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
康复期怎样避免心肌损伤?这5点不能忽视→******
“新冠防治 有问有答”
邀请权威专家
对新冠防治过程中的热点问题
进行答疑解惑
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问:怎么判断自己是否患上了病毒性心肌炎?什么情况要去医院?
注意以下几种表现。
疑似出现病毒性心肌炎时,一般都会有胸痛、心悸、活动耐量减退的症状,比如说走走路、做做事情,就感觉到心悸、气喘,如果3周后症状还没有好转,需要及时就医。
医生通过心电图、心肌标志物、心脏彩超、心脏核磁共振等检查,会综合在一起来判定是否患上了病毒性心肌炎。
问:最近大家都在讨论病毒性心肌炎,听得我很焦虑,感染新冠后患上病毒性心肌炎的几率到底高不高?
发病率并不算太高。
首先,根据目前已有的临床病例,我们基本能够确定新冠病毒的确有可能会引发病毒性心肌炎。
病毒进入身体后,主要机理有2种,一种是病毒损伤了心肌,这其实只占比较小的一部分。而另一种情况是,人体感染病毒后,诱发了自身的免疫反应,产生对抗入侵病毒的抗体,但如果此时抗体出现“短路”,那么就会错误地攻击我们自身的心肌细胞,导致病毒性心肌炎的发生。在临床上,心肌炎属于危重疾病,猝死率很高,暴发性心肌炎死亡率达到20%~30%。
但不论是普通的心肌炎,或是由新冠病毒所导致的病毒性心肌炎,都属于相对罕见的疾病,发病率并不算高,大概每10万人每年会出现10~100例心肌炎患者。
实际上,绝大部分患者是在感染新冠病毒后,出现了心肌细胞受损,远远没有达到心肌炎的程度。
问:我“阳”了,康复期怎样避免心肌损伤?
做好这3点。
在抗原或核酸转阴后,不能一下子就“撒欢”了,想降低心肌炎及其他心脏并发症的风险,新冠感染后约3周需做好以下3点:
1.不要剧烈运动,不要过度劳累,尽量减缓工作节奏。
2.晚上不能熬夜,一定要早睡早起。
心脏是一个非常讲究昼夜节律的器官,它由交感神经、植物神经系统来支配整体运行。当你通宵达旦地熬夜后,哪怕睡足了8个小时,对心脏来讲,它的交感神经兴奋性也会增高,压力会增大,那么就可能导致恶性的心律失常。
3.充分补充营养。
充分补充维生素类、高蛋白类食物,还要注重摄入微量元素,比如钾、钠等电解质,对心脏都有好处。
问:我已经“阳康”了,多久后能锻炼?
4周后可以逐步恢复锻炼。
大部分轻症患者症状消退后2~3周内,不要进行高强度运动。4周后若身体没有不适,可循序渐进地锻炼,但一定要把握好度,不能一上来就恢复到原来的运动量,要慢慢来。
问:听说辅酶Q10对心脏好,要不要先吃上,避免心肌炎?
不需要。
辅酶Q10又称泛素酮,是一种天然存在于人体的物质,心脏、肝脏、肾脏和胰腺中的含量最高。
如果得了心肌炎,在医生的指导下服用可能有帮助,但对于预防心肌炎来说,辅酶Q10是没有用的。
目前,没有明确证据支持辅酶Q10可以预防心脏疾病。只要能够正常进食,并且做到均衡饮食,通常不会缺乏辅酶Q10。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)