第77章 科技树

    宇宙中的各种物质，以微观的角度来说，基本上都是由质子、中子、电子所组成的，这些粒子被称为基本粒子，是世界构建的基础。

    就定义来讲，质子带有的是正电，电子带有的是负电，而后来发现的反物质，反质子带的是负电，反电子带的是正电。每一种粒子都有与它相匹配的反粒子。

    当反粒子和粒子在高能下碰撞而湮灭抵销时，就可以放出能量，能量可以用质能方程e=mc2大致计算。这种能量释放率远远高于核弹、氢弹，反物质中的能量比常规燃料高了十亿倍，1克质量的反物质湮灭可以产生90万亿焦耳的能量，足以让一辆车绕地球1000圈，或者把航天飞机送入地球轨道。

    气岩城反物质研究中心，气岩民主联盟的科学家们，在一个储存带电粒子的超导磁体内，通过调整大功率激光发射频率、功率、和照射时间，用光子来撞击反氢原子，反氢原子吸收了光子之后，光子可以将反氢原子的速度降到每小时10公里。

    我们知道，温度与粒子的运动息息相关，温度越高粒子运动速度越高，粒子运动越剧烈，所以想要，降低粒子的运动速度，只需要给粒子降温，理论上当把粒子的温度降低到绝对零度时，它就完全静止了。当然，这是理想情况，宇宙所具有的基本物理定律，使得实际温度只能无限接近绝对零度。

    速度越低，反物质可操作性就越强，反氢原子在一个储存带电粒子的超导磁体内创造出来后，为了降低反氢原子的运动速度该装置由液氦冷却，使用均匀的轴向磁场，和不均匀的四极电场来捕获和释放反氢原子。

    气岩民主联盟的科学家还实现了常温超导技术，通过这一技术可以实现从微型到大型的极强磁场，他们将捕获到的反物质存放在一个超导螺线管磁体内，磁体产生的磁场可以保持反质子长时间不跟物质接触。

    可以看出得到反物质有两个比较突出的难点，一个就是创造和收集的过程非常的复杂，尽管反物质的粒子，跟它们对应的物质具有相同的质量，但它们却有着相反的电荷和其他量子差异。这意味着，当物质和反物质相遇时，它们都会在伽马射线和中微子的巨大闪光中湮灭。

    因此对反物质的保存技术，具有极高的技术含量，反物质有时候以短暂存在的形式出现，碰到其他的物质的时候，反物质就会转换为能量随之消失，它不会自动的保存，只能通过人工的干预才能将其保存下来。

    反物质是幻宜星上最贵的物质，不但如此，科学家还给出这样的结论，反物质还是至今为止幻宜星上最危险的物质。也正因为反物质技术的威慑，气岩城的保守派才没有遭到艾德蒙家族的追击。

    艾德蒙家族拥有星球上最强的超级计算机“开懵”，传统计算机的计算是用电信号来实现的，高电平代表1，低电平代表0。所谓运算，本质上是把一大串1和0，变成另一大串1和0，而这个转变过程是由一堆晶体管pn节组成的电路完成的，这个晶体管核心就是cpu处理器。

    cpu处理器内部是由电路构成的逻辑门，每个逻辑门就是集成在cpu内部的晶体管，星球上最新的制程工艺下，一块处理器芯片里能塞入数亿的晶体管。这些晶体管是计算机处理数据的最基本单元，从功能上看它们就像个开关，可阻止或允许电流通过并形成高低电信号，这些高低电信号组成了数据，单位为比特，1个比特可分为1和0两种状态，比特位数越多，能表示的数也就越大。

    晶体管已经可以做到几纳米的大小，比如3纳米就相当于25个硅原子的大小，按理说随着科学技术的不断发展，这个尺寸应该还会持续缩小，但因为晶体管的尺寸太小了，电子有时会无视pn节的阻碍，直接通过了已关闭的晶体管，这种现象被称为量子隧穿。当量子隧穿规模达到数亿级别时，就会对计算的结果造成明显影响，经典计算机处理器已经达到了量子极限，电子的行为已经不能单纯地再用高低电平来描述。如果还想提高计算能力只能靠堆核心，这种靠堆积带来的计算能力上限很低，能耗又高，又不能小型化。

    为了进一步提升开懵的运算能力，打破经典计算机的性能天花板，新一代以光子作为计算载体的，量子计算加入了开懵的运算系统。

    量子计算与经典计算有着非常本质的区别。量子计算机上的信息以qubit量子位为单位进行运算和存储，这与经典计算机中的1和0相类似。但是量子位是处在1和0的叠加态中，例如量子位会有40的概率处在0态和60的概率处在1态，或者50的概率处在0态和50的概率处在1态。

    量子的这种能力使得量子计算机计算能力成倍地增长，传统计算机只能把数据一组一组传到处理器里运算，而量子计算机可以把多组数据叠在一起，一次性塞入。这是量子计算机最主要的优越性，并行计算。

    再举个例子说明一下，量子计算机并不能像经典计算机一样直接给出运算答案。经典计算机处理数据的工序十分简单，输入、算法处理、输出。而量子计算是对叠加态进行操作，并返回给用户叠加态，并非直接得到一个确切答案，而是对多个不同答案进行可能性的估计。

    超级计算机“开懵”是一台经典计算机和量子计算结合的双算系统，该系统是星球上所有艾德蒙家族计算机和机器人卫兵的大脑。

    幻宜星晨昏圈的两端分别是极寒和极热世界，星球科技发展的早期科学家就发现了，金属中温度不均匀时，温度高处的自由电子，比温度低处的自由电子动能大。

    像气体一样，当温度不均匀时会产生热扩散，因此金属棒的自由电子会从温度高的一端，向温度低的一端扩散，在低温端堆积起来，从而在导体内形成电场，金属棒两端便形成一个电势差。艾德蒙家族在晨昏圈的冷热交替处，建立了大量的温差发电厂用来给超级计算机“开懵”供电。

    开懵在处理复杂运算问题时，量子计算非常有用。在复杂问题中，外界系统会送上来许多不同的输入变量，以及复杂算法。这些数据如果在经典计算机上运算，将会耗费很长的时间。量子计算可以缩小可能的输入变量和问题解决方案的范围。在完成这一步骤后，通过量子计算机提供的输入范围，再代入到经典计算机中，便可以直接快速地确定答案。

    很幸运量子计算结合经典计算的辅助，对于人工智能深度学习来是天作之合。开懵的ai指数是逆天的。

    一颗被母恒星潮汐锁定的行星，它的一面永远向着恒星，上面的环形宜居带非常有限，星球上的文明发展出来了各自的科技，艾德蒙家族热衷于基因改造，量子计算机、ai机器人。保守派气岩民主联盟掌握了先进的物质湮灭能和太空探索技术。