通信是人類文明誕生以后,建立起來(lái)最有效的溝通方式,古時(shí)候,由于人類的科技不夠發(fā)達(dá),所以古人基本上都是通過(guò)馬車或者是飛鴿傳書來(lái)交流信息,不過(guò)后來(lái)隨著人類科技的發(fā)展,人類的通信技術(shù)越來(lái)越強(qiáng)大,現(xiàn)在我們可以通過(guò)手機(jī)電話,直接來(lái)傳送信息,這不僅僅提高了保密度,同時(shí)也大大加快了通信速度,不過(guò)人類的科技還在進(jìn)步,目前人類已知宇宙中最快的飛行速度就是光速,光速大約是每秒30萬(wàn)千米,相當(dāng)于一秒鐘能夠繞地球7圈半左右,和人類最快的飛行器相比,要快很多倍。
不過(guò)光速并不是宇宙中最快的速度,目前人類在宇宙中發(fā)現(xiàn)的最快速度是量子糾纏,量子糾纏屬于量子力學(xué),量子力學(xué)是描述微觀物質(zhì)的理論,與相對(duì)論一起被認(rèn)為是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大基本支柱,現(xiàn)在很多物理學(xué)理論以及其它相關(guān)的學(xué)科都是以量子力學(xué)為基礎(chǔ)進(jìn)行的,在19世紀(jì)末的時(shí)候,牛頓的經(jīng)典力學(xué)和經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)在描述微觀系統(tǒng)時(shí),存在很大的不足,于是量子力學(xué)在20世紀(jì)初的時(shí)候由普朗克、玻爾、海森堡、薛定諤、泡利、德布羅意、玻恩、費(fèi)米、狄拉克、愛(ài)因斯坦等等眾多知名物理學(xué)家一起創(chuàng)立了量子力學(xué)。
從這些科學(xué)家的數(shù)量來(lái)看,我們就應(yīng)該能夠感受到量子力學(xué)到底有多厲害,其實(shí)量子力學(xué)是物理學(xué)上的一個(gè)分支、它描述了粒子的行為,原子、電子、光子以及幾乎所有分子和亞分子領(lǐng)域的東西,經(jīng)典力學(xué)一般描述日常大小和速度下物體運(yùn)動(dòng)和相互作用,但是在原子和電子尺度上,經(jīng)典力學(xué)就不再適用,這個(gè)時(shí)候就需要用到量子力學(xué),在量子力學(xué)中,比較著名的實(shí)驗(yàn)有量子糾纏、薛定諤的貓、雙縫干涉實(shí)驗(yàn)等等。
而量子糾纏讓科學(xué)家感到非常神奇,量子糾纏指的是,兩個(gè)配對(duì)好的粒子,無(wú)論它們之間相隔的距離有多遠(yuǎn),只要我們影響其中一個(gè)粒子,那么另一個(gè)粒子也能夠受到影響,而且這個(gè)影響的速度幾乎是瞬間完全的,比如說(shuō)我們將一個(gè)粒子放在宇宙的最南邊,另一個(gè)粒子放在宇宙的最北邊,只要我們影響其中一個(gè)粒子,那么在宇宙邊緣的另一個(gè)粒子也會(huì)受到影響,為此,科學(xué)家們還專門做了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn),科學(xué)家將兩個(gè)配對(duì)好的粒子分別放在相隔100多公里的地方,然后將配對(duì)好的第三個(gè)光子和其中一個(gè)粒子配對(duì),最后科學(xué)家發(fā)現(xiàn),在100多公里的第二個(gè)粒子上,也出現(xiàn)了第三個(gè)光子,這說(shuō)明量子糾纏確實(shí)能夠瞬間影響對(duì)方。
量子糾纏理論有點(diǎn)類似我們平時(shí)所說(shuō)的心理感應(yīng),但是它是如何做到的?目前科學(xué)家也還在積極的研究當(dāng)中,根據(jù)科學(xué)家目前對(duì)量子糾纏的研究得出,量子糾纏的速度大約是光速的1萬(wàn)倍,不過(guò)這并不是量子糾纏最終的速度,未來(lái)隨著人類科技的發(fā)展,說(shuō)不定我們還能夠測(cè)算出量子糾纏更快的速度,看到這里,相信很多朋友應(yīng)該會(huì)提出一個(gè)問(wèn)題,就是如果把量子糾纏運(yùn)用到生活中,那么我們的生活會(huì)變的更加方便,比如說(shuō)在通信方面,目前人類利用的通信方式是電磁波。
