我们距离“三体世界”还有多远？这些“黑科技”正在走向现实…...******

　　最近，《三体》动画开播。被翻译成不同语言、畅销世界多地的小说《三体》，除了其庞大的设定、对宇宙的恢宏描写以及跌宕起伏的剧情外，最令人着迷的就是作者刘慈欣对未来航天科技的设想。

　　这些天马行空的“黑科技”，有哪些是正在实现或部分实现的呢？我们一起去看看：

    图源：《三体》微博

　　从“飞刃”到碳纳米技术

　　在《三体》中，“飞刃”被用来执行代号“古筝行动”的秘密军事行动，这种极细的丝状纳米材料，将叛军船只“审判日”号切割成了条状。

    图源：《三体》动画

　　按原著设定来看，“飞刃”是一种超高强度的纳米材料。

　　在现实中，最接近其特征的就是具有超高机械强度和低密度的碳纳米管，但它目前还无法做到像三体中“飞刃”一样，横跨运河两端几十个来回那么长。

　　 2022年4月，美国《国家科学院院刊》（PNAS）刊载，中国科学家首次在高压下合成高度有序晶态金刚石结构纳米线。这种金刚石纳米线在长度方向可以无限生长，粗细仅相当于一根头发丝的十万分之一，具有与碳纳米管相当或更高的拉伸强度和极强的柔韧性，想来在实践中运用指日可待。

    金刚石纳米线

    图源：科普中国

　　从头盔感应技术到虚拟现实设备

　　《三体》中不止一次提到了头盔感应技术。

　　每次进入三体游戏世界，科学家汪淼都需要穿上虚拟现实装备，装备包括一个全视角显示头盔和一套感应服构成的“V装具”。通过记录视网膜特征，感应服可以使玩家从肉体上感觉到游戏中的击打、刀刺和火烧。

    图源：《三体艺术插画集》by 山野

　　按照原著设定，“V装具”就是虚拟现实设备（Virtual Reality，VR）。它和增强现实技术（Augmented Reality，AR）不同，虚拟现实可在虚拟信息里模拟出现实世界。

　　现今，大部分虚拟现实技术更强调视觉体验，一般是通过电脑屏幕、特殊显示设备或立体显示设备获得的。

　　与V装具头盔接近的设备便是VR头显。

    VR头显

    图源：凤凰网

　　 VR头显可将人的对外界的视觉、听觉封闭，引导用户产生一种身在虚拟环境中的感觉。如果要使用VR头显进行游戏，往往还需要配套的手柄或手套用以操控。就目前的实际情况来说，还很难形成一个高逼真的虚拟现实环境，无法拥有三体游戏里那种身临其境的丝滑体验。

　　从“思维透明”“思想钢印”到脑机接口

　　《三体》刻画了两种信息感知机制。

　　其一是思维透明。三体人的信息感知方式是直接发射自己的思维，三体人一开始思考，他的想法别人就能够知道，无法隐藏；

　　其二是思想钢印。第三位面壁者比尔·希恩斯发现了人类思维做出判断的机制，成功研制出一种设备，通过对神经元网络施加影响，使大脑不经思维就作出判断，相信某个信息为真。

　　按照原著设定，思维透明和思想钢印，都是对心智这一神秘领域的重新认识。

    图源：《三体》动画

　　而现实中，让机器直接解码神经活动的技术被称为“脑机接口”。

　　单向脑机接口的情况下，计算机接受大脑传来的命令，或者发送信号到脑，但不能同时发送和接收信号，类似于三体中的思想钢印。

　　双向脑机接口允许脑和外部设备间的双向信息交换，就像三体人的透明思维，可以感知别人，也无法隐藏自己。

　　脑机接口已经在医疗领域有了很多应用，脑控智能轮椅、脑控打字机、脑控机械外骨骼、脑控智能假肢等等都是试图绕开已经坏损的神经或者部位，让机器直接解码神经活动。

　　如何准确地对思维进行解码和编码，是现在脑机接口面临的最大挑战，也是目前无法实现思维钢印，思维透明的根本原因。

    脑机接口

    图源：网易号“蓝海长青智库 ”

