“星球大戰(zhàn)”科技：8項(xiàng)科幻技術(shù)與其現(xiàn)實(shí)版

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原標(biāo)題：“星球大戰(zhàn)”科技：8項(xiàng)科幻技術(shù)與其現(xiàn)實(shí)版

近40年過(guò)去了，《星球大戰(zhàn)》系列電影所帶來(lái)的理念依然是同類型電影中的標(biāo)桿。盡管《星球大戰(zhàn)》系列中的科學(xué)和技術(shù)都深植于幻想，但其經(jīng)久不衰的吸引力卻成為現(xiàn)實(shí)中許多科學(xué)家和工程師的靈感來(lái)源。

很久以前，電影制作人喬治·盧卡斯打造了一部開(kāi)創(chuàng)性的科幻作品：《星球大戰(zhàn)》系列電影。

近40年過(guò)去了，《星球大戰(zhàn)》系列電影所帶來(lái)的理念依然是同類型電影中的標(biāo)桿。 隨著新的系列電影將在未來(lái)幾年逐部上映，粉絲們將會(huì)很高興看到大量的光劍、超光速推進(jìn)器和飛行摩托等絢麗場(chǎng)景。

1977首部《星球大戰(zhàn)》上映，觀眾等候進(jìn)場(chǎng)

盡管《星球大戰(zhàn)》系列中的科學(xué)和技術(shù)都深植于幻想，但其經(jīng)久不衰的吸引力卻成為現(xiàn)實(shí)中許多科學(xué)家和工程師的靈感來(lái)源。以下是一些想把《星球大戰(zhàn)》中的科學(xué)幻想變?yōu)榭茖W(xué)事實(shí)最為引人注目的嘗試。

1、光劍  

專家表示，最具標(biāo)志性的“星球大戰(zhàn)”技術(shù)就是光劍，但光劍也可能是最牽強(qiáng)的一項(xiàng)技術(shù)。構(gòu)成光的光子長(zhǎng)期以來(lái)被認(rèn)為是沒(méi)有相互作用的無(wú)質(zhì)量粒子，這就使得在史詩(shī)般的光劍對(duì)決中不太可能存在光束間的碰撞。

然而，2013年，哈佛大學(xué)和麻省理工學(xué)院的研究人員證明，當(dāng)成對(duì)的光子通過(guò)超冷原子云進(jìn)行發(fā)射時(shí)，光子就會(huì)以單一分子的形式出現(xiàn)。哈佛大學(xué)物理學(xué)教授米哈伊爾·盧金在接受《哈佛大學(xué)報(bào)》采訪時(shí)談及粒子間的相互作用，表示“將此比作光劍，不無(wú)恰當(dāng)。”

但德克薩斯州奧斯丁高級(jí)研究所的物理學(xué)家埃里克·戴維斯卻說(shuō)，在現(xiàn)實(shí)生活中重塑這種效果就完全是另一回事了。他表示“光劍純粹是虛構(gòu)的，永遠(yuǎn)不會(huì)被開(kāi)發(fā)出來(lái)”，“使用這些裝置和低溫設(shè)備從一個(gè)光劍發(fā)射器的底端產(chǎn)生2英尺（0.6米）束狀的量子氣體是不切實(shí)際的。”

但是，當(dāng)涉及到基于激光的武器時(shí)，也不是全都不能實(shí)現(xiàn)?？茖W(xué)家正在開(kāi)發(fā)類似于《星球大戰(zhàn)》中的爆破槍一類的武器。事實(shí)上，美國(guó)海軍已經(jīng)展示了一種艦載激光武器，能夠射擊遠(yuǎn)在空中的無(wú)人機(jī)，也能使小型船只癱瘓。今年夏天，美國(guó)空軍開(kāi)始測(cè)試另一種激光武器，它的威力是海軍開(kāi)發(fā)版本的五倍，但體積卻小到可以裝備戰(zhàn)斗機(jī)和悍馬。

