虚拟现实技术，简称VR技术，又称灵境技术，是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征的计算机高级人机界面。它综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术，模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能，从而使人能沉浸在计算机生成的虚拟境界中，并能通过语言、手势等自然方式与之进行实时交互，创建出一种适人化的多维信息空间。我们通过虚拟现实技术，不仅能够利用虚拟现实系统感受到在客观物理世界中所经历的“身临其境”的逼真性，还能突破空间、时间及其他客观限制，获得现实生活中无法亲身经历的体验。
虚拟现实技术的出现及发展
1965年萨瑟兰在IFIP会议上的《终极的显示》报告上最早提出了虚拟现实的思想，而“VirtualReality”一词是美国VPL公司的创建人之一兰尼亚在20世纪80年代初提出来的。他这样描述这项技术：通常指人们借助如立体眼镜、传感手套等一系列传感辅助设施来实现的一种三维现实。人们通过这些设施以如头的转动、身体的运动等自然的方式向计算机送入各种动作信息，并借助视觉、听觉以及触觉设施使自己感应到三维的视觉、听觉及触觉等感觉世界。
在若干领域的成功应用，使虚拟现实系统在20世纪90年代兴起。虚拟现实是高度发展的计算机技术在各种领域的应用过程中的结晶和反映，包括图形学、图像处理、模式识别、网络技术、并行处理技术、人工智能等高性能计算技术，涉及数学、物理、通信，甚至与气象、地理、美学、心理学和社会学等相关领域。
虚拟现实技术的广泛应用
早在20世纪70年代，虚拟现实技术就已经被应用于航天和军事领域了。
在航天飞行训练中，失重测试至关重要。因为宇航员在飞行中对失重情况下的物体运动难以预测。操作失误后果会很严重。因此，在模拟太空环境中进行失重仿真训练，也就成了宇航员的必修课。这就要用到VR仿真训练技术了。
宇航员在训练中坐在一个椅子（具有模拟“载人操纵飞行器”的功能并带有传感装置）上。椅子上有位移控制器（用于在虚拟空间中作直线运动），还有旋转控制器（用于绕宇航员重心调节其朝向）。宇航员头戴立体头盔显示器（用于显示望远镜、航天飞机和太空的模型），并用数据手套作为和系统进行交互的工具。宇航员训练时在望远镜周围即可进行操作，通过虚拟手接触操纵杆，能抓住需要更换的“模块更换仪”。这样就能模拟天空中的场景。这样进行培训，既节省了消耗器材，不受场地、气候条件的限制，安全可靠，而且可以大大提高效率，节省培训费用。
虚拟现实技术在军事上的应用主要是“联网军事训练系统”。军队在该系统中被布置在与实际车辆和指挥中心相同的位置，可以看到一个模拟战场：有山、树、云彩、硝烟、道路、建筑物以及由其他部队操纵的车辆。这些车辆由实际人员操作，可以相互射击，系统会利用无线电通信和声音来加强真实感。通过环境视点，系统的每个用户都能观察别人的行动。炮火的显示极为真实，用户可以看到被攻击部队炸毁的情况。利用这个模拟系统，我们可以训练坦克、直升机和进行军事演习，以及训练部队之间的协同作战能力等。
而随着计算机技术的发展，虚拟现实技术还进入了建筑、商业、教育甚至家庭中来。
比如在建筑设计中，建筑师制作三维图像的虚拟建筑物，从而摆脱了图纸，这样人们就可进入未来的建筑物中去体验环境、修改设计方案，或请专家评审。房地产公司还可以将出售的楼房图纸软件输入计算机，客户戴上头盔和手套后就能有一种身临其境的感觉，不但能在预购房中参观，还能打开窗户看见窗外景物。如果不满意设计，还能及时提出意见。
虚拟现实技术在娱乐上也有应用。英国有一种滑雪模拟器，使用者可以身穿滑雪服、脚踩滑雪板、手拄滑雪棍、头上载着头盔显示器，手脚上都装着传感器。即使是在室内，只要做着各种各样的滑雪动作，通过头盔式显示器，便可看到堆满皑皑白雪的高山、峡谷、悬崖陡壁一一从身边掠过，其情景就和在滑雪场里进行真的滑雪所感觉的一样。
