鄭 軍
從前,有一位發(fā)明家兼企業(yè)家托尼·斯塔克,他擅長(zhǎng)研制高科技武器裝備,一次在戰(zhàn)區(qū)推銷武器時(shí)被恐怖分子綁架,并被威逼制造新式導(dǎo)彈。身為天才的斯塔克當(dāng)然不會(huì)屈服,他用恐怖分子提供的設(shè)備研制出一套可以飛行的機(jī)器鎧甲(簡(jiǎn)稱機(jī)甲),依靠它沖殺出監(jiān)牢。這一經(jīng)歷讓他開始正視自己研發(fā)的武器造成的危害,退出了軍火制造業(yè),而出于對(duì)技術(shù)的興趣和模糊的正義感,斯塔克全身心投入了對(duì)機(jī)甲的研究,變身鋼鐵俠除暴安良!他的合伙人斯坦恩卻趁機(jī)竊取了整個(gè)公司,并研發(fā)出更強(qiáng)大的機(jī)甲來對(duì)付他……機(jī)甲VS機(jī)甲,火花四濺的正義之戰(zhàn),和蜘蛛人、超人同等級(jí)的正義俠客鋼鐵俠近期登陸各大影院,你是否也對(duì)他那一身超酷的機(jī)甲裝備流口水?本刊2008年第6期“新視界”欄目就曾介紹過從鋼鐵俠身上擷取靈感的現(xiàn)實(shí)版機(jī)甲——“XOS外骨骼”,但要說到鋼鐵俠的夢(mèng)幻機(jī)甲,還要聽筆者慢慢道來。
看家本領(lǐng)跑又飛
“XOS外骨骼”可以數(shù)百次輕松地舉起200磅(1磅≈0.45千克)的重物,也可以像鋼鐵俠的機(jī)甲那樣防彈,但不能完全做到和身體聯(lián)動(dòng)。真人抬臂,機(jī)器鎧甲也抬臂;真人舉腿,機(jī)器鎧甲也舉腿;甚至速度都得一致,否則就會(huì)成為笨重的古代鎧甲,這一點(diǎn)還需要科學(xué)家繼續(xù)努力。
鋼鐵俠還有一個(gè)本領(lǐng)就是飛,不用翅膀也能飛。目前已有單人攜帶的噴氣機(jī)可以讓人飛起來。不過它只能持續(xù)工作30秒,且只能讓人懸停,并不能自由地朝各種方向飛翔。當(dāng)然,和今天的飛機(jī)相比,200年前的氣球也顯得很原始。相信不借助機(jī)翼的單人飛行早晚會(huì)實(shí)現(xiàn)。它的好處非常明顯——若發(fā)生汶川地震這樣的災(zāi)害,比直升機(jī)更靈活的人體便可以飛進(jìn)去救災(zāi)了。
身隨意動(dòng)不簡(jiǎn)單
電影里的鋼鐵俠斯塔克是用思維操作機(jī)甲的,那現(xiàn)實(shí)中能不能直接將人類意識(shí)輸入機(jī)器呢?可以,因?yàn)橐庾R(shí)可以轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。2003年,美國(guó)科學(xué)家在猴子大腦中植入電子裝置,使猴子能夠通過意識(shí)控制機(jī)械臂,進(jìn)行各個(gè)方向的運(yùn)動(dòng),甚至抓握東西。2006年,他們更將芯片裝入自己的前臂,和人的神經(jīng)系統(tǒng)連接在一起。
不過,直接輸出人類意識(shí)有一個(gè)難題,就是人腦由不同部位控制不同運(yùn)動(dòng),并且在輸出神經(jīng)方面也有所不同,有的通向前臂,有的通向腳趾。在上述實(shí)驗(yàn)中,科學(xué)家必須將猴的頭蓋骨暴露出來,才能將電極插入猴腦的不同位置以輸入意識(shí)。在電影《黑客帝國(guó)》中,那些沉睡在“母體”中的人類全身布滿插口,意味著必須將電極插入人體各處才能分別導(dǎo)出各種電信號(hào),再結(jié)合為一個(gè)意識(shí)整體。
