第12章 瞬间移动

如果你是在《星际迷航》里首次接触到“瞬间移动”的概念——电影里斯科特先生经常使用这个技能［相似的场景也出现在《惊爆银河系》（Galaxy Quest）里］，那么你也许会想，不用走路或者飞行就能从一个地方来到另一个地方，这简直太方便了。但是，对于我这种看20世纪50年代低成本B级片长大的人来说，这是个可怕的概念。我看过文森特·普赖斯发现他的哥哥和苍蝇合为一体（虽然这有悖物理事实）时烦躁（或者发疯）的那一幕。直到现在，一想起青少年时期熬夜偷看电视中播放的电影《变蝇人》（The Fly）中可怕的半人半蝇的形象，我依然不能安心地和一只大苍蝇共处一室。毋庸置疑，这部电影中的场景确实有点儿假，但它对于当时的青年人的影响力是巨大的，那个时代还没有计算机合成图像。

在现实世界中，真正的“瞬间移动”并不是疯狂的科学家或者性格阴郁的苏格兰星舰工程师能实现的，它出自杰出的美国作家、研究员查尔斯·福特的想象。福特以研究和书写奇闻逸事为生。20世纪初，福特积累了大量的奇异事件的“证据”。福特的名字和奇闻逸事紧紧联系到了一起，以至于后来难以解释的现象被称为“福特现象”。

在福特1931年创作的科幻小说《看！》（Lo!）中，“瞬间移动”这个词首次出现。福特写道：“我所谓的‘瞬间移动’有时需要‘中介物质’，有时则不需要……当我看到一群回巢的鸽子或者候鸟时，我会想到一个更能表达我的想法的词：瞬间移动的或者准瞬间移动的。”福特认为，仅凭意念就可以实现两地之间物质的移动。这个概念也许更适合出现在中世纪的故事里，不具备任何科学基础，魔术师在瞬间实现了物体的转移。

福特之所以创造瞬间移动这个概念，主要是想解释历史中曾出现的一些怪异现象，比如石头雨、青蛙雨、鱼雨和其他奇怪的雨，这也是反常现象研究小组热衷的主题之一。福特相信，瞬间移动可以分为两种，一种基于电场，暴风雨在其中起到重要作用；另一种是基于某种未知的场，这可以解释在天空厚重的云层中出现的物体，或者突然出现在房子里的物体。以上解释也许听起来有些科学道理，但是福特的想法只不过是打着科学幌子的魔术。

说起来可能不那么浪漫，但许多媒体报道的超自然现象都不是真的，它们大部分是有规律可循的自然天气现象。众所周知，台风会让物体悬浮于空中。同理，喀拉喀托火山活动时喷射出的火山岩可能会散落在世界各处。举个更实际的例子，沙漠中的沙子可能会随着大气环流移动数千英里，变成私家车上的灰尘，或者散落在某个室外活动空间。我们不需要超自然的“瞬间移动”，大自然就是最好的搬运工。

很多人对著名的“玛丽·西莱斯特”号（Mary Celeste）的故事着迷不已。“玛丽·西莱斯特”号是一艘装载着工业酒精的英国商船，原定航程是从纽约前往意大利的热那亚。然而，在1872年12月5日，“玛丽·西莱斯特”号被加拿大商船“德·格瑞第亚”号上的船员们发现，当时它依然航行在大西洋上，但船上的8名船员和乘客以及一艘救生艇都不见了。当时海上风平浪静，船上有充足的食物，没有被海盗抢掠的痕迹，而且船处于适航状态。

就像夏洛克·福尔摩斯常面对的密室杀人场景一样，“玛丽·西莱斯特”号的故事非常引人入胜，在没有明显原因的情况下，船上的人就这样无声无息地消失了，“玛丽·西莱斯特”号之谜因此成为很多科幻故事的素材。当时的一些细节表明确实有些奇怪的事情发生。在1 701桶工业酒精中，有9桶空了；航海罗盘被毁了，钟表也停止了；3个泵中有2个被拆了；非常重要的导航设备以及航海日志也都不翼而飞。

有传言说，“玛丽·西莱斯特”号上的船员们被魔法或者机械力量瞬间移动到了其他地方，这个想法吸引了福特的注意力，但它并不符合我们既有的物理知识。当然，从理论上说，把这些船员“瞬间移动”到其他地方是可行的。与此同时，还有很多其他务实的、不那么玄幻的解释。比如，船员们被抓到了另一艘船上，或者由于船上发生某种危机，他们失足落水。所以，除非有非常强有力的证据证明，否则瞬间移动的说法在这起事故中是站不住脚的，可惜这些证据并不存在。

