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
持续推进“地趴粮”整治******
农户科学储粮关系农民增收和国家粮食安全。今年东北三省一区粮食产量占全国粮食产量的比重超过26%,保障国家粮食安全“压舱石”作用凸显。然而,东北“地趴粮”现象仍然存在,农户储粮损失仍然较为严重。
“地趴粮”是存在于我国东北和西北地区的一种传统储粮方式,以玉米储存为主。新收获的玉米水分大,每年秋收之后脱粒之前,农民习惯将新收获的玉米堆放在院子里或者地里晾晒。中国农业大学经济管理学院教授武拉平认为,北方“地趴粮”形成的主要原因,是农户储藏设施缺乏。“地趴粮”容易被鼠咬虫蛀鸟食,遇到雨雪天气,极易发生霉变坏粮。应引导农户科学储粮安全储粮,确保农民增产增收,增加粮食有效供给。
建设完善立体储粮设施
吉林四平市双辽市卧虎镇前六家子村党支部书记、种粮大户王艳秋今年种了4500亩玉米,由于储粮设施投入不足,只储存了十分之一左右的玉米穗,其余全部卖掉了。王艳秋说,明年要整村推进“地趴粮”整治,争取把新收获的玉米尽可能储存起来,择机售粮,实现种粮收益最大化。
让“地趴粮”站起来,折射出农户储粮方式的变化。吉林省粮食和物资储备局仓储管理处处长冯锡仲介绍,吉林省加大财政资金支持力度,根据农户庭院储粮条件和经济状况,支持引导农户通过搭栈子、上楼子、码趟子以及搭建风道、建设简洁安全的钢结构立体储粮装具等方式,实现简易立体储粮;对劳动力不足的农户,鼓励利用村集体建设用地、闲置区域等,集中搭建立体储粮设施;对种粮大户、农业合作社等新型农业经营主体,利用现有仓储设施资源开展粮食产后服务,为他们提供“即时结算、延期服务、代烘干代储存”等服务,推动农户储粮方式向“存粮在库”精细化管理转变。
为减少农户储粮损失,2017年国家启动实施优质粮食工程,在全国建设粮食产后服务中心,为农户提供代清理、代烘干、代储存、代销售、代加工等“五代”服务。
乘着国家政策的东风,东北主产区持续推进农户安全储粮及推进“地趴粮”整治。黑龙江高度重视农户储粮减损,2018年至2020年期间,推广搭建了农户科学储粮装具11.41万套,全部投入使用每年可实现科学棒储玉米226.26万吨、减损6.16万吨。吉林省持续推进农户安全储粮工作,截止到2022年11月底,吉林全省农户立体储粮率达到90.5%,计划到2024年底全省消除“地趴粮”。
科学储粮实现减损增收
近年来,东北“地趴粮”逐渐减少,农户储粮损失大幅下降。据中国农业大学粮食经济研究团队2022年10月对全国27个省(区市)4548个农户的问卷调查结果显示,东北三省37.11%的玉米种植户收获后没有销售,以玉米楼子、栈子、吊子等储藏方式储存的玉米占25%;金属仓储存占19.44%,袋装占15.28%,“趴地”玉米所占比重不是很大,农户玉米储藏环节平均损失率为4.01%。
储粮环节是影响农民种粮收益的最后环节。现在东北农户摒弃“地趴粮”落后的储粮方式,实现立体储粮,可择机择价售粮,增强农户市场议价能力,实现好粮卖好价。黑龙江海林市长汀镇平安村村民卞树军告诉记者,他今年种了180亩玉米,把玉米穗储存到“玉米楼子”里,计划明年夏天再卖,期待卖个好价。
今年我国粮食再次实现高位增产,但粮食紧平衡的格局未变。冯锡仲说,改善储粮条件,消灭“地趴粮”,增强农户抵御风险的能力,减少粮食损失,再造“无形良田”,相当于增加了粮食有效供给;降低粮食生霉和坏粮风险,提高粮食品质,相当于提供优质粮源;粮食经过自然通风降水,达到安全水分,不需要烘干降水,实现了绿色可持续发展。
形成“地趴粮”整治合力
多年来有关部门一直倡议消灭“地趴粮”,但是东北地区“地趴粮”仍然存在,改善农户储粮条件,降低农户储粮损失还有较长的路要走。《粮食节约行动方案》明确指出,要支持引导农户科学储粮,在东北地区推广农户节约简捷高效储粮装具,逐步解决“地趴粮”问题。
“地趴粮”问题的形成既有地理环境、自然条件、风俗习惯等客观因素,也有思想行动等主观因素。冯锡仲告诉记者,吉林省粮食和物资储备局成立了工作专班,全力推进“地趴粮”整治工作。采取县市自查自评、省级部门核查和省级现场抽查相结合的方式,对县市“地趴粮”整治情况进行年度考核。
“地趴粮”形成的根子在思想,症结在储粮设施缺乏。武拉平认为,从中央到地方,都应积极采取措施消除“地趴粮”现象。应继续推广玉米籽粒收割,对玉米籽粒适当晾晒或烘干后进行销售或储藏。对于不宜或没有进行籽粒收割的农户,地方政府应适当支持农户建设玉米栈子或者玉米楼子等简易储粮设施进行离地立体储粮。对于没有较好储藏条件的农户,村集体应充分利用集体建设用地建设乡村集中储粮点,避免储粮不当带来损失。
粮食产后服务体系建设是优质粮食工程的重要内容,为农户储粮提供专业化社会化服务,能够有效解决农户储粮难的问题。武拉平认为,国家应继续实施优质粮食工程,建设更多粮食产后服务中心,并积极鼓励粮食产后服务中心与农民合作社、家庭农场、种粮大户合作,不断提升农户科学储粮减损能力。(记者刘 慧)