虚拟代替不了真实（140929）

闵应骅

   最近虚拟甚行。云计算建基于虚拟机；讨论下一代互联网的时候大家都在谈网络虚拟化；甚至虚拟经济也大行其道。我在“以小见大找科研----计算摄影（140217）”一文中，说“近年来，数字摄影有重大进展。咔嚓一声不再是照片的出发点。因为摄影师可以在照相机里面改变图像，而且可以用照片编辑软件改变样式、感觉和作品。现在还可以设计不同的照相机、开发不同的算法、用新型的传感器和系统，去做过去照相机做不到的事情。记录更多情景信息，使用强大的图像增强技术，从而产生了计算摄影新领域。”这个说法不假，但是，本月IEEE Spectrum介绍它上面一张照片却费了老大劲，PS不出来，说明虚拟的东西还是代替不了真实。这么多计算机模拟，值得非常重视这个问题。否则容易误导。

   话说未来的电磁武器可能威胁半个城市，这可是事关安全的大问题。攻击者用高压的短的尖脉冲，能量虽然低，但破坏作用可以很大。这种脉冲可以由一个文件包大小的机器用电池产生出来。2012年5月，韩国仁川和金浦机场500架飞机进出的时候GPS失灵，金浦西部海面几百艘船只和渔船也丢失GPS信号。据说是由一个卡车上的干扰系统所为。过去，我们的电子系统大都工作在较高的电压、较低的频率，不易受电磁干扰。而今天，供电电压降低，工作频率提高，能源、通讯、财务、水、天然气几乎全在计算机控制之下，电磁攻击就很危险，而且最不容易被发现，往往，放到那里就不需要人去管了。这种行为1990年以后被称为蓄意电磁干扰。特别是高速铁路，要防止电磁干扰铁路无线通信系统。一个文件包大小的电磁武器产生器可以产生峰值电压达到每米几千伏，上升时间约100皮秒（0.1纳秒），脉冲宽度1纳秒，其频谱在100M到几G之间的干扰信号。一般攻击者把电磁武器放到一个包里，其侧面是玻璃纤维，易穿透电磁辐射。把它放到离目标5-10米的地方。电磁辐射可能暂停电子系统，需要重新启动，或者毁坏某些数据。

下图1显示一堆服务器放在一个金属皮的房子里，以防止电磁辐射。外面放着一个像文件包样式的e-炸弹。为了做这张照片，PS专家Dan Saelinger 花了3天时间用透明材料做了一个实物文件包（图2）和一个3米高的工作室（图3）。他和助手们花4小时照这个房子和这个公文包，拍照和后期制作共花了120人工作小时。主要是为了光的逼真。从屋子后面打光，显得明亮。从前面闪光照公文包和电磁装置，它是由透明塑料和电子元件做成。花几个小时调整光和影子。照完的第二天就拆了。这个照片用Photoshop加工不出来，主要是透明的电磁炸弹放在黑房子旁边，服务器要亮而有影，电磁炸弹透明而立体，没有特殊的环境很难捕捉。看来，计算摄影是一个虚拟的东西，虚拟计算机、虚拟网络现在大家都在谈。但虚拟的东西毕竟是虚拟的，不能取代真实。网上有篇文章说“前不久刚刚从微软跳槽到百度的新任总裁张亚勤说：“从1980年到2010年的三十年期间，世界是从物理的到虚拟世界的转移，而从 2010年到2020年以后，则是从虚拟到物理世界的逆向改变。””虚拟与真实之间的差距要想缩小，大量的科研工作在等着咱们。

（感谢周锡令教授为图3所做的加工修改）