電磁波也是光,而且它能夠以光速運(yùn)動(dòng),在18世紀(jì),歐洲科學(xué)家開(kāi)始研究電的各種特質(zhì),在1753年的時(shí)候,一位英國(guó)科學(xué)家利用靜電來(lái)拍發(fā)電報(bào),電報(bào)最快的傳播速度大約是每秒30萬(wàn)公里,后來(lái)科學(xué)家又發(fā)明了電話,目前電話成為人類最簡(jiǎn)單的通信設(shè)備,當(dāng)發(fā)話人拿起電話機(jī)對(duì)著送話器講話時(shí),聲帶的振動(dòng)激勵(lì)空氣振動(dòng),形成聲波,聲波作用于送話器上,使之產(chǎn)生電流,電流沿著線路傳送到對(duì)方電話機(jī)的受話器內(nèi),而受話器把電流轉(zhuǎn)化為聲波,通過(guò)空氣傳播到人的耳朵里。
雖然說(shuō),這個(gè)速度已經(jīng)非??炝?,但是隨著距離的增加,傳播的時(shí)間也會(huì)加長(zhǎng),一般情況下,我們通話的對(duì)象都不會(huì)太遠(yuǎn),不過(guò)目前人類發(fā)現(xiàn)的最大恒星是斯蒂芬森2-18.它的半徑達(dá)到了18億公里,體積相當(dāng)于太陽(yáng)的100億倍,是地球的1.3億億倍,如果地球有這么大,那么從地球最南端飛到最北端需要飛行600年左右,就算是打電話也需要4.3個(gè)小時(shí)左右,這個(gè) 時(shí)間對(duì)于人類來(lái)說(shuō)太漫長(zhǎng)了,如果說(shuō)我們把量子糾纏運(yùn)用到通信上,那么我們就不需要擔(dān)心這個(gè)問(wèn)題。
不過(guò)目前來(lái)說(shuō),這個(gè)技術(shù)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的,而且量子通信并不是直接通過(guò)量子糾纏來(lái)傳遞信息,但是因?yàn)榱孔蛹m纏具有測(cè)量坍塌的特點(diǎn),通過(guò)這個(gè)特點(diǎn)對(duì)信息進(jìn)行理論上絕對(duì)安全的加密,如果信息有竊聽(tīng)者,那么會(huì)觸發(fā)量子糾纏態(tài)的坍塌,而這種坍塌在竊聽(tīng)者那里也會(huì)出現(xiàn),不過(guò)目前最大的問(wèn)題是,量子糾纏的坍塌是隨機(jī)的,我們沒(méi)有辦法控制糾纏量子的自旋方向,所以目前我們還沒(méi)有辦法錄入有效的信息,這樣我們就沒(méi)有辦法傳遞有用的信息。
目前量子力學(xué)還在研究當(dāng)中,量子力學(xué)和經(jīng)典力學(xué),到底誰(shuí)才是對(duì)的?目前科學(xué)家也沒(méi)有準(zhǔn)確答案,畢竟這兩個(gè)理論都適用于我們的世界中,拿經(jīng)典力學(xué)來(lái)說(shuō),我們可以通過(guò)經(jīng)典力學(xué),準(zhǔn)確的計(jì)算出物體的加速度、重量,質(zhì)量等等。但是在量子力學(xué)中,有很多不確定的因素,目前科學(xué)家也在積極的研究量子力學(xué)的奧秘,在量子力學(xué)中,任何事情都有多面性,這讓很多科學(xué)家不得不懷疑,我們的世界到底是隨機(jī)產(chǎn)生的,還是早就被確定好的?俗話說(shuō)不識(shí)廬山真面目,只緣生在此山中,也許只有我們走出宇宙,才能夠真正明白,我們的世界到底是真實(shí)的還是虛假的。不過(guò)想要走出宇宙對(duì)于人類現(xiàn)在的科技來(lái)說(shuō)實(shí)在是太難了。