2016年8月16日1時40分，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長征二號丁運載火箭成功將世界首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子號”發(fā)射升空。

    由此時開始，量子科技開始進(jìn)入普通百姓的視野，成為他們茶余飯后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么樣的變化？這才是普通百姓最關(guān)心的東西。

    筆者在搜索了網(wǎng)上有關(guān)量子科技的資料，尤其細(xì)細(xì)研讀了美國科學(xué)家B?格林的宏篇大作《宇宙的琴弦》后，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，中央電視臺在報道量子衛(wèi)星的新聞稿中給我們介紹了幾個量子力學(xué)中的概念，比如量子糾纏、量子通信、量子隱形態(tài)傳輸?shù)?，但是他們卻刻意隱藏了量子力學(xué)里的另一個重要的理論。

    那就是多重世界理論（猜想）。

    由于這一理論，筆者又聯(lián)想到了另外一種社會現(xiàn)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(tài)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(tài)實驗。

    薛定諤貓是由偉大的物理學(xué)家薛定諤提出的一個思想實驗。

    設(shè)想在一個封閉的盒子里面，放著一只貓。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(fā)出的粒子給打破，放出毒氣，殺死貓。在一定的時間范圍內(nèi)，放射性物質(zhì)發(fā)生衰變放出粒子的概率是一定的。

    比方說，在1個小時內(nèi)，放射性原子核將有50%的概率發(fā)生衰變，有50%的概率不發(fā)生衰變。那么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?zhí)幱诩仁巧⒂质撬赖牧孔盈B加態(tài)。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(tài)。

    量子疊加態(tài)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(xiàn)象必不可少的理論?？墒钱?dāng)薛定諤把這個概念借由“薛定諤貓”這個理想實驗推廣到宏觀世界后，就與我們的常識產(chǎn)生了極大的沖突。

    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(rèn)薛定諤貓的存在，就把世界運行的規(guī)律給硬生生的割裂開來了，也就是我們硬性的規(guī)定了，微觀世界只適用量子物理規(guī)律，而宏觀世界適用經(jīng)典物理規(guī)律。這樣好嗎？科學(xué)嗎？

    好吧，反正沒有定論，先不談這個。

    在避開了這個麻煩之后，它隨即又給我們引出了另外一個深刻的問題：

    量子與經(jīng)典的界限在哪里？我們可以在多大的系統(tǒng)中找到薛定諤貓態(tài)呢？爭議存在了很多年，也同樣沒有定論。

    然而，盡管薛定諤貓?zhí)岢龊髱砹酥T多爭議，但是這個絕妙的想法還是給了人們很多靈感，于是各種薛定諤貓的變種不斷涌現(xiàn)。

    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(shù)從不塌縮的假設(shè)。（注意了，這是本書重要理論基礎(chǔ)）

    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(shù)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，它們蘊涵于理論中，而不是事先假定的。

    他天才的洞察力在于，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(fā)現(xiàn)描述一個經(jīng)典實在的波函數(shù)會逐漸演化，最終變?yōu)槊枋龆鄠€經(jīng)典實在（即多個世界）相互疊加的波函數(shù)。

    對觀察者而言，就是一個確定的物理系統(tǒng)，隨著薛定諤方程的演化，變?yōu)橐粋€按照一定幾率分布的隨機(jī)性系統(tǒng)，其幾率與波函數(shù)塌縮辦法算出的一致。

    （大家注意看一下這里，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。

    什么叫做量子自殺呢？

    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。對于貓來說，盡管有一半的概率生，一半的概率死，可是只要貓還意識到自己活著，那么它一直處于生的那一邊，它就不會死去。

    讓我們把這個例子變得更加極端一點。

    假設(shè)有這么一個人，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。

    于是宇宙分裂為兩個，一個宇宙中，這個人由于上吊而死；另外一個宇宙中，他由于繩子斷裂而活下來了。接下來他繼續(xù)尋死，選擇了跳樓，但總是有很微小的幾率由于某些原因他跳樓也死不了。由于量子多世界理論，在某個世界中，他總是活著，怎么也死不了，于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(zhǔn)確地說只有很小的概率被自證。

