Q先生的「智能血液」是如何追蹤007的？

最近上演的動作大片《007大破幽靈黨》里，「被休假」的007雖然失去了MI6的支持，但還是有些未來科技裝備的，其中就包括了一種特殊的「智能血液」。它是一種納米級的晶元，被注入007的血管之後，無論007身處全球任何一個地方，Q都可以追蹤確定他的位置，還能監控007的生命體征。

那麼，這種晶元究竟有多大可能，會在未來真的走入我們的生活呢？

無線電定位？

我們不妨從其最基礎功能說起：它是如何給007定位的呢？

在幾何學裡，我們要在二維平面上確定某一個點的位置，只需要一個坐標（x,y）就夠了， x和y就是該點分別距離x軸和y軸的距離，這就就叫做直角坐標系（也叫笛卡爾坐標系）。然而，人類顯然是生活在三維空間中的，而且還是在一個曲面（地球表面）上，用直角坐標系顯然就不夠了。

為此，人類發明了經緯度系統，將地球的表面劃分成了一個大網格，報出經緯度就能確定一個位置。然而，經、緯線都並沒有真正的畫在大地上，想要確定某個時刻007的位置，還得靠別的辦法。

一種古老而有效的方案，是通過無線電來定位。基站A向目標發送一個無線電信號，目標接受到這個信號後將其反射回去，基站收到信號後測定兩者的時間差，再乘以無線電波的速率，就得到了基站與目標之間的距離。也就是說，以基站為圓心，以這個距離為半徑畫一個圓，目標就出在這個圓的某一點上。

此刻，如果同時有另一個基站B，也測出了它與目標之間的距離，則又能畫出一個圓來。理論上說，這兩個圓只有1~2個交點，其中一個就是目標所處的位置，原理參見下圖。

（圖中紅色箭頭代表測出的目標與基站A的距離，藍色箭頭代表目標與基站B的距離，紫色的點代表目標可能的位置）

但無線電波的速度實在是太快了（大致等同於光速，30萬千米/秒），而基站與目標的距離顯然不會有數十萬公里那麼大，相對而言就會出現偏差，所以測出來的是個大致位置，也就是一個較大的範圍。如果只是用於船舶導航，這種精度是可以接受的；但如果是想在茫茫人海中精確找到007的位置，就需要用更高的精度，方法就是引入第三個、第四個基站，基站越多，就越能精確的確定這個交點的位置。

實際上，無線電定位技術早已被用在野生動物保護上：八十年代，我國曾幾次放歸、跟蹤過大熊貓，用的方法就是在大熊貓的脖子上戴一個無線電項圈，這個項圈在收到基站的電波信號後會自動應答，從而確定其精確位置。

GPS，全球定位

然而，這種系統有個很大的缺陷：作用距離有限。

我們知道，無線電波有短波、長波、超長波等等分類，波長越大，則可以傳播的距離就越遠，但所需要的設備體積、重量也就越大。如果想要掛在熊貓脖子上，這個無線電發射器就只能採用較短的波長。而短波的是通過大氣層的反射，曲曲折折的傳播，其傳播距離受地形的影響非常大，也很容易被外界因素干擾，有效作用距離通常在數百到數千公里不等——顯然，MI6在倫敦的總部，離南美洲的距離遠不止這一點，用無線電定位就行不通了。

因此，他們或許可以使用另一種成熟的技術：GPS，全稱「全球衛星定位系統」。

GPS的原理，跟前面說的無線電定位相同，只不過把基站「搬」到了衛星上，運用「三角定位法」進行工作。GPS由31顆衛星組成陣列，確保在任意時刻，地球上任何位置的接收器，都能跟至少3顆衛星進行短暫的無線電通訊。只不過這次畫出來的，不是一個圓形，而是一個空心的「球殼」，3個球殼的交點，就是目標所處的位置。

當然，這裡頭還涉及到報文傳輸、天地時鐘差異調整（與相對論有關）等複雜的技術，但大體原理就是這樣的，而你的手機上的GPS定位，也是這麼工作的。目前，GPS系統已經可以無死角的覆蓋地球的各個地方，所以007體內的晶元，最可能採用的就是GPS技術。

唯一的障礙是：目前最輕巧的的GPS接收機，體積也有手指大小，重量在10g以上，且它的天線只能在室外才有較好的信號；想要把它變成納米晶元，還要注射到007的血管里，難度可想而知。再加上供電的問題（沒錯，目前的GPS接收機是必須要電源的），Q先生可得好好鑽研一番才成。

（一個微型的商用GPS接收器晶元）

而除了GPS系統，歐洲也搞出了伽利略系統，我國則開發了「北斗」衛星導航系統，以便在軍事、執法、航天等方面有更大的自主權，更高的定位精度（GPS由美國開發，給他國提供的民用GPS精度有故意降低）。

未來，會用什麼呢？

儘管GPS有相當強悍的功能，還是有一些缺點，比如完全依賴衛星的支持，一旦衛星被毀，或者接收器（比如007佩戴的那個）處在室內、地下、水下、洞穴等電波難以達到的地方，就沒法正常工作了。同時，就像《007大破明日帝國》中的橋段那樣，GPS接收機實際上是可能被干擾的，之前美國的RQ-170偵查無人機在伊朗被俘，外界就猜測伊方可能就使用了GPS干擾技術。

因此，對於007而言，需要的可能是更加未來的技術：中微子通訊和定位系統。

中微子（neutrino）是一種基本粒子，其最特殊之初就在於它太穩定了，幾乎不和地球上的任何東西反應——牆壁，土壤，岩石，海水，它統統能夠悄聲無息的穿過去，因而又被稱為「幽靈粒子」。實際上，它的穿透能力令人驚訝：從地球的一頭出發，瞬間就到達地球的另一頭，信號強度的衰減卻可以忽略不計。

因此，如果能夠將中微子通訊轉入實用，則本片中的「智能血液」就可能真的實現了：只要在倫敦、巴黎和紐約分別架設一個中微子通訊站，就可以通過三角定位法確定007的位置，同時將其心跳、血壓等數據實時傳回MI6總部了。

可惜，目前人類還沒法操縱中微子為通訊服務，但這個技術一旦成熟，將對我們的生活帶來巨大的影響，至少，不會再出現「手機信號差」的問題啦。

結語

「未來已經來臨，只是尚未流行」，007系列電影中許多經典的神奇裝備，在今天看來已經是觸手可及的現實。相信隨著技術的進步，「智能血液」也會來到我們的身邊，為普通人的健康、出行與通訊服務吧。

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