《星际拾荒者》中的电子信息技术

2015年12月31日课程设计（论文）课程名称：学科导论课程论文题目：《星际拾荒者》中的电子信息技术姓名：系：物理系专业：电子信息工程年级：学号：指导教师：职称：2015年12月31日目录摘要----------------------------------------------------------------------1关键词--------------------------------------------------------------------11、引言----------------------------------------------------------------22、《星际拾荒者》中的电子信息技术----------------------错误!未定义书签。3、结论----------------------------------------------------------------8参考文献---------------------------------------------------------------------------------------------------81摘要：科幻片让我们思考信息技术的未来。不要以为科幻电影中的技术都是虚无缥缈的，甚至胡编乱造的。在美国，科幻电影中有关科技的内容在上映前都要经过科学审查，有着相当的严谨性。因此，科幻电影中的技术应该被定义为在现有技术水平上经过合理猜测，为我们展现出未来发展的一种可能性。纵观历史上的科幻作品从来不乏伟大技术的预见。在未来，我们有望部分实现电影中的某些场景。细细品味这些技术元素，让我们对信息技术的未来充满期待。看科幻片，震撼之余，还给了我们深入理解信息技术的机会，何乐而不为呢？[1]关键词：电影与信息技术21、引言个人认为《星际拾荒者》是好片。科幻片看什么?关键是看科幻理念和类似高科技的特效。剧情再好，没有新的科幻理念和吸引眼球的特技效果，如同翻拍《白蛇传》，多了点矫揉造作的剧情，然后就什么都没有了，看完还要骂没老版拍得好。该片的科幻理念和特效放在哪里呢？就是这个混沌发生器。这好比是星际版的倚天剑屠龙刀，神器一出，谁与争锋。没看到最后一幕的同学，是很难发现，原来杰克已经练成了葵花宝典。至于其他常规武器秘籍（比如克隆）就让我在下面细细道来。[2]一、混沌发生器（大数据库）一开始，一组星际拾荒者发现了非常优越的外星科技，这些科技能够对已知的宇宙平衡产生极大的威胁。随后在与敌对船主雇佣兵的激烈角逐中，启示号的船员必须穿越深空，锁定并保护生命转化装置（混沌发生器）。即杰克率领的排水沟号和维克率领的启示者号围绕维克刚刚得手的混沌发生器展开了激烈的角逐。最后，排水沟号和启示者号开始了宿命的对决。[3]这里的混沌发生器是一个逆天的存在，这是一个知识的高容量存储器，能装下整个宇宙的知识，因此也成为所有人争夺的焦点。[4]说得这么悬，看到高容量存储器，大家可别以为它是一个大大的U盘，它应该算是一个数据库吧。数据库是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库，它产生于距今六十多年前，随着信息技术和市场的发展，特别是二十世纪九十年代以后，数据管理不再仅仅是存储和管理数据，而转变成用户所需要的各种数据管理的方式。数据库有很多种类型，从最简单的存储有各种数据的表格到能够进行海量数据存储的大型数据库系统都在各个方面得到了广泛的应用。数据库，简单来说是本身可视为电子化的文件柜——存储电子文件的处所，用户可以对文件中的数据进行新增、截取、更新、删除等操作。3数据库是依照某种数据模型组织起来并存放二级存储器中的数据集合。这种数据集合具有如下特点：尽可能不重复，以最优方式为某个特定组织的多种应用服务，其数据结构独立于使用它的应用程序，对数据的增、删、改、查由统一软件进行管理和控制。从发展的历史看，数据库是数据管理的高级阶段，它是由文件管理系统发展起来的。