《三體》中的那些神科技之無(wú)線輸電

三體一共有三部:《三體》《三體Ⅱ?黑暗森林》《三體Ⅲ?死神永生》。其中,第一部像懸疑,第三部像玄幻。最接近我理解的科幻小說(shuō)的是第二部。

看完小說(shuō)之后,再來(lái)看封面,都覺(jué)得心里堵得慌。

如果問(wèn)我,這兩年所購(gòu)書(shū)籍中,最能觸動(dòng)我的封面設(shè)計(jì),當(dāng)此書(shū)莫屬。雙層設(shè)計(jì)的封面,一片讓人傷心的黑暗森林,一個(gè)孤獨(dú)的人形,內(nèi)部透出第二頁(yè)的燦爛星空。


這個(gè)孤獨(dú)的人,非我妄測(cè),一定就是第二部的男主羅輯。

一羅輯

三體人一方面用智子鎖死地球基礎(chǔ)科學(xué)的發(fā)展,一方面派出了三體艦隊(duì)直撲太陽(yáng)系,將于四百多年以后到達(dá)。

面對(duì)前所未有的危局,地球人一方面組建太空艦隊(duì),一方面利用無(wú)孔不入的智子無(wú)法不懂得人類思維的缺陷,選出了四位面壁者來(lái)對(duì)抗三體人。學(xué)術(shù)混混羅輯成為面壁者的原因是:三體人要?dú)⑺?。他種種動(dòng)作籌謀被人類看作一場(chǎng)笑話,卻最終,在地球艦隊(duì)?wèi)K敗,太陽(yáng)的功率放大功能被“水滴”發(fā)射的電磁波攔截,我以為地球人類的文明只能靠逃出去的兩艘飛船來(lái)延續(xù)時(shí),羅輯利用黑暗森林法則,生生的為人類找出一條活路來(lái)。

面壁人之一羅輯,在詛咒一顆星星會(huì)消失之后中了基因病毒,現(xiàn)代醫(yī)學(xué)無(wú)能為力。羅輯進(jìn)入冬眠,這一睡就是一百八十五年。

一百八十五年,生活巨變,滄海桑田。

被喚醒之后的羅輯,發(fā)現(xiàn)人類生活已經(jīng)發(fā)生了巨變,其中就包括人們?nèi)‰姷姆绞?。原文如下?/p>

“要說(shuō)技術(shù)我是不懂,但具體對(duì)這事兒多少還是明白一些,因?yàn)榕銮晌以惯^(guò)一種警用竊聽(tīng)器,它不用電池,而且電也像這樣用不完,知道是怎么整的嗎?從遠(yuǎn)處發(fā)射微波給它供電?,F(xiàn)在也就是這么回事兒,供電方式與我們那時(shí)不同而已?!?/p>

羅輯站住了,呆呆地看了大史半天,又抬頭看看空中的飛車,再想想那個(gè)電熱杯,終于明白了:不過(guò)是無(wú)線供電而已,電源用微波或其他形式的電磁振蕩束發(fā)射電能,在一定的空間范圍形成供電場(chǎng),這個(gè)范圍內(nèi)的任何用電設(shè)備都可以用天線或電磁共振線圈來(lái)接收電能。正如大史所說(shuō),即使在兩個(gè)世紀(jì)前,這也是一項(xiàng)很普通的技術(shù),之所以在當(dāng)時(shí)沒(méi)有普遍使用,是因?yàn)檫@種供電方式損耗太大,發(fā)射到空間中去的電能只有一小部分被接收使用,大部分都散失了。而在這個(gè)時(shí)代,由于可控核聚變技術(shù)的成熟,能源已經(jīng)極大地豐富了,無(wú)線供電所產(chǎn)生的損耗變得可以接受。

這里提到了兩個(gè)名詞:可控核聚變技術(shù),無(wú)線供(輸)電。

二核聚變發(fā)電

2017年以前,中國(guó)的核電站已經(jīng)遍地開(kāi)花。幾百年后的核聚變發(fā)電與今天的核電有什么不同?

有,相當(dāng)有。

目前使用核能的方式主要有兩種:核裂變和核聚變。

裂變時(shí)靠原子核分裂而釋出能量,這是目前核電的發(fā)電形式。

聚變時(shí)則由較輕的原子核聚合成較重的原子核而釋出能量,太陽(yáng)就是通過(guò)核聚變產(chǎn)生能量。最常見(jiàn)的是由氫的同位素氘和氚聚合成較重的原子核如氦而釋出能量。核聚變較之核裂變有兩個(gè)重大優(yōu)點(diǎn)。一是海水中蘊(yùn)藏著大量的氘和氚,第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是既干凈又安全。因?yàn)樗粫?huì)產(chǎn)生污染環(huán)境的放射性物質(zhì),所以是干凈的。目前核聚變較成功的應(yīng)用是氫彈。在發(fā)電應(yīng)用方面,采用核聚變發(fā)出來(lái)的電還沒(méi)有輸入的能量多,因此還無(wú)法使用。

所以,實(shí)現(xiàn)核聚變發(fā)電的年代,一定是個(gè)偉大的年代。

三無(wú)線輸電

無(wú)線輸電,顧名思義,就是電力不用物理上看得到的導(dǎo)線傳輸。事實(shí)上,無(wú)線輸電與傳統(tǒng)的輸電有著本質(zhì)的區(qū)別。

傳統(tǒng)的輸配電技術(shù)是這樣的:




或者




電能從變電站出來(lái),經(jīng)過(guò)輸電線路到達(dá)用戶側(cè),有一個(gè)完整的循環(huán)。

而無(wú)線輸電的原理卻完全不同。

如圖所示,是我們熟悉的變壓器的原理:一次側(cè)線圈中的電流在鐵芯中的磁場(chǎng),然后磁場(chǎng)在二次側(cè)的線圈中感應(yīng)出電流。

如果將鐵芯拿掉,將兩個(gè)線圈的距離拉開(kāi),就是無(wú)線輸電的原理。

目前,采用這種磁場(chǎng)作為傳輸媒介的方式還只限于厘米級(jí)的短距離傳輸。

將兩個(gè)線圈在系統(tǒng)本征頻率下發(fā)生共振耦合的方式可以實(shí)現(xiàn)MHz級(jí)頻率的近磁場(chǎng)傳輸電能。

如果將傳輸媒介改換為微波,則可實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)距離的電能傳輸。

當(dāng)然,后兩種方法光用線圈是不行的,還需要增加其他裝置。

很久以前,在課堂上介紹新能源發(fā)電時(shí),講到興奮處,忍不住開(kāi)啟了演講模式,我說(shuō):同志們,將來(lái),隨著科技的進(jìn)步,無(wú)線輸電技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展,有一天,我們?cè)谔罩薪ㄒ蛔?yáng)能發(fā)電站,再通過(guò)無(wú)線的方式將電能傳輸回地球,那個(gè)時(shí)候,我們害怕陰晴雨雪影響我們的發(fā)電功率嗎?后來(lái)想想,不嚴(yán)謹(jǐn),采用太空電站的方式,即使陰晴雨雪不影響發(fā)電,但對(duì)于無(wú)線輸電這種方式來(lái)說(shuō),一定是會(huì)影響電能傳輸?shù)摹?/p>

但將來(lái),未必不會(huì)有不受陰晴雨雪影響的無(wú)線電能傳輸方式出現(xiàn)。

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