【獲獎名單公佈】

WEY來之星 1 名:@Luyao Zou

點亮大使 2 名:@句號大師、@春夏明月

星星點燈 50 名:@王大V、@我有古錠你有酒嗎、@作大死的風子君、@健坤脈雲、@依然在?、@星痕哼唧、@咕咚怪、@冰淇淋、@青木iol、@Asa、@蜜桃大師、@程小慧、@趙晟童、@梅路艾姆、@萬人、@mbirock、大大大大大、@猩猩點燈、@李白白、@馬卡卡、@夏木、@不才不爭、@獅心、@二樹子、@牛奶星人、@肥啾不用思考啦、@陳小槑、@醉生萌死啦、@渤海望、@Z叔、@滄海、@寂靜將至、@欽原、@任雪、@百萬、@www、@張田羽、@三尺微命、@譚少雄、@曉木曰兮歷史系、@ssyyg、@劉徵、@彭俊楷、@Agen、@孫樹統、@喝杯茶可好、@Lesson、@Uki Shun、@Supergod、@張先森

獎品發放說明:因獎品的採購流程較為繁瑣,尚還在申請階段,待審批完成後@WEYSUV 會通過站內私信聯繫各位並儘快安排發放。感謝大家的支持與理解。請以上未收到獎品的用戶耐心等待哦!

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WEY SUV「超級腦洞挑戰賽」第三期 - 「點亮地球計劃」正式來襲!我們到底有什麼方法可以讓地球在星河中閃耀?此刻,讓你的腦洞大開,與WEY SUV一起點亮地球!

——本期活動由WEY SUV獨家冠名——

神說,我要光,於是就有了光;人類說,我也要光,於是發明瞭燈。宇宙無盡黑暗,而地球卻有著旺盛的光芒與生命,只因燈在我們生活中無處不在。有點亮一方書桌的檯燈,有寄託希望的孔明燈,更有讓我們看清遠方的車燈……

現在,讓我們一起腦洞大開,試想一下,用怎樣的方法可以點亮整個地球?

在回答中分享你的腦洞,我們將根據回答的質量和受歡迎程度綜合考量,篩選出優質回答(僅限個人帳號),並送上驚喜大獎,讓你的腦洞在眾多回答中,更加閃耀!

【獎項說明】

WEY來之星1名:WEY x PARKER聯名定製版鋼筆1套

點亮大使2名:WEY定製車模1臺

星星點燈50名:面值100元京東卡+知乎會員月卡

【活動徵集時間】:2019年4月10日 – 2019年4月17日

【獲獎公佈時間】:2019年4月24日

我們會在活動徵集結束後將獲獎名單公佈在本問題描述中,並將通過站內私信聯繫獲獎用戶,在徵集活動結束後30日內以郵寄方式分別向獲獎用戶發放獎品。

開獎後將由 @WEYSUV 聯繫獲獎用戶溝通禮品派發事宜。

【特別說明】

1、我們倡導原創認真的答題精神,如回答主體內容涉及非原創內容,則無法參與此次評選。

2、參與回答本問題,代表你同意授權知乎站內二次傳播中使用你的回答內容,如需有其他使用途徑,我們會與你進行溝通並預先徵得同意。


作為一個經常瞎搗鼓的人,我曾經嘗試過給家裡的貓做空調,嘗試過給自己的模型車裝各種神奇的電子設備,也嘗試過給自己的筆記本加裝觸摸屏等等,自認為腦洞還是比較大的我看到這個題目還是蠻有興趣的。雖然以往我的腦洞都以一定的使用需求為基礎,不過誰知道點亮地球會有什麼實際意義呢?比方說,像《流浪地球》電影裏那樣,如果地球停止轉動並離開了太陽的照射,如果人類還想在寒冷的地表生活的話,照亮地球或許就顯得充滿了意義。

