第14章 即時通信（第4/6頁）

，其中v是飛船的速度，c是真空中的光速。計算結果是，飛船上的一年相當於地球上的2.29年。所以，飛船上的時間比地球慢了1.29年。如果在飛船上用即時通信器發送信息，那麽信息會在其發送前的1.29年就到達地球。現在我們從地球的角度看飛船，飛船上的一年只相當於地球上的0.436年。所以，飛船上的時間比地球快了0.564年。如果我們把飛船發給我們的信息再發回去，那麽信息會比最初發送時間早出現大約1.85年。

布萊什在故事裏並沒用到“時光倒流”（如果真能制造出影片中的即時通信器，那麽上述的“時間變慢”完全有可能發生），而是進一步地描述了一個“嘟”的物理現象，並創作了同名小說《嘟》。狄拉克發射機每發送一條信息，都會發出“嘟”的一聲。一開始，“嘟”被人們當成某種信號幹擾，但最後人們終於意識到，原來“嘟”是通過狄拉克發射機發出的所有信息的信號總和。

小說中沒有解釋的是，為什麽通信器會莫名其妙地利用時間倒流把所有信息匯聚成一個信號——“嘟”。所以，在布萊什的世界裏，人們不光可以用狄拉克發射機進行即時通信，還可以掃描並分解“嘟”這個信號傳遞的信息，用狄拉克發射機向過去、現在甚至未來發出指令。

小說中還指出，那些通過狄拉克發射機發出的未來信息必將成為事實。它們不再以人的意志為轉移，也無所謂因果關系。這些事件必然發生，因為它們“已經”發生了；正因如此，很多物理學家用此證明為什麽即時通信不可能實現。

雖然狄拉克發射機的原理不甚明了，但是布萊什為這台機器取名“狄拉克”卻是對的。因為最現實的實現即時通信的依據就是量子理論裏復雜的狄拉克理論體系。實現超光速通信的一個方法就是利用量子物理的基本元素——量子隧穿。

量子物理學的核心是薛定諤方程，它描述了在任意時間任意地點出現量子粒子的可能性。薛定諤方程和我們在高中時期學習的牛頓運動定律完全不同。根據牛頓運動定律，如果我們知道物體在何時何地開始運動，而且知道物體的速度和加速度，那麽我們完全可以計算出一段時間後物體的位置。從球的運動軌跡到阿波羅計劃，我們都可以用牛頓運動定律計算出各種物體的位置。但是，牛頓運動定律並不適用於量子粒子。

運動一段時間之後，量子粒子不再有確定的位置，除了它們存在於某個位置的概率，我們一無所知。我們可以算出量子粒子在任意位置的可能性，但我們無法知道它們的確切位置。用薛定諤方程算出的多維概率數組有一個潛在的問題。如果粒子附近有障礙物，那麽粒子是不能穿過障礙物的；但是根據薛定諤方程，該粒子也可能位於障礙物的另一邊。

量子隧穿雖然是一種模糊的理論，但是它對我們的生存卻有直接的影響。太陽是我們賴以生存的能量源泉，量子隧穿效應在這個過程中起到了至關重要的作用。如果太陽不提供大量的能量，那麽地球表面會非常寒冷，也不會有生命存在。太陽能是由核聚變產生的，4個氫原子（最小的原子）聚變為1個氦原子，同時產生能量。但是，這個過程本不能發生。

在太陽中，原子都是以帶電原子核的形式聚集在一起的。氫原子核其實就是質子，一種帶正電的粒子。這些質子相互排斥，離得越近，相互間的斥力就越大。強核力能將兩個質子吸引到一起，它只在極短的距離內才能發揮作用。即使太陽表面的溫度很高，也不足以把這些質子拉近至這個距離範圍內而產生聚變。

聚變發生的唯一原因是，這些質子是量子粒子，它們能夠“穿越”（通過量子隧穿效應）斥力的屏障，它們彼此間的距離有一定的概率能達到足以發生聚變的程度。所以，地球變得很溫暖。但是從超光速通信的角度來看，這其中還有一個有趣的現象，即“穿越”斥力屏障不需要任何時間，量子粒子本來就在屏障的另一邊。

許多科學家都利用過隧穿現象，其中最著名的是加州大學物理學家雷蒙德·喬，他利用這個現象將光子（也就是構成光束的微小粒子）加速到超光速。（相同的現象對於其他諸如電子的量子粒子也適用。）假設有一個質子偶爾可以穿越的屏障，若將許多質子都射向這個屏障，雖然絕大多數質子都穿不過去，但還是會有個別質子能夠穿越屏障，且無須花費任何時間。

如果知道質子運動的每段路程的距離和花費的時間，就可以算出質子的平均速度。如果一個光子在一段距離內以正常速度運動，又不花任何時間通過相同距離的屏障，那麽這個光子的平均速度就是光速的兩倍。依據這個想法，喬和他的團隊將光速提升到了原來的1.7倍。