中国现在距离《流浪地球2》里的技术还差多远？

zhuwenj

昨天去看了《流浪地球2》，整个人激动得不行，今天打算专门写篇文章来唠唠《流浪地球2》里的一些东西。
说实话，虽然《流浪地球2》是一部科幻电影，但其实里面很多装备早就已经有了对应的现实版本——我在看电影的过程中好几次都会心一笑：“这不就是XXX么。”

今天，我们就来聊聊目前中国距离《流浪地球2》里的工业水平还差多远。
为了方便讨论，我把《流浪地球》系列电影里出现的技术分为三类：
近期可以实现的：已经使用或可以通过技术升级改造实现的。
拼死可以实现的：不计成本，可以在50年内实现。
几乎不可能实现的：不论投入多少，100年内都没希望实现的。


近期可以实现的技术
电影里显露出来的各种装备，其中有不少是我们可以快速实现甚至已经批量使用的。这些装备包括：辅助设备、部分计算机设备、部分武器装备。
首先是辅助设备，这些设备在电影里的专属镜头不算多，绝大多数都是充当一个背景道具的作用。但这恰恰就体现出了《流浪地球2》的优秀——在现实中，像UEG这样的超级组织，它的麾下绝对不可能只有战斗人员和武器装备，一定也有数量庞大的辅助人员和辅助装备。 电影里把这些辅助机械作为背景，很大程度上也为整个电影增加了不少细节性的真实感。
而事实上，电影里的很多工程机械都是徐工集团已经量产的成熟产品。


电影里一闪而过的它，其实是国产港口机械的拳头产品
图片来源：江南时报、《流浪地球2》
其次就是计算机设备。相比起《流浪地球1》，《流浪地球2》里计算机的戏份大幅度增加，刘德华扮演的图恒宇整条故事线都在围绕计算机展开。只不过这里的计算机分成了两类，第一类是550系列量子计算机，第二类则是部署在“未来航天中心”里的那些计算机。 虽然第一类的量子计算机距离我们还很遥远，但第二类的计算机已经是触手可及的现实了。


图片来源：《流浪地球2》
电影里航天中心里那一闪而过的计算机阵列，其实就是中科曙光还没有面世的“缸式”浸没液冷计算机。 在现实中，随着时代的发展，对算力的需求早已暴涨，很多厂商的数据中心也都是液冷式的——阿里云的“麒麟”数据中心就是把服务器全部都浸泡在特殊的冷却液之中。


图片来源：《流浪地球2》
再一个就是垂直起降版本的J-20。电影里的垂直起降J-20显然已经变成了一种类似武装直升机的东西——开场时候刘培强和他师傅张鹏直接在街道废墟里起飞了，可见这东西对于起降场所完全不挑。
现实中，J-20显然还没有垂直起降的功能，美国的F-35倒是早就已经实现了垂直起降。我估计，这种垂直起降的J-20应该就是在地球危机来临之际，全人类彼此合作而诞生的产品——UEG应该是看中了J-20庞大机体带来的长航程和载弹量，然后把F-35的垂直起降技术移植在了J-20身上。


图片来源：《流浪地球2》

换句话说，中国目前在技术上完全有能力设计、制造出垂直起降的J-20——但问题又来了：这样做真的值得吗？


拼死可以实现的技术
不过，《流浪地球2》毕竟是一部科幻片，如果只有那些短期之内就能实现的科技，科幻的感觉就会下降一大截 ——还好，电影里有不少技术是我们目前技术水平还很难实现的，包括但不限于：550系列量子计算机、数字生命……这些技术的研究，各国都还在探索阶段，大家都只有一些“萌芽”式的进展。 不过，如果人类不计成本地对这些技术进行研发，在50年内应当还是可以发生重大突破的。
先说一下量子计算机，电影里的550系列量子计算机既可以辅助行星发动机的工程建设，还可以进行组网协调运转，根据第一部里“春节12响”的设定，它还有编程功能——这些特征说明， “流浪地球”设定里的量子计算机已经属于“通用量子计算机”了 ，除了原理不同之外，功能上或许和传统计算机一模一样。
目前来看，我们距离这个目标还很遥远。事实上，不论是谷歌还是中科大，全球对量子计算的研究都还在非常初级的阶段——连模拟机都算不上。谷歌虽然造出了“狐尾松”量子芯片，但必须在超低温下才能使用，而且非常容易受到干扰出错。中科大潘建伟院士的团队，虽然成功做出了可以在常温下使用的光量子计算机，但与其说这是个“计算机”，不如说只是一个“计算装置”。
不论中美，目前的人类只能说是走上了量子计算机的发展路线，大约只能相当于人类刚刚解锁了“三极管”技术的1906年。电影里的量子计算机还没有完成小型化，量产化的550系列计算机也是一个大箱子的尺寸，这大约可以对标传统计算机在70年代的水平。
这两者相比，我个人推算，我们距离成熟的通用量子计算机最快也有70年的时间。
因此，我认为：如果我们可以不计成本地对量子计算机进行投入，那么50年内大概率是可以看到相应成果的。


