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“弹簧步行者”之类的设备非常接近科幻作品里的“军用外骨骼”，这种巨大的人形机器会模仿驾驶者的行为。也许是受到赫伯特·乔治·威尔斯在《世界大战》中描绘的战斗力超群的火星人的杀戮机器的启发，外骨骼的常见样式是游戏《重装机甲》（Heavy Gear）和《机甲战士》（MechWarrior）里的铠甲，或者是电影《黑客帝国》里的战斗机器。套在生物身上的外骨骼概念已经深入人心，就像某些动物的骨骼长在身体的外面一样，而不像人类的骨骼长在身体里面。从蚂蚁到龙虾，地球上的很多东西都有外骨骼。
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军用外骨骼已经和很多其他科幻作品中的物件一起进入真实世界了，从纸上的梦想转变为实际的应用。美国国防部高级研究计划局于1958年成立，作为美国对苏联发射人造卫星的回应举措。这个机构的初衷是超越“弹簧步行者”，不用孱弱的弹簧让人类的步幅增大，而是用超强的动力突破人类身体的极限。它斥资数百万美元实施“人力增强外骨骼”项目，来制造适用于战场的铠甲。
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该机构设想给人类制造可以通过外接能量来增加力量和速度的金属骨架。与人和机器的混合体生化人并不相同，它是一件动力外套，是科幻小说中大型机甲的轻量级版本。相较人形机器人，外骨骼的功能比较容易实现（利用液压系统、陀螺仪以及计算机电源来控制和保持平衡）。该机构确实成功制造出了外骨骼模型，其最终目标是尽可能地效仿人类的身体动作和能力，但力量和速度都远超普通人。最高级的模型会借助液压系统，用液体连接来提升力量和速度。
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最简单的液压系统是于19世纪首次使用的水利仪器液压机。该系统的工作原理是封闭气缸里的液体由两个表面积不同的活塞推动，一个表面积小，另一个表面积大。推动小活塞会对大活塞产生压力，也就是说推进小活塞会使大活塞被推出。因为液体的体积一定，大活塞的运动速度比小活塞慢，大活塞会受到更大的压强，所以小活塞受到的较小的力会转化为大活塞受到的较大的力（大活塞的工作距离小于小活塞）。这其实就是液体版本的齿轮原理。
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类似的系统可以把人力转化为更大的力量，但在外骨骼模型中，外接能量更可能是电能或内燃机产生的热能。电能的方案更灵活，也更吸引人，人们都极力避免在外骨骼上使用燃油引擎，但是电池技术可能会成为外骨骼功能的限制因素，就像现在市面上的那些电动汽车一样。
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在战场上中途没电的外骨骼肯定不会受人欢迎。美国国防部高级研究计划局的目标是，“通过发展和人体完全契合的外骨骼系统提升士兵的速度、力量和耐力，从而强化士兵们在战争环境中的负重（盔甲、武器装备和物资）能力”。终极想法是，制造出能适应不同环境、满足各种需求任务导向的全副武装的外骨骼工具包。在外骨骼发挥作用的时候，操作者可以自由活动、无拘无束，也不会有额外的负担，因为外骨骼会帮助他们负重。
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最早的外骨骼样本来自加州大学伯克利分校。2004年，该校的机器人与人类工程实验室对外发布了伯克利下肢外骨骼，这是一双由外接能量驱动的连接着背包的金属绑腿，可帮助人们在长距离步行过程中携带重物。最初版本自重100磅[2]，拥有70磅的负重能力，但使用者的体感重量不超过5磅。经过若干年的发展，这个负重工具的设想似乎被更精巧的产品取代了。
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其中之一是战术突击轻型操作服。它是针对特种作战司令部的特殊设计，正处于设计提案阶段，预计5年内产品可上线。这种产品的功能和老式的沉重盔甲类似，防弹、方便携带武器、增加力量，但是产品更轻、更便携。与此同时，美国国防部高级研究计划局也在研究软质材料，研发一种叫作“战士网”的装备，这项产品利用特殊材料减少士兵的疲惫感和受伤的可能，而不是使其拥有超人的能力。
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虽然有科幻意味的军用外骨骼总能吸引眼球，但是软质外骨骼确实有可能帮助那些行动困难的人。2006年，松下公司对外发布了用压缩空气驱动的能量夹克，这个产品可以帮助半瘫痪的病人增强胳膊肌肉的力量，从而加速康复。相较军用外骨骼，能量夹克非常轻，大约只有4磅。虽然能量夹克需要外接压缩空气的驱动，而且它只是康复训练仪器，而不是每日的必需品，但它已经证明了类似科技在医疗应用上的潜力。
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和军方不同，筑波大学教授山海嘉之，以及大和房屋工业公司和日本赛百达因株式会社已经把外骨骼变成了实际的商品。该商品于2013年开始销售，虽然晚于原计划的2008年，但“机器人服装HAL”（混合辅助肢体的缩写）能为身体残疾的人提供可穿戴的支撑。在本书成书之际，上百件服装已经投入使用；2014年，该服装的进阶版本投入使用，大大提高了建筑工人的力量。进阶版本相较原始版本的一项新颖设计是，皮肤上的传感器可以收集神经系统发来的信号并传递给肌肉，从而调整设备。科幻作品中的外骨骼一般是对携带者自身的运动做出反应，但在医疗应用中，外骨骼需要在携带者无法正常行动时起到帮助作用。
