碧藍(lán)航線艦船檔案:企業(yè)·改Ⅴ(3)

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艦船動(dòng)力系統(tǒng):
不論是生命也好,機(jī)械也好,只要是能穩(wěn)定存在于這個(gè)宇宙中的系統(tǒng),都不約而同地存在一套維持自身穩(wěn)定持續(xù)運(yùn)行的機(jī)制,而要想維持這個(gè)機(jī)制,就需要?jiǎng)恿Α?/strong>
同理,作為復(fù)雜的巨系統(tǒng)工程,KEN-SEN對(duì)于動(dòng)力的需求自然也是十分旺盛的。不管它基于何種目的使用這些動(dòng)力以及如何使用這些動(dòng)力,它首先得具備充沛的動(dòng)力。
為了在任何情況下都能保持充足的能源和動(dòng)力供應(yīng),加上企業(yè)號(hào)的噸位巨大,一般航母的動(dòng)力裝置肯定無法滿足企業(yè)號(hào)的動(dòng)力需求。因此企業(yè)號(hào)采用的是專供特種艦船使用的核-燃聯(lián)合動(dòng)力包和一個(gè)專門用來驗(yàn)證新一代動(dòng)力裝置技術(shù)的特種動(dòng)力包。
企業(yè)號(hào)的兩個(gè)主核-燃聯(lián)合動(dòng)力包包括一座FSTTR680型磁約束熱核聚變堆和三臺(tái)ALN/GTE-48型燃?xì)廨啓C(jī)組。其中FSTTR680型核聚變反應(yīng)堆作為艦船主動(dòng)力,在通常情況下承擔(dān)艦船用電的大頭;而GTE-48型燃?xì)廨啓C(jī)組則作為聚變反應(yīng)堆冷啟動(dòng)時(shí)輸入臨界電量的輔助能源及主能源離線時(shí)的備用能源。

搭載在企業(yè)號(hào)上的特種動(dòng)力包為一座ALATRDL實(shí)驗(yàn)性元素衰變驗(yàn)證堆,這臺(tái)驗(yàn)證堆可謂是人類從原魔方中獲得的“天賜知識(shí)”的集大成者。它不采用已經(jīng)比較成熟的核聚變方式產(chǎn)生電能,而是通過夸克間的重組將重元素迅速地衰變?yōu)檩p元素,從而釋放大量的能量。
眾所周知,原子由原子核和電子構(gòu)成,而原子核則由中子和質(zhì)子構(gòu)成,質(zhì)子和中子都屬于強(qiáng)子,強(qiáng)子則由夸克構(gòu)成。而所謂的強(qiáng)子,即是受到強(qiáng)相互作用力影響的粒子。
在四種基本力之中,強(qiáng)互作用力最強(qiáng),電磁力次之。電磁力是斥力,它阻止粒子互相結(jié)合在一起;強(qiáng)相互作用力則是吸引力,它推動(dòng)粒子結(jié)合在一起。正是在強(qiáng)相互作用力和電磁力的斗爭(zhēng)之中,粒子獲得了平衡,得以穩(wěn)定的存在。
那么,如果通過某種手段,將夸克之間的強(qiáng)相互作用力減弱,同時(shí)增強(qiáng)電磁力。會(huì)出現(xiàn)什么情況?
通過解析原魔方獲得的天賜知識(shí),人類成功地在實(shí)驗(yàn)室里造出了這樣的裝置。
根據(jù)觀測(cè),在強(qiáng)相互作用力減弱,電磁力同時(shí)增強(qiáng)的情況下,構(gòu)成強(qiáng)子的夸克會(huì)猛然間分散開;加強(qiáng)強(qiáng)相互作用力,同時(shí)減弱電磁力,它們就會(huì)重新撞擊到一起??淇藭?huì)重新組合成質(zhì)子和中子,質(zhì)子和中子重新組合成原子核,原子核會(huì)捕捉電子,形成原子。結(jié)果是,不論投入什么元素參與反應(yīng),在反應(yīng)之后,它們都會(huì)變成氫元素。這個(gè)過程,等于是從夸克層級(jí)分裂物質(zhì),然后讓它們重新組合。就在這樣一個(gè)撞擊過程之中,有大量的質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量釋放了出來。
相比于核聚變來說,元素衰變最大的優(yōu)點(diǎn)在于,它擁有幾乎100%的能量轉(zhuǎn)換效率。擁有此種轉(zhuǎn)換效率的能源裝置,在人類歷史上還是第一次。
