今年是電影誕生120周年,無數科幻電影曾對未來充滿幻想。如今,我們已身在當年幻想的未來之中。時光網以「回到未來」三部曲為起點,將電影與科技連線,看看哪些神預言已成真。
編輯|季小文
1985年開始上映的「回到未來」三部曲 ,今年迎來了30周年。在1989年的《回到未來2》裡,主角乘坐汽車改裝的時間機器穿越到2015年,也就是今年。我們不知不覺就生活在了「未來」。
一部經典電影總會在不同時期、不同場合下被偏重不同的解讀。就像《回到未來》的劇本當初拿給迪士尼時,被說成是一部「母親愛上兒子」的電影而被拒,這個系列在今年被解讀得最多的是它到底預言對了多少未來。
當年環球影片公司的主席認為片名帶「未來」二字的電影必定不會成功,今天這一系列跟未來主義文化緊密聯繫在一起。我們從未如此關心未來,因為我們從未像今天這樣生活得離未來如此之近。
這是我們的美好錯覺還是真正的夢想成真?在這裡,我們以「回到未來」三部曲為起點站,去給科幻電影裡的「未來預言」和今天的科技文明做一個連線,用不同領域的分類方法來梳理我們所在的「未來坐標」,並篩選出最接近成真的代表性坐標。由於有很多領域是交叉領域,所以你看到的分類不是一刀切的分類,有些技術也同時屬於其他類別。
人機互動是反映人與技術關係的最關鍵環節,它讓人這個最精密的智能體和機器的自動控制系統組成一個更大的自反饋迴路,這是一種1+1>2的組合方式。我們常常用「人的延伸」來比喻機器,實際上機器不僅僅是人的延伸,而且是人的「放大器」,反之亦然。未來的方向就是人與機器界限的不斷打通。如果要為未來坐標選擇一個具有代表性的坐標軸,人機互動技術理應勝任。
值得驕傲的是,在這一軸上,我們已經牢牢地佔據了未來。
《回到未來2》中的智能手錶、智能眼鏡VS《碟中諜4》中的智能隱形眼鏡
《回到未來2》裡想像的2015年科技,被很多文章拿來和今天對比一番,最令人印象深刻的就是穿戴式智能裝備。博士的智能手錶和馬蒂的智能眼鏡我們都感覺再親切不過,因為這兩類產品都剛剛點燃了商品化的浪潮。無論是打電話還是看電視,在這個平臺上,任何可想到的功能都可能實現。
過去我們喜歡談論具體功能,現在我們喜歡談論平臺。老007電影和《國產凌凌漆》這些老派間諜片中的裝備,多是各種功能的巧妙組合和錯位,即使再高度集成,也不過是「要你命3000」的工業設計版。而到了新時代,集成化在電子電路層面就已經完成了大部分,這對科幻片和反映超前科技的間諜片也提出了更高要求。《碟中諜4》中的智能隱形眼鏡可以疊加顯示信息、採集圖像、傳給計算機進行人臉識別,《赤焰戰場》中也有類似的隱形眼鏡,它們在具有強大功能的同時,本身又是更多智能設備中的一環。
Facebook旗下的Oculus公司研發的Oculus Rift頭盔等頭戴式產品以及蘋果手錶Apple Watch
看看我們的現實世界,谷歌眼鏡雖然受挫,但是隨後微軟宣布的現實增強眼鏡HoloLens又讓世界為之一振,加上懷著雄心又一次想開創一個時代的蘋果手錶Apple Watch,還有Facebook旗下的Oculus公司研發的Oculus Rift頭盔等頭戴式產品,耐克的智能運動鞋和2015年推出的復刻「回到未來」的自動繫鞋帶智能高幫運動鞋——這些產品將我們帶入一個大數據時代,智能設備時刻不離身,我們日常生活的一舉一動都化作數據,而且被數據反饋。
左上:三星公司的Galaxy S系列平板電腦VS蘋果iPad;左下:《2001:太空漫遊》中出現的平板;右上:上世紀60年代的「星際旅行」中的平板電腦;右下:2009年「星際迷航」的新版平板電腦PAD。
2011年,在蘋果公司指控三星公司的Galaxy S系列平板電腦抄襲iPad的案件中,三星公司搬出了一個很科幻的理由來反駁:類似的平板設計早在《2001:太空漫遊》中就有了。換一個角度說,我們追趕上了《2001:太空漫遊》的一些未來。其實早在「星際旅行」系列裡,和我們的平板電腦沒多大差別的PADD(Personal Access Data Display,個人數據訪問顯示設備)從上個世紀60年代起就一直出現在熒幕上了。
