点击图片观看动态海报)
《敦煌二十四节气》原画出自《不可思议的敦煌·与万物共生长》创作展——最佳创作团队奖「豆荚创意」小朋友们的集体创作。动画制作:满晨
进入小寒一般就进入了腊月,临近过年,人们开始忙着写春联、剪窗花,采购年画、鞭炮等各类年货,为即将到来的春节作准备。此时,北方地区的河水已经冻得足够结实,人们开始在冰面上嬉戏玩乐,古时称为“冰戏”,《宋史》中就有“故事斋宿,幸后苑,作冰戏”的记载。除此之外,有的地方还有进行“腊祭”的习俗,祭祀祖先和众神,祈求来年农作物丰收。
“三九补一冬,来年无病痛”,冬季要进补,而小寒时节尤为重要。除了在冬季出场率最高的羊肉,江苏一些地方会在小寒时煮菜饭吃,用“矮脚黄”(小白菜的一个品种)与咸肉片、香肠或是板鸭搭配,加上生姜粒与糯米一起煮,广东地区的糯米饭也与之相似。天津地区则有吃黄芽菜的习俗,黄芽菜即白菜芽,冬至后将白菜割去茎叶,只留菜心,覆盖勿透气,半月后取食,为冬日蔬菜不足的餐桌增添了脆爽之味。
俗话说,“小寒大寒,冻成一团”,小寒和大寒时期,基本上是一年中最冷的时候。不过,小寒之“小”,真的意味着还不够冷吗?民间常说“冷在三九”,而“三九”基本上处于小寒节气内。我们之前辨析过大暑和小暑哪个节气更热,同样地,根据气象资料可以看到,只有少数年份的大寒气温低于小寒,因此,在寒冷这方面,“小寒胜大寒,常见不稀罕”,小寒是当之无愧的内卷王。
除了“真冷”以外,我们该如何优雅地表达寒冷?杜甫说“霜严衣带断,指直不得结”,天气太冷,手指冻得僵直,连断了的衣带都不能系上;李白说“素手抽针冷,那堪把剪刀”,做针线时,连抽针都冷,更别说拿剪刀去裁衣服了;孟郊说“百泉冻皆咽,我吟寒更切”,因为天冷,连泉水流动地声音都像是在哽咽,更别说人了;陶渊明说“凄凄岁暮风,翳翳经日雪”,一整天又刮风又下雪,冷不冷就不用说了吧?
天气虽冷,但古人认为,只有小寒、大寒“冻透了”,来年开春之后才能顺利回暖。民谚说“小寒寒,惊蛰暖。小寒暖,倒春寒。小寒不寒,清明泥潭。小寒大寒大日头,来年开春冻死牛”,就是通过小寒大寒的气温来判断来年的天气,甚至还可以通过小寒大寒时的降水情况观测小暑大暑的旱涝,“小寒大寒不下雪,小暑大暑田开裂”,就是说,小寒大寒如果不下雪,小暑大暑时节就会干旱。小寒时节,北方大部分地区已经没有太多的农活,主要任务是做好畜舍保暖、窖藏、造肥积肥等工作,正如农谚所说“小寒时处二三九,天寒地冻北风吼。窖坑栏舍要防寒,瓜菜薯窖严封口”;另外就是要防止积雪冻雨压断竹林果木,适时果树进行冬剪。
不过,小寒时节也不尽是萧索之景。南北朝时期《荆楚岁时记》中记载“始梅花,终楝花,凡二十四番花信风”,二十四番花信风,就始于小寒时的梅花。文人墨客都爱赏梅,喜欢其迎寒绽放的特点并将其视为值得赞颂的高洁品格。王安石咏梅,说“遥知不是雪,为有暗香来”;王冕咏梅,说“不要人夸好颜色,只留清气满乾坤”;崔道融咏梅,说“朔风如解意,容易莫摧残”,这是把梅花当主角写的。宋朝诗人杜耒请朋友到家里围炉煮茶,把梅花当作气氛组,说“寻常一样窗前月,才有梅花便不同”,十分风雅;不过,最有名的还是“踏雪寻梅”的男主孟浩然,“园中有早梅,年例犯寒开”,踏雪寻梅是孟浩然的行为艺术,他为了找创作灵感,骑着驴去追寻梅花的踪迹。其实大家想一想这个场景,一个大男人骑着驴去找梅花,似乎并没有那么唯美。但对于诗人来说,灵感乍现的时刻总是可遇不可求,踏雪寻梅的意境自此为人津津乐道,孟浩然也没想到,找灵感的他成了后来很多人的艺术创作灵感。
“莫怪严凝切,春冬正月交”,梅花的盛开是小寒带来的希望,严冬进入倒计时,时光如梭,春归有期。
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(文图:赵筱尘 巫邓炎)