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
航天科技集团2023年计划安排60余次宇航发射任务******
《中国航天科技活动蓝皮书(2022年)》发布 今年计划安排60余次发射任务
1月18日,中国航天科技集团发布《中国航天科技活动蓝皮书(2022年)》。《蓝皮书》显示,航天科技集团2023年计划安排60余次宇航发射任务,发射200余个航天器,开展一系列重大任务:载人空间站工程进入应用与发展阶段,空间站转入常态化运营模式,将完成1次货运飞船、2次载人飞船发射任务和2次返回任务;全面推进探月工程四期和行星探测工程,开展嫦娥七号、天问二号等型号研制;发射多颗国家民用空间基础设施科研卫星和业务卫星;完成长征六号丙运载火箭首飞,进一步完善长征火箭型谱。
《蓝皮书》指出,2023年是全面贯彻落实党的二十大精神的开局之年,也是加快建设航天强国、奋力实现建军一百年奋斗目标的关键一年,中国全年计划实施近70次宇航发射,有望再次刷新纪录。
宇航发射和飞行试验次数持续保持高位
据介绍,航天科技集团今年计划安排60余次宇航发射任务,发射200余个航天器,长征系列运载火箭累计发射次数将突破500次。其中,重大工程任务依旧繁重,要完成天舟六号、神舟十六号、神舟十七号3次发射任务,不断提高进出太空、利用太空、探索太空的能力;北斗三号全球卫星导航系统将完成3颗备份卫星发射,进一步增强系统可靠性;将发射风云三号06/07星、环境减灾二号06星、高轨20米SAR卫星、新一代海洋水色观测卫星、中星26号、中星6E、澳门科学一号A星等,让航天技术更好地服务社会民生,服务国民经济发展建设;航天科技集团“新一代商业遥感卫星系统”将加速推进建设,今年计划再发射7颗四维高景系列卫星,为传统、新兴市场用户提供高时效、高性能的时空信息服务。
航天科技集团今年还将实施宏图一号、吉林一号、吉利星座、微厘空间北斗低轨导航增强系统组网星等商业发射任务,公开发布火箭运载余量信息,向商业用户提供发射和搭载机会,为各类客户提供快速、稳定、可靠的“一站式”发射服务,推动我国商业航天持续健康发展。
研制应用任务持续保持高强度
今年将全面推进探月四期和行星探测工程,开展以嫦娥七号、天问二号、静止轨道微波探测卫星等为代表的多个型号研制工作,完成多项商业航天和整星出口合同履约工作;面向国家重大战略和经济社会发展需要,不断提升卫星应用融入新兴领域,支持重点区域经济发展;在北斗领域实现北斗应用向系统集成和增值服务延伸,继续深耕民航,拓展能源、应急等关键行业;发挥天地一体化优势和卫星通信、导航、遥感综合应用优势,聚焦行业和地方政府智能化升级契机,构建一体化的产品体系和业务综合应用解决方案。
建设航天强国新征程开启全面
《蓝皮书》显示,中国已经全面建成了航天大国,进入世界航天强国行列,开启了全面建设航天强国新征程。从近5年发射趋势看,中美两国发射活动快速增长,发射次数交替领先,发射航天器质量持续攀升,成为世界航天增长的主要动力。
2022年,中国全年完成64次发射任务,研制发射188个航天器,总质量197.21吨居世界第二位,各项数据均创历史新高。其中,长征系列火箭53次发射全部成功,并实现128次连续发射成功。
纵观这一年的中国航天,在发射活动方面,高密度发射任务有序实施、成功率保持高位,航天器研制发射数量快速增长、研制能力大幅提升,发射活动保持增长态势、进入空间利用空间能力跨越式发展。
·科技创新方面
运载火箭、载人航天、月球和深空探测、应用卫星、科学和技术试验等领域不断创新突破,取得多项重大科技成就,推动航天科技自立自强。
·应用服务方面
北斗导航服务全球,中星、亚太提供连续服务,空间基础设施形成全天时全天候对地观测能力,各类应用卫星提供的通信广播服务、国土资源服务、海洋资源服务、气象观测服务、应急管理服务、农业生产服务、生态环境服务、交通运输服务、科教文体服务等,在经济社会发展各领域发挥了巨大作用。
·国际合作方面
开展了设施和数据共享、技术合作、应用服务、交流研讨等多种类型的多边、双边合作,积极促进国际交流、产业发展和技术应用。在商业航天发展方面,产业体系和市场体系初步形成,由基础制造、产品研发为主的阶段进入应用牵引、市场主导的新发展阶段,商业航天正加快成为航天强国建设的重要力量。
(总台央视记者 崔霞 李厦 徐静)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)