類似的還有各種形狀不同的小型手持設備,手機是我們最熟知的。它們和穿戴式智能設備有著類似的發展水平。在這兩個領域裡,我們可以說已經是玩轉了未來。為什麼在這兩個方面我們取得了如此大的優勢?很重要的一個原因是雲端計算的發展。我們今天已經不用等上幾十年,等埃尼阿克計算機小到能夠裝進口袋,也不用絞盡腦汁把搜尋引擎放進手機裡,我們通過手機、平板、智能手錶就能訪問雲端的計算資源和數據。機器與人的迴路被拓展、拉長,交互界面變得越來越精巧。我們通過一條捷徑完成了對未來的「超車」。
《少數派報告》體感控制與《安德的遊戲》中的體感控制
體感技術是科幻電影裡的常見元素。大家對《少數派報告》裡炫酷的手勢操作界面一定印象深刻,這部科幻電影設定了認真而細節豐富的未來,穿透顯示屏拍攝的畫面讓人和科技疊加的意味更加濃重。在《安德的遊戲》中,安德在最終戰役裡用手勢控制整個人類太空艦隊群,這大概算是電影史上最恢宏的體感操作了。體感技術是指捕捉人的身體動作來控制機器的技術。正如自然語言編程是人類理想中的編程方式,體感技術也是一種理想的最貼近自然的人機互動方式(但不是適合所有場合),它滿足了人類人機合一、我就是機機就是我的夢想,是人機工程學的「極樂之境」。
Omni遊戲體感跑步機
除了我們上面說到的智能眼鏡、頭盔包含體感技術,現在已經實現的,還有手勢、身體控制的Kinect、Leap Motion等體感設備,可記錄跑步動作的Omni遊戲體感跑步機,感應肌肉電流的智能臂帶Myo;尚處於概念階段的技術,包括谷歌的超短波雷達體感識別技術,新創公司UltraHaptics則希望通過超聲波模擬出三維觸感。這些技術都還不盡完善,但人機互動設備正在以全方位的產品線、齊頭並進的技術路線跑步進入商品化時代。可以預見,這些先驅者很大部分會被歷史淘汰,但這中間無疑包含了你會在50、100年後看到的人機互動技術的火種。
《王牌特工》增強現實技術
增強現實技術是在現實層面上疊加數字信息並可以交互的技術,它把現實世界和數字世界融合在同一個界面上。如果說體感技術提供了「自然操作技術」,那麼增強現實技術就提供了「自然顯示界面」。在《王牌特工:特工學院》中我們看到,通過數字眼鏡,在世界各地工作的特工齊聚在會議桌周圍,牆上普通的圖畫也變成帶有電子標註的數字地圖。更逆天的科技在「飢餓遊戲」第一和第二部中,競技場裡不僅可以被疊加上圖像、聲音,甚至還可以製造出實體,這可算是「實體增強現實技術」。
微軟HoloLens
我們可以看到,增強現實技術是一種彈性很大的技術,它可以在普通的簡單設備上實現,比如一個帶攝像頭的手機,早些年就已經有這方面的應用軟體,比如在街景上標註出方位、餐飲信息。增強現實技術也可以在更高端的設備上大顯身手,微軟的HoloLens眼鏡的宣傳片裡就展示了投射新聞信息流、玩模擬遊戲、輔助3D建模、協助模擬登陸火星場景等功能。增強現實技術與虛擬實境技術相近,也有著相似的命運。
感官遊戲》裡虛擬的遊戲空間通過神經系統與玩家聯結。《創戰紀》裡主角可以將意識上傳電腦,進入虛擬的電子世界
虛擬實境技術是科幻中賽博朋克題材必不可少的世界觀基礎。簡單地說,虛擬實境技術就是虛擬了現實的各種感知維度的技術。增強現實技術和虛擬實境技術都有一個比喻,叫「沉浸式」技術。顧名思義,在這裡現實和虛擬的界限開始模糊,人類用於欺騙自己大腦的技術開始攫獲自己的心靈。《感官遊戲》裡虛擬的遊戲空間通過神經系統與玩家聯結。《創戰紀》裡主角可以將意識上傳電腦,進入虛擬的電子世界,如果意識在電腦中死去,就可能連身體也一同死去。「黑客帝國」系列裡人類更是身在虛擬世界中而不自知,把「缸中之腦」這個哲學思辨詮釋得讓人恐懼發寒。
