《阿凡达》背后的高科技(下)

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  (接上期)
  第五期 灵魂出窍——远程遥控的躯体
  
  《阿凡达》中最酷的莫过于“地球人资源开发管理局”推出的“阿凡达计划”,也就是创造出半人类半纳美人的混血儿。但创造这一混血儿的初衷并不是那么光彩——因为人类踏上潘多拉的土地就是为了获得稀有的矿产。而大规模采矿活动的展开,使得人类与当地纳美人的关系变得紧张起来。为了融和气氛,也为了让人类更加适于在环境恶劣的潘多拉星球活动,聪明的科学家想出了这一方案。
  电影的名字“阿凡达”的真正意思也在于此。所谓的“阿凡达”。就是科学家将人类的DNA与潘多拉星球土著纳美人的DNA合成后,人工培育而成的一个躯体,这个躯体有肌肉,能运动,可以适应潘多拉星球的恶劣环境,而且看起来就像土著纳美人一样。但是这个躯体并不是人人都可以驾驭的,因为它是通过人类DNA与纳美人DNA合成“制造”的,所以“阿凡达”只能接受它含有的人类DNA的提取者的意识进入。“阿凡达”看起来就像是一个加密的高级“机器”,加密的方法比现有的指纹验证或声音验证高级得多,它采用了人类的DNA来加密,这可是无法假冒的。于是,影片的男主角杰克·萨利有幸登场了。
  杰克在战场上身负重伤,平时只能依靠轮椅代步。他的双胞胎兄弟汤米参与了“阿凡达计划”,科学家用汤米的DNA制造出了一个“阿凡达”,而他们两人是同卵双胞胎,DNA是完全一样的,所以在汤米意外去世后,只有杰克可以操纵兄弟留下的“阿凡达”,于是杰克被选中加入了这个计划。在先进设备的帮助下,杰克“激活”了这个化身,并且利用意念控制它,让它像纳美人一样能适应潘多拉的环境。杰克通过自己的化身重新恢复了正常的行动能力。当他重新“站”起来的时候,那种激动的心情简直难以言表。
  这一情节怎么看都像是“灵魂转移”,当然,我们知道,灵魂转移的说法并没有可靠的科学依据支持——虽然很多人一直愿意相信这是事实。但在电影当中,这一幻想不仅变成了事实,而且有了坚实的“科学理论”支持。或许不久的将来,我们躺在床上也能遥控属于自己的“阿凡达”替我们学习、工作。
  
  只是小贴士
  
  以远程遥控的躯体来工作并不是《阿凡达》的首创,在去年由布鲁斯·威利斯主演的科幻电影《未来战警》中就出现了远程遥控二足行走型机器人的情节,与“阿凡达”有着异曲同工之妙。在现实生活中,科学家同样进行了大量的工作来尝试“灵魂转移”,其主要目标是帮助残疾人恢复活动能力。“影片《阿凡达》中展现的情景与我们目前正在从事的实验极其相似。”总部设在巴西的“重新行走项目”的首席科学家、美国杜克大学神经系统学家米格尔-尼古莱利斯说。“重新行走项目”集合了多国科学家,正在研发一种“神经假肢”,这种假肢可以接收大脑发出的指令。帮助残疾人恢复活动能力。这一研究虽然难度很大,但现在看来进展还算顺利。他们去年向公众展示了最新研究成果——科学家将电极插在猕猴脑部,然后训练它在跑步机上直立行走,将获取的神经信号连同视频通过互联网一起传送到远在日本的实验室,在大洋彼岸,一个机器人接收到了脑电波信号,并做出了与猕猴一样的动作。这是迄今为止最为先进的研究成果,着实振奋人心。除此之外,科学家还可以让猕猴通过意念遥控机械手臂、控制移动鼠标等等。
  
  第六章 反物质——超级能量源
  
  为了到达遥远的潘多拉星球,人们不得不建立一艘超级太空飞船,于是我们看到了影片中近1英里长的太空飞船。而要想维持这个太空巨无霸的正常行驶,需要持久而强大的动力。影片中的超级太空飞船船使用了混合反物质聚合发动机,在混合反物质聚合发动机的帮助下,飞船达到了每小时6.7亿英里髑合每小时10.8亿公里的速度。然而,即使采用如此“飞速”,到达距离地球有26万亿英里之遥的半人马座阿尔法星球,也需要4年多的时间。
  不同于现在已知的常规能源,反物质作为能量来源,可以带给火箭极大的能量。“这是人类所知的最强大的能量反应。”美国宇航局科学家乔治·施密特介绍说。但是,这一能量有它的局限性,无论是制造还是储存都需要耗费极大的财力物力,在资金和技术上,都将面临巨大的挑战。首先是制造环节,生成反物质相当困难。瑞士日内瓦欧洲核子研究中心和美国芝加哥费米实验室都是专门研究反物质的中心,迄今为止也仅仅造出十几毫微克(一毫微克等于一克的十亿分之—)的反物质,即使采用造价数十亿美元的更高级的专业设备,制造成本也高达600万美元。如此费时费力造出的反物质,储存起来也是个难题,因为很难防止物质和反物质粒子接触,彼此湮灭。只有将反物质放在没有物质存在的真空环境,通过电磁场令反物质远离所谓“彭宁离子阱”的内壁,才能使之得以储存。即使这么努力,反物质的“保质期”也是很短的,“彭宁离子阱等候区”的迷失物质粒子会消灭反物质,完美、永久的储存空间是不存在的。
  刚才所说的仅仅是几个毫微克的反物质,但是影片中从地球前往半人马座阿尔法星球,有26万亿英里之遥,再加上返回地球的路程,这可是一趟需耗时数年的长途星际旅行。要想维持飞行,燃料箱需要储存的将是数千吨反物质!无论是制造还是储存这么多反物质,其难度都可想而知了!
  虽然影片中采用了混合核动力作为燃料,并不完全是纯粹的反物质,相比之下,驱动设备需要的反物质数量较少,但伴随的问题就是混合反物质聚变发动机产生的推力很可能达不到飞行所需的速度,这样就会影响飞行。另外,即使解决了飞行速度和动力的问题,到达目的地之后如何减速也是一个颇为棘手的问题。
  
  知识小贴士
  根据我们所学的物理知识,我们知道。自然界所有的宏观物体,不论什么形态,最终都可以追溯到微观本源,也就是由质子、中子和电子所组成。质子带正电,中子不带电,电子带负电。这些基本粒子构成世上万物。但后来,人们发现。基本粒子世界并没有这么简单。首先是有人发现了带正电的电子,揭开了发现反物质的序幕。随后,反质子和反中子相继被发现。人们开始意识到,任何基本粒子在自然界中都有相应的反粒子存在。粒子与反粒子不仅只是电荷相反,其他基本物理、化学性质也都全部相反。如果我们把由正粒子组成的物质称为正物质,那么,由它们的反粒子组成的物质便相应地叫做反物质。从根本上说,反物质就是物质的一种倒转的表现形式。
  在现实生活中,发现反物质是非常难的。因为粒子与反粒子碰到一起,就会在瞬间发生爆炸,或者一起消失,或者转变为其他粒子,同时释放出巨大的能量,发生“湮灭”现象。“湮灭”释放的能量是人类目前所知的威力最大的能量,它能
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