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
乡村“守艺人”,巧手成就致富梦 ******
【一线讲述】 编者按
广袤山乡,有这样一群人:他们默默无闻,却靠着一双双巧手传承传统技艺、助力家乡发展。雕刻彩绘、造屋筑桥、器具制作、刺绣印染……有他们的地方,就有民俗风物之美,也有产业致富之路。他们,拥有一个朴实无华的名字——乡村工匠。
90后重庆小伙儿辜国强在组装花丝镶嵌作品“凤引九雏”。新华社发
在浙江湖州市八里店镇潞村,陶瓷艺人在瓷器上作画。新华社发
在日前召开的中央农村工作会议上,习近平总书记强调,“要坚持本土培养和外部引进相结合”“育好用好乡土人才”。此前,国家乡村振兴局、教育部等8部门联合印发的《关于推进乡村工匠培育工作的指导意见》,要求围绕巩固拓展脱贫攻坚成果、全面推进乡村振兴,挖掘培养一批乡村工匠,促进农民创业就业,为乡村全面振兴提供重要人才支撑。今天,让我们走近四位乡村工匠,观摩他们的“指尖绝活”,倾听他们的奋斗故事,感受他们传承技艺、惠泽一方的拳拳初心。
这里的琴声绕梁不息
讲述人:河南确山县农民制琴师王金堂
扛起锄头,我们是耕田种地的一把好手;拿起工具,我们是世界提琴制造业中响当当的“确山师傅”。全球90%以上的提琴来自中国,而中国提琴产量的40%左右,特别是中高档手工提琴产量的80%以上都出自我们确山人之手。
40多年前,16岁的我挤上火车一路向北,怀着“学门好手艺”的心气儿,去北京闯荡。几经周折,终于进了一家工艺美术厂当上临时工,跟着师傅学习制作工艺小提琴。一年后,老板看我笃实好学,就让我当上了车间负责人。后来,我又到一家提琴作坊当学徒。
提琴制作工艺复杂,有拼板、刮板、音孔音梁、刻头、装头、油漆、装配等多道工序,每道工序都要精益求精。比如,拼板时如果黏合不牢,就会影响后续每道工序;刮板的尺寸和弧度高低一定得精确,否则直接影响提琴音质。
经过两年多的学习、练手,我掌握了制琴的关键技术,也萌生了创业的念头。我白天打零工、卖煎饼,晚上继续钻研制琴,同时,动员在京打工的老乡一起干。1990年,我们终于和一家木材厂谈拢,合作办起了一家琴坊。打这以后,我的制琴生意越做越好,带出来的许多老乡也陆续建起了自己的琴坊。
“确山师傅”在北京干得风生水起,家乡一直很关注。不久后,确山县政府和在京确山籍老乡创办的提琴生产企业签了合作协议,我们整体迁入县产业集聚区“确山小提琴产业园”,为一个梦想而努力——把确山打造成全国知名的中高档提琴生产基地。
现如今,全县制琴及配套企业已经发展到144家,从业人员2600多人,产品包括小提琴、中提琴、大提琴、低音贝斯及配件等30多个系列、400多种型号,年产提琴约40万把,年产值6亿元左右,年出口创汇超过2000万美元。
从外出“打工潮”到返乡“创业潮”,我们认识到:要想产业长远发展,关键是不断壮大本土人才,让产业发展有源源不断的源头活水。
2020年1月,确山县手工提琴制作协会挂牌成立,吸纳了100多家会员,大家推选我担任协会会长。针对制琴人才短缺问题,我们制定了“5年计划”,划定了确山提琴行业标准,通过加强函授、培训,增强“确山琴师”的业务知识和文化素养。
我们这些“琴一代”,也有很多遗憾。几年前,在中国(上海)国际乐器展上,以色列乐器商人约瑟夫在他的摊位上用小提琴演奏《梁祝》,吸引了不少人驻足观望。现场有人请我也演奏一曲,我当时就蒙了,连连摆手:“我们只会制琴,不会拉琴。”现在,越来越多的“琴一代”让孩子学琴,县政府还出资聘请了专业提琴教师,在镇里和县里的中小学校开设提琴特色班。每年都有很多确山学子选择音乐类专业深造,学成后回乡支持提琴产业发展,让这座提琴小城充满了青春活力。
我们相信,确山的琴声定会悠扬致远、绕梁不息。
自贡彩灯,温暖千家万户
讲述人:四川自贡胡氏花灯传承人万玲
有华人的地方,就有灯会。近年来,自贡灯会被列入国家级非遗名录,成为中华文化“走出去”的一张闪亮名片。胡氏花灯,就是自贡彩灯大家庭中的一员。
四川自贡彩灯。光明日报记者周洪双摄/光明图片
(文图:赵筱尘 巫邓炎)