虛擬實境設備 Project Morpheus
也許是幸運,也許是遺憾,我們現實中的虛擬實境技術還處在較少的維度、較低的仿真水平上。目前最成熟的虛擬實境設備以視頻和遊戲頭盔(眼鏡)為主力軍,例如HTC公司生產的Vive VR頭盔、前面提到過的Oculus Rift頭盔、三星製造的Gear VR、還未現真身的Magic Leap、索尼開發的支持PS4的Project Morpheus。這些設備暫時只能提供視覺、聽覺這二個維度的虛擬感受,有的可以配合控制器。而體感手套、衣服都還在概念實驗階段,還很粗糙。這離科幻電影裡時常出現的視覺、聽覺、味覺、嗅覺、觸覺、姿態、加速度等全方位模擬還有很大距離,人機接口上也是以模擬出來的信號和人的感覺器官溝通,而不是科幻中設想的以生物電信號直接和人的神經系統溝通。
但是,從這些繁多的產品名錄就可以感受到,一個時代正在開啟。如果做一個比喻,現在還相當於虛擬實境技術的原始時代,但是這個技術有一個航天、新能源等技術沒有的巨大優勢——它天生是市場的寵兒。有了市場這個巨大的推手,虛擬實境技術將會以令人吃驚的速度把我們帶向未來。
人工智慧是人類造物的最高追求。類比自然世界,如果說生命的誕生是自然界的第一個大飛躍,智能的誕生是第二個大飛躍,那麼對人類文明來說,機器的誕生就可以說是第一個大飛躍,而(強)人工智慧的誕生將是可以比擬人類誕生的第二個大飛躍。它標誌著人類卸下了自己萬物之靈的榮耀,也創造了自己居身上帝的榮耀。在整體上,科幻中人工智慧的現實實現程度還很低,但是大多數該領域的專家都認為,具有心智的強人工智慧將在幾十到一百多年內誕生(這幾乎就相當於奇點時代的來臨)。無疑我們正在創造未來。
《超能查派》中,查派看見它的創始人
還記得這些熟悉的橋段嗎,潛逃者在人群中一露臉,監視系統就能迅速識別、鎖定;把犯罪嫌疑人的照片輸入計算機,就能在資料庫中迅速匹配出他的資料。這樣的情節我們在很多電影裡都見過,例如「終結者」系列、「機械戰警」系列、《少數派報告》、《碟中諜4》。
圖像識別是一個「簡單複雜任務」。說它簡單,是因為每一個未受訓練的人類都可以輕易快速地辨識圖像和不同人的面孔,雖然能力有差異,但是再差勁的人也比目前最強大的計算機和算法執行這個任務要輕鬆得多(「輕鬆」主要是指對複雜情況的適應能力);說它複雜,是因為它難倒了一代又一代計算機科學家,它依賴複雜的算法和大量的運算資源。
解決這個困境有兩條路,一條是繼續沿著經典的馮·諾依曼結構計算機的路上狂奔,改進算法,例如深度學習算法的發展,讓識別準確率有了一個飛躍;另一條路是研究人工神經網絡計算機,模擬大腦的網絡結構,對計算機進行訓練,這條路還在探索中,神經網絡計算機已經在某些解法上展現出極高的效率。目前採用前一種技術的成熟的人臉識別系統已經可以在理想環境下達到90%以上的識別準確率,而更容易的圖像特徵匹配,我們在谷歌圖片搜索中就經常用到。
《星際穿越》中,機器可以實現自然語言理解,可以與人對話
幾乎所有的人工智慧電影中都可以看到自然語言理解的功能——只要人要和機器說話——從《2001太空漫遊》到《鋼鐵俠》到《月球》到《星際穿越》。機器不光能理解語言,還有幽默感(《星際穿越》中能設定幽默等級),甚至還能創造新的語言元素。
這種逆天科技在現實中還處在幼兒園階段,只能算是自然語言「處理」。它和圖像識別有著類似的情況,還要困難一些,因為「理解」與「心智」相關。在強人工智慧誕生之前,對語言的語義進行算法分析也許是唯一的方法。我們能實現的程度,蘋果設備上的智能語音助手Siri就是一個很好的例子,它最初就源於文字聊天軟體。
另外,我們也早就在MSN、QQ上調戲過具有一定自然語言處理功能的聊天機器人。我們最常使用的搜尋引擎,就需要用到複雜的自然語言處理算法,分析出我們想要的信息,以及我們沒想到但是可能有用的信息。這種處理算法強大但並不完美,所以我們有時會對搜索到的結果大為讚嘆,有時又會覺得滑稽搞笑。不過你完全可以把這當作搜尋引擎的萌點,等到了機器都變聰明的時代,人們說不定又會懷念起古董機器的呆萌來。
