《三體》中智子傳遞信息不是超光速了？如何解釋這一現象？

01-27

當然你說是情節需要…就當我沒問以下是補充 0215: 由於三體是我之前看的現憑記憶整理出幾點語言表達不準確請見諒有不正確的地方請指出 1 三體和地球的距離是四光年就算智子嚮往地球進發的艦隊光速傳遞信息怎麼也要一年半載的吧怎麼實現把地球的信息傳遞給艦隊和對三體人命令的及時執行呢？ 2 我記得書中有提到地球的科學家們算出水滴被發射出的時間正是羅輯在大會上提出他的「咒語計劃」（忘記原文是怎麼描述這裡的了但是看過的人應該都會懂得起）的時候也正是說明了地球上的行為可以立即傳遞到三體人那裡如果沒有超光速這要怎麼完成？以及信息的超光速傳輸是可能完成的嗎？

謝邀。首先擺結論：確實超光速了。也不是情節需要。而是這部小說中屬於「科學幻想」的部分。

我們來看原文。

「能讓它縮回十一維，變成普通質子大小嗎？」元首問。
他的話音未落，科學執政官就驚恐地對智子喊道：「注意，這不是指令！！」

智子一號明白。
「元首，如果縮回十一維，我們就永遠失去它了。當智子縮減到普通微觀粒子的大小時，它內部的感測器和I/O介面將小於所有電磁波的波長，這就意味著它無法感知宏觀世界，也無法接收我們的指令。」
「可我們最終是要讓它恢復為一個微觀粒子的。」
「是的，但那要等到智子二號、三號和四號建成。一個以上的智子，能夠通過某些量子效應，構成一個感知宏觀世界的系統。舉個例子：假設一個原子核內部有兩個質子，它們相互之間會遵循一定的運動規側，比如自旋，可能兩個質子的自旋方向必須是相反的。當這兩個質子被從原子核中拆開，不管它們相互之間分離到多大距離，這個規則依然有效；改變其中一個質子的自旋方向，另一個的自旋方向也必然立刻做出相應的改變。當這兩個質子都被建造成智子的話，它們之間就會以這種效應為基礎，構成一個相互感應的整體，多個智子則可以構成一個感應陣列，這個陣列的尺度可以達到任意大小，可以接收所有頻段的電磁波，也就可以感知宏觀世界了。當然，構成智子陣列的量子效應是極其複雜的，我這種說明只是個比喻而已。」

加粗的這段話，就是大劉對智子超光速通信的原理構思。

既然說到這裡，我順便多說一句吧，我覺得這個例子可以很好地解釋軟硬科幻的區別。在確定的「質子自旋方向一定相反」這類已經確定的科學原理基礎上，來幻想一種技術。這就是硬科幻。

更新一下，答完題發現這題有新回答。有朋友說這是硬傷。那如果這也是硬傷的話，半人馬三星由於質量區別比較大，其實是個運動比較穩定和規律的三星系統，根本沒有亂紀元，這算不算硬傷呢？這要算硬傷的話，整個《三體》三部曲就不用看了。

我以為，硬傷的定義應該是「在作者及作品的設定下，仍然無法自圓其說的bug」，這才叫硬傷。比如《鯨歌》里的鯨居然有牙。至於科學原理講不通也要算硬傷的話，那還看什麼科幻小說？

按照書中的設定，確實是超光速了。

至於解釋。。。根據 @王立洲上面貼出的原文，可以看出是大劉一貫的「一本正經說瞎話」（笑~）

一個以上的智子，能夠通過某些量子效應，構成一個感知宏觀世界的系統。舉個例子：假設一個原子核內部有兩個質子，它們相互之間會遵循一定的運動規側，比如自旋，可能兩個質子的自旋方向必須是相反的。當這兩個質子被從原子核中拆開，不管它們相互之間分離到多大距離，這個規則依然有效；改變其中一個質子的自旋方向，另一個的自旋方向也必然立刻做出相應的改變。當這兩個質子都被建造成智子的話，它們之間就會以這種效應為基礎，構成一個相互感應的整體，多個智子則可以構成一個感應陣列，這個陣列的尺度可以達到任意大小，可以接收所有頻段的電磁波，也就可以感知宏觀世界了。當然，構成智子陣列的量子效應是極其複雜的，我這種說明只是個比喻而已。