不好意思,腦洞已經開始打開了,我現在連為啥要點亮地球都已經考慮過了, 那接下來還是回歸這次腦洞的主體部分,如何點亮地球。

在我看來,這個問題分為若干個子問題。首先最重要的一點就是,如果想要點亮「地球」,那就肯定要從地球下手。首先查閱資料得到:地球的陸地面積為148,322,566平方公里;海洋麪積為361,745,300平方公里,總面積為510,067,866平方公里。其中,海洋麪積大約佔了地球總表面積的71%。那麼如果說要點亮地球的話,在我看來,還是會以陸地為主。因為即使點亮了海洋,反正沒辦法讓人類生活在海洋之上,其實也沒有多大意義。但是轉念一想,既然要點亮地球,說明地球已經離開了太陽的輻射範圍,那海水肯定會結成冰,那看來還是逃不脫被點亮的命運。

由於目前我沒有想到切實可行的遠距離點亮方案,如果有一個足夠遠的光源(比如太陽),當功率足夠大的時候,只需要兩個光源即可照亮整個地球。其實可以理解成地球被夾在兩個太陽之間,或者是雞翅被放在雙層烤箱的中間層(嗯?怎麼好像聞到了香味?)

開腦洞還是要基於現狀,用現有的科技去完成一件看似不可思議的事情。所以還是要重新回到光源選擇環節。

作為一個汽車行業從業者,我第一時間想到的解決方案就是車燈。汽車的大燈其實是非常優秀的光學部件,其中又包含多種功能,非常適合用來作為光源來點亮地球。其實之前我也有想過用探照燈或者射燈,那些燈的射程是很棒,功率也足夠大,可惜照射角度實在有限,這能照亮很小的一片範圍。比方說在電影中,就經常出現在監獄裡的逃犯躲開探照燈的照射而越獄的橋段。這對於點亮地球這個目標而言,就顯得不那麼合適了。另外我還考慮了使用傳統的家用燈具作為照明設備,點亮地球。不過計算以後發現,其實照明的距離實在有限。從現有的例子出發的話,其實足球場上的大功率照明燈非常符合要求。不過既然開腦洞了,我覺得還是要用車燈來幹這事。

說起車燈,我還是來說一下車燈的發展歷史吧。在1886年 ,第一款車燈被安裝到了汽車上。彼時還沒有高端的照明技術,就連傳統的鎢絲燈都還沒有被應用。所以當時的照明只是簡單地將馬車上的煤油燈裝到了汽車上而已。

不過很快人們就發現,相比於馬車而言,汽車的速度更快,所以急需更遠照射距離的照明設備。在1905年,乙炔燈被安裝到了汽車上。相比於煤油燈而言,乙炔燈的照明亮度更高,且火源更穩定。所以一度流行,成為主流的汽車照明設備。

1925年,鎢絲燈的到來宣告著汽車大燈開啟了電氣化的新時代。用鎢絲搭配大電流發光的方案,不僅亮度再次提升,而且再也不用和火源為伴了,所以自然而然的,鎢絲燈迅速成為了車燈市場的主流技術。

1960年的時候,鹵素燈作為鎢絲燈的一個進化版本,用更低的能耗以及更長的壽命,成為了市場的新主宰。不過,人們對於車燈的探索遠未停止。

在1991年,第一款HID大燈(也就是氙氣大燈)被裝到了車上。這種通過惰性氣體發光的技術,相較於傳統的加熱金屬絲而言,具有更高的能量轉化效率。所以通常而言,30瓦的氙氣燈無論在照明亮度或者能耗方面,都完勝50瓦的鹵素燈。告別了高溫金屬絲以後,也就避免了燒斷燈絲的煩惱,所以燈泡壽命也被再次大幅提升。

在2004年的時候,LED作為大燈的光源,首次出現在了汽車領域。憑藉LED冷光源的特性以及電子與空穴在發光層碰撞複合產生光子的原理,再次將節能與亮度提升到了一個全新的境界。LED技術如今也相對成熟了,主流的高端汽車都在使用LED大燈。

在2014年,LED大燈進行了一次技術革新,OLED可以提供更均勻的照明,同時柔性的發光材料可以給造型帶來更大自由度。

目前最先進的量產車燈技術,還是當屬激光大燈了。藍色激光聚焦於熒光粉後產生黃光與剩餘透射藍光混色形成激光白光,再經過一系列光學系統後,用以照亮前方道路。這種技術於2014年首次在汽車上運用,鑒於其超高的光學利用率以及超小的模塊尺寸,我認為用來做這個腦洞的方案再合適不過了。

