宇宙的边缘世界-第117部分

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　　“好，你去忙吧。”原晧宸说完便转身前往超级实验室。
　　为了避免远征军科技发展停滞不前的情况发生，除了原晧宸，隶属于远征军的几十万名科学家和志愿工作者也将在这个漫长的旅途中持续不断地开展科学研究。
　　每一位科学团队的成员将会按照计划交替进行休眠和科研轮岗，无数的科研任务将被细化分配给科学团队中的每一个人。
　　在四维空间里，光速的上限不再是每秒30万公里，速度可达到的上限极大的提高了。
　　原晧宸相信，不光是速度极限，在四维空间里，原本在三维空间里存在的一些固有规律也一定会发生微妙的变化。所以，在前往黑洞天鹅座x1的这一段旅途中，正好可以用来开展高维空间的科学研究。


第390章　关于超距通讯
　　随着超光速航行的实现，便意味着人类文明再次向宇宙深远之处迈进了一步。
　　但是，还有一个十分迫于解决的技术难题在困扰着人类文明。
　　那便是超距通讯技术！
　　在恒星际航行的时代，不解决超距通信的问题，宇宙飞船就仿佛变成了一个孤立的小地球，没法和外界进行实时联络。这个问题，在当初远征半人马座阿尔法星系的时代就已经凸显出来。
　　从太阳系到半人马座阿尔法星系来回通讯一次所产生的信息延迟就将近有9年。如今，人类文明的舰队已经具备远航成百上千光年距离的实力，如果通讯还是以光速开展，期间所产生的延迟效应简直会令人发指！！
　　回到超级实验室，原晧宸的工作助理叶淑春早已经在门口静静地等候着他。
　　看见原晧宸，叶淑春面色微红，略带羞涩地走过来向他汇报：“领袖，几位远征军科学团队的高级指挥官已经在会议室里等您了。”
　　“好，我这就过去！”原晧宸随即将讯息转换眼镜切换到三维视角，且目不斜视地点头说。
　　之所以如此，因为在四维空间里，直视女士的身体是一种流氓行为，因为对方的身体将会在你面前一览无余。
　　推门而入，正有三人围坐在环形的讨论室内。他（她）们分别是远征军科学指挥官阿雷路亚，以及两位副指挥官罗拉、王耀。
　　“领袖！”三人见到原晧宸，纷纷起身问候。
　　“坐吧。”原晧宸示意大家坐下。
　　“今天起，远征军舰队就算正式离开晧日星系了。“原晧宸也坐在三人对面的椅子上，开口道，”从此刻起，远征军的科研工作就得依靠我们自己。虽然远征军有几十万名顶尖的科学家和专业工程师，但是，脱离了人类文明的强大基础，我们的力量还是很薄弱的。所以，各位是否已经感受到肩上所担负的重责？”
　　“我们一定会竭尽所能的！”
　　“领袖请放心，我们深知责任重大，定会不辱使命！”
　　三人当即表态道。
　　“好，我也很期待大家的卓越表现，让我们一起努力吧。”原晧宸继续说，“今天让大家过来，当然不是为了说这些场面话。而是为了讨论几个首要的科研任务。超距通讯技术，以及新能源开发，这便是我们当下必须尽快解决的难题！”
　　“不解决超距离通讯技术，随着航程的深入，我们必定难以同晧日星系保持畅通联系。而长期在四维空间中航行，能源补充的难度也会随之骤增，即使远征军携带了大量的核聚变能源，为保万全，我们也当寻找和开发更多新型能源，以备不时之需。”
　　“那么，各位有何见解？”原晧宸问。
　　“在四维空间之中，正是推动超光速通讯技术的好机会。”远征军科学指挥官阿雷路亚率先开口说道，“在四维空间里，和宇宙飞船的超光速航行一样，电磁波、激光等不同形式通讯信号的传输速度也将打破了原本30万公里每秒的限制。理论上，电磁波在三维真空中的传播速度等于光速，也就是三维空间的速度上限。以此类推，在高维空间中，电磁波是否也会按照该高维空间中的速度极限进行传播？”
