探索的腳步從未停息 從《星際穿越》管窺科技前沿

人類第一艘以深空探索為目標的載人飛船“獵户座”12月5日從美國佛羅里達州肯尼迪航天中心發射升空，在繞地球飛行兩圈後，落入太平洋預定海域。圖為相關人員對落入太平洋的“獵户座”進行回收。

2014年發生的很多重大科技進展，在近期熱映的一部科幻大片《星際穿越》中都有所展現：超越極限的星際飛行，揭示了人類對太空的不懈探索；逼真的“漫遊者”飛船，展示了當下最熱門的三維打印技術；無所不能的機器人“塔斯”，則代表了人工智能未來的發展方向。

星際穿越——可能還要等上幾百年的時間

揭開宇宙奧秘，尋找類地行星，一直是人類的夢想。2014年，人類探索太空的腳步不停息：11月12日，歐洲航天局“羅塞塔”彗星探測器釋放的“菲萊”着陸器成功着陸彗星；美國“史上最快的宇宙飛船”——“獵户座”12月5日成功發射升空；中國探月工程穩步推進；印度首個火星探測器進入火星軌道……

太空探索不斷突破新的領地，反映出人類科技的日新月異。北京空間科技信息研究所《國際太空》雜誌執行主編龐之浩告訴記者，目前，人類已對太陽系內所有大行星都進行了探測，並對太陽、小行星、彗星和星際空間展開過大量的探測，實現了在月球、火星、小行星、彗星和土衞六上的着陸，以及對彗星粒子、太陽風粒子和小行星的採樣返回，已經把10多名航天員送上了月球，“旅行者一號”還飛出了太陽系。

“太空探索領域在過去半個世紀中的關鍵突破，應是人類數據存儲和處理能力的突飛猛進。”美國先鋒航天公司總裁、太空專家羅伯特·祖布林對記者表示，“現在一部智能手機的存儲和運算能力，幾十年前可能需要一個屋子的機器來完成。這種進步對於提高人類探索太空能力發揮了巨大作用。”

不斷升温的宇宙探索，催生了一系列太空概念：火星移民、太空旅遊……不過，在龐之浩看來，以目前的科技進步速度，普通的地球人要實現星際穿越，可能還要等上幾百年。他認為，目前的技術瓶頸在於運載器和航天器方面尚未取得重大突破。

三維打印——功能和適應領域不斷拓展

人們為《星際穿越》中的唯美畫面感到震撼的時候，可能很少有人知道，三維打印技術為這部影片貢獻了不少科技含量。觀眾在巨幕前看到的穿梭於星際的飛船，都是三維打印的傑作！美國邁阿密大學智能計算機系統研究所所長羅伯特·普蘭特説：“從技術形態和產業發展上來看，今年三維打印在材料和打印精度兩個領域都取得了明顯的進展。”

從形態上説，三維打印正朝着“一大一小”兩個方向發展。去年，澳大利亞莫納什大學從德國引進了一台世界上尺寸最大的金屬打印機，打印尺寸可達600毫米×400毫米×500毫米，目前正在全負荷運行。同時，研究人員正在進行納米尺度三維打印技術的研發，利用金屬物理氣相沉積方法，已經打印出了寬度僅有10納米的物體。

從打印材料上説，越來越多的新型材料被應用於三維打印。普蘭特説，眼下，三維打印的材料涵蓋了塑料薄膜、陶瓷和金屬合金等，而生物打印領域的突破，使科學家們可以利用諸如聚乙二醇二丙烯酸酯等高分子聚合物來打印人的椎間盤等各種人體器官。

澳大利亞莫納什大學增材製造中心主任吳鑫華告訴本報記者：“目前應用三維打印技術的行業普遍具有高附加值、對創新要求高等特點，其中最具代表性的是航空航天業。去年，一些通過三維打印技術生產的飛機發動機組件已通過試驗，達到國際適航標準，今年一些歐美航空發動機公司已準備開始批量訂購。”

但在吳鑫華看來，三維打印尚不具備工業化條件，“三維打印部件的組織結構和力學性能具有高度的重複性，這是工業化生產的必要前提”。其次是缺少一系列政策的支持，“只有在數據共享、保護知識產權和專利等政策支持下這一技術才能更好地發展”。他認為應該對這項“熱技術”進行“冷思考”，“實現三維技術工業化發展不能盲目，用户需要與專業人士合作，而不能僅僅寄希望於三維打印本身”。

人工智能——聰明程度與人類越來越接近

《星際穿越》中人類的得力助手、機器人“塔斯”可以説是除了主角外戲份最多的“演員”，其幽默的語言、強大的本領和大無畏的犧牲精神，迷倒了不少觀眾。“塔斯”從一定程度上折射出人工智能的快速發展，機器人正變得越來越聰明。

軟件新技術國家重點實驗室、南京大學計算機科學與技術系教授路通對記者表示，人工智能的長足發展得益於概率論和決策論等數學工具，同時，認知科學、心理學、腦科學、數據挖掘、機器視覺、語音識別等學科的發展為人工智能發展提供了重要基礎。

歐洲機器人協會秘書長尤維·赫斯對記者表示，歐美相繼推出的“人腦計劃”就是人工智能產業化的具體表現，其目的在於打造基於信息通信技術的綜合性研究平台，採用計算機模擬法繪製詳細的人腦模型，促進人工智能、機器人和神經形態計算系統的發展，將引發人工智能實現由低級別人腦模擬向高級別人腦模擬的飛躍。（強薇、廖政軍、陳一鳴、曲頌、任彥、鮑捷）