为什么我们（可能）永远不能瞬间转移

如果你对旅行中沿途的风景不感兴趣的话，那么瞬间移动绝对就是你的不二之选。想象一下，只要走入一个专用的传送器，穿越数万里的距离不过是弹指之间而已。瞬间转移时常出现在《星际迷航》等一系列科幻电影中，且《哈利波特》也向我们展示了一种瞬移的技巧。但遗憾的是，在现实世界中，人体的瞬移可能永远都无法实现。其背后的缘由来自于数个物理学的基本法则。

图1：《星际迷航》中的宇航员们在集体瞬间移动。Youtube

当我们想把某个物体送上太空，最难克服的也就是这个物体质量了，加上人类又需要额外的物资来维持生命：空气、水、食物以及其他维持生命所必要的设备。如果我们可以将一个宇航员直接瞬移到国际空间站，那么我们就不再需要发射火箭了，所以到底是是什么阻止着我们开发这种瞬间且无痛的瞬间移动技术呢？

第一，让我们趁早先忘了“瞬间”这个词吧，相对论早已告诉我们，世界上一切物质都不能以超越光速的速度移动。所以，当你瞬移的时候，还是需要一定的时间来传输的。虽然说月球与地球之间的距离在光速下不过只是一秒钟，但在宇宙中更大的尺度下，光速就显得不是那么快速了。然而如果我们只是从地球上的一点到另一点的话，‘瞬间’这个概念还是可以站得住脚的。即使在《星际迷航》中，宇航员们也只是在地球和绕地轨道之间或是宇宙飞船之间瞬间移动。

图2：光从地球到宇宙中各个地点所需的时间。Zosmun

真正麻烦的问题牵扯到你想要瞬移什么以及用什么技术实现瞬移。在科幻小说和电影中，一台空间瞬移机器可以将乘客传输穿过固体障碍。可是在现实世界中，我们不能将物质粒子穿透过绝大部分的材料，因为它们将会与材料内的原子发生很强的交互反应。这就是想要在我们的世界实现瞬移最核心的问题：构成我们身体的物质遵循着一系列物理法则，且正是这些物理法则阻止着我们穿越空间以及穿透空间中的重重障碍。

另一个问题则关乎能量，假设你想从空间中的一点移动到另一点（两点之间并无障碍物），我们总是要消耗能量的，不论是燃烧化学能量（使用我们的肌肉走路）还是其他的方式。瞬移的一个特点就是其只在移动的最后消耗能量，而不在其过程中，但是如之前所说，只要涉及到移动，总归是有能量消耗的。

《星际迷航》中的瞬移是先将人的身体分解成无数个基本粒子，然后再在终点将它们重新组合成身体。且不说这样做会不会杀掉这个瞬移者，其所需要的能量就极其巨大。换句话说，如果想让瞬间移动技术听起来更加合理，我们先需要找到可以平衡能量问题的方法。如果瞬间移动所需的能量比传统火箭还多得多，那么瞬间移动就只能存在在科幻世界之中。

图3：传统的火箭需要大量的能量。Space

看到这里的你，是不是认为瞬间移动彻底没戏了？不要灰心，科学家们虽然没有发明出可以让瞬间传输人的技术，他们却开发了出类似的技术----量子遥传。量子遥传涉及到传输某种粒子的‘量子态’（通常是光子），科学家们认为在未来，这种传输方法是可以保证信息安全的。这种技术的核心在于，从量子力学的角度来说，所有同种类的粒子都是完全相同的。

比如宇宙中的每个电子在质量、带电量以及其他等等方面都是一样的。也就是说，如果我们可以复制一个电子的状态到另一个电子，那不就等于是将这个电子传输了吗？人类的身体相比电子当然要复杂太多了。平均每个人身上都有着超过10^28个原子（也就是1后面加上28个0），而一个人身上的量子状态包括了这些原子的组合方式，从DNA的构成到皮肤和骨头，无一不被囊括。这些数据简直太巨大了，以至于没人想过将它们全部传输以实现瞬间移动。

而这还不是最难的环节，接下来我们还需要把这些数据重新排布且组合成一个完整的人。一些研究者曾经估算过，光只是解码我们的大脑就需要10^42个彼特。后续我们还会有道德与哲学上的问题，因为将一个人分解并重新组合起来这个过程很可能杀死这个人，那么被传输后的这个人还是原来的那个人吗？抑或是另一个人了呢？所有以上的论点与论据共同给了我们一个悲伤的结论：在没有新发现可以推翻我们现有的物理秩序之前，瞬间移动是不可能的。我们仍需继续在科学上用不同的视角来审视我们所处的宇宙，以期更深入地了解它。

作者: Maksim Rumiantsev

FY: 神灵之踹

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