看来，燃料革命成了当务之急了!

"时间就象河流, 河流在不同的地方速度是不同的, 因此时间在不同的条件下是不同的".霍金在他新出的科教纪录片中提出了未来宇航战胜时间的几种方法,下面是第二集<时间旅行>的解说词:

一, 物理学家思考着时间和隧道, 我们想知道通往过去和未来的入口是否在自然法则下存在? 如果真的存在会是什么样子?我们将之命名为"虫洞".

很不幸这种时空隧道只有10的-33次厘米的大小,不足令人类通行, 不过引出了虫洞型的时间机器的概念.有些科学家认为可能抓住其中一个将之扩大数亿亿亿倍使其足以通过一个人甚至一艘太空船.给以足够的动力和超前的科技或许可以在宇宙中制造出大虫洞, 我不保证可行只是理论上有可能做出来.一端在地球不远的地方, 另一端则在遥远的宇宙的深处. 理论上虫洞可以有更多的用途,如果虫洞的两个开口在相同的地点不同的时间, 飞船可以穿越到地球形成之前的世界,一个遥远的过去.或许恐龙可以目睹飞船的降落.现在我觉得四维时空的概念很难理解.虫洞的概念更加令人摸不到头脑.

我想出一种简单的实验来验证人类是否可以通过虫洞穿越时间? 我们都知道一个十分出名的是祖父侼论:回到过去在你的祖父生你的父母之前把他杀了,因此你不能出生, 更不能回到过去杀你的祖父.我有一个新的简单版本, 我称之为疯狂的科学家谬论.想象一下一个科学家用某种手段制造了一个虫洞, 时间隧道返回一分钟前的世界, 听起来好象没多大问题, 而实际上一分钟的穿越时间能捅很大的娄子. 通过虫洞科学家可以看到自己一分钟前的影像, 但我们的科学家如何用这个虫洞呢? 开枪射一分钟前的自己. 现在他死了, 在他组装起手枪之前他就死了.那么谁开的枪? 这是个谬论,听着就觉得不可能,这是宇宙学家的恶梦.这种时间机器会改变宇宙最基本的法则,结果早于原因发生影响原因发生.我相信事物不能否定自己的存在,如果有的话那么就没有人可以阻止宇宙重回混沌.所以我想有东西总能阻止谬论发生,总是有某一原因使得我们的科学家没有射死自己的机会.在这个例子中虫洞就是问题所在,我可以肯定这种类型的虫洞是不可能形成的,愿因就在于反馈.当虫洞打开的瞬间, 自然界的幅射会进入其中形成回路,反馈会变的足够强大使虫洞毁灭.

事实上我相信任何的手段包括虫洞可以穿越时空回到过去可能并不存在,否则就会产声谬论.很可惜穿越时间回到过去永远不会发生,令想要回到过去狩猎恐龙的人失望.但故事并未完结, 时间旅行并不是不可能,我相信时间旅行-通往未来的时间旅行.时间就象河流一样流动,我们就象被时间流冲向下流一样. 但时间在另外的方面也象河流, 在不同的地方有不同的速度,而这也是到未来旅行的关键,这个概念来自100年前的爱因思坦,他意识到有的地方会使时间慢下来,而另一些地方时间会加快.他绝对是正确的而证据就在我们头顶上,外层空间.例如全球定位系统GPS,曲绕地球运行的31个人造卫星组成的系统.这些卫星用于卫星导航, 但他们同时证明了时间在这里比地球表面快.在每个卫星上都有一个非常精密的钟, 无独有偶它们全部每天都走快十忆分之三秒,系统必须纠正这个误差, 否则这个误差会导至地面的定位系统产生每天6英里的偏差. 问题并不在钟, 钟走快只说明这里的时间走的比在地面快,产生这钟现象的原因在于地球的质量.爱因思坦意识到物质会影响时间,就象河流流的慢的部分,越重的物体时间流逝的越慢(在埃及金字塔脚下的时间就比地球别的地方地方的时间慢十亿分之一秒),这一点和未来旅行有着重大关系.这就打开了通往未来之门.

二, 在人马座的中心, 离我们1600光年之外, 就象银河系其它地方一样有着大量的气体与恒星.一个超级黑洞有400万个太阳的质量,由于自身的重量压缩成一点.你越是接近黑洞重力越强.离的足够近来光都逃不掉,以至于形成一个直径5千万英里的黑球体,这样的黑洞对于时间起着意想不到的效果,这就是一个自然产生的时间机器.我乐于想象有一天飞船可以得以接近这个特别的地方, 但最其码要避免被吸进去.我想其中的技巧就在于边界处的调整而刚好不被吸进去,他们必须有精确的航向和速度否则就出不来了.做的好飞船回绕其运行其轨道长达3千万英里的圆周,但愿飞船的速度可以保证其停止下坠, 如果有人可以从地球上或其他远离黑洞的地方加以指挥, 他们设定在其轨道运行一周要用16分钟, 但对于飞船上的勇者来说接近这样质量的物体时间将会慢下来,其效果会比接近金字塔或小行星旁边更显著,时间的流动将会减慢一半,16分钟一周的轨道他们感觉只用了8分钟.每转一周比起远离黑洞的人他们只感觉一半的时间,非船和船员就会穿越时间.试着想一下他们绕着黑洞运行了5年,我们在地球上会渡过十年,当他们回到地球其他人都会比他们年长5岁,飞船及其船员会回到未来的地球,他们旅行经过的不单是空间而且包括时间.超大黑洞是一台时间机器, 但事实上并不容易操作.比起虫洞他有着不产生谬论的优势,也不会因为反馈而崩溃.但真的十分危险,短时间内还不可能实现.幸运的是还有其它的方法可以穿越时间,而这是我们最后可行的方法制造一台时间机器.