安裝在企業(yè)號(hào)上的這一臺(tái)反應(yīng)堆是一臺(tái)驗(yàn)證機(jī),體積龐大且需要輸入臨界電力才能開始發(fā)電,因此企業(yè)不得不在標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力包的基礎(chǔ)上各增加了一臺(tái)ALN/GTE-48型燃?xì)廨啓C(jī)以補(bǔ)償動(dòng)力。雖然有人質(zhì)疑企業(yè)號(hào)在艦上安裝這樣一臺(tái)試驗(yàn)機(jī)是否會(huì)得不償失,但一臺(tái)元素衰變反應(yīng)堆加兩臺(tái)額外的燃?xì)廨啓C(jī)讓企業(yè)號(hào)的發(fā)電能力飆升倒是不爭(zhēng)的事實(shí)。以至于企業(yè)號(hào)的艦載機(jī)若是在靠近本艦的時(shí)候光靠接受本艦的微波輸電就能滿足全機(jī)的用電需求。
當(dāng)然,由于元素衰變技術(shù)尚不成熟,因此即便為了上艦而進(jìn)行了種種改良,工程人員仍然對(duì)其安全性不夠放心,對(duì)此的直觀表現(xiàn)便在于想要激活驗(yàn)證堆必須需要工程總設(shè)計(jì)師、港區(qū)指揮官、KEN-SEN心智體自己三方全部同意才得以啟動(dòng),其認(rèn)證進(jìn)程甚至堪比授權(quán)發(fā)射核武器。
對(duì)元素衰變驗(yàn)證堆安全性的質(zhì)疑還表現(xiàn)在嚴(yán)格的運(yùn)行限制上,使用手冊(cè)表明,這套系統(tǒng)“只有在艦船急需大量電力,且不能從友軍處得到幫助的情況下,才得以允許啟用?!币舱且?yàn)橥瑯拥脑?,在絕大多數(shù)情況下,企業(yè)號(hào)還是得依靠?jī)勺鵉STTR680核聚變反應(yīng)堆來提供能源。
早在1933年,人們就在實(shí)驗(yàn)室里通過加速器加速原子實(shí)現(xiàn)了核聚變,然而這樣得到的能量連抵消加速原子消耗的能量都不夠,至于對(duì)外輸出能量則更加不要想了。
對(duì)原魔方的解析帶來了被稱為“托克馬克”的受控核聚變裝置。它的名字(Tokamak)來源于環(huán)形(toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnit)、線圈(kotushka)幾個(gè)俄語單詞。
從它的名字當(dāng)中,我們就得以一窺控制核聚變的方法。
核聚變有兩個(gè)前提條件,一是要有輕質(zhì)原子核,二是核聚變反應(yīng)要在數(shù)千萬乃至上億度高溫下才能進(jìn)行。
但問題是,如此高的溫度,只有在恒星的內(nèi)部才能達(dá)到,而且,人類目前能生產(chǎn)出的所有材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)都無法經(jīng)受住如此高的溫度。
但托克馬克裝置巧妙地避開了這一曾經(jīng)困擾科學(xué)家們?cè)S多年的問題。
既然實(shí)體物質(zhì)不行,就用看不見摸不著的磁場(chǎng)來約束。
這就是托克馬克的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)思想。
利用能產(chǎn)生出強(qiáng)烈磁場(chǎng)的線圈,約束并加熱位于環(huán)形真空腔室內(nèi)部的等離子體,不僅引發(fā)核聚變反應(yīng),而且讓反應(yīng)始終維持在腔室內(nèi)部,繼而實(shí)現(xiàn)了對(duì)聚變反應(yīng)的控制。

值得各位指揮官注意的是,核聚變反應(yīng)堆雖然被譽(yù)為“未來能源”,并且已準(zhǔn)備在碧藍(lán)航線所屬的KEN-SEN中廣泛推廣,而且這種新的能源裝置具備清潔和安全等諸多優(yōu)點(diǎn)。然而我們必須注意的是,目前任何種類的聚變反應(yīng)堆要想進(jìn)行冷啟動(dòng),都需要一個(gè)臨界電量來完成抽空反應(yīng)腔、注入氘氚燃料、運(yùn)行約束線圈等一系列啟動(dòng)進(jìn)程。也就是說,任何類型的聚變反應(yīng)堆都不可能自己?jiǎn)?dòng),要想啟動(dòng)一臺(tái)不管是基于磁場(chǎng)約束還是基于慣性約束的核聚變反應(yīng)堆,都需要輸入一個(gè)不低的起始電量。而這也正是作為艦用輔助動(dòng)力的燃?xì)廨啓C(jī)組存在的重要意義之一。
