星球战士从某一地点突然消失,而瞬间出现在遥远的另一点。《
封神演义》中的
土行孙,会突然消失,一转眼又从别的地方冒出来…… 这些只是科幻电影和神话中才会出现的场景。现实生活,能找到这样的奇妙隧道,让我们真正实现
瞬间转移吗?
简介
量子物理学的发展,无疑一步步为人类铺就了这样一条从幻想走向现实的道路。 或许有一天,人类就将带着自己的喜悦、痛苦,甚至打着
喷嚏就被瞬间传输到遥远的
外太空。
实验:德国科学家首次测量到电子通过
量子信道“逃离”原子
德国科学家在最新一期英国《自然》杂志上发表论文称,他们首次测量到通过量子信道“逃离”原子的电子,而且发现每个电子“逃离”的速度极为惊人。
量子信道在
微观世界普遍存在,“量子信道指的就是量子在里面传输不受影响的通道。”
中国科学技术大学,中科院量子信息重点实验室副主任
韩正甫教授告诉记者:“量子信道在量子物理学中相当于光学里,光纤这样的光学信道和通信中一般的电线。”但电线是有形的,量子信道迄今为止却从未被观测到。
由于电子带
负电荷,在带
正电荷的
原子核的吸引下电子被束缚在原子内部。如果电子没有在一段时间内获得足够的能量,它就无法“逃离”原子核的束缚。但
量子力学可以提供另一种方法,电子可以直接通过量子信道逃脱出来,这在物理学中叫遂穿效应。
打个比喻,这就像在大碗中放一个小石子,石子不会出来。除非石子的能量很大,大过碗壁的能量时,它就会从碗的上面跳出来。 但是
量子物理学上有一个非常奇怪的效应,当碗壁足够矮,非常薄,即便碗壁的能量依然大于石子的能量,石子也会莫名其妙地跑出来,究竟它是怎么出来的谁也不知道,就像变魔术一样。而这个跑出来的“石子”实际上是通过一个隧道跑出来的,这个通道就是量子信道。
德国科学家最新的实验成果就是利用百亿分之一秒的
阿秒激光级脉冲攻击氖原子从而观察到了隧穿效应的全过程,而且证明了量子信道的存在。韩正甫教授解释说,这就像我们看运动员跳高或者跳远的时候,眼睛并不能看清楚他们的身体在腾空过程中的每个细小变化,而通过
慢动作我们却可以把每一瞬间看清楚。
通过量子信道,电子能瞬间逃离原子,小石子莫名其妙就穿过了碗壁,难道所谓的“瞬间转移”和“穿墙术”这些曾经只出现于神话和科幻小说中的场景果真是可以实现的?
《封神演义》中的
土行孙,他会突然消失,一转眼又从别的地方冒出来。在科幻系列电影《星际旅行》中,发送人体是一件最平常不过的事情。在一台魔术装置中,宇航员的身体忽然一闪,便消失得无影无踪,之后他会出现于任何一处希望抵达的地点,甚至是
外星球。只要那个地方有一台类似的
接收器,除了平淡地说一句“发射我吧,苏格兰人”之外,没有人会把它当作话题来谈论。
想象一下,如果这样的技术有一天能够普及,那么我们出门旅行再也不用费力
地转乘各种交通工具,而只要运用这种传送工具,瞬间就能把我们“转移”到任何我们想去的地方。
韩正甫教授说,理论上这样的场景是可以实现的,物理学上叫做
量子态隐形传物。从物理学角度,可以这样来想象隐形传物的过程:先提取原物的所有信息,然后将这些信息传送到接收地点,接收者依据这些信息,选取与构成原物完全相同的基本单元,制造出原物完美的
复制品。
难题待解:人类瞬间转移面临三大难题
隐形传物虽然理论上可行,但要真正实现人的隐形传送,还有许多技术难题尚未解决。
难题一:人的身体是由物质组成的,如果用光速把人的身体移动到另一个地点,那么,就必须将它“唯物质化”。经物理学家计算,单单突破原子核内部的限定力,就必须把身体加热到1万亿
摄氏度———这比
太阳内部的热度还要高几百倍。只有在这一温度下,物质才能变为光,并通过光速输送到任何一个地点。而对每一个被输送的人来说,所使用的能量要超过迄今为止人类全部
能量消耗的大约1000倍。
难题二:发射仪器必须在目的地将人重新组合起来。为了知道如何组合,它就需要获得人体所有
