在科幻著作《三体》中,描述了一种非常高端的科技:三体人向地球发射了具备智能的智子来锁死人类科技,并实现了4光年距离的星际实时通讯。这种奇思妙想确实非常具有想象力,在科幻著作中无可厚非。但是,从科学角度来说,星际实时通讯其实是不可能实现的,这是为什么呢?
首先,基于相对论的原理,宇宙间任何信息的传播都有一个极限速度,这就是宇宙的上限速度:光速。相对论提出,任何有效的信息传播都不能高于这个上限,这是爱因斯坦为我们定下的宇宙基本定律。如果超越了这个极限速度,时光就将会倒流,从而出现一系列悖论,违反宇宙的因果定律。
但是,我们知道,书中提到的智子是以量子纠缠方式来实现实时通讯的,那么,这有可能实现吗?量子纠缠是一种无视空间距离的瞬间反应机制,可以让两个相隔任意距离的粒子实现信息传递!这能不能用来进行实时通讯呢?
其实,这也是行不通的。这是因为,两个相互纠缠的粒子,比如说这个智子,其纠缠的基本过程是:在被观测之前,两个相互纠缠的智子都是处于叠加态的。然后,在某一个智子被观测时,两个智子就同时坍缩了。它们以随机的方式,一个坍缩为信息0,一个坍缩为信息1。而这里的关键是:坍缩是随机的!也就是说,我们无法控制一个粒子坍缩为0还是1,也就无法利用量子纠缠发送确定的、有意义的信息。
比如,三体人想要和地球人说一句话,表示同意在某个时间向地球进军。假定它们提前商定好,发送1是确认进军,0是否认进军。那么,它如何发送一个1呢?三体人无法控制这个粒子,使它一定坍缩为1,因而也就无法发送自己想要进军的信息。
地球人接收到的将是一个随机的数字,0或者1,也就无法知道三体人到底是同意还是不同意。它们还需要再通过经典途径来确认一下才行,比如打一个以光速传播的星际电话,这样的话,信息的传播还是无法超越光速。量子通信可以基于其观测即坍缩的原理实现绝对的保密性,但却无法做到无限距离的实时通讯。
当然,这并不妨碍我们的科学幻想,在书中,一个质子曾经被展开额外的维度,蚀刻上电路又恢复,成为了一个“智子”。在一个质子的维度展开又恢复的过程中,到底发生了什么?这个质子算不算是一个宏观物体?恢复正常的质子还能否再实现量子纠缠态?这都不好下论断。只能说依据现有的科学理论,还不允许星际距离的实时通讯。
但是,人的想象力才是最重要的,徜徉在幻想的宇宙海洋中,也非常美妙而有意义,不是吗?