張俠喜

想象一下，當(dāng)我們走進(jìn)一個(gè)機(jī)器，輕輕按動(dòng)某個(gè)按鈕，幾乎就在一瞬間，我們就被送達(dá)了目的地，即使這個(gè)目的地遠(yuǎn)在幾千、幾萬(wàn)千米之外甚至更遠(yuǎn)……對(duì)于我們來(lái)說(shuō)，這幾乎是迄今為止我們能夠想到的最好的載人運(yùn)輸方式。

在《星際迷航》《哈利波特》和其它的科幻電影、小說(shuō)中，就出現(xiàn)了類似這樣的方式。然而不幸的是，在現(xiàn)實(shí)世界中，人類這樣的瞬間移動(dòng)可能永遠(yuǎn)無(wú)法實(shí)現(xiàn)。為什么這么說(shuō)呢？接下來(lái)我們用基礎(chǔ)物理學(xué)來(lái)回答。

無(wú)法超越光速

眾所周知，將地球上的任何物質(zhì)送入太空都是需要費(fèi)用的，且這個(gè)費(fèi)用跟質(zhì)量緊密相關(guān)。物質(zhì)質(zhì)量越大，花費(fèi)就越昂貴。目前，人類進(jìn)入太空主要依靠火箭運(yùn)輸。火箭本身有著很大的質(zhì)量，而對(duì)于人來(lái)說(shuō)，其本身也是有質(zhì)量的，生存需要的空氣、水、食物也是有質(zhì)量的，進(jìn)入太空所穿戴的所有裝備也是有質(zhì)量的?；鸺龑⑦\(yùn)載這些充滿質(zhì)量的東西進(jìn)入太空，因此花費(fèi)無(wú)論如何都是巨大的。所以，如果能夠?qū)⒌厍蛏系挠詈絾T直接傳送至國(guó)際空間站，將省去發(fā)射火箭的巨大費(fèi)用。那么，是什么阻礙了這種瞬間的移動(dòng)（傳送）呢？

這里我們最先應(yīng)該弄清楚“瞬間”這個(gè)概念。愛(ài)因斯坦的相對(duì)論告訴我們，任何由物質(zhì)組成的東西都不能跑得比光更快。因此，即使你掌握了瞬間移動(dòng)技術(shù)，你也無(wú)法傳遞物質(zhì)。為什么這么說(shuō)呢？

沒(méi)有傳送能量

一個(gè)問(wèn)題在于，我們要傳送的是人，而人的身體是由物質(zhì)粒子組成的。在科幻電影或小說(shuō)中，標(biāo)準(zhǔn)的傳送器可以運(yùn)送乘客穿越各種固體屏障。但是在現(xiàn)實(shí)中，物質(zhì)粒子是無(wú)法穿過(guò)大多數(shù)物質(zhì)（例如一面土墻、一片玻璃、一塊鋼鐵等）的，因?yàn)榻M成各物質(zhì)的原子相互間作用過(guò)于強(qiáng)烈。因此，不管采用什么形式的瞬間移動(dòng)，都將涉及到一個(gè)根本性的問(wèn)題，那就是組成我們身體的這些物質(zhì)遵循這樣的定律：既不能在開(kāi)闊的空間快速傳送，也不能穿越一定的障礙物。

另一個(gè)問(wèn)題涉及到“能量”。假設(shè)不存在任何的障礙物，我們只是從一個(gè)空曠領(lǐng)域的一端傳送到另一端。那么，無(wú)論你用什么方法，在這兩端之間移動(dòng)都是需要能量的——如果是走路，你的肌肉消耗的是化學(xué)能或其它東西。瞬間移動(dòng)之所以充滿巨大的魅力，一個(gè)原因在于它只在傳送的終點(diǎn)消耗能量，而中間過(guò)程是不需要能量的，但移動(dòng)任何東西都是需要能量的。

在《星際迷航》中，傳送器會(huì)把人體分解成基本的部件（可能是分子、原子或者更?。?，然后在另一端重新組裝。把人“拆了再重新組裝”會(huì)不會(huì)把人殺死？我們是否能夠真正掌握這種技術(shù)？類似這樣的問(wèn)題我們暫且不去考慮，僅考慮能量問(wèn)題。顯然，這將需要巨大的能量。換句話說(shuō)，為了實(shí)現(xiàn)瞬間移動(dòng)，我們必須找到一些解決能量問(wèn)題的方法。否則，它將比使用傳統(tǒng)運(yùn)載火箭更加昂貴。那么，這一能量問(wèn)題該如何解決？不幸的是，現(xiàn)實(shí)中無(wú)人能夠解答，它只是存在于科幻電影、科幻小說(shuō)的創(chuàng)作者的腦海中。

人體信息太大

目前，科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)明了一種傳送方式——量子隱形傳態(tài)，但只能夠用來(lái)傳送信息而不能傳送人。它也叫量子遙傳、量子隱形傳輸或量子遠(yuǎn)距傳輸，這是一種利用分散量子纏結(jié)與一些物理訊息的轉(zhuǎn)換來(lái)傳送量子態(tài)至任意距離的位置的技術(shù)。

這項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵在于，從量子力學(xué)的角度來(lái)說(shuō)，所有相同類型的粒子都是一樣的。例如，每個(gè)電子在質(zhì)量、電荷等方面都是完全相同的，所以如果你把一個(gè)電子的排布方式復(fù)制給另一個(gè)電子，這和傳送它是完全一樣的。

相對(duì)于復(fù)雜的人體，電子是簡(jiǎn)單的。一個(gè)人體平均包含大約1028個(gè)原子。如果從量子的角度來(lái)看，那么從DNA到骨骼、皮膚等，都是這些原子的內(nèi)部不同排列。那么，需要傳送的信息太多了，所以沒(méi)人指望量子隱形傳態(tài)可以傳送人類。

而這只是復(fù)制了每個(gè)原子的構(gòu)型（假設(shè)這發(fā)生在出發(fā)地一端），你還必須在另一端（目的地）將所有這些信息以某種方式組合出一個(gè)完整的人。一些研究人員估算，僅僅將我們大腦中的信息進(jìn)行編碼就需要1042個(gè)比特。除此之外，還會(huì)有倫理和哲學(xué)上的問(wèn)題，例如復(fù)制所有量子信息的過(guò)程是否會(huì)殺死你想要瞬間傳送的人。于是這又引出一個(gè)新問(wèn)題：被瞬間傳送的人是原來(lái)的那個(gè)人嗎？還是一個(gè)新人？

以上種種都是基于目前我們對(duì)于整個(gè)宇宙的了解，所以，如果沒(méi)有新的發(fā)現(xiàn)來(lái)反駁這些“知識(shí)”，那么，一個(gè)可悲的事實(shí)就是——我們是根本無(wú)法進(jìn)行瞬間移動(dòng)的。