对于上述解释的通常反应是，船员为什么会这么做。但是船上也有一些相关线索，比如坏掉的泵和9桶消失的工业酒精。即便是毫无线索，比起无法解释船员为何做出某种选择，瞬间移动也更难解释。拒绝接受“人类的正常解释”是没有道理的。作者柯南·道尔也许让福尔摩斯在否定了“绝不可能”的情况下，做出了“不太可能”的解释，但是对于“玛丽·西莱斯特”号事件，确实还有许多可能存在的解释。巧合的是，柯南·道尔是第一个错误拼写“玛丽·西莱斯特”号的人，他在短篇小说《哈巴库克·杰弗森的证词》（J. Habakuk Jephson’s Statement）中将其误写成“Marie Celeste”。

福特不太常用到“奥卡姆剃刀”理论。这个理论是由中世纪哲学家奥卡姆提出的，它的意思是不需要增加不必要的解释或行为。在当时，这个理论被描述为“如无必要，勿增实体”。这个理论也可以用来解释“玛丽·西莱斯特”号事件，即我们完全可以采用朴实的解释（同时不违反物理定律），除非我们有特别的原因不这样做。换句话说，不寻常的理论需要不寻常的证据来支持。如果你非要坚持某个不同寻常的理论，那么最好有确凿的证据——这个证据绝不是道听途说的故事或者异想天开的理论。

《变蝇人》于1958年上映，影片中展示了瞬间移动的另一种可能——神秘力量被更加务实的科学所取代。电影中并没有用到“意念”的概念，而是利用了一种科学概念的实际应用——“物质传送”。在20世纪60年代的小说中，这种科幻技术一度被叫作“传送物”。长盛不衰的科幻电视剧《神秘博士》中多次使用了这个名字，但是除此以外，这个技术并没有太多机会在其他的科幻作品中大放异彩。

在20世纪50年代，“物质传送”并不是一个特别流行的概念，反倒是“电波”在科幻作品中十分常见，这个词的意思是信息通过无形的电磁波迅速在两点间传播。在量子力学中，粒子可以像波那样运动。这一切让当时的科幻作家认为，合适的科技可以把物质转换为波，如果波能在两地间瞬时传送，物质也可以在目的地由波重建出来。

那时候的科幻作品很好地利用了这个强大的概念，提出了一系列“如果……会怎样”的问题。在《变蝇人》中，主角弗朗索瓦（故事的发生地位于加拿大的法语区蒙特利尔，所以男主角有个法语名字）发现他的嫂子用液压仪把他的哥哥安德烈杀死了。事情是这样的：安德烈制造了一个物质传送机，并用自己做实验。安德烈不幸和一只苍蝇同时进入了物质传送机，结果变成了一个顶着苍蝇脑袋的人，他的妻子埃莱娜惊恐万分，情急之下将其杀死。后来，一个顶着人头的苍蝇撞到了蜘蛛网上。

平心而论，以上“如果……会怎样”的问题不太符合逻辑（毕竟，这是20世纪50年代的好莱坞影片）。如果那台机器能把人和苍蝇合二为一，它也能把人和空气合为一体，但这种情况对于惊悚片而言效果可能并不尽如人意。即便那台机器确实能把人和苍蝇合为一体，我们也无法解释为什么苍蝇的头会像人的头那么大，而人的头却莫名其妙地缩小了。同理，我们也无法解释影片中人和苍蝇互换大小的腿。另外，精确地互换头和腿，而并不影响其他身体部位也让人匪夷所思，原子互换应该随机地发生在身体的各个部位才对。

科幻作家很快发现了另一种值得探索的可能性，即《星际迷航》中的传送机。该传送机并没有类似“接收器”的装置，也和《变蝇人》中的机器截然不同。如果空间旅行者被传送到了实体物质中，结果就会异常惨烈。在一些科幻作家的笔下，这会导致一场大爆炸，另一些作家则只是简单地把人和已经存在的场景融合在一起。但不管怎样，结果都很惨。事实上，包括《变蝇人》在内的所有科幻作品的传送装置都忽略了一个非常重要的问题：传送的介质不是真空，而是空气。

空间旅行者被物质化的过程中，空气会发生什么变化？空气会和人混在一起，杀死旅行者吗？或者空气也会瞬间移动，产生强有力的冲击波？最简单的解释是，传送机会把两处空间中的所有东西都互换，所以两处空间里都会出现一些意料之外的物品。