原子结构的精确信息。如果每一个原子约为1000字节,描述人体的所有原子总共需要10的31次方的字节,而世界上全部图书所含有的信息约为10的15次方字节,仅是完整描述一个人所需要的信息的1亿分之一。仅传输这些数据对于21世纪速度最快的计算机来说,也会花去比
宇宙年龄还要长2000倍的时间。
难题三:精确描述人的原子结构是最棘手的问题,从根本上来说是不可能的。因为根据海森伯测不准原理,我们不可能获得一个粒子的全部信息。例如,如果我们想知道一个粒子的位置,那么我们就会失去所有关于它的速度的信息,反之亦然。
早在2004年,美国和
奥地利的物理学家就通过实验成功实现了隐形传物,论文发表在《
自然》上,引起国际学术界的极大兴趣。
美国
国家标准与技术研究所的科学家通过激光,将三个带有正电荷的铍原子的量子态复制到8微米外的另一个原子上。整个过程由计算机控制,仅耗时4毫秒,传输成功率达到78%。
奥地利
因斯布鲁克大学的科学家领导的另一个研究小组则采用钙原子,同样实现了
量子态隐形传输,成功率为75%。基本原理也是利用第三个原子为辅助,用激光将一个原子的量子态传递给另一个原子。
关键词:量子
量子就是物质粒子的非连续运动。量子态是指原子、中子、质子等粒子的状态,它可表征粒子的能量、旋转、运动、磁场以及其他的物理特性。1993年,美国物理学家贝尼特等人提出了“量子态隐形传输”的方案:将原
粒子物理特性的信息发向远处的另一个粒子,该粒子在接收到这些信息后,会成为原粒子的复制品。而在此过程中,传输的是原粒子的量子态,而不是原粒子本身。传输结束后,原粒子已经不具备原来的量子态,而有了新的量子.
美军少将迷恋穿墙术
越战后,美国
五角大楼就发起了一个绝密的“绝地计划”,根据该计划,美国军方试图打造一支由“超级士兵”组建的秘密通灵部队,这些士兵个个都具有
特异功能或通灵能力。
“绝地计划”的负责人之一是美军少将艾尔伯特·斯图布宾三世,上世纪80年代,他是
美国陆军情报机构的负责人。斯图布宾同时也是一个热衷于研究穿墙术的人,他曾在自己的办公室中频频尝试穿墙,结果总是被碰得鼻青脸肿。
坐在密室中搜索坠毁飞机
美军还秘密发起了一项“
星门计划”,试图雇佣“千里眼”和通灵者通过遥感能力来探测千里之外的敌人情况。参与“星门计划”的研究者甚至还包括一些科学家,“星门计划”招募的至少12名通灵者甚至还在当时美国总统卡特面前示范过他们的特殊能力,用遥感能力来搜索一架坠毁的飞机。他们进行遥感时,坐在一间隔音密室里,戴上
隔音耳塞,蒙上双眼。他们要遥感目标的具体位置和细节。令人难以置信的是,一些遥感结果竟然惊人地精确。
美国越战老兵乔·麦克蒙尼格是本领超强的“一号遥感者”,他的任务包括用遥感能力监控前
苏联军事基地,收集重要情报。麦克蒙尼格在
美国国家安全局总部当了20年“遥感者”,如今已投身商界,专为商业客户进行“遥感服务”。
美国军方获知,前苏联也在秘密发展他们自己的“通灵者武器”计划,
五角大楼希望“通灵大兵”们能通过遥感能力潜入前苏联的军方电脑,删除硬盘上的重要数据,让前苏联
武器系统陷入瘫痪。同时,他们还要求美军“通灵者”能通过遥感能力使前苏联核弹的
雷管和
导航系统全部失灵,所有这些任务的内幕和细节世界上仍处于高度保密状态。
“绝地计划”参与者之一惠顿透露,美军“通灵士兵”曾试图用意
念力杀死各种动物,首先他们试图用意念力杀狗,但却没有成功;最后他们选择用意念来杀死山羊。美军运
来了100只山羊,让这些“通灵者”和山羊对视。一名士兵竟然致山羊倒地抽搐死掉。不过这名士兵自己的心脏也感应受伤。
据美军内幕人士称,美国军方后来甚至还雇佣“通灵者”,使用遥感能力来追踪恐怖大亨拉登。
出现
在《崂山道士》中出现。
在《
喜羊羊与灰太狼》中出现,是灰太狼发现的又叫穿缝术,口诀是:米
西米西,滑不拉几,如果你不拉几,我就不能米西。