为什么实现“瞬间移动”是不可能的？既然人也是粒子组成的，那把人所有生命信息打散、瞬移、再组合，不就可以实现瞬间移动？

大家好，我是科学羊，今天我们继续聊星际穿越，这期同样也是参考了得到专栏卓克科技参考给大家分享的。

你有没有想过这样一个场景，既然人也是分子组成的，那是不是可以实现一种技术，先把人的所有生命结构先打散装入一个光盒，再由光盒瞬间传输到另外一个地方重新分子组合，从原理上这不是实现瞬间移动了吗？

既然太空旅行需要那么长时间，而且非常消耗能量。假如能瞬间移动岂不是可以直截了当？

当然，《星际迷航》中有描绘到上面说的这个瞬移器。

故事说，当时两位主角从钻井平台掉下，即将砸到地面的一刻，进取号上的船长通过瞬移器在最后关头锁定了他们的生物信息，将他们传送回了进取号，挽救了他们的生命。

那么，瞬移器能否成为未来太空旅行的现实工具呢？

假如可以实现，我们确实就不需要搞什么光速火箭类的东西，瞬移器就可以将人生命信息从A传输到B，然后再组建一一模一样的人。

好，我们接下来看看技术分析。

首先，瞬移器的核心概念基于全同粒子假设。

这一假设认为，所有基本粒子（如电子）都是完全相同且不可区分的。不同于两颗沙粒之间的差异，电子等基本粒子没有内部结构，因而没有可供区分的信息。

如果我们能获取一个人全部生命微观组成的信息，就能在另一端利用当地的基本粒子，重新组合出一个与原本一模一样的人，这个人不止应该具有和A处的人一样的外貌，在性格、记忆、情感上也应该一样，因为我们使用的是所有基本粒子的完整信息

存储人体完整的生命信息，虽然难度很大，但相对测量和传输来说仍是最容易实现的一环。

你看，人体大约由10的28次方个原子组成。这个数字是怎么得出的呢？

我们先从水分子开始估算。假设一个人重70公斤，其中有49公斤是水。

水的摩尔质量是18克每摩尔，因此我们有2722摩尔的水分子。

1摩尔含有6×10的23次方个分子，所以49公斤水大约包含1.6×10的27次方个水分子。

而每个水分子由2个氢原子和1个氧原子组成，总共大约是5×10的27次方个原子。

再加上剩余20公斤其他元素的原子，总数大约为10的28次方个原子。

接下来我们来看每个原子的状态描述，包括主量子数、角量子数、磁量子数、自旋量子数等参数，这些参数决定了原子的能级分布、轨道形状及其能级分裂情况，同时也涉及原子与周围原子的连接方式。

每个原子的信息量非常大，所以我们为每个原子的描述信息预留0.1MB的空间。

计算一下，一个人的完整生物信息大约需要10的21次方GB。

这个数据量到底有多大呢？

假设我们使用市面上容量最大的硬盘，每个3.5英寸硬盘容量为10TB，那么一个人的完整信息需要大约10的17次方块硬盘来存储。

这么多硬盘占多大地方呢？

我们来算一下：地球的表面积是5.1亿平方公里，一块硬盘的表面积是150平方厘米。

如果用这些硬盘铺满整个地球表面，包括海洋，只需要3.4×10的16次方块硬盘。

因此，存储一个人的完整生命信息需要的硬盘，可以铺满地球表面三层。

当然，我们也可以使用信息密度更高的SSD，然后将SSD叠放在一起。

和地球一样大的SSD（幻想图）

或者把SSD放在宇宙某处（假象），如果叠放的话，100层SSD叠放的高度大约是1米。如果将这些SSD无缝堆叠，需要占用新疆和西藏两省的全部面积。因此，存储的压力非常大。

不过，存储的难度相比测量和传输来说，依然是最小的，我们再看看测量！

对于测量来说，目前的量子物理理论认为这是根本不可能的任务，因为测量人体完整的生命信息有一个几乎不可逾越的难题——量子力学。

根据量子理论，观测过程本身会对被观测体系造成不可忽略的干扰。测不准原理告诉我们，某些物理量如位置和动量、能量和时间是互斥的。当你测量一个量的精度越高，另一个量的误差范围就越大。

这并不是技术上的限制，而是理论上的不可能。

比如，我们在抄作业时，只需看清每个字并照抄即可，但伪造签名则需更精细的模仿，每个笔划的细微差异都可能导致失败。

这种观察仅限于宏观层面，而测量生命体的微观信息则截然不同。

根据量子理论，观测本身会干扰被观测对象，使其数值在测量后发生变化。尽管我们可能认为获取之前的数值并存储即可，但事实上，我们只能对每个粒子进行一次测量，且某些物理量是互斥的，无法同时精准测量。

基于测不准原理，传送生物体所需的完整微观信息是无法实现的。因此，依赖完整生命微观结构信息的瞬移器，传送生物体是根本不可能的。

最后，我们看看传输。

重新组合一个人所需的能量以亚原子粒子的结合能为基础，消耗约10^16焦耳的能量，相当于北京市一天的用电量。这还不包括重新组合过程中释放的巨大能量，相当于200万吨TNTzha药的爆炸。

虽然瞬移器在理论和技术上充满挑战，但太空旅行的梦想并未就此终结。

未来，我们可能通过改造空间，实现另一种形式的太空旅行。量子隧穿、虫洞理论等前沿科学概念，或许能为我们提供全新的思路。

在太空旅行的探索之路上，科学和幻想相辅相成。尽管当前技术尚无法实现瞬移器的梦想，但这并不妨碍我们继续追求对宇宙的深层理解。

结语

人类对于太空的探索是无止境的。从火箭方程到瞬移器的幻想，科学与科幻交织，为我们描绘了一幅充满无限可能的未来蓝图。

虽然实现这些梦想面临巨大挑战，但每一个探索的脚步，都是我们不断靠近真相的过程。

无论未来的太空旅行将以何种形式呈现，今天的思考和研究，都是迈向明天的基石。期待我们能在不远的将来，突破现有的科技瓶颈，开启属于人类的星际航行时代。

好，今天先这样啦～

科学羊🐏  2024/06/30

祝幸福~

参考资料：

[1].https://www.dedao.cn/course/article?id=e1k8gp2WGMzqJ3mzQ0K5YmP6DOjxAL

[2].卓克·科技参考｜本篇核心内容来源得到APP卓克科技参考，更多知识欢迎订阅得到

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