科幻电影官中的科学.ppt

科幻电影中的科学科幻电影中的科学经济管理学院金融工程王怡雯2010103123•科幻与科技，是一对分割不开的“情侣”，而联系它们之间的纽带，就是人们丰富的想象和科技人员孜孜不倦的追求精神 •科幻电影中令人眩目的各种高科技产品和场景，与人们的现实生活距离有多遥远？ 或许，就只有一层银幕之隔 •人工智能与机器人人工智能与机器人 •克隆与生命科学克隆与生命科学 •太空旅行与地外生命太空旅行与地外生命•时间旅行时间旅行•源于科幻电影的科技突破源于科幻电影的科技突破•好看的科幻电影好看的科幻电影•人工智能(Artificial Intelligence) , 英文缩写为AI 人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式作出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等人工智能”一词最初是在1956 年Dartmouth学会上提出的从那以后,研究者们发展了众多理论和原理,人工智能的概念也随之扩展人工智能是一门极富挑战性的科学，从事这项工作的人必须懂得计算机知识，心理学和哲学人工智能是包括十分广泛的科学，它由不同的领域组成，如机器学习，计算机视觉等等，总的说来，人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。

但不同的时代、不同的人对这种“复杂工作”的理解是不同的例如繁重的科学和工程计算本来是要人脑来承担的, 现在计算机不但能完成这种计算, 而且能够比人脑做得更快、更准确, 因之当代人已不再把这种计算看作是“需要人类智能才能完成的复杂任务”, 可见复杂工作的定义是随着时代的发展和技术的进步而变化的, 人工智能这门科学的具体目标也自然随着时代的变化而发展它一方面不断获得新的进展, 一方面又转向更有意义、更加困难的目标目前能够用来研究人工智能的主要物质手段以及能够实现人工智能技术的机器就是计算机, 人工智能的发展历史是和计算机科学与技术的发展史联系在一起的除了计算机科学以外, 人工智能还涉及信息论、控制论、自动化、仿生学、生物学、心理学、数理逻辑、语言学、医学和哲学等多门学科 人工智能学科研究的主要内容包括：知识表示、自动推理和搜索方法、机器学习和知识获取、知识处理系统、自然语言理解、计算机视觉、智能机器人、自动程序设计等方面 人工智能人工智能单击此处 首先我介绍一下机器人产生的背景，机器人技术的发展，它应该说是一个科学技术发展共同的一个综合性的结果，也同时，为社会经济发展产生了一个重大影响的一门科学技术，它的发展归功于在第二次世界大战中，各国加强了经济的投入，就加强了本国的经济的发展。

另一方面它也是生产力发展的需求的必然结果，也是人类自身发展的必然结果，那么人类的发展随着人们这种社会发展的情况，人们越来越不断探讨自然过程中，在改造自然过程中，认识自然过程中，实现人们对不可达世界的认识和改造，这也是人们在科技发展过程中的一个客观需要 那么什么是机器人呢？人们一般的理解来看，机器人是具有一些类似人的功能的机械电子装置，或者叫自动化装置，它仍然是个机器，它有三个特点，一个是有类人的功能，比如说作业功能，感知功能，行走功能，还能完成各种动作，它还有一个特点是根据人的编程能自动的工作，这里一个显著的特点，就是它可以编程，改变它的工作、动作、工作的对象，和工作的一些要求，它是人造的机器或机械电子装置但从完整的更为深远的机器人定义来看，应该更强调机器人智能，所以人们又提出来机器人的定义是能够感知环境，能够有学习、情感和对外界一种逻辑判断思维的这种机器那么这给机器人提出来更高层次的要求，展望21世纪，机器人将是一个与20世纪计算机的普及一样，会深入地应用到各个领域，在21世纪20年是机器人从制造业走向非制造业的发展一个重要时期，也是智能机器人发展的一个关键时期 机器人机器人单击此处1938年，德国科学家首次提出了哺乳动物克隆的思想，1996年，体细胞克隆羊“多利”出世后，克隆迅速成为世人关注的焦点，人们不禁疑问：我们会不会跟在羊的后面？这种疑问让所有人惶惑不安。

