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我们距离“三体世界”还有多远？这些“黑科技”正在走向现实…...******
最近，《三体》动画开播。被翻译成不同语言、畅销世界多地的小说《三体》，除了其庞大的设定、对宇宙的恢宏描写以及跌宕起伏的剧情外，最令人着迷的就是作者刘慈欣对未来航天科技的设想。
这些天马行空的“黑科技”，有哪些是正在实现或部分实现的呢？我们一起去看看：
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
东西问·深问丨庞军：中国减碳路如何跨越“气候变化陷阱”？******
中新社北京10月11日电 题：中国减碳路如何跨越“气候变化陷阱”？
——专访中国人民大学环境学院院长、国家发展与战略研究院研究员庞军
作者 徐雪莹
气候变化是否为西方限制发展中国家的陷阱？在目前的技术水平下，碳减排确实会以牺牲一定的经济增长为代价。近年来，美国更以“苛刻财政和经济负担”为由，曾退出《巴黎协定》。
中国作为世界上最大的发展中国家，其“双碳”进程何以同经济发展“双轨并行”？又如何以更短时间实现全球最大碳排放强度降幅？
“这些年，中国在提升能源使用效率、大力发展新能源及可再生能源等方面取得了很多成就。”中国人民大学环境学院院长、国家发展与战略研究院研究员庞军日前接受中新社“东西问”独家专访时指出，经济结构变化会影响能源需求总量和能源结构，推行低碳理念同样能带来更多商机。中国通过双碳“1+N”政策体系、减污降碳协同增效、建立健全碳定价等市场机制作用、大力发展新能源及可再生能源技术、加大碳捕获碳吸收技术开发利用等综合举措，有决心和意志如期完成“双碳”目标，贡献国际环保事业。
现将访谈实录摘要如下：
中新社记者：中国如何以更短时间实现全球最大碳排放强度降幅？其降碳举措和西方相比有何不同？
庞军：从碳达峰到碳中和，美国从2007年到目标2050年间隔43年，欧盟为71年，中国承诺实现的时间只有30年。
在碳减排上，中国如今面临的一些困难，是西方当年所没有的。西方提出减碳计划时，基本已走到工业化后期阶段，产业结构转型较为彻底，很多高污染、高耗能、高碳排放行业都转移到了发展中国家。中国由于人口、产业、技术等因素，加上国际产业分工的一些阻力，难以通过产业转移来减碳。同时，中国能源结构以煤炭主导的化石能源为主，碳减排任务更艰巨。
虽然只有30年时间，但中国有决心和意志如期实现“双碳”目标，具体行动包括以下几点：
首先，立足能源结构以煤为主的基本国情，大力提升能源使用效率，降低单位GDP碳排放量，同时大力发展新能源、可再生能源。目前，中国可再生能源发展已跻身世界前列，水电、风电和光伏发电装机规模居全球前列、新能源汽车市场迅速崛起，都利于减碳。
宁夏银川市贺兰县“渔光互补”发电项目。(无人机照片)袁宏彦 摄其次，在顶层设计上，中国提出双碳“1+N”政策体系，明确了具体的时间表、路线图。对能源、工业、城乡建设、交通运输等不同行业，针对重点领域出台碳达峰实施方案，梯次有序开展碳达峰行动。
再次，同西方相比，中国采取减污降碳协同增效的办法。即在降低二氧化碳等温室气体排放的同时，推进大气污染防治，加大氮氧化物、挥发性有机物(VOCs)、二氧化硫等传统污染物的协同减排力度。
最后，中国建立了全球最大的碳市场，相比于西方国家碳市场的体量更庞大。未来可以利用全国统一碳市场，纳入不同行业，通过核证自愿减排量(CCER)交易、碳税、可再生能源配额、可再生能源交易制度、绿色电力证书交易制度等措施，形成针对高耗能行业的有效减碳手段。
线路工人在安徽省淮北袁庄境内进行晋北-南京工程±800千伏特高压直流输电线路施工作业。该工程是国家大气污染防治行动计划12条重点输电通道之一。王文 摄中新社记者：乌克兰危机等国际局势下，全球能源价格飙升，欧洲国家持续面临“油气荒”。这会否延缓各国迈向“双碳”的步伐？对中国能源结构转型有何影响？
庞军：从短期来看，欧盟大量依赖俄罗斯天然气资源，乌克兰危机确实在一定程度上冲击了欧盟的低碳转型战略。
欧洲难以获取俄罗斯天然气，又即将面临冬季采暖压力。此时能源安全显然更优先于低碳与能源转型。为解决冬季采暖等能源需求问题，德国、意大利等国可能会重启燃煤发电，或延缓燃煤电站关闭时间。这甚至可能影响到欧盟在2030年底温室气体排放量较1990年减少55%的目标。
从长期来看，各国最终还是会向低碳方向迈进。若乌克兰危机持续，欧洲可能会重新考虑其能源转型路径。一会设法降低对俄罗斯的能源依赖，加大能源供应多样性。二会加大可再生能源的开发力度，如加快开发太阳能、氢能等能源。
对于中国能源转型，乌克兰危机的直接影响没那么明显。中国能源结构以煤电为主，区别于俄罗斯供应的天然气。从某种意义上来说，俄罗斯反而有更多的清洁天然气可以供给中国，有利于中国增加清洁能源。但乌克兰危机对欧洲能源的影响也给中国能源转型带来启示，过度依赖国外能源资源，会令本国能源安全存在隐患。
2022年10月，天津LNG接收站二期项目有序进行中，确保5#、6#储罐供暖季前投用。中新社发 王军 摄中新社记者：中国能源结构偏煤，产业结构偏重，减污降碳仍存在诸多困难和挑战。“双碳”行动中会采取哪些措施保证能源安全、产业链供应链安全？中国能源转型道路何以同经济发展相协调？