三, 穿梭第四维空间并不能单独进行, 但有一个神奇的方法可以实现, 你需要很快很快的速度进行, 比围绕超大质量黑洞运行的速度还要快很多,这是因为宇宙的另外一个古怪的定律,有恒定的宇宙极限速度,186000英里每秒(300000公里每秒),也就是众所周知的光速,没有东西可以超过这速度.你听起来这不可思议, 但请相信我这是宇宙的一个基本法则.但不论如何用接近光的速度就可以去到未来.用以解释这个问题, 让我们看一个科学假想的运输系统例子. 试想一下存在一条围绕地球的轨道, 一条为超高速列车准备的轨道.我们将会试用这条假想的轨道达到近似光速, 看看这如何成为一台时间机器.在上面的旅客将得到一张通往未来的单程票, 列车开始进行实验越开越快.很快它就会绕着地球不断运行一圈又一圈.接近光速意味着极高速地绕地球运行, 每一秒跑七圈, 但无论列车的动力如何强劲, 绝对不会超过光速因为物理法律不允许. 所以我们只能无限接近极限速度, 而非常奇特的事情开始发生, 相对于地球其它地方列车上的时间流动的非常缓慢, 就象在黑洞的附近但不如此, 列车上所有物体的运动都会变慢.试想一个小孩在列车上向前进的方向奔跑, 她的奔跑速度将加上列车的速度所以她就可以意外的突破速度上限吗? 答案是否定的, 自然法则将时间减慢以避免可能性发生,所以她不能跑的快过极限速度,时间总会变慢使得极限速度不会被突破. 利用这个特性我们可以通往遥远的未来.假如列车在2050年1月一日出发, 绕了地球走了100年, 而在2150年的新年靠站,而旅客们只是过了一个星期, 因为车内的时间流动足够慢.当他们走下列车将会发现一个完全不一样的世界,他们用一周时间就来到一百年后的世界.显然建造一辆如此速度的列车是不可能的, 但我们还是可以造跟这列车相象的东西.位于瑞士日内瓦的世界上最大的粒子加速器在地下深处有长达16英里的环形管道, 上万亿个微小粒子组成的粒子流当电源打开在不到一秒内粒子流从零加速到时速600000英里,增大能量, 粒子流也变的越来越快,最终粒子流将会每秒绕管道11000圈,差不多达到光速.就象列车一样他们不会达到极限速度, 他们只能达到99.99%光速, 这样的情况下粒子流也会穿越时间.我们得知这点因为一种寿命超短的物质"鎃"介子正常情况下他们只能存在二百五十亿分之一秒,当他们达到近光速他们的寿命延长了近30倍.这些粒子真正意义上的穿越了时空.就是这样简单, 我们要想去往未来, 我们只需跑快点就可以了.非常快!我想唯一可能实现的方法就是到宇宙空间去.

四, 人类历史上最快的有人驾驶飞行器，是“阿波罗十号”。它达到每小时25000英里。但若想在时间中旅行，我们必须再快2000多倍。我们需要一部足以携带大量燃料的庞大机器。飞船会不断加速，在一周内，它就可以到达外行星。两年后，它可以达到半光速，飞出太阳系。再两年后它将达到光速的90%，远离地球约三十万亿英里。发射四年后，飞船就会开始穿越未来。飞船上每度过一小时，地球上将度过两小时。再经过两年开足马力的旅行，飞船将达到其最高速，也即光速的99%。在这种速度中，飞船上的一天，等于地球上的一年。这时，我们的飞船就真正飞入未来了。变慢的时间还有一个好处就是在人类的寿命里可以进行很长距离的旅行.去到银河的尽头只要80年.

听这些知识真有点像听天书，还真不大容易消化。我的知识结构太老化了。

看了霍金的新纪录片第二集,总的感觉是长途宇航虫洞不可行, 黑洞太危险, 而光速又是不容许超过的, 那么就算用近光速的飞船从地球飞到银河系边缘也要80年.按霍金的推算,在飞船上的一天等于地球上的一年, 除去前面逐渐加速的4年,还有76年得以在近光速中穿越未来. 换言之, 365天乘76年=27740年, 飞船上的80年等于地球上的27744年. 如果我们在飞船上花了80年飞到了银河系的边缘还是没找到可以落脚的地方, 那我们就得回家, 再花80年飞回地球, 地上已过了55488年.再说了, 一个来回飞船也用了160年,燃料早没了吧? 纪录片上说那艘飞船是一部足以携带大量燃料的庞大机器,看来霍金没提反物质能源和真空能源.燃料不解决, 光速又不让超过, 理论物理学家的设想和设限使宇航进入了瓶颈......

相比之下, 我还是觉得高歌教授的设想更实际可行.霍金赞同有外星人, 还说他们是宇宙里的"游牧民族", 那外星人的飞船是怎样设计和工作的? 我感觉穿越虫洞和黑洞还是先放一放, 设法开发新能源增加发动机的力量提升飞船速度则是最可行的......

星际旅行：等离子火箭从地球到火星只需一个月

时间:2009-10-05 01:14

从地球到火星，传统的液体火箭需要250天。而等离子火箭能把这段旅途缩短至一个多月。一位传奇的航天员兼物理学家正在准备将它带上太空。

     《新知客》9月刊报道从地球到火星，传统的液体火箭需要250天。而等离子火箭能把这段旅途缩短至一个多月。一位传奇的航天员兼物理学家正在准备将它带上太空。

     “化学火箭是登天路上的死胡同。”

     30年前，在哥斯达黎加出生，有1/4华人血统的张福林（Franklin R. Chang Diaz）还在麻省理工大学攻读等离子物理学博士学位时就这么认为。到了2009年6月，作为前航天员兼物理学家，Ad Astra火箭公司创始人、首席设计师，张福林带领着团队成功测试了VASIMR的第一节引擎后，对这一观点更加坚定。

     VASIMR，全功率可变比冲的磁等离子体火箭（Variable-specific-impulse magnetoplasma rocket），尽管离最终完善仍有距离，但已经在航天界中引起了巨大反响。

     因为，当它真正诞生，登陆火星的时间将会从250天缩短为39天。

     星际旅行的必然选择

      在科幻小说中，飞行器总能为星际旅行的全程提供动力。但在现实中，目前火箭推进器的发动机技术，根本无法实现这一点。

     相对于裸露在外的推进剂储箱，化学火箭的发动机看上去很小，但它的胃口很大。“吃得多，干活的效率却不高。”张福林说。这种发动机吞噬掉的海量能源，只在提供短期动力方面有效——储存的燃料很快用完，推进器马上被当成垃圾扔掉。化学火箭的大部分燃料被用来摆脱地球引力，剩余的一点则被用来推动火箭的“太空滑行”。火箭飞往目的地，仅仅是依靠惯性。对于星际飞行来说，这种引擎显然力不从心。

      “土星5号”就是典型代表。它的第一级装有2075吨液氧煤油推进剂。一旦发动机点火，它可以在2分34秒内全部“喝”完这些“饮料”。高温气体以 2900米/秒的速度喷射，却仅仅够将47吨的有效载荷送上月球。在全部能够产生的3500吨推力中，很大一部分被用来“拖”起火箭自身和2000多吨燃料。所以它的“比冲量”并不高，只有300多秒，表明了它的推进效率的低下。这就是为什么要将一个质量很小的人送上太空，却必须使用一枚巨大火箭的原因。

     等离子发动机，或者俗称的“离子推进器”采取了一种和化学火箭完全不同的设计思路。它使用洛伦兹力让带电原子或离子加速通过磁场，来反向驱动航天器，和粒子加速器与轨道炮都是同样的原理。“等离子火箭在一定时间内提供的推力相对较少，然后一旦进入太空，它们就会像有顺风助阵的帆船，逐渐加速飞行，直至速度超过化学火箭。”张福林说。