    比如你是一個具有獻(xiàn)身精神的物理學(xué)家，致力于證實多世界理論，就可以不斷地嘗試自殺。多次嘗試之后，在絕大部分宇宙中，你都死了，可是對于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。但這只能說服你自己，一旦你把這套說辭公之于眾，肯定被當(dāng)作神經(jīng)病。（我在想，那想胡言亂語的神經(jīng)病人所陳述的事會不會是真實的呢？也許是發(fā)生在另一個世界里的事）

    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?xì)⑺啦判小?br/>
    由于這種驗證不可行，于是薛定諤病毒出場了。

    物理學(xué)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(xù)創(chuàng)造薛定諤貓的新后代。從小到大，從易到難，我們慢慢來。

    人們首先創(chuàng)造出來的是原子的疊加態(tài)，讓一個原子處于相距80納米的兩個位置之間的疊加態(tài)。然后我們創(chuàng)造出多個粒子之間的疊加態(tài)。但是這些實驗的對象都是不具備生命的粒子團(tuán)，與貓這種生命體有本質(zhì)的區(qū)別。

    終于在2009年，科學(xué)家們提出可以把某些病毒制備到量子疊加態(tài)，他們稱之為薛定諤病毒。（這是首次有人提出可以把生命體制備到量子疊加態(tài)，并給出了實驗上可行的方案描述。）

    這是一個突破性的進(jìn)展。通過光鑷技術(shù)，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(huán)境脫耦的，有可能通過光驅(qū)動冷卻到基態(tài)，從而制備出薛定諤貓態(tài)。

    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，我們就可能制備出具有生物活性的系統(tǒng)的量子疊加態(tài)。

    這種量子疊加態(tài)與薛定諤當(dāng)年提出的薛定諤貓態(tài)就幾乎一模一樣了。

    在這篇論文發(fā)表不久，美國德州奧斯丁大學(xué)的李統(tǒng)藏等人就在實驗上實現(xiàn)了對微米小球的光鑷操控和測量。

    一年后，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(tài)，然后制備出薛定諤貓態(tài)是可行的。接下來要做的就是進(jìn)一步冷卻到量子基態(tài)，然后用病毒代替微米小球，制備出薛定諤貓態(tài)來。

    有了薛定諤病毒之后我們能做什么呢？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于薛定諤病毒態(tài)中“死”態(tài)的病毒，然后重復(fù)制備薛定諤病毒態(tài)，再用激光殺死處于“死”態(tài)的病毒。

    多次重復(fù)后，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(chǔ)，并且在實驗室中得到了證實。

    需要指出的是，筆者在起點中文網(wǎng)發(fā)表的《捧我的替身當(dāng)歌后》這本書就是基于這一理論（猜想），并將可以生活于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(tài)傳輸技術(shù)（設(shè)備），使他可以穿梭于多重世界，見到另外世界中的自己，從而屢有奇遇，并引出一系列的矛盾和沖突的故事。

    然而，誰又能否定《捧我的替身當(dāng)歌后》這本書所描繪的現(xiàn)象，不是百年或者千年之后那個時代的人們習(xí)以為常的社會現(xiàn)象呢？

    在這里還要說明的是，筆者寫的《捧我的替身當(dāng)歌后》這本書并不是穿越小說，而是基于量子學(xué)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里的你死了，而另一個世界里的你還活著。

    為什么？

    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(tǒng)的狀態(tài)，無法被分離為其組成的單個粒子的狀態(tài)，在這種情況下，單個粒子的狀態(tài)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(dǎo)致整個系統(tǒng)的波包立刻塌縮，因此也影響到另一個、遙遠(yuǎn)的、與被測量的粒子糾纏的粒子。這個現(xiàn)象并不違背狹義相對論，因為在量子力學(xué)的層面上，在測量粒子前，你不能定義它們，實際上它們?nèi)允且粋€整體。不過在測量它們之后，它們就會脫離量子糾纏這種狀態(tài)。

