討論一下人是否可以永生的問題？

量子多重世界？人可以永生嗎？ 2016年8月16日1時40分，我國在酒泉衛星發射中心用長征二號丁運載火箭成功將世界首顆量子科學實驗衛星「墨子號」發射升空。 由此時開始，量子科技開始進入普通百姓的視野，成為他們茶餘飯後津津樂道的話題之一。然而，量子科技究竟能給普通百姓的生活帶來什麼樣的變化？這才是普通百姓最關心的東西。 筆者在搜索了網上有關量子科技的資料後，不僅被量子科技將給世界帶來的深刻變化震撼了，也被量子世界所展示出的另一番情景深深地吸引了。 眾所周知，中央電視台在報道量子衛星的新聞稿中給我們介紹了幾個量子力學中的概念，比如量子糾纏、量子通信、量子隱形態傳輸等，但是他們卻刻意隱藏了量子力學裡的另一個重要的理論。 那就是多重世界理論（猜想）。 需要指出的是，筆者在起點中文網發表的《娛樂科技之克隆》這本書就是基於這一理論（猜想），並將可以生活於多重世界之中的主人公娛樂化、奇遇化，說簡單點，就是書中的主人公意外掌握了宏觀的量子隱形態傳輸技術（設備），使他可以穿梭於多重世界，見到另外世界中的自己，從而屢有奇遇，並引出一系列的矛盾和衝突的故事。 然而，誰又能否定《娛樂科技之克隆》這本書所描繪的現象，不是百年或者千年之後那個時代的人們習以為常的社會現象呢？ 由於這一理論，筆者又聯想到了另外一種社會現象，即從古至今廣為流傳的所謂鬼魂說！ 筆者在某一時刻，腦洞忽然大開，這些所謂的鬼魂會不會是這個世界死去的哪個人的另一個世界的隱形態呢？ 玩笑，純屬玩笑？ 我們言歸正傳。 要充分理解多重世界理論，我們還要從薛定諤貓實驗說起，即所謂的量子疊加態實驗。 薛定諤貓是由偉大的物理學家薛定諤提出的一個思想實驗。 設想在一個封閉的盒子裡面，放著一隻貓。在箱子的一角有一個裝有毒氣的瓶子，瓶子是封閉的。另外，還有一個放射性原子核與瓶子連接起來，毒氣瓶的封口會被放射性原子核衰變發出的粒子給打破，放出毒氣，殺死貓。在一定的時間範圍內，放射性物質發生衰變放出粒子的概率是一定的。 比方說，在1個小時內，放射性原子核將有50%的概率發生衰變，有50%的概率不發生衰變。那麼在我們打開箱子觀看貓的死活之前，我們是不知道其是生是死的。 我們可以說，貓處於既是生、又是死的量子疊加態。一旦我們觀察了貓，它就會塌縮到「生」或者「死」之中的某個狀態。 量子疊加態的概念在微觀的量子世界是很具說服力的，是解釋諸多實驗現象必不可少的理論。可是當薛定諤把這個概念藉由「薛定諤貓」這個理想實驗推廣到宏觀世界後，就與我們的常識產生了極大的衝突。 我們何曾在生活中看到過既死又活的生物呢？然而，如果我們否認薛定諤貓的存在，就把世界運行的規律給硬生生的割裂開來了，也就是我們硬性的規定了，微觀世界只適用量子物理規律，而宏觀世界適用經典物理規律。這樣好嗎？科學嗎？ 好吧，反正沒有定論，先不談這個。 在避開了這個麻煩之後，它隨即又給我們引出了另外一個深刻的問題： 量子與經典的界限在哪裡？我們可以在多大的系統中找到薛定諤貓態呢？爭議存在了很多年，也同樣沒有定論。 然而，儘管薛定諤貓提出後帶來了諸多爭議，但是這個絕妙的想法還是給了人們很多靈感，於是各種薛定諤貓的變種不斷湧現。 其中最重要的是艾弗雷特（Evertt）的多重世界理論，或者說波函數從不塌縮的假設。（注意了，這是本書重要理論基礎） 這個理論可以概括為薛定諤方程在所有時刻都成立；也就是說，宇宙的波函數從不塌縮。在艾弗雷特的理論中沒有提到平行宇宙或者世界分裂，它們蘊涵於理論中，而不是事先假定的。 他天才的洞察力在於，這個無塌縮的量子理論實際上與實驗觀測是一致的。