新的动画电影星球大战:克隆战争讲述了一支克隆士兵军队在遥远的星球上与机器人作战的故事。对于我们这些从小看星球大战电影长大的人来说,机器人和激光爆能枪几乎和手机和Wi-Fi一样真实。但是,根据我们对科学的理解,星球大战中有什么是勉强合理的,又有什么是纯粹的幻想呢?为了帮助回答这个问题,ScientificAmerican.com采访了科幻小说作家兼星球大战科学的作者珍妮·卡维洛斯[阅读本书节选此处]。当她的书出版时,研究人员发现的其他恒星周围的行星还不到24颗——现在这个数字已经超过300颗——韩国研究员黄禹锡离他用欺诈手段声称克隆出第一批人类细胞震惊世界还有五年。我们请卡维洛斯更新我们对乔治·卢卡斯的愿景的看法。
您认为在过去的几年里,研究人员在克隆技术方面取得了多大的进展?我们未来会拥有像星球大战中那样的克隆军队吗?
到目前为止,我们已经克隆了许多不同的动物——猫、狗、绵羊——除了伦理和法律之外,几乎没有什么能阻止我们克隆人类。完全可以想象,在未来几十年里,我们将看到为了医疗或生殖目的而克隆的人类。近年来,基因和行为之间的联系也变得更加为人所知,就像星球大战中的帝国军队一样,人类克隆人可能也可以通过基因改造而变得顺从和可编程。根据今天的科学,星球大战克隆技术中不太现实的一个方面是克隆人的成长和学习时间有限。尽管如此,克隆技术是星球大战中我们很快就会看到更多应用的东西。
自从您第一次写书以来,您如何看待所有出现的系外行星?
乔治·卢卡斯预测了这个充满行星和外星人的宇宙,真是太了不起了。当星球大战在1977年上映时,科学家们认为行星形成是一个侥幸。现在他们说,一半的恒星可能都有行星。
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那么您认为我们是否越来越接近找到外星生命形式了?
当然。想到所有潜在的生命存在真是令人惊叹。而且,我们似乎越来越有可能在太阳系中找到生命。乔治·卢卡斯在我们在了解极端微生物之前就创作了星球大战,极端微生物是指可以在奇异、极端环境中生存的生命形式。我们曾经认为生命是脆弱的花朵,只有在条件恰到好处的情况下才能发展——这就是“金发姑娘”原则。但相反,我们发现了可以在沸腾和零下温度下生存,或者在完全没有阳光的地下深处生存的生命形式。这些条件可能不利于复杂、智能生命的兴起,因此宇宙中很多生命可能都相当原始。
星球大战宇宙中可能存在如此多类人生物的一个可能原因是什么?
似乎人类这个物种,或者说它在遥远星系中的等价物,要么殖民了所有这些世界,要么在许多行星上被“播种”了基因。这个物种以某种方式占据了主导地位。尽管如此,一个物种不可能在这么多行星上生存,而不需要某种呼吸辅助。每个星球的大气层都是只在该星球上发现的各种成分的古怪混合物;你不会拥有和我们一样的氧气和二氧化碳混合物。在星球大战中看到人们只是降落在任何一颗旧行星上,然后毫无问题地走出他们的宇宙飞船,这很不错,但这不现实。
但卢卡斯做得好的一点是,他在这些不同的行星上展示了种类繁多的生命。这有助于您了解不同物种的惊人丰富性,这可能比我们曾经想象的更接近真相。
机器人,或者像星球大战中那样称呼的机器人,似乎比几年前更常见了。乔治·卢卡斯对它们的看法也对吗?
嗯,现在我们有了Roomba,那是有些人似乎喜欢的小型机器人吸尘器。还有看起来像宇航员的本田Asimo机器人,它几乎和C-3PO一样擅长走动。人们将机器人带入家庭的主要领域之一是玩具。早些时候有那些菲比小精灵机器人,它们会和你说话,并接收你说的话,并且被五角大楼禁止。您还会看到最近设计和制造的许多机器人模仿动物,例如壁虎和蜻蜓。
美国宇航局现在正在开发这些垒球大小的机器人——如果您还记得卢克在第四集中用漂浮球进行光剑训练,漂浮球会射击他——这些机器人在零重力下漂浮,并使用六个风扇进行机动。它们可以记录温度和压力,可以进入宇航员无法进入的危险区域,并且就像煤矿中的金丝雀一样起到预警作用。
您还会在星球大战中看到机器人打仗。我们在伊拉克部署了类似的设备,称为SWORDS,它可以探测路边炸弹,现在他们正在给这些设备安装武器。还有捕食者无人机。还有由DARPA[国防高级研究计划局]开发的“大狗”军用机器人;它看起来像帝国步行者,但有狗腿。这种两英尺半高的机器即使在冰面上也能保持平衡,它可以作为士兵的装备携带背包机器人。
那么机器人智能和情感呢?自从您出版这本书以来,您有什么新的见解吗?
自从第一部星球大战电影上映以来,甚至仅仅自从第一集在1999年上映以来,科学在机器人技术方面取得了巨大的进步。但机器人仍然缺少的主要东西是智能和情感——我们既没有像R2-D2那样冒险的英雄机器人,也没有像C-3PO那样胆小的机器人。正在开发人工智能的研究人员意识到,机器人需要情感才能变得理性;我们通常认为这两者是对立的,但我们需要情感才能以有用的方式运作。例如,患有额叶疾病的人在做决定时会遇到困难,因为他们像计算机一样,会在采取行动之前遍历每一种可能的行动。但是,大脑正常的人对情况有一种感觉,这有助于他们快速做出决定。
有一些想法是在机器人中引入类似于人类拥有的化学奖励系统,或者对情感状态进行编程。如果我们处于困境中,例如,被困在星球大战的沙漠星球塔图因上,我们会通过将自己推向极限并更加警惕周围环境来专注于生存。同样,机器人可以快速“决定”访问其紧急电源并关闭非必要功能。总的来说,情感可以使机器人更有效地实现其目标。
星球大战宇宙中的超星系旅行有多实用?
