《漂泊地球2》不敷科幻：这不都是进行中的国度级课题嘛！（狗头）

半老男人

原标题：《漂泊地球2》不敷科幻：这不都是进行中的国度级课题嘛！（狗头）  
明敏 Alex 发自 凹非寺   
量子位 | 大众号 QbitAI   
你认为的《漂泊地球2》——科幻片；  
不，面前全是真科技，有人钻研、有人开发的那种。  
太空电梯成果震不震撼？只是个脑洞？  


但这实际上是一些物文科学家的正派课题，钻研了快20年的那种。  
还有日本公司曾经开始开发，方案2025年摆布于赤道左近的海上动工。  
电影中泛起的 外骨骼机器人，乃至都能拿出来抽奖了：   


还有推进地球的行星发起机，它依托 重核聚变提供能量。   
而理想世界里，1个月前人类才刚刚完成了可控核聚变钻研的一项新里程碑钻研—— 完成净能量增益，让核聚变发生的能量比注入的还要多。   
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可能不少人看完《漂泊地球2》都会想：这真的能完成吗？  
但实在世界里，得多科技点早就走在路上了。  
哪些科技正在理想中推动？   
首先来看视觉成果燃爆了的 太空电梯。   
根据构想，太空电梯将经过缆绳衔接高空和空间站，成为一个太空运输根底设施。  
一旦成真，这象征着人类来回太空的本钱将大大升高，并且还能更便利实现航天探究、清算太空渣滓乃至是太空旅行。  


  
△《漂泊地球 2》   
其概念提出能够追溯到1960年。1975年，迷信家就对太空电梯进行了第一次工程剖析，后果证实所需电梯缆绳资料的比强度，是过后任何资料都无奈完成的。比强度是指资料的强度和密度之比。  
根据目前的估量，太空电梯的缆绳资料的比强度应该最少是钢铁的 50倍。   


  
△《漂泊地球 2》   
现如今，有得多学者在探究这一畛域，加拿大瓦尼尔学院的物理学家 斯蒂芬·科恩（Stephen Cohen）恰是其中之一。他表现本人投身太空电梯钻研曾经快20年了。   
斯蒂芬对太空电梯的能源学、缆绳状态等方面做了实践钻研，在他的影响下，还有先生开发了能摹拟太空电梯操作员进入太空的软件。  


  
△截取自斯蒂芬论文   
实际落中央面，日本大林组公司是代表之一。  
他们于20十二年正式启动太空电梯名目，拟耗资100亿美元，打造一个缆绳长约 9.6万千米的升降机，能够穿过大气层在地表和太空中运送物质和人。   


  
△《漂泊地球 2》   
目前他们正在进行缆绳资料的实验验证。此前曾经验证了强度是钢铁数十倍的CNT（碳纳米管），长时间置于大气层中，会被原子形态的氧破坏。  
不外CNT不会遭到辐射影响，并且原子形态氧只存在于地表上空约500千米内的大气层中，所以大林组工程师表现，能够在更高处使用CNT。  
2021年，他们开始尝试在CNT里面加之金属和硅进行维护。  
根据方案，大林组的太空电梯将在2025年摆布开工，缆绳预计在2030年建造。太空电梯将从重力和向心力互相均衡的3.6万千米处开始回升，实现缆绳的建立后，将用大约1年的时间建立宇宙空间站，最快在2050年投入运转。  
利用电能，升降机将能以200千米时速挪动，轿厢总长度约144米，定员30人。  


  
△《漂泊地球 2》   
另外一个科幻片常见元素—— 宇航员休眠，其实也是如今医学界重点关注的畛域之一。   
代表性事情是马里兰大学医学院曾经完成了让患者处于“假死”形态，延伸人体创伤修复的窗口期，为手术抢救至多争夺1小不时间。  


