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
“阳康”后眼干?少刷手机多眨眼******
感染新冠病毒后眼睛变干了、或者眼泪哗哗流,这些都可能与感染新冠病毒后眼部的炎症反应有关,“阳康”后如何护眼?新春期间如何做好眼睛保护?
昨日下午,广州市新闻办、广州市卫健委召开新冠防治眼健康专家访谈会,来自中山大学中山眼科中心多个专科领域的专家回应了市民关注的系列问题,并为市民提供了相关健康指引。
文/广州日报全媒体记者梁超仪、王婧、伍仞
余敏斌:新冠病毒感染有可能加快或促发急性青光眼发作
中山大学党委副书记、广东省医师协会副会长、中山大学中山眼科中心青光眼科学科带头人余敏斌教授介绍,这段时期,与新冠感染相关的眼科疾病的患者有明显增加的趋势,具体数据仍在动态监测中。
新冠病毒攻击呼吸系统、心血管系统比较常见。人们对于新冠病毒与眼部疾病的认识也在不断加深,据不完全统计,全世界范围内眼科领域发表了4600多篇眼科和新冠病毒研究有关的文章。中山眼科中心也在进行新冠感染与眼疾的相关研究。
余敏斌介绍,根据中山眼科中心近期持续追踪的数据发现,在2022年12月中旬到2023年1月中旬这第一波新冠感染高峰时期,50-60岁以上中老年人原发性急性闭角型青光眼就诊比例比往年同期大幅度增加,且以女性患者居多,“往年同期,一个月接诊原发性急性闭角型青光眼患者不超过30个,过去一个月内则收治了160多个该病患者。这些患者在感染阳性阶段发现的比‘阳康’阶段的多。”
对此,余敏斌提醒,虽然相关研究机理仍在进行中,但新冠病毒感染有可能加快或者促发急性青光眼的发作,这方面应引起警惕。如果老年人,特别是女性,新冠感染后出现急性视力下降,单眼或双眼疼痛,尤其是夜晚出现症状,甚至有恶心呕吐等情况,应及时前往眼科就诊。
此外,春节期间也是眼科急诊接诊因烟花爆竹导致眼外伤的高峰时期。对此,余敏斌教授提醒,一旦发生爆竹炸伤,不要自行处理,稍有不慎会导致二次伤害,“有的家长对于进入眼内的烟花、爆竹碎屑尝试自己挑出来,或者用酒精面纸去擦拭消毒,这些都是不正确的做法。”
专家提醒,应第一时间送往就近医院进行处理。如有干净的纱布或手帕,可以松松地覆盖眼睛,不要挤压,不要揉眼,对异物不要自行取出。
林浩添:“阳康”后眼睛痛?按症状分类处理
不少市民朋友阳了以后出现眼痛的现象,对此,中山大学中山眼科中心副主任、白内障科主任医师林浩添表示,感染过程中或者“阳康”后都有可能出现眼部症状,其中眼痛相对比较常见。
“总的来说,根据症状的持续性和严重程度分类处理。”林浩添介绍,引起眼痛的原因一般以结膜炎、眼表干燥居多,这些症状常常由新冠病毒感染引发的眼部炎症反应所致。大部分刺痛是一过性的,如果有持续刺痛、胀痛,一定要及时就诊、紧急处理,警惕青光眼、角膜严重感染等可能。
除了眼痛,部分人感染新冠病毒后还可能出现眼部红肿、流泪甚至视物模糊等症状。林浩添表示,相关研究显示,新冠病毒感染引起的结膜炎是比较常见的,眼睛可出现红肿、流泪等症状。上述症状大多在感染期间就可能发生,也有少部分患者是“阳康”后发现,存在个体和毒株的差异性。
林浩添指出,如果疼痛持续时间较久、比较严重的,建议到院就诊或通过互联网医院进行咨询。对于眼睛干燥或眼表炎症等轻症,可以通过人工泪液或常用消炎药物进行缓解,但不建议自行购买,要在专业医生指导下使用。
梁凌毅:视力出现明显下降 条件允许应尽快去眼科就诊
“确实在临床上观察到新冠病毒感染以后的病毒性角膜炎患者增加了,原因可能与病毒直接或间接相关。”中山大学中山眼科中心主任助理、角膜病科主任医师梁凌毅介绍。
患者往往在感染后出现眼睛红、异物感、视力下降,一般分泌物不太多。凡是出现视力下降明显,在其他身体症状允许的情况下,应去眼科就诊,医生会做视力、裂隙灯检查、角膜染色检查,进而做出是否有病毒性角膜炎的诊断。治疗方面,可以用抗病毒的滴眼液和凝胶,如果是继发疱疹病毒感染,还可以口服抗病毒药。如果是免疫性角膜炎,可以局部抗病毒治疗联合激素治疗。
还有一部分市民感染后出现流泪的现象。梁凌毅说,有两个可能:一个是新冠病毒相关的泪腺炎,泪腺是分泌泪液的组织,急性炎症的时候可以表现出流泪,同时往往伴有外上眼眶周围,也就是泪腺区的肿胀、疼痛;另一个可能是得了结膜炎、角膜炎,眼睛炎症不舒服导致的反射性泪液分泌增加,这种情况往往伴有明显的眼红、异物感、怕光、分泌物增加。
除了流泪,有一些市民表示感觉“阳康”以后眼睛出现了干涩的情况,“这个现象还是比较常见的,可能是得了干眼或者原来就有的干眼加重了。”梁凌毅解释,感染新冠病毒后有很多因素都会导致或者加重干眼,比如感染期间在家里频繁刷手机,看手机的时候聚精会神,眨眼减少,眼睛一直睁着,泪液蒸发过快;高热的时候泪液蒸发也会更快;身体不舒服等原因睡眠不好也会影响泪液分泌;另外,口罩上方没有封好,呼气从口罩上方直接吹向眼睛表面,也会加快泪液蒸发。
对于治疗,一方面可以用人工泪液点眼,更重要的是减少过度用眼,不要整天玩手机,尽量有良好的睡眠,多喝水,还可以试试冷敷眼睛、有意识地多眨眨眼。
吴开力:春运期间没必要戴面屏“全副武装”
春节假期临近,不少人有出行的计划,有没有必要针对眼部进行特别防护?
