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哪些“星戰(zhàn)”技術(shù)會(huì)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)

時(shí)間:2016-01-11 12:03:53 來(lái)源:網(wǎng)易科技 作者: 科技大爆炸

1977年,星戰(zhàn)開(kāi)篇。它所營(yíng)造的太空?qǐng)鼍昂透黝愳趴峒夹g(shù)令人驚嘆。身為星戰(zhàn)迷的英國(guó)科學(xué)傳播者馬克·布雷克說(shuō),《星球大戰(zhàn)》給他的最重要啟示,就是“人類的未來(lái)在太空”。那么,“星戰(zhàn)”技術(shù)中有哪些會(huì)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),又有哪些只是沒(méi)有科學(xué)依據(jù)的幻想呢?隨著該系列的最新力作《星球大戰(zhàn):原力覺(jué)醒》在全球上映,美國(guó)趣味科學(xué)網(wǎng)近日對(duì)此進(jìn)行了盤(pán)點(diǎn)。

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系外行星
《星球大戰(zhàn)》的故事背景設(shè)置在太空,行星之間通過(guò)一個(gè)星際貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)相連。但事實(shí)上,直至1995年——距1977年第一部星戰(zhàn)電影上映近20年后,第一顆太陽(yáng)系外行星才被探測(cè)到。

目前人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了2000多顆系外行星。2011年,美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)的開(kāi)普勒太空望遠(yuǎn)鏡首次觀測(cè)到圍繞兩顆恒星運(yùn)行的行星,就像影片里虛構(gòu)的盧克·天行者的故鄉(xiāng)塔圖因星球一樣,但這顆名為開(kāi)普勒-16b的氣體巨行星并不適宜居住。不過(guò)在2012年,該望遠(yuǎn)鏡又發(fā)現(xiàn)了兩顆雙星系統(tǒng)系外行星,非常接近所謂的宜居帶(一顆恒星周?chē)囊欢ň嚯x范圍,在這一范圍內(nèi)水可以液態(tài)形式存在于行星地表)。
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多維空間
在電影中,漢·索羅的千年隼號(hào)飛船能在相隔數(shù)光年之遠(yuǎn)的星系間穿行,依靠的是“超光速”推進(jìn)系統(tǒng),它能讓星際旅行者進(jìn)入“多維空間”,實(shí)現(xiàn)時(shí)空穿越。雖然電影并沒(méi)有詳細(xì)描述其中的科學(xué)原理,但得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校高等研究院的物理學(xué)家埃里克·戴維斯說(shuō),多維空間和超光速旅行的概念是有科學(xué)基礎(chǔ)的。

雖然光速不可超越,但根據(jù)愛(ài)因斯坦提出的時(shí)空彎曲概念,空間可以被扭曲,從而使兩點(diǎn)之間的距離縮短。實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的方法之一是利用曲速引擎,讓飛船前方的空間收縮,后方的空間擴(kuò)張。另一個(gè)方法是創(chuàng)建一個(gè)蟲(chóng)洞,在相距很遠(yuǎn)的兩個(gè)地點(diǎn)之間打通一條捷徑。戴維斯說(shuō),扭曲時(shí)空需要具有所謂“負(fù)能量”的奇異物質(zhì),“負(fù)能量”現(xiàn)象已在實(shí)驗(yàn)室中通過(guò)卡西米爾效應(yīng)(真空中兩片平行的平坦金屬板會(huì)相互吸引)得到了證實(shí)。

去年早些時(shí)候,NASA約翰遜航天中心Eagleworks實(shí)驗(yàn)室聲稱已經(jīng)制造出了曲速引擎,貌似能在真空中創(chuàng)造空間扭曲。但令科幻迷感到遺憾的是,該實(shí)驗(yàn)室這項(xiàng)未發(fā)表的研究結(jié)果遭到了質(zhì)疑。就連熱衷于研究超光速旅行的戴維斯也認(rèn)為“很奇怪,很可疑”。

“這些仍是猜測(cè)性的理論概念,還需開(kāi)展進(jìn)一步的理論研究,目前也沒(méi)有能夠讓其實(shí)現(xiàn)的技術(shù)設(shè)想。”戴維斯說(shuō),“可穿越蟲(chóng)洞或者曲速引擎這類技術(shù)的發(fā)展可能還需要50年至300年時(shí)間。”

