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杨孝文的博客

 
 
 

日志

 
 
 
 

最接近哈利·波特魔法的11项高科技  

2010-11-15 21:23:00|  分类: 羊屎蛋鈥斺斘业墓 |  标签: |举报 |字号 订阅

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最接近哈利·波特魔法的11项高科技 - 杨孝文 - 杨孝文的博客

    11月18日24点,哈利·波特系列电影“终结篇”《哈利·波特与死亡圣器》(上)又将引爆京城,届时,关注此片的影迷们可以超前体验哈利波特对阵伏地魔、死亡圣器PK正义灵魂的震撼时刻。在这部根据英国女作家J.K.罗琳创作的同名魔幻小说中,哈利·波特的法术花样不断翻新,而在即将上映的“终结篇”中,这些法术会达到新的高度。然而,这些魔幻场景与现实世界相距并不遥远,隐形斗篷、保护性力场甚至隐形门,科学家们都在研发,而且取得了一个又一个重大突破,英国《新科学家》杂志编辑罗杰·海菲尔德在其新著《哈利·波特的科学:如何让魔法真正发挥作用》中对这些科学突破进行了详细介绍。

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1.魔杖
 
    背景:如果没有魔杖,不知魔法世界将何去何从?魔杖可用来以符咒驱走摄魂怪,而玩具和游戏制造商已在努力实现这种魔幻场景在现实世界中的应用。
    事实:早在2001年10月,玩具制造商吉尼·科利恩科就明白,后“9·11”时代的世界的确需要“魔杖”。于是,他给自己发明的“猫头鹰魔杖”申请了专利,这款装置外形像细枝。根据科利恩科当时在接受媒体的采访,“猫头鹰魔杖”使用电池驱动,内含红外技术,只要孩子摆动手腕,它就会发出很有特点的声音,与此同时,鹰眼还会闪闪发亮。
    如果说这款玩具现在似乎有点古怪,那是因为交互式技术远比9年前更为先进。任天堂Wii MotionPlus和 PlayStation Move以及微软Kinect都令体感控制游戏变成一种行业标准。Kinect甚至连控制器都不用,而是用动作感应器去感觉玩家的动作。有时,魔杖会使普通人变成魔法师。海菲尔德以Wand公司为例说明这一点。Wand公司开发的“Kymera 魔杖”可以从电视遥控获取红外代码。该公司联合创始人克里斯·巴纳尔多从《哈利·波特》电影中获得了灵感,给自己的孩子设计了这款玩具魔杖。
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2.飞天扫帚
 
    背景:飞天扫帚在魔法世界深受欢迎,十多岁的小魔法师都对最新的款式趋之若鹜。在其中一部《哈利·波特》电影中,哈利展现了他对飞天扫帚天生的驾驭能力,骑着它参加了重要的魁地奇球赛。
    事实:个人飞行始终是人类追求的梦想。我们已经在实现这一梦想上迈出了重要一步。第一款商用喷气背包今年初已上市销售,售价为8万多美元。新西兰的马丁飞机制造公司制造出了这款装备。在测试中,马丁喷气背包借助于一台内燃机和两个导管风扇,能以每小时60英里(约合每小时96公里)的速度飞行30英里(约合48公里),而高度达到7800英尺(约合2380米)。
    据海菲尔德介绍,“说到飞行,我们不要忘了新晋诺贝尔物理奖得主安德烈·盖姆所做的重要贡献,他成功令青蛙和仓鼠飘浮在半空中,而且还与人合著了飘浮仓鼠的论文。”安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖罗夫因发现石墨烯而分享了2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯是一种极薄的碳材料。20世纪90年代晚期,盖姆利用反磁力在室温下使一只活青蛙悬浮在半空中。
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3.隐形斗篷
 
    背景:在《哈利·波特》系列中,哈利小时候偶然发现了一个神奇的斗篷,可以让他消失于无形。
    事实:虽然离开了魔法世界,这看似不可能,但隐形斗篷或许在不久以后真能变成现实。超颖材料可能是使我们最接近隐形斗篷的技术了。这些人造材料似乎无视物理学定律,它们的次显微组织以不同寻常的方式折射光和声音。科学家已经能够利用超颖材料制造物体,虽然是纳米级。
    海菲尔德说,隐形斗篷是给留下他最深印象的技术。他说:“当我写这本书时,《哈利·波特》给我带来的最好灵感便是适应性伪装。例如,物体后面场景的照片可以投射到前面的屏幕上。从此,我们在超颖材料方面的技术不断取得稳定进步,正开始将隐形斗篷真正地呈现在我们眼前。”
    海菲尔德以伦敦大学帝国理工学院科学家约翰·潘德里及其他团队的研究来说明这一点,他们在同行评审研究论文中论证了隐形的数学理论基础。近来,苏格兰圣安德鲁斯大学物理学家发明了Metaflex材料,这是一种以商用聚合物和硅制造的易弯曲超颖材料,可以熟练控制可见光。虽然它不是一件隐形斗篷,但鉴于其灵活性,研究人员已经在实现这个目标上取得了进步。
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4.隐形门
 