     实际上，迄今已有多个太空探测任务采用等离子发动机，如美国宇航局探测小行星的“黎明号 ”（Dawn）探测器和日本探测彗星的“隼鸟号”（Hayabusa）探测器，而欧洲空间局撞击月球的SMART-1探测器的目的之一，就是验证如何利用离子推进技术把未来的探测器送入绕水星运行的轨道。

     这些已经实用的离子发动机都很迷你，多属于辅助发动机，推力和加速度都很小，要使航天器达到预定的飞行速度，用时极长—SMART-1的等离子体发动机提供的加速度只有0.2毫米/秒，推力只相当于一张纸对于手掌的压力。这样的发动机，带上一只蚂蚁都无法脱离地球的重力场。

     但它们在太空中的表现能够弥补这个缺陷。优越的比冲量，也就是能用更少的燃料提供更多的动力，使它最终能把传统的化学火箭远远抛在身后。“1998年发射的深空1号（Deep Space 1），由德尔塔火箭送上太空，然后由离子发动机推动。它的离子发动机产生0.09牛顿的推力，比冲量相当于液体火箭的10倍。每天消耗100克氙推进剂，在发动机全速运转的情况下，每过一天时速就增加25~32千米。它最终的工作时间超过14000小时，超过了此前所有传统火箭发动机工作时间的总和。”张福林介绍道。

     正是这一原因，使等离子发动机成为航天界新的宠儿。等离子发动机中的新秀VASIMR被美国航空航天研究所（AIAA）列为2009年十大航天新兴项目。 NASA的新任掌门人查尔斯·博尔登（Charles Bolden）也非常看好VASIMR，NASA向Ad Astra 火箭公司提供经费，希望他们能够完成自己的承诺——让VASIMR在2012年或2013年能够安装到国际空间站上进行点火测试。

     离上天只差一步

     建造VASIMR就是张福林在20世纪70年代提出的主意。它能同时具有化学火箭发动机和离子发动机的能力。传统化学火箭发动机拥有高推力、低比冲，离子发动机则是低推力、高比冲。而VASIMR，它能在高推力、低比冲和低推力、高比冲之间的自由转换，在这两者之间调整参数，所以被称作“可变比冲”。

     张福林一直致力于该项目研究，但之后的20多年里他忙于作为宇航员7次进入太空。直到2005年，他从NASA退役组建了Ad Astra火箭公司，试验场就在他的出生地哥斯达黎加附近的航空中心。

     突破性成果在2 0 0 8年到来，这就是VX-200等离子引擎测试台，它利用氩气作为推进剂的第一阶段达到了全功率30千瓦。VX-200全方位超越了传统的等离子发动机：比冲在3000~30000秒之间随意转换，也就是喷射等离子的速度在30~300千米/秒，能量转换效率高达67%。张福林说：“用它飞到火星只需39 天，这样能节省大量的燃料、食物、水、空气，宇航员也能摆脱长时间的宇宙射线辐射。”

     VX-200分为三部分：在前部单元里，首先是把喷出的气体电离生成等离子体，类似于在蒸汽机里烧开水，这是以一种螺旋波射频天线（helicon RF antennas）来实现；中部单元充当放大器，它用电磁波的能量进一步把等离子体加热到几百万度；而尾部单元的磁性喷嘴可将等离子体的能量转化为喷气口的速度，从而产生反向的推力。

     张福林解释说，VX-200使用了新的算法来控制和稳定等离子体，主要是控制超导磁场。通常来说，火箭发射时喷射气体温度越高，比冲量就越高。为最大限度利用效能，VASIMR火箭中部单元的温度相当于太阳中心的温度。但是火箭发动机的喷射嘴所能承受的温度有限。喷嘴温度太高，用什么材料是一个问题。和核聚变装置一样，解决的办法是使用磁场。在强磁场，比如超导磁体产生的磁场下，等离子体会以固定频率旋转。发动机的中部单元在磁场控制下让其按自然频率绕磁场旋转，当温度迅速上升之后，再从尾部单元把旋转变成轴向运动并释放出去。所有这些极端变化的环境都要求对磁场和电磁波精准的控制，这是新的控制算法的功劳。截止2009年5月底，VX-200真正上天的原型机已经开始了试验，它能实现从近地轨道到月球轨道的变轨。

美退休宇航员研究等离子体发动机 39天可到火星

2010年10月26日 14:43 科技日报

2010年奥巴马领导的美国政府在制定未来载人航天计划时，建议美国国家航空航天局（NASA）放弃前总统布什批准的重返月球的“星座工程”计划，将宇航员抵达目标锁定于小行星、火星或其他星球。然而，依照现有的化学燃料推进技术，宇航员需要在太空中飞行大约7个月甚至10个月才能从地球到达火星。能否让宇航员更快抵达目的地？美国前宇航员富兰克林·张-迪亚兹（Franklin Chang-Diaz）正在研发的等离子体火箭（发动机）或许能给出理想的答案。

等离子体火箭——40年的远大追求

现年60岁的富兰克林出生于哥斯达黎加，7岁时在他母亲讲述了美苏太空竞赛后便决心成为宇航员。高中毕业后，为进入NASA，他离开哥斯达黎加来到居住在美国康涅狄格州的亲戚家，并考入康涅狄格大学学习，毕业后被麻省理工学院录取攻读核工程博士学位。经过一番周折，1980年，他因拥有等离子体物理博士学位、对太空飞船发动机的独特关注、非常健康的身体条件等因素，从近4000申请人中脱颖而出，成为当年招收的19名宇航员中的一员。

作为宇航员，在1986年至2002年间，富兰克林参加了7次航天飞机的飞行任务，追平了太空飞行次数最高纪录，并在地球大气层外逗留了1601个小时。他的航天飞行具有传奇般的色彩。1986年，他原定参加“挑战者”号航天飞机的飞行，后被安排提前出行；返回地球不久，他便目睹了“挑战者”点火73秒后的爆炸场面，失去了7位亲密的朋友和同事；2002年，在他完成自己最后一次飞行之后数月，“哥伦比亚”号航天飞机返回时在大气层中解体。

然而，随着年龄的增长和知识的积累，富兰克林的梦想并不仅仅局限于成为宇航员，他更希望有朝一日能够乘坐用自己研发的火箭推动的飞船探索火星。早在1973年，刚刚从麻省理工学院获得博士学位的他就表示，普通火箭的燃料重量大，不是有效的助推剂，并提出了等离子体火箭的概念。根据他的设想，人们可利用核反应堆将氢变为200万摄氏度的等离子体，然后用磁场控制高温等离子体让其从火箭队尾部喷出。他推算，安装上等离子体火箭，太空飞船的速度可达每小时12.3万英里（约19.8万公里），从地球到火星只需要39天的时间。

