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我有个『瞬间转移』的梦想,量子力学专家帮我实现它!
网友【白晓剩】 2020-02-18 03:01:52 分享在【精美灌水版块】版块    1    3

上班就要迟到了,强仔还在排队等电梯,眼瞅着这个月的全勤奖要泡汤。不用怕,只要轻轻念一句:『@#¥%&』!瞬间就站到公司门口,而且脸不红,心不跳,镇定从容打卡上班。

周杰伦演唱会马上要开始了,红妹还堵在路上,没半个小时到不了了,开幕式怕是要凉凉。不用担心,不需要一首歌的时间,你就可以瞬间到场,为自己的偶像呐喊加油。

类似的情况,我们可能都有遇到过。这个时候,我们多想拥有超能力,能够瞬间到达目的地的超能力!

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瞬移是太多人梦想拥有的超能力

偶想瞬移,请赐予偶力量,i have a dream!

那么问题来了,瞬移真的能够实现吗?今天,我们就从量子力学的角度,分析一下这个问题。

其实早在量子力学之前,还有一种支持瞬移的理论:虫洞理论。

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飞行器通过虫洞实现星系穿越

不过因为缺少直接的科学依据证明虫洞的存在,所以这样的瞬移大多出现在科幻电影或者小说里面,咱们暂且不表。(回头有时间,单独聊聊虫洞)

言归正传,瞬移是什么?请给我一个完美的解释。

有朋友会说了,瞬移嘛,顾名思义就是物体速度极快的移动。咱们暂且顺着这个说法往下走,那么速度能有多快才算极快,会达到光速吗?能超过光速吗?或者再追加个问题,光速够快吗?

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光在真空中的传播速度是299,792,458 m/s

飞人博尔特百米纪录9.58秒,这是人类目前最快的速度;猎豹时速可达110公里,换算成百米大约只需4秒左右,这是世界上奔跑速度最快的陆地哺乳动物。不过这些跟光速相比根本不值得一提,咱们就说光速。

如果从地球的尺度看,光速基本等同于『瞬移』。光每秒可绕地球7.5圈,你想去哪里,一眨眼的功夫基本上就到了,够快了吧。但是别着急,我们扩大一下尺度,放到太阳系。光从太阳到地球,需要8分钟,好像有点慢了哦。尺度再放大,离太阳最近的恒星比邻星,距离我们大概4.22光年。光这么快的速度,都要跑4年多!如果你觉得还可以接受,那么我们放眼银河系,它的直径达8万光年。试想我们就算达到光速,想要离开银河系,难度也是非常巨大的,更何况是瞬移!

好了,显然光速是不能等同于瞬移的。我们这里的瞬移,是指同一时间完成的操作,不管距离多远,瞬间就能到,没有任何延迟。

你不屈不挠还要抬杠:那超光速呢,如果物体的速度可以超光速,那瞬移不就实现了。这时候我就要请出爱因斯坦老先生了。相对论告诉我们,任何物体的速度都不可能超过光速,甚至达到光速都不可能。因为物体的速度越快,质量就越大。速度如果达到光速,质量就会接近无穷大,这个时候你已经不是你了,还能实现瞬移吗。(量子力学并没有否定光速恒定,它其实是一种"超距"作用)

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爱因斯坦质能方程式告诉我们:速度越快,质量越大

要说20世纪最伟大的物理发现,无疑就是相对论和量子力学。

相对论又分狭义相对论和广义相对论,基本上靠爱因斯坦一己之力完成,他老人家居功至伟,所以被称为『最接近神的人』。

而量子力学这边,则围绕了一大批享誉世界的物理学家。我随便列举几个,都如雷贯耳。比如量子力学的创始人普朗克;『懂猫大师』薛定谔;哥本哈根学派的创始人波尔;差一点造出原子弹的海森堡,预测反物质存在的狄拉克等等。值得一提的是,他们每个人都拿过诺贝尔奖!

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薛定谔在中国家喻户晓,也许是因为这只猫

其实爱因斯坦也研究过量子力学,甚至还是量子力学的创始人之一。但是最终他却走到了量子力学的反面。因为在爱因斯坦的理论体系中,世界遵循着统一的规律:光速是恒定的;地球围绕太阳转是因为空间被压缩的结果;运动都是有规律的。大到天体,小到粒子,没有例外。

但是以波尔为代表的哥本哈根学派,竟然提出粒子的运动是不确定的,还研究什么量子纠缠理论。这下坏了,直接挑战了爱因斯坦的底线。他找到波尔,跟他聊了很久,试图说服波尔不要"继续犯错"。但是直到最后,他老人家也没能实现这个目标。因为当时根本没有足够的数据支撑他的理论,波尔反而能够拿出一些结果证明量子力学是对的。爱因斯坦无奈之下狠狠撂下一句话:『上帝永远不会掷骰子』!

