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有生之年,人类能实现远距离传输吗?看看物理学家是怎么说的

在古代的神话和现在的科幻小说中,传送是一种常见的交通方式。而且,对于大多数人来说,远距离传输也是一种梦寐以求的最佳出行方式。想象一下,只要你踏上传输仪器,设置好相关数据后就可以忽略速度的影响,到达数十公里外的地方,这是多么令人向往啊。在《星际迷航》和其他科幻作品中,我们也看到了相关的画面,因此,我们不禁会想,人类能够掌握这种技术吗。对此,很多科学家持悲观态度。他们认为在现实世界中,人类的远距离传送可能永远无法实现,其原因在基础物理学中就可以发现。

瞬时传送真的瞬时吗?

人类将任何东西从地球带入太空,最大的考验就是质量。物资是具有重量的,而人类为了在太空生存却又需要大量的物资:空气,水,食物。除了物资外,为了将宇航员的送入太空所需要的所有设备也是种类庞多的。即使什么也不运输,运载火箭也具有很大的质量。因此,就有人想到了瞬间远距离传送,要实现这个技术有什么困难呢?

在此,我们不考虑“瞬间”这个要求:相对论告诉我们,任何物质所形成的运动都不会比光速快。即使人类已经实现了远距离传送,在传送过程中也需要花一些时间的。比如,光线从地球上到达月球仅需约一秒多一点的时间,这是因为两者之间的距离仅为38万公里。而太空中各星系间的距离动不动就是上百光年,由此可见,传送物质所花费的时间绝对是不菲的。但是,如果我们不考虑太空中的传送,而是实现将物品传送到地球上的任意一个地点,这有可能实现吗?

能量!至关重要

实际操作下来,我们会发现真正的问题没那么简单。在传送过程中,人们不仅需要考虑运输的是什么东西,还需要解决如何运输的问题。我们看到,影视、小说作品中的传送器可以通过坚固的障碍物运送乘客,但实际上,我们无法使物质的基本粒子通过大多数材料。因为这些材料的原子在传送过程中的相互作用是一个巨大的考验,这也是人类掌握任何形式的远距离传送技术中的一个关键问题:组成我们身体的基本粒子如何能避开这些相互作用,且没有违背现有的物理学说。

此外,还有能量的问题。假设一个人要从广场的一侧运动到另一侧,即使在两侧中间没有任何障碍物,无论使用哪种方法,都会产生能量的消耗:无论是走路时肌肉产生的化学能或者是其他能量。远距离传送的部分优势在于,传送只在旅程即将结束时消耗能量,而不是在旅程的过程中产生耗能。就像是我们在电影《星际迷航》中看到的那样,传送仪器将物体分解成基本物质,然后在到达目的地之后重新组装。即使是这样,能量的消耗也不会小。

如果传送的是人类或者是其他生命的话,还需要考虑将他们分解后如何能将其完整的还原,且不会对身体造成伤害甚至是死亡。可以想象,这个过程耗费的能量绝对是很难提供的。换句话说,如果我们要实现这种传送技术,我们必须找到解决能源问题的方法。否则,它将会比使用常规火箭更加昂贵,更不用说性价比了。因此,到目前为止这种方式只存在于科幻作家的作品中。

人体传送的复杂性

物体无法实现传输,那么作为信息载体的粒子呢?物理学家们已经发现了一种传送技术,他们可以利用这种技术传递信息,而不是人类或是其他物体。量子传送可以将粒子(通常是光子或光粒子)把量子系统“状态”所带有的物理资讯进行计算、编码,这在将来有望成为一种安全的信息传输形式。从量子力学的角度来看,这项技术的关键是所有相同类型的粒子都必须是相同的。例如,在质量,电荷等方面,每个电子都彼此完全相同。因此,如果将一个电子的配置复制到另一个电子上,则这个电子与传送电子完全相同。

与人体相比,电子显得十分简单。一个普通的人大约包含10的28次方个原子(一个1后面跟28个0)。而且,人体的整体量子构型还要包括这些原子的排列方式,从生物学的角度又要涉及到从DNA结构到骨骼和皮肤的所有事物。这其中包含的信息是无法全部实现传输的,因此没有人期望量子传送能够实现载人。

伦理问题不可忽视

上面所述的仅仅是复制单个原子的配置,为了实现传输,还必须到达目的地之后以某种方式从所有信息中还原出一个完整的人。一些研究人员认为,仅对我们大脑的内容进行编码,就是一个不小的工程。而且,这还涉及到伦理和哲学问题,因为在传送所有量子信息的过程可能会杀死正在被传送的人。就算是成功了,也会引发一个问题,即被传送的人恢复人形后,他是同一个个体还是一个新个体。

所有的这一切都说明了一个悲观的事实:如果没有新发现来推翻我们对宇宙的现有理论,我们就无法实现远距离传送。

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