聊了這麼多車燈歷史,其實不難看出,人類對於車燈的需求無外乎就三種,亮度、能耗、模塊體積。單位輸入電功率條件下獲得的亮度越大,有效照明距離就越遠。能耗越小,發熱量相對就越小,同時也更節能。而模塊體積越小,說明造型的自由度就越高。

目前國內其實已經實現了激光大燈模組的量產,比如HBA-28這個模塊,該模塊的現有尺寸28mm*50mm,整體模塊大概就是一個煙盒的大小。目前這個模組在WEY的新車上馬上就會有所應用了。

在照明範圍方面,查閱數據後發現,激光照明路面照度值達到3lx的最遠距離為315m,最大照明寬度約7.25米寬。激光照明最遠照明距離為600米,最寬照明範圍大約是15.5米。

那麼現在就可以進行初步計算了。如果使用遠光方案的話,我這邊由於並未得到關於燈光高度的信息,根據國標中對於遠光燈照射角度要求的規定,可以姑且計算為15.5米見方的有效照明範圍。所以相乘即可得到照亮面積大約在240.25平方米,摺合0.00024025平方千米。所以如果要照亮地球的話,大概需要510067866/0.00024025=2123071242455.7個這樣的模組。

而且考慮到模組需要被安裝在距離地面410米的位置,大概高度是啥樣呢?我查了一下,上海的金茂大廈最高點的高度為420米。也就是說,要在差不多這個位置每隔15米需要佈置一個激光模組。

是不是看似很不可思議?我打開了一下腦洞,其實只要在每隔一千米的位置建造一個410米高的支撐點,然後在四個點之間架起一張網。每個網眼都是15米乘15米的寬度。這樣一來,只要在網的橫縱交點位置安裝一個激光模組即可完成照亮地球的任務了。如果使用傳統的球場照明光源,每個燈頭的尺寸就要達到500*400mm的樣子,而且重量極大,技術難度就會提升很多了。

腦洞到了這個地步,我覺得基本可以收工了。不過在翻閱相關資料時,另一款產品吸引了我的注意力。ADB-25智能遠光模塊。這款20*90mm尺寸的模塊,比之前的激光模組更緊湊。而且在提供照明效果的同時,還支持矩陣式智能照明。

也就是說,在照亮地球的同時,還能對每個照明區域進行高精度定義。這款大燈可以通過對每顆LED燈珠的單獨控制,從而控制照亮的具體範圍。比方說在汽車上,如果檢測到對向來車,就可以單獨熄滅可能造成對向車輛眩目的那片區域,而保持其他區域的遠光照明。這項技術其實在奧迪的矩陣大燈上已經實現了,不過隨著科技的發展,現在已經出現了像素大燈照明技術,做到了可以利用LED燈珠照射的範圍拼出具體的形狀。比方說,可以在地面上投射出一條斑馬線,示意行人先行。又或者可以在車輛前方的地面上用車燈投射出導航信息或者車道線指示等等,相當於高級版的HUD功能。那麼如果把這款模組運用到照亮地球腦洞中,是否可以實現更多有趣的功能呢?

我聯想到的第一點就是,可以防止眩目。地面上如果有人的話,可以單獨熄滅直射這個人的那一束光線,這樣一來,在地面的任何一個角落,都能看清被照亮的世界的同時,還能隨時「舉頭望明月」而不用擔心被刺眼的強光照得睜不開眼了。更進一步,可以利用燈光的這一特性,結合一套完美的控制程序,達到那種想要哪裡亮就讓哪裡亮的效果。這樣一來,如果是為了給地面的人類提供照明的話,就犯不上照亮整個地球,而是可以人走到哪,燈亮到哪了。完全不用擔心浪費一絲一毫的電能。

以上說的都是車燈,那這麼高科技的車燈,無論是激光大燈亦或是矩陣式LED大燈,都擁有完全的知識產權,那是不是會在我們的汽車上可以見到了呢?的確如此,正如上文中提到的,這麼高科技的大燈總成,其實已經在量產中了。在不久的將來,在新款WEY車型上,就能看到一款兼具上文中提到的超遠距離照明激光大燈模組以及智能化矩陣式LED模組的大燈總成,通過車前的兩束亮光,照亮我們安全前行的路,照亮整個地球。


WEY SUV「超級腦洞挑戰賽」第三期 - 「點亮地球計劃」!

