從《太空旅客》中走來的超科技明星

梅樹

飛船休眠倉

影片中最重要的道具顯然非休眠倉莫屬了，因為所有的情節(jié)都是從它出現(xiàn)故障開始的。那么，現(xiàn)實世界中，我們是否已經(jīng)擁有了建造休眠倉的技術(shù)呢？

休眠倉這個設(shè)備在很多科幻電影中都出現(xiàn)過，大致原理是宇航員進(jìn)入太空之后，飛船由計算機(jī)自主駕駛;然后，他們便進(jìn)入休眠倉，通過緩慢降低身體的溫度實現(xiàn)低溫休眠。簡而言之，就是把宇航員“凍”起來——通過休眠倉精確控制溫度，他們的新陳代謝接近于零，同時，通過靜脈滴注營養(yǎng)液等手段維持身體所必需的養(yǎng)分。

由于休眠倉是提前設(shè)定好的，一旦即將到達(dá)目的地就會自動升溫，從而把宇航員喚醒。此外，休眠倉還有一大好處：人一旦進(jìn)入其中，休眠期間可以逃離時間從而不會變老。也就是說，你進(jìn)去時是多大的生理年齡，被喚醒之后，身體機(jī)能仍然保持在那個年齡。

聽起來令人心動，然而，現(xiàn)實中并沒有這樣的休眠倉，我們也還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能實現(xiàn)對人體的休眠以及喚醒。雖然現(xiàn)在我們的低溫保存細(xì)胞技術(shù)已經(jīng)取得了比較大的進(jìn)步，但是，眾所周知，我們的身體大約75%都是水分，隨著溫度降低至冰點(diǎn)，細(xì)胞內(nèi)的水在結(jié)冰的過程中無疑會損傷細(xì)胞核以及細(xì)胞的其他機(jī)能。所以，目前冷凍以及喚醒人體的技術(shù)還面臨很大瓶頸。

另外，所謂的休眠倉技術(shù)在倫理上也存在很大問題。一旦技術(shù)成熟，一名宇航員在太空旅行中“凍”上幾十甚至上百年。當(dāng)他回到地球時，其外貌、生理機(jī)能等“仍是少年”，讓他已經(jīng)老去的兄弟姐妹或者是兒子女兒如何面對呢？

星際通信技術(shù)

當(dāng)男主角吉姆發(fā)現(xiàn)整個飛船僅自己一個人醒來，他意識到，還要飛行90年才能到達(dá)目的地，彼時他可能已經(jīng)死掉了。于是，他迫不及待地聯(lián)系了飛船擁有者“家園集團(tuán)”的客服。

然而，當(dāng)吉姆把信息錄制好發(fā)出去之后，計算機(jī)告訴他說：“信息將在19年后抵達(dá)地球，最快55年后收到回復(fù)。”為什么吉姆跟地球聯(lián)系需要這么長的時間呢？

我們就按影片的設(shè)定，吉姆乘坐的宇宙飛船速度是光速的一半，他意外醒來時，飛船走了30年，也就是大約走了15光年。吉姆此時發(fā)送的信息如果也能達(dá)到光速，那么一來一回就需要30年時間。而這30年里，飛船仍然在向前飛行，大約還會前進(jìn)15光年，而光速的信息傳過來又需要7.5年。也就是說，地球反饋給吉姆的信息大約需要30+15+7.5=52.5年。因此，影片中計算機(jī)告訴吉姆，大約需要55年才能收到回復(fù)，基本符合影片設(shè)定的邏輯。

那么，在現(xiàn)實中，我們的宇宙飛船與地球聯(lián)系需要多久呢？我國大名鼎鼎的“嫦娥四號”在月球背面通過“鵲橋號”中繼衛(wèi)星，利用無線電波與地球進(jìn)行通信。無線電波在空氣中的傳播速度略小于光速，我們通常認(rèn)為近似等于光速。“嫦娥四號”先把信號傳到“鵲橋號”，然后由它傳到位于佳木斯的測控站，最后再傳給北京的指揮中心。由于路途遙遠(yuǎn)，“嫦娥四號”與北京的通信延遲最少在12.7秒，來回就是25.4秒左右。

說了無線電波，再來看看激光。無線電波在長距離傳播時，趨向于變?nèi)?，并且容量有限，而激光是紅外線光束，它在太空中傳播的距離比無線電波長得多。因此，世界上一些航天大國已經(jīng)在開展激光通信的研究和應(yīng)用了。比如，美國航空航天局計劃在2022年進(jìn)行測試的，正是基于激光波束通信的“靈魂”計劃。

全息投影技術(shù)

影片中，男主角吉姆在嘗試喚醒飛船上的工作人員失敗后，又嘗試重新進(jìn)入休眠倉休眠，也沒有成功。于是，他只能獨(dú)自一個人在飛船上生活。不過，飛船上的生活也不是特別乏味，不但能吃各種料理、看電影、打籃球、游泳，甚至還能與全息影像的街舞對手一決高下。

后來，他把女主角奧羅拉喚醒，奧羅拉也是跟著全息投影的街舞高手學(xué)跳舞之后，才漸漸變得樂觀起來的。什么是全息投影技術(shù)？我們現(xiàn)在又是否能實現(xiàn)這種神奇的技術(shù)呢？

“全息”來自希臘文字holo，含義是“完全的信息”。全息投影技術(shù)屬于3D技術(shù)的一種，是指利用干涉原理記錄并再現(xiàn)物體真實的三維圖像的技術(shù)。簡單地說，就是通過某種方式把一個物體的外觀、顏色以及運(yùn)動軌跡、空間位置等諸多信息都記錄下來，那么畫面就將呈現(xiàn)出3D效果，我們就可以得到這個物體的全部信息，而這種方式也就是所謂的全息技術(shù)。1947年，英國匈牙利裔物理學(xué)家丹尼斯·蓋伯發(fā)明了全息投影技術(shù)，他也因此獲得了1971年的諾貝爾物理學(xué)獎。如今，我們常見的所謂全息投影的實現(xiàn)主要依靠煙霧投影、水幕投影、全息膜投影以及空氣投影和交互技術(shù)等方式來實現(xiàn)。

其中，空氣投影和交互技術(shù)利用的是海市蜃樓原理：將圖像投射在氣流形成的墻上產(chǎn)生層次和立體感很強(qiáng)的圖像。全息膜投影技術(shù)需要在環(huán)境比較黑暗的地方才能實現(xiàn)，并且觀眾還需要在特定的角度，也就是全息膜的前方才能看到立體畫面。而煙霧、水幕投影在成像效果上還不理想。不過，這些技術(shù)無一例外都要利用到投影介質(zhì)，或者是氣體墻，或者是煙霧、水幕，甚至是膜。

實事求是地說，目前我們所見到的全息投影技術(shù)不但不屬于真正的全息技術(shù)，與電影中展示的也存在很大的差距。因為影片中，全息投影技術(shù)不需要任何介質(zhì)就能在空氣中展示出立體影像。那么，我們能否實現(xiàn)真正的全息技術(shù)呢？

理論上說是可以的。通過空氣中的電離作用制造光的折射，或通過激光爆炸效應(yīng)，都可以制造真實立體的全息影像。但這兩種方式不但成本過高，成像效果也非常不理想。因此，目前真正的全息技術(shù)離我們的生活還有很長的一段距離。