#2021開年演講#
作者聲明:本文觀點只代表個人立場與其它無關(guān)。
一則我國發(fā)射墨子號量子通信衛(wèi)星的新聞?wù)饎恿苏麄€世界,開創(chuàng)了世界首個利用量子加密技術(shù)進行通訊的先河。
量子究竟是什么?什么是量子?
在現(xiàn)代物理學中,量子不是“子”,而是一種物理學概念。在初中化學里我們知道,物質(zhì)是由原子組成的,原子是由帶正電的原子核與帶負電荷的電子組成的,原子核是由帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子組成的。統(tǒng)一種化學元素,原子核價位數(shù)相同而中字數(shù)目不同,則稱為該種元素的同位素。自然科學中很多特殊的現(xiàn)象都是由于某種元素的同位素產(chǎn)生的。那么量子究竟是個什么粒子?它跟電子、質(zhì)子、中子相比如何呢?
事實上,量子只是一個物理學概念,不是實物。一個事物如果存在最小的、不可分割的基本單位,我們就說它是可量子化的,并把其可分割的最小單位稱為量子。所以說,量子并不是具體的實在粒子。
舉例來說,我們在統(tǒng)計人數(shù)時,可以有一個人、兩個人,但不會出現(xiàn)半個人。再比如上臺階時,人們只能邁上一個臺階、兩個臺階,而不能上半個臺階。所以對于統(tǒng)計人數(shù)來說,一個人就是一個量子;對于上臺階來說,一個臺階就是一個量子。
科學研究證實,在每一種原子和分子中,電子的能量都是量子化的。不只是能量,還有電荷、磁矩、場矩、角動量等許多物理量,也是量子化的。
物質(zhì)組成的量子化和物理量的量子化,都說明量子化是微觀世界的本質(zhì)特征,量子力學也因此成為了科學家描述微觀世界的基礎(chǔ)理論。
為了比較完整地說明量子技術(shù)對一些傳統(tǒng)科學理論產(chǎn)生的某種顛覆,我們暫且回顧一下幾條經(jīng)典科學理論不可動搖的根基。
傳統(tǒng)科學理論認為:一、光波與電磁波傳輸速度相同,每秒20萬公里,是整個宇宙間最快的速度。愛因斯坦曾經(jīng)預(yù)言,一個人假如用比光還要快的速度走路,時間將會倒著向他走來,可以穿越時空回到過去??苹眯≌f里面穿越時光隧道回到過去,就是根據(jù)這條假設(shè)而提出的。宇宙間沒有比光速更快的其它速度是科學的定論之一;
二、宇宙間恒星與行星之間存在萬有引力,行星圍繞恒星旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力,行星對恒星具有向心力,兩個力大小相等方向相反。例如,地球圍繞太陽旋轉(zhuǎn) 如果沒有萬有引力,地球或許被被太陽吸進去燒為灰燼,或許脫離太陽旋轉(zhuǎn)的軌道消失在黑茫茫的宇宙中;
三、在自然科學與哲學中,物質(zhì)決定意識,意識是客觀事物在人腦中的反映,意識是物質(zhì)世界長期發(fā)展的產(chǎn)物。
引出以上三條經(jīng)典科學理論是本文作者為了下文的論述做的鋪墊,這些經(jīng)典傳統(tǒng)科學理論歷經(jīng)千百年來的風雨滄桑被公認為是顛補不破的真理。
隨著量子科學取得的進展,特別是世界的一些頂級科學家們通過實驗發(fā)現(xiàn)了量子糾纏現(xiàn)象,撼動了一些傳統(tǒng)科學的理論根基。
一百年前,科學家們探索宇宙主要依靠光學望遠鏡,后來有了射電天文望遠鏡,可以用電磁波來觀測宇宙深處的奧秘,發(fā)現(xiàn)在茫茫的宇宙中存在許多黑洞,黑洞甚至可以吞噬其它天體和光波。任何接近它的物體都會被吸進去,吸噬的速度大于光速。黑洞是如何產(chǎn)生的?黑洞里面有什么物質(zhì)?科學界對此一無知曉。
我們原來認識的宇宙的形態(tài),是星球與星球之間通過萬有引力相互吸引,你繞我轉(zhuǎn),我繞他轉(zhuǎn),星球們忙亂而有序。但后來,科學家們通過用超級計算機計算星球與星球之間的引力發(fā)現(xiàn),星球之間自身的這點引力,遠遠不夠維持一個個完整的星系。就是說,如果星系、星球間如果僅僅只有現(xiàn)有質(zhì)量的萬有引力支持的話,宇宙應(yīng)是一盤散沙。
宇宙之所以能維持現(xiàn)有秩序,只能是因為還有其他物質(zhì)。而這種物質(zhì),目前為止,我們都沒有看到并找到,所以,稱之暗物質(zhì)。暗物質(zhì)是什么?宇宙中究竟有多少暗物質(zhì)?