大劉又一次把微觀世界的量子物理中的一些概念去掉量子物理的核心觀念拿到了宏觀世界，打個比方吧。

量子糾纏這個現象是指：把一枚硬幣切成正面和反面，如果這兩面是量子糾纏的，那把它們分別打包郵寄給宇宙兩頭的兩個人，當一個人打開包裹看到自己收到的硬幣是正面時，那在之後的任意時間宇宙另一端的那個人打開包裹將發現硬幣必然是反面的。而且被觀測後，量子糾纏態就消失了。
大劉則是給了宇宙兩邊兩個人各一枚神奇的硬幣，一個人把硬幣變為正面，嗖~宇宙另一端的那枚自動就變成反面了。於是乎我變出個正反反正反，只要咱們約定正是1，反是0，那麼我們就能以超過光速不知道多少倍的速度傳遞這條信息：10010了。

。。。。。。二者有關係嗎？

在我看來完全沒有，不過大劉把神奇的硬幣這種奇幻的東西換成了（神奇的）質子，就變得科幻味十足了。

對於科幻寫作而言，這個點子還是不錯的。。。問題是

居然有人覺得這是物理。。。
（神奇的）質子把黑暗森林理論駁斥的體無完膚。。。

我覺得第二點才是大家覺得（神奇的）質子（製作而成的智子）是一個硬傷的原因吧。

蝕刻質子這個假設首先破壞的不是光速不能被超越，而是量子理論中的全同性假設。大劉是把質子當小物塊處理了，但是他忽略了，質子作為一種基本粒子，它是全同的（從這裡看，大劉是不太懂量子場論的，而且，從他以往的小說看，他對量子概念應用的也很少）。在場論中，不超光速則意味著全同性定理。或者說，一個質子是不能拆改的，如果要蝕刻質子，一定是對宇宙中的一切質子進行蝕刻，三體人還沒辣么nb。

所以這個應用了弦論推論的假設違背的是弦論的根基量子場論，不成立。

——————發現自己評論的比答案還長所以蹦蹦跳跳的分割線——————

全同性是啥？

我們在量子力學中處理的問題是一個粒子或幾個粒子，但是我們發現用量子力學算出來，這些粒子是有可能超光速的，這就違反了相對性。這是我們不能容忍的，於是我們考慮了場，就是說是有一個場在控制著所有粒子，不停的生滅過程中，所有的同類基本粒子都是全部相同的，都受同一個生滅算符掌控，那麼他們就不存在某個電子這一秒在這裡，那一秒在天馬星座打流星拳，而是我就會這樣看待問題：剛這一秒在這裡有個電子，而下一秒在剛才電子的旁邊的那個電子就是剛剛這一秒在這裡的電子，他只在場的影響下移動了這麼一點點，而不是跑到了天馬星座。（按照量子力學確實可能到了天馬星座，但是我們不關注這個事情，這件事情被全同概念覆蓋了。）

量子性，非全同性和相對性，這三個性質只能滿足兩個，不可能有一個理論將他們同時滿足。

另外，我覺得科幻小說的設定與最前沿的物理研究相悖並不影響科幻小說的價值。

注意

三體和大劉其他所有的小說沒有區別

不是如此設定是為情節需要

而是，如此情節是為了設定需要

設定腦洞才是劉慈欣小說的表達核心，而不是情節

智子這個概念本身就是三體小說的一個核心，和水滴、和曲率引擎，和黑暗森林法則背後的宇宙邏輯（注意不是什麼現實化的狗屁政治演繹人性聖經），一樣的，是科幻小說之所以為科幻小說的核心

科幻你不當小說，你寫成詩詞，寫成劇本它還是科幻，但小說你沒有科幻那就只是小說，就失去了核心趣味

所以這就是一個設定，甚至並不是為了情節合理而做的設定，而是，有了這樣的設定，才有了更大的腦洞去做超距通信，而這種設定本身的概念跟進，需要一個情節來包裝，所以就會這麼寫

或者說從另一個角度說，最大的設定是外星人侵略地球，然後往裡填情節，但是在這裡發現啊這個情節裡面我正好可以放置一個腦洞，然後根據這個腦洞把這個情節補完，大致是這樣的邏輯