[5]仔细思量大数据的未来，收集、处理、分析数据确实是一件有意义的事，并将产生价值，但问题在于，我们能从大数据里离挖掘到多少价值？如今，“大数据”现在几乎变成了一个“框”，几乎什么都往里面装。这样有好处，也有坏处。好处就是让很多决策者们知道了数据的价值。坏处就是，很多忽悠的人都企图在这里面分一杯羹。数据中的价值是存在的，而且还远远未被挖掘出来。这部影片将我们的目光重新投回大数据的发展，实在颇有意思。[6]二、克隆人出场本来电影还看得好好的，可是男二刚一出场就碰到了混沌发生器，全身爆裂死了。这时我多么想喊一句：男二，你别死。你死了，女二怎么办？怀着惴惴不安的心情接着看下去······原来男二是克隆人，还是克隆了十二次的克隆人。接着，男二就被轻而易举地复制出来了。1978年，美国科幻小说家罗维克写了一本名叫《克隆人》的书，内容是一位富商将自己的体细胞核移植到一枚去核卵中，然后将其在体外卵裂成的胚胎移植到母体子宫中，经过足月的怀孕，最后生下一个健康的男婴，这个男婴就是那位提供体细胞核商人的克隆人。古代神话里孙悟空用自己的毛变成无数个小孙悟空的离奇故事，表达了人类对复制自身的幻想。而今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名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。[7]很多人对克隆这项技术也没有深入的思考和探讨，只是一味的讽刺和批评。当然，我对克隆人也不持赞成的观点。正如我们的克隆人（《逃出克隆岛》）出现后，他们不惜利用谎言杀害自己的本体——我们，我们怎么不会不寒而栗呢？因此，我还是对克隆人产生抗议和抵触。我觉得克隆人即使算人类的一种，也是与我们完全不同的种族。克隆人可以为了自己的生存而入侵我们常人的世界，他们可能会采取很多手段来夺取本体的地位，这样的威胁是完全可以想象的。因此，在最后人类可能采取的措施只有两种，要么把这群克隆人都囚禁起来，要么更惨。[8]三、飞船的基础配置——雷达4没有雷达的飞船不是一艘好飞船？雷达，意为无线电检测和测距，是利用微波波段电磁波探测目标的电子设备。作用原理：发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息。[9]目前，雷达的探测手段已经由从前的只有雷达一种探测器发展到了红外光、紫外光、激光以及其他光学探测手段融合协作。当代雷达的同时多功能的能力使得战场指挥员在各种不同的搜索/跟踪模式下对目标进行扫描，并对干扰误差进行自动修正，而且大多数的控制功能是在系统内部完成的，其搭配系统内部的自动目标识别则可使武器系统最大限度地发挥作用，空中预警机和JSTARS这样的具有战场敌我识别能力的综合雷达系统实际上已经成为了未来战场上的信息指挥中心。雷达所起的作用和眼睛和耳朵相似，当然，它不再是大自然的杰作，同时，它的信息载体是无线电波。事实上，不论是可见光或是无线电波，在本质上是同一种东西，都是电磁波，在真空中传播的速度都是光速C，差别在于它们各自的频率和波长不同。其原理是雷达设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向，处在此方向上的物体反射碰到的电磁波；雷达天线接收此反射波，送至接收设备进行处理，提取有关该物体的某些信息（目标物体至雷达的距离，距离变化率或径向速度、方位、高度等）。雷达测量距离实际是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差，因电磁波以光速传播，据此就能换算成目标的精确距离。测量目标方位是利用天线的尖锐方位波束测量。测量仰角靠窄的仰角波束测量。根据仰角和距离就能计算出目标高度。测量速度是雷达根据自身和目标之间有相对运动产生的频率多普勒效应原理。雷达接收到的目标回波频率与雷达发射频率不同，两者的差值称为多普勒频率。从多普勒频率中可提取的主要信息之一是雷达与目标之间的距离变化率。