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
疼!为什么身体这个部位被足球运动员视如生命?******
世界杯已进入第四天,如火如荼的赛程让人激动不已,不过也有不少人发现,许多球员因伤病告别了本次世界杯,其中脚踝损伤是足球运动员常见的伤病之一,比如韩国球员朴志洙因脚踝韧带撕裂,在最后一场热身赛中告别了世界杯。德国球员罗伊斯脚踝伤病无法及时恢复,前锋维尔纳,作为上届德国队征战世界杯和欧洲杯的主力球员,也因为脚踝韧带撕裂宣告缺席本届世界杯。
不只是专业球员,普通人也会经常脚踝损伤,也就是我们所说的崴脚。但是因为太常见,很多人不当回事,除非肿痛难忍才去看医生。
其实,脚踝损伤需要及时处理,否则会给我们留下后遗症,带来生活的不便。
一、我们的脚踝什么时候最容易受伤
正常情况下,韧带——一种短而坚韧的带状组织,将我们关节处的骨头固定在一起,所以我们的脚踝才可以自如地活动。
当我们在高低不平的地面上行走或跑步时,下楼梯、起跳后落地,容易失去平衡会发生踝关节扭伤,尤其是在踩到石头或踩空时更容易发生。
在上述场景中,我们的踝关节扭曲、拉伸或弯曲过度,固定在我们踝关节的其中一根或多根韧带被撕裂或疼痛性拉伸,严重时,还会出现骨折。
来源:解放军第306医院
如果之前曾经发生过踝关节扭伤,腿部肌肉无力或腿部肌肉损伤,穿高跟鞋等,会更容易扭伤踝关节。
二、处理方式不当,可能会留下后遗症
如果,不小心扭伤脚踝后,你第一时间会选择怎样处理?
转动下脚踝,感觉不太痛,继续运动?
在感觉到痛的地方,抹上红花油活血化瘀?
拿个热毛巾敷一敷?
其实以上都是错误的处理方式。
继续运动,可能使损伤部位症状加重。
红花油的活血作用,会使血流加快,让肿胀更加严重。
在受伤早期,韧带表面分布的细小血管破裂,如果采取热敷的方式,可能会使细小血管进一步扩张,导致出血更加严重,淤青更加明显。
有数据统计,踝关节扭伤损伤者中,会有30%-40%的人是在不正当处置下出现慢性踝关节不稳或其他症状。因为不当的处置导致愈合不良,容易出现经常性的踝关节疼痛肿胀,经常崴脚等症状。
如果存在以下情形,就需要警惕可能是留下了后遗症,需要到医院去寻求帮助:踝关节扭伤3个月以上仍然存在疼痛、肿胀等不适症状,或者走平路也经常扭脚;走远路感到踝关节疼痛、肿胀;走路时出现“闪”一下或者“打软腿”的情形;下楼梯时需要小心翼翼,很怕扭脚,或者感觉很难控制脚踝;在运动中变向比较困难等。
三、脚踝损伤后如何正确处理?
我们首先可以先判断一下扭伤的严重程度。
脚踝损伤的症状一般包括:踝关节肿胀、疼痛,尝试行走时疼痛加重,一天后可能会出现淤青(韧带表面分布的细小血管破裂所导致)。
如果扭伤后感受不到严重的疼痛,也没有出现淤青、肿胀等症状,一般情况不严重,不必去医院,这种情况下,减少活动多休息,对脚踝进行冰敷,这可以通过降温收缩毛细血管,减少出血和渗液,有利于控制病情发展。
如果无法判断病情程度,可以采取PRICE原则,同时尽快到医院由专科医生进行判断治疗。
P:保护。
以适当的工具和姿势(如石膏或支具)进行保护,避免造成二次伤害,保护固定踝关节的时间大概为一到三周。
R:休息
停止脚踝活动,避免加重伤势。
I:冰敷
在扭伤后48小时内,通过降低受伤部位温度,可以减轻炎症反应和肌肉痉挛,缓解疼痛抑制肿胀。注意不要将冰块直接敷在扭伤的地方,可以用湿毛巾裹住冰块,以免冻伤。
C:压迫
用弹性绷带包裹给受伤部位加压,可以阻止继续出血,预防严重的踝关节肿胀。
E:抬高患肢
将小腿和踝关节抬高至高过心脏的位置,比如躺下在腿下放几个枕头。注意踝关节的高度应超过膝关节,膝关节的高度超过髋关节,髋关节的高度超过身体水平位。这可以促进下肢静脉血管的运行,降低脚踝疼痛肿胀的症状。注意,在没有明显消肿前尽量不要让受伤脚着地,有条件的话尽量保持受伤脚抬高。
资料来源:潇湘晨报、科技日报澎湃新闻、生命时报、阜外华中心血管病医院、广州日报
整理:党敏
(文图:赵筱尘 巫邓炎)