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笨重、占用空间是用电动发动机、液压器或压缩空气来增强人体力量的潜在问题。松下公司的夹克可能自重比较轻，但有很多管子从夹克里延伸出来，而且这些管子要连接到一个较大的泵上；而机器人服装HAL则只需要一个22磅重的电池。位于理查森的得克萨斯大学达拉斯分校的研究人员尝试用不同的方法来设计人工肌肉。
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两个版本的人工肌肉已经问世，它们比人类的肌肉要强劲100倍。一个版本的人工肌肉以酒精作为燃料。这种“肌肉”是被特殊材质包裹的导线，可以让燃料无焰燃烧，加热导线，继而使“肌肉”收缩，产生拉力。另一个版本的人工肌肉——碳纳米管非常强韧，在这些细细的管子中，碳原子呈晶体形式分布，通电时管子会变形。催化剂帮助氧气和燃料相互作用产生电子，所以碳纳米管“肌肉”无须电池就可以工作。这两种人工肌肉的巧妙设计都在于收缩装置和能量来源合二为一，所以这些人工肌肉比外骨骼更紧凑，也更节省空间。
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很显然，在医疗应用中，外骨骼能在人体外提供支撑；但是在军事应用中，人们意识到人为操控装置并不会增加很大的优势，所以有可能不再继续使用依附人体的重型装备。虽然未来世界的战争机器不一定是机器人，但也许会是有人遥控的无人机的陆地版本。如果动力装置可以单独行动，为什么要把人置于危险的境地呢？但不管这些装备会以什么方式被人类操控，不同种类的外骨骼无疑会在军事和民用领域继续发展。
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钢铁侠手套上的射线枪和他的飞行能力一样神奇。早在托尼·斯塔克出现之前，死光、射线枪和相位枪就已经是科幻作品中的常见武器了，是时候聊聊它们了。
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[1]1码≈0.9米。——编者注
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[2]1磅≈0.45千克。——编者注
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100亿个明天：科幻技术如何成真并塑造人类的未来 第8章 光束武器
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我小时候总爱和小伙伴们一起在院子里玩印第安人对抗牛仔的游戏（那时候，小孩子的娱乐活动比现在多得多）。那时候的小孩子不知道害羞，拿着玩具枪就往外冲；大家都喜欢那种可以打响的枪——扣动扳机的时候，玩具枪里面的火药圈会发出“嘭”的响声。虽然我当时所处的20世纪北英格兰工业化小城和美国西部在时空上都相距甚远，但印第安人对抗牛仔的游戏确实是我们生活的一部分。时过境迁，玩具枪的选择和孩子们的游戏都变了。科幻作品成为娱乐活动的一部分，玩具枪也被能发光、有音效的玩具射线枪取代。
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柯克舰长对此当然有发言权。《星际迷航》绝不是光束武器的首秀，射线枪是20世纪50年代科幻作品中的标志性武器，它的出现要追溯到20世纪20年代。科幻影视作品借助“爆能枪”一类的概念深入人心，“企业”号战舰的成员们使用的相位枪比其他的未来武器都更为人熟知。（这一点确实令人匪夷所思，特别是它的外形设计从原来经典的射线枪变成了便携式手电筒的样子。）相位枪让光束武器和西部片里的六发式左轮手枪一样，变得无人不知。
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你也许会说死光的首次出现并不是在科幻作品中，而是在真实世界里。由于古希腊人喜欢把事实和神化混为一谈，所以我们也不确定哪些故事是历史事实。最早的光束武器运用的是太阳光，玩过透镜的人都知道太阳光造成的伤害可能会很大。这种假想出来的武器的发明者是古希腊数学家和工程师阿基米德。
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阿基米德生于公元前287年，他喜爱光和镜子，还写过一本光学著作，但是和很多其他著作一样，这本书已经失传了。他生活在锡拉库扎的西西里岛上，一生经历了希腊的巨大动荡。曾经被希腊公民以野蛮人的身份驱逐的罗马人全面进攻希腊，这证明了文明并不一定是赢得战争的最好方法。公元前212年，锡拉库扎已在罗马人的掌控之中。就像“二战”时期美国和欧洲的科学家临危受命启动“曼哈顿计划”一样，阿基米德被委以重任，研发保卫城池的武器。
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确实有证据证明阿基米德改造机械设备，击沉停泊的敌船，据说他也制造出光线武器，用太阳光烧毁靠岸的敌船。阿基米德肯定知道弯曲的镜面可以聚焦太阳光点燃物体，而且他肯定也计划建造可以在港口使用的武器，利用太阳光攻击敌船。可能的情况是，他用这种方法成功烧毁了木质船体，因为这种船为防水会在连接处涂上易燃的沥青。
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其实，点燃船舶并没有这么容易。目标船体肯定在水面上浮动，湿木头没那么易燃，但甲板上遍布的沥青类密封剂和其他易燃物品都是助燃的。2 000多年前，没有任何确凿证据证明那时的人类有镜子，也可能阿基米德的想法根本就没有实现。镜子武器可能是阿基米德临终前还在进行的设计，传说罗马士兵入侵锡拉库扎的时候，阿基米德正在沙子上画图。他连头也没抬，只告诉罗马士兵不要挡住光；而这些士兵并没有意识到他们眼前的人是阿基米德，只是因为这个老者的不敬就杀死了他。
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