還記得《星際穿越》里,庫(kù)珀在五維空間里撥動(dòng)女兒墨菲的手表指針,把關(guān)鍵數(shù)據(jù)傳回過(guò)去嗎?那個(gè)場(chǎng)景曾讓無(wú)數(shù)觀眾心潮澎湃,又覺(jué)得它只屬于科幻。但現(xiàn)在,科學(xué)家們說(shuō),這種向過(guò)去傳遞信息的方式,在物理定律上,還真沒(méi)被禁止。甚至,他們從量子世界里找到了一條可能的“捷徑”。
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時(shí)間旅行,物理允許嗎?
聽(tīng)起來(lái)像天方夜譚,但翻遍現(xiàn)有的物理定律,確實(shí)沒(méi)有哪一條白紙黑字寫著“時(shí)間旅行不行”。我們描述宇宙最好的理論——廣義相對(duì)論告訴我們,所有物體都在時(shí)空的“布料”上沿著某種路徑運(yùn)動(dòng)。其中一種可能的路徑,叫做“閉合類時(shí)曲線”。
你可以把它想象成一個(gè)莫比烏斯環(huán)式的時(shí)空跑道:一個(gè)粒子出發(fā),走向未來(lái),然后繞個(gè)圈回到過(guò)去,最終回到起點(diǎn)。理論上,物理定律允許這種環(huán)路存在。問(wèn)題在于,要在宏觀世界掰彎時(shí)空、制造出這樣一個(gè)環(huán),可能需要無(wú)窮無(wú)盡的能量,這顯然不現(xiàn)實(shí)。
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“鬼魅”的糾纏,是時(shí)間在倒流?
然而,在極其微小的量子世界里,規(guī)則不太一樣。這里有一種神奇的現(xiàn)象叫“量子糾纏”。兩個(gè)粒子一旦糾纏,無(wú)論相隔多遠(yuǎn),哪怕幾光年,對(duì)一個(gè)粒子的操作會(huì)瞬間影響另一個(gè)。愛(ài)因斯坦曾稱其為“鬼魅般的超距作用”。
怎么解釋這種“心靈感應(yīng)”?有一種思路聽(tīng)起來(lái)很大膽:也許其中一個(gè)粒子,是通過(guò)向過(guò)去發(fā)送信息,來(lái)影響另一個(gè)粒子的。換句話說(shuō),粒子B之所以“知道”粒子A的狀態(tài),是因?yàn)樗诟绲臅r(shí)候,就收到了來(lái)自未來(lái)(粒子A)的“通知”。這個(gè)想法把“超光速”的難題,轉(zhuǎn)化成了一個(gè)“時(shí)間倒流”的信息傳遞問(wèn)題。
2010年,麻省理工學(xué)院的塞斯?勞埃德教授和團(tuán)隊(duì)就想出了一個(gè)巧妙的辦法,用糾纏的粒子來(lái)模擬這種“閉合類時(shí)曲線”。他們描述的實(shí)驗(yàn),相當(dāng)于讓一個(gè)光子回到幾納秒之前,“試圖去干掉過(guò)去的自己”。這就像你突然擁有了一部能打給幾分鐘前的自己的電話。
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噪聲再大,也能“聽(tīng)清”來(lái)自未來(lái)的叮囑
當(dāng)然,現(xiàn)實(shí)很骨感。就像電話線總有雜音,這種跨越時(shí)間的通信通道也必然充滿“噪聲”,信息很難百分百準(zhǔn)確傳遞。這時(shí),《星際穿越》的劇情給了科學(xué)家啟發(fā)。
在電影里,未來(lái)的庫(kù)珀擁有過(guò)去的記憶,他知道女兒曾如何艱難地解讀那些模糊的信息。所以當(dāng)他編碼信息時(shí),就可以參考這份記憶,選擇最能讓女兒理解的方式。勞埃德教授在新論文中寫道,這正是關(guān)鍵:如果信息的接收者(過(guò)去的你)在解碼時(shí)遇到的困難,能被未來(lái)的發(fā)送者(未來(lái)的你)提前“知曉”并用于優(yōu)化編碼,那么即使通道噪聲很大,信息依然可能被清晰傳遞。
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有意思的推論來(lái)了:按照這個(gè)邏輯,向過(guò)去發(fā)送消息,可能比在正常時(shí)間里向未來(lái)發(fā)送,還要清晰可靠。因?yàn)槟阌辛恕拔磥?lái)反饋”來(lái)不斷修正。
目前,還沒(méi)有人真正造出一個(gè)物理的“時(shí)間環(huán)路”。但勞埃德教授認(rèn)為,將這個(gè)新想法轉(zhuǎn)化為量子層面的實(shí)驗(yàn),應(yīng)該不算太難。這類研究不僅能滿足我們對(duì)時(shí)間旅行奧秘的好奇,更能幫助我們理解信息如何在嘈雜的通道中傳輸,或許某天,能用來(lái)改進(jìn)我們現(xiàn)實(shí)中的通信技術(shù)。
所以,如果真能發(fā)條消息給昨天的自己,你想說(shuō)什么?是彩票號(hào)碼,還是一個(gè)簡(jiǎn)單的“別擔(dān)心”?
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