Q先生的“智能血液”，是如何追踪007的？

2015-11-26 17:05:37 | 来源：玩转帮会 | 投稿：佚名 | 编辑：小柯

原标题：Q先生的“智能血液”，是如何追踪007的？

最近上演的动作大片《007大破幽灵党》里，“被休假”的007虽然失去了MI6的支持，但还是有些未来科技装备的，其中就包括了一种特殊的“智能血液”。它是一种纳米级的芯片，被注入007的血管之后，无论007身处全球任何一个地方，Q都可以追踪确定他的位置，还能监控007的生命体征。

那么，这种芯片究竟有多大可能，会在未来真的走入我们的生活呢？

无线电定位？

我们不妨从其最基础功能说起：它是如何给007定位的呢？

在几何学里，我们要在二维平面上确定某一个点的位置，只需要一个坐标（x,y）就够了， x和y就是该点分别距离x轴和y轴的距离，这就就叫做直角坐标系（也叫笛卡尔坐标系）。然而，人类显然是生活在三维空间中的，而且还是在一个曲面（地球表面）上，用直角坐标系显然就不够了。

为此，人类发明了经纬度系统，将地球的表面划分成了一个大网格，报出经纬度就能确定一个位置。然而，经、纬线都并没有真正的画在大地上，想要确定某个时刻007的位置，还得靠别的办法。

一种古老而有效的方案，是通过无线电来定位。基站A向目标发送一个无线电信号，目标接受到这个信号后将其反射回去，基站收到信号后测定两者的时间差，再乘以无线电波的速率，就得到了基站与目标之间的距离。也就是说，以基站为圆心，以这个距离为半径画一个圆，目标就出在这个圆的某一点上。

此刻，如果同时有另一个基站B，也测出了它与目标之间的距离，则又能画出一个圆来。理论上说，这两个圆只有1~2个交点，其中一个就是目标所处的位置，原理参见下图。

但无线电波的速度实在是太快了（大致等同于光速，30万千米/秒），而基站与目标的距离显然不会有数十万公里那么大，相对而言就会出现偏差，所以测出来的是个大致位置，也就是一个较大的范围。如果只是用于船舶导航，这种精度是可以接受的；但如果是想在茫茫人海中精确找到007的位置，就需要用更高的精度，方法就是引入第三个、第四个基站，基站越多，就越能精确的确定这个交点的位置。

实际上，无线电定位技术早已被用在野生动物保护上：八十年代，我国曾几次放归、跟踪过大熊猫，用的方法就是在大熊猫的脖子上戴一个无线电项圈，这个项圈在收到基站的电波信号后会自动应答，从而确定其精确位置。

GPS，全球定位

然而，这种系统有个很大的缺陷：作用距离有限。

我们知道，无线电波有短波、长波、超长波等等分类，波长越大，则可以传播的距离就越远，但所需要的设备体积、重量也就越大。如果想要挂在熊猫脖子上，这个无线电发射器就只能采用较短的波长。而短波的是通过大气层的反射，曲曲折折的传播，其传播距离受地形的影响非常大，也很容易被外界因素干扰，有效作用距离通常在数百到数千公里不等——显然，MI6在伦敦的总部，离南美洲的距离远不止这一点，用无线电定位就行不通了。

因此，他们或许可以使用另一种成熟的技术：GPS，全称“全球卫星定位系统”。

GPS的原理，跟前面说的无线电定位相同，只不过把基站“搬”到了卫星上，运用“三角定位法”进行工作。GPS由31颗卫星组成阵列，确保在任意时刻，地球上任何位置的接收器，都能跟至少3颗卫星进行短暂的无线电通讯。只不过这次画出来的，不是一个圆形，而是一个空心的“球壳”，3个球壳的交点，就是目标所处的位置。

当然，这里头还涉及到报文传输、天地时钟差异调整（与相对论有关）等复杂的技术，但大体原理就是这样的，而你的手机上的GPS定位，也是这么工作的。目前，GPS系统已经可以无死角的覆盖地球的各个地方，所以007体内的芯片，最可能采用的就是GPS技术。

唯一的障碍是：目前最轻巧的的GPS接收机，体积也有手指大小，重量在10g以上，且它的天线只能在室外才有较好的信号；想要把它变成纳米芯片，还要注射到007的血管里，难度可想而知。再加上供电的问题（没错，目前的GPS接收机是必须要电源的），Q先生可得好好钻研一番才成。

而除了GPS系统，欧洲也搞出了伽利略系统，我国则开发了“北斗”卫星导航系统，以便在军事、执法、航天等方面有更大的自主权，更高的定位精度（GPS由美国开发，给他国提供的民用GPS精度有故意降低）。

未来，会用什么呢？

尽管GPS有相当强悍的功能，还是有一些缺点，比如完全依赖卫星的支持，一旦卫星被毁，或者接收器（比如007佩戴的那个）处在室内、地下、水下、洞穴等电波难以达到的地方，就没法正常工作了。同时，就像《007大破明日帝国》中的桥段那样，GPS接收机实际上是可能被干扰的，之前美国的RQ-170侦查无人机在伊朗被俘，外界就猜测伊方可能就使用了GPS干扰技术。

因此，对于007而言，需要的可能是更加未来的技术：中微子通讯和定位系统。

中微子（neutrino）是一种基本粒子，其最特殊之初就在于它太稳定了，几乎不和地球上的任何东西反应——墙壁，土壤，岩石，海水，它统统能够悄声无息的穿过去，因而又被称为“幽灵粒子”。实际上，它的穿透能力令人惊讶：从地球的一头出发，瞬间就到达地球的另一头，信号强度的衰减却可以忽略不计。

因此，如果能够将中微子通讯转入实用，则本片中的“智能血液”就可能真的实现了：只要在伦敦、巴黎和纽约分别架设一个中微子通讯站，就可以通过三角定位法确定007的位置，同时将其心跳、血压等数据实时传回MI6总部了。

可惜，目前人类还没法操纵中微子为通讯服务，但这个技术一旦成熟，将对我们的生活带来巨大的影响，至少，不会再出现“手机信号差”的问题啦。

结语

“未来已经来临，只是尚未流行”，007系列电影中许多经典的神奇装备，在今天看来已经是触手可及的现实。相信随着技术的进步，“智能血液”也会来到我们的身边，为普通人的健康、出行与通讯服务吧。

tags：

相关：

千年以后，人类将变成什么样？

因为在一千年以后世界早已没有我无法深情挽着你的手浅吻着你额头…千年以后纵然没有了你我，但是人类未来将

超强太阳粒子活动对人类有什么影响？

极端太阳活动长期预报可使我们尽早知道灾害的发生年代和灾害程度，从而及早有计划地做好减灾准备，以最大限