為什么我們(可能)永遠(yuǎn)不能瞬間轉(zhuǎn)移
如果你對(duì)旅行中沿途的風(fēng)景不感興趣的話,那么瞬間移動(dòng)絕對(duì)就是你的不二之選。想象一下,只要走入一個(gè)專(zhuān)用的傳送器,穿越數(shù)萬(wàn)里的距離不過(guò)是彈指之間而已。瞬間轉(zhuǎn)移時(shí)常出現(xiàn)在《星際迷航》等一系列科幻電影中,且《哈利波特》也向我們展示了一種瞬移的技巧。但遺憾的是,在現(xiàn)實(shí)世界中,人體的瞬移可能永遠(yuǎn)都無(wú)法實(shí)現(xiàn)。其背后的緣由來(lái)自于數(shù)個(gè)物理學(xué)的基本法則。
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圖1:《星際迷航》中的宇航員們?cè)诩w瞬間移動(dòng)。Youtube
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當(dāng)我們想把某個(gè)物體送上太空,最難克服的也就是這個(gè)物體質(zhì)量了,加上人類(lèi)又需要額外的物資來(lái)維持生命:空氣、水、食物以及其他維持生命所必要的設(shè)備。如果我們可以將一個(gè)宇航員直接瞬移到國(guó)際空間站,那么我們就不再需要發(fā)射火箭了,所以到底是是什么阻止著我們開(kāi)發(fā)這種瞬間且無(wú)痛的瞬間移動(dòng)技術(shù)呢?
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第一,讓我們趁早先忘了“瞬間”這個(gè)詞吧,相對(duì)論早已告訴我們,世界上一切物質(zhì)都不能以超越光速的速度移動(dòng)。所以,當(dāng)你瞬移的時(shí)候,還是需要一定的時(shí)間來(lái)傳輸?shù)?。雖然說(shuō)月球與地球之間的距離在光速下不過(guò)只是一秒鐘,但在宇宙中更大的尺度下,光速就顯得不是那么快速了。然而如果我們只是從地球上的一點(diǎn)到另一點(diǎn)的話,‘瞬間’這個(gè)概念還是可以站得住腳的。即使在《星際迷航》中,宇航員們也只是在地球和繞地軌道之間或是宇宙飛船之間瞬間移動(dòng)。
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圖2:光從地球到宇宙中各個(gè)地點(diǎn)所需的時(shí)間。Zosmun
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真正麻煩的問(wèn)題牽扯到你想要瞬移什么以及用什么技術(shù)實(shí)現(xiàn)瞬移。在科幻小說(shuō)和電影中,一臺(tái)空間瞬移機(jī)器可以將乘客傳輸穿過(guò)固體障礙??墒窃诂F(xiàn)實(shí)世界中,我們不能將物質(zhì)粒子穿透過(guò)絕大部分的材料,因?yàn)樗鼈儗?huì)與材料內(nèi)的原子發(fā)生很強(qiáng)的交互反應(yīng)。這就是想要在我們的世界實(shí)現(xiàn)瞬移最核心的問(wèn)題:構(gòu)成我們身體的物質(zhì)遵循著一系列物理法則,且正是這些物理法則阻止著我們穿越空間以及穿透空間中的重重障礙。
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另一個(gè)問(wèn)題則關(guān)乎能量,假設(shè)你想從空間中的一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)(兩點(diǎn)之間并無(wú)障礙物),我們總是要消耗能量的,不論是燃燒化學(xué)能量(使用我們的肌肉走路)還是其他的方式。瞬移的一個(gè)特點(diǎn)就是其只在移動(dòng)的最后消耗能量,而不在其過(guò)程中,但是如之前所說(shuō),只要涉及到移動(dòng),總歸是有能量消耗的。
《星際迷航》中的瞬移是先將人的身體分解成無(wú)數(shù)個(gè)基本粒子,然后再在終點(diǎn)將它們重新組合成身體。且不說(shuō)這樣做會(huì)不會(huì)殺掉這個(gè)瞬移者,其所需要的能量就極其巨大。換句話說(shuō),如果想讓瞬間移動(dòng)技術(shù)聽(tīng)起來(lái)更加合理,我們先需要找到可以平衡能量問(wèn)題的方法。如果瞬間移動(dòng)所需的能量比傳統(tǒng)火箭還多得多,那么瞬間移動(dòng)就只能存在在科幻世界之中。
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圖3:傳統(tǒng)的火箭需要大量的能量。Space
看到這里的你,是不是認(rèn)為瞬間移動(dòng)徹底沒(méi)戲了?不要灰心,科學(xué)家們雖然沒(méi)有發(fā)明出可以讓瞬間傳輸人的技術(shù),他們卻開(kāi)發(fā)了出類(lèi)似的技術(shù)----量子遙傳。量子遙傳涉及到傳輸某種粒子的‘量子態(tài)’(通常是光子),科學(xué)家們認(rèn)為在未來(lái),這種傳輸方法是可以保證信息安全的。這種技術(shù)的核心在于,從量子力學(xué)的角度來(lái)說(shuō),所有同種類(lèi)的粒子都是完全相同的。
比如宇宙中的每個(gè)電子在質(zhì)量、帶電量以及其他等等方面都是一樣的。也就是說(shuō),如果我們可以復(fù)制一個(gè)電子的狀態(tài)到另一個(gè)電子,那不就等于是將這個(gè)電子傳輸了嗎?人類(lèi)的身體相比電子當(dāng)然要復(fù)雜太多了。平均每個(gè)人身上都有著超過(guò)10^28個(gè)原子(也就是1后面加上28個(gè)0),而一個(gè)人身上的量子狀態(tài)包括了這些原子的組合方式,從DNA的構(gòu)成到皮膚和骨頭,無(wú)一不被囊括。這些數(shù)據(jù)簡(jiǎn)直太巨大了,以至于沒(méi)人想過(guò)將它們?nèi)總鬏斠詫?shí)現(xiàn)瞬間移動(dòng)。
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而這還不是最難的環(huán)節(jié),接下來(lái)我們還需要把這些數(shù)據(jù)重新排布且組合成一個(gè)完整的人。一些研究者曾經(jīng)估算過(guò),光只是解碼我們的大腦就需要10^42個(gè)彼特。后續(xù)我們還會(huì)有道德與哲學(xué)上的問(wèn)題,因?yàn)閷⒁粋€(gè)人分解并重新組合起來(lái)這個(gè)過(guò)程很可能殺死這個(gè)人,那么被傳輸后的這個(gè)人還是原來(lái)的那個(gè)人嗎?抑或是另一個(gè)人了呢?所有以上的論點(diǎn)與論據(jù)共同給了我們一個(gè)悲傷的結(jié)論:在沒(méi)有新發(fā)現(xiàn)可以推翻我們現(xiàn)有的物理秩序之前,瞬間移動(dòng)是不可能的。我們?nèi)孕枥^續(xù)在科學(xué)上用不同的視角來(lái)審視我們所處的宇宙,以期更深入地了解它。
作者: ?Maksim Rumiantsev
FY: 神靈之踹
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