顯然鋼鐵俠不需要搞得這么復(fù)雜。當(dāng)他不穿鋼鐵衣時(shí),身體上并沒有接口,這意味著他不用打開皮膚便能導(dǎo)出思維。大體上,這也許可以由腦電圖描記儀技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。這種描記儀就是醫(yī)院里測(cè)定腦電波的裝置,它通過貼在前額上的傳導(dǎo)裝置輸出腦波,將腦波放大后繪制成腦電圖。
不過在皮膚上測(cè)得的腦電波只及得上在神經(jīng)中傳導(dǎo)的電信號(hào)的千分之一。要讓它執(zhí)行控制機(jī)器的功能,還必須將它們放大到足夠大的功率才行。更重要的是,必須能判斷這些腦波的不同含義。目前人類只能分辨沉睡和清醒狀態(tài)下的腦波,或判讀一些最簡(jiǎn)單的情緒。復(fù)雜思維還不能直接從腦電波中讀出來。雖然已經(jīng)有一家軟件公司制作了輸出頭盔,可以導(dǎo)出不同情緒狀態(tài)下的腦波,代替鼠標(biāo)來操作游戲軟件,不過現(xiàn)在該技術(shù)并沒上市,還處在實(shí)驗(yàn)室階段。
小型化大趨勢(shì)
除了這些形諸于外的技術(shù),我們還不應(yīng)忽視影片里大反派斯坦恩的一句話,他指著兩層樓高的核反應(yīng)堆吼道:“技術(shù)就擺在那里,問題是小型化!”沒錯(cuò),不僅是機(jī)器鎧甲,現(xiàn)代科技一個(gè)基本方向也是如此。
就拿你身邊的技術(shù)產(chǎn)品來說吧。最早的電腦有四層樓高,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)需要十幾個(gè)維修工伺候它。最早的手機(jī)有半只枕頭那么大,軍隊(duì)里一個(gè)連隊(duì)由一個(gè)通信兵背著它。而它們的功能遠(yuǎn)不如你家里輕巧的電腦和手機(jī)。
在影片中,斯塔克需要“救心器”來提供機(jī)甲能量,它原本靠一只鉛蓄電池供電,走動(dòng)時(shí)要用手抱著它,十分不便。后來他改用了微型銫反應(yīng)堆,不僅只需插入胸口,而且強(qiáng)大到可以推動(dòng)他上天入地。當(dāng)然,小型化需要大本事,反派斯坦恩最后也沒有完成它,只好搞了個(gè)粗笨的大家伙。而在現(xiàn)實(shí)中,美國(guó)軍方已經(jīng)發(fā)明了便攜式氫燃料電池。它的功率足以開動(dòng)一輛車,但小巧得可由單兵攜帶。
在日本動(dòng)漫作品和美國(guó)電影《黑客帝國(guó)》中,我們可以看到幾米高的大型機(jī)甲,人坐在里面像玩偶那樣小。這種機(jī)甲看上去很強(qiáng)悍,但由于存在重心問題而不可能實(shí)現(xiàn)。比如,當(dāng)巨型機(jī)甲將腿抬高半米再落下時(shí),這個(gè)動(dòng)作看似微不足道,但坐在里面的人也要抬高半米再落下。更何況電影里這類巨型機(jī)甲往往要做躥跳之類敏捷的動(dòng)作。相信幾次以后里面的駕駛員就會(huì)被晃得昏迷過去。
托尼·斯塔克穿著和身體一樣高的機(jī)甲,回避了這個(gè)問題,但他的對(duì)手卻又穿上巨型機(jī)甲。其實(shí)不用和斯塔克交手,單是那種劇烈運(yùn)動(dòng)就會(huì)讓斯坦恩的老胳膊老腿散架。
鋼鐵俠在空中能與戰(zhàn)機(jī)較量速度和靈活性,但人的體形并非流線型,這將導(dǎo)致人承受著強(qiáng)大的飛行阻力。
另外,鋼鐵俠靠胸前一個(gè)微型原子能反應(yīng)堆供電。反應(yīng)堆固定可以小型化,但輻射卻不可避免。在核潛艇里,如果士兵不慎接受核輻射,很快就會(huì)死亡,更何況在輻射源離心臟那么近。