#頭條創(chuàng)作挑戰(zhàn)賽#

大家對(duì)瞬移了解多少呢？86版《西游記》里的豬八戒凡心未了，撞天婚抓媳婦，結(jié)果南海觀音、文殊、普賢幻化的女子，會(huì)突然消失，然后出現(xiàn)在另一個(gè)地方，這就是神話中的瞬移。更不用說科幻電影和電腦游戲中，里面的英雄會(huì)消失在空氣中，然后出現(xiàn)在一個(gè)遙遠(yuǎn)的地方。但，這在現(xiàn)實(shí)生活中可能嗎？事實(shí)上，科學(xué)家們已經(jīng)就瞬移研究了20多年，取得了驚人的成果。那么，現(xiàn)實(shí)世界，我們離瞬移還有多遠(yuǎn)？

到底什么是瞬移

科學(xué)家所說的瞬移，是指物體在任何距離上的瞬間移動(dòng)，最好是比光速更快。（Teleportation）瞬移這個(gè)詞，是1931年由美國作家查爾斯-福特發(fā)明的，他把希臘語中表示遠(yuǎn)方的tele，和拉丁語中表示攜帶的動(dòng)詞portare的詞根結(jié)合起來。在他的《Lo！》一書中，他用這個(gè)詞來形容物體在空間中產(chǎn)生的無法解釋的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)然，《Lo！》這本書沒有什么科學(xué)依據(jù)，它只是一本關(guān)于瞬移的傳說及神話的故事集錦。

查爾斯-福特

有關(guān)瞬移的匪夷所思的故事有時(shí)會(huì)出現(xiàn)在媒體上。例如，1943年，美國的 '伊爾德里奇 '號(hào)驅(qū)逐艦，據(jù)說瞬間跨越了320公里，直接從諾?？碎W現(xiàn)到了費(fèi)城?？茖W(xué)家們對(duì)此深感震驚，仔細(xì)厘清了這一神秘事件的詳細(xì)情況。結(jié)果事實(shí)證明，這艘驅(qū)逐艦只是快速地沿著運(yùn)河在城市之間航行了而已，并沒有什么瞬移一說。但對(duì)當(dāng)代的科學(xué)家來說，瞬移不再是科幻電影里的場景了，他們已經(jīng)從理論上研究了所有可能的瞬移方法，甚至成功地掌握了其中的一些。那么，科學(xué)家們有什么關(guān)于瞬移的建議呢？

'伊爾德里奇 '號(hào)驅(qū)逐艦瞬移事件

到底如何瞬移

想象一下，如果你能夠穿過時(shí)空縫隙，發(fā)現(xiàn)自己到瞬間到了世界的另一邊，是不是非常刺激？其實(shí)，這個(gè)“傳送裝置”就在你的身邊，只是你無法看見它而已。但千萬不要以為進(jìn)入時(shí)空縫隙，就像鉆過柵欄上的縫隙進(jìn)入別人家的院子那樣容易。

科幻電影中的傳送

根據(jù)一個(gè)科學(xué)假說，我們的現(xiàn)實(shí)世界到處都有微觀層面的洞，畢竟所有原子都在不斷運(yùn)動(dòng)，它們之間必然會(huì)出現(xiàn)空隙，但這樣一個(gè)最多只有十幾個(gè)原子寬的空隙，將需要以某種方式擴(kuò)大到一個(gè)人的大小，以便人能通過它實(shí)現(xiàn)瞬移。同時(shí)，你還需要帶有負(fù)電荷的異常物質(zhì)來保持空隙的穩(wěn)定，讓它不至于很快被粒子填滿。目前科學(xué)家還沒有發(fā)現(xiàn)異常物質(zhì)，他們推測某些恒星可能就是由巨大的異常物質(zhì)組成，然而這一理論還沒有得到相關(guān)證據(jù)的支持。

時(shí)空縫隙

理論上，你如果成為量子力學(xué)中的量子波，就可以鉆進(jìn)空間的縫隙中，實(shí)現(xiàn)瞬移。但問題是，還沒有科學(xué)家知道如何把人變成量子波，然后再把量子波變回物質(zhì)。