过去近40年中，将等离子体火箭变成现实始终是富兰克林追求的一个远大目标。富兰克林曾表示，宇航员的经历让他更加关注自己对等离子体火箭的向往，并让他更加强烈地相信速度是人们在未来抵达火星或更远目标的关键。此外，在他看来，未来长距离太空旅行将是人类解决根本问题的终极途径，因为他主张人类竞争将不可避免导致自身最终不得不为生存而迁徙到其他地方去的观点。他还认为，地球的资源有可能会枯竭，或许在其他星球上可以寻求到大量对人类更有用处的资源。

40年梦想有望在未来4年变为现实

在离NASA约翰逊航天中心不远的一家仓库中，富兰克林2005年创立的艾德阿斯特火箭公司正在加速研制等离子体火箭。在1亿美元私人投资的支持下，未来4年中，他研发的小型等离子体火箭有望首次用于太空，在国际空间站上进行测试。如果证明等离子体火箭具有实际的使用价值，他将制定计划抓紧建造更大的采用等离子体火箭推进的太空飞船。

富兰克林表示，他建造等离子体火箭飞船的先期目标不是直接飞往火星，而是根据公司或政府的需求完成日常的太空探索维护任务，如帮助卫星修正运行轨道；清理太空中的垃圾。然而，他最终还是要打造往返地球与火星或其他天体间的高速飞船。这或许能帮助奥巴马实现今年在肯尼迪航天中心讲话中所提出的蓝图，在本世纪30年代让美国宇航员环绕火星飞行并安全返回地球。

富兰克林研发的等离子体火箭全名为“可变比冲磁等离子体火箭”（Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket），英文缩写为Vasimr。将等离子体火箭用于探火星载人飞船，可让飞船在整个飞行中保持动力供应，高速奔向火星，而不像现在的太空飞船需要依靠地球引力来加速，然后落入火星的引力场。此外，由于安装了等离子体火箭的飞船自带动力，它还能够根据需要变化飞行线路，避开险情。

有人表示，等离子体火箭设想虽好，但它面临着诸多难题和挑战。首要的问题便是火箭需要多台核反应堆为让氢转变成高温等离子体来提供能量。NASA曾于2003年规划采用核动力进行太空探索，不久就因考虑到飞行器爆炸或坠毁可能造成核辐射污染而放弃。其次，人们现在还没有把握用磁场控制等离子体安全地沿通道流过并从喷口射出。此外，人们也不清楚人体对高速飞行会有何样的反应。

富兰克林对发射时的安全问题表明了自己的看法，他认为在太空飞船发射离开大气层前，核反应堆将处于非工作状态，因此不会造成更多危害。由于NASA曾经成功发射了数个核电太空探测器，因此没有什么是不可能实现的。富兰克林相信，人们的认知在不断发展，要想飞得远，必须飞得更快，这正是等离子体火箭之所长。他认为，他们能够保证等离子体火箭飞行的安全。（本报华盛顿10月24日电）

解读如何实现超光速飞行(图)

http://www.enorth.com.cn　 2009-05-15 14:34

美物理学家解读如何实现超光速飞行

　　物理学家认为，超光速飞行可能在理论上是可行的，但实际情况却未必如此。美国两名物理学家认为，他们已经找到如何在不违背物理学定律情况下实现超光速飞行的途径。但坏消息是，我们可能不得不牺牲木星以体验这种超级飞行。

　　试图打造现实版《星际迷航》

　　贝勒大学物理学副教授杰拉尔德·克利文(Gerald Cleaver)及其博士后研究员理查德·奥伯塞(Richard Obousy)，将物理学一些最难于捉摸的领域结合在一起——其中包括弦理论以及广义相对论——制定了一项雄心勃勃的计划，试图让《星际迷航》中展现的曲速飞行成为现实向前迈进一步。毫无疑问，克利文和奥伯塞的梦想成为现实的可能性微乎其微。

　　《星际迷航》系列影片的创作者永远也无法解释，“进取”号飞船如何以超过光速的速度在宇宙中穿行。如果人类希望探索银河系的“后院”，打造超光速飞船是必须要取得的一项小小的成就，更不用说入主宇宙的遥远区域了。

　　唯一的问题是，艾伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)曾经指出，超光速飞行是不可能实现的。克利文在接受采访时表示：“物体拥有质量，无法以光速移动。根据爱因斯坦的著名方程式，随着移动速度越来越快，物体的质量也会不断增加。随着移动速度接近光速，物体质量将变得无穷大。换句话说，一粒灰尘以光速飞行时将拥有无穷大的质量，此时此刻，需要借助无穷大的能量才能让这粒灰尘以接近光速的速度移动。也就是说，我们最好将人类从“进取”号恒星飞船的乘客名单中删除。

　　星际航行需借助“曲速泡”

　　克利文和奥伯塞对1994年首先由墨西哥物理学家迈克尔·埃尔库比尔(Michael Alcubierre)提出的一项理论进行了扩展。他们表示，光速还不算特别快。埃尔库比尔指出，我们不必考虑曲速飞行，星际航行真正需要的是打造一个 “曲速泡”。根据埃尔库比尔的理论，质量可能受限于爱因斯坦提出的计算公式，但在太空环境下未必会受到这种限制。

　　贝勒大学的两名研究员认为，让飞行器——例如“进取”号后方的空间膨胀同时压缩前方的空间是可能办到的，最终形成一个能够以远远超过光速的速度穿过爱因斯坦所说的时空结构的气泡。曲速泡内部的“进取”号会随着曲速泡在太空中穿行高速前进，而飞船本身则保持静止不动，因此避开了爱因斯坦提出的问题。克利文在加利福尼亚州(美国的冲浪中心)理工学院获得博士学位，他非常喜欢用“冲浪”来形容这种超光速飞行。

　　如何打造这样一个泡泡？由于这个问题，整件事情变得复杂起来。宇宙包括一切类型拥有质量的物体并且一直以超过光速的速度膨胀。克利文表示，自上世纪70年代以来，我们便已知道这一点。在大爆炸后的一瞬间，宇宙便在一个非常短暂的时间内开始以超光速向外扩张。根据弦理论(在探索有关世上万物的一项可靠理论的物理学家中间非常流行)，在诞生后的第一秒，宇宙的体积从一个原子的核子的1.0 × 10-21大小膨胀成大约一个篮球。 “在此过程中，太空本身也正以超光速扩张。”

　　复制最初几秒的宇宙

　　在加州理工学院，克利文曾在传奇人物、弦理论领域领导者约翰·施瓦兹(John Schwartz)的教导下攻读学业。根据他的假设，利用正负暗能量部分复制最初几秒的宇宙是可能做到的，暗能量据信是宇宙扩张背后的驱动力。

　　具体做法是，将正能量置于“进取”号之后，将负能量置于前方，在两种能量共同作用下，飞船便能够以曲速飞行。克利文说：“飞船前方的空间以超光速萎缩，后方空间则以超光速膨胀，推动曲速泡以及内部的飞船，整个过程就像冲浪一样。”

