人体瞬间移动可行性有多大？科学家观察到量子隧穿效应

瞬间移动常出现在科幻作品中，能够瞬间隐形转移到某个位置。一直以来，人们都希望能够使用科学技术，实现人类的瞬间移动，拥有这种不可思议的超能力。某种程度上来说，瞬间移动不单单是科幻，而是有科学依据的。自从人类开始有这个想法以来，科学家们已经研究了很多年。近日，奥地利因斯布鲁克大学物理学家罗伯特·怀尔德首次在实验中观察到量子隧穿效应，这是有史以来观察到的最慢的带电粒子反应。该团队选择氢元素来进行实验，他们将氢的同位素氘引入离子阱，将其冷却，然后用氢气填充离子阱。由于温度非常低，带负电的氘离子缺乏能量与氢分子以传统方式进行反应，但却可以在非常罕见的情况下通过碰撞发生反应。

当氢分子和带电的氘原子发生碰撞时，这一交换质子的过程可以称为隧穿，但这种情况在 100 亿次碰撞中只会发生一次。“由于量子力学波的特性，量子力学允许粒子突破能量势垒，并发生反应。在经典力学中，当一个运动的物体遇到一个障碍物的时候，它就需要从障碍物的顶部翻过去才可以通过，而这个现象从能量的角度来说，这个运动的物体如果具备的能量低于障碍物顶部的势能，那么这个物体就无法通过障碍物。然而在量子力学中，这样的理解却是错误的，如果把这个运动的物体换成量子世界里的微观粒子，那么会发现在自身能量不足的情况下，这种微观粒子是有一定的概率直接穿过这个障碍物的。本期内容我们以现有的科学水平以及现有的科学认知上来分析一下人体瞬间移动可行性到底有多大。

在我们日常生活中常常听到这样一句话，遇事不决，量子力学。从这句话我们就可以看出，在物理学中所涉及到量子力学领域的概念，有许多都让科学家们琢磨不透，但恰恰正是这些让科学家没有十足把握攻克的物理难题，却反而可以带领我们现在的人类超越现在的认知。本期所聊到的人体瞬间移动可行性的猜想，其中最可能实现的物理学概念就是量子力学。如果用一个词语形容量子力学，恐怕只有用“诡异”两字了。而量子纠缠确是量子力学中最诡异的现象之一。量子纠缠表明，两个粒子发生纠缠后，它们之间就会有一种特殊的紧密联系，这种联系，不管两个粒子距离多远，即使是在银河系的两端也能始终保持着。只要其中一个粒子的状态发生变化，另一个粒子也能立即发生相应的状态变化。这种状态的相应变化是跨越空间的超光速变化，因此爱因斯坦将其称之为“幽灵般的超距作用”。也就是说，如果你观测其中一个电子发现它是自旋向上的，那么另外一个边的电子？

一定是自旋向下的，而且其中任意电子的状态是随机分布的，但无论你观察时它处于什么状态，另外一个电子的自旋总是和它相反。虽然理论上感觉非常不可思议，但量子纠缠确实被证实了。证明量子纠缠的实验有很多种，其中最著名的是贝尔不等式的检验。贝尔不等式是一种基于局部实在性假设的数学公式，它限制了两个相隔很远的物理系统之间的相关性。如果实验观测到的相关性超过了贝尔不等式的界限，那么就说明局部实在性假设是错误的，也就意味着量子纠缠是真实存在的。第一个检验贝尔不等式的实验是由弗里曼和克劳泽于1972年进行的。他们利用两个极化光子源和四个极化分析器来测量两束光子之间的相关性。他们发现了与贝尔不等式相矛盾的结果，从而为量子纠缠提供了强有力的证据。后来，还有许多其他类型和更精确的实验来检验贝尔不等式和量子纠缠，例如使用原子、离子、电子、中微子等粒子作为纠缠系统。

这些实验都表明了量子力学对于非局部现象和纠缠现象的正确性，并且排除了各种可能存在的隐变量或环境干扰因素。后来物理学家在实验室中成功利用仪器实现了单个量子态的超距传输，也就意味着“瞬间移动”的理论基础已经确凿无误，随后，1997年，奥地利科学家首次实现光子的隐形态传输。后来在2012年，国际科学小组成功实现间隔143公里的量子隐形态传输。最后在2016年，潘建伟教授项目组，成功实现“多自由度量子体系的隐形传态”。这个技术可以让异地获知对方的量子状态，真正开启了量子传输技术的大门。看到这里，细心的朋友也许发现了，瞬间移动是不是要实现了，从理论上来说，这种可能性确实存在，但实际操作难度极大。首先，量子传输的是信息，而构成人体的量子从数量上来说极其巨大，其承载的信息之丰富更是难以想象，要传输如此庞大的信息量，几乎不可能实现。其次，只有已经处于纠缠态的两个量子才能进行传送。如果你想实现瞬间移动，就需要在目标区域预先设置好和你本人量子处于纠缠态的量子，然后进行信息传输，而不是理想中的想到哪就到哪。

除此之外，瞬间移动有一个最大的问题需要科学家解决。那就是：量子传输之后，被“制造”出来的那个人，还是原先的自己吗？因为这件事看上去，就像是读取自己的生物信息，在另一个地方“制造”一个相同的自己而已。如何确保那个“新产生的人”，和原来的自己是记忆想通呢？或许这将是瞬间移动技术需要解决的最大难题！不得不说，量子力学的出现其影响已经超出了物理学的范畴，也给我们带来了无限的可能。它迭代你的既有认知，体会世界观不断被颠覆思维方式被启发的过程，它改变了整个物理世界的基本思想，改变了人们的直觉和传统认知。正如量子力学大师费曼所说，没有人懂量子力学，如果你觉得懂了，那肯定不是真懂，可见量子力学到底有多么恐怖，多么不可思议。好了，本期内容到此结束，小伙伴们，对于量子力学有什么不一样的看法？请在留言区留言讨论！我是探索宇宙，我们下期再见。