而不是像其他的小說那樣「為了情節繼續而做設定」，比如在實力對攻膨脹下給主角開掛這種常用套路

所以說，智子傳遞信息是不是超光速了？是。

為什麼？因為上一個設定——外星人通過技術封鎖進行侵略準備（注意不是情節，而僅僅是設定），需要一個腦洞去構建這個設定的細節設定，那麼大劉有這個腦洞，於是就加上去了

為什麼不合理？

請參考劉慈欣的科幻評論文章《無奈的和美麗的錯誤——科幻硬傷概論》，其中有關於所謂的「硬傷」和「從科學與美學邏輯出發但不是很符合當下技術現實的必要設定」之間的重要區別

甚至舉了幾個作為最根本的「偉大的硬傷」的例子

我自己看完《三體》以後，也對量子通信這件神奇的事情產生了興趣，於是在空餘時間學習了一下量子物理。

可以告訴大家的是，量子通信的確違背了相對論，相對論禁止超光速傳遞信息，而在目前看來，相對論是難以撼動的。

更深一層的原因如下：

大劉在原文寫道：「改變其中一個質子的自旋方向，另一個的自旋方向也必然立刻做出相應的改變」

這句話中最關鍵的錯誤是：改變其中一個質子的自旋方向。然而事實是，我們是無法準確的操控一個粒子的狀態的，由於不確定原理，我們甚至不能準確測量一個粒子的狀態。

我們能做的只是在不確定原理約束下觀測一個粒子的狀態，而在觀測時，這個粒子呈現什麼狀態是隨機的！這個狀態出現的概率是由薛定諤方程所描述的。

《三體》作為一部偉大科幻的重要價值是毋庸置疑的，然而作為硬科幻，在這裡確實出現了硬傷：

一方面，《三體》的很多情節都明確地依據了相對論（黑洞，時空跨越，光粒打擊等），

另一方面，量子即時通信又明確地違背了相對論，以及量子理論。

=============================

我覺得大劉寫出來量子通信有兩方面作用：

1、一方面量子通信很酷，這點是科學幻想的關鍵，也是科幻最吸引人的部分；

2、另一方面，這對於情節發展至關重要，要在天文學距離上寫小說，時間是一個最大屏障。實際上大劉用了兩個「時間工具」才得以是情節有節奏發展，一個是「量子通信」，使得地球和三體世界事件得以同步發展，另一個是「冬眠」，使得主人公可以大幅度跨越時間，情節得以有序推動。

這是三體的硬傷之一，即使通過量子效應，也不可能超過光速傳遞信息。

兩年前的問題竟然還有人來邀我？

其他的答案都回答得很好，

一般來說，對量子力學和相對論有科普性的理解，也就是幻迷的入門級別，都會知道，

相對論規划了一切信息都不得逾越光速，但量子力學明顯不遵從，於是才有相對論負責宏觀，量子力學負責微觀的說法。

量子力學關於突破空間限制傳遞信息的基本模型是這樣的，

令兩個粒子處於互相糾纏的狀態，a粒子若為正，則b粒子為負。但先不予觀測，讓ab兩粒子都處於正和負的疊加態。

將b粒子發送到很遠的地方，觀測a粒子，這時a粒子就坍塌成正或負的其中一個狀態，遙遠的b粒子也在同時坍塌成另一個狀態。

這時候就實現了信息（b粒子的狀態）的超距傳輸，不受光速限制。

三體中的智子信息超距傳輸，也是用了這個模型。三體人在製造智子的時候，都是按一對來製造的，一隻飛往地球，一隻留在三體星。

這是完全符合所有的科學設想，一個科幻小說的基本概念，甚至都是「科」的成分多而「幻」的成分少。

但是異議之聲同時也存在，畢竟相對論與量子力學在一定程度是矛盾的。

之前李淼教授（《三體中的物理學》的作者，非汪淼）開過三體講座，我在講座後有幸和他聊及這方面，他說三體中那樣信息的超距傳輸是不現實的，我舉出上面的案例，他說我們最多只能知道粒子的狀態，卻不能控制。