　　“如果答案如果是肯定的，那么对于我们来说，便意味着至少两个天大的好消息。”原晧宸说，“第一，我们可以通过测量电磁波在四维空间中的实际传播速度来确定四维空间的速度极限。第二，即使无法实现超距离瞬时沟通，以四维空间的极限速度进行通讯也将大大提高讯息传递的效率。”
　　“确实如此！”众人表示赞同。
　　“可惜啊，答案是否定的！”原晧宸给大家浇了一瓢冷水，“实际上，我已经测量过，正常情况发出的电磁波仍然以三维空间中的光速进行传播，并没有提升。”
　　“竟然是这样！”众人既惊讶且失望。
　　“但是，我们还是有机会实现超光速通讯的。”原晧宸推测道，“既然来自三维空间的远征军可以通过加速实现超光速运动，那么我们同样可以对电磁波或激光进行加速增益！”
　　“您说的对，这确实是一个思路。”远征军科学副指挥官罗拉应和道，“那么，这项研究任务就由我来带队吧！”
　　“好！”原晧宸颇为赞赏地应答，其他人自然也表示赞同。
　　“可惜啊，研究了几个世纪的量子纠缠技术竟然对超距通讯毫无意义。”另一位远征军科学副指挥官王耀不无遗憾地感慨道，“虽然，近几个世纪以来，量子纠缠超距光速通讯常常被人们津津乐道。但是实际上，根据所有实验结果来看，量子纠缠态根本无法进行所谓的超光速通讯。”
　　何为量子纠缠态的讯息传送？
　　我们可以这样进行比喻：有两张扑克牌，一张是红心k，另一张是黑桃k，把它们放到两只密封的盒子里。如果不打开盒子，我们无法知道其中的某个盒子里到底是哪一张牌。
　　假设一架宇宙飞船随机带上其中的一个盒子并开始星际旅行，另一个盒子则放在地球上。
　　直到宇宙飞船抵达半人马座阿尔法星系，宇宙飞船上的宇航员按照事先约定打开盒子，当他打开盒子看到盒子里的那张牌是红心k的那一瞬间，他就瞬间“知道“处于4。3光年外的地球上的那只密封盒子里的牌是黑桃k。
　　从宇航员打开半人马座阿尔法星系上的那只箱子到他“知道“地球上那只盒子里面的牌的时间，如果抛开人的神经传递信息所需要的时间的话，那么这种“通讯“确实是瞬时的，也肯定是“超光速“的。
　　但实际上，这个实验表明，这种“超光速通讯“并无实际意义，因为根本不能传递有效的信息。
　　同样的事情发生在纠缠态量子对，假定是从a处触动量子发出通讯向b出传递信息，b处的观察者必须在a处改变了量子状态“之后“才能去观测b处的量子状态，因为如果他提前进行观察，他就变成了发出信号的人。
　　那么处于b处的观测者是要如何知道“a处是何时发出信号“呢？这是个无解的问题。
　　“科学就是这样，虽然对量子纠缠超距光速通讯的研究没有取得进展，但至少我们知道了更多的真相。”远征军科学指挥官阿雷路亚说。
　　第量子纠缠的一些资料
　　量子纠缠到底是什么呢？
　　想象你有两枚硬币，每一枚都有不同的正面或背面，你拿着一枚我拿着一枚，我们彼此距离非常远。我们在空中抛掷它们，接住，拍在桌子上。当我们拿开手查看结果时，我们预期各自看到“正面”的概率是50％，各自得到“背面”的概率也是50％。在普通的非纠缠宇宙中，你的结果和我的结果完全相互独立：如果你得到了一个“正面”结果，我的硬币显示为“正面”或“背面”的概率仍然各为50％，但是在某些情况下，这些结果会相互纠缠，也就是说，如果我们做这个实验，而你得到了“正面”结果，那么不用我来告诉你，你就会瞬间100％肯定我的硬币会显示为“背面”，即使我们相隔数光年而连1秒钟都还没有过去。
