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
劳动教育关键在“育”******
劳动教育是德智体美劳全面培养教育体系的重要构成,具有树德、增智、强体、育美的综合育人价值。近年来,国家和教育部先后出台关于加强劳动教育的系列文件,明确提出要把劳动教育纳入人才培养全过程。笔者所在的金华职业技术学院针对当下高职劳动教育重视不够、规划不足以及有劳动少教育等问题,围绕学生成长,以文化为引领、课程为基础、实践为载体,做好“育”的文章,有效发挥了劳动教育的育人价值。
文化引领:
居高处立,打造劳动教育高职品牌
坚持文化育人理念,利用校园文化互动性强、渗透性深、辐射面广和影响力大的属性,多措并举推进以劳动为主题的校园文化建设,形成“劳动光荣,技能宝贵,创造伟大”的校园新风尚。
一是做优环境文化。以学生为中心,合力构建浸润式劳动教育“场域”。学校环境建设充分体现职业特点,建立劳动文化长廊,开辟劳动体验馆,建设劳动教育基地等,为学生营造浓厚的劳动实践氛围。组织不同形式的主题教育活动,将劳动教育与工匠精神培育、学徒制建设、思政教育等有机结合,定期开展“劳动文化沙龙”等系列活动,实现劳动体悟与价值观内化相融合。
二是做实制度文化。科学组织、规划、统筹推进劳动教育实施方案,形成学校与社会、行业企业联动的协同育人机制。制定劳动教育基地与工作室建设制度、劳动教育清单制度,完善劳动教育评价制度等,将劳动素养纳入学生综合素质评价体系。确保教育有方向、操作有指南、评价有标准、经费有保障,推动劳动教育向更高层次迈进。
三是做亮品牌文化。推进以专业文化为核心的劳动教育品牌建设。设立“劳动别样美”育人工作室,建好“红砖家园”等劳动教育阵地,成立“耕读社”等学生社团,培育“劳动文化节”等高职劳动教育品牌,打造金职劳动育人“金名片”。
课程筑基:
就实处干,构建劳动教育价值体系
劳动教育有效实施的基础在课程,充分发挥课程建设主战场、课堂教学主渠道作用,劳动必修课与课程劳育同向同行,形成全方位、立体化、针对性的劳动教育价值体系,培养学生正面的劳动态度和积极的劳动情感。
一是劳动课程校本化。面向全校学生开设劳动教育必修课,课程紧扣劳动、劳模、工匠精神培育,着眼“价值”说“美丽”、凸显“创造”说“伟大”、聚焦“责任”说“崇高”、围绕“回报”说“光荣”,引导学生树立劳动最美丽、最伟大、最崇高、最光荣的价值理性,激发其热爱、崇尚、乐于劳动的内在动力。同时,编写相关教材,开发在线课程,打造具有职教特色的劳动教育“一书一课一空间”。
二是思政互联一体化。在思政理论课中强化马克思主义劳动观教育,开展“劳动托起中国梦”“劳动创造美好生活”等专题式教学,通过案例分析、榜样示范等培养学生辛勤、诚实、创造性劳动的意识和精神品质。推动“以劳育德”的方法路径,践行社会主义核心价值观,培育时代新人,实现思政教育与劳动教育的互联互嵌,达成目标互促、内容耦合、方法互补和功能相契。
三是学科渗透常态化。结合学科特点,在各专业课程中深入挖掘和融入劳动教育元素和内容,引导教师树立“大劳动教育观”,有意识地将课程目标与劳动育人有机整合,在课程教学中渗透劳动价值观,以强烈的责任感和扎实的专业技能,发展健全学生的劳动技能和品格。比如,在“果树生产技术”课程中以“绿色生产”“优质栽培”为技术引领,传授果树生产知识与技能,培养学生“知农爱农”的职业情怀和“劳力劳心”的职业素养。
实践赋能:
向阔处行,彰显劳动教育育人实效
实践性是劳动教育的重要特征。劳动教育要以体力劳动为主,让学生亲历劳动过程,通过动手实践、出力流汗,接受锻炼、磨炼意志,形成良好的劳动习惯和劳动责任感,培养正确劳动价值观和良好劳动品质。
一是强化“专业+”劳动实践。以专业实践活动为核心,完善实践教学体系,将工匠精神培育融入生产劳动,让学生在专业实习、实训过程中感受劳动的乐趣,获得劳动创造价值的直观感受。加强校内外实践基地建设,发挥专业优势,探寻多样化的实践平台,充分挖掘劳动教育资源,满足不同专业、不同层次学生的劳动实践需求,凸显专业特色。比如,校企共建实体化的智能化精密制造产教园,为机械制造类专业学生提供劳动实践岗位。
二是丰富“生活+”劳作体验。生活即教育,将劳动教育融入学生的校园生活,从日常着力、细节入手,培养学生良好的生活劳动习惯。通过制定劳动公约、劳动任务清单等,让学生自觉参与校舍卫生保洁、垃圾分类处理、校园护绿、环境美化等力所能及的劳动。推行公寓红色网格管理,实施常态化督导检查和考核评比。利用校园景观绿地,由专业人员带领学生进行耕地播种、锄草收割等田间劳作,感受春耕秋收的中华传统文化之趣。
三是拓展“服务+”公益活动。搭建丰富多样的公益劳动和志愿服务平台,不断扩展服务性劳动的渠道与载体,为学生提供到企业、工厂、农场等参与社会劳动的机会和条件,在与普通劳动者一起经历劳动过程中增长见识,强化社会责任感。把劳动教育融入各类志愿服务活动,组建学生志愿服务队,运用自身专业技能为老百姓办实事。开展文明监督岗、勤工俭学、校园清扫等公益服务性劳动,引导学生在劳动实践中自我教育、自我管理、自我服务。
(作者:倪淑萍,系金华职业技术学院公共基础学院院长)
《中国教育报》2023年01月10日第7版
(文图:赵筱尘 巫邓炎)