【获奖名单公布】

WEY来之星 1 名:@Luyao Zou

点亮大使 2 名:@句号大师、@春夏明月

星星点灯 50 名:@王大V、@我有古锭你有酒吗、@作大死的风子君、@健坤脉云、@依然在?、@星痕哼唧、@咕咚怪、@冰淇淋、@青木iol、@Asa、@蜜桃大师、@程小慧、@赵晟童、@梅路艾姆、@万人、@mbirock、大大大大大、@猩猩点灯、@李白白、@马卡卡、@夏木、@不才不争、@狮心、@二树子、@牛奶星人、@肥啾不用思考啦、@陈小槑、@醉生萌死啦、@渤海望、@Z叔、@沧海、@寂静将至、@钦原、@任雪、@百万、@www、@张田羽、@三尺微命、@谭少雄、@晓木曰兮历史系、@ssyyg、@刘征、@彭俊楷、@Agen、@孙树统、@喝杯茶可好、@Lesson、@Uki Shun、@Supergod、@张先森

奖品发放说明:因奖品的采购流程较为繁琐,尚还在申请阶段,待审批完成后@WEYSUV 会通过站内私信联系各位并尽快安排发放。感谢大家的支持与理解。请以上未收到奖品的用户耐心等待哦!

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WEY SUV「超级脑洞挑战赛」第三期 - 「点亮地球计划」正式来袭!我们到底有什么方法可以让地球在星河中闪耀?此刻,让你的脑洞大开,与WEY SUV一起点亮地球!

——本期活动由WEY SUV独家冠名——

神说,我要光,于是就有了光;人类说,我也要光,于是发明了灯。宇宙无尽黑暗,而地球却有著旺盛的光芒与生命,只因灯在我们生活中无处不在。有点亮一方书桌的台灯,有寄托希望的孔明灯,更有让我们看清远方的车灯……

现在,让我们一起脑洞大开,试想一下,用怎样的方法可以点亮整个地球?

在回答中分享你的脑洞,我们将根据回答的质量和受欢迎程度综合考量,筛选出优质回答(仅限个人帐号),并送上惊喜大奖,让你的脑洞在众多回答中,更加闪耀!

【奖项说明】

WEY来之星1名:WEY x PARKER联名定制版钢笔1套

点亮大使2名:WEY定制车模1台

星星点灯50名:面值100元京东卡+知乎会员月卡

【活动征集时间】:2019年4月10日 – 2019年4月17日

【获奖公布时间】:2019年4月24日

我们会在活动征集结束后将获奖名单公布在本问题描述中,并将通过站内私信联系获奖用户,在征集活动结束后30日内以邮寄方式分别向获奖用户发放奖品。

开奖后将由 @WEYSUV 联系获奖用户沟通礼品派发事宜。

【特别说明】

1、我们倡导原创认真的答题精神,如回答主体内容涉及非原创内容,则无法参与此次评选。

2、参与回答本问题,代表你同意授权知乎站内二次传播中使用你的回答内容,如需有其他使用途径,我们会与你进行沟通并预先征得同意。


作为一个经常瞎捣鼓的人,我曾经尝试过给家里的猫做空调,尝试过给自己的模型车装各种神奇的电子设备,也尝试过给自己的笔记本加装触摸屏等等,自认为脑洞还是比较大的我看到这个题目还是蛮有兴趣的。虽然以往我的脑洞都以一定的使用需求为基础,不过谁知道点亮地球会有什么实际意义呢?比方说,像《流浪地球》电影里那样,如果地球停止转动并离开了太阳的照射,如果人类还想在寒冷的地表生活的话,照亮地球或许就显得充满了意义。

不好意思,脑洞已经开始打开了,我现在连为啥要点亮地球都已经考虑过了, 那接下来还是回归这次脑洞的主体部分,如何点亮地球。

在我看来,这个问题分为若干个子问题。首先最重要的一点就是,如果想要点亮「地球」,那就肯定要从地球下手。首先查阅资料得到:地球的陆地面积为148,322,566平方公里;海洋面积为361,745,300平方公里,总面积为510,067,866平方公里。其中,海洋面积大约占了地球总表面积的71%。那么如果说要点亮地球的话,在我看来,还是会以陆地为主。因为即使点亮了海洋,反正没办法让人类生活在海洋之上,其实也没有多大意义。但是转念一想,既然要点亮地球,说明地球已经离开了太阳的辐射范围,那海水肯定会结成冰,那看来还是逃不脱被点亮的命运。

