第一個蟲洞或將誕生!反傳輸技術讓時空隧道可行,你敢不敢嘗試?

宇宙的祕密 發佈 2024-03-06T14:43:05.426020+00:00

我們是否可以穿越時空,到達過去或未來?我們是否可以跨越遙遠的星系,與其他文明交流?很多人肯定曾經想過,如果能夠穿越時空,去到遙遠的地方或者古老的時代,會是什麼樣的感覺。也許你會想去見證恐龍的滅絕,或者和曹操共進一杯茶,或者探索銀河系中其他文明的奧秘。

我們是否可以穿越時空,到達過去或未來?

我們是否可以跨越遙遠的星系,與其他文明交流?


很多人肯定曾經想過,如果能夠穿越時空,去到遙遠的地方或者古老的時代,會是什麼樣的感覺。

也許你會想去見證恐龍的滅絕,或者和曹操共進一杯茶,或者探索銀河系中其他文明的奧秘。這些幻想聽起來很美妙,但是在現實中是否有可能實現呢?

在物理學中,有一個概念叫作蟲洞(wormhole),它是指連接兩個不同區域或者兩個不同時刻的時空隧道。如果存在這樣的蟲洞,並且我們能夠通過它們旅行,那麼我們就可以實現上述的幻想。


然而,要實現這個目標並不容易。根據愛因斯坦的廣義相對論,蟲洞需要極端的條件才能存在,比如奇點、暴漲場或負能量密度等。而且即使存在蟲洞,它們也可能非常微小、不穩定或不可穿越。因此,在經典物理學中,蟲洞更像是一種數學上的奇異解而非真實存在。


但是,在量子力學中,情況可能有所不同。量子力學描述了微觀世界中粒子和場的行為,並揭示了許多奇妙而又反常識的現象。例如,在量子糾纏中,兩個相距甚遠但相互關聯的粒子可以共享某些屬性,並在測量時表現出即時反應。這種現象被愛因斯坦稱為「鬼魅般的超距作用」,並被許多人認為可以超越時空限制。

另一個例子是量子隧穿,即粒子有一定概率穿過本來不應該能穿過的勢壘,就像鬼魂一樣。這種現象在微觀尺度上很常見,但在宏觀尺度上卻很罕見。

那麼,在量子力學中,蟲洞是否也有可能存在呢?

量子蟲洞的確是這樣一種可能實現時空穿越的理論模型。它是指連接兩個不同地點或時刻的超空間隧道,就像一個蟲子在蘋果內部鑽洞一樣。如果我們能夠建造或控制一個穩定的量子蟲洞,那麼我們就可以利用它進行快速旅行或信息傳輸。


最近,一位英國物理學家哈蒂姆·薩利赫(Hatim Salih)就提出了一個全新的蟲洞模型,他稱之為「反傳輸」(counterportation)。這個模型利用了一種特殊的量子計算機,可以在不交換任何粒子或能量的情況下,在兩個地點重構一個複雜的量子對象。他認為這種方法可以實現一個可穿越、可探測、可控制的蟲洞,並且可以用目前已有或即將擁有的技術來實現。

那麼,什麼是反傳輸呢?

它是由英文「反事實」和「運輸」兩個詞組合而成的一個新詞。運輸的部分很容易理解,就是把一個物體從一個地方搬到另一個地方。而反事實的部分則來自於一種叫做反事實通信的概念,它是一種在不交換任何粒子的情況下,在兩個地點之間發送信息的方法。這聽起來似乎違背了物理學的基本原理,但其實它利用了量子力學中的一種現象,叫做量子隱形傳態(quantum counterfactuals)。


量子隱形傳態是指,在某些情況下,一個量子系統可以在沒有發生任何物理事件的情況下,改變自己的狀態。例如,如果我們有兩個相距很遠但相互糾纏的粒子A和B,並且我們對A進行一次測量,那麼B也會立即改變自己的狀態,以保持與A一致。但這並不意味著A和B之間有任何信息或能量傳遞,因為我們無法控制A測量出來的結果,也無法從B得到任何關於A的信息。這只是純粹的量子關聯,並不違反因果律或相對論。

但如果我們把這個過程稍微複雜化一點,就可以利用它進行反事實通信。具體來說,我們可以在A和B之間加入一個中間節點C,並且讓C有一定概率阻擋或放行從A發出的信號。如果C阻擋了信號,則表示C向B發送了0;如果C放行了信號,則表示C向B發送了。但這裡有一個關鍵之處:無論C是否阻擋信號,都不會影響到B最終測量出來的狀態。這就意味著,B可以通過檢查自己的粒子是否改變了狀態,來判斷C是否阻擋了信號,從而獲得C發送的信息。但這裡的關鍵之處是,B只能在A測量後才能知道這個信息,否則就會違反因果律或相對論。而且,在整個過程中,沒有任何粒子或能量從C到B。


