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哪些科学技术一旦获得突破,将会让人类文明实现飞跃?

在过去的一百多年里,理论基础科学并没有太大的突破,这不禁让人感慨:在距离1666年牛顿奇迹年、1905年爱因斯坦奇迹年的354年、115年后,今天的科学是否走到了一个临界点。

而众所周知,科学技术是第一生产力,社会的进步更离不开科学的推动。今天的社会之所以发展到史无前例的高度,跟前人为我们建立起来的近乎完善的科学理论体系不无关系。

哪些科学技术一旦获得突破,将会让人类文明实现飞跃?

如今,一些科学技术在人类的探索中缓慢前行,然而一旦获得突破,将让人类文明实现飞跃。今天,科学艺苑就列举几个这样的技术。

可控核聚变

自工业革命以来,能源问题一直是人类关注的一个重大问题。从之前的化石能源到如今太阳能、风能等清洁能源,人类从来没有放弃对清洁、高效能源的探索。

然而,直到今天人类依然离不开化石能源,由于化石能源在地球上储量有限,科学家估计,如果人类迟迟无法在能源方面有所突破,到了本世纪末,能源问题将成为人类最大的难题。

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合理使用核能是解决这一问题的主要突破点。人类从上个世纪中期就开始研究建立核电站,但目前人类所掌握的商用核技术仅仅是核裂变技术。

跟核裂变相反,核聚变是两个原子核聚合为一个原子核,并释放出大量能量的过程。太阳的能量就来自于氘与氚的聚变,而核聚变已经在太阳上持续了50亿年。

也正是因为与太阳一样的原理,可控核聚变被人们称为人造太阳,实际上,氢弹爆炸也是一种核聚变技术。但是,科学家们希望能够通过有效控制核聚变发生的过程,让能量持续稳定的输出以利用。

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核聚变跟核裂变比有很多优点。

首先,地球上蕴藏的核聚变能比核裂变能丰富得多。据科学家估计,海水中拥有45万亿吨的氘,地球上蕴藏的核聚变能约为蕴藏的可进行核裂变元素所能释出的全部核裂变能的1000万倍,可以说是取之不竭的能源。

其次,它既不会释放污染性气体,也不会产生核裂变所出现的长期和高水平的核辐射,因此核聚变干净又安全。

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实际上,我国的可控核聚变技术目前处于世界领先的地位,其中位于合肥的EAST反应堆是世界上第一个达到实用工程标准的反应堆,也许我们距离可控核聚变的商业时日已经不远了。

超光速飞行技术

浩瀚的宇宙一直是人类探索的目标,但是受目前人类飞行器速度的限制,我们对宇宙的认识还远远不够。爱因斯坦曾告诉我们,任何有质量的物体速度都不可能超过光速。然而即使我们以光速飞行,能够探索的宇宙范围也是非常有限。

那么,光速是否可以超越呢?事实上,光速并不是不可以超越的,宇宙中并不缺少超光速现象,例如,宇宙膨胀速度就远超光速。

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目前,科学家提出了三种可能超越光速的技术。

一、“曲速引擎”技术,宇宙并不是真空的,它可以看成一个有弹性、可伸缩弯曲的物质,可以发生动态的时空扭曲,曲速引擎就是利用时空的这种伸缩性,让飞船可以在时空结构中“超光速”飞行。在不少的科幻作品中曾多次出现这种技术的应用,它也是目前科学家实现超光速飞行技术的主要研究方向。

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二、量子纠缠技术,微观世界的两个相互纠缠的微小粒子,即便分开到相聚十分遥远的两个地方,如果其中一个粒子的状态发生变化,另一个粒子能在瞬间感应到它的变化,并做出相应的改变,感应的速度是瞬间的,这种现象被称为“量子纠缠”,也有人称这种现象为“幽灵般的超距作用”。这种超光速现象为人类实现超光速飞行开启了一扇新的大门。

三、虫洞穿梭技术,根据相对论,质量或能量足够强大,就有可能在宇宙时空中打穿一个洞,连接起两个遥远的宇宙空间,通过它就可以快速到达目标,实现超光速飞行。也就是说,通过虫洞连接起不同的时空,人们可以轻易的到达几万光年外的时空。

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不过,想要打通虫洞,需要极其大的能量,以人类现在的技术根本做不到,或许将来的人类方法获得更强的能量后可以实现。

常温超导体

从1911年科学家首次发现了超导现象,经过100多年的发展,超导体的温度提高到大约140K,并逐渐开始商用,但是超导材料所需的超低温条件依然极大的限制了其应用范围。

超导体就是低于某温度时电阻为零的导体,除了超导性,超导体还有完全抗磁性的特性。那么加入常温超导体实现后,将如何改变我们的生活呢?

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首先,由于常温超导体在室温下没有电阻,因此日常家用电器对于电的消耗将消失。因此各种电器的性能、用电的效率会有质的提升,更多的精细电元件会应用到我们的生活。同时,速度极快的超导计算机和量子计算机将成为可能。

其次,将常温超导体作为发电机的绕组,可以将发电损耗降到最低,使得发电变得更加容易。由超导材料制作输电线可以把电几乎无损耗地输送给用户,而要知道,目前的铜铝导线输电,约有15%的电能损耗在输电线路上。

哪些科学技术一旦获得突破,将会让人类文明实现飞跃?

再次,由于超导材料的抗磁性,将超导材料放在一块永磁体上方,由于磁体的磁力场不能穿过超导体,磁体和超导体之间会相斥,使超导体悬浮在磁体上方。高速超导磁悬浮列车正是利用这种磁悬浮效应实现的,常温超导体的突破将使得磁悬浮交通得到更广泛的应用。

总结:

实际上,还有像强人工智能、干细胞治疗、量子通讯等技术,一旦有所突破,同样能够深深地影响我们的生活,由于篇幅有限,我们就先列举以上这些。

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