指尖上的“黑科技”

水鈺

“全面屏” “劉海屏” “指紋解鎖” “人臉識別” “3D觸摸”，對于這幾個詞，你并不陌生吧，在說什么？當然是手機。日常生活中，許多人已經到了“手不離機”的狀態，這篇文章，將讓你對手機這個幾乎每天都在用的小機器更了解些！今天要說說手機什么呢？先從手機中的“大明星”iPhone說起吧。

用智慧征服用戶

2018年9月，美國蘋果公司在秋季新品發布會上推出了專為中國人設計的雙用戶身份識別卡（雙SIM卡）的iPhoneXS系列手機，而其他國家則為傳統嵌入式SIM卡。該系列包括三款手機：5.8英寸的iPhone XS、6.1英寸的iPhoneXR、6.5英寸的iPhone XS Max。其中，iPhone XS暫不支持雙SIM卡，而iPhone XS Max是目前iPhone手機中屏幕最大的一款。

相較于2017年的iPhone X，最新款iPhone XS系列手機同樣追求極致邊框和“劉海屏”設計，在底部增加了天線開口用來加強信號搜索，搭載A12仿生芯片以大幅提升手機性能。

一段時間以來，蘋果的“A系列”芯片提供了適當的智能手機處理器性能，加上手機軟件系統（ iOS）的優化，確保了iPhone手機的便用流暢度。而A12仿生芯片配備了1個四核處理器，致力于提高系統運行效率，它每秒可以處理5萬億次的操作，比起上一代A11仿生芯片6 000億次的操作效率有大幅度提升。蘋果公司更是宣稱，A12仿生芯片是有史以來手機所擁有的“最聰明”的“大腦”。

來看看世界上第一部手機長啥樣

1908年，美國肯塔基州的農民內森-斯塔布菲爾德申請了用于與馬車、船只等交通工具進行通話的“無線電話”專利，但在他的有生之年并沒能賣出1部。畢竟，這部電話內的電線線圈總長度比兩臺裝置間的距離要長，還不如裝個有線電話呢！直到100年后，這位偉大發明家的成就才終于得到了研究通訊歷史的專家們的承認，美國新聞學教授鮑勃·洛克甚至在書中稱贊他是移動通訊的先驅。

隨后，人們又發明了車載電話、軍用無線電話，但它們的體積都過于龐大，需要借助汽車或牲畜來移動。能不能發明一部體積更輕便、受眾更廣泛的無線通訊裝置來供大家使用呢？答案是肯定的。

1973年4月3日，44歲的馬丁-庫帕站在紐約曼哈頓區的街頭，掏出了一個約有2塊磚頭大小的無線電話，將第一個電話打給了自己的競爭對手——貝爾實驗室，并向對方宣布：我現在用的是真正的手提電話。由此，摩托羅拉公司生產出了世界上第一部真正意義上的手機-DydaTAC 8000X，馬丁-庫帕也被人們稱為“移動電話之父”。

就在2012年，國際電訊聯盟的一份報告中指出，全世界的手機登記用戶數高達60億;而那時的全球人口數也僅有70億。電訊專家、西班牙電訊歐洲區副總裁麥克一肖特博士就曾預言：未來40年內，手機將從商業工具迅速轉變成通過互聯網聯系一切的消費品。如今，這個預言早已成為了現實。

指尖上的“黑科技”

一枚小小的指紋就能代替復雜的密碼，成為手機解鎖的另一種更為快捷的方式，這早已不是天方夜譚。我們人類的指紋都是獨一無二的，你只需將手指輕輕地放置在電容式指紋模塊制成的按鍵上，利用硅晶元與導電的皮下電解液所形成的電場，測出凹凸不平的指紋所造成的壓差變化，就能準確地識別出這是否是正確的解鎖指紋。

相比于對溫度和濕度都有一定要求的光學式指紋模塊，以及包含無線電波探測與超聲波探測在內的過于復雜的射頻指紋模塊來說，電容式指紋模塊體積小巧，對使用環境也沒有特殊要求，無疑是最合適的選擇。

除此之外，手機里的許多技術設計充分借鑒了仿生學原理。

盡管攝影師們紛紛練就了一雙“鐵手”，拍照的防抖設備也層出不窮，卻依舊難以超越雞頭的穩定性。作為一種對空間變化非常敏感的動物，雞的眼珠無法像哺乳動物那樣大范圍的轉動（鳥類在飛行時對視覺要求極高，眼球越用越發達，慢慢地擠占了整個眼眶而無法大范圍轉動），需要依靠頸部的運動來盡可能維持視覺的穩定。設計師們在設計手機鏡頭時，靈感便來自于此。

周敦頤曾在《愛蓮說》中這樣形容蓮花： “出淤泥而不染，濯清漣而不妖”，科研人員將其原理充分地運用到了手機的防塵防水上，將研發出來的防污涂層覆蓋在手機屏幕上，形成能夠疏離水和油脂的保護層——疏水疏油層。因此，現在的手機屏幕遇水會凝聚成水珠狀，指尖分泌油脂所形成的指紋也難以覆蓋在上面。

未來的手機時代

從車載電話到手提電話，從大哥大到小靈通，從傳呼機到智能手機，手機的發展速度之快遠遠超出了人們的想象，更大的屏幕、更強的處理器、分辨率更高的攝像頭，以及更加多樣化的應用程序都會在不久的未來得以實現。

“華為”手機品牌作為我國通信行業的領先者，一直保持著技術方面的創新力度。2018年，華為手機的P20 Pro機型在全球首發，它采用了4 000萬像素的三攝像頭設計，而該手機研發人員表示這還只是個開始。針對攝像頭設計，他們接下來還會賦予其超薄透鏡成像技術等本領，或可實現高清精準聚焦，甚至是清晰捕捉紅外和紫外線等類似“透視”的功能！國產手機后來居上，實力確實不容小覷。

此外，手機的電池壽命也是令研究者頭疼的問題。據說，研究人員已經找到了在空氣中傳輸低電量的方法，隨時隨地都在自動充電的手機即將成為可能;同時，核電池技術也再度被科學家們關注，加上納米技術的日新月異，核電池研究極有可能會有突破性的進展。如此一來， “永不斷電”不再只是人們的空想。

我們不妨大膽地想象：隨著虛擬成像技術的逐漸發展，手機或許不再需要大大的屏幕，它變成一枚小小的芯片，被植入我們的指間，采用投影模式來處理各項事務，真正成為我們人類身體的一部分;也可能成為我們脖子上一個精美的項鏈吊墜，衣服上的一粒小小紐扣，或是發絲間的一枚別致發夾。

只要不停止對科學的探索，未來就會有無限的可能。