　　从无穷能源到可控核聚变试验

　　《三体》世界中的人类社会虽然没有实现罗辑口中的“无穷的能源”，却也是有极度充盈的能源供给支撑起整个地球的无线供电，而这个能源就来自可控核聚变。

    图源：《三体设定集》

　　现实世界中，早在上世纪 50 年代，人类便开始研究用于民用目的的可控核聚变。近几年，“核能新浪潮”抬头，这一“终极能源”的研究更是得到了世界各国的大力推崇。

　　2022年12月5日，美国科研人员在劳伦斯 · 利弗莫尔国家实验室（LLNL）进行了历史上首次可控核聚变实验。

　　核聚变是太阳和恒星的能量来源。在这些星体核心的巨大热量和重力下，氢原子核相互碰撞，聚合成更重的氦原子，并在此过程中释放出大量能量。与其他核反应不同，核聚变不会产生放射性废物。核聚变技术有望为人类提供近乎无限的清洁能源，帮助人类摆脱对化石燃料的依赖。

　　2021年，中国的“人造太阳”全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）便实现了1056秒的长脉冲高参数等离子体运行。依靠该技术，最终建成可控核聚变发电站。

    全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）

    图源：新华社

　　把时间拉长，科技和科幻没有分界线。

　　科技与未来接轨的脚步在不断加速，科幻的无限想象为“黑科技”画出蓝图。期待在未来科学家们通过试验，将《三体》中“飞刃”“思想钢印”“水滴”等表述具象化，展现科技力量！

　　(审核：张宁 策划：李政葳 统筹：穆子叶 撰文：雷渺鑫)

　　参考 | 北京科技报、知乎、科普中国、三体社区、海峡卫视、凤凰网

户外运动爱好者必须了解的常见运动损伤及处理原则******

　　江苏省体育科学研究所 杨文贤

　　2022年，借助各大网络平台的分享转发，一系列小众运动如飞盘、腰旗橄榄球、徒步、攀岩这些户外运动受到许多年轻人的追捧，成功吸引到一大批群体成为户外运动的忠实爱好者。

　　到户外走动是保持健康和接触大自然的好方法，但是户外运动引起的相关伤害也会显著增加。据统计，每年有超过350万的人群因运动或参加娱乐活动而受伤。即使是专业运动员，虽然他们在大多数运动伤病中恢复得相当快，但如果得不到及时解决，也可能意味着运动员生涯的提前结束。

　　新冠康复后，外出运动是一个好的选择，可以帮助呼吸的恢复，但对于户外运动的新手爱好者而言，不仅要面对如何在冬季寒冷的低温下保持良好运动状态的考验，了解不同运动可能会引起的身体伤害以及学会自我预防及处理，同样也是重中之重。对此，根据运动科学专家Jill Horbacewicz的建议，我们为广大的户外运动爱好者们编制了一份关于运动损伤的友好指南。

　　以下是最常见的几种户外运动伤害以及如何预防这些伤害的提示。

　　1.扭伤

　　扭伤是一种影响韧带的损伤（韧带是连接骨骼和关节的组织）——最常见的形式是过度拉伸导致的撕裂。扭伤通常是由于快速扭转或其他笨拙的运动（包括跌倒）发生的。而其中，踝关节扭伤是最常见的扭伤形式，以疼痛和肿胀为特征。损伤通常发生在外侧韧带上，严重程度可以从拉伤到撕裂。对于户外运动爱好者而言，脚踝扭伤通常发生在精神注意力不集中时。因此，在运动过程中注意不要向前看地形中的突起，认真走好脚下的路，这对徒步爱好者而言尤其重要。

　　一旦发生扭伤，请立刻停止运动并休息，有条件的可以对受伤部位进行冰敷。如果疼痛严重，请就医进一步治疗。

　　2.拉伤

　　肌肉纤维或肌腱撕裂时会出现拉伤，多数情况下是由于突然运动造成的，在网球运动员、高尔夫球手和曲棍球运动员中很常见。拉伤可能导致肌肉痉挛、肿胀和难以移动受影响的身体部位，这通常局限于腿部、手臂、颈部和背部。偶尔可能需要手术来解决严重的拉伤，但大多数情况下通过休息、冰敷以及在某些情况下使用拐杖即可治愈。

　　3.应力性骨折

　　在户外运动中，应力性骨折是一种比较常见的损伤情况。这是过度使用导致的损伤，通常体现在小腿或足部骨骼出现裂缝。人们很容易通过疼痛的部位和感受来判断是肌肉问题还是应力性骨折。如果是肌肉问题，身体疼痛的感受会更加弥散，对于应力性骨折，疼痛局限于一个部位且感受更加尖锐。

　　如果出现骨折，即使是轻度骨折也应被视为需要立即治疗的医疗紧急情况。可能需要石膏来促进愈合，并且恢复时间可能比许多其他类型的运动损伤相关的时间更长，甚至也可能需要手术来修复。