角色们谈论以“光速”在宇宙飞船中移动或“跳入超空间”是可以互换的,这种命名法存在一些问题。毕竟,光速并不是很快!如果您以光速旅行,到达最近的恒星系统半人马座阿尔法星将需要四年多的时间,因为它距离超过四光年[24万亿英里]。
星球大战中似乎正在发生的事情是,他们通过所谓的虫洞旅行。爱因斯坦的相对论告诉我们,我们也许能够制造虫洞来折叠空间,以便在两点之间形成最短的距离。所有的空间都因重力而扭曲。这样想:假设空间是悬挂在晾衣绳上的床单。如果您想绕到床单的另一侧,您可以走到晾衣绳上,然后再到另一侧,但这不如直接在床单的两侧之间挖隧道快。
虫洞如果存在,可能比原子还小,并且只能存活几分之一秒。从理论上讲,利用虫洞的方法是用大量的能量“打开”一个虫洞,然后用一种奇异的物质保持其打开并扩大它。这种物质需要具有负质量或能量,才能施加反重力,以使虫洞打开足够长的时间,让宇宙飞船通过。这似乎就是汉·索罗驾驶千年隼号进行超空间跳跃时所做的事情。您可以将“光速”视为星球大战宇宙中的俚语。
显然,我们离任何可以快速将我们带到另一颗恒星的技术还很遥远。美国宇航局的新型猎户座宇宙飞船将于2014年问世,其设计目的只是为了将我们带回月球和火星。但总有一天,我们可能会拥有像星球大战中那样频繁使用的星际旅行。
激光武器呢?我们是否更接近拥有激光武器了?它们现实吗?
谁不想拥有爆能枪呢?它们太酷了。现在我们有低功率激光器,可以使人失明,或者功率更高的激光器,可以灼伤皮肤或衣服——有点像远程火焰喷射器。据我所知,我们拥有的最强大的激光器功率约为2.2兆瓦,可以摧毁数千英里外的敌方导弹。这些与我们在星球大战中看到的非常相似。
但是对于这些激光器,我们需要足够的设备来装满一辆卡车甚至一栋建筑物。我们还无法将这种激光技术装入枪套。最好的激光器仍然只有30%的效率,其余的能量都以热量的形式损失掉了。您还需要冷却激光器以使其正常工作,此外,您需要输入大量功率才能获得大量功率。
现在有无线泰瑟枪,大约手电筒大小。它们发出紫外激光束,分解它们和目标之间的空气分子。这会释放离子,然后可以通过空气发送电力来击倒某人,或者如果不小心,甚至可能导致他们心脏病发作。这有点类似于莱娅公主在第一部电影[第四集:新希望]开头被冲锋队击晕时的情景。还有眩晕手榴弹的原型,它可以使空气中的水分过热,从而产生爆炸性的闪光和巨响,可以击晕人员。
让我们谈谈光剑。
啊,光剑。当我第一次看星球大战时,我17岁,我以为它们是激光束。但这没有任何意义,因为激光束不会在几英尺后变成一个点。而且,除非空气中有大量灰尘散射光线并照亮光束,否则激光不会可见。此外,激光光剑会像手电筒光束一样相互穿过,这不会使战斗变得有趣。
所以我认为等离子体是更好的选择。这种电离气体是由闪电产生的,是太阳的组成部分,甚至用于等离子电视。您可以使用电场和磁场来约束等离子体,电场和磁场施加向内压力以匹配等离子体的向外压力。这意味着您可以制作不同的形状,例如光剑式的圆柱体。但是存在一些问题:您无法创建一个尖端,并且等离子体会泄漏并蒸发卢克·天行者手上的皮肤。与激光一样,您也无法将所有必要的机械装置装入剑柄中以产生等离子体。此外,光束需要达到数百万度,并且能量密度远高于我们现在拥有的任何东西。但是,如果您能够做到这一切,那么光剑肯定会切开金属和骨骼。包含等离子体的场会排斥其他光剑,因此它们会像您看到的那样工作,只是它会辐射出大量的热量,大约相当于太阳的热量。绝地武士会严重晒伤。
您认为“原力”在星球大战宇宙中是如何运作的?它有可能存在于我们的宇宙中吗?
试图解释原力最困难的事情是,它做了很多不同的事情:它可以使物体悬浮,读取他人的思想,影响意志薄弱的人,揭示过去和未来的景象,探测干扰或存在,甚至允许死后生命存在。
我们解释原力的最佳机会是通过在新三部曲中引入的迷地原虫。卢卡斯将这些迷地原虫解释为生活在我们细胞内的生物,使我们能够感受到原力。这里似乎有科学依据的元素是对原力强大的人的感知。您可以将其与生活在水中的生物进行比较,这些生物会产生小的电场。一些鱼会产生这些电场,这些鱼可以感知到其他鱼进入这些电场,以及接近的鱼发出的电场强度。
或者,原力可能类似于磁力。鸟类用喙和眼睛中的细胞感知磁场,这些细胞称为隐花色素。鸟类实际上可能“看到”磁场,因此您可以想象在星球大战中也发生类似的事情。如果达斯·维德站在隔壁房间,也许您可以像看到他周围的磁场光环一样看到原力的发射。