    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后，經(jīng)過很長一段時間，人們才開始真正領(lǐng)會到，上述的思想實驗，實際上并不實際，因為它忽略了不可避免的與周圍環(huán)境的相互作用。

    事實證明，疊加狀態(tài)非常容易受周圍環(huán)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(fā)射輻射，就可以影響到對形成衍射非常關(guān)鍵的各個狀態(tài)之間的相位的關(guān)系。

    在量子力學(xué)中這個現(xiàn)象，被稱為量子脫散。它是由系統(tǒng)狀態(tài)與周圍環(huán)境影響的相互作用導(dǎo)致的。

    這個相互作用可以表達(dá)為每個系統(tǒng)狀態(tài)與環(huán)境狀態(tài)的糾纏。其結(jié)果是只有在考慮整個系統(tǒng)時（即實驗系統(tǒng)+環(huán)境系統(tǒng)）疊加才有效，而假如孤立地只考慮實驗系統(tǒng)的系統(tǒng)狀態(tài)的話，那么就只剩下這個系統(tǒng)的“經(jīng)典”分布了。

    量子脫散是現(xiàn)在量子力學(xué)解釋宏觀量子系統(tǒng)的經(jīng)典性質(zhì)的主要方式。

    現(xiàn)在，我們再把論述的重點轉(zhuǎn)回到筆者所寫的這本《捧我的替身當(dāng)歌后》上來。

    本書的主人公在多重世界里見到了另一個自己，但是奇怪的是，另一個世界的自己性別發(fā)生了變化，由男變成了女。筆者敢如此寫的原因，就來源于“量子脫散”理論，環(huán)境的變化使兩個世界出現(xiàn)了細(xì)微的差別，這其實也是本書娛樂性的來源之一，這里可以沒計許多梗。

    接下來，我們再把注意力放回到本章開篇曾經(jīng)提到的量子隱形態(tài)傳輸上來吧？這又是個什么東東呢？

    中國科學(xué)院院士、量子衛(wèi)星首席科學(xué)家潘建偉博士喜歡用孫悟空的“筋斗云”來比喻量子隱形傳態(tài)。

    他說:

    “在古典四大名著之一的《西游記》里，孫悟空一個‘筋斗云’就能越過十萬八千里。明朝的作家吳承恩怎么也不會想到，幾百年后科學(xué)家已經(jīng)在微觀粒子層面的實驗上驗證了‘筋斗云’這種超能力的可實現(xiàn)性。利用量子糾纏發(fā)展出的量子隱形傳態(tài)，可以將物質(zhì)的未知量子態(tài)精確傳送到遙遠(yuǎn)地點，就像孫悟空的‘筋斗云’一樣，可以實現(xiàn)從A地到B地的瞬間傳輸。”

    哈哈，非常精辟的比喻。

    通過博士的比喻我們知道了，利用量子糾纏技術(shù)，需要傳輸?shù)牧孔討B(tài)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(xiàn)。

    比如：存放著機(jī)密文件的保險箱被放入一個特殊裝置之后，可以突然消失，并且同一瞬間出現(xiàn)在相距遙遠(yuǎn)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(xué)組成的聯(lián)合小組在量子態(tài)隱形傳輸技術(shù)上取得的新突破，可能使這種以往只能出現(xiàn)在科幻電影中的“超時空穿越”神奇場景變?yōu)楝F(xiàn)實。

    結(jié)束語：

    世界首顆量子衛(wèi)星的發(fā)射，使中國已經(jīng)站在了世界科技發(fā)展的巔峰之上，祝愿我們的祖國越來越強(qiáng)大。并希望本書能成為“量子流”的開山鼻祖。