電影《人工智慧》中的專家系統Tails
專家系統簡單來說就是你想解決問題它就能告訴你答案的系統,經過了幾代發展,它已經從最初的專門型專家系統發展出了現在的綜合型專家系統。科幻電影裡最直觀的就是《人工智慧》裡那個告訴大衛去哪裡尋找藍仙子的神奇電腦,它自我誇耀說任何問題它都知道答案。此外,輔助決策系統,例如《絕密飛行》裡的人工智慧戰鬥機的電腦、「終結者」系列裡的天網系統,也是一種專門類型的專家系統。
IBM超級電腦沃森在「Jeopardy!」智力問答比賽上
在現實中,科學、工程學、醫學、軍事等專業領域的專家系統早已應用廣泛。日常應用裡,蘋果的Siri可算是綜合型專家系統的一個簡化例子,它能告訴你這條街上有什麼吃的,也能告訴你明天的天氣,還能回答你一些無聊的問題。2011年,IBM的超級電腦沃森在「Jeopardy!」智力問答比賽(一個為人類設計的比賽)中以絕對優勢戰勝人類,成為當年最拉風的人工智慧,可見專家系統已經具有相當強的應用能力。確實,沃森在一戰成名後很快找到了工作,成為了美國醫療系統的專家系統。專家系統不是一個孤立的領域,它和別的領域有很多可以復用的資源,比如網際網路這個巨大的知識庫,搜尋引擎的數據挖掘技術,自然語言處理技術,因此別的領域取得的成果都會給它帶來巨大的推動。
《機器管家》中的類人機器人
這是人工智慧的形象代表。我們從小幻想的機器人就是上得了講堂,下得了廚房,開得了飛機,打得了流氓,它即是我們的保鏢,又是我們的伴侶,除了不是人類,它們什麼都是。《我,機器人》裡的桑尼可以開車、格鬥,《人工智慧》裡的喬可以成為情人,《機器紀元》裡的機器工人可以搬磚,《機器管家》裡的安德魯甚至可以把自己改造成人。
日本仿人機器人ASIMO
類人機器人的設計通常為了以下需要:它們需要融入人類的生活,操作人類的工具,代替人類做事,配合人類的感情。所以它們是類似人的通用性機器,人工智慧技術的集大成者。現在我們能做到讓機器的某一方面類似人。日本研發過歌舞機器人HRP-4C。美國貝爾實驗室推出過性愛機器人Roxxxy。每年一屆的機器人世界盃RoboCup,幾種非類人組和類人組的機器人參加近十項比賽項目,並且組別和項目還在增加,中國的球隊戰績不俗。最頂尖的代表當屬日本研製的仿人機器人ASIMO,它能夠精確模仿人類的動作,能跑能走,能上下樓梯、開瓶倒水、踢足球。
《超能陸戰隊》中的分布式人工智慧
關於分布式人工智慧,只需要舉兩個電影為例就能理解。《地球停轉之日》中,來自外星的金屬巨人可以分解成細小的納米機器,它們像蝗蟲飛散開來分解一切,同時具有著群體的行動目標。《超能陸戰隊》裡,除了搶盡風頭的萌物大白,另一個(群)機器人「小磁」,竟因為不夠萌而悲慘地淪為反派,真是讓人嘆息。哦對了,「小磁」的能力是可以組合成任意形狀統一行動。沒錯,分布式人工智慧就是一群機器分工計算、協同工作,緊密得就像一個整體。
千人機器群Kilobots
簡單的個體行為組織起來可以形成複雜的集體行為,這在人工智慧科學中是一個很重要的思路,靈感來源於自然界。螞蟻、蜜蜂都只具有簡單的神經系統,它們組成的群體湧現出精細的社會性行為;椋鳥用簡單的飛行規則組織起上萬隻甚至上百萬隻的椋鳥群共同飛行,既緊湊又不會發生「空中事故」。很早以前,機器人工程師就設計出編隊飛行、可分離組合的飛行機器人。去年,美國哈佛大學組裝了世界第一個千人機器群Kilobots,由1024個小機器人組成,在演示中,它們在紅外光指令下組成海星圖案和字母。不光是小機器人,將來,自動駕駛的汽車之間也將互相協同,組成一個巨大的智能車流。分布式人工智慧涉及到自組織、自動控制、複雜系統科學等前沿學科,現在它才剛剛打開了一點點未來。
未來實現指數:★★★☆-★★★★★
