截至1月30日，備受矚目的國(guó)產(chǎn)科幻電影《流浪地球2》已上映9天，總票房破26億，在網(wǎng)絡(luò)上引發(fā)諸多熱議。

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《流浪地球2》中出現(xiàn)的科技產(chǎn)業(yè)，在現(xiàn)實(shí)世界中發(fā)展到了何種階段？科技離現(xiàn)實(shí)還有多遠(yuǎn)？

如何建造太空電梯？量產(chǎn)碳納米管是前提

在《流浪地球2》中，首個(gè)激動(dòng)人心的畫面就是主角乘坐太空電梯升空的片段。

《流浪地球2》中的太空電梯 來(lái)源:官方預(yù)告片截圖

中國(guó)科學(xué)院物理研究所研究員、科學(xué)顧問(wèn)梁文杰在《流浪地球2》主創(chuàng)團(tuán)隊(duì)B站直播中表示，太空電梯的設(shè)想從提出到現(xiàn)在已經(jīng)100多年，之所以一直沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，最主要的障礙是材料，“太空電梯必須處于三萬(wàn)六千公里的高空同步軌道，才能實(shí)現(xiàn)和地球一起轉(zhuǎn)，但能夠拉起三萬(wàn)六千公里的纜索，該材料的強(qiáng)度要達(dá)到鋼鐵的60倍，沒(méi)有任何一個(gè)材料能達(dá)到該要求，直到20世紀(jì)90年代發(fā)明了強(qiáng)度達(dá)到鋼鐵100倍的碳納米管?！?/p>

需要注意的是，要想建造太空電梯，光有碳納米管還不夠，還需要批量制備出具有宏觀長(zhǎng)度并且具有理論力學(xué)性質(zhì)的碳納米管——單根長(zhǎng)度達(dá)到米級(jí)甚至公里級(jí)以上。

梁文杰提到，太空電梯線纜可能材料“碳納米管”在現(xiàn)實(shí)中已在中國(guó)成功研制，中國(guó)科學(xué)家用了二十年時(shí)間，從一微米長(zhǎng)的（碳納米管）到一毫米再長(zhǎng)到一米，但距離三萬(wàn)六千公里還差很多。

外骨骼機(jī)器人 現(xiàn)實(shí)中已有應(yīng)用

《流浪地球》中，主角團(tuán)隊(duì)執(zhí)行任務(wù)時(shí)使用了外骨骼機(jī)器人，《流浪地球2》中，外骨骼機(jī)器人也廣泛應(yīng)用在運(yùn)貨、救援中，甚至主角之一王智飾演的韓朵朵還使用外骨骼手臂給了反派“致命一擊”。

據(jù)了解，《流浪地球2》電影中出現(xiàn)的部分外骨骼機(jī)器人來(lái)自國(guó)內(nèi)企業(yè)傲鯊智能，傲鯊智能方面對(duì)新京報(bào)貝殼財(cái)經(jīng)記者表示，電影外骨骼的現(xiàn)實(shí)版已在多個(gè)場(chǎng)景中落地，全身外骨骼也已在小批量生產(chǎn)，后續(xù)將推出民用產(chǎn)品，其外骨骼機(jī)器人已經(jīng)在汽車、航空、電力、礦山、銀行、建筑等場(chǎng)景中落地。

外骨骼機(jī)器人 圖片來(lái)源：傲鯊智能

貝殼財(cái)經(jīng)記者了解到，目前外骨骼機(jī)器人仍處于行業(yè)發(fā)展初期，一些已商業(yè)化的外骨骼產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)主要運(yùn)用在康復(fù)理療、助力行走等方面。北京冬殘奧會(huì)時(shí)，還有殘疾人火炬手分別借助上肢和下肢助力外骨骼進(jìn)行了火炬?zhèn)鬟f。

今年1月18日，工業(yè)和信息化部等十七部門印發(fā)了關(guān)于“機(jī)器人+”應(yīng)用行動(dòng)實(shí)施方案的通知。其中明確提到了對(duì)發(fā)展外骨骼機(jī)器人的支持。

貝殼財(cái)經(jīng)記者注意到，目前國(guó)內(nèi)從事康復(fù)機(jī)器人研發(fā)的公司包括傅利葉智能、程天科技、北京大艾機(jī)器人等?？拼笥嶏w也曾在其2022年年會(huì)上公布具有康復(fù)訓(xùn)練功能的外骨骼機(jī)器人“已經(jīng)研發(fā)出原型機(jī)”，未來(lái)約在2023-2025年實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)運(yùn)動(dòng)功能研發(fā)的自適應(yīng)行走外骨骼機(jī)器人，幫助行動(dòng)不便的老年人或殘疾人自主獨(dú)立行走。

高禾投資研究中心2022年年中發(fā)布研報(bào)稱，外骨骼機(jī)器人行業(yè)的融資輪次仍然處于早期階段，C輪后的融資則屬于鳳毛麟角，充分說(shuō)明該賽道依然處于商業(yè)化爆發(fā)前期，大部分企業(yè)仍然處于創(chuàng)業(yè)研發(fā)期。