2、超空間  

在電影中，像漢·索羅的千年隼這樣的宇宙飛船能夠在距離相隔數(shù)光年遠(yuǎn)的太陽(yáng)系中穿梭。根據(jù)《星球大戰(zhàn)》劇情介紹，這些“超光速推進(jìn)器”推進(jìn)系統(tǒng)使星際旅行者進(jìn)入了一個(gè)稱為“超空間”的影子維度，該維度提供了真實(shí)空間中點(diǎn)到點(diǎn)的捷徑。

戴維斯研究超光速旅行的可行性，他表示，雖然電影在細(xì)節(jié)上是模糊的，但是超空間和超光速（FTL）旅行這兩種觀點(diǎn)在現(xiàn)實(shí)科學(xué)中是有基礎(chǔ)的。

然而超光速旅行是不可能的。由阿爾伯特·愛(ài)因斯坦提出的時(shí)空彎曲性質(zhì)，表明可以扭曲空間來(lái)縮短兩個(gè)點(diǎn)的距離。這樣做的一種途徑是翹曲飛行，收縮飛船前面的空間將其擴(kuò)張到后面。另一種途徑是創(chuàng)造一個(gè)蟲(chóng)洞，或是一個(gè)空間區(qū)域自身向內(nèi)彎曲，以創(chuàng)造兩個(gè)相距較遠(yuǎn)地點(diǎn)間的捷徑。創(chuàng)建這些類型的扭曲會(huì)需要具有所謂的“負(fù)能量”的奇異物質(zhì)。

戴維斯在接受美國(guó)生命科學(xué)網(wǎng)采訪時(shí)說(shuō)，這種現(xiàn)象在實(shí)驗(yàn)室運(yùn)用卡西米爾效應(yīng)已經(jīng)證實(shí)。卡西米爾效應(yīng)可以通過(guò)兩個(gè)平行板之間的吸引和排斥來(lái)進(jìn)行測(cè)量。

今年早些時(shí)候，位于美國(guó)航空航天局約翰遜航天中心的雄鷹工（Eagleworks）實(shí)驗(yàn)室，對(duì)外宣稱其已經(jīng)創(chuàng)造了一次翹曲飛行，可能去利用這種效應(yīng)在真空中制造空間扭曲。但是，令科幻迷們傷心的是，該實(shí)驗(yàn)室未公布的調(diào)查結(jié)果受到了質(zhì)疑。作為一個(gè)超光速旅行的樂(lè)觀主義者，戴維斯稱這一說(shuō)法“奇怪且可疑”。

 “目前這些仍是推測(cè)性的理論概念，因?yàn)樗鼈兌歼€處于理論研究階段，而且因?yàn)闆](méi)有任何技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)這些概念。”他說(shuō)?！翱赡軙?huì)花費(fèi)50到300年，才能開(kāi)發(fā)出可穿越的蟲(chóng)洞或翹曲飛行技術(shù)?！?br/>

3、飛行摩托  

《星球大戰(zhàn)》中在概念上比較容易的一種交通方式可能更加接近實(shí)現(xiàn)。大量的企業(yè)目前正在嘗試創(chuàng)造真實(shí)可用的“hoverbikes”，影片中稱為“飛行摩托”。

Aerofex是一家位于加利福尼亞的初創(chuàng)公司，開(kāi)發(fā)了名為Aero-X的飛行器。Aero-X被描述為“像摩托車一樣的氣墊船”，能以每小時(shí)45英里（72公里/小時(shí)）的速度上升到10英尺（3米）的空中。

說(shuō)到速度高手，英國(guó)的Malloy Aeronautic設(shè)計(jì)的Hoverbike計(jì)劃達(dá)到超過(guò)170英里每小時(shí)（274公里/小時(shí)）的速度，與直升機(jī)相當(dāng)。

Aerofex和Malloy Aeronautic兩家公司的飛行摩托都使用標(biāo)準(zhǔn)燃油，但有環(huán)保意識(shí)的“星球大戰(zhàn)”迷們很快就會(huì)有未來(lái)交通工具的其它選擇。匈牙利國(guó)立研究機(jī)構(gòu)Bay Zoltan Nonprofit Ltd.發(fā)明了一種由電池供電的，名為Flike的三軸飛行器。不過(guò)，目前不要燃起太多希望，這三種飛行器目前都還處于設(shè)計(jì)階段。

