最近,随着网飞的电视剧版《三体》杀青进入后期制作阶段,而腾讯的版本经过一波三折也放出了即将上线的消息,这一著名的中国科幻IP也再次来到聚光灯下,引发了科幻爱好者乃至大众的热议。原著小说的粉丝们可能对这一消息喜忧参半,但不可否认的是,大家都对终于能亲眼看见《三体》世界感到激动万分。
《三体》图片来源:剧照
今天,距离《三体》第一部在年的出版已经过去了十六年,人类的科学技术有了突飞猛进的发展,我们的生活也因此发生了翻天覆地的变化。那么,那些从前只存在于想象中的科技,有哪些已经走进了现实呢?
《三体2:黑暗森林》中有一段文字给笔者留下过非常深刻的印象,描述的是面壁者罗辑从长达一百八十多年的冬眠中被唤醒,来到一个光怪陆离的“好时候”。他看着四处闪烁的电子屏幕,以及空中川流不息的飞车流,便以为人类已经发明了永动机,获取了无穷的能源,不禁赞叹这是一个“伟大的时代”,不料却被同伴大史当即破了一盆冷水,这才明白“不过是无线供电而已”。
自然,罗辑说这句话的时候,“凡尔赛”还没有成为现在的流行语,但即使是在那个智能手机尚未大规模普及的年代,我们也忍不住畅想,如果世界上所有的设备都可以永远“插着电”、永远不用停止工作该有多好。
事实上,这样的想法早在一百多年前就已经被提出并付诸实施了,而提出它的人,正是有着“疯狂科学家”之称的尼古拉·特斯拉。这位伟大的发明家、物理学家和电气工程先驱发明了交流电机,硬刚爱迪生赢得了“电流之战”,还“掌控雷电”,魔法般的“电表演”震惊了当时的无数人,而他最疯狂的实验,则是沃登克里弗塔,又名特斯拉塔。
尼古拉·特斯拉与他的电“魔法”装置图片来源:Wikipediazeze
继19世纪90年代实现无线点亮灯泡之后,特斯拉设计了这座大型无线电能传输塔,并在年开始建设,要从地球本身汲取能量,然后将整个地球作为导体将巨大的电流输送回去,使得世界上每一件电器都可以得到免费的无线供电。在此基础上,他还提出了“世界无线系统”,要在那个只有电报的时代实现覆盖全球的无线通信网络。这一疯狂的项目固然带有那个时代独有的野心和宏大叙事,最终却由于资金枯竭而被迫中止、失败了,只在美国长岛留下了一座57米高的塔,后于一战期间拆除。究其原因,有人说是特斯拉当时的赞助人J.P.摩根不再投资的决策,又或许是年美国的股市崩盘,而最有可能的,则是出自《麻省理工科技评论》的评价,当时的“工业界并不介意接上电线”。
沃登克里弗塔与无线输电假想图图片来源:Wikipedia
此后,无线输电技术经过了相当长的一段沉寂期,研究主要限于军事领域,情况直到本世纪初才有了转折。麻省理工的一位物理学教授马林·索尔季奇被手机电量低的提示音吵醒,不堪其扰的他希望手机能在被带进房间的那一刻就开始充电,而不是必须要插到插座上去。于是,他开始寻找无线传输电力的方法,在先后摒弃了无线电波(能量逸散过高)和激光(有视线要求且有害)之后,他在年锁定了一种叫作谐振耦合的现象,进而研发出磁共振这种极具前景的无线电力传输方式。相比于特斯拉最初的电场传输的设想以及其他方法,磁场可以在空气中自由运动,而对环境或生物的影响却非常小,最棒的是,它还不需要将电子设备插入底座进行充电,只需要进入特定范围即可。
这种技术被命名为Witricity技术,作为“无线电源”入选了年的《麻省理工科技评论》“十大突破性技术”。随后,索尔季奇成功地将这项技术进行了商业化,并于年正式推出了第一个采用它的消费电子设备无线充电系统——iPhone5的无线充电器。由此,才有了我们现在司空见惯的无线充电,是否拥有这项功能也成为了我们选购手机等电子产品的参考指标之一。
WiTricity的磁共振无线电力传输图片来源:WiTricity
特斯拉失败了,而索尔季奇成功了,但这难道仅仅是电磁学科进步的成果吗?我们以为不然。一百年多年间,尤其是最近几十年,信息技术的日新月异让互联网覆盖全球,工程制造技术追赶着摩尔定律,为我们提供了愈发强大的电脑、平板、手机和各种电子设备,移动通信的发展更带来了以前无法想象的实时沟通与便捷生活,这一切的一切方才“扰了索尔季奇的清梦”,创造了需求,让人们终于意识到,“我挺介意接上电线的”;同时,这些新兴技术又从各个方面支持着无线电源技术的进步,这才实现了这一突破性进展。
科技创新永远在路上。近几年移动互联网的爆炸式发展,以及人工智能和可穿戴电子的进步,都为人们的生活带来了翻天覆地的变化。随着Wi-Fi的普及和5G技术的成熟,万物互联已经不再遥不可及,可是,随着生活中大大小小智能设备的增加,规格不同、联网耗电、需要独立充电的问题愈发尖锐,我们的电量焦虑也越来越严重。于是,科学家受RFID(无线射频识别技术)的启发,研发了一种叫作无源Wi-Fi的新技术,利用后向散射的原理,不再发射原信号,而是选择性地反射进入的无线电波从而建立新信号,以此实现通信和电力传输。据悉,其功耗仅有当前Wi-Fi芯片组的万分之一,可以在诸如监控摄像头、温度传感器、烟雾报警器等许多小型物联网终端上实现电力自给自足,同时有望成为智能手机续航能力的新增长点,而最棒的是,小型无源Wi-Fi设备的制造成本极为低廉,“可能不到1美元”。无源Wi-Fi技术从根本上重新构想了互联网设备之间的连接方式,有望帮助发掘万物互联的全部潜力,因此作为“空中取电”入选了年《麻省理工科技评论》“十大突破性技术”,目前正在寻求大规模商业化应用。
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