通過蟲洞實(shí)現(xiàn)瞬移（teleport through a wormhole）

蟲洞也可以讓我們瞬移，科學(xué)家們認(rèn)為，我們的三維宇宙的某些地方，在四維空間里是彎曲的，這些彎曲處存在的隧道，就是蟲洞。簡單來說，空間中的兩點(diǎn)在三維空間里可能相距非常遙遠(yuǎn)，但在四維空間中，它們幾乎在同一個(gè)位置上。不好理解的話，我們想象一下，在一張紙的兩邊畫上兩個(gè)點(diǎn)，站在二維角度來看，相距比較遠(yuǎn)。但如果我們把紙折起來，讓兩個(gè)點(diǎn)重合，這樣就從二維變成了三維，此時(shí)，你只需要拿筆對(duì)著兩個(gè)點(diǎn)戳一個(gè)洞，這就是蟲洞了。

二維空間的蟲洞

科學(xué)界有一種觀點(diǎn)，認(rèn)為蟲洞其實(shí)隱藏在黑洞中，但你無法進(jìn)入黑洞內(nèi)部，除非你想自殺。氣體組成的吸積盤以驚人的速度圍繞著這些怪獸旋轉(zhuǎn)，只要你靠近，它會(huì)立即把你像面條一樣拉長，如果你滑進(jìn)了“盤子”里面，理論上你會(huì)死于黑洞的壓迫性重力（當(dāng)然，誰也不知道里邊真的會(huì)發(fā)生什么）。

蟲洞

如果你真的掉進(jìn)了一個(gè)蟲洞，它會(huì)立刻把你撕碎。因?yàn)椋?span>蟲洞只會(huì)存在一剎那，然后就消失了。所以，蟲洞必須被固定住，這就只能靠異常物質(zhì)了，但這玩意兒，我們目前真的沒有。

可能的概率瞬移（possible probability teleport）

有一天，當(dāng)你打開臥室的門，你會(huì)看到一個(gè)未知的地方，比如一顆遙遠(yuǎn)的星球，完全出乎你的意料。而發(fā)生這一切，是因?yàn)槟?span>體內(nèi)電子的量子不穩(wěn)定性造成的，會(huì)在宇宙中隨機(jī)移動(dòng)。不過不用擔(dān)心，這種自發(fā)運(yùn)動(dòng)的概率實(shí)際上是零，能讓此類事件發(fā)生所需要的時(shí)間都要超過宇宙年齡了。但是，我們身體里原子的波函數(shù)仍然可以到達(dá)其他星球，如果研究并控制它們的運(yùn)動(dòng)，那么理論上你可以把人傳送到宇宙中的任何地方。這種方法在道格拉斯-亞當(dāng)斯的電影《銀河系漫游指南》中有所展示，但這是否能在現(xiàn)實(shí)生活中再現(xiàn)，科學(xué)家們還不清楚。

概率瞬移

量子瞬移（quantum teleport）

量子瞬移的原理已經(jīng)被研究出來，并正在實(shí)踐。這種技術(shù)不涉及人體的瞬移，只是有關(guān)信息的瞬間傳輸，類似于我們使用傳真機(jī)。

讓我們了解一下量子力學(xué)的原理，它構(gòu)成了這種瞬移的基礎(chǔ)。讓我們從量子系統(tǒng)中的每一個(gè)電子都屬于所有原子這一事實(shí)開始吧，否則就不會(huì)有分子。在這種情況下，一個(gè)電子同時(shí)存在于所有地方，這是不是很難理解？這樣的狀態(tài)被稱為疊加狀態(tài)。只有當(dāng)你開始觀察這個(gè)電子時(shí)，它才會(huì)被固定在某個(gè)位置。

量子瞬移

我們可以說，在早晨從床上起來，你的第一眼就改變了整個(gè)宇宙。關(guān)于這個(gè)問題的著名心理實(shí)驗(yàn)是由量子力學(xué)的創(chuàng)始人之一艾琳-薛定諤在1935年進(jìn)行的，也就是著名的“薛定諤的貓”。

讓我們想象一下，一只貓被鎖在一個(gè)保險(xiǎn)箱里，還有一臺(tái)討厭的機(jī)器，在特定情況下會(huì)殺死這只貓。根據(jù)量子力學(xué)，只要這只貓沒有被觀察到，它就同時(shí)是活的和死的。如果保險(xiǎn)箱被打開，那么實(shí)驗(yàn)者只能看到一種特定的狀態(tài)，貓是死的或貓是活的。

艾琳-薛定諤

幾乎在瞬間，系統(tǒng)就不再是各種狀態(tài)的混合體，它在觀察發(fā)生的那一刻選擇了其中的一種狀態(tài)?？茖W(xué)家們還沒有為這一現(xiàn)象找到一個(gè)完整的解釋，但是它已經(jīng)被實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。