《回到未來2》3D電影
《回到未來2》裡出現的3D電影,已經不用多說了,拜《阿凡達》所賜,3D電影技術迅速普及開來,現在想找一部不是3D的電影都難。《回到未來2》裡的高質量視頻通話同樣也被我們的時代秒殺,電影沒想到的是,在2015年這個社交媒體無孔不入的時代,人們對視頻通話已經沒有多大興趣了。
《阿凡達》中的全息投影
早在《星球大戰》裡就出現過的全息投影,到《阿凡達》時已經是科幻電影的標配了。現實情況如何呢?我們在初音未來演唱會上看到的初音未來栩栩如生,這是投影在透明屏上模擬出來的全息投影效果,並不是投在空氣中的。人類目前還沒有掌握把影像投在純空氣中這種逆天的技術,現有的全息投影技術是把影像投在特殊氣體或固體上。
如果要進行精細的實時全息投影通訊,就要用到大帶寬的量子通信才夠傳輸。由於量子的多態性,量子通信可以具有極大的帶寬。量子通信技術的研究我國處於前列,進展迅速。這一個未來半可預期。
能源是文明的剛性需求,支撐了整個文明的技術形態和技術水平。走向未來,可以沒有金坷垃,但是不能沒有它。
《超驗駭客》新能源:太陽能
再也不想吸PM2.5了,也沒有外星人丟個能量立方到地球的這種好事,人類只能靠自己尋找清潔又大量的能源。太陽能自然是第一個想到的。想想《超驗駭客》那些能自動修復的太陽能電池森林,這是少有的表現科技的光明面的科幻電影。今年,全球最大太陽能飛機「陽光動力2號」到訪中國。太陽能較多用在終端設備和具體產品上,在大規模利用方面,太陽能發電(光伏發電)所佔的比例還較低,各國政府都在推動這個比例上升;太陽能電池的能量轉換效率也在逐步提升,成本在逐步降低,這使它越來越具有現實可行性。除了直接獲取能源,我們還有獲取能源產物另一條路可走,人工光合作用能利用太陽能生產出植物能生產或不能生產的產物,目前實驗室的太陽能轉化率已經達到植物水平。
《遺落戰境》核聚變能
要論太陽能的老祖宗,那就是核聚變能,太陽就是靠不斷地核聚變才維持燃燒的。可控核聚變是全球大國、大資本都在努力攻克的另一個技術山峰,它原料來源廣泛、儲藏量大,且沒有放射性汙染,是理想的未來能源。我們在太空題材科幻片裡看到的飛船發動機大多數都是核聚變發動機,比如《衝出寧靜號》、《阿凡達》。在《遺落戰境》中,外星人遺留下來的巨大「抽水機」矗立在海上,抽取海水中的氘進行核聚變發電。人類的研究團體不斷宣布過可控核聚技術變取得突破,但是至今它還沒有成真,和其他應用迅速的技術比起來,可見可控核聚變是一個多麼長期的工程。最近的一次突破是由研究核聚變技術60年的洛克希德馬丁公司於去年宣布的,著名而神秘的臭鼬工廠團隊宣稱首個核聚變反應堆的體積縮小了90%,已經小到可放入一輛卡車,他們聲稱將在未來一年內設計、建造和測試首個反應堆,五年內生產出原型,十年內投入使用。我們姑且相信一次,未來將在十年內來臨。
新能源的基礎研究基本都是遠期回報,而且回報時間不確定,但又是人類又必須要走的一條路,所以這個領域都是大資本和政府的戰場。科幻電影裡有時出現的一個科學家單槍匹馬發明出新能源順帶投入使用的事情基本不可能發生。無論如何,這個未來是必然會來到的。
人體變身發電廠,驅動隱形眼鏡攝像頭
《碟中諜4》裡,阿湯哥戴著一片薄膜厚度的高科技隱形眼鏡,可以攝像、通訊、人臉識別,這已經夠不可思議了,最不可思議的是,它的電能從何而來?電影雖然沒有解釋這個問題,但根據我們人類的科技樹,最有可能的來源就是生物電能。就在電影上映的同年,美國化學家丹尼爾·謝爾遜在《美國化學學會期刊》發文稱他的研究團隊已經成功打造出了蟑螂「活體電池」。利用蟑螂和其他昆蟲進食後的血糖產物海藻糖作為燃料,插入正電極分解海藻糖,插入負電極輸出電流,蟑螂還活得好好的,並且一隻蟑螂最多可產生0.2V的電壓(十隻小強就相當於一節7號電池啦)。美國國防部希望用這種技術給小強裝上裝備,打造成小強特工隊,就像我們在《豚鼠特工隊》裡看到的那樣。其實,生物電池也沒有什麼新鮮的,我們小時候在手工課上就做過番茄電池。