    背景:在《哈利·波特》电影中,为了赶上开往学校的火车,哈利和同学必须穿过国王十字车站站台上的一道隐形门。
    事实:而在现实中,中国研究人员正接近于开发出“可调电磁门”。上海复旦大学和香港科技大学组成的科研小组根据先进的超颖材料,提出了开发隐形门的概念。超颖材料就像用于开发其他隐形应用的材料一样,能阻挡电磁波,但可以让物体穿过。根据这个研究小组的构想,可以将许多铁氧体磁棒放在充当门的磁性光子晶体结构中。通过控制磁场,可以打开和关闭这道门。
    在2009年8月刊登在《新物理学杂志》上的一篇论文中,研究人员提到了《哈利·波特与密室》给他们的启发。他们写道:“我们的研究表明,这种像门一样的装置确实可以用简单的参数来实现。”海菲尔德说:“有各种各样的隐形门概念可供参考,如虫洞、量子隐形传送以及雾屏技术等。”电磁虫洞可能具有许多广泛的应用基础。“如果你坐在附近桌子上凝视这种虫洞的一端,你可能发现自己好像透过管道凝视着花园。”
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5.活动报纸照片
 
    背景:在《哈利·波特》中的魔法世界,《先知日报》的黑白文章不时穿插有照片,显示瞬间的物体活动。
    事实:包括智能手机在内的常见设备虽然可以展示瞬间画面,但它们确实不能像报纸一样卷起来。几年前,由欧盟资助的FlexiDis项目旨在开发出一种新型柔性显示屏,不仅可以像报纸一样折叠,还能显示高清图像。最终,项目科学家找到了一种名为“激光释放塑基电子技术”(EPLaR)的低廉制造方法。参与这个项目的飞利浦、泰利斯航空电子公司(Thales Avionics)和剑桥大学塑胶逻辑公司(Plastic Logic)等企业或许利用这种新技术去制造柔性显示器。
    从此,电子设备制造商在柔性显示器方面不断取得进步。索尼还在开发一种迄今最薄的屏幕技术,为柔性全色有机发光二极管屏幕的制造奠定基础。超薄有机晶体管的大小只有4英寸(约合10厘米),比发丝的直径还细。今年夏天,LG宣布该公司将采用金属箔而非玻璃制造19英寸柔性黑白电子报纸。所以,超薄、柔性全色电子书阅读器的问世只是时间问题。
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6.飞行汽车
 
    背景:在《哈利·波特》系列第二部《哈利·波特与密室》中,哈利和罗恩错过了开往学校的列车。结果,他们借来一辆可以飞行的旧汽车飞往学校。
    事实:两个美国公司在实现飞行汽车的道路上迈出了重要一步。小型飞机虽然在空中运转游刃有余,但没有办法应对复杂的街道。2009年初,美国马萨诸塞州的Terrafugia公司对外推出了一款获当局批准可在公路行驶的轻型Transition飞行汽车。按照设计人员的构想,一旦遇到恶劣天气,飞行员可以转而采用陆地模式安全行驶。
    加州戴维斯市的穆勒国际公司(Moller International)正在开发一款可垂直起落的飞行汽车,该公司计划让M400 Skycar使用生物燃料行驶,令仅存在于科幻小说中的飞行汽车变成现实。不过,批评者却对此表示怀疑,尤其是根据设计Skycar不能在地面进行长距离行驶。尽管如此,这款红色飞车外形看上去像是魔法师们希望开着去兜风的汽车。
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7.活点地图
 
    背景:在《哈利·波特》系列中,只要魔杖轻轻一挥,“活点地图”就变成了一张羊皮纸,显示霍格沃茨魔法学校及学校中每个人的实时位置。当他们在现实中活动时,每个人的名字就出现在地图周围。
    事实:2008年,科学家、黑客、艺术家等专业人士参加了一年一度的柏林C3黑客交流大会,他们的证件都可以进行升级。这些先进的证件安装有OpenBeacon无线射频识别标签,跟踪数据在与社交网站信息结合以后,可以让参与者看到每个人的地点,以及到哪里去寻找具有相同兴趣爱好的参与者。
    毋庸置疑,Foursquare等社交网站具有像“活点地图”一样的现代工具。2010年初,PleaseRobMe网站公布了来自社交网站的公共场所信息,以表明信息分享的不利之处。在电影中,当哈利想要隐藏“活点地图”时,只要用魔杖指向它,说“恶作剧完毕”即可。不过,在社交网复杂的人类社会,切断人与人之间的联系是一个更为复杂的问题。
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8.缴械咒
 