通過艾弗雷特的理論，我們發現描述一個經典實在的波函數會逐漸演化，最終變為描述多個經典實在（即多個世界）相互疊加的波函數。 對觀察者而言，就是一個確定的物理系統，隨著薛定諤方程的演化，變為一個按照一定幾率分布的隨機性系統，其幾率與波函數塌縮辦法算出的一致。 （大家注意看一下這裡，很重要） 把艾弗雷特的理論稍微推廣一下，我們就可以得到另外一個反直覺的推論： 量子自殺假說，或者說量子永生。 什麼叫做量子自殺呢？ 很簡單，我們重新思考一下薛定諤貓的實驗，這一次我們把實驗的視角變換到貓身上。對於貓來說，儘管有一半的概率生，一半的概率死，可是只要貓還意識到自己活著，那麼它一直處於生的那一邊，它就不會死去。 讓我們把這個例子變得更加極端一點。 假設有這麼一個人，一心尋死，第一次選擇上吊，可是總有一定的概率繩子斷裂而不死。 於是宇宙分裂為兩個，一個宇宙中，這個人由於上吊而死；另外一個宇宙中，他由於繩子斷裂而活下來了。接下來他繼續尋死，選擇了跳樓，但總是有很微小的幾率由於某些原因他跳樓也死不了。由於量子多世界理論，在某個世界中，他總是活著，怎麼也死不了，於是從某種意義上而言，他「永生」了。 從上面的論述我們可以知道，多世界理論是根本不可能被證實的，準確地說只有很小的概率被自證。 比如你是一個具有獻身精神的物理學家，致力於證實多世界理論，就可以不斷地嘗試自殺。多次嘗試之後，在絕大部分宇宙中，你都死了，可是對於那些活下來的你來說，你依靠多次自殺未死而證實了多世界的存在。但這隻能說服你自己，一旦你把這套說辭公之於眾，肯定被當作神經病。（我在想，那想胡言亂語的神經病人所陳述的事會不會是真實的呢？也許是發生在另一個世界裡的事） 而且這樣做的代價太大了，要想完成這個實驗，你得把絕大部分多重世界中的自己都殺死才行。 由於這種驗證不可行，於是薛定諤病毒出場了。 物理學家是具有百折不回的精神的，既然從邏輯推理上無法給薛定諤貓作出定論，那就用實驗來說話。他們繼續創造薛定諤貓的新後代。從小到大，從易到難，我們慢慢來。 人們首先創造出來的是原子的疊加態，讓一個原子處於相距80納米的兩個位置之間的疊加態。然後我們創造出多個粒子之間的疊加態。但是這些實驗的對象都是不具備生命的粒子團，與貓這種生命體有本質的區別。 終於在2009年，科學家們提出可以把某些病毒製備到量子疊加態，他們稱之為薛定諤病毒。（這是首次有人提出可以把生命體製備到量子疊加態，並給出了實驗上可行的方案描述。） 這是一個突破性的進展。通過光鑷技術，可以把幾十個納米大小的病毒振子束縛在光勢阱中。這個病毒振子的運動幾乎是完全與環境脫耦的，有可能通過光碟機動冷卻到基態，從而製備出薛定諤貓態。 要知道，很多病毒是能夠在真空中生存的，且不會吸收光波的能量，適合被光鑷操控。因此如果我們把病毒束縛在真空光鑷中，我們就可能製備出具有生物活性的系統的量子疊加態。 這種量子疊加態與薛定諤當年提出的薛定諤貓態就幾乎一模一樣了。 在這篇論文發表不久，美國德州奧斯丁大學的李統藏等人就在實驗上實現了對微米小球的光鑷操控和測量。 一年後，同一個組又把小球的溫度冷卻到了1.5毫開爾文。 這一系列的實驗證實了，把病毒冷卻到接近量子基態，然後製備出薛定諤貓態是可行的。接下來要做的就是進一步冷卻到量子基態，然後用病毒代替微米小球，製備出薛定諤貓態來。 有了薛定諤病毒之後我們能做什麼呢？讓我們來完成量子自殺這個瘋狂的實驗吧。我們可以用激光來殺死處於薛定諤病毒態中「死」態的病毒，然後重複製備薛定諤病毒態，再用激光殺死處於「死」態的病毒。 多次重複後，至少在實驗室里這個狹小的量子世界中，可以找到一個「永生」的病毒。 這就是多重世界的理論基礎，並且在實驗室中得到了證實。 