归根结底，科幻作品中的物质传送机面临的最大问题是，瞬间移动到底是如何实现的。我们将会谈到，在量子物理中，瞬间移动粒子是可行的，粒子在某处消失，同时在另一处出现。但是，像这样的真正的瞬间移动并不包括物体的转移。被移动物体不会转变成非实体的波，穿过空间，并在另一处出现。相反，出现在目的地的物体是和原物体一模一样的副本，原物体则被销毁。整个过程中传递的只是信息，这完全避免了被移动到错误地点的灾难。瞬间移动其实是在目的地重新组装物体，而不是真正地转移物体。

即使科幻作品中的物质传送机完全失败，也可以在现实中用量子力学理论实现复制。这个例子出现在优秀的恐怖片《惊爆银河系》中。一群演员拍摄了类似《星际迷航》的片子，却被外星人误当作真实的纪录片加以研究。外星人真的重建了纪录片里的银河系飞船“保卫者”号，并劫持了那些演员，让他们驾驶飞船。扮演首席工程师的演员在首次操作飞船时犯了错误，结果惨不忍睹。虽然《星际迷航》里的传送机需要斯科特先生手动操作，这确实让人不可思议，但更大的问题是如何成功重组原版。

原因在于，虽然可以瞬间移动量子粒子乃至病毒大小的物质，但瞬间移动大物件确实不太可行。如果要利用量子传送机，那么这个机器首先得扫描原物体的每个粒子，再在目的地按原物体重建副本。如果人类包含1028个原子，全部扫描确实需要大量的时间。假定一秒钟可以扫描10亿个原子，大概也需要100万亿年才能全部扫描完。就算这一切可以实现，也不是瞬间移动。

即便可以克服时间的障碍，并事无巨细地扫描身体的每个原子，我们中的大多数人在选择瞬间移动之前还是会深思熟虑，以免发生《变蝇人》中的惨剧。传送机会摧毁你的身体，并在另一个位置重建一个你出来。重建的副本和你本人完全一样——身体构造一样，思想一样，记忆一样——但这是你吗？可能其他人会觉得这就是你，你自己也是这么认为的吗？事实上，你已经不存在了。

量子传送机不能完全再现科幻电影《致命魔术》的情节，该电影改编自曾经是军人的科幻作家克里斯托弗·普里斯特的同名小说。电影中，主角魔术师展示了从密闭的水箱中逃脱的完美幻象。事实上，他成功完成这个魔术的前提是他在水箱中真的溺毙了。他确实无法从水箱中逃脱，但是他绝妙地利用了尼古拉·特斯拉（是的，这个人又出现了）的发明，重新构建了一个一模一样的自己。在剧院的房顶，我们看到了装着死去魔术师尸体的水箱。整个故事情节确实扣人心弦，但绝不可能成真。

量子传送利用了量子力学的特殊性质，巧妙地回避了量子不可克隆定理，即不可能完美复制一个量子并且不对原始量子产生影响。所以，《致命魔术》中的情节是不现实的（谢天谢地）。让瞬间移动变得可行的方法是一个被视为物理学中最奇怪的概念“量子纠缠”。理论上，如果你把一对处于纠缠状态的量子分别放在宇宙两端，那么只要改变其中一个的状态，另一个的状态也会瞬间改变。

乍看上去，量子纠缠的概念可能会让即时通信成为可能，甚至可以克服无法超过光速的限制。即便无法建造出即时通信的仪器，量子纠缠依然可以被用来设计不可破解的密码和制造量子计算机。在量子计算机中，每个比特都是一个量子，量子计算机可以完成穷尽现今所有计算机的使用寿命也无法完成的计算。

量子计算机可能需要以量子传送作为前提，量子传送可以在不影响量子状态的前提下从计算机中获得信息。不管量子传送会不会被用来制造物质传送机，它都会被直接应用于量子计算机的制造。虽然量子计算机的制造还处于初级阶段，但它毋庸置疑有无限的发展潜力。

在科幻文学中，物质传送机和瞬间移动都不仅限于量子计算机，而是在长距离传送中大放异彩，甚至是星际间的传送。相较而言，在科幻电影中，传送机往往只需要完成从卫星到行星表面的传送，因为故事一般都发生在绕行星飞行的飞船上。下一章我们要讨论一种特殊的旅行，这个旅行比《星际迷航》里传送机25—40 000公里（16—25 000英里）的工作距离长多了，但在太空探索这个背景下，仍然只能算是在自家院子里遛弯。这就是38万公里（23万英里）的登月之旅。