直通方舟空间站、令人震撼不已的太空电梯、双足神经感应控制的作业机器人、四足仿生机器狗“笨笨”、迭代量产的量子计算机……

今年春节期间,中国原创科幻电影《流浪地球2》热映,片中层出不穷的“硬科技”元素让观众大呼过瘾。
从科幻回归科学,想象中的它们能实现吗?
太空电梯
电影中,高耸入云、连接天地的太空电梯运行场景震撼。

太空电梯要想实现,最核心的问题是要找到合适的材料用作电梯的缆绳。
一根合格的太空电梯缆绳需要具备以下能力:首先强度足够大,其次需要考虑材料在极端条件下的服役性能。
“太空电梯”代表着人类对材料极限性能的追求。
人类将不断突破材料的极限性能,发展全新的材料。

行星发动机
影片中,人类计划给地球安装上万座巨大的行星发动机,推动地球开启“流浪之旅”,这些发动机依靠重核聚变产生的巨大能量。

核聚变反应是将两个原子核重新结合,生成一个较重的原子核的过程,其间能够产生巨大的能量。
利用这一能量推动地球,原理上是说得通的。
然而实现重核聚变绝非易事,重核聚变是采用硅等元素作为聚变原料,这样的聚变首先要克服原子核之间的静电斥力,越重的原子核所带电荷越多,越难以产生聚变。
我们当前广泛研究的可控核聚变均采用轻核聚变。其聚变原料氘和氚是自然中最轻元素——氢的两个同位素,相较重核聚变而言更容易实现。

量子计算机
电影中,拥有超强算力和自我意识的量子计算机550系列让人惊叹。

学术界把量子计算发展分为“实现量子计算优越性”“实现专用的量子模拟机”“构建可编程通用量子计算机”三个阶段。
目前国内外量子计算机研发已实现第一阶段目标,达到第二阶段目标是当前学术界主要的研究任务,距离科幻电影中所展示的应用至少还需要10年到15年左右的时间。
未来量子计算有望在我们的生产生活中发挥重要作用。
量子计算原型机“九章”

机器狗
电影中,智能机器狗“笨笨”憨态可掬,令人印象深刻。
人工智能等技术已经飞入寻常百姓家,活跃在生产生活的诸多领域。

但是,目前人工智能还未能真正完全以人的姿态参与到我的生活。但是,学习能力、感知能力乃至决策能力在一些机器人身上已有体现。
这些科幻能实现吗?就像电影结尾的台词:“人类的勇气可以跨越时间,跨越当下,跨越未来。”
科幻就是激发这份勇气的力量,让我们共同期待更多科幻走进现实。