這種反事實通信的方法已經在實驗室中得到了驗證 ,但是,它還有一個更令人驚訝的應用:反傳輸。

反傳輸是指,在不交換任何粒子或能量的情況下,在兩個地點重構一個複雜的量子對象。例如,如果我們有一個由許多粒子組成的物體,並且我們對每個粒子進行一次測量,並把測量結果發送給另一個地點。那麼,在另一個地點,我們可以利用反事實通信的方法,把相同數量和類型的粒子調整成與原來物體相同的狀態。這樣,我們就完成了一個反傳輸過程,並且沒有任何粒子或能量從一個地點到另一個地點。


反傳輸的過程可以用一個簡單的類比來理解:假設我們有兩個相同的拼圖盒子,每個盒子裡有許多拼圖碎片。我們把其中一個盒子放在A地點,另一個盒子放在B地點。然後,我們在A地點打開盒子,並隨機拿出一塊拼圖碎片,並把它的形狀和顏色記錄下來,並通過電話告訴B地點。接著,在B地點,我們也打開盒子,並從中找出與A地點相同的拼圖碎片,並把它放在桌上。這樣,我們就完成了一次反傳輸過程,並且沒有任何拼圖碎片從A到B。


當然,這個類比並不完美,因為它忽略了量子力學中的一些重要特徵,比如不確定性、疊加態和糾纏等。但它可以幫助我們直觀地理解反傳輸的基本思想:通過測量和通信,在不交換任何物質或能量的情況下,在兩個地點重構一個對象。


那麼,反傳輸和蟲洞有什麼關係呢?

薩利赫認為,如果我們把反傳輸過程中涉及到的所有粒子都看作是一個整體,並且忽略掉測量和通信這兩個步驟,那麼我們就可以認為這些粒子構成了一個蟲洞。也就是說,在蟲洞的兩端,分別有一組相同數量和類型的粒子,並且它們之間存在著某種神秘而強大的聯繫,使得其中一組粒子改變狀態時,另一組粒子也會跟著改變狀態。而且,在整個過程中,並沒有任何物質或能量穿越蟲洞。


薩利赫認為,這種方案是可行的,且可行性很高,並且已經有一些實驗室正在嘗試實現它。如果成功了,那麼我們就可能創造出人類歷史上第一個可穿越、可探測、可控制的蟲洞,並且開啟一個全新而神奇的時空之旅。

總的來說,可逆性量子蟲洞的發現,是量子科學和技術領域的一次突破,為未來的相關發展提供了重要的思路和方法。除了在量子計算和通信方面的應用,可逆性量子蟲洞還有其他一些可能的應用前景,比如用於探索宇宙學、高能物理學和黑洞等領域的研究。反傳輸和蟲洞可以為人類探索宇宙、尋找外星生命、實現星際旅行等提供新的可能性和機遇


科學家們也相信,這種新型量子蟲洞的發現,將會推動量子科學和技術的發展進程,為人類社會帶來重大的影響。

對了,如果你對量子力學十分感興趣,建議閱讀暢銷科普書《量子和粒子物理學何以解釋一切》,一定讓你大開眼界,打開一個量子新世界的大門!

最後總結下,這項技術目前還處於實驗室研究階段,並需要更多的研究來驗證其可行性。而且還面臨著其他領域的挑戰,比如,一些重要的倫理和安全問題,因為

  • 反傳輸和蟲洞可能會被用於非法或不道德的目的,比如竊取信息、破壞系統、暗殺目標等,從而危害社會秩序、安全和正義。
  • 反傳輸和蟲洞可能會對時空結構造成不可預測或不可逆轉的影響,比如產生奇點、裂縫或泡沫等,從而危及自然平衡、穩定和完整。
  • 反傳輸和蟲洞可能會引發人類對自身身份、地位和意義的困惑或危機,比如是否存在多重現實、自由意志或靈魂等,從而危及人類的精神健康、價值觀和道德觀。

但人類社會的發展,歷來都是走一步看一步,可能在這些問題沒想清楚之前,我們就會到達這種技術實現的那一天。然後所有人不得不捲進歷史洪流,親身面對,並去和這種現實共存。

話說回來,

你會支持 量子蟲洞技術成為現實麼?

如果真的可以穿越,你回到過去 最想做的事是什麼?

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