說著說著是不是感覺熟悉了起來?沒錯,這就是《黑客帝國》嘛。把人放在營養液裡做成電池,這麼令人髮指的事情,氣得尼奧都覺醒了。當然在現實裡面這種事情是不可能發生的,我們應該慶幸這種電池太低效了。生物電能的意義是為微型隨身設備提供了能源解決方案,使得智能產品可以做得更小,更小,更小。
材料科學的意義是研究新的物質組織方法、獲得新的物質特性。技術的發展就是一個能力組合的過程——用現有的能力組合出新的能力,並催生更多新的能力,獲得生產力的遞增循環。材料是這些遞增的現實基礎,在這個坐標上,人類正在迅速把科幻變成現實。
《地球停轉之日》納米機器
納米材料是材料科學裡面炙手可熱的方向,物質結構的組織到了納米尺度就會表現出很多神奇的特性。比如高強度、超輕的碳納米纖維,就是建造太空電梯的理想材料。電影《光暈4:航向黎明號》和日本動漫《宇宙騎士》、《銃夢》裡都出現過太空電梯這一技術奇觀,在劉慈欣的科幻小說「三體」系列裡,人類不光用納米纖維發起了古箏行動,還建造了太空電梯成為地球太空軍邁向太空的基礎,這在《三體》電影裡也會有所表現。
《三體》片場,道具置景「納米中心」
現實中,碳納米纖維人類早已製造出來,並且在向「生產」努力;對於太空電梯,人類已經制定出了詳細的建造方案和預算,兩個較大的實施機構是美國電梯港集團公司和日本建築公司大林組(怪不得太空電梯的電影也是這兩國的),小機構和小國在這場角逐裡基本插不上腿。我們在各種電影裡看到的很多超級裝備,手錶射細絲飛簷走壁,盔甲超輕超硬打架還不劃花,高效太陽能電池,這些都來源於現實中的納米科技,當然經過了一些拔高演繹。
用納米材料製造納米級別的機器是納米技術的極致。《鋼鐵俠:納米魔崛起》裡一種吞噬盔甲的納米機器讓鋼鐵俠陷入了危機。《星際之門SG1》裡出現過一種由納米蟲組成的納米機器瘟疫,用來對付敵人,結果機器造反了。《地球停轉之日》的納米機器風暴極具視覺震撼力。現在的納米機器都還很簡單,更不具有智能,但是不代表它們很弱。2012年,美國佛羅裡達大學的團隊成功測試了一種納米機器,金納米粒子骨幹上裝備著「攻擊」和「識別」用的兩種生物組分,在測試中它們能夠100%殺滅C肝病毒。
《第五元素》器官組織3D列印
全球範圍內,3D列印正在掀起一場製造業的革命,從軍工到玩具,都引入了這個時髦的概念。說它是製造業革命一點不誇張,它改變了傳統製造業統一設計、統一調配的中心化製造,將製造分布式、自由化。在《碟中諜4》裡,特工小組在房間裡用3D印表機臨時列印出一副偽裝面具來。《雲圖》裡食物可以列印出來。《第五元素》和《星河戰隊》裡都出現了列印肌肉組織的情節,《第五元素》更是再造出了莉露的整個身體。現實中3D列印技術可以列印越來越多的材質,包括金屬、食物和簡單的器官。實際上,好萊塢的那些千奇百怪的電影道具已經大量使用了3D列印技術。
交通作為我們日常生活的一部分,帶給我們的「未來感」是最直接的,它是未來的形象代言人。
《回到未來2》飛行汽車與世界首款商業飛行汽車AeroMobil
飛行汽車算是科幻電影裡的常客了,《回到未來2》、《第五元素》、《銀翼殺手》、《全面回憶》裡都有它們的身影。它在現實裡也是新聞裡的常客,常常有世界各地的人把它「發明」出來。標誌一件產品成熟程度的是它的商業應用程度。世界首款商業飛行汽車AeroMobil據稱將在2017年上市,價格20萬歐元。雖然離科幻電影裡的懸浮汽車還有些距離,但是至少能飛了不是,未來總要一步步來嘛。
《雲圖》和《少數派報告》裡的自動駕駛汽車並不遙遠,自谷歌開始研發自動駕駛技術後,各大汽車廠商甚至網際網路科技公司也推出了自己的自動駕駛概念車。這是一個造車的和玩信息的都想搶佔的市場。
谷歌自動駕駛汽車