由于目前我没有想到切实可行的远距离点亮方案,如果有一个足够远的光源(比如太阳),当功率足够大的时候,只需要两个光源即可照亮整个地球。其实可以理解成地球被夹在两个太阳之间,或者是鸡翅被放在双层烤箱的中间层(嗯?怎么好像闻到了香味?)

开脑洞还是要基于现状,用现有的科技去完成一件看似不可思议的事情。所以还是要重新回到光源选择环节。

作为一个汽车行业从业者,我第一时间想到的解决方案就是车灯。汽车的大灯其实是非常优秀的光学部件,其中又包含多种功能,非常适合用来作为光源来点亮地球。其实之前我也有想过用探照灯或者射灯,那些灯的射程是很棒,功率也足够大,可惜照射角度实在有限,这能照亮很小的一片范围。比方说在电影中,就经常出现在监狱里的逃犯躲开探照灯的照射而越狱的桥段。这对于点亮地球这个目标而言,就显得不那么合适了。另外我还考虑了使用传统的家用灯具作为照明设备,点亮地球。不过计算以后发现,其实照明的距离实在有限。从现有的例子出发的话,其实足球场上的大功率照明灯非常符合要求。不过既然开脑洞了,我觉得还是要用车灯来干这事。

说起车灯,我还是来说一下车灯的发展历史吧。在1886年 ,第一款车灯被安装到了汽车上。彼时还没有高端的照明技术,就连传统的钨丝灯都还没有被应用。所以当时的照明只是简单地将马车上的煤油灯装到了汽车上而已。

不过很快人们就发现,相比于马车而言,汽车的速度更快,所以急需更远照射距离的照明设备。在1905年,乙炔灯被安装到了汽车上。相比于煤油灯而言,乙炔灯的照明亮度更高,且火源更稳定。所以一度流行,成为主流的汽车照明设备。

1925年,钨丝灯的到来宣告著汽车大灯开启了电气化的新时代。用钨丝搭配大电流发光的方案,不仅亮度再次提升,而且再也不用和火源为伴了,所以自然而然的,钨丝灯迅速成为了车灯市场的主流技术。

1960年的时候,卤素灯作为钨丝灯的一个进化版本,用更低的能耗以及更长的寿命,成为了市场的新主宰。不过,人们对于车灯的探索远未停止。

在1991年,第一款HID大灯(也就是氙气大灯)被装到了车上。这种通过惰性气体发光的技术,相较于传统的加热金属丝而言,具有更高的能量转化效率。所以通常而言,30瓦的氙气灯无论在照明亮度或者能耗方面,都完胜50瓦的卤素灯。告别了高温金属丝以后,也就避免了烧断灯丝的烦恼,所以灯泡寿命也被再次大幅提升。

在2004年的时候,LED作为大灯的光源,首次出现在了汽车领域。凭借LED冷光源的特性以及电子与空穴在发光层碰撞复合产生光子的原理,再次将节能与亮度提升到了一个全新的境界。LED技术如今也相对成熟了,主流的高端汽车都在使用LED大灯。

在2014年,LED大灯进行了一次技术革新,OLED可以提供更均匀的照明,同时柔性的发光材料可以给造型带来更大自由度。

目前最先进的量产车灯技术,还是当属激光大灯了。蓝色激光聚焦于荧光粉后产生黄光与剩余透射蓝光混色形成激光白光,再经过一系列光学系统后,用以照亮前方道路。这种技术于2014年首次在汽车上运用,鉴于其超高的光学利用率以及超小的模块尺寸,我认为用来做这个脑洞的方案再合适不过了。