　　在量子物理中，我们通常纠缠的不是硬币而是单个的粒子，例如电子或光子等。例如，每个光子自旋＋1或1，如果两个光子互相纠缠，你测量它们中一个的自旋，就能瞬间知道另外一个的自旋，即使它跨过了半个宇宙。在你测量任一个粒子的自旋前，它们都以不确定状态存在；但是一旦你测量了其中一个，两者就都立刻知晓了。我们已经在地球上做了一个实验，实验中我们将两个纠缠光子分开很多千米，在数纳秒的间隔内测量它们的自旋。我们发现，如果测量发现它们其中一个自旋是＋1，我们知晓另一个是1的速度至少比以光速进行通信快10000倍。
　　创造两个互相纠缠的光子以后，哪怕将它们分开很远，我们也可以通过测量其中一个的状态来得知关于另一个的信息。
　　现在回到问题：我们可以利用量子纠缠的该特性实现与遥远恒星系统的通信吗？回答是肯定的，如果你认为从遥远的地方进行测量也算是一种“通信”的话。但是，一般我们所说的“通信”，通常是想要知道你的目标的情况。例如，你可以让一个纠缠粒子保持着不确定状态，搭载上前往最近恒星的宇宙飞船上，然后命令飞船在那个恒星的宜居带寻找岩石行星的踪迹。如果找到了，就进行一次测量使所携带的粒子处于＋1态，如果没有找到，就进行一次测量使所携带的粒子处于1态。
　　因此，你推测，当飞船进行测量时，如果留在地球上的粒子呈现为1态，你就知道宇宙飞船在宜居带发现了一颗岩石行星；留在地球上的粒子会呈现为＋1态，就告诉你宇宙飞船还没有发现行星。如果你知道飞船已经进行了测量，你应该可以自己测量留在地球上的粒子，并立即知道另一个粒子的状态，即使它远在许多光年外。
　　这是一个聪明的计划，但是有一个问题：只有你询问一个粒子“你处于什么状态？”时纠缠才起作用，但如果你对一个纠缠态粒子实施测量，迫使它成为一个特定的状态，你就破坏了纠缠，你在地球上做的测量与在遥远恒星旁做的测量就完全不相关了。如果在远处进行一次测量，让粒子的状态为＋1，当然在地球上测量出结果就是1，从而告诉你远在数光年外的粒子的信息。但你不可能在测量的过程中不破坏纠缠，而一旦纠缠被破坏，那就意味着，不管结果如何，你在地球上的粒子为＋1或1的概率都是50％，和若干光年外的粒子再没有关系。
　　好比，我和我朋友，各在天边，但手里个持一个量子硬币，他们一定一正一反。我可以通过我手里的硬币，知道对方的硬币状态。但我不能通过改变手里的硬币，从而改变我朋友手里的硬币。现在的量子通讯好像是另外一回事，好比是被发现了一个规律，同时打两个台球，两个台球的方向虽然是任意的，但是这两个台球的夹角中心正是击球的方向。那么建立两条链路，其中一条是普通链路，用于告知对方另外一个球的方向。这样，真正的接收方可以通过量子态的台球方向和穿过来的另一个台球方向，得到有用信息。而窃听方无法得到量子态，所以无法窃听。有点罗嗦了，还是回到硬币。我和朋友各有一个魔法硬币，他们永远保持一个正，另一个是反的特性。我想控制硬币的正反面，传递消息给我的朋友；但做不到，我不管怎么小心的把硬币放桌子上，硬币坚持它的随机性，不确定的出现正面和反面。朋友自然没办法知道我传递给他的信息。后来我又找到一枚魔法硬币，这枚硬币有新的特性。就是我朝上一起扔它们，它们一定相同面；朝下扔它们，它们一定不同面。这样，我通过打电话告诉我的朋友，每次扔硬币以后，硬币b的状态。我朋友就知道我每次是怎么扔的硬币。虽然通讯速度还是打电话的速度，但是绝对保密。


第391章　新能源开发
　　“唐吉珂德说得对。每一项科研工作都像在迷宫之中探索，我们无法保证所走过的每一条路，所作出的每一项决定都是正确的。但是，即使是曾经使我们迷失过的方向，它也依然具有价值，至少它让我们更加认清了这个宇宙，为我们将来的工作扫清了一部分障碍。”原晧宸一字一句地说道，“何况，量子纠缠确实是一种美妙的性质，虽然超距通讯暂不可能实现，但是我们已经将这一技术广泛用于其他方面，比如终极密钥安全系统。”