　　如何才能做到这一点呢？虽然还不能给出准确答案，但贝勒大学的两位研究员提出的理论认为，只要拥有足够能量，便有可能改变11次元空间。11次元空间是弦理论的关键组成部分，弦理论认为维度的数量远远超过我们在地球上看到的3个。

　　将木星变成能量？

　　克利文表示，借助于足够的能量，“进取”号前后的时空维度至少可以让曲速泡踏上征程。他说：“所需要的初始能量可以与整颗木星的质量相提并论。如果能够将木星转换成能量，曲速泡便可进行发射。”

　　根据弦理论，为了稳定负责保持曲速泡朝数量无限多的其它宇宙前行的系统，飞船可能需要更多能量。(其它宇宙发出的光线仍需很久才能到达地球，因此并未被我们观察到。)克利文承认，他并不希望看到这种事情发生。“根据弦理论，埃尔库比尔效应可以成为现实，这仅仅是在理论上对埃尔库比尔效应如何成为现实进行讨论。”

　　值得关注的是，克利文和奥伯塞还有更多问题需要面对。对于弦理论应否被视为一项受人尊重的科学，科学家一直存在争议。很多科学家认为，弦理论无法加以证明或者反驳，因此不能被视为一项科学。其他科学家则寄希望于未来一些造价异常昂贵的机器，认为它们可能担负起证明或者驳斥这一理论的使命。

　　退一步讲，如果“进取”号飞船一直在非常稀薄的空气中航行，即使能够以接近光速的速度飞行，它也需要4年多时间才能抵达太阳系外距离我们最近的恒星，而造访旗下行星存在生命的数量众多的恒星则需要数百年之久。

　　我们必须意识到，《星际迷航》毕竟只是一部电影，所呈现的东西并没有必要建立在事实基础之上。除此之外，我们还要面对一个不可回避的问题，即究竟有多少木星可以让我们来牺牲？

美国NASA致力于"超光速"引擎研究未来将成必然

http://www.kexue.com 2010-08-26 13:15:30

　　据国外媒体报道，在上周五于美国佛罗里达州召开的第五届星球大战影迷大会中，星球大战的忠实影迷们指出，超光速引擎不应该仅仅是只存在于科幻作品中宇宙航行的基础，更应该是美国航空航天局(NASA)未来的研究方向，而美国航空航天局也表示确有此方面的研究。

　　作为对星球大战影迷们的回应，美国航空航天局国际空间站后勤负责人约瑟夫?特里亚多表示，星球大战系列和美国航天航空局其实有很多共通之处，我们都是着眼于未来，美国航空航天局已经达到星球大战那样的航天水平的基础。

　　对此高级推进技术专家理查德?奥博赛认为这并非强人所难，在可预见的未来，美国航空航天局发展出超光速引擎也是必然的。奥博赛目前正在撰写一篇论文，该论文主要是关于其在德克萨斯州的贝勒大学对曲数引擎(Warp Drive)的研究，该引擎可使曲数飞船(Warpship)达到超光速但是不会违背物理法则。奥德赛表示，目前仅有两种方法可以达到超光速航行，一是虫洞理论，二是曲数引擎。两者都利用了时空的连续性，两者都需要巨大的能量作为支持，并且都需要利用暗能量。而实际上，美国航空航天局早已开始了对此两者的研究，研究其超光速航行的可行性。

　　奥博赛所指的是美国航空航天局在1996到2002年间所进行的“突破性物理学推进技术(Breakthrough Propulsion Physics)”方案，该方案研究了8种不同的超光速推进方式，最终认定曲速引擎以及虫洞理论是最有可能达到超光速航行的方法。这无疑是振奋人心的消息，但是由于我们物理学水平的限制，这条路还很漫长。

　　因此奥博赛还表示，曲速引擎现在还只能是理论阶段，仅仅在已知的物理学理论之下研究，要达到超光速航行还为时尚早。星球大战系列对超光速引擎的描写极少，但是我们知道飞船可以在很短的时间内从一个星系到另一个星系，注意是很短的时间内，而并不是马上就到了，所以我们只能假定星球大战里的超光速引擎是曲数引擎，通过花费一定时间改变时空来达到超光速航行而不是虫洞理论下的即刻到达。

　　不幸的是，在这些领域的后续研究很少，无论虫洞理论还是曲数引擎都不是正式的研究课题，科学家们都是在工作之余才有时间精力对其研究，目前还没有固定的资金来支持该领域的科研。

　　正如“突破性物理推进技术”方案得出的结论，只有巨大的投入，该项目才有丰厚的回

超过光速的粒子（称之为“快子”）组成的宇宙

2010-05-08 22:3

法国天文学家弗拉马利翁曾写过一本科学幻想小说，书中描述了一位以大于光速运动的主人翁在宇宙空间旅行，碰到了一系列不可思议的奇迹：如发射的炮弹倒飞回炮口里，死去的人又复活了等等。当时爱因斯坦对这本书极为不满意，爱因斯坦认为超光速的情况是不可能的。如果一个人以超光速运动，他将会返老还童，甚至返回到母腹子宫内，超光速完全是无稽之谈。
　　应该说在本世纪五、六十年代之前，就人们所认识的限度而言，爱因斯坦的观点应该是正确的：超光速是不可能的。可在七十年代前后，射电天文学家却发现，宇宙中有4个致密的河外类星体射电源。河外射电星体有时会抛出一、两对射电星云——射电子源，这似乎是一次猛烈爆炸引起的，它们彼此高速分离，其中大约有半数出现超光速运动，甚至达到光速的5倍至10倍。
　　这些难以解释的现象有些使科学家们胆怯，生怕被不精确的测量所愚弄。可美国和西德的一些科学家经过十多年的认真观测，积累了足够多的数据，令人信服地证实他们的观测是真实的。这就是说，超光速粒子在茫茫宇宙中是客观存在的。面对这种出乎意料的结果，众说纷纭，各种猜测，假说应运而生。1967年，美国哥伦比亚大学范伯格提出一种假设，即认为，在宇宙空间中存在另一个由速度超过光速的粒子（称之为“快子”）组成的宇宙，在由这种由“快子”组成的宇宙空间中，一个能量为零的粒子是以无穷大速度运动的，而且若它们获得的能量越多，反而运动速度越慢，直到获得无穷大能量后，速度才减慢到光速。这正好与我们这个宇宙中的情况相反：在我们这个宇宙中，一个静止物质能量最小，当它获得能量后，就开始运动，而且获得能量越多，运动速度就越快，直到获得无穷大的能量后，物体速度也达到极限，即光速。
　　在快宇宙中（由“快子”组成的宇宙），任何情况下，一个超光速粒子不可能比光速运动得慢，而在我们的慢宇宙中，任何情况下，一个物体不可能比光速运动得快，由此可见，光速正是两个宇宙的分水岭。
　　如果一个“快子”在真空中运行，则它经过时必须要留下一道可以探测的光迹，虽然目前实验室里还从来没有发现过“快子”，但从数学公式的推算看，“快子”是可能存在的，所以科学家们都希望能快些捕捉到“快子”。
　　总之，超光速之谜是令人神往的。
　　真实的物理世界不存在超光速的粒子。四维时空尺度上有真实与虚幻，虚幻非绝对的虚幻，人的精神世界便是应对虚幻世界的，目前的人等于是真实世界与虚幻世界的初步统一。光的传播非连续性，光的粒子性和光速恒定性表明光传播时，按真实世界-虚幻世界-真实世界跃进的，光是连接真实与虚幻的桥梁，故在物质的真实世界里，光速是极限的，而在虚幻世界里，又还哪有速度之分？

量子纠缠理论处在重大突破的前夜_ .