在這裡要說明的是，筆者寫的《娛樂科技之克隆》這本書並不是穿越小說，而是基於量子學說的兩個世界的溝通和來往。 然而，這兩個世界運行軌跡是完全一致的嗎？ 不會。最起碼是有微小差別的，否則就不會有一個世界裡的你死了，而另一個世界裡的你還活著。 為什麼？ 要說明這個問題，還要從兩個概念說起。 一是「量子糾纏」，另一個是「量子脫散」。 所謂的量子糾纏的概念是這樣的，往往一個由多個粒子組成的系統的狀態，無法被分離為其組成的單個粒子的狀態，在這種情況下，單個粒子的狀態被稱為是糾纏的。 糾纏的粒子有驚人的特性，這些特性違背一般的直覺。 比如說，對一個粒子的測量，可以導致整個系統的波包立刻塌縮，因此也影響到另一個、遙遠的、與被測量的粒子糾纏的粒子。這個現象並不違背狹義相對論，因為在量子力學的層面上，在測量粒子前，你不能定義它們，實際上它們仍是一個整體。不過在測量它們之後，它們就會脫離量子糾纏這種狀態。 而所謂的量子脫散呢？ 解釋這個概念還要由薛定諤提出的薛定諤的貓的思想實驗說起。 薛定諤提出薛定諤貓的思想實驗以後，經過很長一段時間，人們才開始真正領會到，上述的思想實驗，實際上並不實際，因為它忽略了不可避免的與周圍環境的相互作用。 事實證明，疊加狀態非常容易受周圍環境的影響。比如說，在雙縫實驗中，電子或光子與空氣分子的碰撞或者發射輻射，就可以影響到對形成衍射非常關鍵的各個狀態之間的相位的關係。 在量子力學中這個現象，被稱為量子脫散。它是由系統狀態與周圍環境影響的相互作用導致的。 這個相互作用可以表達為每個系統狀態與環境狀態的糾纏。其結果是只有在考慮整個系統時（即實驗系統+環境系統）疊加才有效，而假如孤立地只考慮實驗系統的系統狀態的話，那麼就只剩下這個系統的「經典」分布了。 量子脫散是現在量子力學解釋宏觀量子系統的經典性質的主要方式。 現在，我們再把論述的重點轉回到筆者所寫的這本《娛樂科技之克隆》上來。 本書的主人公在多重世界裡見到了另一個自己，但是奇怪的是，另一個世界的自己性別發生了變化，由男變成了女。筆者敢如此寫的原因，就來源於「量子脫散」理論，環境的變化使兩個世界出現了細微的差別，這其實也是本書娛樂性的來源之一，這裡可以沒計許多梗。 接下來，我們再把注意力放回到本章開篇曾經提到的量子隱形態傳輸上來吧？這又是個什麼東東呢？ 中國科學院院士、量子衛星首席科學家潘建偉博士喜歡用孫悟空的「筋斗雲」來比喻量子隱形傳態。 他說: 「在古典四大名著之一的《西遊記》里，孫悟空一個『筋斗雲』就能越過十萬八千里。明朝的作家吳承恩怎麼也不會想到，幾百年後科學家已經在微觀粒子層面的實驗上驗證了『筋斗雲』這種超能力的可實現性。利用量子糾纏發展出的量子隱形傳態，可以將物質的未知量子態精確傳送到遙遠地點，就像孫悟空的『筋斗雲』一樣，可以實現從A地到B地的瞬間傳輸。」 哈哈，非常精闢的比喻。 通過博士的比喻我們知道了，利用量子糾纏技術，需要傳輸的量子態如同科幻小說中描繪的"超時空穿越"，在一個地方神秘消失，不需要任何載體的攜帶，又在另一個地方瞬間神秘出現。 比如：存放著機密文件的保險箱被放入一個特殊裝置之後，可以突然消失，並且同一瞬間出現在相距遙遠的另一個特定裝置中，被人方便地取出。 日前，由中國科大和清華大學組成的聯合小組在量子態隱形傳輸技術上取得的新突破，可能使這種以往只能出現在科幻電影中的「超時空穿越」神奇場景變為現實。 結束語： 世界首顆量子衛星的發射，使中國已經站在了世界科技發展的巔峰之上，祝願我們的祖國越來越強大。並希望《娛樂科技之克隆》這本書能成為「量子流」的開山鼻祖。
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