燃?xì)廨啓C(jī)(Gas Turbine)是以連續(xù)流動(dòng)的氣體為工質(zhì)帶動(dòng)葉輪高速旋轉(zhuǎn),將燃料的能量轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ膬?nèi)燃式動(dòng)力機(jī)械,是一種旋轉(zhuǎn)葉輪式熱力發(fā)動(dòng)機(jī)。相比于其他艦用動(dòng)力裝置如蒸汽機(jī),柴油機(jī)等,燃?xì)廨啓C(jī)的結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單,而且體積小、重量輕、啟動(dòng)快、少用或不用冷卻水。就算不用核反應(yīng)堆,燃?xì)廨啓C(jī)也是一種相當(dāng)優(yōu)良的艦用動(dòng)力,而有了核動(dòng)力后,燃?xì)廨啓C(jī)仍然能作為一種優(yōu)秀的艦用輔助動(dòng)力,在特殊情況下還可以與核反應(yīng)堆一起并網(wǎng)發(fā)電,為艦船提供特殊情況下的電力增幅。

然而凡事無絕對(duì),燃?xì)廨啓C(jī)并非毫無缺點(diǎn),它體積小、重量輕的特點(diǎn)雖然使其單位功率體積指標(biāo)較蒸汽輪機(jī)和柴油機(jī)相比優(yōu)秀許多,然而它卻同樣具有進(jìn)氣量巨大的特點(diǎn),這就致使任何安裝燃?xì)廨啓C(jī)的艦船都必須配備巨大的進(jìn)氣道,否則便會(huì)因進(jìn)氣量不足而無法完全發(fā)揮燃?xì)廨啓C(jī)的能力。如果從企業(yè)號(hào)的艦體上方看,我們能發(fā)現(xiàn)她的進(jìn)氣道組位于艦島后部。經(jīng)過巧妙設(shè)計(jì)的進(jìn)氣道組不僅不影響隱身效果,而且還莫名地讓艦橋看起來合乎比例,搭配棱角分明的艦體,別有一番美感。
一般來講,任何艦船的動(dòng)力艙段在紅外線傳感器的眼中都會(huì)呈現(xiàn)出代表高熱的紅色。為了避免如此高熱成為各種采用紅外制導(dǎo)的武器的最好靶標(biāo),自近代以來的各種只要像點(diǎn)樣的軍用艦船都盡可能地采取各種措施以降低熱信號(hào)。作為全球范圍內(nèi)最先進(jìn)的第六代KEN-SEN,企業(yè)號(hào)的動(dòng)力艙噴涂了石墨烯涂層以降低整體熱信號(hào),同時(shí)被石墨烯涂層反射的熱輻射將會(huì)通過專門設(shè)置的多段回?zé)嵯到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)效率約60%的廢熱回收,這些廢熱隨后會(huì)進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)的外置二次循環(huán)回路,提高燃?xì)廨啓C(jī)的效率。而磁約束聚變反應(yīng)堆由于眾所周知的原因并不會(huì)像許多人的想象那樣對(duì)外持續(xù)地逸散超高溫,也就不會(huì)產(chǎn)生高熱輻射。種種措施使得企業(yè)盡管具有十六萬噸的巨大體量,其外逸的熱量卻僅相當(dāng)于一艘十萬噸級(jí)的大型航母。
值得一提的是,企業(yè)號(hào)安裝的6臺(tái)ALN/GTE-48型燃?xì)廨啓C(jī)組全部按照動(dòng)力包劃分進(jìn)行了減震降噪的處理。包括將機(jī)組安裝在減震浮筏上,動(dòng)力包艙壁鋪設(shè)吸音材料等措施。這樣處理的目的在于降低艦船噪音,提高敵方水下武器辨識(shí)目標(biāo)的難度。
一臺(tái)元素衰變驗(yàn)證堆,兩臺(tái)FSTTR680熱核聚變反應(yīng)堆,6臺(tái)ALN/GTE-48型燃?xì)廨啓C(jī)使得企業(yè)號(hào)的總供電能力高達(dá)300萬千瓦,相當(dāng)于一座中等城市的用電量,足以滿足艦體絕大多數(shù)情況下的用電需求。
然而有了充沛的能源,還需要與其相稱的強(qiáng)勁動(dòng)力來推動(dòng)艦船達(dá)到設(shè)計(jì)航速,進(jìn)而增大艦船機(jī)動(dòng)性。為了達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo),由來自洛克希德·馬丁空間系統(tǒng)公司、紐波特紐斯造船及船塢公司、BAE系統(tǒng)、大連船舶重工集團(tuán)有限公司、鐵血工造(SANGVIS FERRI)、明珠先進(jìn)船舶系統(tǒng)集團(tuán)(P.A.S.S)的眾多資深船舶設(shè)計(jì)師們組成的聯(lián)合研發(fā)組只得采取當(dāng)前技術(shù)條件下的唯一措施---采用超導(dǎo)磁流體推進(jìn)系統(tǒng)。
與傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)類推進(jìn)器如螺旋槳、噴水推進(jìn)器等不同,超導(dǎo)磁流體推進(jìn)裝置是根據(jù)電磁學(xué)原理設(shè)計(jì)的,利用電磁力產(chǎn)生推力的艦艇動(dòng)力裝置。在磁場(chǎng)和電流的相互作用下,由于艦艇與海水之間產(chǎn)生大小相等方向相反的反作用力,艦艇將獲得向前運(yùn)動(dòng)的推力,且推力的大小與磁場(chǎng)強(qiáng)度和電流大小的乘積成正比。

作為邁入新世紀(jì)后得到突飛猛進(jìn)發(fā)展的新一代艦船動(dòng)力,其無與倫比的安靜性和理論航速上限150節(jié)的高速性能使得磁流體推進(jìn)被認(rèn)為是同核聚變反應(yīng)堆一樣的“未來技術(shù)”。然而具有這樣優(yōu)勢(shì)的先進(jìn)技術(shù)在邁入新世紀(jì)前也僅僅是處于實(shí)驗(yàn)室階段而已。真正促進(jìn)了超導(dǎo)磁流體推進(jìn)的實(shí)用化和不斷發(fā)展的,是上世紀(jì)90年代以來人類對(duì)原魔方的持續(xù)解析所獲得的一些具有啟發(fā)性和前瞻性的思路。
然而凡事無絕對(duì),沒有絕對(duì)完美的動(dòng)力系統(tǒng),磁流體推進(jìn)也不例外。為了將海水從艦船前段吸入并經(jīng)中途線圈加速最后從艦船后端噴出,磁流體系統(tǒng)需要一條貫穿全艦的中空通道,而這樣一條中空通道的存在必然會(huì)提高艦體建造與結(jié)構(gòu)加工的難度。但在磁流體推進(jìn)系統(tǒng)帶來的巨大戰(zhàn)術(shù)價(jià)值面前,這些缺點(diǎn)實(shí)際上都是可以接受的。
除了主推進(jìn)系統(tǒng)外,企業(yè)·明珠還在艦體側(cè)面配備了側(cè)向磁流體推進(jìn)器,通過一條和主通道連接的歧管和共用部分推進(jìn)設(shè)施,側(cè)向推進(jìn)器得以在一個(gè)較小的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)單個(gè)推進(jìn)器推進(jìn)功率150千瓦的預(yù)定目標(biāo)。這里需要注意的是,由于磁流體推進(jìn)系統(tǒng)主要依靠加速線圈產(chǎn)生推力,這就使得采用磁流體推進(jìn)系統(tǒng)的艦船可以極為靈活地調(diào)整推進(jìn)方向,只要變動(dòng)流經(jīng)電路的電流方向就能實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)推力,從而迅速地實(shí)現(xiàn)從前進(jìn)向倒車的轉(zhuǎn)換。而通過增強(qiáng)一側(cè)電路的電流就能實(shí)現(xiàn)左右轉(zhuǎn)彎,通過兩側(cè)電路電勢(shì)差的變化就能賦予艦船不同的轉(zhuǎn)向推力。便捷靈活的動(dòng)力方案使得企業(yè)號(hào)航空母艦具備原地360度轉(zhuǎn)彎的靈活機(jī)動(dòng)能力。
作為第六代KEN-SEN,企業(yè)號(hào)早已使用各種高能武器如激光武器,電磁炮等替換掉了舊式火炮,實(shí)現(xiàn)了“全艦無火藥”的目標(biāo)。這在一方面提高了艦船的技戰(zhàn)術(shù)水平,但也在另一方面增大了艦船的能源消耗,加上企業(yè)號(hào)作為前所未有的超大型航空母艦,其電力消耗甚至跟一座中等城市的用電量相當(dāng)。在這樣的背景下,優(yōu)化艦船的電力管理,減少電力的無謂損耗就成了所有現(xiàn)代艦船需要面對(duì)的重大挑戰(zhàn)之一。
企業(yè)號(hào)對(duì)此的回應(yīng)是采用綜合電力系統(tǒng)(IPS)。
綜合電力系統(tǒng)(IPS)將傳統(tǒng)艦船機(jī)械推進(jìn)系統(tǒng)和電力系統(tǒng)合二為一,通過艦船電網(wǎng)為推進(jìn)系統(tǒng)、高能武器系統(tǒng)、通信、導(dǎo)航與探測(cè)系統(tǒng)等提供電能,實(shí)現(xiàn)全艦?zāi)茉吹慕y(tǒng)一供應(yīng)、分配、使用和管理。