聊了这么多车灯历史,其实不难看出,人类对于车灯的需求无外乎就三种,亮度、能耗、模块体积。单位输入电功率条件下获得的亮度越大,有效照明距离就越远。能耗越小,发热量相对就越小,同时也更节能。而模块体积越小,说明造型的自由度就越高。

目前国内其实已经实现了激光大灯模组的量产,比如HBA-28这个模块,该模块的现有尺寸28mm*50mm,整体模块大概就是一个烟盒的大小。目前这个模组在WEY的新车上马上就会有所应用了。

在照明范围方面,查阅数据后发现,激光照明路面照度值达到3lx的最远距离为315m,最大照明宽度约7.25米宽。激光照明最远照明距离为600米,最宽照明范围大约是15.5米。

那么现在就可以进行初步计算了。如果使用远光方案的话,我这边由于并未得到关于灯光高度的信息,根据国标中对于远光灯照射角度要求的规定,可以姑且计算为15.5米见方的有效照明范围。所以相乘即可得到照亮面积大约在240.25平方米,折合0.00024025平方千米。所以如果要照亮地球的话,大概需要510067866/0.00024025=2123071242455.7个这样的模组。

而且考虑到模组需要被安装在距离地面410米的位置,大概高度是啥样呢?我查了一下,上海的金茂大厦最高点的高度为420米。也就是说,要在差不多这个位置每隔15米需要布置一个激光模组。

是不是看似很不可思议?我打开了一下脑洞,其实只要在每隔一千米的位置建造一个410米高的支撑点,然后在四个点之间架起一张网。每个网眼都是15米乘15米的宽度。这样一来,只要在网的横纵交点位置安装一个激光模组即可完成照亮地球的任务了。如果使用传统的球场照明光源,每个灯头的尺寸就要达到500*400mm的样子,而且重量极大,技术难度就会提升很多了。

脑洞到了这个地步,我觉得基本可以收工了。不过在翻阅相关资料时,另一款产品吸引了我的注意力。ADB-25智能远光模块。这款20*90mm尺寸的模块,比之前的激光模组更紧凑。而且在提供照明效果的同时,还支持矩阵式智能照明。

也就是说,在照亮地球的同时,还能对每个照明区域进行高精度定义。这款大灯可以通过对每颗LED灯珠的单独控制,从而控制照亮的具体范围。比方说在汽车上,如果检测到对向来车,就可以单独熄灭可能造成对向车辆眩目的那片区域,而保持其他区域的远光照明。这项技术其实在奥迪的矩阵大灯上已经实现了,不过随著科技的发展,现在已经出现了像素大灯照明技术,做到了可以利用LED灯珠照射的范围拼出具体的形状。比方说,可以在地面上投射出一条斑马线,示意行人先行。又或者可以在车辆前方的地面上用车灯投射出导航信息或者车道线指示等等,相当于高级版的HUD功能。那么如果把这款模组运用到照亮地球脑洞中,是否可以实现更多有趣的功能呢?

我联想到的第一点就是,可以防止眩目。地面上如果有人的话,可以单独熄灭直射这个人的那一束光线,这样一来,在地面的任何一个角落,都能看清被照亮的世界的同时,还能随时「举头望明月」而不用担心被刺眼的强光照得睁不开眼了。更进一步,可以利用灯光的这一特性,结合一套完美的控制程序,达到那种想要哪里亮就让哪里亮的效果。这样一来,如果是为了给地面的人类提供照明的话,就犯不上照亮整个地球,而是可以人走到哪,灯亮到哪了。完全不用担心浪费一丝一毫的电能。

以上说的都是车灯,那这么高科技的车灯,无论是激光大灯亦或是矩阵式LED大灯,都拥有完全的知识产权,那是不是会在我们的汽车上可以见到了呢?的确如此,正如上文中提到的,这么高科技的大灯总成,其实已经在量产中了。在不久的将来,在新款WEY车型上,就能看到一款兼具上文中提到的超远距离照明激光大灯模组以及智能化矩阵式LED模组的大灯总成,通过车前的两束亮光,照亮我们安全前行的路,照亮整个地球。


WEY SUV「超级脑洞挑战赛」第三期 - 「点亮地球计划」!

