近日读到一篇文章:《量子治痛经:原来是骗子被骗子骗了》,开头有首打油诗:“穷靠变异,富靠科技;遇事不决,量子力学;解释不通,穿越时空;篇幅不够,平行宇宙;资金见底,故事重启。”此诗刻画了当今部分商业骗子的窘态:一旦行骗不灵,就搬出“量子”名头,利用人们对量子科技一知半解、神秘感十足的心理状态,误导消费者,试图蒙混过关。那么,量子究竟是啥?
从称谓来看,量子貌似是与原子、电子、光子具有同样性质的“粒子”,实际完全不是一回事。量子并非粒子,而是指那些粒子身上某种不连续、一份一份的共性。例如:我们说“光是量子的”“原子是量子的”,是指光和原子本身运动起来不是连续的,而是一个个分散起来行动——这与数学中的连续和离散,异曲同工。
具有了这种性质,粒子们工作起来,就难以满足宏观世界的牛顿运动定律,只能遵照微观世界规则——海森堡不确定性原理,也就是无法同时测出它们的位置和速度,只能精确衡量其一。位置准了,速度就不准,反之亦然,如参商二星,精准“约会”异常艰难。如此一来,粒子未来怎么“流窜”,跑得多快,也就无从精准得知。其实,微观粒子本没有确定的“奔跑”路线,而是似云似雾,弥漫各处,很有诗意。
诗意飘散的结果,就是量子原理可应用于各行各业,发挥无穷威力,比如激光。激光的产生,如同雪崩。众所周知,雪山山坡常年堆着厚厚积雪,当遇到外部诱因,某层一小块雪滑了下来,下一层雪会随之同频共振,如此传至再下一层,如多米诺骨牌,最终爆发出视觉效果奇佳的雪崩盛宴;原子同理,通过外力,将一个光子“砰”一声打入原子,诱惑原子中的电子从高轨道“跳”至低轨道,同时发出与那个光子能量一致的新光子。而这两个光子再打入两个新原子,又变出4个同样的光子,如同《哈利·波特之死亡圣器》中那个被施了魔法的圣杯,不断复制,蹦蹦跳跳地就形成了原子世界的雪崩效果,产生巨量光子。这些光子身携同样能量,聚在一起,齐心协力,发出同样频率——激光就如此诞生了。既美妙,又富有神韵。
更高级者,是量子传输技术。上世纪80年代,有物理学家发现了“量子不可克隆定理”,即没有任何东西可以在量子世界完全复制。原子、电子、分子这样级别的粒子,不能拷贝,但可以传输。如此,我们能复制一个微小物体的全部信息,造出一模一样的产品,但与经典宏观世界不同的是:原件会灭亡,只保留复制品。最终,一件物体会从原位置消失,在空间另一处突然冒出来。理论上,如果掌握这种瞬时量子传输技术,就可以实现《星际迷航》中的时空旅行和瞬间移动:船长走进房间,一束光打在身上,人消失了,又出现在另一个地方。
资料显示,以目前科技水平,仅能做到一次性传输12.8万个原子。而一个人体内有7000亿亿亿个原子,不要说瞬间移人,就是传一瓶牛肉罐头都很遥远。因此,如果听到利用量子传输了一件物品之类的消息,一定是谣言。
不过,随着科学技术飞速发展,未来,我们认识世界运行的规律和方式,将随着量子应用日新月异而更上一层楼。