中山大学中山眼科中心临床检验科主任、主任医师吴开力表示,确实看到有部分市民朋友戴面屏、戴眼罩“全副武装”。实际上新冠病毒通过空气传播到眼部导致感染的可能性不大。综合来说,不建议旅行途中通过面屏、护目镜等专门进行眼部防护,外出时做好基本防护要求,保持一米距离、戴好口罩、勤洗手就可以了。
李涛:提高免疫力有助于降低眼部炎症反应
中山大学中山眼科中心眼底外科主任医师李涛表示,新春期间应注意一些眼科急症的发生,如视网膜动脉阻塞(眼中风)、视网膜静脉阻塞、缺血性视神经病变、视神经炎等眼疾,会引起严重视力障碍。此外,我国近视人数不断增加,高度近视是发生视网膜脱离的高危因素,而视网膜脱落如果没有得到及时救治,致盲率很高。
过去一个月,门诊中发现急性黄斑区视神经视网膜病变(AMN)患者增多,与新冠感染后机体免疫状态异常有关。因此,如果市民发现近期有明显视力下降、视物模糊、遮挡感等情况,应及时就诊。
不过,李涛也指出,虽然视神经、视网膜炎症会导致视力不可逆损伤,但是它的发病率很低,“阳康”的市民不用过于担心。专家介绍,很多急性眼疾并非由病毒直接损害,而是与全身免疫力息息相关,提高个体免疫力是关键。春节期间要注意多增加营养,保证充足睡眠,个人抵抗力有保证,视网膜视神经炎症发生的概率也会下降。
需要提醒的是,糖尿病视网膜病变已经位列成年工作人群中不可逆致盲眼病的首位。其发生、发展、恶化与血糖控制、病程长短有关。新春聚会多,容易大吃大喝导致血糖增高,长期宅家里泡剧运动量减少、习惯性熬夜,都容易导致糖尿病视网膜病变进展加剧,因此要保证足够运动、充分休息。
杨晓:感染阶段不要戴美瞳和OK镜
中山大学中山眼科中心屈光与青少年近视防控科主任医师杨晓介绍,年轻人爱戴的美瞳、青少年戴的近视防控用的OK镜,都属于接触镜。如果本身还在阳的时候,因为眼表会传播病毒,无论是美瞳还是OK镜,都不可以佩戴;如果家里还有人“阳着”、症状比较明显,也不太建议戴接触镜,因为接触镜也可能会接触到周围环境中的病原体。
而在“阳康”过程中,由于抵抗力还比较低,如果是美瞳等非必需的接触镜,不建议太着急,“阳康”后两周、眼睛没有其他问题的,可以戴。而如果是用于近视防控的OK镜,在转阴后一周后、眼部没有症状了,医生检查后可以考虑戴了。
要注意的是,佩戴接触镜要做好手部卫生,镜片、镜盒等护理用品、操作台面都需要进行消毒,但需要注意,镜片本身不能直接使用酒精消毒,需要使用镜片专用的护理液。恢复戴镜后,要密切观察有无眼红、刺痛、流泪等症状。
“阳康”以后,多久能用阿托品散瞳验光或者治疗近视?杨晓表示,对于阿托品和一些快速散瞳药物,目前没有证据显示会导致新冠病毒感染风险或加重感染后的病症。因此在“阳康”后,可以进行散瞳验光;使用低浓度阿托品治疗近视的,如果此前使用没有不良反应的,“阳康”后经过医生评估,也可以开始使用。
为了保护学生的视力,专家提醒,多增加户外运动,“需要提醒的是,天黑后散步作用不大,因为户外光线没有达到保护视力的要求。所以最好是可以参加学校的‘430’项目,放学后先在学校进行一些户外活动,或者是回家后趁没天黑和小伙伴结伴在户外玩耍,才有效果。”每天户外活动一小时,不一定需要连续一个小时,可以利用一些碎片化时间。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)