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
天冷易冻膝 快学几招护关节******
冷空气突袭,北京“一键入冬”,万物进入闭藏阶段。注重养生的朋友们,想必已经摩拳擦掌地筹备冬季养生方案了。除了进补,冬季适当的锻炼对人体是大为有益的。不过,这个时候我们一定要格外注意膝关节的保护,因为它比其他季节都更加脆弱容易受伤。今天,中医正骨科的医生就来跟大家分享几个冬季护膝的小妙招儿。
动作放轻缓 锻炼前要热身
冬季来医院就诊的患者膝关节不适的比例大幅增加。
冬季人体为了保存能量,阳气内敛,气血内收,关节部分的血液循环远较其他季节更低一些。这种情况下,关节部分的韧带、肌肉弹性远不如平时,无论是久坐起身、日常行走还是锻炼,都容易出现韧带肌肉的拉伤。
所以,在改变体位和动作的时候,一定要轻缓,让关节有充分的适应过程,锻炼前一定要做好充分的热身,关节达到最佳状态以后再开始锻炼。
注重关节保暖 护膝安排上
值得一提的是,大家在冬季锻炼的同时,务必要做好关节部分的保暖,防止出现不必要的损伤。
因其使用广泛且受季节影响大,膝关节的保暖尤为重要。冬季,在韧带和肌肉弹性下降的同时,对关节本身的保护力也会明显减弱。关节本身的稳定性下降,软骨、半月板这些缓冲功能的部分容易出现比平时更多的磨损。
所以,建议大家在平时佩戴护膝,既能一定程度上保暖,增强局部循环,又能对关节起到缓冲保护的作用,减慢退变进程,避免损伤。
再次强调,如果有关节病变,症状剧烈或反复出现,或者通过影像学检查确诊关节疾病的患者,还请及时就诊。
锻炼膝关节 试试这两招儿
锻炼关节相关肌肉的耐力和稳定性对保护关节有很大作用,除了大家都知道的靠墙深蹲以外,下面再教大家两招锻炼膝关节的方法。
方法一 找一面墙,身体侧面对着墙面,坐姿,面部方向和墙面平行。用靠近墙的腿,膝盖外侧和墙之间夹住一块5-10cm厚度的轻软物品,如毛巾叠、泡沫块等。保持物品不掉落的情况下膝关节缓慢屈伸,小腿活动范围大约90°。从垂直于地面到伸平,再缓慢放回,10次一组,一侧做完后调整椅子位置换另一侧,根据自己情况做2-4组,每天一次,提高关节稳定性,纠正力线。
方法二 找一个单杠或者双杠,或者足够稳固能支撑自己下半身悬空的地方。支撑起下半身,悬空过程中两腿交替轻微抬起,然后像踩踏路上积水一样向下轻轻蹬踏,两腿快速交替。动作要轻快轻巧,两侧各蹬踏15次为一组,休息两三分钟后可以做下一组。大家可以根据自身情况一共进行2-4组,每天一次,这个动作对上身支撑能力有要求,所以请广大患者朋友量力而行。
除此之外,按摩也是一个好方法。大家可以尝试按揉髌骨周边的几个凹陷处,以按之轻微酸胀感为宜,每个位置30下为一组,还有腘窝里的委中穴,按揉20下为一组,每天早晚各两组即可,也可用热敷取代。文/许凌飞(北京世纪坛医院)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)