今天小編分享的科技經驗：等離子護盾？中國搞出了星際争霸的神族科技？，歡迎閱讀。
前兩天回國，在香港剛下飛機，我就發現一個好久不聯系的哥們發了條微信，說等離子護盾，被我們搞出來了。
當時我的第一個反應是這哥們秀逗了，這要是真的，豈不就是星際争霸裡的神族護盾，EVE 裡的拉格朗日護罩？結果一查，居然是真的。。。
現實有時候就是那麼魔幻。
原來是國防科大去年年底發了篇論文，裡邊詳細講了如何用等離子體防御高功率微波攻擊。
今天我們就來聊聊這個等離子護盾。
關于這篇論文提到的概念，可能聽着有些抽象。但我舉這麼個例子，你就明白了。
大家都看過黑客帝國吧？
第一部裡面，章魚機器人打人類的飛船，人類飛船有個自保的大招，叫電磁脈衝—— EMP。
這東西是電子設備的克星，靠超高能的電磁波脈衝讓電子電路過載，把自己燒壞。這玩意兒打穿拖鞋的朋友沒用，但兩大高科技強國發生軍事衝突的時候，你先過去一發 EMP，直接把對面從信息時代打回機械時代，然後再上去收割就方便多了。
而我們搞的等離子護盾，防的就是這個 EMP。
說到這裡很多了解電磁科技的朋友可能會有疑問，防 EMP 的技術早就有了，那這東西有什麼特别之處呢？
簡單來說，它理論上可以做到全波段無死角的防御，敵人發出的電磁脈衝越強，我們的護盾也會随着變強，确實非常的科幻。
美國的技術路線
最早研究電磁防御的國家當然還是我們的老朋友美國。
當年試爆原子彈的時候，美國的核物理學家們就觀察到，在一定範圍内的無線電設備全部失靈。緊接着蘇聯也研制出原子彈，美國人覺得這還得了？于是 EMP 防御技術研究被美軍提上了議程。
50 年代，美國軍方開始研究電磁屏蔽技術，以減少 EMP 對軍事車輛、飛機和通訊設備的幹擾。早期，他們的防御方法基本是在關鍵部位加裝金屬屏蔽網，或使用特殊金屬材料來降低 EMP 的穿透，但是效果并不太好。
這種金屬屏蔽網阻擋 EMP 的原理，跟我們有時候在鋼結構建築裡面收不到手機信号是類似的。也就是金屬在外界變化磁場作用下會產生感應電流，進而產生感應磁場抵消外部磁場。
但問題是，軍事裝備往往很大并且有棱有角，金屬屏蔽網往往無法全部覆蓋，并且金屬屏蔽網能阻擋的電磁波頻率跟網格的密度有關，當電磁波的半波長小于等于孔洞或縫隙的尺寸時，由于我們中學時候學過的衍射效應，電磁波就會進入設備内部，持續產生損害。
60 年代之後 DARPA 也參與了相關研究，搞出了濾波和接地技術，随後 70 年代搞出了 EMP 防護專用材料和結構，之後又把這種防御措施逐漸固化成了美軍制式武器裝備标準的一部分。
但問題是，美軍的這些研究雖然積累了很久，但在技術指标上，并沒有質的飛躍，他們一直在用傳統的電磁防護方法，比如金屬屏蔽和電磁濾波器等。
就好比二戰德軍的坦克裝甲，不過是從 1935 年二号坦克的 20mm 堆到了 1945 年鼠式試驗車的 220mm，但像是間隙裝甲、復合裝甲一類改變競争環境的新科技并沒有點亮。
中國的技術積累
我們 EMP 防護研究起步比美國要晚，始于 20 世紀 60 年代。
進入 20 世紀末期，随着海灣戰争給我們的震撼，我軍也開始加大對 EMP 防御技術的投入力度，軍方和相關科研機構摸着鷹醬過河，聯合開展了一系列 EMP 效應實驗和防御技術研究，到了 21 世紀，基本趕上了美軍的水平。