電子糾纏現(xiàn)象

此外，量子力學(xué)中的電子是成對(duì)連接的，然后分散并隨機(jī)地在宇宙中移動(dòng)，這就是所謂的電子的糾纏現(xiàn)象。無論相隔多遠(yuǎn)，它們都會(huì)與自己的孿生兄弟保持聯(lián)系，每個(gè)電子都有一個(gè)自旋，即與磁場有關(guān)的旋轉(zhuǎn)方向。只要一對(duì)電子中的一個(gè)電子的自旋下降了，那么另一個(gè)電子的自旋就會(huì)立即上升，反之亦然。如果其中一個(gè)電子發(fā)生了什么事情，有關(guān)它的信息就會(huì)立即傳遞給第二個(gè)電子，而且發(fā)生的速度比光速要快。這就是愛因斯坦-波多爾斯基-羅森悖論，理論上沒有什么能超過光速，但一對(duì)糾纏在一起的電子就能夠以超過光速來傳輸信息。

電子糾纏現(xiàn)象

為了更好地理解這種聯(lián)系的原理，讓我們把地球上的一個(gè)電子e和火星上的另一個(gè)電子m放在一起。它們曾經(jīng)是一對(duì)，但后來他倆各自分開了。一旦我們確定了電子e的自旋，我們就可以立即確定m的自旋。如果我們改變e的自旋，m也將改變。此外，我們將看到火星上的電子瞬間發(fā)生變化，比光速還快。

1983年，法國物理學(xué)家阿蘭-阿斯普通過對(duì)電子進(jìn)行一系列的實(shí)驗(yàn)來測試這個(gè)悖論。他證實(shí)，糾纏對(duì)之間的信息傳輸速度超過了光速，但它是隨機(jī)的，在實(shí)踐中是無用的。

糾纏對(duì)的信息傳輸速度超過光速

然而，10年后，科學(xué)家們找到了一種方法，通過將第三個(gè)電子連接到糾纏對(duì)中來控制這一過程，讓他們能夠瞬移單個(gè)電子，再強(qiáng)調(diào)一下，這里指的是信息的瞬移。

讓我們具體了解一下操作過程。再拿地球上的電子e和火星上的電子m來說吧，我們想把e瞬移到m，也就是把我們的電子從地球瞬移到火星上，要做到這一點(diǎn)，你需要增加一個(gè)與m發(fā)生糾纏的電子，我們稱它為x，然后再讓e與x發(fā)生糾纏，然后e的信息將被瞬移到x上，但因?yàn)閤也與m糾纏在一起，所以e的信息也會(huì)傳給m，最后，電子m成為電子e的一個(gè)精確拷貝，實(shí)現(xiàn)瞬移。

電子瞬移的實(shí)現(xiàn)

2006年，一個(gè)來自維也納的研究小組應(yīng)用這種方法，將銫氣體越過多瑙河瞬移了600米的距離。該氣體由超過一萬億個(gè)原子組成，可以用肉眼看得到。一年后，美國國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究所的科學(xué)家們成功地通過光纖網(wǎng)絡(luò)瞬移了光子，這一次，這些光子瞬移了100公里。2017年，中國科學(xué)家首次將一個(gè)光子瞬移到太空，高度超過500公里。為了做到這一點(diǎn)，研究人員進(jìn)行了超過一百萬次的嘗試，才成功地讓900多個(gè)粒子發(fā)生糾纏。正是由于有了量子中繼器，才有可能克服如此遙遠(yuǎn)的距離，這種傳輸設(shè)備能夠保證能量不減，光子不被丟失。

中國首次將光子瞬移到太空

量子計(jì)算機(jī)

基于粒子的瞬移，科學(xué)家們還在開發(fā)量子計(jì)算機(jī)。在家里有這樣一個(gè)工具，你肯定會(huì)很高興。由于觀察者效應(yīng)的存在，它是不可能被入侵的，黑客在試圖攔截信息后，會(huì)立即改變粒子狀態(tài)，你會(huì)收到入侵警報(bào)，數(shù)據(jù)傳輸會(huì)被立即中止。世界高科技的領(lǐng)導(dǎo)者，如IBM和谷歌，已經(jīng)在競爭創(chuàng)造這種超級(jí)設(shè)備了。但到目前為止，量子計(jì)算機(jī)的能力還沒有超過經(jīng)典的計(jì)算機(jī)。

