絕對自由的生活是什么樣的?答案就在今年二月上映的大片《時空駭客(Jumper)》之中。年輕的主角戴維完全不受空間的約束,只需一念就能瞬間穿越萬里,到達任何想去的地方。然而變成“跳躍者(Jumper)”的戴維活得并不輕松,如同天敵般的神秘組織“游俠”對他窮追不舍。一場時空交錯的驚險打斗,把瞬間轉移的超能力展示得淋漓盡致。
欣賞完電影,我們不妨推敲一下電影的科學成分。影片中的瞬間轉移從科學的角度來看,是科幻還是神怪呢?
瞬間轉移是人們想象的穿越時空的一種形式,是指物體從一個地方到達另一個地方,沒有經歷中間過程、用時極少的移動。“SF影像”以前曾介紹過穿越時空的方法——主要是鉆蟲洞。難道“跳躍者”能夠憑意志產生蟲洞嗎?那當然是荒謬的。那么,“跳躍者”的瞬間轉移還有別的解釋嗎?
其實,神奇的大自然早已把秘密隱藏在了億分之一米大小的微觀世界之中了。在微觀世界中,那些微小的電子、光子等粒子的行為就像“跳躍者”一樣——它們的移動都是沒有軌跡的,正如電影中瞬間轉移的情景。它們這樣的行為在量子力學中稱為“波動性”。量子力學認為物質都伴隨著一種“概率波”。微觀粒子有可能出現在概率波所覆蓋的任何一處——甚至是粒子本不能涉足的地方。例如,原子核中的質子被強大的核力所禁錮著,并沒有破殼而出的能力。然而質子的概率波卻是原子核所不能禁錮的,質子還是有一定的概率能夠出現在原子核以外。這就是被稱為“隧道效應”的現象。微觀粒子的隧道效應,就像電影中戴維第一次在睡房里面施展瞬間轉移跑到街頭一樣。不過,微觀粒子的瞬間轉移能力或許沒有戴維的強。因為它們只能按照概率隨機地出現——而且不能預計下一刻它們會出現在哪里。
人體也是物質,那我們也有概率波嗎?答案是肯定的,但別忙著興奮。由于人體的塊頭太大,概率波顯得太小了,小到可以認為它們全集中在我們的體內。身體以外的概率波原則上可以分布無限遠,但太微弱了,可以忽略不計。嚴格來說,我們每時每刻都在瞬間轉移著,走路時我們最可能轉移的距離大約為10-35米——小得可憐啊,原子直徑還比這大1025倍呢!我們發生遠距離瞬間轉移的機會幾乎為零——哪怕是轉移幾微米的概率都遠遠小于中彩票頭獎的概率。
不過渺茫并不等于沒可能,說不定有些極度“幸運”的宏觀物體經歷過長距離的瞬間轉移呢(當然,現在還沒有真實可信的事例)。因此,如果誰具有操縱幸運的特異功能,能夠使隨機事件隨心所欲的發生(像老千打牌一樣,要什么牌有什么牌),那么他就能夠用意識來控制自己出現在概率波所及的任何位置。可能電影中的“跳躍者”就是這種幸運兒吧。不過那又面臨一個問題:人的意識能夠影響概率波嗎?
根據物理學家維格納的主觀理論,意識似乎可以影響隨機事件的發生。不過這個觀點還存在不少爭議,沒有確定的結論,現在還沒證據顯示能或者不能。
回到現實,“跳躍者”的瞬間移動方式顯然幻想成分更多,而科學家有另一個理論上更靠譜的猜想:量子隱形傳輸。
量子隱形傳輸是指信息脫離物質載體而利用量子關聯所進行的傳輸。這種傳輸沒有中間過程——幾乎是瞬時的。現在的通信都利用物質作為載體,如使用最廣泛的電磁波。而量子隱形傳輸卻完全不需要任何物質作為信息的載體,信息發送的同時,信息就已經被接收到了。利用量子隱形傳輸,理論上可以實現實物的瞬間傳送。
實物的量子隱形傳輸與傳真很相像。我們可以利用傳真機把圖形的信息加載到電信號中,把電信號傳送到遠處的傳真機,這臺傳真機再按照信息“復制”圖形。類似的,量子隱形傳輸依靠量子信道,量子信道是指傳輸信息的一對關聯體,相當于兩個對話機,一方的變化立即在另一個上表現出來。實物的各種信息通過量子信道瞬間傳送到接收器,然后由接收器利用這些信息“復制”一個跟原物相同的物體。與傳真相同,量子隱形傳輸也需要在接收處準備與原物一樣的材料。如果需要傳送一只金戒指,那么接收處必須準備好一樣多的黃金。量子隱形傳輸有一個顯著的特點:在接收信息的同時會不可避免地毀掉原物!因此,傳送人體會存在一定的風險——即使肉體可以傳送,思想能夠傳送嗎?
從1997年華人科學家潘建國成功傳送單光子,到2006年我國科學家楊濤、張強成功傳送多粒子的復合系統;從1998年的400米傳輸距離,到2006年的100千米傳輸距離——量子隱形傳輸技術不斷發展。也許將來某一天,瞬間傳送實物會像現在傳真一樣的輕松簡便。這樣的話,出遠門都不需要搭載飛機和火車了,人人都可以像“跳躍者”戴維一樣放出豪言:“Anywhere is possible(無處不可去)!”