    背景:在《哈利·波特》系列中,一个魔法师将魔杖指向另一个魔法师,口中念念有词:“解除你的武器”(Expelliarmus),随即,魔杖中喷出一道绿光,使对方的魔杖不听使唤。缴械咒甚至还能让对手摔倒在地。
    事实:在现实世界中,科学家已经开发出虽没有“缴械咒”那么精准,但却极为强大的非致命性声波武器。远程声波装置(LRAD)可释放高能声波。声波以“束”的形式指向一英里外的目标。程声波装置可以释放从88至150不同分贝的声波,这比标准烟雾探测器产生的声音还大。
    远程声波装置已经得到成功应用,例如,保护大型游轮免遭装备火箭弹和机枪等武器的索马里海盗的攻击。声波武器仍然颇具争议,人权组织批评成高分贝噪音仍然会损害听力。在《哈利9波特》系列中,非致命性“缴械咒”是哈利的标志性动作之一。哈利的死敌伏地魔则更喜欢“阿瓦达索命咒”。
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9.守护神咒
 
    背景:为了使自己免遭摄魂怪和伏地魔手下食死徒的追杀,哈利最终掌握了“守护神咒”(Patronus)的诀窍,这种咒语就像是一道盾牌,能以动物的形式呈现出来。这个过程涉及集中于强大而幸福的回忆,不过,随着伏地魔的法力与日俱增,哈利做到这一点并不容易。
    事实:2006年,美国佛罗里达大学科学家研究了分子水平的强力场。通过一种可与蛋白结合的酶制造的保护性屏障,这种方法可以杀死癌细胞。科学家成功识别了可杀死癌细胞的酶分子——一种名为粘着斑激酶(focal adhesion kinase)的基因。他们发现,一旦不能生成这种酶,癌细胞就会死亡。
    英国一个科研小组一直致力于让宇航员免遭太空放射云的伤害,并在2008年取得突破。约克大学卢瑟福·阿普尔顿实验室和斯特拉斯克莱德大学的研究人员提出了一项用于产生微型磁场泡(有点像是地球自然力场)的技术——影响范围大概相当于操场环形跑道大小。一名研究人员在接受《每日电讯报》采访时说:“这些实验展现了广阔的前景,或许能让宇航员免遭太空致命天气的伤害。”
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10.冥想盆
 
    背景:哈利的盟友、导师邓布利多教授有一个称为“冥想盆”的石盆,能让他们以有点像虚拟现实的场景回顾记忆。邓布利多让记忆如镜头般一幕幕出现在“冥想盆”,以便让他自己和哈利可以清楚地回顾过去的每一个细节。
    事实:两年前,IBM公司开发出一款名叫“冥想盆”(Pensieve)的软件,帮助那些与“信息超载”作斗争的人记住姓名、对话以及常常随时间而忘掉的细节。“个人记忆组织器”可以将信息记录在移动设备上,加标签以后输入电脑系统,而电脑系统中的光学识别技术可以对某个人或某个事件的相关数据进行分组。通过这套系统,用户只要输入某个人的名字,就能获取有关与此人之前交往的细节。
    IBM公司认为它可以作为一种工具去帮助商人处理其在会议上收到的大量名片。在罗琳笔下,魔法师们还通过一种不同的记忆法术“遗忘咒”抹去普通人的记忆。海菲尔德说:“过去,遗忘咒可帮助魔法部保守魔法世界的秘密。而在现实世界,科学家从事各种各样的研究以使这种魔幻想法变成现实,例如,使用药物消除创伤性记忆。”
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11.生骨药
 
    背景:在《哈利·波特与密室》中,洛哈特教授无意中将哈利胳膊中的骨头全部移除,见此情景,霍格沃茨魔法学校的护士立即给哈利喝下生骨水(Skele-Gro),以使骨头重新长出来。长骨头的过程用了几个小时,哈利看上去很痛苦,不过生骨水确实很灵验。
    事实:海菲尔德说:“研究人员迫切想找到手指甚至四肢的再生之法。有些研究计划主要基于药物和干细胞,有些计划则源于一种称为‘Murphys Roths Large’(简称MRL)的具有再生能力的老鼠。”美国费城维斯塔研究所科学家艾伦·赫伯-卡茨在从事免疫学研究时无意中发现了MRL老鼠。赫伯-卡茨在老鼠耳朵上打了一些小孔,随后给它们服用了一种正在试验的药物,结果发现这些小孔竟然在慢慢愈合。
    她还有意给MRL老鼠脊髓和心脏组织造成伤害,奇怪的是,这些组织也都重新长了出来,而且几乎没留下伤疤。赫伯-卡茨在接受英国广播公司采访时说:“这是一个长期计划,一旦我们破译了负责这种机制的分子,我们就可以对其进行修改,看一看哺乳动物是否也存在这种反应。”科学家能否成功开发出生骨药,只有到那时才能见分晓。(杨孝文)
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