「星球大戰」科技：8項科幻技術與其現實版

本文由資本實驗室（ID:coinsay）授權轉載，編譯自livescience

很久以前，電影製作人喬治·盧卡斯打造了一部開創性的科幻作品：《星球大戰》系列電影。

近40年過去了，《星球大戰》系列電影所帶來的理念依然是同類型電影中的標杆。 隨著新的系列電影將在未來幾年逐部上映，冬粉們將會很高興看到大量的光劍、超光速推進器和飛行摩托等絢麗場景。

1977首部《星球大戰》上映，觀眾等候進場

儘管《星球大戰》系列中的科學和技術都深植於幻想，但其經久不衰的吸引力卻成為現實中許多科學家和工程師的靈感來源。以下是一些想把《星球大戰》中的科學幻想變為科學事實最為引人注目的嘗試。

1．光劍

專家表示，最具標誌性的「星球大戰」技術就是光劍，但光劍也可能是最牽強的一項技術。構成光的光子長期以來被認為是沒有相互作用的無質量粒子，這就使得在史詩般的光劍對決中不太可能存在光束間的碰撞。

然而，2013年，哈佛大學和麻省理工學院的研究人員證明，當成對的光子通過超冷原子云進行發射時，光子就會以單一分子的形式出現。哈佛大學物理學教授米哈伊爾·盧金在接受《哈佛大學報》採訪時談及粒子間的相互作用，表示「將此比作光劍，不無恰當。」

但德克薩斯州奧斯丁高級研究所的物理學家埃里克·戴維斯卻說，在現實生活中重塑這種效果就完全是另一回事了。他表示「光劍純粹是虛構的，永遠不會被開發出來」，「使用這些裝置和低溫設備從一個光劍發射器的底端產生2英尺（0.6米）束狀的量子氣體是不切實際的。」

但是，當涉及到基於激光的武器時，也不是全都不能實現。科學家正在開發類似於《星球大戰》中的爆破槍一類的武器。事實上，美國海軍已經展示了一種艦載激光武器，能夠射擊遠在空中的無人機，也能使小型船隻癱瘓。今年夏天，美國空軍開始測試另一種激光武器，它的威力是海軍開發版本的五倍，但體積卻小到可以裝備戰鬥機和悍馬。

2．超空間

在電影中，像漢·索羅的千年隼這樣的宇宙飛船能夠在距離相隔數光年遠的太陽系中穿梭。根據《星球大戰》劇情介紹，這些「超光速推進器」推進系統使星際旅行者進入了一個稱為「超空間」的影子維度，該維度提供了真實空間中點到點的捷徑。

戴維斯研究超光速旅行的可行性，他表示，雖然電影在細節上是模糊的，但是超空間和超光速（FTL）旅行這兩種觀點在現實科學中是有基礎的。

然而超光速旅行是不可能的。由阿爾伯特·愛因斯坦提出的時空彎曲性質，表明可以扭曲空間來縮短兩個點的距離。這樣做的一種途徑是翹曲飛行，收縮飛船前面的空間將其擴張到後面。另一種途徑是創造一個蟲洞，或是一個空間區域自身向內彎曲，以創造兩個相距較遠地點間的捷徑。創建這些類型的扭曲會需要具有所謂的「負能量」的奇異物質。

戴維斯在接受美國生命科學網採訪時說，這種現象在實驗室運用卡西米爾效應已經證實。卡西米爾效應可以通過兩個平行板之間的吸引和排斥來進行測量。

今年早些時候，位於美國航空航天局約翰遜航天中心的雄鷹工場（Eagleworks）實驗室，對外宣稱其已經創造了一次翹曲飛行，可能去利用這種效應在真空中製造空間扭曲。但是，令科幻迷們傷心的是，該實驗室未公布的調查結果受到了質疑。作為一個超光速旅行的樂觀主義者，戴維斯稱這一說法「奇怪且可疑」。

「目前這些仍是推測性的理論概念，因為它們都還處於理論研究階段，而且因為沒有任何技術能夠實現這些概念。」他說。「可能會花費50到300年，才能開發出可穿越的蟲洞或翹曲飛行技術。」

3．飛行摩托

《星球大戰》中在概念上比較容易的一種交通方式可能更加接近實現。大量的企業目前正在嘗試創造真實可用的「hoverbikes」，影片中稱為「飛行摩托」。

Aerofex是一家位於加利福尼亞的初創公司，開發了名為Aero-X的飛行器。Aero-X被描述為「像機車一樣的氣墊船」，能以每小時45英里（72公里/小時）的速度上升到10英尺（3米）的空中。

說到速度高手，英國的Malloy Aeronautic設計的Hoverbike計劃達到超過170英里每小時（274公里/小時）的速度，與直升機相當。

Aerofex和Malloy Aeronautic兩家公司的飛行摩托都使用標準燃油，但有環保意識的「星球大戰」迷們很快就會有未來交通工具的其它選擇。匈牙利國立研究機構Bay Zoltan Nonprofit Ltd.發明了一種由電池供電的，名為Flike的三軸飛行器。不過，目前不要燃起太多希望，這三種飛行器目前都還處於設計階段。

4．系外行星

《星球大戰》 情節的核心就是大量行星的存在，而所有行星都是由一個星系貿易網路所連結。但直到1995年，在1977年第一部《星球大戰》上映近20年後，第一顆系外行星——一顆位於地球所在的太陽系外的行星才被準確地發現。