经过用冰生理盐水给人体降温，钻研人员胜利将患者体温管制在了10℃下列，缓解人体推陈出新的速度，而且在恢复正常后不合错误人体形成显著影响。  
这象征着，经过高温咱们无机会让人体进入“待机”模式，增加对能量的需求，同时为短途太空旅行发明时机。  
好比从地球去土星就需求5年摆布时间。这一进程会对人体形成很大危害，好比太空辐射、失重、长期糊口在密闭空间等。  
欧洲航天局的迷信家Jennifer Ngo-Anh表现，基于植物钻研，曾经能够验证蛰伏能最大限制增加这些危害。  
加拿大公司SpaceWorks Enterprises此前获取了NASA的赞助，尝试开发一种“分解休眠（synthetic torpor）”的办法，实践上能让宇航员完成长达14天的休眠。  


  
△来源SpaceWorks Enterprises   
而更接近于理想的，仍是被大家称作是电影暗藏配角的 MOSS。   


  
△《漂泊地球 2》   
其底层技术 量子计算机研发，我们人类曾经实现了第一阶段： 完成量子优胜性。   
如IBM、谷歌、微软等科技巨头，都在减速推动量子计算钻研。  
谷歌号称最先在量子计算机“悬铃木”上完成了量子优胜，并在加州圣巴巴拉分校建设了谷歌量子AI试验室。  


  
△谷歌量子AI试验室园区内   
IBM目前在寰球曾经具有20多台量子计算机。去年十一月，IBM号称造出了迄今寰球最少量子计算机“鱼鹰”（Osprey），具有433个量子比特。  
国际，中科院潘建伟团队是量子计算的代表。他们前后在量子计算机“九章”、“祖冲之号”上完成量子优胜性。  
商业公司中，如阿里巴巴达摩院量籽实验室，同样成功设计并制作出两比特量子芯片，完成了单比特操控精度99.97%，两比特iSWAP门操控精度最高达99.72%。  
相干数据显示，到2031年摆布，有将近8000亿的市场范围将会间接与量子计算相干，寰球70%的企业想在这方面做一些规划。  
以谷歌、霍尼韦尔为代表的踊跃投入下，量子计算进入到探究如何解决实际运用中高难问题的NISQ阶段。国际以百度、图灵量子等机构则正在探究实际场景中的落地运用。  
能够说量子计算落地已只差临门一脚了。  


除此以外，电影中也屡次cue到了 核聚变。   
无论是炸掉月球，仍是行星发起机，基于的原理都是核聚变。  
从当上去看，可控核聚变依旧是难以霸占的困难，然而前景非常可观。  
加之如古人类完成了 核聚变净能量增益，让聚变反映发生的能量，比注入的能量还多，能量增益达 150%，能够说是离“人造太阳”更近一步了。   


因为核聚变的次要燃料是氢的同位素氘和氚，简直不发生碳排放，发生的长效喷射性废物也少很多。从实践上讲，一小杯氢燃料就足以给一栋房子供电数百年。  
以前的钻研标明，陆地含无数亿吨的氘，假如当核聚变发电成真，仅一升的淡水，就可以发生至关于300升汽油的能量。  
而氚虽然自身对比稀有，但能经过天然界中极其丰硕的锂元夙来反映获取，对比容易操作。  
去年1月，被称为中国“人造太阳”的 EAST运转时间初次冲破4位数，完成了1056秒的长脉冲高参数等离子体运转。   


英国牛津的核聚变技术First Light Fusion 打造的超高速炮。能够用每秒6.5千米的速度（19倍音速）向燃料靶发射弹丸，从而引爆核聚变。  
这全部进程只花了不到4500万英镑，与传统的激光和磁性束缚安装比拟，本钱是它们的千分之一。  
与此同时，可控核聚变商业化也备受关注起来，如腾讯、米哈游等公司都开始投资。  


最初要说的，则是让人感到有些细思极恐的 数字生命了。   
它将人的认识植入到机器中，并依托超强算力的量子计算机，完成了“长生”。  
当初的技术，曾经在尝试将人类或植物大脑和计算机相连，建设一种不依赖于惯例大脑信息输入的通路——即脑机接口。  
好比意念打字、缸中之脑等，都屡次诱发热议。  
马斯克也表现曾经把本人的大脑上传到云端，还要和虚构版的本人成为火伴。而电影里，刘德华饰演的图恒宇，最初就把丫丫的大脑数据上传到了550W上……  


