1707605929
1707605930
首先，通信的两端需要有处于纠缠状态的粒子。这是比较容易实现的一个步骤。处于纠缠状态的粒子在实验室中就可以制造出来：用某种特殊方式使原子里的电子受到激发，当它回到基态时会释放出两个光子，这两个光子就是一对处于纠缠状态的粒子。分束器最近几年常被用来制造处于纠缠状态的粒子。它的原理简单来说就是，用倾斜的玻璃板反射大部分光，同时让少量光通过。这个现象的本质就是量子现象。通过不同的分束器，原子中释放出的光子和产生这些光子的原子就成为处于纠缠状态的粒子。
1707605931
1707605932
虽然纠缠状态非常容易被破坏，但我们已经可以让处于纠缠状态的粒子分开非常远的距离，比如一个在地球上，另一个在卫星上。我们也能做到让粒子间的纠缠状态维持比较长的时间，甚至长到可以完成长距离的通信。不论处于纠缠状态的粒子是光子还是其他物质，它们都是以正常的速度运动。所以，除非我们制造出超光速的粒子驱动器，否则一个处于纠缠状态的光子在执行即时通信的任务之前，先需要花大约250万年才能到达仙女座星系。
1707605933
1707605934
当另一端的粒子就位之后，我们需要做的就是对发射端的粒子进行一系列测量。这样，我们就可以立刻知道另一个粒子的对应状态。比如，如果经过测量，我们发现一个粒子的量子自旋轨迹是“向上”的，那么另一个粒子的量子自旋轨迹就是“向下”的。但是所有试图用这个方法制造出狄拉克发射机的人都要面对一个问题，那就是我们没法强行改变粒子的自旋属性，也就没法进行有效的信息传递。粒子的自旋属性完全是随机的，我们也许可以用这种方法实现信息的即时传送，但信息的内容却是随机的。
1707605935
1707605936
只要利用量子纠缠实现即时通信，都会面临相同的问题：要么信息内容是随机的，要么传递过程需要一些亚光速信息的辅助。比如，我们也许可以把纠缠状态本身作为“信息”，测量发射端粒子和接收端粒子是不是处于纠缠状态。我们可以从两列处于纠缠状态的粒子入手，它们分别位于发射端和接收端。然后我们破坏几个发射端粒子的纠缠态，接收端粒子就会展现出对应的状态。这确实可行，但是我们验证纠缠状态也需要发射端和接收端之间亚光速信息传送的辅助。如果是这样，那么基于量子纠缠的信息传送和传统的无线电传送也没什么区别了。
1707605937
1707605938
虽然有各种各样的问题，但这些问题都不能阻止物理学家试图利用量子纠缠实现即时通信。比如，20世纪80年代，物理学家尼克·赫伯特就设计了一个即时通信器，这个仪器好像可以克服之前的所有问题。赫伯特设想把分别位于接收端和发射端的一对纠缠态光子分开处理，发射端的光子会通过两种可能的偏光板，一种偏光板会产生传统的线偏振，另一种偏光板会产生圆偏振，偏振方向随时间改变。
1707605939
1707605940
同时，接收端的光子会通过激光增益管产生许多它的副本。这些副本中的一半会通过线性探测器，另一半则会通过环形探测器。从理论上说，接收端的光子分布应该可以由发射端的光子分布决定。然而，量子纠缠的奇特性质又一次让充满希望的科学家们失望了。在前文中我们讨论过一个物理原理——量子不可克隆原理。也就是说，要完全复制一个量子粒子，不可能不对原始的量子位元产生干扰。所以激光增益管不可能完美地制造出和接收端光子一模一样的副本，这也证明了赫伯特的双路探测器方法不可行。
1707605941
1707605942
20世纪80年代的赫伯特思想实验是人类最后一次试图构建即时通信系统（虽然很多物理专业的学生会通过各种设计来理解量子纠缠），但2014年的一项新工作再一次勾起了我们的好奇心，那就是我们能否通过克服量子纠缠的不确定性来实现即时通信。
1707605943
1707605944