如今，虚拟现实技术不仅可以创造虚拟场景，还能创造虚拟主持人、虚拟歌星、虚拟演员等。歌星DiKi歌声迷人、风采翩翩，由日本电视台推出后，无数歌迷纷纷倾倒，许多追星族都想亲眼看看，迫使电视台只好说明她不过是虚拟的歌星。美国迪斯尼公司还准备推出虚拟演员，来使“演员”艺术青春永驻、活力永存。当然还有另一个原因事明星片酬走向天价，如果虚拟演员成为电影主角，电影将成为软件产业的一个分支。各软件公司将开发许许多多虚拟演员软件供人选购。在幽默和人情味上，虚拟演员固然很长一段时间内甚至永远都无法同真演员相比，但它的确能成为优秀演员。由计算机拍成的游戏节目《古墓丽影》就预示着虚拟演员时代即将来临，片中的女主角，入选为全球知名人物。
VR技术的巨大潜力
虚拟现实技术和其他新兴科学技术一样，也是许多相关学科领域交叉、集成的产物。研究内容涉及到人工智能、计算机科学、电子学、传感器、计算机图形学、智能控制、心理学等。
然而虽然这个领域的技术潜力是巨大的，应用前景也是很广阔的，我们必须清醒地认识到，目前它仍存在着许多尚未解决的理论问题和尚未克服的技术障碍。目前客观来说，虚拟现实技术所取得的成就绝大部分还仅限于扩展计算机的接口能力，还没有根本深入“人在实践中得到的感觉信息在人的大脑中存储和加工处理成为人对客观世界的认识”这一重要过程，仅仅是刚开始涉及到人的感知系统和肌肉系统与计算机的结合作用等问题。人和信息处理系统间的隔阂只有当真正开始涉及并找到解决这些问题的技术途径时，才有可能被彻底克服。
我们期待，有朝一日虚拟现实系统能成为一种对多维信息处理的强大系统，成为人类进行思维和创造的助手，成为对人们已有的概念进行深化和获取新概念的有力工具。
新知博览——神秘的超导现象
20世纪初，科学家发现汞冷却到低于4.2K时，电阻会突然消失，导电性几乎是无限大。而且如果用外加磁场接近固态汞又随后撤去，电磁感应产生的电流会长久地在金属汞内流动而不会衰减。这种现象就被称为“超导现象”。
一般来讲，具有超导性质的物体都被称为“超导体”，而使超导体电阻突然消失的温度则被称为“临界温度”。超导体的电阻在临界温度以下为零。也就是说，电流可以在超导体中通过而不会有所消耗。
众所周知，当电流通过金属时，金属会发热。用熔点高的金属丝制成的电热原件，当有电流通过时，电能将转换为热能，从而获得高温。金属之所以在电流通过金属（或合金）时发热，就是因为金属内部存在阻碍电流通过的电阻。随温度的升高，电阻会增大，而电阻的增大反过来又会促进金属的发热。这样“恶性”循环，用金属导线传输电时，电流通常会受到金属材料电阻的限制，随温度的增高而流量减小。而超导现象，则可以使这种情况得以避免。
1911年，荷兰人海克·卡默林·翁内斯发现了超导现象。几十年中，没有人能解释这奇妙的现象。物理学家约翰·巴丁、利昂·库珀和约翰施里弗在半个多世纪后推出了“BCS”原理。他们认为，由于金属离子阻碍了电子流动，所以导致了电阻的产生，而阻碍的原因是原子本身的热振动及它们在空间位置不确定。而电子在超导体中，一对对地结合构成了所谓的“库珀对”，它们中的每一对都以单个粒子的形式存在。这些粒子抱成一团流动，不顾及金属离子的阻力，像液体一样在流动。这样，就不存在任何潜在的阻力因素了。
超导体有两个重要特性：超导电性（零电阻）和抗磁性。同样，直径的高温超导材料导电能力是普通铜材料的100倍以上，并且输电损耗小，制成器件体积小、重量轻、效率高。由于在超导状态下超导材料具有零电阻和完全抗磁性，因此要获得10万高斯以上的稳态强磁场，只要消耗极小的电力。而要产生如此大的磁场，用常规导体做磁体就需消耗3.5兆瓦的电力及大量的冷却水。电流在临界温度的情况下，通过时超导体不发热，允许通过的电流可达到数万安培/平方毫米。将超导材料放入磁场中，内部产生的磁感应强度为零，具有完全抗磁性。
材料科学家和物理学家们经过数十年的努力，目前已经跨越了超导材料的磁电障碍。也正是由于这些优点，它被视为制成大功率发电机、磁流发电机、超导储能器、超导电缆、超导磁悬浮列车等的绝佳材料。目前已发现具有超导性能的元素的单质有近30种，化合物和合金有8000多种。
人工智能能否取代人脑
人工智能是一门新的技术科学，研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统。作为计算机科学的一个分支，人工智能试图认识智能的本质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。
计算机技术的发展，使得人工智能有了突破性的进展。电脑不仅能代替人脑的某些功能，在速度和准确性上也大大超过了人脑。它不仅能模拟人脑部分分析和综合的功能，还越来越显示出某种意识的特性，真正成了人脑的延伸和增强。
