很久以前,在一个名不见经传的工作室中,电影制作者George Lucas创造出了“星球大战”电影系列。

在四十年之后,“星球大战”电影系列仍然受到人们的广泛喜爱。“星球大战”系列的新续作,《星球大战:原力觉醒》在几天后就要上映,激动的人们也将再次见到光剑剑士、超光速引擎和悬浮飞行器。

尽管影片中大多的科技来自于想象,但是几十年来它们仍然引人入胜,激励着科学家和工程师们。以下就是科学家们试着实现的一些著名的 “星球大战”技术。

1、系外行星

《星球大战》的故事发生于许多行星之间,它们都被星系间的巨大贸易网络连接着。但是直到1995年——第一部星球大战电影上映后20年,第一颗太阳系外行星才被人类探测到。

“对我来说,《星球大战》最重要的一点是,未来人们终将生活在宇宙中。”英国科学通讯员Mark Brake,他去年参加了一个被称为“星球大战中的科学”的活动。“事实上,这一切都是在星系中发展贸易和国家,而且现在人们正开始探索这些星系。”

现在,人们已经发现了超过2000颗系外行星,并且在2011年,美国宇航局的开普勒太空望远镜发现了第一颗围绕两颗太阳旋转的行星,就像电影中卢克·天行者的家乡,虚构星球Tatooine。这个星球,称为Kepler-16b,是一颗不适合人类居住的气体星球,但在2012年,开普勒太空望远镜发现了该联星系统中,另外两个很接近“适合生存”区域的行星。(“适合生存”区域是在恒星周围,能使星球表面有液态水流动的区域。)

2、多维空间

在电影中,汉·索罗的千年隼号宇宙飞船能在相隔几光年的星系之间穿梭。根据《星球大战》的设定,这些“超光速引擎”推进系统让星际旅行者进入“多维空间”中,把它们当作捷径,从而在现实世界中快速移动。

尽管这些科学原理在电影中没有细说,多维空间和超光速旅行(FTL)确实有科学基础,德克萨斯奥斯汀高等研究院的物理学家Eric Davis说,他也正在研究超光速旅行的可能性。

虽然人类的移动速度不可能超过光速,爱因斯坦提出的时空理论认为,空间可以被扭曲,从而缩短两点之间的距离。实现这点的一个方法是把飞船前的空间压缩,把飞船后面的空间扩张。另一个方法是制造一个虫洞,即空间的一部分被扭曲,从而在两点之间制造出一条捷径。制造这样的扭曲需要称为“负能量”的物质,Davis对Live Science的记者说。利用卡西米尔效应,这种现象就已经在实验室中演示过了:在真空中,两面平行摆放、距离极近的镜子之间会出现引力或是斥力。

今年早些时候,设在德克萨斯休斯敦的约翰逊航天中心的一个叫Eagleworks实验室称,他们已经制造出了一个能在真空中扭曲空间的空间扭曲器。但是这并没有使科幻迷们热血沸腾,因为实验室未发表研究结果,遭到了质疑。热衷于研究FTL的Davis认为这是“奇怪的、可疑的”。

“这些想法仍然是理论层面的概念,因为实现它们还需要更多的理论论证,而且现在人们还没有能实现它们的技术。”他说,“要人为制造出用于旅行的虫洞或是空间扭曲器,还要等上50到300年。”

3、悬浮飞行器

在电影中,一种更加简单、很可能被实现的交通工具就是悬浮飞行器。一些公司正在努力开发悬浮飞行器,即电影中的“speeders”。

位于加州的公司Aerofex开发了Aero-X,是一种骑着像摩托车一样的悬浮飞行器,能在离地面10英尺(3米)高处以每小时45英里(72公里/小时)的速度飞行。来自英国的Malloy Aeronautics 公司为飙车狂打造的悬浮飞行器能在直升机飞行的高度以每小时170英里(274 km/h)的速度飞行。

Aerofex和Malloy Aeronautics的悬浮飞行器使用的都是标准汽油,但有环保意识的《星球大战》粉丝们可能很快就会看到更环保的悬浮飞行器。匈牙利国有研究所Bay Zoltan Nonprofit Ltd.制造了一个称为Flike的电池供电三轴飞行器。然而,并不要太过激动,这三种飞行器都正在研发当中。

4、机器人

在《星球大战》另一个常常出现的角色就是机器人,它们通常是私人仆人、飞行员、技师甚至士兵。现在,在现实世界中这样的机器人越来越多,从自动化的军用无人机、谷歌的无人驾驶汽车和机器人手术助手。