来自奥地利科学院量子光学与量子信息研究所、维也纳量子科学与技术中心以及维也纳大学的科学家们，成功地在不探测来自于某物体的光的情况下传输了该物体的图像（这幅图像是一只猫的轮廓线，为了纪念著名的“薛定谔的猫”）。这个实验用到了处于纠缠状态的光子对，在每对光子中，一个光子的波长处于红光波段，另一个光子的波长处于红外光波段。红外光子打到物体上后，进入水晶介质并干扰第二个处于纠缠状态的红外光子。如果与之前两个红外光子分别处于纠缠状态的两个红光光子此时也相遇，干涉图谱就会显示出原物体的形状，虽然红光光子并没有靠近原物体。
1707605945
1707605946
可惜的是，即使这个实验也没能实现即时信息的传送，因为实验的前提是光子要一起通过成像仪，但光子需要先以光速到达目标物体后才能形成图像。毋庸置疑，这个方法确实为实现低强度红外成像提供了一种可能，因为捕捉低强度红外图像的照相机现在并不存在，普通相机只能够捕捉低强度的红光。
1707605947
1707605948
虽然奥地利量子理论物理学家安东·蔡林格的格言是“永不说永不”，但现在的所有证据都表明类似狄拉克发射机的即时通信器是不可能实现的。信息交流仍要受到光速的限制，它无疑是现代文明的基础。
1707605949
1707605950
现在，我们和其他人的通信都是通过手持设备或者屏幕。但科幻作品告诉我们，这些机器不是必要的。当我们能把设备内置于身体的时候，为什么还要携带它们呢？
1707605951
1707605952
1707605953
1707605954
1707605956
100亿个明天：科幻技术如何成真并塑造人类的未来 第15章 脑机连接
1707605957
1707605958
《星际迷航：下一代》上映时，看着里面出现的博格人，我非常庆幸我已经是个成年人了。博格人简直太坏了，相较之下，克林贡人反而看起来十分亲切。就连《神秘博士》里可怕的戴立克人在博格人面前也显得微不足道。博格人冷血残暴、毫无人性，让人非常害怕。（博格人通过给其他种族置换机械组件来实现种族同化，比如，皮卡德舰长就被换了眼睛。）博格人的战舰杂乱无章，和任何飞碟相比，都更阴气沉沉、令人恐惧。博格人的战舰就像一个蜂房，里面的每个个体独立灵活，但却出人意料地团结对外。在电视剧和电影里，人类都取得了最终的胜利。但仔细揣摩过故事情节的人都认为，博格人本可以赢得战争，然后同化星际联邦的。不得不承认，作为“博格人的代言人”，被同化过的皮卡德舰长比他作为人类的时候，形象更威武。
1707605959
1707605960
虽然博格人属于半人半机械的种族，但这个种族有值得我们深思的“蜂群思维”，博格人就像蜜蜂和白蚁一样齐心协力、团结合作。这种社会结构和其他的外星人非常不同，“蜂房”结构是科幻作品中的绝佳模型。虽然《星际迷航》让我们印象尤其深刻，但它绝不是首部指出外星人和人类完全不同的作品。在赫伯特·乔治·威尔斯的小说《登月第一人》中，月球居民的社会结构就类似于蜂巢。
1707605961
1707605962
虽然蜜蜂和白蚁有绝佳的建筑技艺，但它们一度被视为十分低等的生物。我们总是忽略了一个事实，即每个单独的昆虫并不能算作一个个体，整个种群才是生物学意义上的一个“超级有机体”。就像细胞是我们身体的组成单位一样，单个细胞没办法独立工作，多个细胞组合在一起远比单个细胞在功能上更复杂、更强大。同样，超级有机体也整合了负责不同任务的某种昆虫。在超级有机体中，昆虫们各司其职，其中的某个昆虫对于整体来说并不那么重要，就像我们手指上的几个细胞对于整根手指来说一样。
1707605963
1707605964
在博格人的社会，集体能力和每个个体的智慧融合在一起，每个个体都在贡献自己的力量。就像蜜蜂群和白蚁群一样，超级有机体比单个昆虫更有力量；在博格人的社会，超级有机体远比单个人更可怕。（正因为如此，博格人毋庸置疑可以打败星际联邦。）另外，博格人的社会关系机制比昆虫群体更灵活。
1707605965