当目标与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨单元内时，雷达利用它们之间多普勒频率的不同能从干扰杂波中检测和跟踪目标。[10]四、有逼格的激光武器5现在激光似乎成为活跃于各种科幻商业片的舞台，而且激光效果越来越炫，亮瞎眼了。作为一部标准的星际电影，飞船上怎么少得了有逼格的武器装备。军用激光武器，激光能够作为强大的武器，并不像传统的动能武器（如炮弹、导弹、炸弹等）那样靠炸药产生的能量去摧毁目标，而是依靠激光武器本身的极高热能去烧蚀、冲击目标，达到杀伤的目的。激光武器就是一种光纤激光，其基本工作原理与逆向棱镜相似。50年前，西奥多·梅曼和同事们将一个高强闪光灯对准了一块红宝石，产生了世界第一束激光。实验证明：只要有百分之七焦耳能量的激光射到瞳孔上就能烧伤视网膜，再大一些会造成永久性的失明甚至危及生命。[11]激光武器是一种利用定向发射的激光束直接毁伤目标或使之失效的定向能武器。根据作战用途的不同，激光武器可分为战术激光武器和战略激光武器两大类。武器系统主要由激光器和跟踪、瞄准、发射装置等部分组成，通常采用的激光器有化学激光器、固体激光器、CO2激光器等。激光武器是一种定向能武器，利用高亮度强激光束携带的巨大能量摧毁或杀伤敌方飞机、导弹、卫星和人员等目标的高技术新概念武器。强激光武器有着其它武器无可比拟的优点，强激光武器具有速度快、精度高、拦截距离远、火力转移迅速、不受外界电磁波干扰、持续战斗力强等优点。美、俄、英、德、法、以色列等许多西方国家都在积极发展强激光武器。激光武器经过三十多年的研究，已经日趋成熟并将在今后战场上发挥越来越重要的作用。高度集束的激光，能量也非常集中。举例说，在日常生活中我们认为太阳是非常亮的，但一台巨脉冲红宝石激光器发出的激光却比太阳还亮200亿倍。当然，激光比太阳还亮，并不是因为它的总能量比太阳还大，而是由于它的能量非常集中。例如，红宝石激光器发出的激光射束，能穿透一张3厘米厚的钢板，但总能量却不足以煮熟一个鸡蛋。激光作为武器，有很多独特的优点。首先，它可以用光速飞行，每秒30万公里，任何武器都没有这样高的速度。它一旦瞄准，几乎不要什么时间就立刻击中目标，用不着考虑提前量。另外，它可以在极小的面积上、在极短的时间里集中超过核武器100万6倍的能量，还能很灵活地改变方向，没有任何放射性污染。激光武器具有攻击速度快、转向灵活、可实现精确打击、不受电磁干扰等优点，但也存在易受天气和环境影响等弱点。激光武器主要指高功率强激光武器，它是一种利用激光束摧毁飞机、导弹、卫星等目标或使之失效的定向能武器。按搭载的载体不同，激光武器可分为：舰载式、车载式、机载式、地基式、星载式（天基）激光武器系统。激光武器作用的面积很小，但破坏在目标的关键部位上，可造成目标的毁灭性破坏。这和惊天动地的核武器相比，完全是两种风格。战术激光武器的突出优点是反应时间短，可拦击突然发现的低空目标。用激光拦击多目标时，能迅速变换射击对象，灵活地对付多个目标。激光武器的缺点是不能全天候作战，受限于大雾、大雪、大雨，而且激光发射系统属精密光学系统，在战场上的生存能力有待考验。[12]五、星际电影标配—等离子防护罩等离子防护罩来了。等离子防护罩似乎成为了科幻电影的标配。在电影中防护罩就如同“金钟罩铁布衫”一样刀枪不入，而就是这样一项看似妄想到极致的技术如今也已经在现实中被部分实现。波音公司近来研发一种新技术，来抵消爆炸冲击波对人员和设备产生的损伤。即利用电磁脉冲设备产生对冲波，改变人员、车辆或建筑物周围一定范围内的空气温度和密度等，并由此来折射、吸收或偏转部分由爆炸所产生的冲击波，以达到消减其能量密度的目的。研究者坦言，这项技术的难点在于设备能否在短时间内释放足够强度的能量波，而且释放时机和长短也是需要考虑的重要数据。同时，英国科学家正在研制星际迷航型防护罩，保护飞船和宇航员免遭有害的宇宙辐射侵袭。他们研制的防护罩被形象地称之为“迷你磁气圈”。照片中一个受到迷你磁气圈保护的模型正在等离子流中接受测试。[13]7六、扫描系统，找到故障——工业大数据网络从影片中我们看到混沌发生器自行扫描飞船，然后找到飞船上的故障。其实这种技术