今年夏天,机器人们在美国国防高等研究计划署(DARPA)组织的机器人挑战赛中一展身手。人形机器人挑战并解决了许多复杂的难题,包括驾驶车辆、开门、爬楼梯和关阀门。

虽然大多机器人在比赛中表现良好,但这些机器是半自治的,即它们的操作者一直在控制着它们。所以,虽然现代机器人和《星球大战》中的机器人外形差不多,但是要使它们变得真正智能,还有很长一段路要,机器人双足行走程序专家、来自弗洛里达研究所人类和机器认知能力研究团队的Jerry Pratt说。他参加了机器人挑战赛,并获得了亚军。

“最难的部分是人工智能,”Pratt告诉Live Science的记者。“我们能使视觉输入传感器几乎一和人眼一样敏感。但是让机器人去理解它们在看什么是有困难的。对人类来说,在看到一个杯子时就知道杯子是用来盛液体的是很简单的,但是要机器人做的是很难的。我们不知道现在要对机器人作出什么改进。”

5、光剑剑士

《星球大战》中最具代表性的技术是光剑,但专家说它也可能是最不科学的。构成光的光子一直被认为是无质量的粒子,不相互冲突,所以那些史诗般的光剑剑士决斗场景不大可能发生。

然而在2013年,来自哈佛大学和麻省理工学院的研究人员表明,当一对光子通过一簇极端低温的原子时,光子就会成为单个的分子。哈佛的物理学教授Mikhail Lukin在与哈佛公报的记者说到粒子之间的相互作用时,说:“将它与光剑比较并不恰当。”

但Davis说,在现实生活中重现光剑完全是另一个问题。“光剑是虚构的,永远也制造不出来。”他说,“利用这个装置和低温设备从光剑发射器中发射2英尺(0.6米)长的可控量子气体是不现实的。”

但并不是没有以光为基础的武器:科学家已经快要开发出《星球大战》中具有类似于冲击波枪功能的武器。事实上,美国海军已经展示了一种舰载激光武器,它能击落天空中的无人机、打翻小船。今年夏天,美国空军开始测试另一种激光的武器,比海军的强大五倍,并且十分便携,可以安装在战斗机和装甲车上。

6、牵引波束

人们还可以用光制造出另一个《星球大战》中的技术:牵引波束,它是一个无形的能量场,可以抓取,困住和移动物体。2010年后,科学家们已经制造出了一些激光发射器,它们有与众不同的波束强度,可以吸引或是排斥微小的粒子。

去年,澳大利亚国立大学的研究人员使用了环形的激光将一个空心玻璃球拉到了7.8英寸高(10厘米),打破了牵引波束的长度记录,比之前的研究高了大约100倍。

就在几个月前,来自英国布里斯托大学的研究小组发现,声波比光波更适合作为未来牵引波束的源头。研究人员使用了一系列微型扬声器,以精确的顺序发射声波,制造出一个低压区域,有效地抵消了重力,将聚苯乙烯小球悬浮在半空中。之后只要使用声波,小球就可以被拉,推或旋转。

7、全息投影

当被帝国歼星舰的牵引波束困住,即将面对死亡时,最好的求救方式就是通过全息投影了。但是,能够制造3D影像错觉的特制眼镜已经在几十年前就被开发出来了,而影片中独立的全息影像视频却是很难在现实中制造的。

近几年,一个在19世纪由John Pepper发明的把戏再次变得流行:在舞台上制造幽灵的幻象,最著名的一次使用就是2012年在Coachella音乐节上,用它“复活”了已故的说唱歌手Tupac Shakur。这个把戏要用一张特别薄的箔纸,以45度角挂在舞台上。虽然裸眼看不到它,但是它能反射从投影仪发射出的图片。只有当人们站在它的正前方时,就能看到3D的图片。

更接近影片中全息投影技术的是由澳大利亚和美国发明家合作的Voxon 制造的Voxiebox“扫面体积显示(swept surface volumetric display)”装置。3D模型被处理成几百片水平的“切片”,然后一台速度极快的投影仪将它们投影到一块不停上下运动的平整银幕上。人眼会将这些投影图像模糊成从任何角度都可以看到3D的影像,就像是《星球大战4:新希望》中莱雅公主给欧比旺·肯诺比发送信息时的样子。

8、原力

贯穿《星球大战》的概念就是“原力”,它给予绝地武士们的神奇力量,使正邪势力能够大战一番。

今年早些时候,大型强子对撞机的研究人员宣布,他们发现了“原力”现象的首个明确证据,打扮成《星球大战》中尤达大师的发言人评论道:“这项结果真是惊天动地的。”但是,另那些志向远大的“绝地武士”失望的是,这只是愚人节的一个玩笑。

但是,随着马上来到的《原力觉醒》,绝地武士的粉丝们也能再次为“原力”而沸腾。

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作者:Edd Gent 译者 FreemanZ
来源:译言网