1707605966
昆虫主要是通过化学物质和它们所属的超级有机体相联系，比如它们的排泄物、触角，还有生理运动，著名的“蜜蜂舞蹈”就属于这类。这些足以让它们交流类似花蜜位置的信息，构建复杂优美的社会结构，扇动翅膀实现蜂房通风，以及共同对抗敌人、保卫蜂后。博格人不需要物理上靠近对方，而是通过连续不断的宽带实现连接，这让博格人有更快的行动力和更强的机动性。博格人个体也不是单个的昆虫，而是拥有人类的智慧。
1707605967
1707605968
博格人除了有集体行动力以外，还有生化人的本质。生化人是机械化、电子化的有机体，这个概念既新颖又可怕。1960年，科学家曼弗雷德·克莱因斯和内森·克莱因提出了“生化人”的概念，这个概念于同年5月份首次在《纽约时报》上公开发表。克莱因致力于致幻剂的研究，《纽约时报》上最初的定义也主要反映了这一点，即生化人是“一个人机系统，其中人类部分由药物或者调控装置控制机理，使其在离开正常环境后仍然可以生活”。后来，这个词被专门用于指代机械化或电子化的人类。
1707605969
1707605970
真实世界中的人体改造要先于科幻作品。比如，拐棍的历史可以追溯到史前时代，它们被用来增强人类身体的稳定性；眼镜发明于中世纪以前（可能是中世纪士兵罗杰·培根发明的，但没有太多的证据证明这一点）；人类发明了轮子之后，就开始使用类似轮椅的设备了；假肢在人类的截肢手术成形之后就出现了，木头或者金属的假肢存在了至少几千年（在公元前3世纪的意大利墓穴里就发现了类似假肢的东西）。
1707605971
1707605972
这些例子似乎并不能让我们心潮澎湃，或者感到害怕。虽然一些设备让人类身体的某些功能得到强化，但我们并不觉得戴隐形眼镜和假牙的人是生化人。区别就在于，这些改变是否能让人类个体拥有超过普通人的能力（这也是科幻小说关心的话题），以及人的外观是否会改变，看起来像个怪物，不同于普通人的模样。
1707605973
1707605974
最早出现在科幻作品中的拥有超人能力的生化人在今天看来也十分与众不同。在埃德温·奥德尔于1923年创作的小说《发条人》（The Clockwork Man）中，发条被植入一个人的大脑。由螺栓固定的机械装置操纵着这个人的行为，让他（莫名其妙地）有能力去其他维度的空间中旅行。更广为人知的生化人例子是，20世纪70年代的电影《无敌金刚》（The Six Million Dollar Man）中由李·梅杰斯扮演的严重受伤的宇航员史蒂夫·奥斯汀。
1707605975
1707605976
《无敌金刚》改编自马丁·凯丁于1972年发表的小说《生化人》（Cyborg），里面最著名的一句台词是：“我们可以重建他……我们有技术。”因为全身受了严重的伤，宇航员的双腿、一条胳膊和一只眼睛都更换为机械的，这使得这名宇航员虽然看上去像人类，却拥有超人的能力。这部电影轰动一时，还推出了情节类似但制作却更加精良的续集——《无敌女金刚》（The Bionic Woman），由林赛·瓦格纳领衔主演。科幻电影中所展现的奥斯汀的超能力其实是不成立的。虽然他的手臂异常有力，但当他举起非常重的物品时，他的身体根本无法承受，会被压垮或者胳膊会折断。但是，没有人质疑过奥斯汀的能力。
1707605977
1707605978
在真实世界中，人们在伤病后安装的假肢，几乎不可能超越原来的肢体能力，至少比不上健康正常的肢体，假肢的意义只是让整个身体看上去比较完整。在遭遇了一次严重的骨折后，我的肩部内置了一块金属板。这块金属板并不能给我超能力，还会在我每次接受机场安检的时候给我带来麻烦，但是这块金属板让我的肩膀能正常活动。腰部、膝盖的支撑设备，以及心脏起搏器也存在类似情况。这些医疗手段并不能让身体运转得比原来好，只能使身体接近正常状态。
[
上一页 ]
[ :1.707605929e+09 ]
[
下一页 ]