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爱因斯坦和波尔都试图说服对方

再伟大的人,也有其局限性。终于有了足够的实验数据,证明爱因斯坦错了。波尔的理论被大多数人认可,成为量子力学的主流观点。

量子力学经过多年发展,体系相当庞大。但是从整体上看,主要有两大思想:一是不确定性;二是量子纠缠。

所谓不确定性,就是粒子的位置与动量不可同时被确定。位置的不确定性越小,则动量的不确定性越大,反之亦然。说白了,就是粒子的运动是随机的,它们从来不按套路出牌,我们也不可能预测粒子下一刻的位置。

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粒子的运动是随机的,不可预测的

所谓量子纠缠,就是当粒子在彼此相互作用后,各个粒子所拥有的特性已综合成为整体性质。也就是说,当一部分粒子表现出某些特征后,另外一些被『纠缠』的粒子必然呈现出相反的特征。

关于量子纠缠的比喻有很多。郭光灿院士曾经打过一个比方,说在美国的女儿生下孩子那一瞬间,远在中国的母亲就自动变成了姥姥,即便她自己还不知道女儿已经生产了。之所以她是姥姥别人不是,就是因为她和女儿之间有一种"纠缠"关系。

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两个相互纠缠的粒子

量子纠缠的理论,让谨慎生活的我悟出一个道理:永远不要跟别人随意暧昧,否则容易被他人"纠缠"不清。

有科学家曾经做过实验。他们制造出两个相互纠缠的光子,一个放到实验室,一个通过激光输送到几公里外的海岛上。

研究人员开始操作实验室里面光子的行为,他们惊奇的发现,这么远的距离,海岛那边的光子竟然同时做出了跟实验室光子相反的行为。整个过程没有任何能量传输,也没有信号传送。但是这一切就真的发生了,而且是同时发生的,好像它们早就知道对方发生了改变一样。

理论介绍的差不多了,那么重点来了,量子力学如何让人实现『瞬移』。

既然粒子在纠缠状态下,可以做出相关联的行为。那我们提出一个大胆的想法,可不可以通过操作一批粒子的行为,来影响遥远空间外另外一批粒子的状态呢。如果可以,我们不就间接实现信息复制了。

实际上,这个想法,在信息加密领域已经开始尝试了。传统的加密技术,只要涉及到信息传输的,都存在被截获的风险。因为黑客们早就潜伏在互联网的某个角落,等着对途径的信息进行提取并且破解。

但是量子纠缠完美解决了这个问题。我们可以在这边做好算法,另一边则瞬间产生加密后的数据,直接省去了中间过程,你说让黑客怎么下手。

当然,如果真的有黑客能够破解量子加密了,也请他出门左转,先领走一枚诺贝尔物理学奖。

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量子加密让黑客无从下手

好了,加密技术解决了,说好的瞬移呢?其实没有那么简单。

首先,复制人体的每一处信息,本身就比较困难,工作量极为巨大!人体结构复杂,包含这么多粒子,谁能保证百分之百无一遗漏。就算能实现,我们如何在遥远的空间(也就是你想瞬移到的地方),创造出那么多纠缠状态的粒子。好吧,就算这些也能够实现。当我们把人体的结构信息都传过去了,另一边根据纠缠状态的信息重新组装合成,这充其量也只是复制而已,远方的那个人虽然跟自己一模一样,但真的是我们吗?

另外,还有一个伦理问题,人既然都『瞬移』了,那么本体怎么办,是销毁还是保留,如果保留,那不是有两个完全一样的我了。

再说了,我们能保证肉体被完美复制,但是思想呢?灵魂呢?这些精神层面的东西,是不是一样能够根据量子纠缠的理论完美复制,也是个未知数哇。

说到这里,顿时倒吸一口凉气,我们还想瞬移吗,还敢瞬移吗,或许我们会重新思考这个问题。

所以啦,上班担心迟到,就定好闹钟咯;演唱会路上可能会堵车,就提前做好规划咯。未雨绸缪,防患于未然,放到任何时候都是真理。

当然了,科学在不断发展,量子力学也在不断进步,或许未来的某一天,一个不小心,完美『瞬移』真的就实现了呢。

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人类能够实现完美『瞬移』吗?

毕竟,梦还是要做的,有梦才有希望,we have a dream!

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