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
求索患者寻医问诊的最优解******
【新春走基层】
光明日报记者 张锐 夏静 光明日报通讯员 杜巍巍
“目前,疫情防控进入新阶段,仍是吃劲的时候,大家都在努力,曙光就在前头。”连日来,每天只休息五六个小时的武汉大学人民医院(湖北省人民医院)副院长程帆,劳累着,也被感动着。
程帆介绍,自去年12月以来,医院两个院区发热门诊和急诊科接诊量激增,高峰时期是同期的近10倍,就诊患者大多数为老年人,多合并基础疾病,入院即告病重甚至病危。同时,医院住院病人猛增,在院病人最多时超过6000人,整体病床使用率超过120%。此外,去年12月医护人员绝大部分被感染,医院人手一度严重不足,面临极大的救治压力。
怎样才能让骤增的患者有医生看、有病床住?
武汉大学人民医院统筹全院资源,打造开放床位达5198张的“超级医院”,努力做到“新冠患者应收尽收、急诊患者应接尽接、重症患者应治尽治”。
程帆说,医院打通所有床位,所有病房调整为“综合内科病房”,按照先内科系统再外科系统的收治顺序,“应收尽收”;打通所有收治通道,门急诊、发热门诊患者不以发热进行预检分诊,不查核酸、抗原,“应接尽接”;打通所有专业,全院内科外科打通、中医西医打通,除重症肺部感染患者外,根据患者基础疾病直接收治到相应专科,“应治尽治”;打通全院人员和物资,医护人员“轻伤不下火线”,快速康复后立即返岗,甚至没有完全康复就返岗。
不仅要让患者能看病、能住院,武汉大学人民医院更是想方设法让患者能看好病。
武汉大学人民医院重症医学Ⅱ科主任余追说,因为规范的重症救治病区床位有限,很多病人进不了ICU。而经过亚重症改建的普通病房,在重症专家的指导和协助下,也能有效地收治病人。这段时间,余追的身影总是奔波在重症医学Ⅱ科和他“承包”负责的3个病区,守卫着生命之门。
与此同时,依托24小时接诊的“武大云医”互联网医院,武汉大学人民医院打破时间和空间的束缚,让优质医疗资源惠及更多患者。
“这可能是细菌感染或者真菌感染,要尽快做纤维支气管镜检查、气道分泌物测序。”“病人整个代谢的紊乱一定要纠正,这是肺炎愈合的基本条件。”1月5日上午,武汉大学人民医院呼吸与危重症医学Ⅱ科主任胡克、重症医学Ⅰ科主任詹丽英,在“武大云医”上指导湖北沙洋县人民医院紧急救治当地一位61岁的新冠感染患者。
近半个月来,武汉大学人民医院组建的新冠救治国家和省级专家团队,还“点对点”远程帮扶省内的汉川、咸丰、潜江等地的20多家医院,开展急危重症患者远程会诊100余人次。此外,从2022年12月以来,“武大云医”累计接诊超过6.3万人次,为患者提供网络就诊、送药上门、居家健康管理等服务累计超过232万人次。
武汉大学人民医院党委书记万红慧说,作为传承百年红色基因的“红色医院”,医院始终坚持医心向党、医心为民,坚持“一切为了人民健康”,以高质量党建引领医院高质量发展;持续深化人才培养,加强学科建设,优化运营管理,加快融合创新,竭力让患者少痛苦、少花钱,不懈求索患者寻医问诊的最优解。
《光明日报》( 2023年01月08日 02版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)