《星球大戰》電影中的8項科幻技術與其現實產物 人類的未來在太空”——《星球大戰》電影中的8項科幻技術與其現實產物
中國科技網 | 陳丹 2016年07月08日22:18
1977年，星戰開篇。它所營造的太空場景和各類炫酷技術令人驚嘆。身為星戰迷的英國科學傳播者馬克·布雷克說，《星球大戰》給他的最重要啟示，就是“人類的未來在太空”。那么，“星戰”技術中有哪些會變為現實，又有哪些只是沒有科學依據的幻想呢？隨著該系列的最新力作《星球大戰：原力覺醒》在全球上映，美國趣味科學網近日對此進行了盤點。
系外行星
《星球大戰》的故事背景設置在太空，行星之間通過一個星際貿易網絡相連。但事實上，直至1995年——距1977年第一部星戰電影上映近20年后，第一顆太陽系外行星才被探測到。
目前人類已經發現了2000多顆系外行星。2011年，美國國家航空航天局（NASA）的開普勒太空望遠鏡首次觀測到圍繞兩顆恒星運行的行星，就像影片里虛構的盧克·天行者的故鄉塔圖因星球一樣，但這顆名為開普勒－16b的氣體巨行星并不適宜居住。不過在2012年，該望遠鏡又發現了兩顆雙星系統系外行星，非常接近所謂的宜居帶（一顆恒星周圍的一定距離范圍，在這一范圍內水可以液態形式存在于行星地表）。
《星球大戰》中的千年隼號
多維空間
在電影中，漢·索羅的千年隼號飛船能在相隔數光年之遠的星系間穿行，依靠的是“超光速”推進系統，它能讓星際旅行者進入“多維空間”，實現時空穿越。雖然電影并沒有詳細描述其中的科學原理，但得克薩斯大學奧斯汀分校高等研究院的物理學家埃里克·戴維斯說，多維空間和超光速旅行的概念是有科學基礎的。
雖然光速不可超越，但根據愛因斯坦提出的時空彎曲概念，空間可以被扭曲，從而使兩點之間的距離縮短。實現這一點的方法之一是利用曲速引擎，讓飛船前方的空間收縮，后方的空間擴張。另一個方法是創建一個蟲洞，在相距很遠的兩個地點之間打通一條捷徑。戴維斯說，扭曲時空需要具有所謂“負能量”的奇異物質，“負能量”現象已在實驗室中通過卡西米爾效應（真空中兩片平行的平坦金屬板會相互吸引）得到了證實。
去年早些時候，NASA約翰遜航天中心Eagleworks實驗室聲稱已經制造出了曲速引擎，貌似能在真空中創造空間扭曲。但令科幻迷感到遺憾的是，該實驗室這項未發表的研究結果遭到了質疑。就連熱衷于研究超光速旅行的戴維斯也認為“很奇怪，很可疑”。
“這些仍是猜測性的理論概念，還需開展進一步的理論研究，目前也沒有能夠讓其實現的技術設想。”戴維斯說，“可穿越蟲洞或者曲速引擎這類技術的發展可能還需要50年至300年時間。”
懸浮飛行器
懸浮飛行器
電影中還有一種更加簡單的交通工具——被稱作Speeders（超速者）的懸浮飛行器，很可能就要走入現實了。一些公司正在努力研制“飛行摩托”。
總部位于加州的創業公司Aerofex開發了Aero-X，一種可以“像摩托車一樣騎行的氣墊船”，能在離地面3米高處以每小時72公里的速度飛行。而英國馬洛伊航空學公司的“翱翔車”預計能達到直升機的飛行高度，速度可超過每小時274公里。
不論是Aero-X還是“翱翔車”，使用的都是標準汽油。匈牙利國有應用研究所灣佐爾坦非營利公司制造的Flike則更為環保，這個三軸小型飛行器是由電池供電的。不過，這三種飛行器目前都仍處于設計研發階段。
《星球大戰》中的機器人R2D2和C3PO
機器人
《星球大戰》構建的宇宙世界里還有一群讓人無法忽視的存在，那就是機器人，它們充當著仆人、飛行員、技師甚至士兵。而現實世界中，從自動化的軍事無人機到谷歌的無人駕駛汽車，再到機器人手術助手，類似于影片中的機器人也越來越多。
去年夏天，美國國防部高級研究計劃局（DARPA）舉辦了機器人挑戰賽總決賽。參賽的人形機器人完成了包括駕駛車輛、開門、上臺階、關閉閥門等復雜的任務。