4、系外行星  

《星球大戰(zhàn)》 情節(jié)的核心就是大量行星的存在，而所有行星都是由一個(gè)星系貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)所連結(jié)。但直到1995年，在1977年第一部《星球大戰(zhàn)》上映近20年后，第一顆系外行星——一顆位于地球所在的太陽(yáng)系外的行星才被準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)。

英國(guó)的科學(xué)傳播者馬克·布雷克表示：“對(duì)我而言，有關(guān)《星球大戰(zhàn)》最重要的一點(diǎn)是‘人類的未來(lái)存在于宇宙中’這一理念”。馬克·布雷克去年在一檔名為“星球大戰(zhàn)中和科學(xué)”的節(jié)目中說(shuō)：“實(shí)際上，《星球大戰(zhàn)》圍繞的是一系列的太陽(yáng)系中的交易以及帝國(guó)的發(fā)展，而實(shí)際上我們現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)始探索這些太陽(yáng)系?！?br/>

人類現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)2000多顆系外行星。2011年，美國(guó)航空航天局的開(kāi)普勒太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)第一顆圍繞兩個(gè)太陽(yáng)運(yùn)行的行星，就像盧克·天行者虛構(gòu)的家園星球塔圖因一樣。

這顆命名為Kepler-16b的行星是一顆不適宜居住的氣體巨星，但在2012年，該望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了雙星系統(tǒng)中的另外兩顆行星，極其靠近所謂的宜居帶（宜居帶為一顆恒星周圍的一定距離范圍，在這一范圍內(nèi)水可以以液態(tài)形式在星球表面流動(dòng)）。

5、機(jī)器人  

在“星球大戰(zhàn)”宇宙中，另一個(gè)廣泛的存在是droids。它們是機(jī)器人，充當(dāng)人們的仆人、飛行員、技術(shù)員甚至士兵。如今，從自動(dòng)化的軍事無(wú)人機(jī)到谷歌的無(wú)人駕駛汽車，再到機(jī)器人外科助理，在真實(shí)世界中已經(jīng)出現(xiàn)越來(lái)越多的機(jī)器人。

今年夏天，美國(guó)國(guó)防部高等研究計(jì)劃局（DARPA）舉辦了機(jī)器人挑戰(zhàn)賽決賽。在賽事中，人形機(jī)器人解決了復(fù)雜的挑戰(zhàn)，包括駕駛車輛、開(kāi)門、爬樓梯和關(guān)閥門等。

在挑戰(zhàn)賽中大多數(shù)機(jī)器人都表現(xiàn)良好，但這些機(jī)器僅僅是半自動(dòng)化，意味著人類操作人員幾乎全程操控機(jī)器人。所以，盡管現(xiàn)代機(jī)器人的機(jī)械能和“星球大戰(zhàn)”中笨重的droids相匹配，但讓機(jī)器人變得和droids一樣聰明還有很長(zhǎng)的路要走，杰瑞?普拉特如是說(shuō)。杰瑞?普拉特是兩足行走算法的專家，也是佛羅里達(dá)的人類與機(jī)器認(rèn)知研究所團(tuán)隊(duì)的聯(lián)合領(lǐng)導(dǎo)人，該團(tuán)隊(duì)也參加了機(jī)器人挑戰(zhàn)賽決賽，贏得亞軍。

 “最難的部分是人工智能，”Pratt在接受生命科學(xué)采訪時(shí)說(shuō)?！拔覀冋谶_(dá)到一個(gè)點(diǎn)。在這一點(diǎn)上，感覺(jué)輸入裝置即使沒(méi)有超過(guò)人類視覺(jué)，也和人類視覺(jué)近乎一樣好。但讓機(jī)器人實(shí)際上明白他們正在關(guān)注的是什么是最困難的。就是一些小事情，比如在看一個(gè)杯子時(shí)，能明白杯子是什么，以及明白杯子是可以盛放液體的東西。除非這個(gè)機(jī)器人由人類手動(dòng)編程，否則我們距離這個(gè)點(diǎn)還很遠(yuǎn)，并且很難確定應(yīng)該做些什么。”

