星際迷航:瞬時物質的傳輸

“把我發送出去,史考提!”

這是《星際迷航》系列中最著名的臺詞之一,指的是未來世界中在銀河系航行的每艘宇宙飛船上用來傳輸物質的裝置或是“瞬間運輸裝置”。傳送裝置讓人(和其他東西)非物質化,並將其以粒子形式傳送到另一個目的地,然後把它們在那裡完整地重組起來。

星際迷航:瞬時物質的傳輸

一種星際迷航式的運輸工具,可以將人類和物質從飛船傳送到行星和其他地方。圖片來自《星際迷航》展覽,由康拉德·薩默斯拍攝,CC-BY-SA-2.0。

自從電梯發明以來,物質傳輸最適合用來進行個人點對點地傳送,從瓦肯的居民到克林貢人和博格人,這項技術似乎已經被電影中的每一個文明所採用。它解決了許多情節上的問題,使演出和電影非常地酷。

“瞬時傳送”可能實現嗎?

我們有可能開發出這種技術嗎?通過把固體物質轉化成一種能量形式並將其傳送到很遠的地方,這種想法聽起來就像魔法一樣。到目前為止,有科學依據支持這種想法是可行的,也許有一天我們可以實現它。

星際迷航:瞬時物質的傳輸

這一技術已經可以使從一個地方到另一個地方的小粒子池或光量子的傳輸成為可能,如果你願意的話叫做“傳送”也可以。這種量子力學現象叫做“量子傳輸”,這一現象在許多電子學領域有未來的應用,例如先進的通信技術和超快的量子計算機。但是把同樣的技術應用到像活人這樣龐大而複雜的事物上是一件完全不同的事情。沒有一些重大技術進步的話,把一個活人變成“信息”的過程是冒險的,會使這種聯邦式的運輸技術在可預見的未來內無法實現。

星際迷航:瞬時物質的傳輸

非物質化

那麼,傳送背後的想法是什麼呢?在《星際迷航》的宇宙中,操作員將要運輸的“東西”非物質化,把它發送出去,然後在另一端重新物質化。雖然這一過程目前可以像之前描述的粒子或光子那樣進行,但現在把一個活人分解成單個的亞原子粒子是不可能的。基於我們目前對生物學和物理學的理解,活物是不可能在這樣的過程中存活下來的。

星際迷航:瞬時物質的傳輸

在運送活物時也有一些哲學上的考量——即使肉體可以非物質化,這個傳送系統要怎麼如何處理人的意識和人格呢?這些會與肉體“分離”嗎?儘管有一些科幻故事探討了第一批傳送者面臨的挑戰,但這些問題在《星際迷航》中從未被討論過。

一些科幻小說作者設想在這個過程中被傳送者實際上被殺死了,然後當身體的原子在其他地方重組時,它又復活了。但是,這似乎是一個沒有人願意經歷的過程。

星際迷航:瞬時物質的傳輸

重新物質化

讓我們暫時假設將人非物質化——或者就像他們在熒幕上所說的“激活”——是可能的。一個更大的問題出現了:在預定位置讓那個人重組。這帶來了一些疑問:首先,在影視劇中使用的這種技術,似乎可以毫無困難地從星際飛船上將粒子從各種厚重的材料中發射到遙遠的地方去。這在現實中幾乎是不可能的,中微子可以穿過岩石和行星,但不能穿過其他粒子。

然而更行不通的是,正確地排列這些粒子來保持人的完整(而不是殺死他們)的可能性。在我們對物理學或生物學的認知中,沒有任何東西表明我們可以用這種方式控制物質。此外,一個人的身體和意識幾乎是不可能溶解和重塑的。

星際迷航:瞬時物質的傳輸

我們會有這樣的運輸技術嗎?

考慮到所有的挑戰和基於我們目前對物理學和生物學的理解,這種技術似乎不太可能實現。然而,著名的物理學家和科學作家加來道雄在2008年寫道,他預計科學家們將在未來100年內開發出這種運輸技術的安全版本。

我們很可能會在物理學上發現意想不到的突破使這項技術成為可能。然而,目前我們能看到的這一類型的運輸工具將只會出現在電視和電影屏幕上。

作者: John P. Millis, Ph.D

FY: 平陸成漿

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