科學家通過計算,要保持現(xiàn)在宇宙的運行秩序,暗物質(zhì)的質(zhì)量,必須5倍于我們現(xiàn)在看到的物質(zhì)。
現(xiàn)代的科學技術(shù)有沒有觀測到暗物質(zhì)。只是能發(fā)現(xiàn)光線在經(jīng)過某處時發(fā)生偏轉(zhuǎn),而該區(qū)域沒有我們能看到的物質(zhì),也沒有黑洞。
人們已經(jīng)觀測到了宇宙的黑洞,那么黑洞是不是暗物質(zhì)?回答是否定的。
黑洞吞噬光致使光波使其不復存在,人類至今也沒有觀測到黑洞,但是科學家們利用霍金發(fā)現(xiàn)的科學定律,利用引力波探測到黑洞發(fā)出的其他射線,仍然是常規(guī)物質(zhì),并證實了黑洞的存在。
現(xiàn)代科學發(fā)現(xiàn),對物質(zhì)的研究,在進入分子、原子、量子等微觀級別后,有很多出乎意料的發(fā)現(xiàn)。出現(xiàn)了超導體、納米級、石墨烯等革命性的材料,出現(xiàn)從分子水平治愈癌癥的奇跡,而最神奇的是——量子糾纏。
科學家們通過上百萬次實驗發(fā)現(xiàn),二個沒有任何關(guān)系的量子,會在不同位置出現(xiàn)完全相關(guān)的相同表現(xiàn)。
如相隔很遠(不是量子級的遠,是公里、光年甚至更遠)的二個量子,之間并沒有任何常規(guī)聯(lián)系,一個出現(xiàn)狀態(tài)變化,另一個幾乎在相同的時間出現(xiàn)相同的狀態(tài)變化,而且不是巧合。
物理學界已經(jīng)在世界某地在建立宏觀量子糾纏實驗基地,該理論已經(jīng)實驗驗證??茖W家目前已實現(xiàn)了6-8個離子的糾纏態(tài),我國科學家實現(xiàn)了13公里級的量子糾纏態(tài)的拆分、發(fā)送。
舉一個例子來形象說明量子糾纏現(xiàn)象,有兩個人,一其中一人在火星上,另一個人在冥王星上,當其中一個人做出一種動作,另一個人也會同時做出同樣的動作,在時間上完全同步!
當科學家證實量子糾纏的真實存在時,愛因斯坦也發(fā)出了驚嘆 ,稱為這是: 一個可怕詭異的幽靈。
量子之間的傳輸速度比光速快4倍以上,目前的科學技術(shù)只是發(fā)現(xiàn)了量子糾纏現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)了比光還要快的物質(zhì),但是對其中的道理一無所知??茖W家們從量子糾纏聯(lián)想到一對孿生兄弟相隔萬里,其中一個遇難,另一個馬上會有所反映,而且在時間上完全同步,這種詭異的現(xiàn)象的出現(xiàn)是否有另一種物質(zhì)充當媒介?科學家們也無從知曉。
量子糾纏的發(fā)現(xiàn),顛覆了原有的經(jīng)典科學理論更是攪亂了的哲學世界。
我們原來認為世界是物質(zhì)的,沒有神,沒有特異功能,意識是和物質(zhì)相對立的另一種存在,意識依托于物質(zhì),物質(zhì)決定意識,意識反作用于物質(zhì)?,F(xiàn)在我們發(fā)現(xiàn),我們認知的物質(zhì),僅僅是這個宇宙的5%。沒有任何聯(lián)系的二個量子,可以如神一般的發(fā)生糾纏。把意識放到分子,量子態(tài)去分析,意識其實也是一種物質(zhì)。
那么既然宇宙中還有95%我們不知道的物質(zhì),那么靈魂、超意識的特異功能,甚至是傳說中鬼,都有可能不是意識而是一種物質(zhì)的存在,愛因斯坦之所以被量子糾纏現(xiàn)象發(fā)出驚嘆,可能是一旦宇宙間發(fā)現(xiàn)了比光、電磁波傳播速度更快的物質(zhì),宇宙間的天體力學的一些數(shù)學模型將要重新塑造和建立。
既然存在量子能糾纏,人的第六感、特異功能也可以存在。同時,誰能保證在這些未知的物質(zhì)中,沒有一些物質(zhì)或生靈,它能通過量子糾纏,完全徹底地影響我們的各個生存狀態(tài)?
我們現(xiàn)在所有的物理學理論,都以光速不可超越為基礎(chǔ),沒有任何速度能高于光速度。而據(jù)測定,量子糾纏的傳導速度,至少4倍于光速,我國是世界上第一個根據(jù)量子糾纏原理,對通訊的電磁波信息進行加密處理,使得通訊信息更加具有安全性。
其實發(fā)現(xiàn)量子糾纏現(xiàn)象不足為怪,這和1000年前人類不知道有空氣,不知道有電場、磁場的存在,也不認識各種元素一樣。即便科學發(fā)展的今天,我們的未知世界可能比知道的還要多得多,多到難以想像。
世界如此浩瀚,人類如此渺小,我們千萬不要以有限的認知去評判宏大未知的世界。輕易地否定和肯定自然界中的某些尚不能認識的事物乃至一些詭異的現(xiàn)象,都是違背科學初衷的。
其實我們終其一生只在做一件事:那就是了解生命,認識自己。