電影中還有一種更加簡(jiǎn)單的交通工具——被稱作Speeders(超速者)的懸浮飛行器,很可能就要走入現(xiàn)實(shí)了。一些公司正在努力研制“飛行摩托”。

總部位于加州的創(chuàng)業(yè)公司Aerofex開(kāi)發(fā)了Aero-X ,一種可以“像摩托車(chē)一樣騎行的氣墊船”,能在離地面3米高處以每小時(shí)72公里的速度飛行。而英國(guó)馬洛伊航空學(xué)公司的“翱翔車(chē)”預(yù)計(jì)能達(dá)到直升機(jī)的飛行高度,速度可超過(guò)每小時(shí)274公里。

不論是Aero-X還是“翱翔車(chē)”,使用的都是標(biāo)準(zhǔn)汽油。匈牙利國(guó)有應(yīng)用研究所灣佐爾坦非營(yíng)利公司制造的Flike則更為環(huán)保,這個(gè)三軸小型飛行器是由電池供電的。不過(guò),這三種飛行器目前都仍處于設(shè)計(jì)研發(fā)階段。
《星球大戰(zhàn)》構(gòu)建的宇宙世界里還有一群讓人無(wú)法忽視的存在,那就是機(jī)器人,它們充當(dāng)著仆人、飛行員、技師甚至士兵。而現(xiàn)實(shí)世界中,從自動(dòng)化的軍事無(wú)人機(jī)到谷歌的無(wú)人駕駛汽車(chē),再到機(jī)器人手術(shù)助手,類似于影片中的機(jī)器人也越來(lái)越多。

去年夏天,美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)舉辦了機(jī)器人挑戰(zhàn)賽總決賽。參賽的人形機(jī)器人完成了包括駕駛車(chē)輛、開(kāi)門(mén)、上臺(tái)階、關(guān)閉閥門(mén)等復(fù)雜的任務(wù)。

雖然大多數(shù)機(jī)器人在比賽中均有不俗的表現(xiàn),但它們只是半自治的,這意味著人類需要在幕后操控。因此,與影片中的機(jī)器人相比,現(xiàn)代機(jī)器人雖在機(jī)械性能上不輸陣,但智商方面還存在硬傷,機(jī)器人雙足行走程序?qū)<医芾?middot;普拉特作出了如此評(píng)價(jià)。由他共同領(lǐng)導(dǎo)的佛羅里達(dá)人類和機(jī)器認(rèn)知研究所團(tuán)隊(duì)在這項(xiàng)總決賽中贏得第二名。

“最難的部分是人工智能。”普拉特說(shuō),“我們能使視覺(jué)輸入傳感器達(dá)到幾乎和人眼一樣敏感的程度,但很難讓機(jī)器人理解它們?cè)诳词裁础?duì)人類來(lái)說(shuō),看到一個(gè)杯子時(shí)就知道杯子是用來(lái)盛液體的,這很簡(jiǎn)單。而機(jī)器人要做到這一點(diǎn),除非對(duì)其進(jìn)行人工編碼,但目前我們還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到這個(gè)水平。”

光劍
光劍可以說(shuō)是《星球大戰(zhàn)》中最具代表性的技術(shù),但在專家看來(lái),這種炫酷的武器或許也是最離譜的。光子長(zhǎng)期以來(lái)被認(rèn)為是無(wú)質(zhì)量粒子,彼此之間不相互作用,因此影片中利用光劍決斗的場(chǎng)景是不太可能發(fā)生的。

不過(guò),美國(guó)哈佛大學(xué)和麻省理工學(xué)院2013年的一項(xiàng)研究表明,當(dāng)發(fā)射一對(duì)光子并讓它們從一團(tuán)超冷原子云中穿過(guò)時(shí),光子會(huì)變成一個(gè)單分子。然而參與研究的哈佛大學(xué)物理教授米哈伊爾·盧金表示,將這種相互作用與光劍做比較并不恰當(dāng)。戴維斯也認(rèn)為,光劍純屬虛構(gòu),不可能被制造出來(lái),利用低溫設(shè)備從光劍發(fā)射器中發(fā)射出60厘米長(zhǎng)的可控量子氣體是不現(xiàn)實(shí)的。

