蚁人与量子世界

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  2018年,在“漫威超级英雄世界”中有两件大事发生:第一件事是超级大反派“灭霸”成功集齐了六颗无限宝石,打个响指,令宇宙中一半的生命灰飞烟灭;第二件事,就是超级英雄终于进军量子领域,展开史无前例的超级大冒险,而这件事的结果,很可能会在2019年直接影响到超级英雄们能否战胜“灭霸”,挽救宇宙!
  蚁人归来
  2018年下半年的科幻大片重头戏,绝对非《蚁人2:黄蜂女现身》莫属。鉴于电影已经拍到了第二部,咱们有必要从头了解一下蚁人这个另类的超级英雄。
  《蚁人》讲述了一位名叫斯科特·朗的家伙意外获得了令身体缩小或放大的神奇力量,并与恶势力斗争到底的故事。这位超级英雄和我们所熟悉的“复仇者联盟”中的美国队长、钢铁侠、雷神都不一样,那些英雄都是一脸正义、身材魁梧、身手矫健的传统超级英雄,一看就靠谱,一看就想被他们保护。而这位蚁人……怎么说呢,他比较“特别”。
  在获得超能力之前,斯科特原本是一名技术人员,但阴差阳错、鬼使神差成了个骗子,他本来没有什么高尚的理想和信念,却莫名其妙地获得了缩小的能力,于是他大惊失色,一开始是拒绝为正义而战的,但是,英雄就是英雄,内心深处始终有着剪不断、理还乱的正义之心。最终他战胜了自己的怯懦,以有史以来“体量最小”的超级英雄身份,力挽狂澜,拯救世界。
  话说,这位蚁人究竟有多小呢?
  比你想象的还要小
  在前后两部《蚁人》电影中,斯科特先生通常的作战形态都是穿上战衣,缩小为蚂蚁大小,甚至可以骑在飞蚁身上往来冲锋,酷劲十足。
  如果是这样,那么蚁人的确很小,但似乎还不够小。而且,如果蚁人仅仅是能够缩小到蚂蚁那么大,那么他在作战时的杀伤力是非常有限的,顶多相当于一个有着高度隐蔽特性的微缩特工,搞搞偷袭什么的还行,很难想象在真正毁灭天地的“宇宙级”战争中,他能够贡献多大的战斗力。
  可是,一切迹象都表明,蚁人在未来的宇宙无限战争中,是有着绝对主导性地位的,甚至整个宇宙的前途与命运都要取决于他!这,太夸张了吧?
  不不不,并不夸张。因为你要知道,我们对蚁人的认知是很有限的,他真正的实力要强悍得多——他可以将自己无限缩小,直到近乎消失!而在这种情况下,蚁人对世界的影响力,却会变得无比之大!
  奇异的量子领域
  蚁人之所以有着改天换地般的超级能力,是因为他是目前唯一可以进入量子领域的超级英雄。
  什么是量子领域?
  “量子”是一个物理学上的理论概念,你可以理解为这个世界上最小的物理单元。对,比你知道的分子、原子还要小。小到什么程度?比方说,你的头发丝够细了吧?而一个量子的直径,可能只有头发丝直径的几千万分之一,甚至几亿分之一!
  现在,你可以想象一下,如果你也像蚁人一样,能够缩小到一个量子那么小,甚至比量子还要小,那么你周围的世界会变成什么样?
  不可思议的实验
  现在,请做好准备,一旦我们正式展开有关量子领域的话题,很多情况可能都会是你始料未及的。比如说,双缝实验。
  双缝实验是量子物理学中的一个经典实验。这个实验是这样的:假设有一定数量的量子同时穿过一块挡板上的两个缝隙,你猜它们会沿着怎样的轨迹运行?在宏观世界,我们可以想象得到,如果在挡板后面还有一块完整无瑕的黑板,那么量子穿过双缝后,一定会撞到黑板上,在黑板上留下规律的两道痕迹,正如两道缝隙那样。
  但是,在量子领域,量子之間是存在扰动的,量子在穿过两道缝隙后的运行轨迹根本是杂乱无章没有规律的,它们在黑板上留下的痕迹也是乱七八糟的一堆,完全看不出穿过缝隙的影响。
  这可能吗?在宏观世界,这不可能,但在微观量子领域,这就是真实情况。而且,更令人难以理解的是,量子的运动轨迹甚至可以因为被人看到而发生改变,也就是说,一个量子如何运动,即取决于它自己那完全摸不着规律的“心情”,也取决于它是否被“看到”。
  哦,我的天!量子领域究竟是个什么鬼世界?
  既生也死
  双缝实验昭示了一个关于量子科学的真理:任何一个量子,都同时存在两种可能性。注意,是两种可能性同时存在,而不是非此即彼。著名的物理学家埃尔温·薛定谔曾经将这种现象用一个有趣但诡异的故事讲得活灵活现:
  假设有一只猫被关在一个箱子里,我们看不到箱子里的情况,只知道箱子里还放着一种能导致死亡的放射性物质。那么问题来了,箱子里的猫是死了呢,还是活着?除非我们打开箱子,否则这只猫在理论上就是死亡和活着两种状态同时存在!
  量子领域这种“两种状况同时存在”的不确定原理,正是蚁人超级能力的最终体现。想想看,当蚁人缩小到量子大小的时候,敌人是无法判断蚁人下一步的任何行动的,对处于宏观世界的敌人来说,这一刻,蚁人既可以是活的,也可以是死的,既可以在非洲,也可以在你邻居家的马桶里……你不知道蚁人会在何时、何地、以何种方式向你发起攻击,防不胜防。
  强大的量子纠缠
  在量子领域,蚁人给我们的启示还没结束。在量子科学中,科学家现阶段最感兴趣的是“量子纠缠”。纠缠是普遍存在于微观世界中的一种物理现象,它的表现很有趣:当两个量子之间有纠缠关系时,不管相距多么遥远,两个量子都会同步运动。你也可以这样理解:假设有两个相互纠缠的量子,一个在地球上,另一个在银河系以外的某个星球上,那么当地球上的量子原地转了个圈,银河系外的另一个量子也会同时做出同样的动作。在电影中,量子纠缠也得到了生动的展现:蚁人将自己无限缩小,进入量子领域寻找黄蜂女前辈,正是量子纠缠让他们之间有了相互感应。
  量子纠缠这种不可思议的特性,是不是特别适合用在通信领域?没错,目前以中国科学家为首,全世界都在对量子通信技术进行深入研究。量子通信技术基于量子纠缠,几乎能够忽略时空的影响,让信息的传递速度远超光速万倍!而且,因为量子是最小的不可分割的物理单元,它所携带的信息就不会被一点一点地窃取,这样就能最大限度地保证信息的安全。
  无限可能、不可预测的量子领域实在是太匪夷所思了,甚至让人难以理解。量子科学是非常前沿的科学吗?其实也不是,一百多年来,正是量子力学奠定了我们今天整个物理学的基础,而随着量子纠缠等技术取得重大突破,人类将通过量子领域的发现,更快、更多地改变世界的面貌。蚁人这位超级英雄显然应该是属于未来的,而且理论上嘛,无人能敌!
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