科幻影視系列《星際迷航》總是在用「瞬間移動」方法,把人從一處送到另一處。這樣科學嗎?其實,「瞬間移動」背後的科學有可能就是量子糾纏,而量子糾纏也有可能就是蟲洞的實現方法。故事還是要回到愛因斯坦。愛因斯坦因為提出了光電效應理論獲得了諾貝爾物理學獎,而光電效應就是證明瞭光的量子性,所以可以說愛因斯坦是量子力學的奠基人之一。但是,愛因斯坦一直覺得量子力學裡面的不確定性有問題,他覺得量子力學不夠完備。為了說明量子力學的不完備性,也是在1935年,愛因斯坦、波多爾斯基和羅森(就是在1935年和愛因斯坦一起提出蟲洞理論的那個羅森)一起提出了量子糾纏的概念。根據標準的量子力學理論,兩個甚至多個粒子可以處於一種被稱為疊加態的狀態,這種情況下每一個粒子的狀態就不是獨立的了,都依賴別的粒子的狀態,可以說這些粒子之間發生了量子糾纏。同樣是根據量子力學理論,這些粒子的疊加態和它們之間的距離沒有關係。換句話說,一旦他們處於了這個疊加態,就會一直處於疊加態,一旦其中的任何一個粒子的狀態被改變了,其它處於疊加態的粒子的狀態立刻就會改變,不管他們相距多遠都是這樣。但是,狹義相對論是不允許瞬時傳遞信息的,這不就產生了矛盾了嗎?愛因斯坦他們覺得這樣就從邏輯上把量子力學駁倒了。但是儘管愛因斯坦他們說的很有道理,但是有道理不一定就是正確的,因為科學是需要實證的。於是很多科學家都用實驗來驗證量子糾纏是否成立,但是非常出乎預料的是,愛因斯坦他們說的竟然就發生了,即使處於疊加態的粒子相距上千公里,它們仍然是不離不棄地處於原來的疊加態!目前,量子糾纏現象的空間最大距離的記錄是我國傑出的物理學家潘建偉所率領的團隊,利用中國的量子衛星實現的。原則上,利用量子糾纏就有可能實現「瞬間移動」。比如,先造出一對處於疊加態的粒子,把其中的一個送到遙遠的地方,另外一個留在原地。然後讓留在原地的那個粒子和一個新的粒子發生作用,作用的結果就是原來的粒子的狀態發生了改變,那麼遠處的那個粒子的狀態必須瞬時改變。如果實驗設計的恰當,就可以讓遠處的那個粒子改變了狀態之後和這個新的粒子的原始狀態一致,那麼就相當於把這個新的粒子瞬時傳遞到了遠處,學術界稱為量子隱形傳態,因為傳遞的是粒子的狀態,並不是粒子本身!這件事也早就被實驗驗證了,而且也在中國的量子衛星上實現了。既然所有的物質都是由粒子組成的,只要把一個物體的所有的粒子的性質都傳遞過去,就相當於把這個物體「瞬間移動」過去了。當然用這種辦法代價非常昂貴,且不說傳遞了所有的粒子之後能否重新組裝成原來一模一樣的物體,而且因為每傳送一個粒子,就得先製備一對處於疊加態的粒子,需要把其中的一個先送到遠方,所以這個技術目前並沒有實用性。但是,既然原理是可行的,也許未來科學家能夠找到實用的辦法進行「瞬間移動」呢?假如未來真的能夠實現「瞬間移動」,那豈不是就實現了同樣是1935年愛因斯坦他們提出的蟲洞了?所以,目前有些科學家認為,蟲洞背後的物理機制也許就是量子糾纏,而量子糾纏很可能就是時空的本源!是不是很好玩?(原標題:量子糾纏,能帶我們實現瞬間移動嗎?)
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