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
“阳了”之后要正确喝水 否则可能喝出低钠血症危及生命******
在这波疫情中,“多喝热水”似乎成为一种“共识”,很多感染新冠病毒的人往往会伴有发热、咳嗽、咽喉干痒肿痛等情况,于是床头常备一大壶水。不少人在“阳康”后更是止不住用喝水来缓解身体虚弱出汗而缺水的情况。殊不知,水也不能随便乱喝。在浙江大学医学院附属第一医院(以下简称“浙大一院”)急诊科,有些人就因为“喝错水”,喝出低钠血症。
65岁、22岁都中招 喝水喝不对也会惹“病”上身
65岁的李大伯没有基础疾病,上个月感染新冠病毒,“阳了”之后全身酸痛,发烧至39℃。李大伯治疗常见小病小痛的“法宝”就是多喝开水,在吃了退烧药后,他一边出汗一边大量喝水,每天要喝两大水瓶的水,循环往复。
成功退烧之后,老伴却发现李大伯不对劲——他头昏沉沉,伴有恶心、呕吐,于是紧急将他送往浙大一院急诊科。经过专家检查,李大伯血液中的钠离子含量为122毫摩尔/升(正常值在137—147毫摩尔/升),李大伯的种种症状正是由于患了严重的低钠血症造成的。经过对症治疗,近日他痊愈出院。
22岁的杭州小伙家明(化名)平时身体不错、很少生病,这次“阳了”之后,一直发烧至38.5℃退不下去。发烧后,由于没有食欲,家明基本上除了吃药就是喝白开水,捂出一身汗后再继续喝水。结果他强撑了三四天,就出现了全身乏力、嗜睡、手抖及精神恍惚等症状。“送医前,他腿部和上臂的肌肉也异常紧绷,真是吓死人了!”女朋友将家明送到浙大一院后,他同样被诊断为“低钠血症”。
高度重视低钠血症 少量多次科学饮水
“这几天,因低钠血症前来就医的急诊患者有不少!我们有必要和大家做个提醒。”浙大一院急诊科主任陆远强主任医师介绍,有些患者因无法饮食、连续呕吐导致钠离子大量丢失、无法正常摄入,血钠浓度在110毫摩尔/升以下,需紧急进行输液补钠;有些则是过量饮水造成的低钠血症。
正常情况下,人体细胞被钠和水平衡的溶液所包围,细胞内和细胞外保持着平衡。但当人喝太多白开水时,肾脏每天只能从血液中排出约800至1000毫升的水,多余的水就会滞留在血管里。细胞外的钠浓度被稀释了,细胞内外形成梯度差,细胞外的水分就会进入到细胞里,这会导致细胞水肿膨胀,就会引起血浆渗透压下降和循环血量增多,医学上称为稀释性低钠血症,俗称“水中毒”。另外,过量饮水还会对青光眼、慢性肾病、心脏病、胃溃疡等患者带来健康威胁。
专家建议,新冠病毒感染的普通型或康复期患者要保证充足饮水量,每天1500—2000毫升。喝水的最佳方式是少量多次,小口慢饮,每次200毫升左右,不建议一次喝500毫升以上,也可根据个人情况,调整为蜂蜜水、淡盐水、椰子水、柠檬水等。(记者 柯静 通讯员 王蕊 江晨)