然而，反对克隆的喧嚣声没有抵过科学家的执着追求，伴随着牛、鼠、猪乃至猴这种与人类生物特征最为相近的灵长类动物陆续被克隆成功，人们已经相信，总有一天，科学家会用人类的一个细胞复制出与提供细胞者一模一样的人来，克隆人已经不是科幻小说里的梦想，而是呼之欲出的现实目前，已有三个国外组织正式宣布他们将进行克隆人的实验，美国肯塔基大学的扎沃斯教授正在与一位名叫安提诺利的意大利专家合作，计划在两年内克隆出一个人来 克隆人具有自然人的法律主体资格，克隆人给社会带来法律主体上的混乱，克隆人研究行为是违法行为克隆人研究者涉嫌故意杀人及伤害罪克隆人的受监护权被抚养权得不到保护，克隆人的生命健康权和人格权结婚权得不到保护，克隆人研究是对于进一步犯罪的引诱，克隆人的研究违背人类不变的伦理道德并且也是人类的陷阱从法律角度看，支持克隆人研究就是一个走向危险的方向，法律反对克隆人！ 克隆克隆单击此处外地生命外地生命•地外生命 即除地球外存在的生命体现代科学研究表明，地球在宇宙中并不是唯一的像地球一样的行星有许许多多，几乎遍布宇宙因此，地外生命存在的可能性，正在被越来越多的人们所接受人们认为地外生命存在的原因有三：一是宇宙中适于生命生存的区域数量很大；二是在地球和太阳系中找到的元素，如C、H、O、N等构成生命的基本元素同样遍布宇宙；三是有机化合反应在许多环境条件下都能进行。

科学家们在暗黑星际云中发现了普通有机分子，更加支持了地外生命存在的学说 目前，限于科学水平的发展，科学家们对地外生命的研究途径尚比较有限其中之一是将实验仪器送入其它行星，但这种方法有局限，无法大量开展还有一种想法是，假设宇宙中存在具备相同或超过我们这样水平的智能生物，通过电波与其联系可是由于可能的文明距离我们至少也有几十光年，若能收到回复，也已是百年以后，这是很不现实的因此，我们不能单纯通过通讯手段，而应借助于实验手段我们虽没有一个切实的实验方法说明生命是物质演化的必然结果，但如果物理和化学规律是宇宙中的规律，而且我们在实验中精确回溯了生命在地球上存在的途径，就可以使人更有理由相信宇宙中也存在生命 单击此处时间旅行•在允许时间旅行的前提下，目前常见的有两种观点：协调历史假设与选择历史假设 协调历史假设强调历史协调，即人类可以回到过去，但却没有自主性时间旅行有严格的条件：只有确定将要时间旅行的人们在过去或未来的行为不会与现在形成悖论，时间旅行才能进行回到过去的人们无法改变历史，只能忠实的执行历史举个例子：假如你一次考试没考好，你通过某种办法回到过去想重考一次你在第二次考试前已经知道了试卷的答案，但你却无法取得满分，你将犯第一次考试时犯过的错误。

在此假设前提下，你势必无法回到过去杀了自己 选择历史假设则不同，时间旅行的人们具有自主性通过时间旅行的人们可以经历许多种历史，他们可以按自己的意志改变历史但他们改变的历史却不是他们原本的那个历史，他们的行为不会影响他们来的那个历史也就是说，即使你回到过去杀了自己，你也不会消失但在你杀掉自己的那个时间进度的未来，“你”不会再出现了 单击此处源于科幻电影的科学技术•据国外媒体报道，“星球大战”类型的全息影像技术，模拟哈利-波特隐形斗篷的织物材料面世近年来，诸多科幻电影中令人难以置信的仪器新技术都已成为现实 多年以来，美国好莱坞一直将科幻电影定位于一些超前科学技术，让观众们产生更多的想像空间例如：飞行的汽车、时间机器、自动系好的鞋带事实上，科学技术一直在飞速发展，并让好莱坞科幻电影中的未来科学技术逐渐成为现实以下是8种从科幻电影中成为现实的突破性科技发明： 30年前在乔-卢卡斯(George Lucas)执导拍摄的首部《星球大战》中，莱娅公主曾使用一种先进的3D全息图像向绝地武士欧比旺-肯诺比(Obi Wan Kenobi)请求救援 目前，美国亚利桑那州大学研究人员声称，他们使用16台照相机从不同角度记录原始“信息”，建立了类似的3D全息影像效果。