通過采用綜合電力系統(tǒng),企業(yè)號(hào)得以降低原動(dòng)機(jī)的噪聲信號(hào),提高自身的低可探測(cè)性。而可采取靈活方式布置的發(fā)電機(jī)組更是可以降低在艦船遭到攻擊時(shí)原動(dòng)機(jī)同時(shí)損毀的概率,提高艦船生存性。除此之外,采用綜合電力推進(jìn)的推進(jìn)系統(tǒng)還能提高艦載燃?xì)廨啓C(jī)的效率,其燃油消耗量會(huì)較未采用IPS而安裝相同原動(dòng)機(jī)的戰(zhàn)艦下降10%到25%不等。
盡管單從推進(jìn)效率來看,IPS不如由發(fā)動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)動(dòng)推動(dòng)軸的方式高。但它可統(tǒng)籌管理推進(jìn)系統(tǒng)和其他艦上設(shè)備所需的電力,從整體使用效率看完全可以彌補(bǔ)這一缺陷。更何況出于系統(tǒng)集成的需要,企業(yè)號(hào)的IPS本身也早已和整合式艦船域控制系統(tǒng)(Integrated Ship Domain Control System,ISDCS)整合,ISDCS是一個(gè)高度集成的機(jī)電設(shè)備控制系統(tǒng),它可實(shí)時(shí)掌握全艦電子設(shè)備的詳細(xì)信息,從而靈活調(diào)整電力流向,比如在全速航行時(shí),ISDCS會(huì)安排一些不必要的設(shè)備以低功率工作或休眠待機(jī)以減少耗電量,再將電量用于推進(jìn)系統(tǒng);而在戰(zhàn)斗狀態(tài)下,ISDCS會(huì)適當(dāng)減少無關(guān)設(shè)備的用電量,而將電量用于艦載武器系統(tǒng)。在總發(fā)電量不變的情況下靈活調(diào)配各系統(tǒng)用電,確保整體效率最優(yōu)。
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艦船主系統(tǒng):
就今天人類在思潮工學(xué)方面取得的成就來看,人類對(duì)于KEN-SEN的研究可謂是一日千里。然而在為取得的成就贊嘆的同時(shí),我們也應(yīng)客觀地看到,當(dāng)今人類所能做的一切不過是在應(yīng)用思潮工學(xué)這座已經(jīng)建好框架的大樓上修修補(bǔ)補(bǔ)。受限于作為理論制導(dǎo)的理論思潮學(xué)發(fā)展逐漸變得緩慢甚至在某些方面已經(jīng)停滯,人類對(duì)于KEN-SEN的了解仍然不能算得上是全面。
這也就能解釋,為何盡管自“曼-托立方(即心智魔方)”問世以來已有約半個(gè)世紀(jì),然而人類尚無法通過自身的努力完全解析這個(gè)小小的立方體。眾多科學(xué)家努力了半個(gè)世紀(jì)后創(chuàng)造的最具革命性的成果,僅僅只是制造出了在特定問題上擁有比當(dāng)前通行的經(jīng)典計(jì)算機(jī)強(qiáng)一萬倍的量子計(jì)算機(jī)。

所謂的量子計(jì)算機(jī),就是用量子力學(xué)原理制造的計(jì)算機(jī)。同經(jīng)典計(jì)算機(jī)通過電路的開和關(guān)進(jìn)行計(jì)算不一樣的是,量子計(jì)算機(jī)是以量子的狀態(tài)作為計(jì)算形式。
通俗地來說,我們?nèi)粘J褂玫碾娔X,也就是學(xué)術(shù)界常說的“馮·諾依曼結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)(即經(jīng)典計(jì)算機(jī))”,不管是屏幕上的圖像還是輸入的文字,這些信息在硬件電路里都會(huì)轉(zhuǎn)換成1和0,每個(gè)比特要么代表0,要么代表1,這些比特就是信息,然后再進(jìn)行傳輸、運(yùn)算與存儲(chǔ)。正是因?yàn)檫@種0和1的“計(jì)算”過程,我們才稱它為“計(jì)算機(jī)(Computer)”。
