爲什麼說《三體》中的智子其實無法實現星際實時通信?

在科幻著作《三體》中,描述了一種非常高端的科技:三體人向地球發射了具備智能的智子來鎖死人類科技,並實現了4光年距離的星際實時通訊。這種奇思妙想確實非常具有想象力,在科幻著作中無可厚非。但是,從科學角度來說,星際實時通訊其實是不可能實現的,這是為什麼呢?

為什麼說《三體》中的智子其實無法實現星際實時通信?

首先,基於相對論的原理,宇宙間任何信息的傳播都有一個極限速度,這就是宇宙的上限速度:光速。相對論提出,任何有效的信息傳播都不能高於這個上限,這是愛因斯坦為我們定下的宇宙基本定律。如果超越了這個極限速度,時光就將會倒流,從而出現一系列悖論,違反宇宙的因果定律。

但是,我們知道,書中提到的智子是以量子糾纏方式來實現實時通訊的,那麼,這有可能實現嗎?量子糾纏是一種無視空間距離的瞬間反應機制,可以讓兩個相隔任意距離的粒子實現信息傳遞!這能不能用來進行實時通訊呢?

為什麼說《三體》中的智子其實無法實現星際實時通信?

其實,這也是行不通的。這是因為,兩個相互糾纏的粒子,比如說這個智子,其糾纏的基本過程是:在被觀測之前,兩個相互糾纏的智子都是處於疊加態的。然後,在某一個智子被觀測時,兩個智子就同時坍縮了。它們以隨機的方式,一個坍縮為信息0,一個坍縮為信息1。而這裡的關鍵是:坍縮是隨機的!也就是說,我們無法控制一個粒子坍縮為0還是1,也就無法利用量子糾纏發送確定的、有意義的信息。

比如,三體人想要和地球人說一句話,表示同意在某個時間向地球進軍。假定它們提前商定好,發送1是確認進軍,0是否認進軍。那麼,它如何發送一個1呢?三體人無法控制這個粒子,使它一定坍縮為1,因而也就無法發送自己想要進軍的信息。

為什麼說《三體》中的智子其實無法實現星際實時通信?

地球人接收到的將是一個隨機的數字,0或者1,也就無法知道三體人到底是同意還是不同意。它們還需要再通過經典途徑來確認一下才行,比如打一個以光速傳播的星際電話,這樣的話,信息的傳播還是無法超越光速。量子通信可以基於其觀測即坍縮的原理實現絕對的保密性,但卻無法做到無限距離的實時通訊。

當然,這並不妨礙我們的科學幻想,在書中,一個質子曾經被展開額外的維度,蝕刻上電路又恢復,成為了一個“智子”。在一個質子的維度展開又恢復的過程中,到底發生了什麼?這個質子算不算是一個宏觀物體?恢復正常的質子還能否再實現量子糾纏態?這都不好下論斷。只能說依據現有的科學理論,還不允許星際距離的實時通訊。

為什麼說《三體》中的智子其實無法實現星際實時通信?

但是,人的想象力才是最重要的,徜徉在幻想的宇宙海洋中,也非常美妙而有意義,不是嗎?


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