那么，电脑机真的可以像人脑一样具有思维能力，甚至比人更聪明呢？我们必须承认，世界上很多大胆的设想都是有可能实现的。
人工智能的提出
20世纪40年代，电子计算机刚刚问世，就有人提出了人工智能的概念和理论。人工智能的任务，就是研究和完善人造思维系统（等同或超过人的思维能力）。人工智能的应用研究，是指根据人工智能原理构成的智能信息处理系统，或者称为智能系统。它是专家系统、神经网络、模糊控制三者的总称，也是在知识获取和知识表达基础上，通过问题求解策略进行知识信息处理，求得问题的解答，或做出决策，或做出行为反应等。
人工智能的应用研究目前重点研究思维和记忆的机制。由于人工智能学科本身很广泛，所以它的应用研究也已经逐渐深入到各个学科和领域，并且成果显着。
人工智能能超越人脑吗
有些科学家认为，依靠某种计算程序而运转的机器具有一定的思维能力。计算机技术近年来发展非常迅速，也影响到了脑科学；同样，对脑的工作原理的认识也施惠于计算科学技术。在这两门科学共同发展的过程中，有过许多关于大脑和机器思维问题的激烈争论。
科学界认为，正确的程序设计加上正确的输入和输出方式，就可以实现大脑式的智力过程。根据一项检验有意识智能的试验：如果计算机能完成一个拥有正常认知能力的人所完成的相同工作，那么就认为这台计算机也拥有同等的能力，那也就得承认，计算机可以实现有意识的思维。
有些科学家也对此提出了不同的意见。他们认为，对人类认知能力的模拟，计算机在某种意义上是形式上的，但是，人类所具有的按环境变化及利用广阔背景知识储备知识的能力是计算机所缺少的；计算机程序只是符号的处理，而大脑却能赋予符号以一定的内涵。因此，人脑产生精神现象的方式不可能仅靠计算机程序的执行就能实现。
曾经有过一场着名的“人机大战”：美国IBM公司制造的计算机“深蓝”，战胜了国际象棋界的棋王卡斯帕罗夫，且在这场对弈的最后一局较量中，“深蓝”仅用了1小时就轻松地战胜了这位国际象棋特级大师，以3.5：2.5的总比分获胜。
作为国际象棋之王，卡斯帕罗夫的水平无人能敌。名为“深蓝”的超级电脑，也是IBM公司开发的世界上最好的“下棋机器”。为此IBM公司投入了大量的人力和物力，一批杰出的计算机专家也为之奋斗多年。“深蓝”重达1.4吨，有32个节点，每个节点有8块专门为进行国际象棋对弈设计的处理器，平均运算速度为200万步／秒，可以说综合了计算机问世以来的许多新成果和新创造。在RS／6000SP并行计算系统中集成了256块处理器，从而拥有超过2亿步／秒的惊人速度。
“深蓝”研究小组在比赛结束后公布了一个秘密：专家小组在每场对局后，都会相应地根据卡斯帕罗夫的情况修改特定的电脑参数。因此这些工作实际上起到了强迫它学习的作用，虽然“深蓝”不会思考。
“深蓝”的出现代表了计算机技术的一个重大改进，是计算机人工智能化研究的里程碑。有人认为，人的失败几乎是注定的，因为“深蓝”每秒钟思考两亿步，而世界顶尖棋手卡斯帕罗夫每秒钟仅能思考三步。但也有人表示反对，因为“深蓝”也“人机大战”中输了一局。那既然“深蓝”每秒思考两亿步，大大超过了卡斯帕罗夫的三步，为什么会输了一局呢？
其实，数字的对比只能说明电脑比人脑具有某些优越之处，并且它不代表人脑不如电脑，因为它不会思考。所以，我们不能由“深蓝”的胜利得出电脑战胜人脑的结论。许多专家认为，目前，人工智能的水平还处在婴儿时期，没有什么重大的突破性的进展。
人工智能的未来发展
在1956年的世界第一次人工智能大会上，人们曾因为计算机的一些进展和成果而显得过于乐观，有些专家甚至预言：不出10年，计算机将会成为国际象棋世界冠军。然而即便是这一时刻也迟到了20多年。由此可见，人工智能的发展并不是一帆风顺的，至今，人们在一些理论问题上仍然存在诸多争论。
电脑的功能在某些方面要超过人脑是完全有可能的，全面超过人脑可以说仍然是遥遥无期。因为毕竟人类还没有深刻认识自己，其未知空白还难以计数。还需要相当长的时间才能弄明白人脑的思维和智能机制，因此究竟何时才能超过它，还是一个未知数。
瑞士一名心理学家给“智力”下的一个定义非常通俗但同时含义深邃：“计算，乃至逻辑推理，都只是智力的一部分。而智力，是你不知道怎么办时动用的东西。”这一定义表明智力其实是一种创造性能力，或说智力的核心是创造性。也正是有了这种创造性的智力，才实现了社会、科学和艺术的发展。
