
钱学森“灵境”预言成真!北大实验让大脑长出虚拟翅膀
北京大学科研团队近日通过VR虚拟翅膀沉浸式训练实验,证实大脑能将虚拟翅膀感知为自身肢体,让钱学森在1990年提出的“灵境”预言从文字变成了可触摸的科研成果。
一、跨越时空的“灵境”构想
1990年,钱学森在致汪成为的信中首次提出将Virtual Reality译为“灵境”,并特别注明“中国味特浓”。 此后数年间,他在多封通信中持续深化这一构想,1993年指出灵境技术将“大大扩展人脑的知觉,使人进入前所未有的新天地”,1994年更将其定义为“继计算机技术革命之后的又一项技术革命”。 到1996年,钱学森进一步预测,从灵境系统开始的人机结合将实现“人机真正合一”,称这是“人类历史的一次大革命”。
二、北大实验:让大脑“长”出翅膀
1. 实验设计与过程
北京大学科研团队搭建了高精度光学动捕系统,通过10余台摄像头精细捕捉志愿者的手臂动作。 戴上VR眼镜后,志愿者挥动手臂、扭动手腕,便能操控一对虚拟翅膀完成扇动、升空、俯冲、转向等飞行动作。 团队设计了难度不断进阶的训练,从姿态模仿到三维空间悬停,再到穿环飞行等复杂任务,让志愿者像鸟一样从零学起操控翅膀。
2. 关键发现
经过一周的虚拟飞行训练,科研团队通过功能性磁共振成像(fMRI)发现:- 志愿者再次看到翅膀时,大脑中翅膀的表征变得与人的上肢更加相似- 与感觉和运动相关的脑区之间的联系有所增强- 短期虚拟现实训练改变了大脑理解事物的方式,使陌生翅膀获得身体与动作相关的意义
“大脑真的把翅膀当成了身体的一部分。”
3. 科学原理:神经可塑性
VR能让大脑“凭空认领”翅膀,核心在于人脑的“神经可塑性”。 北大心理与认知科学学院毕彦超教授指出:“我把翅膀解释成了我自己身体的一部分,因为这种变化,相当于我们对大脑的工作原理有一些新的理解。”
三、从构想到落地的科学印证
北大实验与钱学森“灵境”理念的契合点:- 人机融合:钱学森预判灵境技术将实现人机结合的“融合”,而不仅仅是“互补”,实验证实大脑确实能将虚拟物件整合为自身感知的一部分- 拓展知觉边界:钱老认为灵境能“大大扩展人脑的知觉”,实验证明VR训练确实改变了大脑的认知表征方式- 引发技术革命:1994年钱学森称灵境技术将“引发一场震撼全世界的变革”,如今VR已在科研、教育、康复等领域产生深远影响
四、现实应用与未来方向
1. 具身智能与脑机接口
毕彦超教授表示,该研究对脑机接口等方向有重要启发:“如果要把外面的机器跟人的大脑整合起来,在什么样的界面去整合有可能对功能更有提升?” 未来,VR技术的深度赋能下,脑机接口、智能外骨骼等具身智能在人机融合的道路上可能全面提速。
2. 康复训练与人机交互
国内外科研团队正利用VR推进多项应用:- 帮助肢体残疾人更好地操控假肢- 提升人的空间感知、方位判断和情景记忆能力- 挖掘大脑感知与认知的更大潜力
五、钱学森科技名词的深远影响
钱学森一生曾为多个科技名词提出中文译名,成功沿用至今的包括“激光”“航天”“航天飞机”“空天飞机”等。 虽然“灵境”最终未被科学技术名词审定委员会采纳,但其蕴含的“中国味”和前瞻性如今正被越来越多的人重新认识。 有网友发现,游戏公司西山居便将自研引擎命名为“灵境”,以表达致敬。