　　4.足底筋膜炎

　　足底筋膜炎是一种足部疾病，在跑步者以及以下肢运动为主的项目中最为常见。足底筋膜是一条组织带，从足跟一直延伸到脚趾，它的损伤特点是脚后跟或脚底感到疼痛。导致足底筋膜炎的生物学因素包括旋前困难、高足弓或扁平足、紧绷的跟腱和紧绷的小腿肌肉。

　　足底筋膜炎的治疗流程可以称为RICE。Rest、Ice、Compression和Elevation的首字母缩写词，这也是绝大部分运动损伤的处理原则。除此以外，可能还需要使用布洛芬来减轻炎症，同时进行拉伸（适当的时候）和按摩以缓解紧绷感。

　　5.髂胫束综合征

　　髂胫束综合征也是跑步者以及下肢运动最常见的过度使用损伤之一。髂胫束是一条从臀部外侧向下延伸到膝盖外侧直到胫骨的组织带。疼痛通常是由髂胫束在胫骨外侧（膝盖处）摩擦引起的。当在不平坦的表面上进行下肢运动以及肌肉组织变得紧绷时，该部位的摩擦会变得更加严重。穿破旧或不合适的鞋子也有可能导致髂胫束综合征。

　　因此，面对这种情况，首选是停止下肢运动，拉伸放松肌肉组织，选择合适的穿戴装备。严重时，可能需要相应的矫形器来解决因身体形态变化产生的力学问题。

　　6.腰痛

　　腰痛可能是由于腘绳肌紧绷、肌肉不平衡、核心肌无力、姿势不良、不正确的运动形式和跌倒造成的。大多数腰痛是由肌肉组织的失调和虚弱引起的。为了防止进一步的问题，日常生活中就要时刻注意脊柱的正确形式和中立对齐。

　　腰痛人群要加强核心，伸展腿部、腰部、腰椎和臀部。锻炼后使用RICE方法缓解疼痛。

　　7.膝痛

　　膝痛在热爱运动的人群中并不少见，尤其是跑步者以及其他下肢运动中。大多数膝盖问题源于过度使用、磨损、穿着不正确的鞋子、肌肉不平衡或异常，例如腿长不均匀、弓形腿和膝盖受伤等。

　　膝盖疼痛的治疗与其他损伤有所不同。通常，膝盖疼痛会随着肌肉力量训练、合适的鞋型或矫形器而消失。如果疼痛持续2周或更长时间，则需要及时向专业人员咨询，例如运动医学医生或足病医生。当然，在日常的预防中，也要注意穿着适合的鞋来进行运动。

　　说了这么多常见的运动损伤，相信各位发烧友们对于运动损伤一定有了自己的判断。但其实在运动中，最容易被大家忽略的其实是下面这类，我们将其称为“周末勇士”综合征。

　　整周久坐不动，然后在周末到来时进行大强度运动甚至过度运动极有可能会引起运动损伤。如果你整个冬天都没有跟上一项活动，请不要在夏天到来之际直接加入一项新的运动。你需要慢慢增加强度和频率，让你的身体适应你对它的要求。

　　最后，为了让大家真正享受到户外运动的乐趣，我们还有更多提示：

　　●运动前热身；

　　●佩戴合适的装备：无论是头盔、合适的鞋子、防护垫等，都会降低受伤的风险；

　　●保持水分：脱水会对性能产生负面影响，并导致肌肉疲劳或过度劳累，从而增加受伤的机会。确保在任何体育活动之前、期间和之后喝大量的水；

　　●知道何时停止：在受伤时忍耐疼痛或继续运动会很快导致后续受伤和较长的恢复时间。知道何时休息对于保持运动的活跃度至关重要。如果你在项目中已经很累，那么就不要继续运动了，疲劳时受伤的可能性要大得多；

　　●练习正确的技术：户外运动伤害的另一个主要因素是不正确的技术，它几乎可以影响任何人，无论是什么运动项目，学习如何正确的技术和发力均有助于预防一些最常见的运动损伤。

　　●小窍门：保护、休息、冰敷、加压、抬高。①保护受伤的部位，不让它受到第二次损伤。②针对限制患处的活动的休息，肌肉及韧带损伤后，局部制动是关键的。③及时的对患处进行冰敷可以减少出血、缓解疼痛、炎症的控制等。④加压一般在受伤后的24—48小时内实施，可以限制患处进一步的肿胀，常使用加压绷带包扎伤口，加压要从离心脏远的那端一层层向近端包扎，切记不要包扎过紧，包扎过紧极易引起局部肌肉坏死。加压时可以配合冰敷同步进行。⑤抬高是将患处抬高，更多的是利用重力帮助血液及组织液回流来减少受伤部位肿胀，缓解疼痛。