6、牽引光束  

光能夠幫助復(fù)制 “星球大戰(zhàn)”中另一個(gè)有趣的技術(shù)：牽引光束。這是一種看不見(jiàn)的能量場(chǎng)，能抓取、捕捉和移動(dòng)物體。自2010年初以來(lái)，科學(xué)家們一直在創(chuàng)造擁有不平常的光強(qiáng)分布的激光，這些光強(qiáng)分布能使激光吸引和排斥微小粒子。

就在去年，澳大利亞國(guó)立大學(xué)的研究人員打破了牽引光束的距離記錄：通過(guò)使用一個(gè)環(huán)形的激光托動(dòng)中空的玻璃球移動(dòng)了7.8英寸（20厘米），大致是以前實(shí)驗(yàn)距離的100倍。

就在幾個(gè)月之前，英國(guó)布里斯托大學(xué)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)展示了聲音可以和光一樣作為未來(lái)牽引束的來(lái)源。研究人員使用大量的微型揚(yáng)聲器創(chuàng)造出精準(zhǔn)定時(shí)的聲波，形成一個(gè)低壓區(qū)域，以有效抵消重力，并使聚苯乙烯小球懸浮到半空中。然后，就可以只用聲波來(lái)推、拉和旋轉(zhuǎn)這些小球。

7、全息圖  

當(dāng)你受困于帝國(guó)殲星艦的牽引光束中，并即將面對(duì)一場(chǎng)厄運(yùn)，沒(méi)有比通過(guò)全息圖發(fā)送求救信號(hào)更好的方式了。雖然在過(guò)去幾十年間，特別設(shè)計(jì)的眼鏡已用來(lái)創(chuàng)造3D圖像的錯(cuò)覺(jué)效果，但是獨(dú)立的全息視頻很難被復(fù)制。

近年來(lái)，約翰·佩珀把19世紀(jì)一個(gè)古老的舞臺(tái)把戲復(fù)蘇了，這個(gè)技巧在舞臺(tái)上能創(chuàng)造出一個(gè)幽靈一樣的幻象。在2012年的科契拉音樂(lè)節(jié)，他通過(guò)這種技巧“復(fù)活”了已故饒舌歌手吐派克·夏庫(kù)爾。此方法是將一塊超薄的金屬鉑紙以45度角的位置懸掛在舞臺(tái)上方，這個(gè)角度肉眼看不到，但能反射投影儀上的圖像。這種方式能夠創(chuàng)造出3D圖像的錯(cuò)覺(jué)，但前提是你站在它前面。

更接近于該成就的是由Voxon 制造的Voxiebox“掃面體積顯示(swept surface volumetric display)”裝置——澳大利亞和美國(guó)兩國(guó)發(fā)明家的合作成果。將3D模型分解成數(shù)百個(gè)水平橫截面，然后用一個(gè)超高速投影儀將3D模型投影到一個(gè)快速上下移動(dòng)的水平屏幕上之上。肉眼將這些投影混合在一起，創(chuàng)造一個(gè)能移動(dòng)的且能從各個(gè)角度看到的3D圖像，就像在《星球大戰(zhàn)4：新希望》中莉亞公主發(fā)給歐比萬(wàn)·克諾比的信息一樣。

8、原力  

將整個(gè)“星球大戰(zhàn)”宇宙結(jié)合在一起的就是“原力”概念?！霸Α苯o了絕地武士神奇的力量，也為正邪之間的戰(zhàn)斗提供了宏大背景。

今年早些時(shí)候，大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)的研究者宣布，他們已經(jīng)首次發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象的確切證據(jù)。發(fā)言人說(shuō)“這一結(jié)果令人非常印象深刻。”不幸地是，對(duì)那些雄心壯志的絕地武士而言，這只是一個(gè)精心策劃的愚人節(jié)惡作劇。（編譯自livescience）

來(lái)源：資本實(shí)驗(yàn)室

作者：齊達(dá)

編輯：IPRdaily 趙珍  /   校對(duì)：IPRdaily   縱橫君

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