而量子計(jì)算機(jī)則基于完全不同的計(jì)算原理。利用量子天然具備的疊加性施展并行計(jì)算。根據(jù)量子力學(xué),微觀粒子可以同時(shí)處于多種狀態(tài)(即所謂的“疊加態(tài)”)。也就是說0和1在微觀粒子中是可以同時(shí)存在的。盡管聽起來十分不可思議,然而這是已經(jīng)被觀測(cè)證實(shí)了的沒有半點(diǎn)虛假的現(xiàn)象。這就意味著量子計(jì)算機(jī)可以同時(shí)完成多個(gè)任務(wù),也就是真正意義上的“多線程”(經(jīng)典計(jì)算機(jī)實(shí)際上只能在一段時(shí)間內(nèi)運(yùn)行一個(gè)線程,但由于在線程間切換的速度可以十分短暫,因此看上去就像能同時(shí)運(yùn)行多個(gè)線程一般),因此具有超越經(jīng)典計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力。每個(gè)量子比特,不僅可以表示0或1,還可以表示成0和1分別乘以一個(gè)系數(shù)再疊加,隨著系數(shù)的不同,這個(gè)疊加的形式可能性會(huì)有很多。
盡管量子計(jì)算機(jī)有著種種優(yōu)點(diǎn),然而受限于當(dāng)前的技術(shù)水平,現(xiàn)在的人類只能造出在某個(gè)特定問題上超越經(jīng)典計(jì)算機(jī)的量子計(jì)算機(jī),這也可以說是量子計(jì)算機(jī)的不完備版本。如果通俗地講,我們將經(jīng)典計(jì)算機(jī)比作一個(gè)加減乘除都會(huì)的孩子,那么現(xiàn)在人類能造出來的量子計(jì)算機(jī)就是所謂的“癡呆天才”,它只會(huì)算加法,但是算加法的速度比一百個(gè)會(huì)四則運(yùn)算的孩子加起來都快。而這便是現(xiàn)今最先進(jìn)的量子計(jì)算機(jī)所能做到的極限了。
今天,全世界最先進(jìn)的量子計(jì)算機(jī)是東煌科技大學(xué)的“九章”,作為新一代量子計(jì)算機(jī),“九章”采用了多種先進(jìn)技術(shù),使得其等效運(yùn)算力超越上一代量子計(jì)算機(jī)“懸鈴木”一百億倍。然而這只是九章計(jì)算機(jī)對(duì)于“高斯玻色取樣”這一個(gè)特殊問題的能力,對(duì)于其他的能力,比如進(jìn)行四則運(yùn)算,九章就毫無辦法了。無疑,這樣的計(jì)算機(jī)是難以實(shí)用化的,最多只能應(yīng)用在一些特殊的領(lǐng)域。耗費(fèi)大量人力和物力的量子計(jì)算機(jī)卻只有這樣的結(jié)果肯定不是人們想要的。

那也許有人就要問了,具備全能性,能在幾乎所有領(lǐng)域發(fā)揮作用的量子計(jì)算機(jī)是否存在呢?
我們給出的答案是“有”,而且它早已存在于世了。
這便是所有基于定向誘導(dǎo)衰變技術(shù),從“曼施坦因-托勒密立方(即心智魔方)”中誕生的KEN-SEN們最重要的部分---心智核心。
作為半能量構(gòu)裝體生物,艦船的智慧從何而來一直是科學(xué)家們研究的重點(diǎn),而隨著近代以來科技的進(jìn)步,學(xué)術(shù)界開始傾向于同一個(gè)結(jié)論,那就是艦船的智慧主要來源于她們身體中那臺(tái)具備全能性的量子計(jì)算機(jī)。是這臺(tái)全能計(jì)算機(jī)超強(qiáng)的運(yùn)算能力賦予了她們智慧。
當(dāng)然,盡管正如同人類智慧不完全由大腦決定,身體各組織器官和大腦間的相互作用同樣重要一樣,艦船的智慧實(shí)際上也不完全由心智核心決定。但簡(jiǎn)單地來講我們確實(shí)可以這么認(rèn)為:艦船的心智核心,是艦船具備智慧的關(guān)鍵。
這樣的認(rèn)識(shí)大大推進(jìn)了人類量子計(jì)算機(jī)的研究工作,畢竟如果有一天人類能夠制造這樣擁有全能性的量子計(jì)算機(jī),那無疑會(huì)極大地推進(jìn)人類社會(huì)的發(fā)展,甚至有可能一舉終結(jié)掉塞壬的威脅,進(jìn)而邁入偉大的星際殖民時(shí)代。
然而拋卻科學(xué)家們美好的遠(yuǎn)景目標(biāo),截止到現(xiàn)在,人類仍然無法在量子計(jì)算領(lǐng)域取得革命性的突破。這也使得艦船們的心智核心暫時(shí)具有不可替代性。