不得不说,这是我多年来在知乎上看到的脑洞最大的话题。

其实方法很简单,只需要210257200量VV7


◎地球赤道40075.02km

◎VV7车长4765mm

◎绕赤道一周约需要8410288台VV7

◎假设经度上以时区为参考增加24圈?+赤道一圈=25圈

8410288?25=210257200量VV7

然后你不但可以点亮地球;

还可以一会儿全亮红灯,告诉火星你很快乐

一会儿全亮左转向,告诉月球你要转弯

为了环保当然你也可以只亮背著阳光那半球。

没事打开双闪

让全宇宙看见「中国力量」


感谢关注


首先要明确,什么叫「点亮」。

如果向外辐射「光」就是「亮」的话,那么……

其实,地球本来就是亮的。因为,任何高于绝对零度的物体,都会辐射光。

只不过物体温度越低,发出的光波长越长,人眼看不见罢了。

太阳是地球的主要能量来源。地球接受了太阳光(能量最集中的在可见光区域,还有部分近红外和紫外线),有一部分直接被云层和地表反射回了太空;另一部分则在加热了地表、大气之后,通过它们以波长更长的红外线辐射回了太空。

这个过程就是地球的「能量收支」。

也许会出乎你的意料,地球接收到的绝大部分太阳能,几乎都以各种直接和间接的方式辐射回太空了。能通过植物固定成碳水化合物的太阳能很少,而人类能够直接利用的就更少了。

地球的能量收支(相对值)。图片来源:美国气象局(https://www.weather.gov/jetstream/energy)

下面这张照片,是 NASA 的 CERES 卫星拍摄的地球在 8-12 μm 的红外线波段辐射出的能量。

黄色是最「亮」的地方,浅蓝色则是最「暗」的地方。最亮的地方,每平方米大约在辐射 380 瓦的能量,相当于一台全功率运行的台式电脑(想看视频点这里)。

最亮的地方在哪儿呢?不是咱们中国,也不是哪个西方国家,而是太平洋和撒哈拉沙漠。到目前为止,在能量规模上,人类活动还完全没办法和自然现象相抗衡。(当然,人类活动也已经对地球环境产生了巨大影响,比如温室效应。)

CERES 拍摄到的地球长波(8-12μm)辐射。图片来源:NASA

当然,我知道你们想要的不是这个。你们想要的是可见光,你们想要的把地球变成太空里的灯塔

而且是主动点亮。反射太阳光这种操作不算,对吧?

没问题。不过——

即使主动点亮地球,也不必在地面上铺满电灯

其实,正如 @作大死的风子君 的回答所说,其实在人口稠密、经济比较发达的地区,城市在夜晚的灯光已经能够在黑暗中照亮地球了。NASA 为我们拼接了整个地球在夜晚的样子。

图片来源:NASA。数据提供:Marc Imhoff (NASA GSFC),Christopher Elvidge (NOAA NGDC)。图像处理:Craig Mayhew, Robert Simmon (NASA GSFC).

我们并没有在地面上「铺满」电灯,但在太空中看来,城市与城市之间的生命线早已连成一片。为什么呢?

这就要说到瑞利判据

任何观测设备——无论是人眼、望远镜还是人造卫星,都有它的极限解析度。想想,除非是飞行员,我们普通人(尤其是近视眼)在做视力测试的时候,最下面那几排小小的 E 是不是都看不清?它们最终会成为一个模糊的斑点——这就是你我的眼睛解析度的极限了。

如果你观察一个点光源,它实际会表现为一个比较亮的中心圆斑,周围还会有一圈一圈的黯淡的同心圆。中心圆斑的直径,和光的波长成正比,和你的瞳孔直径成反比。如果两个点光源相互靠近,最终就会合为一体,分辨不出来了。但是它们各自的亮度还在。

所以,如果遥远的地方实际上有许许多多的灯,但是你只能分辨出一个亮斑,那么这个亮斑的亮度就是那些灯亮度的总和。

两个点光源相互靠近,最终合为一体。图片来源:https://commons.wikimedia.org。作者:Spencer Bliven

也就是说,只要离得足够远,地球在我们眼里就会变成一个亮斑。而这时候,不管我们在地面上放多少盏灯、怎么放,都无所谓。

只要这些灯的总和足够亮就行了!