量子計(jì)算機(jī) 達(dá)到通用仍有距離

《流浪地球2》對(duì)于在劇集1、2部中均起到?jīng)Q定性作用的人工智能MOSS的起源也做了詳細(xì)的描述，MOSS的前身是從550A開始研發(fā)的系列量子計(jì)算機(jī)。

《流浪地球2》中的量子計(jì)算機(jī)MOSS 來(lái)源:官方預(yù)告片截圖

中科院院士、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦教授曾在接受新京報(bào)貝殼財(cái)經(jīng)記者采訪時(shí)表示，目前我國(guó)在量子領(lǐng)域的整體研究水平處在國(guó)際第一梯隊(duì)的位置，量子科技多應(yīng)用在國(guó)防領(lǐng)域，如果未來(lái)通用量子計(jì)算機(jī)得到了廣泛應(yīng)用，對(duì)醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、人工智能等行業(yè)都會(huì)產(chǎn)生重大影響。不過(guò)，他也坦陳，量子科技距離實(shí)用化還有一定的距離。

2021年5月7日，由中國(guó)科技大學(xué)開發(fā)的66量子比特的“祖沖之號(hào)”實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算優(yōu)越性，計(jì)算復(fù)雜度比谷歌“懸鈴木”提高了6個(gè)數(shù)量級(jí)。2016年8月16日“墨子號(hào)”發(fā)射，這也是由我國(guó)完全自主研制、世界上第一顆空間量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星。

中國(guó)科學(xué)院院士、量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星工程常務(wù)副總設(shè)計(jì)師王建宇去年11月接受新京報(bào)貝殼財(cái)經(jīng)記者采訪時(shí)表示，量子通信實(shí)際上是給通信提供一個(gè)密碼，它自己并不代表通信本身的信息，而是現(xiàn)有通信技術(shù)的補(bǔ)充，“目前國(guó)家正在多方面進(jìn)一步支持，前段時(shí)間，我們又發(fā)了一個(gè)價(jià)格比較低的?。ㄐl(wèi)）星就是為應(yīng)用準(zhǔn)備的，其實(shí)全世界也都在做。”

王建宇表示，量子計(jì)算和通常意義上人們談的計(jì)算在理解上不一樣，“不能完全用常規(guī)的、舊有的觀點(diǎn)去看量子計(jì)算。目前，量子計(jì)算在一些特例問(wèn)題上非常厲害，但達(dá)到通用計(jì)算還是有很長(zhǎng)的路要走”。

行星發(fā)動(dòng)機(jī) “燒石頭”的可控核聚變裝置難以實(shí)現(xiàn)

《流浪地球》系列中一個(gè)最重要的技術(shù)就是能夠推動(dòng)地球的行星發(fā)動(dòng)機(jī)，其在現(xiàn)實(shí)生活中的技術(shù)原型是可控核聚變裝置。

核聚變是兩個(gè)較輕的原子核聚合為一個(gè)較重的原子核，并釋放出能量的過(guò)程。理論上，只要有幾克反應(yīng)物，就有可能產(chǎn)生萬(wàn)億焦耳級(jí)別的能量。自然界中最容易實(shí)現(xiàn)的聚變反應(yīng)是氫的同位素，即氘與氚的聚變。由于氘在地球的海水中含量豐富，因此如果實(shí)現(xiàn)可控核聚變技術(shù)，人類將擁有取之不盡的清潔能源，這也是現(xiàn)實(shí)生活中可控核聚變受到廣泛關(guān)注的原因。

目前，人類對(duì)可控核聚變的研究主要分慣性約束和磁約束兩類，位于安徽合肥中科院等離子體所的東方超環(huán)（EAST）核聚變裝置就是一種托卡馬克磁約束裝置。2021年5月28日，中國(guó)的“人造太陽(yáng)”EAST創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄，成功實(shí)現(xiàn)可重復(fù)的1.2億攝氏度101秒和1.6億攝氏度20秒等離子體運(yùn)行，將1億攝氏度20秒的原紀(jì)錄延長(zhǎng)了5倍。

在慣性約束裝置方面，2022年12月13日，勞倫斯·利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(LLNL)宣布在可控核聚變研究方面取得了“里程碑式”突破，首次成功在核聚變反應(yīng)中實(shí)現(xiàn)凈能量增益，即可控核聚變反應(yīng)產(chǎn)生的能量超過(guò)驅(qū)動(dòng)反應(yīng)發(fā)生的激光能量也受到了廣泛關(guān)注。

不過(guò)，可控核聚變裝置距離實(shí)際應(yīng)用仍然存在很大的技術(shù)壁壘，這是因?yàn)樯虡I(yè)化應(yīng)用還存在能量轉(zhuǎn)化效率等諸多問(wèn)題?！皬拇舜渭夹g(shù)突破到可控核聚變技術(shù)商業(yè)化應(yīng)用的距離，就好比從用實(shí)驗(yàn)證明通過(guò)機(jī)翼的氣流可以產(chǎn)生一點(diǎn)升力到真正從地面起飛，值得慶祝，但并沒(méi)有解決無(wú)數(shù)其他科學(xué)、技術(shù)和設(shè)計(jì)問(wèn)題?！奔~約大學(xué)新聞學(xué)教授、科普作家查爾斯·塞弗發(fā)文稱。

編輯 徐超

校對(duì) 柳寶慶