作為一艘碧藍(lán)航線標(biāo)準(zhǔn)型KEN-SEN,企業(yè)同樣遵循了當(dāng)今所有KEN-SEN的標(biāo)準(zhǔn)配置---配備模塊化量子處理器集群,又稱“心智單元”的指向性KEN-SEN心智核心,和作為量子計(jì)算機(jī)輔助運(yùn)算模塊的ALAS/CC1600并行式經(jīng)典計(jì)算機(jī)。其中,除了那個(gè)指向性KEN-SEN心智核心是不可替代的以外,其他的部分都是可以實(shí)現(xiàn)插拔更換的商用現(xiàn)貨(COTS)。通過借鑒商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和趨勢(shì),使得CVGN-1101的艦載主機(jī)能夠獲得持續(xù)更新與增強(qiáng),獲得了升級(jí)效率和靈活性,在一定程度上降低了研發(fā)成本和生命周期成本,并使其具備快速部署能力,系統(tǒng)重構(gòu)能力和多變的任務(wù)適應(yīng)性。而且,通過使用技術(shù)上業(yè)已成熟的商用標(biāo)準(zhǔn),更是能降低研發(fā)風(fēng)險(xiǎn),節(jié)省資金。
盡管人類暫時(shí)還無法制造心智核心,但是對(duì)心智核心進(jìn)行一定的拓展和強(qiáng)化總還是能做到的。被稱為“心智單元”的模塊化量子處理器集群便是人類將量子計(jì)算領(lǐng)域的成果與人類思潮學(xué)的產(chǎn)物結(jié)合的又一次新嘗試。

前面提到過,現(xiàn)有的量子計(jì)算機(jī)(或者叫“量子處理器”可能會(huì)更貼切些)只能做到對(duì)單個(gè)問題的超高速運(yùn)算。而所謂的“模塊化量子處理器集群”,就是將成百上千個(gè)對(duì)不同問題進(jìn)行運(yùn)算的量子計(jì)算機(jī)并行。從而實(shí)現(xiàn)近似經(jīng)典計(jì)算機(jī)的全能效果。
當(dāng)然,這里需要說明的是,不管心智單元究竟怎樣接近“全能”,是99%也好,99.9%也好,乃至99.999999999%也好。但在現(xiàn)實(shí)生活中,和真正100%全能相差的那1%、0.1%,還是0.000000001%總是會(huì)在長(zhǎng)期的工作后被放大無數(shù)倍,最終變成無解的系統(tǒng)致命錯(cuò)誤(Fatal Error)。因此,對(duì)于任何搭載了心智單元的KEN-SEN來說,在心智核心工作一段時(shí)間之后,就必須進(jìn)行對(duì)心智單元的重新校準(zhǔn)與重定向,保證加載的心智核心時(shí)刻處于良好的工作狀態(tài)。
依照人類目前的平均技術(shù)水平等級(jí),任何采用Versio 5.0版本前心智單元進(jìn)行認(rèn)知覺醒的KEN-SEN,建議至少半個(gè)月進(jìn)行一次心智校準(zhǔn)(Mental Calibration)或附屬模塊重定向(Auxiliary Modules Direction)。而采用5.0版本后的KEN-SEN,這一時(shí)間可以延長(zhǎng)到一個(gè)月。
隨著時(shí)代進(jìn)步,作為當(dāng)今人類反塞壬戰(zhàn)爭(zhēng)中最重要戰(zhàn)略物資的心智魔方也在不斷更新迭代,截止2022年7月份,心智魔方的最新也是最先進(jìn)的版本為Versio 12.7.2。這個(gè)新的版本擁有14個(gè)心智單元插槽,最多可以容納14000個(gè)心智單元,也就是14000個(gè)量子處理器。每一位通過技術(shù)植入而升級(jí)到最新版本的艦船都可以通過“認(rèn)知覺醒(Cognition Awaken)”進(jìn)程插入足量的心智單元而使自己的綜合能力評(píng)價(jià)等級(jí)突破100級(jí)的限制。而隨著時(shí)代的發(fā)展,目前所支持的最高等級(jí)已從上世紀(jì)四五十年代的120級(jí)提升到了150級(jí)。

在碧藍(lán)航線最高司令部的各種作戰(zhàn)想定中,作為基本作戰(zhàn)單元的艦船們往往面臨著各種極端情況,比如通訊中斷,彈藥耗盡,艦體嚴(yán)重?fù)p傷等情況同時(shí)出現(xiàn)。在這樣的情況下,為了保證最基本的生存,要求艦船必須擁有足夠強(qiáng)的運(yùn)算力應(yīng)對(duì)各種極端情況,否則便會(huì)一下子陷入困境中。為了運(yùn)行包括認(rèn)知模塊在內(nèi)的各種高級(jí)功能,一般普通艦船的心智核心可供升級(jí)改裝的空間本來就不是十分充足,更別提近代以來隨著海戰(zhàn)技術(shù)的不斷發(fā)展,各種先進(jìn)武器和設(shè)備都需要擠占心智核心的運(yùn)算量,這就導(dǎo)致單一的心智核心無法很好地應(yīng)對(duì)現(xiàn)代戰(zhàn)艦?zāi)敲苊苈槁椴煌N類的各種設(shè)備需求。