不得不說,這是我多年來在知乎上看到的腦洞最大的話題。

其實方法很簡單,只需要210257200量VV7


◎地球赤道40075.02km

◎VV7車長4765mm

◎繞赤道一週約需要8410288臺VV7

◎假設經度上以時區為參考增加24圈?+赤道一圈=25圈

8410288?25=210257200量VV7

然後你不但可以點亮地球;

還可以一會兒全亮紅燈,告訴火星你很快樂

一會兒全亮左轉向,告訴月球你要轉彎

為了環保當然你也可以只亮背著陽光那半球。

沒事打開雙閃

讓全宇宙看見「中國力量」


感謝關注


首先要明確,什麼叫「點亮」。

如果向外輻射「光」就是「亮」的話,那麼……

其實,地球本來就是亮的。因為,任何高於絕對零度的物體,都會輻射光。

只不過物體溫度越低,發出的光波長越長,人眼看不見罷了。

太陽是地球的主要能量來源。地球接受了太陽光(能量最集中的在可見光區域,還有部分近紅外和紫外線),有一部分直接被雲層和地表反射回了太空;另一部分則在加熱了地表、大氣之後,通過它們以波長更長的紅外線輻射回了太空。

這個過程就是地球的「能量收支」。

也許會出乎你的意料,地球接收到的絕大部分太陽能,幾乎都以各種直接和間接的方式輻射回太空了。能通過植物固定成碳水化合物的太陽能很少,而人類能夠直接利用的就更少了。

地球的能量收支(相對值)。圖片來源:美國氣象局(https://www.weather.gov/jetstream/energy)

下面這張照片,是 NASA 的 CERES 衛星拍攝的地球在 8-12 μm 的紅外線波段輻射出的能量。

黃色是最「亮」的地方,淺藍色則是最「暗」的地方。最亮的地方,每平方米大約在輻射 380 瓦的能量,相當於一臺全功率運行的臺式電腦(想看視頻點這裡)。

最亮的地方在哪兒呢?不是咱們中國,也不是哪個西方國家,而是太平洋和撒哈拉沙漠。到目前為止,在能量規模上,人類活動還完全沒辦法和自然現象相抗衡。(當然,人類活動也已經對地球環境產生了巨大影響,比如溫室效應。)

CERES 拍攝到的地球長波(8-12μm)輻射。圖片來源:NASA

當然,我知道你們想要的不是這個。你們想要的是可見光,你們想要的把地球變成太空裏的燈塔

而且是主動點亮。反射太陽光這種操作不算,對吧?

沒問題。不過——

即使主動點亮地球,也不必在地面上鋪滿電燈

其實,正如 @作大死的風子君 的回答所說,其實在人口稠密、經濟比較發達的地區,城市在夜晚的燈光已經能夠在黑暗中照亮地球了。NASA 為我們拼接了整個地球在夜晚的樣子。

圖片來源:NASA。數據提供:Marc Imhoff (NASA GSFC),Christopher Elvidge (NOAA NGDC)。圖像處理:Craig Mayhew, Robert Simmon (NASA GSFC).

我們並沒有在地面上「鋪滿」電燈,但在太空中看來,城市與城市之間的生命線早已連成一片。為什麼呢?

這就要說到瑞利判據

任何觀測設備——無論是人眼、望遠鏡還是人造衛星,都有它的極限解析度。想想,除非是飛行員,我們普通人(尤其是近視眼)在做視力測試的時候,最下面那幾排小小的 E 是不是都看不清?它們最終會成為一個模糊的斑點——這就是你我的眼睛解析度的極限了。

如果你觀察一個點光源,它實際會表現為一個比較亮的中心圓斑,周圍還會有一圈一圈的黯淡的同心圓。中心圓斑的直徑,和光的波長成正比,和你的瞳孔直徑成反比。如果兩個點光源相互靠近,最終就會合為一體,分辨不出來了。但是它們各自的亮度還在。

所以,如果遙遠的地方實際上有許許多多的燈,但是你只能分辨出一個亮斑,那麼這個亮斑的亮度就是那些燈亮度的總和。

兩個點光源相互靠近,最終合為一體。圖片來源:https://commons.wikimedia.org。作者:Spencer Bliven

也就是說,只要離得足夠遠,地球在我們眼裡就會變成一個亮斑。而這時候,不管我們在地面上放多少盞燈、怎麼放,都無所謂。

只要這些燈的總和足夠亮就行了!

