这段时间,最火的中国原创科幻电影当属《流浪地球2》了。蓝光冲天的行星发动机、能够预测人类灾难的量子计算机等等,这些充满未来感的"硬科技"让观众大呼过瘾。影片中的这些科幻道具并非凭空想象,在现实中都能找到它们的技术原型。
影片中,地球依靠人类安装的"行星发动机",通过核聚变产生的巨大能量,为人类提供取之不尽、用之不竭的能源。这一场景是人类梦寐以求的。作为世界最前沿的重大科学问题之一,科学家们正在利用多种不同的技术路径来实现对核聚变的掌控,其中就包括被称为"人造太阳"的托卡马克核聚变实验装置。
能否在地球上建造一个"太阳"持续供应清洁能源,用来应对化石能源枯竭带来的危机?中国工程院院士、等离子体物理学家李建刚曾在科普讲座上分享中国"可控核聚变"能源研究的前沿突破。
【采访】李建刚院士
怎么能够实现"人造太阳"?科学家就想了一个办法,把一团火球上亿度的等离子体悬浮起来,用磁的方法让它悬浮起来,这样跟周边任何容器和材料不接触,那么这个时候就可以把它加热、控制,进而实现太阳。它长的模样就像你们吃的这个甜甜圈一样,现实中我们用非常复杂的仪器,把上亿度的东西放在中间,这样就可以持续地加热。
假如太阳熄灭了,地球可能需要依靠数万个聚变发动机来支持"数字生命计划"。而要满足数万座发动机协同运作的需求,依靠的是计算机强大的算力。在电影中,量子计算机550系列拥有超强算力和自我意识,能计算出地球将遭遇多少次危机,可实现全球复杂计算资源的融合与调度。不过在科学家看来,我们仍处于量子计算的早期阶段,还有诸多限制亟待突破。科幻电影中描绘的场景可能短期内很难实现。
【采访】国盾量子高级专家 谢树欣
量子计算机的发展一般可以分为三个阶段。第一阶段,验证量子优越性。第二阶段实现量子纠错。第三阶段,构建通用量子计算机。国内外顶尖的科研团队已经在超导、光子等不同体系中验证了量子优越性,相信在科研人员的努力下,实现量子纠错的专用量子计算机将会出现,为人工智能、医药研发、金融、气象等行业提供更为强大的算力。
《流浪地球2》中另一个"数字生命"的关键技术就是脑连接图谱以及脑机接口技术,通过3D扫描技术对人的大脑进行建模,并上传到云端,人类也许能够在“数字世界”得到永生。"钢铁侠"马斯克去年就曾表示自己已经将大脑上传云端。对于大多数普通人而言,要将自己的大脑复制仍然遥不可及。但已经有大量公司正在进行这方面的探索,他们希望通过微创或者无创的方式就能实现对大脑信号的监测。
【采访】复旦大学光电研究院研究员 宋恩名
脑机接口的现实意义,目前主要和医疗相挂钩,包括帕金森症、癫痫症的治疗。未来它有非常广阔的应用前景。比如智能无人驾驶技术,甚至电影中出现的"数字生命"的概念,都有可能用大脑的意识来实现还原。在国际方面,从2013年开始,我国,欧盟,包括我们国家陆续提出了相关脑计划,我们必须要承认,脑机接口和皮肤可穿戴式电子设备不一样,更大的挑战在于安全性考量,但是我相信,未来它的发展前景一定是非常光明的,国际上对于它的投入势必将越来越大。