在近日上映的國産科幻片《流浪地球2》中，行星發動機、智能量子計算機、太空電梯等層出不窮的“硬科技”元素讓觀衆大呼過瘾。從科幻回歸科學，想象中的它們能實現嗎？

　　影片中，人類計劃給地球安裝上萬座巨大的行星發動機，推動地球開啟“流浪之旅”。還有，被譽為“全場最有價值道具”的最高算力智能量子計算機MOSS貫穿全局，它可以滿足數萬座發動機協同運作，并支撐“數字生命”計劃所需算力。

　　《流浪地球》的原著作者劉慈欣表示，電影《流浪地球2》給出了更為“紀實”的科幻想象。科幻可能是未來的曆史，人工智能也離我們越來越近，值得所有人思考。

　　太空電梯：本世紀内有望變成現實

　　圖源：《流浪地球2》海報

　　“女士們，先生們，太空電梯即将達到失重空間站，請做好準備，從右側梯門下梯。”

　　這是《流浪地球2》中太空電梯的播報場景，坐上它，時速堪比高鐵，很快就可以達到距離地面36000公裡高度的地方。

　　其實太空電梯的想法，最早要追溯到1895年。當時，号稱航天之父的俄國科學家齊奧爾科夫斯基，受到剛建成的法國埃菲爾鐵塔的啟發。在鐵塔内架設電梯，我們便可以乘着電梯，自由且低成本地往返太空，豈不是美哉？不過，那個時候并沒有電梯。齊奧爾科夫斯基的想象基于巨塔頂上的天空城，在現代人看來，這是宇宙電梯的雛形。

　　此後，俄國早期太空預言家塔斯安德爾也提出了在地球與月球之間搭建一條由纜繩連接的太空電梯的想法，他認為地心引力能夠讓纜繩伸展開來，使其成為運送負荷的空中索道。

　　1979年，著名科幻大師克拉克在其小說《天堂噴泉》中再次提出太空電梯的概念，并引起廣泛注意，因為它具有理論基礎和科學依據。

　　2003年9月15日，在美國聖達菲召開的國際太空電梯研讨會上，俄羅斯、美國等國家的70多位科學家和工程師對太空電梯進行了深入讨論，最終與會專家一緻認為太空電梯有望在21世紀内變成現實。

　　2018年9月25日，日本曾用貨運飛船把一對用于世界首次太空電梯試驗的立方體衛星送往國際空間站，接着在國際空間站上釋放了這對邊長為10厘米的立方體衛星，它們之間用長約10米的纜繩連接，最後嘗試把一個像電梯吊箱的容器通過電動機轉動的纜繩從一端移動到另一端。這是人類首次在太空中移動纜繩上的容器，為實現太空電梯邁出了重要一步。

　　主創團隊表示，他們确實參考了這些前人的想法，但表達了更多的敬意。

　　毫無疑問，太空電梯一旦建成，目前地球上運程最長、達800多米的迪拜塔電梯将被遠遠甩入塵埃。

　　行星發動機：能推動地球嗎？

　　圖源：視頻截圖

　　《流浪地球2》影片中，人類計劃給地球安裝上萬座巨大的行星發動機，推動地球開啟“流浪之旅”，這些發動機依靠重核聚變産生的巨大能量。

　　長期研究核聚變能源的中科院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所副研究員王騰介紹，核聚變反應是将兩個原子核重新結合，生成一個較重的原子核的過程，其間能夠産生巨大的能量，“利用這一能量推動地球，原理上是說得通的。”

　　然而實現重核聚變絕非易事，重核聚變是采用矽等元素作為聚變原料，這樣的聚變首先要克服原子核之間的靜電斥力，越重的原子核所帶電荷越多，越難以産生聚變。“我們當前廣泛研究的可控核聚變均采用輕核聚變。”王騰說，其聚變原料氘和氚是自然中最輕元素——氫的兩個同位素，相較重核聚變而言更容易實現。

　　王騰表示，可控核聚變是目前世界最前沿的重大科學問題之一，經過全人類70餘年的共同努力，核聚變研究已從實驗裝置進入實驗堆和工程堆“章節”。“讓聚變能推動星球旅行可能為時尚早，但點亮一盞燈大有希望。”

　　量子計算機：真的無所不能？

　　圖源：網絡

　　《流浪地球2》中，有一被譽為“全場最有價值道具”的最高算力智能量子計算機MOSS貫穿全局，它可以滿足數萬座發動機協同運作，并支撐“數字生命”計劃所需算力。

　　盡管在電影中，量子計算機隻有手提箱大小、可單人攜帶，但現實中的量子計算機看起來更像一個形狀複雜的吊燈，且必須在嚴苛的環境中運行。

　　事實上，量子計算機并非科幻。作為當前最為火熱的研究領域之一，550系列設定未免有些科幻，但是這符合人類對量子計算機的期待——開啟下一個算力時代。它的超強算力可以在密碼破譯、大數據優化、天氣預報、材料設計、藥物分析等領域，提供比傳統計算機更強的算力支持。