瑞利判据说,这个解析度的极限就是 1.22 倍的(波长/孔径)。人眼在 550 nm 处的极限解析度大约是 28 (角分,=1/3600°)。那么,在多远的地方,人眼会分辨不出地球呢?大约是 9400 万千米之外。地球和太阳之间距离 1.5 亿千米。人眼分辨出地球的极限位置,大约是日地距离的 2/3。

要把地球「点亮」,取决于你能看到多亮

众所周知,离得越远,光线越暗。如果没有聚光措施,让光源向空间四周均匀辐射,那么光的强度就和距离平方成反比。而人眼极限能够看到多微弱的灯光呢?

天文学家很早就定义出了一套标记星星亮度的系统,叫做「视星等」。数字越小,星星约亮。而视星等相差 1,亮度就相差 2.5 倍。高悬天顶的北极星,视星等只有大约 1.97,并不是北半球夜空中最亮的星星。而人眼目视能看到的极限视星等,大约是 6.5 等。

在离地球 1 亿千米的地方,要把地球点亮到 6.5 等,做得到吗?

回答开头已经说过,地球的海洋、陆地和云层本身已经在反射太阳光了。所以迎著太阳的那一面,本来就很亮。你只要想像满月有多亮就好了——最亮的时候,真的可以在月光下看清书上的字。而地球比月亮更大,也就更亮。在距离地球 1 亿千米的地方,如果地球也像满月一样,整个被太阳照亮的半球正对著我们,那地球的视星等会有大约 -5 等(不是定值,因为随著地球的自转,地球亮面的陆海比例在变,云层也一直在变化)。这和我们在地球上看到的金星差不多。

那么,如果我们面对著的是地球的背阴面,假设完全没有反射太阳光呢?在 1 亿千米外达到 6.5 等的地球,需要点亮约 8 万亿瓦的灯。当然,你说我们鸡贼一点,只点亮朝向观察者的半个面,那也要 4 万亿瓦。

备注:计算仅需数据为:太阳绝对星等:4.74,太阳绝对光度:3.828*1e26 W

根据国际能源组织(IEA)2018 年的报告,在 2016 年,人类全球共消耗电能 20863 TWh,平均相当于 2.4 万亿瓦的消耗功率,其中居民用电为 6470 亿瓦。(数据来源:https://www.iea.org/statistics/electricity/)

虽然现在是 2019 年了,但我们的电能消耗应该也不会比 2016 年高太多。

也就是说,咱们人类把所有的电能集中起来电灯,也还不够让在 1 亿千米外的宇航员用肉眼看到地球被点亮了!

不过也不用失望。上面的 2.4 万亿瓦只是一个「平均」的功率。我们可以有「峰值」功率呀。也就是说,我们可以憋个大招嘛!况且,我们也还可以再用一些聚光的办法,集中一下光束的能量呀!

事实上,朝著某个确定的方向「点亮」地球,人类已经做到了。

1974 年,当时最大的射电望远镜——阿雷西伯(Arecibo)望远镜,朝向约 25 万光年之外的球状星团 M13 发出了人类首个 3 分钟长的外星播报。在信号的发射方向上,有效的发射峰值功率就达到了 3 万亿瓦。

如果 M13 中有外星人,当他们在 25 万年之后接受到这个信号的时候,他们会发现,这个信号的亮度将是太阳的 1 千万倍[1]。在 M13 星人的眼中,

在那 3 分钟里,地球将成为全银河系中最亮最耀眼的那颗星!

著名的阿雷西伯信号。作者:Arne Nordmann。授权方式:CC BY-SA 3.0

当然,阿雷西伯的信号是射电波,不是可见光。但按照这个思路,我们只需对著天空的同一个方向,打上几束大功率的激光,就能够定向地「点亮」地球了。总功率的话,我想,大约几百 kW 就够了。

一旦接受了这个设定……

好像也没什么不对的.jpg

[1] The Arecibo message of November, 1974. Icarus (1975) 26, 462-466.


