时空骇客

2008-07-07 05:19
中学科技 2008年4期
关键词:传真机原物戴维

绝对自由的生活是什么样的?答案就在今年二月上映的大片《时空骇客(Jumper)》之中。年轻的主角戴维完全不受空间的约束,只需一念就能瞬间穿越万里,到达任何想去的地方。然而变成“跳跃者(Jumper)”的戴维活得并不轻松,如同天敌般的神秘组织“游侠”对他穷追不舍。一场时空交错的惊险打斗,把瞬间转移的超能力展示得淋漓尽致。

欣赏完电影,我们不妨推敲一下电影的科学成分。影片中的瞬间转移从科学的角度来看,是科幻还是神怪呢?

瞬间转移是人们想象的穿越时空的一种形式,是指物体从一个地方到达另一个地方,没有经历中间过程、用时极少的移动。“SF影像”以前曾介绍过穿越时空的方法——主要是钻虫洞。难道“跳跃者”能够凭意志产生虫洞吗?那当然是荒谬的。那么,“跳跃者”的瞬间转移还有别的解释吗?

其实,神奇的大自然早已把秘密隐藏在了亿分之一米大小的微观世界之中了。在微观世界中,那些微小的电子、光子等粒子的行为就像“跳跃者”一样——它们的移动都是没有轨迹的,正如电影中瞬间转移的情景。它们这样的行为在量子力学中称为“波动性”。量子力学认为物质都伴随着一种“概率波”。微观粒子有可能出现在概率波所覆盖的任何一处——甚至是粒子本不能涉足的地方。例如,原子核中的质子被强大的核力所禁锢着,并没有破壳而出的能力。然而质子的概率波却是原子核所不能禁锢的,质子还是有一定的概率能够出现在原子核以外。这就是被称为“隧道效应”的现象。微观粒子的隧道效应,就像电影中戴维第一次在睡房里面施展瞬间转移跑到街头一样。不过,微观粒子的瞬间转移能力或许没有戴维的强。因为它们只能按照概率随机地出现——而且不能预计下一刻它们会出现在哪里。

人体也是物质,那我们也有概率波吗?答案是肯定的,但别忙着兴奋。由于人体的块头太大,概率波显得太小了,小到可以认为它们全集中在我们的体内。身体以外的概率波原则上可以分布无限远,但太微弱了,可以忽略不计。严格来说,我们每时每刻都在瞬间转移着,走路时我们最可能转移的距离大约为10-35米——小得可怜啊,原子直径还比这大1025倍呢!我们发生远距离瞬间转移的机会几乎为零——哪怕是转移几微米的概率都远远小于中彩票头奖的概率。

不过渺茫并不等于没可能,说不定有些极度“幸运”的宏观物体经历过长距离的瞬间转移呢(当然,现在还没有真实可信的事例)。因此,如果谁具有操纵幸运的特异功能,能够使随机事件随心所欲的发生(像老千打牌一样,要什么牌有什么牌),那么他就能够用意识来控制自己出现在概率波所及的任何位置。可能电影中的“跳跃者”就是这种幸运儿吧。不过那又面临一个问题:人的意识能够影响概率波吗?

根据物理学家维格纳的主观理论,意识似乎可以影响随机事件的发生。不过这个观点还存在不少争议,没有确定的结论,现在还没证据显示能或者不能。

回到现实,“跳跃者”的瞬间移动方式显然幻想成分更多,而科学家有另一个理论上更靠谱的猜想:量子隐形传输。

量子隐形传输是指信息脱离物质载体而利用量子关联所进行的传输。这种传输没有中间过程——几乎是瞬时的。现在的通信都利用物质作为载体,如使用最广泛的电磁波。而量子隐形传输却完全不需要任何物质作为信息的载体,信息发送的同时,信息就已经被接收到了。利用量子隐形传输,理论上可以实现实物的瞬间传送。

实物的量子隐形传输与传真很相像。我们可以利用传真机把图形的信息加载到电信号中,把电信号传送到远处的传真机,这台传真机再按照信息“复制”图形。类似的,量子隐形传输依靠量子信道,量子信道是指传输信息的一对关联体,相当于两个对话机,一方的变化立即在另一个上表现出来。实物的各种信息通过量子信道瞬间传送到接收器,然后由接收器利用这些信息“复制”一个跟原物相同的物体。与传真相同,量子隐形传输也需要在接收处准备与原物一样的材料。如果需要传送一只金戒指,那么接收处必须准备好一样多的黄金。量子隐形传输有一个显著的特点:在接收信息的同时会不可避免地毁掉原物!因此,传送人体会存在一定的风险——即使肉体可以传送,思想能够传送吗?

从1997年华人科学家潘建国成功传送单光子,到2006年我国科学家杨涛、张强成功传送多粒子的复合系统;从1998年的400米传输距离,到2006年的100千米传输距离——量子隐形传输技术不断发展。也许将来某一天,瞬间传送实物会像现在传真一样的轻松简便。这样的话,出远门都不需要搭载飞机和火车了,人人都可以像“跳跃者”戴维一样放出豪言:“Anywhere is possible(无处不可去)!”

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