科學家說,《星際迷航》中的“瞬間轉移”場景將成為現實

《星際迷航》要對很多事情負責,它不僅讓對相位武器和曲速引擎抱有不切實際的期待,而且還把“遠距傳送”(teleportation)的概念塞入了大眾想象當中——我們可以走進某種巨大的掃描儀,在瞬間被傳送到其他地方,且心智、身體和靈魂都完好無損(不像《變蠅人》中的傑夫·高布倫那樣受到汙染)。

科學家說,《星際迷航》中的“瞬間轉移”場景將成為現實

威廉·夏特納(William Shatner)和倫納德·尼莫伊(Leonard Nimoy)在《星際迷航》(Star Trek)中出鏡,這部電視劇在上世紀60年代普及了“遠距傳送”的概念。

從理論上講,只有兩種方法可以實現遠距傳送:在X點進行物理解構,然後在Y點重構;或者把一個人轉化為可以傳輸的數據,然後再把數據轉化為物質,就像某種有機傳真機器。

不可能?

在1993年,一支由6位科學家組成的國際研究團隊證明,完美的遠距傳送在理論上是可行的,或者至少不違揹物理法則。近來,美國和中國的科學家一直在做這方面的努力。就在去年,中國科學家利用一種名為“量子糾纏”的現象,成功把光子“遠距傳送”到300英里之外的衛星。簡單地說,這種“鬼魅似的遠距作用”(語出愛因斯坦)是指,一對光子能夠同時共享相同的狀態,即便它們中間相隔很遠的距離。改變其中一個粒子的狀態,另一個粒子的狀態也會發生改變,而且兩者之間並無可檢測的連接。

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在1986年的電影《變蠅人》(The Fly)中,傑夫·高布倫(Jeff Goldblum)所飾角色變成了蒼蠅,警示了遠距傳送的危險性。

科學家剛開始搞清楚如何利用這種現象在兩個處於糾纏態的粒子之間傳輸信息,他們發現可以使用第三個粒子跟原來兩個粒子中的一個發生糾纏,進而操控遠處粒子的狀態。

這將對一個新的“量子互聯網”產生巨大影響,它更快、更強大,而且無法被破解。不過,如果現在告訴你科學還沒有發展到可以把一個人瞬時傳送到辦公室,你應該也不會太意外。

我們仍在研究如何傳送光子,假設我們以某種方式發現瞭如何傳送原子,然後還有分子——著名物理學家加來道雄(Michio Kaku)樂觀地估計,這或許能夠在未來10年成為現實——所需記錄和傳輸的數據量是不可想象的。一個大腸桿菌中包含的原子數量就達到900億之多,而一個人則由大約37.2萬億個細胞組成,這個數字超過了已知宇宙中的恆星數量。

遠距傳送一個人需要多大的算力呢?根據萊斯特大學(University of Leicester)一項頗有娛樂性的研究,如果把一個人的細胞轉化成數據,那大概相當於2.6X1042比特,也就是26後面跟著41個零。

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在1939年的電影《巴克·羅傑斯》(Buck Rogers)中,主角巴克·羅傑斯正在進行遠距傳送。

遠距傳送一個人將需要巨大的帶寬和大約10萬億千瓦時的電力,足夠整個英國使用100多萬年,而且傳送所需的時間將達到4.8萬億年左右,這比宇宙當前的壽命還要長出35萬倍。講真,還是走路更快點。

經過了如此漫長的等待之後,你甚至有可能無法在傳送過程中倖存下來。即便用最好的3D打印機、材料和掃描儀,我們也無法忠實地再現一堆牛糞,更不用說一個擁有神經元、記憶、思想和個性的人了。

即使真的做到了,你傳送的難道不是一份副本?當你在Y點出現時,X點的你發生了什麼?原來的你會被抹殺嗎?如果是那樣的話,哪個心智正常的人會“以身試機”呢?

然而,加來道雄認為,這些問題是可以解決的,而且遠距傳送人類或將在大約100年內成為可能。他設想了一種類似於超高分辨率核磁共振掃描儀的傳送器,其準確度可達每像素為單個原子的級別。

為了傳輸數據,加來道雄提議使用X射線,它具有超短波長和高頻率,可以比普通光纖多傳輸100萬倍的數據。那些數據將經過加密並被髮送到太空,通過衛星網絡進行中繼,然後被傳送到世界另一端的量子計算機中解包。加來道雄沒有說要如何處理原來的傳送對象,把這個問題留給了其他人。但他倒是預測,我們有可能在未來10年實現遠距傳送一個簡單分子,並會在不久後實現DNA傳送。

關於數據和粉碎原子就說這麼多吧,為什麼不把解構和重構的事情拋在一邊,把重點放在快速遠距傳物上面?

或許扭曲時空也可以被視為一種遠距傳送的方法。我們都聽說過摺紙的類比,也就是“摺疊”時空創建“愛因斯坦-羅森橋”(又稱“蟲洞”),把兩個遙遠的點摺疊到一起。壞消息是,這種很早就出現在科幻作品中的裝置仍然停留在理論領域,而且由於它跟黑洞有關,它還有一個很大的缺點:你還沒來得及抵達任何地方,身體就已經被引力拉扯成一條只有單個原子那麼寬的線。

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加來道雄教授說,遠距傳送人類或許會在100年內成為可能。(這張照片攝於2014年。)

這讓我們轉向其他方法,比如等離子束,理論上它可以在一分鐘內將你從倫敦送到悉尼。或者可能還有一些更“傳統”的載具旅行方式,驅動它們的可能是類似於美國宇航局(NASA)電磁驅動引擎(EmDrive)的東西,這種非常有潛力的引擎有可能使用所謂的“曲速泡”,以超光速把人運送到或近或遠的地方。

但也許遠距傳送還是太扯了,或許我們再一次受累於自己的想象力:僅僅因為你能想象到,並不意味著你能夠或者應該去做到。畢竟,絕大部分人都希望完好無損地到達目的地。

翻譯:何無魚

校對:其奇

造就:劇院式的線下演講平臺,發現最有創造力的思想


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