神说,我要光,于是就有了光;人类说,我也要光,于是发明了灯。宇宙无尽黑暗,而地球却有著旺盛的光芒与生命,只因灯在我们生活中无处不在。有点亮一方书桌的台灯,有寄托希望的孔明灯,更有让我们看清远方的车灯……

这是WEY SUV「超级脑洞挑战赛」的第三期-「点亮地球计划」的引言部分。我们在回答区中,也发现了许许多多有趣的回答。

例如:名为句号大师的用户,说了一句:当然要用爱点亮!做法是全球75亿人,其中三人一组。二十五亿对情侣,他们身边的第三个人即可作为电灯泡。这也就能得到总功率500亿瓦的灯泡继而点亮地球;或是知乎著名福克斯RS车主康贱猫老师【手动滑稽】的回答,得出了只要每隔一千米的位置建造一个410米高的支撑点,然后在四个点之间架起一张每个网眼都是15m*15m的网,在网的横纵交点位置安装一个激光模组即可点亮地球的结论……

其实,点亮地球是一个美好的愿望,1985年开始的国际热核聚变实验堆计划(人造太阳)便证明了人类一直想要点亮地球这一点。而WEY SUV提出这个问题的目的也十分明显:表明自己研发先进车灯的意愿和决心。

夜间行车,无论在驾考还是行车中,都是无法避免的难题。夜间照明关乎著每一个驾驶者和他们背后千万家庭的安全。

会车时使用远光灯、驾驶灯光失灵的汽车等行为更是被写入了法律,如若使用不当将受到法律严厉的惩罚。可见灯光系统对行车安全有著非常重要的影响。

所以当前市场上的汽车企业都在倾注技术力用在研发更优秀的夜间照明配件上。我们总是笑称奥迪为灯厂,惊叹于其华丽的造型及晃瞎眼的亮度,同时我们也为其带来的安全而心安。其实,这种优秀的灯光效果,也正是WEY SUV奋力追赶、追求超越的目标。

这张车主朋友发出来的图片,就正是对WEY SUV的灯光系统最好的赞美。

LED具有亮度高、颜色种类丰富、低功耗、寿命长的特点,所以LED被广泛应用于汽车领域。

以长城VV7为例,全系标配矩阵式LED大灯,亮度达到200lux,功耗仅25W,亮度和穿透力更强。两侧、中间和底部都配置LED日间行车灯,将远、近光分割成比较规整的区域,转向灯则为逐步点亮的流水效果,科技感十足。VV7的大灯具备自动开启、关闭功能,识别光线明暗的感测器位于风挡玻璃顶部中央,还可以通过安装在前、后悬架上的感测器计算车身角度,实现自动调整照射高度。在开启远光后,大灯远、近光照射角度同时向上偏转,并且有辅助灯光照射车头最近处地面,这使得近光照射效果更好一些,同时又能辅助远光将路面照射的更亮。这在夜间行车时无疑是对驾驶员的一剂强心剂,彻底与行车时的黑暗说了再见。同时,远、近光均配备透镜也能够将反射碗反射的光汇聚在一起后再照向前方,这样可以得到更远的照射距离,同时还可以减少对向车辆驾驶员所感受到的眩光,考虑真是十分周到。

而WEY的ALS系统能够通过感知驾驶员操作、车辆行驶状态、路面变化等信息,实现照明角度的自动调整,能够为驾驶员提供最佳的照明高度、照明距离。在车速低于35km/h,随转向灯或方向盘启动同向雾灯,也通过特殊的反射装置,照射侧前方一定距离范围内区域。此系统在实际行车中非常有意义。

其实,WEY SUV在灯光方面做的努力远不止这些,中国国际汽车照明论坛和WEY携手发布的《汽车灯光安全宣言》则更能体现WEY对于车灯研发的决心。也让我们期待WEY为我们带来点亮地球般点亮安全的好车灯吧,相信那一天不会遥远。


把地球的外衣(地壳)和内衣(地幔)都脱了,就很光很亮了


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