春節(jié)期間，你看《流浪地球2》了嗎？雖然它只是一部科幻電影，但情節(jié)并非“空穴來(lái)風(fēng)”，是有基礎(chǔ)科學(xué)支撐的，加上人類想象的美好愿望，你看懂了幾個(gè)科技點(diǎn)？電影里又有哪些“硬科技”？一起來(lái)聊聊吧。

《流浪地球2》是《流浪地球1》的“前傳”，故事背景依然是因太陽(yáng)膨脹，威脅到地球存亡，人類必須尋找新家園的“流浪”時(shí)代。今天一起來(lái)看看影片中的“硬科技”，從科幻設(shè)定回歸科學(xué)，它們能實(shí)現(xiàn)嗎？

◎利用重核聚變能量推動(dòng)地球

阿基米德曾說(shuō)過(guò)：“給我一個(gè)支點(diǎn)我可以撬動(dòng)地球”，這是我們初中就學(xué)會(huì)的杠桿原理。在《流浪地球2》里用萬(wàn)座巨大的行星發(fā)動(dòng)機(jī)，推動(dòng)地球開(kāi)啟“流浪之旅”，這是眾多觀眾心目中的震撼場(chǎng)面。

研究核聚變能源的中科院合肥物質(zhì)科學(xué)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(yīng)是將兩個(gè)原子核重新結(jié)合，生成一個(gè)較重的原子核的過(guò)程，其間能夠產(chǎn)生巨大的能量，“利用這一能量推動(dòng)地球，用杠桿原理是說(shuō)得通的。”

然而實(shí)現(xiàn)重核聚變絕非易事，重核聚變是采用硅等元素作為聚變?cè)?，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，越難以產(chǎn)生聚變。

上世紀(jì)50年代起，科學(xué)家就開(kāi)始試圖模仿太陽(yáng)產(chǎn)生能量，而現(xiàn)實(shí)中我們廣泛研究的可控核聚變均采用輕核聚變，這就是我們常說(shuō)的“人造太陽(yáng)”，相較重核聚變而言更容易實(shí)現(xiàn)。

可控核聚變是目前世界最前沿的重大科學(xué)問(wèn)題之一，已從實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)入實(shí)驗(yàn)堆和工程堆階段。

◎“太空電梯”在太空中穿梭

高聳入云、連接天地的太空電梯運(yùn)行場(chǎng)景真的震撼，以后乘坐電梯就能在太空中穿梭？

太空電梯的建造中，纜繩十分重要。一根合格的太空電梯纜繩需要具備如下能力：首先強(qiáng)度足夠大，其次需要考慮材料在極端條件下的使用性能。

長(zhǎng)期研究新型材料的中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)副研究員管慶方認(rèn)為，“太空電梯”代表著人類對(duì)材料極限性能的追求，最核心的問(wèn)題是要找到合適的材料用作電梯的纜繩。未來(lái)人類將不斷突破材料的極限性能，發(fā)展全新的材料。

◎550系列量子計(jì)算機(jī)

電影中，擁有超強(qiáng)算力和自我意識(shí)的550系列量子計(jì)算機(jī)讓人驚嘆。“很顯然，它已經(jīng)是一臺(tái)優(yōu)秀的通用量子計(jì)算機(jī)了。”中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)量子計(jì)算專業(yè)組秘書(shū)長(zhǎng)郭國(guó)平教授認(rèn)為，未來(lái)量子計(jì)算有望在我們的生產(chǎn)生活中發(fā)揮重要作用。

早在2021年，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士團(tuán)隊(duì)就成功研制了62比特可編程超導(dǎo)量子計(jì)算原型機(jī)“祖沖之號(hào)”，入選“2021年度中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展”。同年10月在“祖沖之號(hào)”基礎(chǔ)上，優(yōu)化后的“祖沖之二號(hào)”問(wèn)世，有了更大的提升。66個(gè)數(shù)據(jù)比特、110個(gè)耦合比特、11路讀取的高密度集成，最大態(tài)空間維度達(dá)到了1019。

一位國(guó)內(nèi)量子計(jì)算領(lǐng)域知名學(xué)者表示，距離科幻電影中所展示的應(yīng)用至少還需要10到15年左右的時(shí)間。量子信息技術(shù)在許多領(lǐng)域有優(yōu)異的表現(xiàn)，雖然尚未能達(dá)到民用，但我國(guó)量子計(jì)算機(jī)正穩(wěn)步走上自立自強(qiáng)之路。

◎人工智能等技術(shù)參與人類生活

電影中，智能機(jī)器狗“笨笨”憨態(tài)可掬，令人印象深刻。中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授陳小平認(rèn)為，人工智能等技術(shù)已經(jīng)飛入尋常百姓家，活躍在生產(chǎn)生活的諸多領(lǐng)域。目前，人工智能還未能真正完全以“人”的姿態(tài)參與你我的生活。但是，學(xué)習(xí)能力、感知能力乃至決策能力在一些機(jī)器人身上已有體現(xiàn)。陳小平認(rèn)為，未來(lái)的人工智能將如何發(fā)展，有沒(méi)有可能、有沒(méi)有必要采用和人的智能一樣的工作原理？這對(duì)人類將產(chǎn)生怎樣的影響？還需要進(jìn)一步探討。