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
中国跆拳道队:压力中求变******
东京奥运会上,中国跆拳道队仅获得一枚铜牌,经历了无比苦涩的艰难时刻。
刚刚过去的2022年,中国跆拳道队在压力下求变、在低谷中奋起,全年在国际赛事中收获36枚金牌、27枚银牌、33枚铜牌,一批优秀的新生代队员在大赛中崭露头角。
面对2024年巴黎奥运会,中国跆拳道队正争分夺秒、马不停蹄地备战集训。
去年成绩达预期
“跆拳道这个项目有其特殊性,上一届奥运会刚结束,下一个奥运周期的积分赛马上开始。”中国跆拳道协会主席、国家跆拳道队主教练管健民说。东京奥运会激发了整个国家队的决心,一定要在国际大赛中证明自己。
自去年5月以来,中国跆拳道队总共参加了10余站国际赛事,包括世界跆拳道大奖赛总决赛、世锦赛及亚锦赛等重磅赛事。去年12月,在沙特阿拉伯利雅得举行的大奖赛总决赛上,中国选手骆宗诗和张梦宇获得1金1银。2022年,中国队共收获36枚金牌27枚银牌33枚铜牌。
“总体来看,国家队完成了赛前的既定目标。”管健民说,“很多年轻运动员顺利融入国家队,每个级别都有运动员战胜世界冠军、奥运冠军等高手,实现了新突破,积累了比赛经验,增强了信心。”
在管健民看来,刻苦训练取得了理想效果,这是队员在2022赛季国际赛场上成绩优异的重要原因。
一系列佳绩中,骆宗诗表现突出。从东京奥运周期到巴黎奥运周期,她从昔日的陪练逐渐成长为跆拳道队的“领头雁”。24岁的她在过去一个赛季所参加的10站比赛中全部夺冠。在2023年最新一期的奥运积分排名中,骆宗诗在女子57公斤以下级高居榜首。
“这些成绩让我获得了很多奥运积分,这些比赛让我进一步增强了信心,使我在赛场上更自信、从容。”骆宗诗说。
年轻球员露头角
在骆宗诗看来,自己取胜的关键在于发挥了技术优势,而这也是国家队在接下来的训练中着重努力的方向。
1月10日,2023年第一期国家跆拳道队集训在山西体育中心开始。参加集训的38名运动员之中,梁育帅、郭清等不久前也在世锦赛中登上了领奖台。
巴黎奥运会临近,今年的集训对备战奥运新周期至关重要。“集训将狠抓细节,第一是强化体能,第二是强化运动员的特长,第三是提升运动员的优势技术。”管健民介绍了今年集训的3个重点。
管健民介绍,目前国家队很多队员都是00后,“年轻选手有拼劲儿,但比赛中需要发挥优势技术,具备有效得分点。因此培养队员学会运用所擅长的得分技术十分重要。”
骆宗诗、梁育帅等在国际赛场上崭露头角,他们已经成为其他对手研究的目标,在今后的比赛中将面临前所未有的挑战。“不过,我觉得这也是一种动力,督促自己不断刻苦训练、取得进步。”骆宗诗说。
管健民说:“新的一年,希望队员从心理素质到适应赛场环境,再到运用技术控制对手等方面都取得大的提升。”
全力以赴争“门票”
根据巴黎奥运会跆拳道项目的参赛资格获取规则,8个级别中每个级别的奥运积分前5名将为各自国家(地区)奥委会获得1个参赛席位。目前,除了骆宗诗在女子57公斤以下级中具有较大优势外,中国队选手当中只有男子58公斤以下级的梁育帅和女子49公斤以下级的郭清位列前10。
管健民表示,进入巴黎奥运周期,年轻队员需要从零开始追赶其他国家(地区)奥委会运动员的奥运积分,刚开始的差距会比较大,“因此对年轻队员来说,更需要争分夺秒。”
可喜的是,在2022年的比赛中,一些国家队队员已经在各自级别中迎头赶上,张梦宇、左菊、孟明宽、宋兆祥等目前都已达到前20名左右的位置。能否在积分榜上更进一步,取决于他们在2023赛季的发挥。
管健民列出了今年国家队即将参加的重点赛事,除3站世界跆拳道大奖赛分站赛和1站总决赛外,世锦赛还将于5月底到6月初在阿塞拜疆巴库举行,比赛将产生大量的奥运积分。此外,今年还将有两站世界跆拳道大满贯赛事在江苏无锡进行,大满贯赛事总成绩第一名同样可以获得1张巴黎奥运会的入场券。因此,2023年共有7场重要赛事等待国家跆拳道队队员发起冲击。
“留给我们的时间很短,希望在2023年更上一层楼,中国跆拳道队会全力以赴。”管健民说。
《人民日报海外版》2023年1月18日第09版