但是在總結了美軍的技術路線，并進行了多年實踐後，我們發現了美軍技術路線的弊端，所以決定在摸着石頭過河的同時，也搞搞 " 彎道超車 "，走 " 軟體路線 "。
于是，在林福昌教授等專家的帶領下，我國智能化 EMP 防御系統通過引入傳感器、控制系統和先進算法等技術，實現了對 EMP 威脅的實時監測、自動分析和優化防御，大大提高了 EMP 防御的效率和準确性。
同時，我們的 EMP 防御技術與其他安全防護技術也逐漸能夠集成化應用，形成了更加綜合、全面的安全防護體系。
随着技術的積累與發展，也終于有了我們今天要說的這個等離子護盾。
等離子護盾
要理解等離子護盾的技術核心，就必須要了解一個發生在等離子體上的獨特電磁現象，叫做 " 電子雪崩 "。
我們知道，等離子體是物質在固體、液體、氣體之後的第四種形态，在高溫之下，組成物質的原子裡面正離子（原子核）跟電子脫離，形成大量帶正電的正離子跟帶負電的電子攪合在一起的狀态，就如同一團漿糊。
所謂電子雪崩，指的是當高能電磁波射入這團漿糊之後，它裡面的電子會受到電磁場的加速作用，當能量達到一定程度，便會從呈中性的漿狀電子—離子狀态中脫離出來，成為自由電子。
随着高能電磁波的持續，越來越多高能的自由電子也會瘋狂撞擊其它電子—離子單元，從而使更多的電子脫離出來，這些被撞出的電子在被電磁場加速後，也轉變成了 " 炮彈 " 的角色，從而形成了鏈式反應，等離子體内的自由電子越來越多，且增加的速度越來越快，這便是電子雪崩效應。
當等離子體内積聚足夠多的自由電子後，從宏觀性質上來看，就與金屬很像了。什麼性質呢？能屏蔽電磁場。
這裡我們再詳細說一下金屬屏蔽電磁場的原理。
大家應該都用過微波爐吧，記不記得它的使用說明書中有一條，那就是禁止放入金屬器具。主要原因在于，金屬會吸收少量但反射大量的微波。
這裡金屬對微波的吸收和反射作用，其實就是對電磁場的屏蔽效應。而它之所以有這種能力，主要在于其内部大量自由電子。
當電磁波照射到金屬表面上時，受到電磁場作用的自由電子發生移動，在金屬内部產生感應電流和感應磁場。
這個感應電磁場與入射電磁波相互抵消，确保了外部電磁場無法穿透金屬。
射入電磁場（左）和感應電磁場（右）相互抵消
從量子力學的角度看，電磁波的本質就是光子，當光子打到金屬内的電子上後，絕大多數都會被反射掉。
這一吸一反，就将射來的電磁波屏蔽掉了。
而那些原本要加熱食物内水分子的微波由于被金屬反射，無法完全進入食物内部，便會在外部積聚，直至在微波爐内部產生火花或電弧，這無論對于微波爐還是使用者來說，都是極大的安全風險。
金屬的這種性質就可以用來防御 EMP。
而當我們把金屬網換成等離子護盾之後，就會有一些颠覆式的進展。
首先，等離子體是彌漫在設備表面的，不存在棱角突出部位防御不到的問題，也沒有網格漏洞的問題。
而更為關鍵的是，等離子體發生的電子雪崩的規模，跟入射電磁波的強度正相關，也就是對方的攻擊越強，我方的防御就越強，對方的 EMP 有給我們的等離子護盾充能的效果。。。
" 借力打力 " 這個中華民族的傳統智慧，完全被他玩明白了呀。
論文中說，研究人員将從高功率微波源中產生的微波分為了兩部分，一部分直接接入示波器作為參考信号（對照組），一部分通過發射喇叭射出後，通過一層等離子體，射入接收喇叭作為接收信号。
