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
上博东馆打造“开放型博物馆”******
在浦东新区花木社区,上海博物馆东馆正拔地而起。
步入场馆内部,与常见的博物馆不同,这里采用了开放式设计,其中多处设计别有洞天。
据了解,上博东馆预计今年年底开门迎接参观者。
“不像传统博物馆”
上博东馆建筑高度近45米,地上6层包括展示陈列、公众服务、库房及办公用房;地下2层则主要为学术报告厅、影院、活动教室等。
许多人印象中的博物馆,一般都采取了封闭式设计,大量采用人工照明,光线昏暗,而且空调温度偏低。据业内人士透露,其中重要原因是要确保文物安全。一些参观者趣言,“走进博物馆,就像走进尘封的历史”。
但许多经过上博东馆的人,对这一建筑的第一印象是“不像传统博物馆”。据介绍,外立面蜿蜒起伏的曲线,在设计上暗合上海这座城市“海陆交汇”的地理位置,也象征“勇立潮头”的精神。建筑内部设计与功能组织,也一改常见的博物馆封闭式流线设计,与城市空间有了更紧密的联系,力图为市民带来一座“开放型博物馆”。
走进上博东馆一楼连廊区域,顶部是一个174平方米的椭圆形玻璃穹顶,40米挑高的大厅,顶部玻璃穹顶达632平方米,建筑四面都设置了一定高度的玻璃幕墙,还有敞开式空间与外界连通,阳光能从四面八方透进博物馆内。上海博物馆馆长褚晓波表示,“我们在符合文物保护要求的前提下,希望有自然光透进来,这样观众在博物馆里参观会有多样性的感受。”
上博东馆西临杨高南路、北至世纪大道、东面是丁香路,与上海科技馆、东方艺术中心隔街相望。观众在博物馆里,不再仅仅是“进入尘封的历史”,也能从不同角度远眺城市景观、感受城市的脉动,让历史与当代生活交流共鸣。
据悉,由于建造年代等原因,上博人民广场馆没有设计专用通道,文物运输一般在晚上。而上博东馆将设置员工、文物专用通道,与观众通道分开,在不打扰观众参观的情况下大大提高文物运输的安全性。据透露,过去布展时曾发生过的拆门以搬运大体量文物的情形将成为历史。
多处设计“别有洞天”
一些途经上博东馆的市民发现,透过长方形外立面镂空的开放空间,能看到中间环绕而上的坡道。
据了解,这其实是一种传承。1996年开放的上博人民广场馆,建筑造型一大亮点是方形基座上托起圆柱形顶部,取“天圆地方”之意。而东馆的建筑主体呈矩形体块,中间嵌入圆形的旋转坡道,也是方和圆的结合。
东馆中间这一旋转坡道,其实是三楼通向五楼的休闲步道,开放后,这一巨型的旋转坡道很可能会成为上海新晋“网红打卡点”。
在靠近旋转坡道的区域,开放度更高,未来将开设一个针对少年儿童的探索宫。据透露,不同于一般的文物展厅,上博将在探索宫里融入“探索”理念,推出将人文、艺术、文明等内容结合在一起的项目,帮助少年儿童学习知识、拓展眼界、丰富体验,启发他们的探究性思维。
占地数千平方米的五楼露天区域则将复制仿造一组江南园林建筑,也是室内展厅向室外的延伸。观众在四楼展厅参观完江南文化主题展,可以步行至五楼,在园林的亭台楼阁之间眺望周围的城市脉动。上博颇受欢迎的“博物馆奇妙夜”活动,今后也将安排在这里举行。
上海博物馆前任馆长杨志刚曾透露过一段趣事:他在医院看病时,医生看到其病历卡上显示单位是上海博物馆,于是跟他说,“第一次谈朋友的地方就在你们上博。”
这让杨志刚感慨,未来观众除了参观展览,还能在博物馆空间里享受休闲、社交、餐饮等更多体验,“博物馆的功能应该是复合的,这就要求在建筑的布局、空间的营造里把它们充分考虑进去,让观众喜欢来且愿意经常来。”
“发掘呈现上海的文化”
据了解,上博东馆有大小展厅20余个,还设有大量教育体验场地,展示陈列区面积达3.36万平方米,预期每年观众接待量达500万人次。
据褚晓波介绍,上海博物馆以打造“世界顶级的中国古代艺术博物馆”为发展目标,上博东馆的建设也将坚持这一定位。未来将在上博东馆构建起以中国古代文化主题为核心的展陈体系,以常设展为主,为观众呈现海内外体系完整、脉络清晰、史料翔实、叙事生动的中国古代艺术通史陈列,以及海派与江南文化、中外文化交流、互动体验四大系列。其中,青铜馆、书法馆、绘画馆、印章馆是海内外唯一的常设通史陈列场馆。
“上海博物馆虽然是一个面向全球的博物馆,但是它既然扎根本土、位于上海,我们理应发掘呈现上海的文化。”褚晓波表示,未来在上博东馆举办的许多展览并不是按照文物材质来展示,而是按照主题来演绎,常设主题中的展品内容、角度会定期调整。(简工博)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)