如上几方面，就是电影中科幻照进理想十分代表性的几个方面。  
有的曾经离运用落地不远，有的还需求多年探究。  
制造进程科技浓度也超高   
回归电影自身的制造进程，更是一场科技盛宴。  
对比为人熟知的是制造组利用 AI对李雪健教师的声响进行修复。   


李雪健往年曾经68岁，由于鼻咽癌，声带和听力都遭到影响，在预报里能显著看出白叟家谈话很吃力、含混不清。  
但“小破球”制造组解决了这个问题：他们用AI修复了李雪健的原声，台词句句明晰且铿锵无力；协助这位老戏骨再度献上神级扮演。  
这也失掉了网友们的连连称誉：  
另外，AI的运用还体当初角色换脸上。  
因为电影内容贯通主演几十年的变动，所以制造组经过 Deepfake给演员换脸，完成了春秋上的逾越。   
导演郭帆和up主@影视飓风引见说，人的脸部跟着春秋变动，不单单是减少了皱纹，骨骼也会产生改动，靠化妆加之简略的前期晕染，成果可能不敷天然。  
在估算等要素的限度下 （不愧是小破球），终究他们启用了基于Deepfake开源算法二次开发的计划，用指标演员的海量素材训练AI，来交换拍摄素材。   
最初，AI在不同镜头下，帮制造组实现三成到七成的任务；剩下的则靠人工手动调理实现。据片方人员引见，这样省事省力又省钱。  


这边用技术“以假乱真”，另外一边，在得多咱们认为是“假”之处上，制造组用的却是 真家伙。   
好比结尾提的外骨骼机器人，就是机器人科技公司傲鲨智能的产品。  


傲鲨智能表现，理想版外骨骼已在多个场景中落地，并且全身外骨骼已在小批量出产，后续将推出民用产品。  
而电影中的挖掘机、起重机等，是徐工团体专门按照导演组要求，用自家机器改装出来的。  


  
△图源：微博@国资小新；左为理想版，右为电影版   
还有出镜率超高的各种挪动机器人，也都是实际产品，由艾智合机器人提供。  


除了各方技术反对外，《漂泊地球2》的迷信参谋也是天团级别——间接找到 中科院的大佬们。   
据悉，这些受邀的迷信家波及多个畛域，他们分为实践物理、天文、地球迷信、人工智能、根底资料、航空航天等组别。  
好比比来手绘《漂泊地球2》科普的中科院计算技术钻研所钻研员 王元卓，就是参谋之一。   


△图源：微博@王元卓   
在他们的反对下，影片中数字生命部份电脑上的代码、图恒宇家里墙壁上的公式，都是真的。  
以及月球核爆用相控阵来完成，听说也是中科院物理所大大们手推公式验证过的……  
就连迷信家们的糊口习气，制造组都“力图复原”，乃至子夜给参谋大佬打电话：  
假如两个顶级迷信家一同坐电梯，他们会聊点啥？
    假如两个顶级迷信家一同坐电梯，他们会聊点啥？  


One More Thing   
不能不说，三个小时的电影，彩蛋清点最少得看好几天。  
就连刘慈欣走出影院都得说一句：每次都能发现新细节。  


电影中的得多科幻元素，取材于大刘的不同作品。  
太空电梯是和《三体》原著的联动；在月球上布设核弹的情节《吞食者》中就有泛起，不外在这部作品中月球只是被推走了，没有炸掉。  
数字生命的概念联动，则来自卑刘从未出版的科幻处女作 《中国2185》。   
这部小说构建了一个2185年的世界，那时社会老龄化问题重大，白叟 （100岁+）能够保存电子化的大脑思惟糊口在数码世界里，完成“长生”。   
更回味无穷的是，这本书中提及的许多概念，都和当下的实在糊口有所对应。  
好比万物互联——互联网/物联网；备份记忆——数据备份；病毒原理式信息武器——逻辑炸弹；CPU计算硬件资源的调配与争取——算力资源紧张……  
假如是当初翻看，恐怕难以识别这究竟是科幻作品仍是理想小说了。  


不外，也不是没有“漏洞”——由于《中国2185》的世界里，结婚离婚还要插 磁盘。   
但这情有可原，毕竟作品的最初一句话是：  
1989.2.15 于娘子关。
    1989.2.15 于娘子关。  
— 完—   
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