但并不是沒(méi)有以光為基礎(chǔ)的武器:與《星球大戰(zhàn)》中爆能槍類似的武器就快要開(kāi)發(fā)成功了。事實(shí)上,美國(guó)海軍已經(jīng)展示了一種艦載激光武器,它能擊落天空中的無(wú)人機(jī)、打翻小型船只。去年夏天,美國(guó)空軍開(kāi)始測(cè)試另一種激光武器,比海軍的強(qiáng)大5倍,卻小到足以安裝在戰(zhàn)斗機(jī)和裝甲車(chē)上。

牽引光束
《星球大戰(zhàn)》中另一個(gè)有趣的技術(shù)就是牽引光束,這是一種無(wú)形的能量場(chǎng),能抓住、捕獲和移動(dòng)對(duì)象。最近四五年,科學(xué)家們已經(jīng)研制出了擁有不尋常光強(qiáng)分布的激光器,它能夠吸引和排斥微小顆粒。

2014年,澳大利亞國(guó)立大學(xué)的研究人員創(chuàng)下了牽引光束操控物體移動(dòng)的最遠(yuǎn)紀(jì)錄:他們用環(huán)形激光將微小的空心玻璃球在空氣中拖動(dòng)了1.5米,幾乎是以前實(shí)驗(yàn)用光鑷所能實(shí)現(xiàn)的操控距離的100倍。

而就在幾個(gè)月前,英國(guó)布里斯托爾大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),聲波也可媲美光波,作為未來(lái)的牽引波束的源頭。他們利用一排排微型揚(yáng)聲器定時(shí)發(fā)出聲波,創(chuàng)建了一個(gè)能夠有效抵消重力的低壓區(qū)域,使聚苯乙烯小球漂浮在半空中,然后只用聲波就可以推拉這些小球,讓它們快速轉(zhuǎn)動(dòng)。

全息成像
在影片中,當(dāng)莉亞公主被帝國(guó)殲星艦的牽引光束困住面臨死亡威脅時(shí),沒(méi)有比通過(guò)全息成像技術(shù)來(lái)發(fā)送求救信息更好的辦法了。然而在現(xiàn)實(shí)中,雖然早在幾十年前科學(xué)家就研制出了用于創(chuàng)建3D影像錯(cuò)覺(jué)的特殊眼鏡,但卻很難生成類似于電影里的獨(dú)立的全息視頻。

近年來(lái),一個(gè)19世紀(jì)發(fā)明的在舞臺(tái)上制造幽靈般幻像的小把戲又重新流行起來(lái),最著名的一次是在2012年的美國(guó)加州科切拉音樂(lè)節(jié)上,已故說(shuō)唱歌手圖派克·夏庫(kù)爾通過(guò)這種方式“復(fù)活”了。舉辦方將一張裸眼看不見(jiàn)的超薄箔片以45度角懸掛在舞臺(tái)上,反射來(lái)自投影儀的圖像,站在箔片前方的觀眾就能看到3D圖像,從而產(chǎn)生夏庫(kù)爾登臺(tái)演出的錯(cuò)覺(jué)。


但要說(shuō)與電影里的技術(shù)最接近的,還屬美國(guó)和澳大利亞發(fā)明家合創(chuàng)的Voxon公司研制的一款名為Voxiebox “掃面體積顯示器”的產(chǎn)品。3D模型被處理成幾百片水平的“切片”,然后一臺(tái)超快投影儀將它們投影到一塊快速上下移動(dòng)的平整銀幕上,人眼從任何角度都可以看到活動(dòng)的3D影像。

原力
貫穿《星球大戰(zhàn)》系列電影的核心概念就是“原力”。它是散布在宇宙空間的神秘能量場(chǎng),生命體可以產(chǎn)生原力,那些具有天賦的人比如絕地武士經(jīng)過(guò)修習(xí)可以控制并使用原力,正義和邪惡雙方之間也正是借助對(duì)原力的掌控展開(kāi)較量的。

去年年初,歐洲核子研究中心大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)項(xiàng)目的研究人員宣布,他們發(fā)現(xiàn)了“原力”現(xiàn)象的首個(gè)明確證據(jù)。發(fā)言人甚至打扮成尤達(dá)大師的模樣稱:“這個(gè)結(jié)果令人印象深刻。”然而遺憾的是,這不過(guò)是個(gè)精心設(shè)計(jì)的愚人節(jié)惡作劇。
 
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