    量子态隐形传输穿越大气层证实为全球化量子通信网络奠定基础


              在此间获悉,由中国科大和清华大学组成的联合小组成功实现了世界上最远距离的量子态隐形传输,16公里的传输距离比原世界纪录提高了20多倍。实验结果首次证实了在自由空间进行远距离量子态隐形传输的可行性,为全球化量子通信网络最终实现奠定了重要基础。

            据联合小组研究成员彭承志教授介绍,量子态隐形传输是一种全新通信方式,它传输的不再是经典信息而是量子态携带的量子信息,是未来量子通信网络的核心要素。利用量子纠缠技术,需要传输的量子态如同科幻小说中描绘的“超时空穿越”,在一个地方神秘消失,不需要任何载体的携带,又在另一个地方瞬间神秘出现。这一奇特的现象引起了学术界广泛兴趣。1997年,奥地利蔡林格小组在室内首次完成了量子态隐形传输的原理性实验验证。2004年,这个小组利用多瑙河底的光纤信道,成功地将量子态隐形传输距离提高到600米。但由于光纤信道中的损耗和环境的干扰,量子态隐形传输的距离难以大幅度提高。

           2004 年,中国科大潘建伟、彭承志等研究人员开始探索在自由空间实现更远距离的量子通信。在自由空间,环境对光量子态的干扰效应极小,而光子一旦穿透大气层进入外层空间,其损耗更是接近于零,这使得自由空间信道比光纤信道在远距离传输方面更具优势。这个小组2005年在合肥创造了13公里的自由空间双向量子纠缠分发世界纪录,同时验证了在外层空间与地球之间分发纠缠光子的可行性。2007年开始,中国科大——清华大学联合小组在北京八达岭与河北怀来之间架设长达 16公里的自由空间量子信道,并取得了一系列关键技术突破,最终在2009年成功实现了世界上最远距离的量子态隐形传输,证实了量子态隐形传输穿越大气层的可行性。

           联合小组在自由空间量子通信领域的一系列工作,得到了科技部重大科学研究计划、中科院知识创新工程重大项目和国家自然科学基金项目等支持,并引起了国际学术界的广泛关注,6月1日出版的英国《自然》杂志子刊《自然·光子学》以封面论文形式发表了这一研究成果。英国的《新科学家》、美国的《今日物理》、美国物理学会新闻网站均及时报道了这个研究成果。

当我们颂扬爱因思坦的时空相对论时不得不提到他和量子论学派之间的争论. 爱因思坦是制定了光速不能超过的法官, 因为超过光速就回到了从前, 颠倒了因果关系. 霍金说可以让飞船达到光速的99%完成穿越时空, 一天等于一百年. 但是量子纠缠现象向相对论提出挑战, 这也是爱因思坦至死都梗梗于怀的.

21世纪的量子超光速实践较量

作者：叶眺新

发表日期：2010-2-8 21:04:34 来源：中思网

关键字：21世纪量子超光速实践较量

二、21世纪的量子超光速实践较量

自20世纪物理学最惊心动魄的相对论和量子力学的发现以来，它们虽然使人类获得了对自然界前所未有的深刻理解，同时所引发的如激光的发明、电子计算机的出现等技术革命，大大改变了人类的生活，但怀疑它们是错误的理论的人不少。特别是赞成和反对两方的人，都认为相对论和量子力学不能“和睦相处”。

例如，一方面，相对论不允许任何比光速更快的物质运动和信息传输，另一方面，量子力学却允许某种神秘的所谓“超光速”影响的存在；如根据量子力学理论，电子、光子等相互耦合的微观粒子之间存在某种神秘的爱因斯坦讥讽为“幽灵式的超距作用”的关联，如果我们对其中的一个粒子进行测量，另一个粒子将会瞬时“感应”到这种影响，并发生相应的变化，无论它们相距多远。

我国是一个热衷于“超光速”的大国，21世纪的量子超光速通信之争，从官方到民间都展出公开的较量。因21世纪是电讯通信普及的时代，电讯通信是非常实在和现实的，如果存在使得信息的传递不再是通过信息载体（如电磁波）的直接传输方式来完成，而是通过一种类似于心灵感应的量子超光速通信的神秘机制，即量子非定域影响或量子超光速影响使通信不再受空间距离的限制，也许被当代物理学家们戏谑为不协调的量子力学与相对论的这一两大理论要么破产，要么改写。