目前的自動駕駛汽車嚴格來說只實現了「半自動」,可以在城市之間自動駕駛,在城市裡交通複雜的情況下還是需要人來接管。現實中的自動駕駛汽車代替傳統汽車比科幻電影中要複雜得多。科幻電影裡可以一攬子解決,整個世界全是自動駕駛,從路面到車庫都專門配套。要真走到這一步反而容易了,但現實中需要面對自動駕駛和非自動駕駛混用、基礎設施共用的情況,雖然沒有科幻電影中炫酷,技術含量可是一點都不低。
自動控制是一個包含廣泛的領域,它是很多技術的基礎,它使人類從自然中釋放的能量可以馴化,把人從越來越多的控制環節中解放出來。能夠平衡穩定工作的機器,其意義不亞於機器的誕生。以下說到的幾個技術,自動控制是它們的核心,所以分類在這裡。
《極樂空間》更是展示了商用和軍用兩種外骨骼,美軍新一代外骨骼單兵作戰測試系統
外骨骼看起來就像是身體的附件,但是它能大大加強身體的能力。《鋼鐵俠》、《極樂空間》、《明日邊緣》中出現的都是典型的外骨骼,《極樂空間》更是展示了商用和軍用兩種外骨骼。在人機結合的賽博格時代,外骨骼這種不需改動人體的結合方式受到的阻力更小,所以不管是科幻電影中還是現實中它都大受歡迎。前一段,網上曝光了美軍新一代外骨骼未來單兵作戰系統的宣傳視頻,這套外骨骼系統的兩大重點是體格增強和信息擴展,視頻的結語正是「現在就是未來」。用於行動障礙人士的外骨骼也是一個研究熱點,已經有樣機測試使用,使用者的行走速度和正常人沒有差別。下一步外骨骼還將應用到建築行業,最短有可能是5年內。外骨骼對力量、動作精確度和反饋都提出了更高的要求,它不僅在補完著人類,也在加強著人類。
《黑客帝國3》APU機甲,日本水道橋重工製造的機器人「KURATAS」
機甲和外骨骼沒有什麼本質差別,但是給人的心理感受不一樣,於是外骨骼用來形容穿到人身上的,機甲用來形容人坐進去的。日本作為機器人大國,機甲題材的動漫也是最興盛的,典型的諸如《高達》和《攻殼機動隊》。好萊塢電影裡,《阿凡達》、《異形》、《黑客帝國3》裡都有精心設計的機甲。
關於機甲適不適合實戰、有沒有實用性,軍迷們有很多爭論,但是可以肯定的是現在的技術做出來的機甲不適合戰鬥。所以機甲唯一的產品是今年由日本水道橋重工製造的機器人「KURATAS」,在日本亞馬遜上銷售。它還不能變形,只能升降,還不能行走,只能用輪子滾,它射出的也不是子彈,而是水彈,但是它確實應用了很多高精尖工程技術——可以看得出,這是一個給土豪宅人的超級手辦。在沒有什麼革命性技術出現之前,機甲可能一直會是土豪的玩具或者娛樂的工具。如果你把叉車、挖掘機這樣的工程機械看做機甲(這要放下一點面子),那麼機甲早已遍布世界了。
《鐵甲鋼拳》中遙控機器人格鬥;遠端臨場機器人DORA
像《阿凡達》裡一樣控制替身執行任務,像《鐵甲鋼拳》裡一樣控制臺上的機器人格鬥,像《未來戰警》一樣控制真人複製替身出去泡吧,這樣的技術就是遙控,簡直像巫術裡的隔空附身一樣神奇。其實用遙控器換臺就是遙控,但我們顯然期望它更高級一點。用Kinect玩遊戲是更先進一點的遙控,創客們加以改造,也能實現用身體姿勢控制機器人,這大概是最接近科幻的玩法了。但是要實現電影裡的那樣,距離N遠,即時響應,難度就大大提高了,這要求傳感精度、控制精度、網絡各環節的信息延遲控制都做到近乎完美。
在軍事上,遙控的無人機經常會因為信號丟失和延遲而撞毀。賓夕法尼亞大學開發的可代替人外出遊覽的遠端臨場機器人DORA,圖像延遲高達 70 毫秒。事實上,像《阿凡達》和《未來戰警》一樣的同步控制是基本不可能做到的,因為人類的神經反應速度剛剛夠人類控制自己的身體,再加上一個信號延遲,哪怕再小,也不可能具有人體一樣的性能。實現《鐵甲鋼拳》這樣的遙控倒有可能,因為被遙控的是一個機器人,它本身就帶有補償性的自動控制功能。
《超驗駭客》物聯網與物聯網合作聯盟AllSeen Alliance的物聯網示意圖