當時限於時間，教授急著要趕飛機（其實是旁邊的工作人員很急一者催，教授人很好地在為我解答），無法一直追問下去，於是作罷。

上面對話內容來自兩年前的回憶，可能有所失真，也可能教授是科研工作者，難以對我這個門外漢專業解釋，所以具體內容不必強求細節的真偽對錯，

但李淼教授當時的態度是可以確認的，他也不認可信息的超距傳輸。

雖則有異議，但是再強調一遍，這是科幻的基礎概念（其實每個基礎概念在科幻中都可能被挑戰，但不妨礙它的被更多人認可），不是腦洞，也不是情節需要的bug，

而具體到將這個點寫活，填充三體星製造智子的各種細節進去，則是大劉的筆力了。

凡是出現智子的章節，你都應該當作奇幻去讀。千萬千萬千萬千萬千萬不要以為這是物理謝謝……

因為愛！

是愛！讓我們可以突破時空的限制！

啊！宇宙間真愛永存！

我從星際穿越里學來的。三體人一定是掌握了愛。

星際穿越中也有類似的設定:重力可以跨越時間跨越維度。

雖然都不太合理，但科幻的情節都需要這麼一個跨時空的信息傳遞方法，否則很多情節無法開展。

信息只能以光速傳遞的話，任何一小段對話都需要幾代人去完成，怎麼往下寫？

沒看過三體但是我覺得不是傳遞速度超越光速的可能而是物質的形態本身就是同時存在於多個地方的這是從一個量子力學的科教片看來的大意就是說一個物體同時存在著3000多個不同的可能性那麼信息不是傳輸過去的而是當同一物質的不同狀態跨越了一定時空而存在時所有信息都可以同步感知不是嗎

金庸小說中輕功違反了物理定律，如何解釋這一現象？

其實鄙人更在乎那個智子機器人妹紙

好吧，雖然通過相對論說的，信息的傳遞沒發超光速，不過個人猜測會不會是因為它的設備是處於高緯度的原因而是速度上限大大提高。

無乾貨，只是猜測

補充下德布羅意波超光速（當時物化學的）只不過不能攜帶信息。

提問時間：1866年1月9日

如何評價儒勒.凡爾納的《從地球到月球》中用炮彈進行繞月環行的片段？

當然你說是情節需要…就當我沒問以下是補充 :由於從地球到月球是我之前看的，現憑記憶整理出幾點，語言表達不準確請見諒，有不正確的地方請指出。1.發射時產生的巨大加速度不會把他們壓扁嗎？2.炮彈是鋁製的，以極快的速度在大氣層中摩擦不會融化嗎？

答：既然是科幻作品，你看就完事了，何必那麼較真。找出別人的錯誤能顯得你很聰明？

三體里說了，智子蝕刻的時候是一對，一個運動另一個也會作同樣運動，是同時的，我也不懂，就是量子通訊什麼的，並沒有超光速。

不可能就算量子糾纏成立，但智子太小了怎麼傳聲光

首先科幻和科學不是一個概念

以科學來批判科幻的錯誤就是耍流氓

目前三體還沒看完，不過我猜應該就是利用量子糾纏傳遞信息吧，這個貌似很早被證明不可能了

應該就是來源於EPR悖論吧，愛因斯坦等人提出的。

我覺得如果應用了現在的量子糾纏理論就可以解釋超光速通信問題了。

知乎真是個神奇的地方。

日常在知乎查資料，發現這個問題，正好我在行，簡單說一下，智子之間是通過量子連接，所以兩個智子之間會有量子糾纏，實現量子實時通訊。也就是說，兩個粒子之間如果存在量子糾纏，他們便會做同樣的事，比如一起自旋，三體人在微觀世界的研究遠超於人類，再加上進行的電路雕刻，兩個智子間可以進行實時通信

難道沒有人覺得看完三體的第三部，之前出現的什麼智子，什麼超光速，通通都是浮雲么？連三體文明也只不過是都黑暗森林裡面的偵察兵，放放冷槍，真正的正規軍是能改變數學規律的神級文明，什麼光速，啥的弱爆了。

不是情節需要。重慶出版社版本287頁尾至288頁眉:它們可以從真空中汲取能量，在極短的時間內變成高能粒子，以接近光速的速度航行。這看起來違反能量守恆定律，智子是從真空結構中「借」得能量。

在網上買原價23元的書，不知道是不是盜版。

你可以看看你的書，回味完再來提問