瑞利判據說,這個解析度的極限就是 1.22 倍的(波長/孔徑)。人眼在 550 nm 處的極限解析度大約是 28 (角分,=1/3600°)。那麼,在多遠的地方,人眼會分辨不出地球呢?大約是 9400 萬千米之外。地球和太陽之間距離 1.5 億千米。人眼分辨出地球的極限位置,大約是日地距離的 2/3。

要把地球「點亮」,取決於你能看到多亮

眾所周知,離得越遠,光線越暗。如果沒有聚光措施,讓光源向空間四周均勻輻射,那麼光的強度就和距離平方成反比。而人眼極限能夠看到多微弱的燈光呢?

天文學家很早就定義出了一套標記星星亮度的系統,叫做「視星等」。數字越小,星星約亮。而視星等相差 1,亮度就相差 2.5 倍。高懸天頂的北極星,視星等只有大約 1.97,並不是北半球夜空中最亮的星星。而人眼目視能看到的極限視星等,大約是 6.5 等。

在離地球 1 億千米的地方,要把地球點亮到 6.5 等,做得到嗎?

回答開頭已經說過,地球的海洋、陸地和雲層本身已經在反射太陽光了。所以迎著太陽的那一面,本來就很亮。你只要想像滿月有多亮就好了——最亮的時候,真的可以在月光下看清書上的字。而地球比月亮更大,也就更亮。在距離地球 1 億千米的地方,如果地球也像滿月一樣,整個被太陽照亮的半球正對著我們,那地球的視星等會有大約 -5 等(不是定值,因為隨著地球的自轉,地球亮面的陸海比例在變,雲層也一直在變化)。這和我們在地球上看到的金星差不多。

那麼,如果我們面對著的是地球的背陰面,假設完全沒有反射太陽光呢?在 1 億千米外達到 6.5 等的地球,需要點亮約 8 萬億瓦的燈。當然,你說我們雞賊一點,只點亮朝向觀察者的半個面,那也要 4 萬億瓦。

備註:計算僅需數據為:太陽絕對星等:4.74,太陽絕對光度:3.828*1e26 W

根據國際能源組織(IEA)2018 年的報告,在 2016 年,人類全球共消耗電能 20863 TWh,平均相當於 2.4 萬億瓦的消耗功率,其中居民用電為 6470 億瓦。(數據來源:https://www.iea.org/statistics/electricity/)

雖然現在是 2019 年了,但我們的電能消耗應該也不會比 2016 年高太多。

也就是說,咱們人類把所有的電能集中起來電燈,也還不夠讓在 1 億千米外的宇航員用肉眼看到地球被點亮了!

不過也不用失望。上面的 2.4 萬億瓦只是一個「平均」的功率。我們可以有「峯值」功率呀。也就是說,我們可以憋個大招嘛!況且,我們也還可以再用一些聚光的辦法,集中一下光束的能量呀!

事實上,朝著某個確定的方向「點亮」地球,人類已經做到了。

1974 年,當時最大的射電望遠鏡——阿雷西伯(Arecibo)望遠鏡,朝向約 25 萬光年之外的球狀星團 M13 發出了人類首個 3 分鐘長的外星播報。在信號的發射方向上,有效的發射峯值功率就達到了 3 萬億瓦。

如果 M13 中有外星人,當他們在 25 萬年之後接受到這個信號的時候,他們會發現,這個信號的亮度將是太陽的 1 千萬倍[1]。在 M13 星人的眼中,

在那 3 分鐘裏,地球將成為全銀河系中最亮最耀眼的那顆星!