雖然大多數機器人在比賽中均有不俗的表現，但它們只是半自治的，這意味著人類需要在幕后操控。因此，與影片中的機器人相比，現代機器人雖在機械性能上不輸陣，但智商方面還存在硬傷，機器人雙足行走程序專家杰里·普拉特作出了如此評價。由他共同領導的佛羅里達人類和機器認知研究所團隊在這項總決賽中贏得第二名。
“最難的部分是人工智能。”普拉特說，“我們能使視覺輸入傳感器達到幾乎和人眼一樣敏感的程度，但很難讓機器人理解它們在看什么。對人類來說，看到一個杯子時就知道杯子是用來盛液體的，這很簡單。而機器人要做到這一點，除非對其進行人工編碼，但目前我們還遠遠達不到這個水平。”
光劍
光劍
光劍可以說是《星球大戰》中最具代表性的技術，但在專家看來，這種炫酷的武器或許也是最離譜的。光子長期以來被認為是無質量粒子，彼此之間不相互作用，因此影片中利用光劍決斗的場景是不太可能發生的。
不過，美國哈佛大學和麻省理工學院2013年的一項研究表明，當發射一對光子并讓它們從一團超冷原子云中穿過時，光子會變成一個單分子。然而參與研究的哈佛大學物理教授米哈伊爾·盧金表示，將這種相互作用與光劍做比較并不恰當。戴維斯也認為，光劍純屬虛構，不可能被制造出來，利用低溫設備從光劍發射器中發射出60厘米長的可控量子氣體是不現實的。
但并不是沒有以光為基礎的武器：與《星球大戰》中爆能槍類似的武器就快要開發成功了。事實上，美國海軍已經展示了一種艦載激光武器，它能擊落天空中的無人機、打翻小型船只。去年夏天，美國空軍開始測試另一種激光武器，比海軍的強大5倍，卻小到足以安裝在戰斗機和裝甲車上。
電影中的牽引光束
牽引光束
《星球大戰》中另一個有趣的技術就是牽引光束，這是一種無形的能量場，能抓住、捕獲和移動對象。最近四五年，科學家們已經研制出了擁有不尋常光強分布的激光器，它能夠吸引和排斥微小顆粒。
2014年，澳大利亞國立大學的研究人員創下了牽引光束操控物體移動的最遠紀錄：他們用環形激光將微小的空心玻璃球在空氣中拖動了1.5米，幾乎是以前實驗用光鑷所能實現的操控距離的100倍。
而就在幾個月前，英國布里斯托爾大學的一個團隊發現，聲波也可媲美光波，作為未來的牽引波束的源頭。他們利用一排排微型揚聲器定時發出聲波，創建了一個能夠有效抵消重力的低壓區域，使聚苯乙烯小球漂浮在半空中，然后只用聲波就可以推拉這些小球，讓它們快速轉動。
《星球大戰》中的全息成像
全息成像
在影片中，當莉亞公主被帝國殲星艦的牽引光束困住面臨死亡威脅時，沒有比通過全息成像技術來發送求救信息更好的辦法了。然而在現實中，雖然早在幾十年前科學家就研制出了用于創建3D影像錯覺的特殊眼鏡，但卻很難生成類似于電影里的獨立的全息視頻。
近年來，一個19世紀發明的在舞臺上制造幽靈般幻像的小把戲又重新流行起來，最著名的一次是在2012年的美國加州科切拉音樂節上，已故說唱歌手圖派克·夏庫爾通過這種方式“復活”了。舉辦方將一張裸眼看不見的超薄箔片以45度角懸掛在舞臺上，反射來自投影儀的圖像，站在箔片前方的觀眾就能看到3D圖像，從而產生夏庫爾登臺演出的錯覺。
但要說與電影里的技術最接近的，還屬美國和澳大利亞發明家合創的Voxon公司研制的一款名為Voxiebox“掃面體積顯示器”的產品。3D模型被處理成幾百片水平的“切片”，然后一臺超快投影儀將它們投影到一塊快速上下移動的平整銀幕上，人眼從任何角度都可以看到活動的3D影像。
原力
貫穿《星球大戰》系列電影的核心概念就是“原力”。它是散布在宇宙空間的神秘能量場，生命體可以產生原力，那些具有天賦的人比如絕地武士經過修習可以控制并使用原力，正義和邪惡雙方之間也正是借助對原力的掌控展開較量的。
去年年初，歐洲核子研究中心大型強子對撞機（LHC）項目的研究人員宣布，他們發現了“原力”現象的首個明確證據。發言人甚至打扮成尤達大師的模樣稱：“這個結果令人印象深刻。”然而遺憾的是，這不過是個精心設計的愚人節惡作劇。
（作者：陳丹）