几乎不可能实现的技术
《流浪地球2》里最具有科幻感觉的东西有三个，一个是能推动地球运转的行星发动机，一个是太空电梯，一个是能保留住人类意识的“数字生命”。两个硬件一个软件，在我看来，这三个技术都是100年内人类几乎不可能实现的。
先说“行星发动机”，《流浪地球》系列基本上都在围绕“行星发动机”而展开：
第一部里，韩子昂开卡车给发动机运燃料，韩朵朵开全服广播给发动机摇人。第二部里，吴京扮演的刘培强运核弹给罢工的月球发动机擦屁股，刘德华扮演的图恒宇是负责操作550A量子计算机的程序员——550A就是为了辅助发动机建设而存在的。
“行星发动机”这个设定真的很牛逼，但很可惜，它几乎不可能实现。
“行星发动机”的本质是可控的重核聚变——也就是把石头里的硅、氧等“重原子”进行核聚变，从而产生强大的能量。鉴于人类现在连最轻量级的“氢核聚变”都还处于一个“永远还剩50年”的状态，实现“行星发动机”那样超大规模的重核聚变的确是一个过于遥远而不可及的目标。
有一句话很有名：你无法想象一个你没见过的东西。
1865年儒勒·凡尔纳写出《从地球到月球》的时候，他老人家的计划是用大炮把人射到月球上去。为什么凡尔纳不考虑火箭呢？因为“火箭之父”、提出“逃逸速度”理论的齐奥尔科夫斯基当时还是个8岁的娃娃，还在俄罗斯农村玩泥巴呢。
即便是像大刘这样顶级的科幻作家，在创作的时候也必然是会受到现实约束的——行星发动机的设定虽然非常牛逼，但这个东西和把人射上月球的大炮一样，都是基于作者认知而诞生但几乎无法实现的东西——凡尔纳了解大炮的原理，但能把人射上月亮的大炮至今都难以造出，大刘了解核聚变的原理，但能实现“烧石头”的行星发动机以目前人类的技术进步水平估计100年都造不出来。
然后是“太空电梯”，虽然我真的很喜欢这个东西，开场那个太空电梯的场景看的我热血沸腾、极度震撼，但问题是这东西真的很难变成现实——电影里的设定是9万公里高的电梯—— 我就想知道是什么样的材料才能做到这种水平啊？
再说“数字生命”。“数字生命”这个概念已经不新鲜了，1985年人类就已经完成了对秀丽隐杆线虫神经回路的测绘，1993年就已经实现了部分程度上的模拟仿真，2004年之后已经可以模拟完整的神经系统、肌肉系统甚至是模拟它和环境的交互。看上去似乎进展不错，但这些其实并不能令人满意——我们至今对于这种微生物的神经元连接如何产生复杂行为缺少理解。
而人类大脑的复杂程度相比微生物又何止复杂数万倍？
因此，我并不认为电影里的2058年就能实现“数字生命”。


《流浪地球2》的技术性观后感
看完《流浪地球2》，我感觉这个电影起码可以杀进全球前十名的科幻片名单，因为它不论是特效、剧情、立意都达到了国产电影乃至世界科幻电影能达到的顶级高度。
溢美之词，不必多说，我今天主要想聊一些技术上的观后感： 总体的一个感觉是，在无人机械和算力建设上，我们已经在朝着电影描述的那个方向发展了。
首先想到的是“传统产业的信息化升级” ——550系列计算机的使命就是帮助人类加快行星发动机工程的假设——在超级算力的统筹下，人类利用无人车、无人机、无人飞船、机器人来建设超级工程。
而现实中，中国其实已经在这条路上了。无人港口早已不是新闻，从厦门远海码头开始，中国已经建成了10座自动化的集装箱码头，还有7座正在建设中，规模位列世界第一位。技术层面上，5G技术带来的高效率通信和L4级别的无人集装箱运输车带来的是成本的大幅下降，一辆无人集装箱运输车能取代3-4个司机的工作。
下一步，就是无人工程机械了。 2019年7月，美国的CAT公开了无人驾驶的液压挖掘机，同一年，日本小松也开始了人工智能工程机械的验证。中国企业也不落后，同样拿出了非常有竞争力的产品。徐工、中联、三一、柳工都有自己的无人工程机械产品。
第二个想到的就是“算力” ——电影里用的是量子计算机，但现实中我们短期内肯定是指望不上了，还是要用传统计算机。目前中国算力的建设已经达到了世界第一梯队，2021年的数据来看，中美两国分别占了全球31%/36%的算力，是当之无愧的“算力大国”——电影里的三个根服务器分别位于北京、杜勒斯、东京——看来导演团队是真的懂算力的，背后肯定请了相关专家。
最后，科幻作品，尤其是电影，其实能给制造业带来意想不到的“礼物”。 对《流浪地球2》，知乎上有个特别有意思的评论，大致意思是：只要你给我看巨构，看机器人，看无人机大战，看爆炸，看大型机器，我就会买票——男性的思维有时候就是这么简单。想当年《变形金刚》火热的时候，大家印象最深的东西除了擎天柱和大黄蜂，剩下的就是利勃海尔的那个巨型矿山挖掘机。
设想一下，如果一部国产科幻电影，特别是一个能在全球市场上走红的国产科幻电影里展示出了中国某个公司生产的超级机器， 哪怕现实中并没有这么夸张，这个电影的品牌塑造能力也必然将吊打无数广告。


尾声：
看完《流浪地球2》，我发了个朋友圈。大概的意思是说：《流浪地球2》成功跳出了好莱坞的套路，整个电影非常有中国味道，中国人不喜欢那种张扬的美国英雄，中国人喜欢的是悲情的牺牲精神和殉道者。和我们之前看到的所有美式科幻片都不同，因为它从基调上来说就是一个非常中国的故事—— 因为也只有我们这个5000年绵延不绝的文明才会有信心去执行一个需要花费2500年的任务。
《流浪地球2》拍出来了，除了电影工业上的成就，某种意义上也可以说是中国工业的整体成就——中国如果没有工业化，如果不能在现实中拿出J-20、无人机、超级计算机等等先进“黑科技”，电影虽然也不会差，但肯定是没有那种自豪感的。
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zhang么么

很皮，又在家里排行第四，又喜欢老板娘，所以大家都叫他陈皮阿四。