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
系统布局国际竞争新赛道******
作者:朱克力(国研新经济研究院院长)
制胜新赛道,需要更为系统的方法论。结合各地已有的创新实践,其基本路径是,在看准方向、锚定价值的基础上提前布局,在推进过程中突出创新驱动,持续激活人和场景的力量。
近期召开的中央经济工作会议强调,抓住全球产业结构和布局调整过程中孕育的新机遇,勇于开辟新领域、制胜新赛道。党的二十大报告指出,要开辟发展新领域新赛道,不断塑造发展新动能新优势。可以说,制胜新赛道正成为我国深度参与和引领新一轮产业变革、重塑国际竞争优势的重要战略目标。
纵观全球历史,看准方向并领跑新赛道是制胜之道。看企业发展,三星电子因看准方向,大量投入研发存储器和液晶面板,如今全球市场占有率稳居前列,已成为国际电子产业头部企业;诺基亚虽然抓住通信产业发展机遇在上世纪取得巨大成功,却与触屏手机失之交臂。看国家进步,英国曾因蒸汽技术而崛起,美国凭借信息技术而强大,无不是抓住新赛道机遇而成为时代的弄潮儿。
当前,大数据、云计算、人工智能等关键技术赋能各个领域,新产业、新业态、新模式加速迭代。新赛道主要以新技术或新模式为核心竞争力,是分工更细、技术更高、迭代更快、更利于形成优势的新兴产业或细分领域,具有引领性发展、颠覆性创新、爆发式成长等特性。如果说科技创新是推进竞争力提升和现代化先行的关键变量,那么制胜新赛道就是产业迭代升级与换道超车的必由之路。
放眼国内,各地在竞逐新赛道方面不遗余力。有的推动发展集成电路、人工智能、生物医药、新能源等先导产业,有的前瞻布局工业互联网、卫星互联网、机器人等新兴产业,有的超前谋划区块链、太赫兹、量子通信等未来产业。应当注意的是,制胜新赛道既要抢占新技术前沿,也要努力在不确定性中锚定其中的确定性。比如,数字化和低碳化,是引领未来产业发展、贯穿全球产业链供应链价值链的重要力量,可作为各地培育差异化新赛道的共性基座。
制胜新赛道,无疑需要更为系统的方法论。结合各地已有的一些创新实践,基于从科技到产业的转化规律和推进方式,其基本路径是,在看准方向、锚定价值的基础上提前布局,在推进过程中持续激活人和场景的力量。具体而言,可重点从三方面协同发力。
突出创新驱动,布局新赛道。注重从新赛道的起点出发,以推动重点产业链与未来产业发展为主攻方向,打造具有国际竞争力的产业集群。运用产业生态圈理念,将创新与产业化紧密结合起来,构建以企业为主体,涵盖基础研究、技术创新、成果产业化、科技金融全链条的创新生态链,吸引各类创新资源要素高效配置和集聚协作。与此同时,应实施一系列创新驱动政策,梳理完善相应法律,营造有利于各种超前的高科技和新应用竞相涌现的良好氛围与法治环境。
坚持以人为本,培育新赛手。人才资源是第一资源,制胜新赛道的一个关键在于“赛手”,以及激励其跑出好成绩的新机制。应着眼于新赛手成长,加快培育一批平台型龙头企业、区域性科技服务机构和更多“专精特新”企业,围绕紧缺人才制定针对性政策,根据新赛道产业人力资本需求规模与层次,搭建高素质、高质量人才引育管理体系。既要提高人才自主培养质量和能力,也要加快引进高端人才,为各类人才发展提供更优质保障。
深化场景供给,建设新赛场。想要真正跑通新赛道,必须尊重产业规律,遵循需求导向和场景驱动。新赛道依托的新赛场,由大量可验证需求和可落地场景构成。应通过搭建产业新生态载体,优化场景供给流程,形成产品接入、场景实测、推广示范的全流程场景生长链条,加速技术转变为现实生产力。在挖掘国内市场的同时,应着眼全球,在全球范围开掘制胜新赛道的更大需求和更多场景,瞄准世界一流创新资源开展合作,深度融入全球分工体系并增强国际影响力,实现从跟跑、并跑到领跑的跃升。