英國的科學傳播者馬克·布雷克表示：「對我而言，有關《星球大戰》最重要的一點是『人類的未來存在於宇宙中』這一理念」。馬克·布雷克去年在一檔名為「星球大戰中和科學」的節目中說：「實際上，《星球大戰》圍繞的是一系列的太陽系中的交易以及帝國的發展，而實際上我們現在已經開始探索這些太陽系。」

人類現在已經發現2000多顆系外行星。2011年，美國航空航天局的開普勒太空望遠鏡發現第一顆圍繞兩個太陽運行的行星，就像盧克·天行者虛構的家園星球塔圖因一樣。

這顆命名為Kepler-16b的行星是一顆不適宜居住的氣體巨星，但在2012年，該望遠鏡發現了雙星系統中的另外兩顆行星，極其靠近所謂的宜居帶（宜居帶為一顆恆星周圍的一定距離範圍，在這一範圍內水可以以液態形式在星球表面流動）。

5.機器人

在「星球大戰」宇宙中，另一個廣泛的存在是droids。它們是機器人，充當人們的僕人、飛行員、技術員甚至士兵。如今，從自動化的軍事無人機到谷歌的無人駕駛汽車，再到機器人外科助理，在真實世界中已經出現越來越多的機器人。

今年夏天，美國國防部高等研究計劃局（DARPA）舉辦了機器人挑戰賽決賽。在賽事中，人形機器人解決了複雜的挑戰，包括駕駛車輛、開門、爬樓梯和關閥門等。

在挑戰賽中大多數機器人都表現良好，但這些機器僅僅是半自動化，意味著人類操作人員幾乎全程操控機器人。所以，儘管現代機器人的機械能和「星球大戰」中笨重的droids相匹配，但讓機器人變得和droids一樣聰明還有很長的路要走，傑瑞•普拉特如是說。傑瑞•普拉特是兩足行走演算法的專家，也是佛羅里達的人類與機器認知研究所團隊的聯合領導人，該團隊也參加了機器人挑戰賽決賽，贏得亞軍。

「最難的部分是人工智慧，」Pratt在接受生命科學採訪時說。「我們正在達到一個點。在這一點上，感覺輸入裝置即使沒有超過人類視覺，也和人類視覺近乎一樣好。但讓機器人實際上明白他們正在關注的是什麼是最困難的。就是一些小事情，比如在看一個杯子時，能明白杯子是什麼，以及明白杯子是可以盛放液體的東西。除非這個機器人由人類手動編程，否則我們距離這個點還很遠，並且很難確定應該做些什麼。」

6．牽引光束

光能夠幫助複製 「星球大戰」中另一個有趣的技術：牽引光束。這是一種看不見的能量場，能抓取、捕捉和移動物體。自2010年初以來，科學家們一直在創造擁有不平常的光強分佈的激光，這些光強分佈能使激光吸引和排斥微小粒子。

就在去年，澳大利亞國立大學的研究人員打破了牽引光束的距離記錄：通過使用一個環形的激光托動中空的玻璃球移動了7.8英寸（20厘米），大致是以前實驗距離的100倍。

就在幾個月之前，英國布里斯託大學的一個研究團隊展示了聲音可以和光一樣作為未來牽引束的來源。研究人員使用大量的微型揚聲器創造出精準定時的聲波，形成一個低壓區域，以有效抵消重力，並使聚苯乙烯小球懸浮到半空中。然後，就可以只用聲波來推、拉和旋轉這些小球。

7.全息圖

當你受困於帝國殲星艦的牽引光束中，並即將面對一場厄運，沒有比通過全息圖發送求救信號更好的方式了。雖然在過去幾十年間，特別設計的眼鏡已用來創造3D圖像的錯覺效果，但是獨立的全息視頻很難被複制。

近年來，約翰·佩珀把19世紀一個古老的舞台把戲復甦了，這個技巧在舞台上能創造出一個幽靈一樣的幻象。在2012年的科契拉音樂節，他通過這種技巧「復活」了已故饒舌歌手吐派克·夏庫爾。此方法是將一塊超薄的金屬鉑紙以45度角的位置懸挂在舞台上方，這個角度肉眼看不到，但能反射投影儀上的圖像。這種方式能夠創造出3D圖像的錯覺，但前提是你站在它前面。

更接近於該成就的是由Voxon 製造的Voxiebox「掃面體積顯示(swept surface volumetric display)」裝置——澳大利亞和美國兩國發明家的合作成果。將3D模型分解成數百個水平橫截面，然後用一個超高速投影儀將3D模型投影到一個快速上下移動的水平屏幕上之上。肉眼將這些投影混合在一起，創造一個能移動的且能從各個角度看到的3D圖像，就像在《星球大戰4：新希望》中莉亞公主發給歐比萬·克諾比的信息一樣。

8．原力

將整個「星球大戰」宇宙結合在一起的就是「原力」概念。「原力」給了絕地武士神奇的力量，也為正邪之間的戰鬥提供了宏大背景。

今年早些時候，大型強子對撞機的研究者宣布，他們已經首次發現了這一現象的確切證據。發言人說「這一結果令人非常印象深刻。」不幸地是，對那些雄心壯志的絕地武士而言，這只是一個精心策劃的愚人節惡作劇。

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