　　正如量子力学先驱尼尔斯·玻尔曾经说过的：如果量子力学没有震撼到你，一定是因为你还没有理解它。
　　人类一直在和宇宙掷骰子，即使我们尽最大努力在游戏中作弊，最终还是会被宇宙规律挫败。量子物理定律就是保持着这么完美的一致性。
　　科学实验已然证明了，互相缠结的粒子之间的确存在着“幽灵般的超距作用”，只是这种量子纠缠本身并不能传递信息，而必须借助经典信道。其优势只是绝对加密，且被窃听必然能够发现。
　　“那么，关于超距离通讯技术，我们就先集中力量攻克四维空间中的超光速通讯技术。”远征军科学指挥官唐吉珂德说。
　　“远征军舰队可以通过加速实现超光速运动，那么电磁波或激光等通讯信号也一定可行。虽然不知道最终的通讯速度能否接近极限速度，但是我们成功的概率一定相当高！”原晧宸向主动请缨的科学副指挥官罗拉交代道，“四维空间与三维空间之间是无法直接进行通讯信号传输的，这也是你们要设法解决的问题。”
　　“我们一定会尽力的！”罗拉回答道。
　　“好！那么，我们继续讨论第二项科研任务。”原晧宸说，“关于新型能源的开发，各位有何意见？”
　　“领袖，因为整个远征军舰队长期处在四维空间高速航行状态，深空资源开发舰队如果想要在沿途的恒星系中采集资源，难度必然会超过在三维空间里的操作工艺，甚至需要跃出四维空间。基于当下的情况，我们必须开发出能效更高的新型能源。”这一次发表意见的是远征军科学副指挥官王耀，“长期以来，远征军的生活、科研、工业生产所需能耗，目前全部来源于可控核聚变技术，虽然核聚变燃料的储备充足，但是，其能量利用率与正反物质湮灭形式能源、黑洞能源、甚至是重元素衰变形式能源相比，都存在巨大的差距。”
　　“确实如此，如果我们要开发出更高效能的新型能源，那么正反物质湮、黑洞能源、重元素衰变这几个研究方向必然是我们的首选。”科学指挥官唐吉珂德也表示赞同。
　　“正反物质湮灭可以释放出巨大的能量，按照质能方程，湮灭的过程可以将百分之百的物质转化成能量。但在现阶段，我们的科技不但无法大量地制造反物质，而且制造反物质消耗的能量远远超过了可用反物质的能量。”科学副指挥官王耀继续说。
　　“哈哈～，这可真是一笔赔本的买卖！”原晧宸轻笑着说。
　　目前，人类文明主要通过大型粒子对撞机来制造反物质，不仅产量微小，而且投入产出严重不成正比。所以，反物质只被用于开展科学研究，或者制造反物质弹头。
　　“人造黑洞能源的利用技术，我们确实还有很大的提升空间。目前，人造黑洞主要应用在引擎推进系统。如果能够将人造黑洞的能量运用在生活和生产方面，那是再好不过了。”唐吉珂德说。
　　“想要利用人造黑洞的能源，我们还是得从黑洞巨大的引力场，或者霍金辐射的角度入手。”王耀大胆地想象道，“如果我们可以制造一个像电池一样的微型黑洞，那该多好。”
　　早在21世纪初，著名科学家斯蒂芬·霍金教就曾经表示过：如果黑洞的大小合适，其能量是可以被人类所利用的。人类能够利用“迷你”黑洞为地球的电力供应提供能量。例如，可能存在和一座山质量相仿的的迷你黑洞。这样一个大小的黑洞，它所释放出的x射线和咖玛射线的速率在1000万兆瓦，足可以为全世界的电力供应提供强大的保障。
　　但是，要想高效利用黑洞能量却并不是一件容易事情。不仅需要利用高维空间将微型黑洞锁定屏蔽起来，甚至还要创造一种超乎类想象的黑洞能量源启动关闭系统。
　　“关于黑洞能量运用的科学技术，正是我们科技发展的主流方向，近些年来，在造物主文明技术的引导下，我们已经累积了不少经验。而且，本次远征的目的也正与相关。”原晧宸补充道。