一旦这些数据发送至一个3D全息照相打印系统，激光将在光敏聚合屏幕上“刻画”出影像 • 在H.G.威尔斯的科幻小说《隐形人》中，一位科学家利用最新科学技术掌握了如何避免他的身体吸收或者反射光线在《哈利波特》科幻小说和电影情节中，年轻的魔法师哈利－波特偶然发现一件奇特的斗篷，能够让他隐形于人们的视线之中 目前，英国科学家采用一种新型材料可制造真实版的“哈利波特隐形衣”，这种材料叫做“超弯曲材料(Metaflex)”，未来该材料能够用于制造吸收光线的织物这种超弯曲材料的“薄膜”堆积在一起可产生柔性“智能织物”，从而实现隐形斗篷的隐形功能，让人们的肉眼无法观看到隐形斗篷下的物体 •史蒂文-斯皮尔伯格执导的2002年电影《少数派报告》中为观众们呈现出2054年的未来生活，在电影情节中，执法人员能够在罪犯分子未实施犯罪时就将他们抓捕 目前，在现实生活中也出现了类似的犯罪预测手段，美国佛罗里达州少年司法部正在使用IBM预测分析软件鉴别可能实施更多犯罪活动的十几岁青年被认定为高危等级的十几岁青年将接受干预或康复性治疗相比之下，他们比电影《少数派报告》中的罪犯分子更加幸运，在电影中那些犯罪分子则被送至冷冻监狱之中。

• 在科幻电影《钢铁侠》中，实业家托尼-斯塔克(罗伯特-唐尼饰演)穿上一套十分华丽的高科技装甲，在电影剧情中这位勇敢的钢铁侠借助这套神奇装置试图终止地球上的每一场战争 受益于这一思路，美国国防装备承包商雷神公司现已成为研制一款外骨骼钢铁装置，能使士兵举起200磅的重物虽然它不及电影钢铁侠的完美装备，但士兵穿戴这套钢铁盔甲之后，他们会毫不费力地数百次举起物体，挥动铁拳还可以击穿3英寸厚的木板，灵活自如地爬楼梯 •受1958年科幻电影《苍蝇》的启迪，美国收视很高的电视剧集《星际迷航》中出现了一种心灵传输器，人们通过该装置可短时间内转移至另一个地点依据《星际迷航》剧情地球到22世纪才能研制出心灵传输器 目前，维也纳大学的科学家小组于2007年使用“量子远距传输器”，可在稀薄的空气中传输数据数据”概念当然无法与真实存在的人体无法相比，真实版的《星际迷航》心灵传输器仍处于理论研究阶段 •卡普里奥饰演的男主角与朋友们能够进入做梦者的潜意识之中，并窃取一些重要的情报，比如：商业机密 然而现今的科学技术仍未达到这种程度，早在1993年就出现一种装置声称能够控制人们的梦境，该装置就是“诺瓦造梦仪(NovaDreamer)”，这是一种睡眠眼罩，能够刺激人们在清醒状态下“做梦”。

该状态下，人们能够清楚地意识到自己做梦，并对梦境进行控制这种眼罩是由精神生理学家斯蒂芬-拉伯吉(Stephen LaBerge)研制的，他今年夏季上演的科幻电影《盗梦空间》让人们对于梦境的联想有了新的认知，片中莱昂纳多-迪声称这种仪器能治疗那些时常做恶梦的人群 •在1989年科幻电影《回来未来第二部》中，马蒂－麦克夫莱(迈克尔-福克斯饰演)利用时间机器到2015年获得一双带有“动力鞋带”的自系式鞋子 目前，美国耐克公司现已申请一项类似的专利产品，能够让鞋子自动系上鞋带，在2015年庆祝《回来未来第二部》上演26周年 •在2004年米歇尔-甘德瑞(Michel Gondry)执导拍摄的《美丽心灵的永恒阳光》中，男主角(金-凯瑞饰演)使用一种叫做“技术性大脑损伤”的手段清除了前女友(凯特-温斯莱特饰演)的大脑记忆 目前，美国约翰霍普金斯大学的研究小组在实验中移除了实验老鼠大脑中控制痛苦回忆的一种蛋白质，之后老鼠将对响亮的声音不产生恐惧感并声称这对于生活在恐惧之中的患者具有重要意义该项研究负责人理查德-休加尼尔博士说：“我们的方法是移除这些蛋白质，削弱创伤导致的大脑记忆链接，从而删除记忆本身。

在接下来的实验中，他们发现通过化学性改良GluA1蛋白质，可以移除AMPARs蛋白质他强调称，研制一种控制和增强钙渗透性AMPARs蛋白质的药物可用于删除记忆，这听起来有点儿像科幻电影的情节，选择性地清除人类记忆未来有一天可应用于治疗具有恐惧记忆的人群，比如：那些遭受战争、精神和身体创伤的创伤后压力心理障碍症患者 此处单击。