坚持“超光速”为实的一方，拿出了一段从电磁波到超光速的科技史作证：

1864年，麦克斯韦创立了经典的电磁场理论，并预言了电磁波的存在。

1876年，贝尔发明了电话，开创了有线（光速）通信时代。

1886年，赫兹实验证实了电磁波的存在。

1895年，马可尼和波波夫独立发明了无线电通信，标志着无线（光速）通信时代的来临。

1905年，爱因斯坦创立了狭义相对论。根据这一理论，比光速更快的物质运动和信息传输都被视为不可能。

1925～1926年，量子力学诞生，宣告了经典物理学大厦的彻底崩溃。

1935年，爱因斯坦、波多尔斯基和罗森论证了量子力学与相对论之间的不相容性。这一不相容性暗示了如果量子力学的预言是正确的，那么必然存在“超光速影响”。

1964年，约翰·贝尔提出了“贝尔定理”，提供了利用实验来检验“超光速影响”存在的可能性。

1982年，阿斯派克特等人在实验上证实了超光速影响的存在。

1992年，斯奎尔斯提出了一种量子超光速通信的实现方法。

1994年，格林伯格实验显示了人脑之间存在超光速影响。

目前，量子信息研究正朝着量子密码、量子计算机、量子存储三个方向发展。环量子三旋密码模型是量子密码、量子计算、量子存储的基础。例如进行量子通信研究，没有量子存储这个技术基础，研究将无法深入下去。又如量子纠缠，是指粒子间的神秘的联系：奇妙在其中的一个粒子经过测量就可以了解另外一个粒子的状态，一个粒子的变化都会影响另一个粒子，即两个粒子之间不论相距多远，它们是相互联系的；量子纠缠是两个(或多个)粒子的叠加态，这些粒子作为一个整体来看如果试图窃听或偷走其中一个光子的信息，你将任何信息都得不到。这是另外一个特性，这就是其保密安全性所在。量子隐形传输就是借助于两个粒子之间的纠缠作用，将待传输粒子的未知量子态传送到另一个地方。其基本思想是：将原物的信息分成经典信息和量子信息两部分，它们分别经由经典通道和量子通道传送给接收者。经典信息是发送者对原物进行某种测量而获得的，量子信息是发送者在测量中未提取的其余信息，通过纠缠来传送。接收者在获得这两种信息之后，就可制造出原物量子态的完全复制品。这个过程中传送的仅仅是原物的量子态，而不是原物本身。发送者甚至可以对这个量子态一无所知，而接收者是将别的粒子(甚至可以是与原物不相同的粒子)处于原物的量子态上。原物的量子态在此过程中已遭破坏。由此而来的争论是：

我国从事量子非定域性和量子超光速通信研究的学者们都信心百倍，不仅出版有“超光速通信”的专著，而且预言，也许在未来的二三十年里就会带领人们走进神奇的超光速通信时代，超光速通信无疑将成为未来通信技术的主角；利用超光速通信，空间距离将不再成为通信的障碍，人们可以在相距任意遥远的地方进行实时交谈，那么配合人们超光速飞行，如果宇宙飞船到达距地球1光年的其他星球，与地球之间的通信局限性也不会显露出来，啊！地球是人类的家园，但人类不能永远生活在摇篮中。　

但反对“超光速”为实的一方有专家认为，“心灵感应的量子超光速通信”这个词是从科幻或是神话来的。在科学里，这个词应翻译为量子隐形传态。比如有一个粒子，我们可以测出这个粒子的全部信息，把这些信息传到另外一个地方，这粒子本身并不过去，我们就可以在另外一个地方复制出一个量子态完全相同的粒子。这样的过程我们就叫做量子隐形传态。按海森堡测不准原理，我们不可能同时精确测量一个粒子的全部信息。可是利用量子力学里的量子纠缠态，建立一个量子通道，加上经典通讯，我们就可以把一个粒子的全部信息传到另一个地方，实现量子隐形传态。科学家们曾经成功地对光子进行量子态隐形传输，而光子主要用于量子通信，潘建伟教授等我国科学家利用五光子纠缠源，在实验上演示了一种新的“终端开放”的量子态隐形传输。但对此，我国有专家怀疑，原子作为微观粒子的一个单位，目前还容易测量，但光子作为微观粒子的一个单位，目前测量出的结果是多少，是模糊的，那么五光子纠缠之说，又是如何测量的呢？问题提得有没有道理呢？这是对类似静止质量为零的光子的整个“量子态隐形传输”的置疑。

是的，1993年，美国物理学家贝尼特等人提出了“量子态隐形传输”的方案，传输的原粒子的量子态2004年6月，美国和奥地利的物理学家实现的是原子间的量子态隐形传输。这是美国国家标准与技术研究所的科学家利用激光技术，对三个带有正电荷的铍原子的量子态进行操作。首先，他们利用量子纠缠技术使其中两个原子的量子态完全一致。接着，他们准确地测量了这两个原子的量子态，然后通过激光将它们的量子态复制到8微米外的另一个原子上。整个过程由计算机控制，仅耗时4毫秒，传输成功率达到78%。而另一个研究小组的奥地利因斯布鲁克大学的科学家，采用的是钙原子，同样实现了量子态隐形传输，成功率为75%。其基本原理也是利用第三个原子为辅助，用激光将一个原子的量子态传递给另一个原子。但两项实验在具体方法上有所不同，奥地利小组使两个原子距离相对较远，以便用激光单独地改变一个原子的状态；美国小组则将原子冷却以保持操作的可靠性。

当然，潘建伟教授的光子纠缠隐形传输，也是被认为是事实。潘建伟1970年3月出生在浙江东阳，1987年考入中国科技大学。2003年，潘建伟由于在量子态隐形传输以及量子纠缠态纯化实验实现上的重要贡献，他被奥地利科学院授予 erichschmid奖，此奖为奥地利科学院授予40岁以下的青年物理学家的最高奖，两年一度，每次一人。在最近的7年时间里，潘建伟做出5个首次：首次成功地实现了量子态隐形传送以及纠缠态交换；首次成功实现三光子、四光子纠缠态，并利用多粒子纠缠态首次成功地实现了ghz定理的实验验证；首次成功地实现了自由量子态的隐形传送；首次实现纠缠态纯化以及量子中继器的成功实验；首次取得五粒子纠缠态的制备与操纵。

这里的问题是，量子态是指原子、中子、质子等粒子的状态。如果把表征量子态的能量、旋转、运动、磁场等物理特性看作量子信息，那么这些量子信息还包含了其物理特性的共轭态，所以粒子的量子信息常常是多共轭的。这在基本粒子物理学中大部分是用标准模型和超对称理论处理的。由于以爱因斯坦为代表的一方始终认定量子力学不是完备的理论，而以哥本哈根学派领袖玻尔为代表的另一方则坚信量子理论的正确性，使宏观和微观之间的认知的矛盾尖锐起来。

一是量子力学在继承宏观物体的球量子模型时，又抛弃了球量子的自旋概念，另立一套与宏观不同的自旋概念。这是由于量子客体的波粒两象性，迫使人们不得不引入波函数（量子态）来描述量子客体的状态，量子世界的千奇百怪的特性正是起源于这个量子态。那么这个量子客体的状态，按宏观的特性是个什么概念呢？这是一个既似刚体又像流体、既似完整又像破裂的“模糊体”的不确定性概念。

关于量子理论国外和国内的长期激烈争论的焦点也在这里。1955年由于国际形势的需要，我国开始酝酿研制核武器技术。虽然生产原子弹，其现成的原理并不跟物质无限可分原理直接相连，但由于两者都涉及微观世界，社会主义和资本主义阵营存在极大的哲学分歧。社会主义国家坚持物质无限可分。因此上个世纪五、六十年代，我国开展了大规模的“物质无限可分”和“一分为二”的宣传运动，这场“有心栽花，花不发；无意插柳，柳成荫”的类似对高能物理的一场全民科学普及教育工作，它的求真务实得出了两个结果：一个是产生了科学殿堂内得出的“层子”模型；一个是产生了科学殿堂外得出的“环量子三旋”模型。