著名的阿雷西伯信號。作者:Arne Nordmann。授權方式:CC BY-SA 3.0

當然,阿雷西伯的信號是射電波,不是可見光。但按照這個思路,我們只需對著天空的同一個方向,打上幾束大功率的激光,就能夠定向地「點亮」地球了。總功率的話,我想,大約幾百 kW 就夠了。

一旦接受了這個設定……

好像也沒什麼不對的.jpg

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


神說,我要光,於是就有了光;人類說,我也要光,於是發明瞭燈。宇宙無盡黑暗,而地球卻有著旺盛的光芒與生命,只因燈在我們生活中無處不在。有點亮一方書桌的檯燈,有寄託希望的孔明燈,更有讓我們看清遠方的車燈……

這是WEY SUV「超級腦洞挑戰賽」的第三期-「點亮地球計劃」的引言部分。我們在回答區中,也發現了許許多多有趣的回答。

例如:名為句號大師的用戶,說了一句:當然要用愛點亮!做法是全球75億人,其中三人一組。二十五億對情侶,他們身邊的第三個人即可作為電燈泡。這也就能得到總功率500億瓦的燈泡繼而點亮地球;或是知乎著名福克斯RS車主康賤貓老師【手動滑稽】的回答,得出了只要每隔一千米的位置建造一個410米高的支撐點,然後在四個點之間架起一張每個網眼都是15m*15m的網,在網的橫縱交點位置安裝一個激光模組即可點亮地球的結論……

其實,點亮地球是一個美好的願望,1985年開始的國際熱核聚變實驗堆計劃(人造太陽)便證明瞭人類一直想要點亮地球這一點。而WEY SUV提出這個問題的目的也十分明顯:表明自己研發先進車燈的意願和決心。

夜間行車,無論在駕考還是行車中,都是無法避免的難題。夜間照明關乎著每一個駕駛者和他們背後千萬家庭的安全。

會車時使用遠光燈、駕駛燈光失靈的汽車等行為更是被寫入了法律,如若使用不當將受到法律嚴厲的懲罰。可見燈光系統對行車安全有著非常重要的影響。

所以當前市場上的汽車企業都在傾注技術力用在研發更優秀的夜間照明配件上。我們總是笑稱奧迪為燈廠,驚嘆於其華麗的造型及晃瞎眼的亮度,同時我們也為其帶來的安全而心安。其實,這種優秀的燈光效果,也正是WEY SUV奮力追趕、追求超越的目標。

這張車主朋友發出來的圖片,就正是對WEY SUV的燈光系統最好的讚美。

LED具有亮度高、顏色種類豐富、低功耗、壽命長的特點,所以LED被廣泛應用於汽車領域。

以長城VV7為例,全系標配矩陣式LED大燈,亮度達到200lux,功耗僅25W,亮度和穿透力更強。兩側、中間和底部都配置LED日間行車燈,將遠、近光分割成比較規整的區域,轉向燈則為逐步點亮的流水效果,科技感十足。VV7的大燈具備自動開啟、關閉功能,識別光線明暗的感測器位於風擋玻璃頂部中央,還可以通過安裝在前、後懸架上的感測器計算車身角度,實現自動調整照射高度。在開啟遠光後,大燈遠、近光照射角度同時向上偏轉,並且有輔助燈光照射車頭最近處地面,這使得近光照射效果更好一些,同時又能輔助遠光將路面照射的更亮。這在夜間行車時無疑是對駕駛員的一劑強心劑,徹底與行車時的黑暗說了再見。同時,遠、近光均配備透鏡也能夠將反射碗反射的光匯聚在一起後再照向前方,這樣可以得到更遠的照射距離,同時還可以減少對向車輛駕駛員所感受到的眩光,考慮真是十分周到。

而WEY的ALS系統能夠通過感知駕駛員操作、車輛行駛狀態、路面變化等信息,實現照明角度的自動調整,能夠為駕駛員提供最佳的照明高度、照明距離。在車速低於35km/h,隨轉向燈或方向盤啟動同向霧燈,也通過特殊的反射裝置,照射側前方一定距離範圍內區域。此係統在實際行車中非常有意義。

其實,WEY SUV在燈光方面做的努力遠不止這些,中國國際汽車照明論壇和WEY攜手發布的《汽車燈光安全宣言》則更能體現WEY對於車燈研發的決心。也讓我們期待WEY為我們帶來點亮地球般點亮安全的好車燈吧,相信那一天不會遙遠。


把地球的外衣(地殼)和內衣(地幔)都脫了,就很光很亮了


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