這層等離子體由數根高頻輝光管生成，當通電後，發出的輝光就意味着管内惰性氣體發生了電離，形成了等離子體。
實驗結果表明，等離子體對高功率微波（1.3GHz、144kW）的确產生了明顯的防護作用，信号衰減大于 20dB，相當于降到了原來的 1/100 以内，可以說是極其有效了。
黃色柱體是輸出信号，綠色圖案為接受信号；
上下兩圖是開啟等離子體發生裝置前後的信号特征
應用
關于這篇論文，其實還有一個很有意思的點，那就是它在 2021 年成稿的，卻拖到現在才公開。
這畢竟是軍隊部門的論文，并不像一般的學術研究那樣公開透明。
我軍的技術裝備一直遵循一個标準，那就是 " 裝備一代，研發一代，預研一代 "，所以許多東西能公開出來，本身就意味着一件事——
過于落後，可以展示。
我查資料的時候還翻到了一篇美國國防承包商的公布方案，翻譯過來，内容大概是這樣。
簡單來說，就是美軍感受到了最近的無人機技術革命對于他們的威脅，想搞短程微波防空導彈廢掉潛在對手的無人機海。
然後，沒過幾天，我們就把等離子護盾技術公布了：
Bro，I have the highground，don't even try。
一旦小型化等離子護盾被普遍裝備，空軍、高超音速導彈，甚至無人機都能用它突防，而現有的那些電磁武器都會失去作用。
星辰大海并不是空話
當然，在地球上的内卷競争中獲得統治地位，肯定不是這種科研的最終目的。
縱觀整個等離子護盾技術，它更适合的應用場景，就是太空。
太空環境極端惡劣，各種太陽黑子耀斑超新星爆炸，相當于每時每刻都有人擱那兒放 EMP，在脫離了地球磁場保護之後，這種長期電磁輻射會對宇航員和航天器構成巨大威脅。在走向深空的過程中，等離子護盾必然會成為保護宇航員和航天器免受宇宙射線和其他輻射傷害的重要工具。
有朝一日如果我們在星際定居，這個東西還可以用來發電，靠吃太陽風給我們的星際殖民地源源不斷地供能，相當于給走向深空做的技術儲備。
大家别以為這個東西異想天開，我們之前聊過，可控核聚變技術其實離我們并不是那麼遠，化學火箭技術也在龍哥的推動下陷入了内卷，也許我們真的有機會一睹人類的太空時代。
前不久去參加了一個觀察者網舉辦的活動，我參加的圓桌讨論是有關中美產業競争的，主持人是李世默李總。
上台前我們幾個人在台下對待會要講什麼，李總跟我們說現在世面上有種論調說美國要跟咱們脫鉤，由于美國的技術研發能力世上獨一無二，一旦失去了美國的技術轉移，我們的經濟就完了。我們這個圓桌就是要回擊一下這個論調。
我當時就想，中國企業和科研部門對于自己成果的宣傳推廣，真的是太不到位。李總是做投資的，我是做科技内容的，所以我們每天都在看中國的美國的歐洲的各種高新科技，知道中國有多強，有時候簡直是強得離譜，強得科幻，如果中美脫鉤對我們的經濟產生影響，那也是在消費市場端而不是在供應端，但這個信息顯然還沒有傳播到一些行業外的朋友那裡。
如果說中國現在的科技產業有一個目标的話，那絕對不是現在的美國，而是當年那個發明了飛機、電視、電話、互聯網、流水線生產，重塑了人類的生活方式，用 60 年代的科技把人類送上月球的美國。
在我們這一輪的科技積累之後，我敢肯定中國也會有那樣級别的發明創造，也會重塑人類的生活方式，雖然我們現在還看不到那是什麼，但那一定會很精彩。