對(duì)于這個(gè)問題人們的解決辦法是:加掛更多的核心。
早在上世紀(jì)七十年代,為了解決這一問題,人類就開始了能夠協(xié)助艦船心智核心進(jìn)行高強(qiáng)度運(yùn)算的輔助KEN-SEN開發(fā)計(jì)劃。這便是今天碧藍(lán)航線圈子內(nèi)無人不知無人不曉的“布里(UNIV Bulin)”計(jì)劃。
“布里”計(jì)劃雖說自上世紀(jì)七十年代就已開始,然而直到上世紀(jì)90年代后才取得了突破性進(jìn)展。發(fā)展至今的布里計(jì)劃,已經(jīng)分化出了三種針對(duì)不同等級(jí)心智核心的輔助艦船:泛用性布里(UNIV Universal Bulin)、試做型布里(UNIV Trial Bulin MKII)和特裝型布里(UNIV Specialized Bulin MKIII)。盡管她們的外貌,性格等都有一定差別,但是她們的內(nèi)核是基本一致的。
那便是一顆不同等級(jí)的指向性KEN-SEN輔助核心。
這種輔助核心是邁入新世紀(jì)后人類在思潮學(xué)方面取得的最重要的突破之一,其重要程度甚至可以與心智魔方的誕生相提并論。作為一顆人造的次級(jí)心智核心,它雖然在認(rèn)知模塊等高級(jí)功能方面不如一般的艦船,但卻可以通過思潮誘導(dǎo)融合的方式與艦船原本的心智核心“融合”在一起,從而大大提高艦船本身的運(yùn)算能力。
一艘艦船想要改量變?yōu)橘|(zhì)變,將自己心智核心的運(yùn)算量提升到一個(gè)新的臺(tái)階,就需要申請(qǐng)進(jìn)行“艦船突破”,消耗布里的輔助心智核心和各種材料,然后便能大大提升自身運(yùn)算力。

突破后,艦船的運(yùn)算力將會(huì)獲得極大提升,而這些多出來的運(yùn)算力可以用于增強(qiáng)艦船的性能,包括解鎖相應(yīng)技能,增加攻擊次數(shù),解鎖專屬彈幕等。
不過需要注意的是,往原本心智核心上加載次級(jí)核心的方法雖然會(huì)提高艦船的運(yùn)算力,但同樣也會(huì)提升艦船的能量消耗和系統(tǒng)負(fù)載。盡管工程師們已經(jīng)采取了各種方式嘗試優(yōu)化,但以目前的技術(shù)水平來說仍然只能做到一艘艦船最多加載7個(gè)的水平,而且系統(tǒng)負(fù)載越大,想要第二次乃至第三次地將計(jì)算力顯著提高所用的核心和物資的需求量就越大。
比如一般艦船在第一次和第二次突破時(shí)只需要1個(gè)次級(jí)心智核心,在第三次突破時(shí)由于系統(tǒng)負(fù)載上升,需要兩個(gè)核心才能使計(jì)算力水平得以顯著提升;而想要使計(jì)算力再提升一個(gè)臺(tái)階,就必須進(jìn)行第四次突破,第四次突破能將艦船的運(yùn)算力再提高三倍左右,僅為第一次突破提升10倍的三分之一,但卻需要三個(gè)核心,資源消耗足足是第一次的三倍。至于第五次突破……除非有艦船想心智核心過載進(jìn)入心智凍結(jié)狀態(tài),否則以當(dāng)前技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)來看,想要實(shí)現(xiàn)第五次突破起碼得等到本世紀(jì)中葉。
由主心智核心、次級(jí)心智核心和一定數(shù)量的心智單元構(gòu)成的“艦船主機(jī)(KEN-SEN Main Frame)”是一艘艦船在其艦生的絕大多數(shù)時(shí)間里使用的主要計(jì)算力來源。而ALAS/CC1600并行式經(jīng)典計(jì)算機(jī)則作為應(yīng)急備份,一般情況下都處于待機(jī)或低功率運(yùn)作的狀態(tài),只有在艦船急需大量運(yùn)算力,或心智體陷入無可挽回的心智凍結(jié)狀態(tài)的情況下才會(huì)以最大功率運(yùn)行。這種基于東煌“神威·太湖之光”超級(jí)計(jì)算機(jī)發(fā)展而來的計(jì)算機(jī)雖然仍然是馮·諾依曼結(jié)構(gòu),但它的好處便是在于穩(wěn)定性強(qiáng),效能高,在各種條件下都能良好地運(yùn)作,保證艦船在任何情況下都不會(huì)失去基本的自保能力。