在未來，當(dāng)量子計(jì)算機(jī)改進(jìn)后，科學(xué)家們希望將其用于瞬移。量子計(jì)算機(jī)將有助于在量子水平上掃描整個(gè)人體，這是一個(gè)無法想象的原子和粒子的數(shù)量，即使是大腸桿菌也包含9×10^10個(gè)原子，而整個(gè)人體，至少有7×10^27個(gè)原子，這比可觀察到的宇宙中的恒星數(shù)量還要多，而且要確保每個(gè)原子都被瞬移走。

人體的原子數(shù)量驚人

英國萊斯特大學(xué)的研究人員計(jì)算了這樣做所需的能量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，傳送人體所有的粒子需要巨大的帶寬和大約目前英國一百萬年的電力，以目前的能力，傳輸這些數(shù)據(jù)大約需要48萬萬億年的時(shí)間，這個(gè)過程需要比宇宙存在時(shí)間長350萬倍，嗯，還是直接走過去更快。

傳輸數(shù)據(jù)時(shí)間驚人

此外，在量子傳送中，需要最嚴(yán)密的糾錯(cuò)機(jī)制來防止最輕微的錯(cuò)誤或失敗，你能想象你的手失去了一個(gè)原子會(huì)變成什么嗎？我想你不可能對(duì)這個(gè)結(jié)果感到太滿意。更大的麻煩可能是在數(shù)據(jù)傳輸過程中受到異物的干擾而造成的。大約就像科幻電影《變蠅人》中那樣，一只蒼蠅和年輕的科學(xué)家一起進(jìn)入了瞬移陣，傳送后重塑身體的計(jì)算機(jī)將他與蒼蠅融合在一起，結(jié)果這位科學(xué)家變成了一個(gè)可怕的變種人。

人和蒼蠅一起瞬移

還有一件事你肯定不會(huì)滿意的，由于觀察者的影響，當(dāng)原子被仔細(xì)掃描時(shí)，原始對(duì)象會(huì)被破壞，所以瞬移后的你與本體不會(huì)百分之百相同。

但不要急于和量子瞬移說再見，科學(xué)有時(shí)候是瘋狂的。最近，紐約城市大學(xué)教授加來道雄認(rèn)為，可以在沒有復(fù)雜的量子糾纏的情況下做到傳送。他決定制造一臺(tái)像超高分辨率MRI掃描儀一樣的傳送裝置，設(shè)備的精度要達(dá)到1個(gè)原子/像素（one atom per pixel）。為了傳送成功，加來道雄教授希望使用超短波和高頻率的X射線，因?yàn)檫@能夠傳送比光纖多一百萬倍的信息，你的數(shù)據(jù)將在量子水平上進(jìn)行加密，然后發(fā)送到太空，通過衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)傳輸，最后發(fā)送到目的地的量子計(jì)算機(jī)上解壓縮。

加來道雄教授的瘋狂想法

加來道雄教授希望在10年內(nèi)，通過將一個(gè)簡單的分子傳送到太空軌道來測試他的理論，成功的話就可以用DNA來測試，漸漸地，傳送人類的時(shí)間遲早會(huì)到來。根據(jù)加來道雄教授的計(jì)算，這種傳送將在一百年內(nèi)出現(xiàn)。

但如果你不想等那么久，那就看看馬克-扎克伯格的小彩蛋吧。

扎克伯格的“瞬移”

社交網(wǎng)絡(luò)Facebook的負(fù)責(zé)人馬克-扎克伯格承諾，最早在2030年就會(huì)出現(xiàn)瞬移技術(shù)，沒錯(cuò)，就是現(xiàn)在非?；鸬?strong>虛擬和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)。根據(jù)扎克伯格的說法，在10年內(nèi)，虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)小工具將變得非常先進(jìn)，在支持VR的智能眼鏡的幫助下，每個(gè)人都可以瞬移到宇宙中的任何地方。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)傳送

也就是說，你看到的畫面是如此逼真，以至于你真的以為瞬移了。我估計(jì)你可能會(huì)認(rèn)同，因?yàn)檫@看上去的確是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。你可以在太空中旅行，而你的身體卻呆在家里。

當(dāng)然，如果是量子瞬移可行的話，情況也差不多。比如你決定瞬移去月球上，但其實(shí)只是你的原子完整信息會(huì)被瞬移出去，這意味著，你的克隆體會(huì)出現(xiàn)在月球上，而你的本體還是呆在家里。但無論如何，瞬移將以一種前所未有的方式為我們每個(gè)人擴(kuò)大宇宙的邊界。

那么，你認(rèn)為哪種瞬移方法是最有前途的？你想對(duì)自己用哪種方法瞬移呢？