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
破浪前行 以教育支撑强国建设******
2012、2017、2022……年份本身没有特殊意义,但在特定时空内,一连串的数字却展现出时间的无穷魅力。
十年磨一剑、十年奋进路,在过去的十年里,我国教育面貌发生格局性变化,建成世界上规模最大的教育体系,教育普及水平实现历史性跨越,教育发展成果更多更公平惠及全体人民,教育服务国家战略和区域发展的能力显著增强……一组组数据无言地记录着这一切,所有人都能真切地感受到这些年的教育变革,共享着教育改革发展的成果,中国这艘“复兴号”巨轮,在教育的战略支撑下,走得更远、行得更稳。
回首过去的成绩,我们有理由自信和骄傲;而展望新征程,实现第二个百年奋斗目标,以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴,教育所肩负的使命更为艰巨、责任更为重大。党的二十大报告首次单独开辟一个独立章节论述“实施科教兴国战略,强化现代化建设人才支撑”,首次提出教育是“基础性、战略性支撑”。这既是对强国崛起规律、对当今新技术革命和产业变革的时代特征、对未来世界发展大势的深刻洞察和把握,也深刻反映了对教育的基础性、先导性、全局性地位和作用的强调与期待。加快建设教育强国,更好发挥教育对中国式现代化的支撑作用,以教育支撑强国建设,党的二十大报告赋予教育新的战略地位和历史使命,更为教育发展锚定了清晰而坚定的战略方位,为教育系统指明了接续拼搏奋斗的方向。
教育何为、教育往何处去?具体而言,就是要坚持促进公平、提升质量这两条主线。办好人民满意的教育,满足人民群众对更好、更公平、更优质教育的期盼,以教育公平夯实社会公平的基石,为全体人民共同富裕的现代化打牢基础;以国家战略需求为导向,源源不断培养和输送各类高素质人才,源源不断产出更多原创性科技成果,努力成为支撑和引领经济社会发展的先导力量。
我们看到,教育系统准确识变、科学应变、主动求变,以新的姿态,因应着这种变局。其中,加快推进教育数字化,无疑是过去一年教育变革与发展中最亮眼的篇章。从年初把教育数字化战略行动列入教育部工作重点,上线国家智慧教育公共服务平台,再到年底召开2022世界慕课与在线教育大会等,形成了一批重大标志性成果。2022年可谓教育数字化战略转型元年,教育领域进入全面推进数字化转型的时代。
从教育信息化到教育数字化,背后不仅仅是概念的变化,还是内涵的拓展和深化,是教育与信息化、数字化技术的深度融合。教育数字化,不仅仅是单纯用技术和工具改进教学,更是将数字技术整合到教育领域各层面,推动学校管理、教学范式、教学过程、评价方式、学习文化等全方位的创新与变革,更好实现教育优质公平与支持终身学习。它不仅是顺应数字化大势的必然要求,更是赋能社会和教育改革创新,破解教育改革发展难题,构建高质量教育体系,建设教育强国的必然选择。
教育数字化战略意味着教育与技术的深度融合从一种教育发展战术,上升到重塑教育、提升综合国力的重大战略。这是一种方向和路径的战略转型。战略转型,当然意味着机遇与挑战并存。前路迢迢,任重而道远,但既然已经启动,就无惧山高路远。
技术与人才,是建设教育强国的两翼。实现教育现代化,必须坚持双轮驱动。如果说,教育数字化是依托技术的力量重塑中国教育的战略转型,那么打造大国强师队伍,则是依靠人的力量推动教育高质量发展。过去的这一年,“师范热”“教资热”引发全社会的关注,这背后有着复杂的多方面原因,既有经济发展趋势、就业形势之变,也有学生就业心态之变。当然,近年来教师社会经济地位的提高,教师职业吸引力增强有目共睹,也是催生优秀人才积极从教的重要因素。
教师队伍是教育强国的第一资源,新的历史方位下,教育面临更为艰巨的任务,对教师队伍的素质提出了更高的要求。唯有用更有力、有效的强师、优师、惠师举措,才能更好回应时代的要求,满足广大青少年学生对教师职业的期待。
星空寥廓、征途漫漫!新征程的号角已经吹响,我们要以“一万年太久,只争朝夕”的紧迫感推进教育改革发展,不断强化教育的基础性、战略性支撑作用,加快建设教育强国,为以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴,继续贡献教育的澎湃力量。(执笔人:杨三喜)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)