為什麼我們永遠不能瞬間轉移

如果你對旅行中沿途的風景不感興趣的話，那麼瞬間移動絕對就是你的不二之選。想像一下，只要走入一個專用的傳送器，穿越數萬裡的距離不過是彈指之間而已。瞬間轉移時常出現在《星際迷航》等一系列科幻電影中，且《哈利波特》也向我們展示了一種瞬移的技巧。但遺憾的是，在現實世界中，人體的瞬移可能永遠都無法實現。其背後的緣由來自於數個物理學的基本法則。

圖1：《星際迷航》中的太空人們在集體瞬間移動。Youtube

當我們想把某個物體送上太空，最難克服的也就是這個物體質量了，加上人類又需要額外的物資來維持生命：空氣、水、食物以及其他維持生命所必要的設備。如果我們可以將一個太空人直接瞬移到國際空間站，那麼我們就不再需要發射火箭了，所以到底是是什麼阻止著我們開發這種瞬間且無痛的瞬間移動技術呢？

第一，讓我們趁早先忘了「瞬間」這個詞吧，相對論早已告訴我們，世界上一切物質都不能以超越光速的速度移動。所以，當你瞬移的時候，還是需要一定的時間來傳輸的。雖然說月球與地球之間的距離在光速下不過只是一秒鐘，但在宇宙中更大的尺度下，光速就顯得不是那麼快速了。然而如果我們只是從地球上的一點到另一點的話，『瞬間』這個概念還是可以站得住腳的。即使在《星際迷航》中，太空人們也只是在地球和繞地軌道之間或是宇宙飛船之間瞬間移動。

圖2：光從地球到宇宙中各個地點所需的時間。Zosmun

真正麻煩的問題牽扯到你想要瞬移什麼以及用什麼技術實現瞬移。在科幻小說和電影中，一臺空間瞬移機器可以將乘客傳輸穿過固體障礙。可是在現實世界中，我們不能將物質粒子穿透過絕大部分的材料，因為它們將會與材料內的原子發生很強的交互反應。這就是想要在我們的世界實現瞬移最核心的問題：構成我們身體的物質遵循著一系列物理法則，且正是這些物理法則阻止著我們穿越空間以及穿透空間中的重重障礙。

另一個問題則關乎能量，假設你想從空間中的一點移動到另一點（兩點之間並無障礙物），我們總是要消耗能量的，不論是燃燒化學能量（使用我們的肌肉走路）還是其他的方式。瞬移的一個特點就是其只在移動的最後消耗能量，而不在其過程中，但是如之前所說，只要涉及到移動，總歸是有能量消耗的。

《星際迷航》中的瞬移是先將人的身體分解成無數個基本粒子，然後再在終點將它們重新組合成身體。且不說這樣做會不會殺掉這個瞬移者，其所需要的能量就極其巨大。換句話說，如果想讓瞬間移動技術聽起來更加合理，我們先需要找到可以平衡能量問題的方法。如果瞬間移動所需的能量比傳統火箭還多得多，那麼瞬間移動就只能存在在科幻世界之中。

圖3：傳統的火箭需要大量的能量。Space

看到這裡的你，是不是認為瞬間移動徹底沒戲了？不要灰心，科學家們雖然沒有發明出可以讓瞬間傳輸人的技術，他們卻開發了出類似的技術----量子遙傳。量子遙傳涉及到傳輸某種粒子的『量子態』（通常是光子），科學家們認為在未來，這種傳輸方法是可以保證信息安全的。這種技術的核心在於，從量子力學的角度來說，所有同種類的粒子都是完全相同的。

比如宇宙中的每個電子在質量、帶電量以及其他等等方面都是一樣的。也就是說，如果我們可以複製一個電子的狀態到另一個電子，那不就等於是將這個電子傳輸了嗎？人類的身體相比電子當然要複雜太多了。平均每個人身上都有著超過10^28個原子（也就是1後面加上28個0），而一個人身上的量子狀態包括了這些原子的組合方式，從DNA的構成到皮膚和骨頭，無一不被囊括。這些數據簡直太巨大了，以至於沒人想過將它們全部傳輸以實現瞬間移動。

而這還不是最難的環節，接下來我們還需要把這些數據重新排布且組合成一個完整的人。一些研究者曾經估算過，光只是解碼我們的大腦就需要10^42個彼特。後續我們還會有道德與哲學上的問題，因為將一個人分解並重新組合起來這個過程很可能殺死這個人，那麼被傳輸後的這個人還是原來的那個人嗎？抑或是另一個人了呢？所有以上的論點與論據共同給了我們一個悲傷的結論：在沒有新發現可以推翻我們現有的物理秩序之前，瞬間移動是不可能的。我們仍需繼續在科學上用不同的視角來審視我們所處的宇宙，以期更深入地了解它。

作者: Maksim Rumiantsev

FY: 神靈之踹

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