　　2019年9月，谷歌宣布研制出53個量子比特的計算機懸鈴木（sycamore），在對一個53比特20個cycle的電路采樣一百萬次的問題上，量子計算機上需要200秒，而用超級計算機summit進行同樣的任務下則需要一萬年。

　　2020年12月，中國科技大學潘建偉教授團隊研發的九章光量子計算機對在經典數學算法高斯玻色取樣的計算中用200秒解決了，超級計算機富嶽要6億年解決的問題。

　　一位國内量子計算領域知名學者表示，目前國内外量子計算機研發已實現第一階段目标，達到第二階段目标是當前學術界主要的研究任務，距離科幻電影中所展示的應用至少還需要10年到15年左右的時間。

　　數字生命：能實現嗎？

　　圖源：《流浪地球2》海報

　　《流浪地球2》中，劉德華飾演的圖恒宇是數字世界架構師，非常強大。在女兒丫丫死于交通事故後，圖恒宇希望讓女兒複活。在量子計算機幾百次的叠代之下，丫丫漸漸可以做出不同的反應了。在最危急的時刻，數字生命還拯救了世界。

　　劉慈欣認為，數字永生有兩方面的技術，一個是信息技術，進展很快；另外一個是腦科學，我們對自己大腦的認識、對大腦的研究，這部分進展很慢。我們大腦究竟是怎麼運作的，我們的記憶、自我意識、思維怎麼産生的，雖然目前研究成果很多，但我們并沒有真正了解它。

　　其實早在《攻殼機動隊》《超體》《黑鏡第三季》等作品中，就使用過“數字永生”的概念。往往人們可以通過腦機接口與數字再生進行交談，但那些“數字永生”的人們無法感知也無法影響現實世界。

　　《流浪地球2》科學工作執行制片人王姝表示，對于數字生命來說，生存必需品不包括氧氣，所以地球不是唯一選擇，但他們需要電力，而這在宇宙中很容易獲得——太陽能、月球上的氦-3。

　　郭帆導演說，關于科幻讨論最多的就是人與技術的關系，人類掌握的技術其實是把雙刃劍，如何面對技術帶來的利弊，是在《流浪地球2》中着重表達的内容。

　　外骨骼機器人：已實現商業化

　　圖源：《流浪地球2》劇照

　　《流浪地球2》中多次出現的“外骨骼機器人”,已開始實現商業化，在汽車、航空、電力、礦山、銀行、建築等場景中落地。

　　從流程上看，外骨骼即從依賴硬件傳感器收集人體生物電信号，發展成為将硬件客觀數據與人體主觀信息相結合的新型信息輸入方式。

　　信息接收後，機器的計算能力與人體的思維能力進行信息處理，再通過機器的算法能力與人體的決策能力互相協調、優化判斷後進行智能輸出，将人體智能與機器智能相融合，從單向輸出轉為雙向互動，從而形成更高效的人機一體化智能科學系統。

　　此前曾有行業媒體預計，2025年中國外骨骼機器人行業市場規模将達到105億元，期間年複合增長率為98.5%。

　　值得注意的是，就在《流浪地球2》上映前不久的1月18日，工業和信息化部等十七部門印發了關于“機器人 ”應用行動實施方案的通知。其中也明确提到了對發展外骨骼機器人的支持。

　　上述方案提到，加快推動多模态量化評估、多信息融合情感識别、柔順自适應人機交互、人工智能輔助等新技術在養老服務領域中的應用，積極推動外骨骼機器人、養老護理機器人等在養老服務場景的應用驗證。

　　圖源：中國移動

　　此外，吳京主演的劉培強在接到“航天員緊急入列通知”時，手機左上角赫然顯示“中國移動7G”。

　　作為《流浪地球》的前傳，《流浪地球2》故事大約橫跨2044年至2058年。按照移動通信技術，每10年左右更新一代的規律來看，這一時間用上7G網絡也合乎情理。

　　對此，中國移動官方也調侃稱：“盡管我們不知道 4.2 光年外的新太陽會帶來什麼樣的家園，但能夠确定的是，那裡一定有中國移動的信号。”

　　正如《流浪地球》作者劉慈欣所說，“如果放到30年前，《流浪地球2》是拍不成的，因為不可信，中國怎麼會有宇宙飛船、太空電梯？但是現在卻不會有這種感覺，每時每刻的中國變化，讓中國的未來充滿吸引力。”

　　（中國小康網綜合央視新聞、環球網、中國電影報道、中國移動、北京日報等）

　　END

　　來源：中國小康網

　　作者：風華

　　審核：龔紫陌

　　關注“科學強國”是你今天做出的最棒決定！

　　,

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!