庞军：以煤为主的能源结构，在中国短时间内难以改变。要保证能源安全，必须充分认识到煤炭在中国能源中的主体地位，保证煤炭持续稳定供应。同时，把煤炭的清洁高效利用作为重要抓手。一方面，对煤炭企业采取适当措施，在清洁能源利用技术上给予适当支持，促进其技术升级。另一方面，重视能源供应多元化，加大对清洁能源的开发。
产业链供应链安全亦然。“双碳”工作不可能毕其功于一役，不能因为追求“双碳”目标，就对碳排放高的重要行业“一刀切”，而要挖掘、提升企业能源利用效率的潜力。
当下，中国经济进入高质量发展阶段，要求建立健全绿色低碳循环发展的经济体系。能源转型同经济发展相协调，须降低化石能源使用比例，促进能源多元化，加大对氢能等可再生能源的利用。这些都有赖于技术支撑。因此，还需不断开发新能源、节能增效等技术，通过技术挖掘转型潜力，最终实现经济发展所需要的能源能得到持续供应。
安徽省阜阳市颍泉区伍明镇境内的茨河(黑河)水系与设立的风力发电装备相映衬。王彪 摄同时，经济发展也是能源需求重要的驱动因素。能源需求通常会伴随经济发展不断增长，但经济结构变化也会影响能源需求总量和能源结构。发展高新技术、金融服务等高附加值产业，对传统产业进行升级改造，有助于加速能源转型进程。
中新社记者：中国幅员辽阔，不同地区在资源禀赋、产业分工、经济发展、碳排放水平等方面差异明显。中国各区域的产业结构调整方向有何不同？全国碳市场的设计如何考虑省际碳公平问题？
庞军：中国西部地区能源资源丰富，特别是新能源、可再生能源等，但经济发展水平较低；中部地区劳动密集型产业较突出，重工业、化工业占比较高，经济发展水平相对发达；东部地区经济发展水平较高，往往依靠外部供应能源。
中国各区域的产业结构调整，要充分发挥其资源禀赋和比较优势，才能在全国整体的经济发展格局下，使各区域产业结构趋向合理，形成区域间协同分工。
东部地区要进一步加强传统产业改造和技术创新，发展外向型经济，如高附加值的高新技术产业、数字产业，提升国际竞争力。中部地区重化工业比例相对更高，要加快推进产业转型升级，引导高消耗、高排放、低附加值产业向低消耗、低排放、高附加值产业升级，推进第三产业发展。西部地区未来可作为中国新能源产业重要基地，为其他地区提供优质的清洁能源。
其中有一点尤为重要，即防止污染产业的跨区域转移。不能说东部地区要发展，就将污染产业转移至西部；西部地区为提升GDP，就把高污染高耗能的产业承接过来。
全国碳市场设计也应考虑到省际贸易问题。省际贸易中，能源产业较密集或重化工业所占比例较高的省份，往往会为外省承接一部分碳排放；经济发达且产业结构中以高附加值产业为主的省份，则会将部分碳排放转移到外省。
因此，为解决省际碳公平问题，首先要充分考虑碳排放的空间分布特性，科学界定各省碳减排责任。对于高耗能省份，全国碳市场的配额发放要有所倾斜。配额过于宽松，起不到约束作用；过紧又会给这些省份的产业带来很大影响。因此，碳配额应当适度，并给予调整空间，让各省份有时间逐步调整能源结构。
其次，从长远来看，真正的功夫应下到碳市场之外，即通过资金、技术、人才等支持，帮助高耗能省份尽快升级改造产业结构、能源结构。例如，通过适度的碳配额拍卖筹措碳减排资金，用以支持传统省份进行节能改造与产业技术升级，缓解因省际分配效应而加剧的地区不公平。
中新社记者：作为一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，世界减碳历程有否可参考的经验？中国这场“双碳”变革又能为国际环保事业带来什么？
庞军：发达国家在减碳历程中，通过立法引领、财税刺激、科研指导等手段，促进企业减排降污，限制了高污染、高能耗行业的发展。同时，向民众推广低碳文化、低碳理念，在全社会形成崇尚低碳、清洁能源的良好风气。其为全球减碳做出的各项有效举措值得借鉴。
中国“双碳”变革必将为国际环保事业作出贡献。
一则，中国作为目前全球第一大温室气体排放国，在实现“碳中和”的进程中，对全球减排的贡献毋庸置疑。中国大力推进生态文明建设，推进新能源发展，进行低碳变革，为世界环保事业作出了突出贡献。
二则，让世界看到中国践行“双碳”理念。其他国家可以从中国的行动措施中获得经验借鉴。同时，形成示范效应与国际减碳风气，给部分消极国家带来压力，倒逼其推进减碳事业，最终促进全球减碳。
航拍塞罕坝千年秀林。(无人机照片)韩冰 摄最后，中国推行低碳还能带来更多商机。例如，大力发展可再生能源、开发新能源汽车等，均涉及数字化改造。这意味着部分企业在新领域的商机，也有助于加速国家新能源技术创新，甚至带动全球新能源技术的发展，为经济与生态带来双重增益。(完)
受访者简介：
庞军，中国人民大学环境学院院长，教授，博士生导师。主要研究领域为资源与环境经济学、能源与气候变化经济学。现为中国高等教育学会生态文明教育研究分会学术委员会成员、中国人民大学国家发展与战略研究院研究员、中国人民大学生态文明研究院研究员。
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
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