自旋不像平动。平动类似趋向弥漫或弥散态，自旋更像一种浓缩的“体”。环量子三旋模型不是对正统量子力学本身作出变革，而是仅就正统量子论本身作出一点变革。即既然坂田昌一反对量子力学哥本哈根学派不可分思想的“点”模型，主张能够分的“体”模型，那么量子态的“体”也可以有类似宏观物体的自旋。当时在我国大搞激烈的阶级斗争的环境下，使我国过早地引发了球量子与环量子之争。因为环量子和球量子的内禀自旋是不同的。例如环量子的自旋有三种“内禀”运动：可以有体旋——绕圈面内轴线的旋转；面旋——绕垂直于圈面中心的轴线旋转；线旋——绕圈体内环状中心线的旋转。

三旋的体旋有二种状态(正、反)。面旋有二种状态(正、反)。线旋中的平凡线旋有二种状态 (正、反)；线旋中的非平凡线旋有四种状态(左斜正、反；右斜正、反)。环量子按单动(只做一种旋动)、双动(同时做两种旋动)、三动(同时做三种旋动)，可以有62种不同的三旋状态组合。而其中的线旋就类似宏观的涡旋，所以环量子能完成既似刚体又像流体、既似完整又像破裂的“模糊体”的不确定性概念，因此能把波函数的本性如薛定谔认为的波动方程中，波场是集中积聚在微小空间内而形成的波群或波包的解释说清楚，也能解决类似“薛定谔猫”佯谬和“ epr佯谬”等许多宏观与微观分野的问题。这就是环量子的多种自旋类似内禀存在的多共轭量子态，也类似回答了爱因斯坦对量子力学不完备性而要求引入一个隐参数理论加以的修正。所以经典物理学类似球面科学，而高能物理学实质类似环面科学。

再说是否是五光子进行的光子量子态隐形传输，也许从物理角度讲，用不着在普朗克长度单位的范围进行单个光子的一一测量。因为比特是个两态系统，它可以制备为两个可识别状态中的一个，如是或非，真或假，0或1。在数字计算机中，电容器平板之间的电压可表示信息比特，有电荷代表1，无电荷代表0。一个比特的信息，还可以用两个不同的光偏振或原子的两个不同能级来编码。量子信息的单元称为量子比特，它是两个逻辑态的叠加态。经典比特可以看成量子比特的特例。用量子态来表示信息是量子信息的出发点，有关信息的所有问题都必须采用量子力学理论来处理，信息的演变遵从薛定谔方程，信息传输就是量子态在量子通道中的传送，信息提取便是对量子系统实行量子测量。在实验中任何两态的量子系统都可以用来制备成量子比特，常见的有：光子的正交偏振态、电子或原子核的自旋、原子或量子点的能级、任何量子系统的空间模式等。而光子是玻色子，可以有多于两个粒子的组合。信息一旦量子化，量子力学的特性便成为量子信息的物理基础。

量子纠缠与超光速量子通信

李同山王善斌山东理工大学计算机科学与技术学院,山东淄博255049 《山东理工大学学报：自然科学版》
2006年第20卷第2期

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摘　　要:量子通信是经典通信和量子力学相结合的一门新兴交叉学科．在介绍量子纠缠特性的基础上，对量子隐形传态进行了探讨，提出了超光速量子通信的途径．

页　　数:共4页
页码范围:89-92页
关键词:量子通信量子纠缠量子隐形传态
学科分类:TN91[工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信]
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瑞士科学家日前称，他们在实验中证实，处于纠缠状态的亚原子粒子，它们之间信号传输的速度要远远超出光速。　　

瑞士科学家表示，原子、电子以及宇宙空间其他所有的微观物质都可能会表现出异常奇怪的行为，其行为规律可能与我们日常生活中传统的科学规律完全背道而驰。比如，物体可以同时存在于两个或多个场所；可以同时以相反的方向旋转。这种现象也许只有通过量子物理学来解释。量子物理学认为，任何事物之间都可能存着某种特定的联系。发生于某一物体之上的事件，可能同时对其他物体也会产生影响。这种现象称为“量子纠缠”。不管物体之间的距离有多远，同样存在“量子纠缠” 的关系。　　

爱因斯坦坚决反对“量子纠缠”理论，甚至将其戏称为“遥远的鬼魅行为”。根据量子力学理论的描述，两个处于纠缠态的粒子无论相距多远，都能“感知”和影响对方的状态。几十年来，物理学家试图验证这种神奇特性是否真实，以及决定它的幕后原因。其实，我们可以运用形象化的说明来解释这种现象。被纠缠的物体释放出某种不明粒子或其他形式的高速信号，从而对其伙伴产生影响。此前，已有实验证实传统物理学领域中某种隐藏信号的存在，从而打消了人们对于这种隐藏信号的种种疑问。但是，仍然有一个奇怪的可能性没有得到证实，即这种未知信号的传输速率可能会比光速还要高。　　

为了证实这种可能性，瑞士科学家开始着手对一对相互纠缠的光子进行实验研究。首先，研究人员们将光子对拆散；然后，通过由瑞士电信公司提供的光纤向两个村庄接收站进行传送，接收站之间相距大约18公里。沿途光子会经过特殊设计的探测器，因此研究人员能够随时确定它们从出发到终点的“颜色”。最终，接收站证实每对相互纠缠的光子被分开传送到接收站后，两者之间仍然存在纠缠关系。通过对其中一个光子的分析，科学家可以预测另一光子的特征。在实验中，任何隐藏信号从此接收站传送到彼接收站，仅仅需要一百万兆分之一秒。这一传输速率保证了接收站能够准确地检测到光子。由此可以推测任何未知信号的传输速率至少是光速的10000倍。　　

爱因斯坦不仅不接受“量子纠缠”的思想，而且还坚持认为不可能存在比光速还要快的信号，任何比光速快的“鬼魅似的远距作用”都是不可思议的。根据1905 年出版的爱因斯坦的相对论，他认为没有物体的运动速度能够超过光速。爱因斯坦解释说，光速属于自然界的一个基本常数：对于空间内所有的观察者来说，光速都是一样的。同样是爱因斯坦的相对论解释说，当物体加速时，物体本身的质量增加，而加速需要能量。随着物体质量的增加，维持速度所需的能量也更多。当物体以接近光速运行时，爱因斯坦经过计算说，它的质量将达到无限大，所以要使得物体继续运行的能量也要无限大，而要超过这一极限是不可能的。　　

而科学家们从实验中得到的结论，既可以反驳爱因斯坦的“错误”观点，也可以用来解释同一事物同时出现在不同地点这一奇异现象。爱因斯坦都无法解释的奇怪行为，正是量子物理学的魅力之处。

这本来就是说天的书嘛!

呵呵!

主题：人之魂(原创小说连载)

星际旅行：等离子火箭从地球到火星只需一个月

美国NASA致力于"超光速"引擎研究 未来将成必然

http://www.kexue.com 2010-08-26 13:15:30

量子纠缠理论处在重大突破的前夜_ .

21世纪的量子超光速实践较量

美国NASA致力于"超光速"引擎研究未来将成必然