《超驗駭客》展示了物聯網的終極變態形態——一花一葉一塵埃一水滴都互相聯網起來,整個地球物質圈變成了一個巨大的智能網絡。表面看起來物聯網只是一個生態系統,跟自動控制沒有關係,但實際上地球生態圈的動態平衡就是大自然的自動控制。我們現在還處在向物聯網時代進軍的過程中,更多的傳感器、滲透更深的信息網絡是它的標誌,統一標準、整合平臺是它面臨的難題。現在已經初步併入網絡世界的傳統設備有手錶、電視機、空調、燈泡、空氣淨化器等,還有公共設施和工業設備。這是真正的大數據,怎麼使用這些數據是人類面臨的機遇和挑戰。
對這整個網絡的利用,涉及到控制論和系統論的結合領域——系統控制理論。基於物聯網(包括網際網路),人類可以規劃宏觀的生產、預測群體的行為,也可以了解微觀到個體的生活習慣和情緒變化。人無時無刻不在留下數字足跡,也許不久的將來,《速度與激情7》裡的瞬間在世界的任何一個角落找出一個人的天眼系統就不再是幻想。
生物技術與我們自身密切相關,它讓我們通過一套演化中最複雜精密的系統來藉助造物主之力,同時它也向我們拋出身份歸屬、人的本質等宏大難解的問題。生物就是另一種機器、另一種機器人、另一種人工智慧,更進一步,生物就是我們。
《月球》中的克隆,現實中有多莉克隆羊
克隆技術震撼世界已經是上個世紀末的事了,克隆羊多莉也已離世十多年,它是世界上第一例經體細胞核移植出生的動物。從那時起,複製人在理論上就成為了可能,我們面臨的主要是倫理問題和仍不確定的克隆後遺症。雖然一直有獨立科學家聲稱要複製人,但這件事仍然沒有成真。在科幻電影中複製人也已經是一個老套的、運用嫻熟的設定,大多數用來表現對技術的批判和反思,例如《第六日》、《雲圖》、《月球》、《逃出克隆島》。
《人獸雜交》劇照
包括基因融合。科幻電影熱衷於用這種技術來製造怪物,它往往出現在怪獸片裡,比如《人獸雜交》、《變蠅人》、《深海狂鯊》(又名《水深火熱》)。需要注意的是這和當今的轉基因議題不是一回事。轉基因能成為今天的公眾議題,本身就說明它已經比較成熟了。科學家可以從別的生物的基因裡提取一個或多個對人類有益的性狀基因片段(也可以人工合成),轉移到目標生物的基因中,例如讓農作物獲得抗蟲性。這已經是一個對人類影響深遠的技術,可以說沒有轉基因就沒有今天的現代農業。創造出一個生龍活虎還能繁殖的全新生物還做不到,也有科學倫理問題。而電影中表現的隨便把人和動物的基因融合起來,變成了更強大的怪獸,這是基本不可能實現的,「隨便」的後果只會帶來很多的缺陷,只需要有一個「阿喀琉斯之踵」就能讓怪物變成廢物。
《千鈞一髮》中的基因診斷、基因修飾技術
未來,只有通過基因修飾出生的人才被視為正常人,自然出生的人被視為「低等人」,身為「低等人」並被診斷有先天疾病的主人公想要贏得和正常人一樣的飛向太空的權利,這就是《千鈞一髮》的情節。不久前的一則中國研究人員在世界上率先做出的突破,可以作為這個方面的進步參考。中山大學的一個基因功能研究小組將一種酶複合物注入人類胚胎中(特意選擇不能存活的胚胎以規避倫理問題),它會在特異的位點結合和拼貼DNA。通過編程這一複合物可以靶向不同的問題基因,同時導入其他分子來替換或修復這一問題基因。在這個項目中修復的是β-地中海貧血的基因。這個技術在人類成體幹細胞和動物胚胎中已經開展了充分的研究,用於人類胚胎還是首次。基因診斷則已奠定了比較成熟的基礎,使用基因探針、基因測序等手段能夠分析出已知的基因異常疾病。
科幻是基於科學和技術命題的可能性想像,它立足於現實,意圖超越現實,比喻著現實,又不斷被現實追趕著。在上述的未來坐標點上,我們都可以驕傲地宣稱我們已經或多或少地活在了前人的科幻夢想裡。而科技是一個互相聯繫的整體,一點一滴的進步都將匯流成河,我們終將一步一步地實現我們所有曾經有過的夢想。
[via.時光網]
科技視角、極客精神
《AutoR智駕》為新汽車而生!
好的科技是有宗教性的,
潛移默化地度人於苦海,救人於危難!
添加微信:ZhiNengQiChe
關注汽車的智駕時代!