有哪些科幻作品里常见,但现实里却令人一筹莫展的科技?
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王大锤之盾
人体冷冻技术,各种科幻电影中太空旅行的必备技术。首先我们得区分开“人体冷冻“与“尸体冷冻”,前者是活着时候冷冻,然后特定时间复活,后者是已经死了,希望以后有起死回生的技术再复活。理论上由于人体里有太多种不同细胞了,而每种细胞适合的降温速度不一样,过快降温会破坏细胞结构,再者常用的低温保存剂也是有毒的。但是值得一提的是,像树蛙,鱼类,线虫等生物,都可以被高程度冰冻后“复活”。
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美国队长
天基动能武器,《特种部队:全面反击》中伦敦再次被摧毁了...默哀...这种武器的原理是在太空轨道上抛掷下一个耐热金属棒,依靠重力势能转化为的巨大动能,以极高的速度砸入地面并释放巨大的能量。十分充满暴力美学的武器。传说美国想要研制的“上帝之杖”系统就是这样的武器(应该是谣言)。考虑到能量守恒,送上去花费的能量消耗是极其恐怖的,基本无法实现也没有价值(还不如运核弹上去)。
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天基动能武器
人工重力,是指在太空或自由落体的环境下对地表重力效果的模拟。在科幻电影中,只要稍加留意,就会发现大多数的大型航天器都有一个巨大并旋转着的轮形结构,这其实是在利用旋转产生的离心力来制造人工重力。虽然原理简单,实现起来却又并不容易,至少目前还没有实际应用。
在科幻作品当中,有很多非常常见的内容,以至于在读者当中已经耳熟能详……但是,在现实生活中,这些内容却是暂时无法实现的。
比如,科幻作品当中的星际飞行。
在科幻作品当中,经常有星际飞行的情节。……驾驶宇宙飞船,从一个星球飞行到另一个星球。
在现实生活中,目前的科技水平还无法实现这一点。
再比如,能量护盾。
在科幻作品当中,会有能量护盾这种虽然无形,但是防护效果超强的存在。
但是,在现实生活中,我们目前的科学技术水平还制造不出来这种能量护盾。
还有,飞行器空中悬浮。
在科幻作品当中,无论是飞船还是其他飞行器,可以在空中自由悬浮。
在现实生活中,虽然我们已经有直升机这类飞行器,但是像科幻作品当中那种轻松实现悬浮的飞行器却还没有出现。
此外,还有与外星人交流。
在科幻作品当中,我们可以与外星人顺畅交流……或者我们懂外星语言,或者外星人能够使用我们的语言与我们交流。
但是在现实生活中,我们的科技水平甚至连与地球上的其他生物的交流都无法实现,更不要说与外星人交流了……
但是,虽然上述几类科技在现实生活中无法实现,但却不影响我们欣赏科幻作品,更不影响我们对科幻作品的评价。……因为,科幻作品本身就是超越现实的存在。……对于科幻作品来说,对上述科技的描述都是我们认为合理的存在,我们是认可的……
在《三体》中不止一次提到了头盔感应技术,还有一种“智子”机器人非常强大。在我们现在看来,就是大家常说的VR技术,进入到AI智能后,这就是典型的虚拟现实。这个目前还有待开发,但是已经有很多动漫,小说,电视剧运用了这种题材,备受欢迎,可想而知,这种技术多么被人期待。3. 无线充电技术
在《三体》中,这种无线充电技术指的是远距离,长时间,高能量的充电技术,在我们现在这个时代,我们可以实现短距离的充电,但是像小说《三体》中描述的那种充电技术还有待开发。并且,目前的无线充电技术大部分还是运用在手机上面,如果这项技术能够高效运用在电脑,电动车,充电小轿车上,那未来的生活会更加的便利!
事实上,无论是核裂变、核聚变、虚空堆、人造奇点、曲速引擎,任何动力系统只要功率达到一定程度,都会导致散热器庞大到设计师无法容忍的程度,因此它们的功率在物理上是存在上限的,并不是作者随便编个数就可以了。但是几乎所有作者都会不自觉的为自己“设计”的飞船或其他东西设想一个强大到离谱的动力系统。
举几个例子吧:
根据热力学第二定律,热机的热效率等于热机入口温度与出口温度的温差与热端温度的比值。比如如果有一个热机的入口温度为1200k,出口温度800k。那么它的热效率就是(1200-800)/1200=33%。如果它的热功率是100MW,那么有效功率就是33MW,废热功率67MW。
所以要想提高热效率,或者说在在热功率一定的情况下提高有效功率,要么提高热端温度,要么降低冷端温度。提高热端温度,受到很多限制,例如材料的耐热能力,高温高压下结构的承受能力。一般人不太注意的还有水在高温高压下的化学性质是很活泼的,比如核反应堆使用的锆合金就会在高温下和水发生反应,于是它的一回路水温度最多也就不到600k,这就造成核电的蒸汽轮机热效率明显比火电要低。由于材料的热力学和力学性能最终受到分子间化学键强度的限制,不管你发挥什么样的想象,最多也就是3000k多一些。冷端温度方面,在地球上的热机一般都在比水的沸点略高,也就是400k左右。实际上是用整个地球大气层作为散热器。但是在真空中,就只能通过热辐射进行散热。但是这里又有一个黑体辐射定律:
热辐射功率和散热器的温度的4次方成正比。
于是就产生了一个完全反直觉的推论:在总的热功率一定,热端温度一定的情况下,效率越高,冷端温度越低,需要的散热器越大。反过来如果你要限制散热器大小,最后就会发现整体的功率有一个远比你想象的要小得多的上限。
比如说如果有一个热功率10MW的空间堆,高温端1200k,低温端800k,热效率33%,有效功率3.3MW,废热功率6.7MW。它的散热器面积大约要达到300平方米(天和号的太阳帆板才67平米)。但是如果你想要把热效率提高到50%,有效功率提高到5MW,废热功率减少到5MW。那么散热器温度就需要降低到600k,而散热器则需要放大到800多平米才能把废热散发出去。
几百平米的散热器已经让人难以接受了,但是无论3.3MW还是5MW的功率其实都是很小的。这种功率用于等离子发动机大约只能产生200牛顿左右的推力。
电影里太常见了,甚至我们都觉得毫无技术含量的。
比如成龙演过一部电影叫燕尾服。还有钢铁侠,蜘蛛侠,蝙蝠侠,还有带翅膀的那些侠,那些靠穿上一件衣服就力大无穷,又能扫描又能追踪,激光眼,刀枪不入,还能发射各种武器。
日本某机构做过一套人体仿生外骨骼,只是模仿一个手臂和五只手指。你做什么动作,机械手臂就和你做完全一样的动作。确实能举起重物之类的。但那个手臂的发动机重达几吨,整个设备加起来跟台挖掘机差不多大。
你想在人的身体外围这么狭小的空间,实现这些功能,理论上材料和发动机都不可能实现。
是理论上无法实现,技术上更无法实现。
可控核聚变只是,理论上可以实现,技术上无法实现。