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
“音乐之国”求学记(走近非热门留学国(11))******
薛杨扬(左一)与留学生同学、老师在一起。
黄韵文(右)、黄韵瑜姐妹俩在演出中。
奥地利位于中欧南部,其首都维也纳被誉为“世界音乐之都”。在高等教育领域,奥地利维也纳大学、维也纳音乐与表演艺术大学、萨尔茨堡莫扎特音乐大学等高校历史悠久、专业突出,吸引各地学子前往进修。近日,本报记者采访了几名中国学生,听听他们讲述在奥地利的留学体验。
学习音乐的好地方
“萨尔茨堡是学习古典音乐的好地方。”就读于奥地利萨尔茨堡莫扎特音乐大学的薛杨扬说,他来此留学是想在音乐领域精进。“我学习钢琴演奏,萨尔茨堡是作曲家莫扎特的出生地,也是指挥家赫伯特·冯·卡拉扬的故乡,这里有浓厚的古典音乐氛围。每年8月当地会举办萨尔茨堡音乐节,它是世界上历史最悠久、规模最大的古典音乐节之一,闻名世界的音乐艺术家和演出团体云集此地,带来歌剧、话剧、音乐会和芭蕾舞等表演。”
黄韵文和黄韵瑜是一对双胞胎姐妹,她们在维也纳音乐与表演艺术大学学习室内乐小提琴。姐姐黄韵文说:“作为一名音乐生,维也纳是我梦寐以求的留学地。这里是欧洲古典音乐的摇篮,音乐厅、歌剧院众多,时常有大大小小的音乐演出,艺术氛围浓厚。此外,维也纳音乐与表演艺术大学历史悠久,孕育了众多音乐人才,我和妹妹想来体验这里的生活,丰富阅历,提升演奏技艺。”
除了音乐类院校,奥地利还有享有盛誉的综合型高等学府。“维也纳大学历史悠久,学术水平卓越,这是吸引我前来的重要原因。”项歆璇目前是维也纳大学地质学方向的在读博士生,她说:“留学前我和导师取得了联系,幸运地收到了他的邀请函。导师拟定的博士研究计划和我硕士研究内容契合度高,我决定来这里继续做研究,探索地质学。”
难忘校园生活
“莫扎特音乐大学的课程设置很全面,除了钢琴,我还要上通识课,比如音乐史、射箭、心理咨询课等。”薛杨扬说,令他印象最深刻的是学校的合唱课。“学期结束时,合唱课的老师带我们到当地一所教堂进行公开演出,还有管风琴伴奏。演出吸引了大量观众前来观看,对我来说这是一次非常新奇的体验。”
黄韵瑜很喜欢学校的氛围,她说:“我周围的同学努力上进,大家每天都会踊跃前往琴房练习,我要尽量提早去琴房排队才能轮上琴,运气好的话等十几分钟,慢则得1小时不等。此外,同学们来自各个国家,他们很有主见,在上课或排练时我常与他们讨论想法,大家畅所欲言,我总能得到灵感和启发。”
在项歆璇看来,学校的教授友善负责,令人暖心。“刚开始我的选课经验不足,选到的一门课程有一半内容是德语授课,这让不会德语的我很头疼。教授发现我听不懂后,在课堂上耐心地将每句话都翻译成英语。后来,我和教授熟悉起来,我还向他推荐了维也纳不错的中餐厅,结课之后我们也保持着联络,这是一次很特别的学习经历。”
留学时,薛杨扬经常参加钢琴表演。他说:“我的班级每周都会举办音乐会,同学们都会参与其中,教授有时还会带我们去校外的礼堂、私人别墅演出,这是不错的表现机会。令我难忘的是,之前我去德国参加了一场纪念贝多芬诞辰250周年的主题演出,观众是当地的古典音乐爱好者。整场音乐会还被录制成了光盘,对我而言很有纪念价值。”
走近奥地利文化生活
“我发现,参加朋友聚会时,奥地利同学总会带一瓶酒参加;演出结束时,教授也常会开一瓶好酒庆功。在与朋友和老师的交流中,我逐渐认识到了奥地利葡萄酒的魅力。”薛杨扬说,“奥地利闻名世界的不仅有音乐,还有葡萄酒。奥地利的红酒很有特色,本地代表性的葡萄品种果实大,酿出的酒带有樱桃的芬芳。出于兴趣,我开始翻阅葡萄酒书籍、参观本地酒厂,和相关专业的人交流,学到了不少有趣的葡萄酒知识,发展出了新的爱好。”
项歆璇曾和组里的奥地利同事一起去野外采样,她回忆说,这次经历新鲜而有趣,让她走近了当地居民的生活。“由于路程较远,我们需要自驾几小时去奥地利中部,一路上我和同事聊了奥地利的地理情况、区域划分,增进了我对当地的了解。我们采样的地点在阿尔卑斯山附近的村庄,这里的氛围和维也纳的都市感不同,村民的生活节奏更慢、更放松。”项歆璇说,他们遇见了不少在野外徒步的当地人,当地居民的热情友好给项歆璇一行人留下了很深的印象。
黄韵瑜说,她和姐姐在奥地利参加了不少文化活动。“今年,当地主办的维也纳艺术节中安排了‘奥地利中国日’活动,通过精彩纷呈的节目向观众展现中国传统文化。我和姐姐作为维也纳音乐生代表有幸参与其中,与其他同学一起表演了弦乐四重奏《梁祝》等曲目。当天演出结束后,我们被告知很多观众非常喜欢我们的演出,这让我们特别开心。”
“在海外学习音乐,我和姐姐希望能积累更多专业知识、提升演奏技艺,从而演奏好更多中国音乐作品。我们希望能用音乐作为‘桥梁’,做中外文化交流的使者,让更多人感受到室内乐的魅力。”黄韵瑜说。(本报记者 周姝芸)(本文照片均由受访者提供)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)