　　“那么，这个项目就由我来带队吧！”王耀当即表态道。
　　“好！”对此，原晧宸自然表示赞同，“那重元素衰变的研究任务就由唐吉珂德来负责吧。这是一个我们较少接触的领域，但却潜力巨大，加油干吧！”
　　“那是自然！”唐吉珂德十分自信地点头回答。
　　“重元素衰变的理论，即通过夸克之间的重组，重元素会迅速衰变成为较轻的元素，在这个衰变过程之中，会有庞大的能量释放出来。”原晧宸继续说，“建立在大一统理论（4种基本力的相互转换技术）的基础上，我们可以削弱质子和中子里夸克之间的强相互作用力，并增强电磁力，以尝试将重元素的原子核拆解开来，变成游离的夸克。”
　　“随后，通过增强强相互作用力，削弱电磁力，从而迅速让游离的夸克重新组合在一起，猛烈碰撞结合成新的质子和中子，然后组合出较轻的元素。在这一过程中，必定会有大量的质量转化为能量、变成了光子，或者中微子释放出来！”
　　“我们推断，这种级别的衰变，其能量转化效率，至少是核聚变反应的10～20倍。更重要的是，这个反应和黑洞引擎一样，不挑燃料！在获得源源不断的能量的同时，我们又多了一个【垃圾处理厂】！哈哈～”
　　唐吉珂德爽朗地笑了起来，看得出来，他对这个项目很有信心！
　　如果元素衰变技术得以实现，便意味着，即使是在四维空间航行过程中，远征军随意捕获一块小行星，就可以用它的材料来当做能源。而且，因为元素衰变的特性，重元素经过一步步循环衰变之后，最后残存下来的氢气仍然可以用作燃料使用。
　　“如果从这个角度来衡量，重元素衰变的能量转化效率还会变得更高！”众人有些期待地说。
　　“抓紧行动吧！我们可不能纸上谈兵，无论是黑洞能源，还是重元素衰变，我们都必须尽快解决理论难题，然后才有可能转化为实际的工业应用。希望这些技术能够在近一百年内得以大规模的应用。”原晧宸环视众人，最后总结道。


第392章　晧日星系的近邻
　　这是离开晧日星系之后的第21个年头。
　　在这一段漫长的航程之中，唯有一望无际的空旷。直到此刻，远征军才终于再次观察到了除舰队之外，其余的大型星际物质。
　　那是一片类似太阳系奥尔特云的区域，大量的流浪小天体，彗星还有星际尘埃开始密集地出现在远征军的观测范围。
　　迎面而来的是一颗直径大约有五十公里的大型陨石，它主要由干冰和铁矿石构成。
　　远征军并没有避让，而是径直高速向前。
　　下一刻，诡异的一幕出现了！
　　在视觉上，大型陨石直接撞上了打头阵的一艘太空母舰！但是，下一刻，无论是陨石还是太空母舰都毫无异样，并奇妙地错开继续各走各路。
　　原来，远征军航行在四维空间的新维度之上，从三维视角来看，他们确实应当狭路相逢，但实际上他们根本不在一个轨道上。
　　“前方一光年处的那颗恒星！”
　　原晧宸站在指挥舰的模拟星空图景之前，伸出食指直指向前。
　　“我们正在穿越它的边际，也就是它的奥尔特云！”
　　远征军正处在该恒星领地的边界。只要越过这里，就算真正的进入一个全新的恒星系统之内。
　　这颗恒星算是晧日星系的近邻，二者相距49光年，通过分析该恒星系周边的物质以及利用超级望远镜观测，远征军推断出，它的质量和年龄都要比晧日星系小很多。在这个距离上，她的亮度与天幕中其他恒星并没有明显差别，仅仅只是一个较亮的光点而已，远征军暂时还无法观测她的任何细节特征。
　　她确实是一颗恒星，虽然个头较小，但同样统治着大量的星际物质，且无时无刻不散发出光和热，为整个星系带来光明和温暖，也为清冷的宇宙带来了些许的温柔！
　　原晧宸只是默默地注视着这颗恒星，没有人知道他在想什么，也没有人可以理解他的感受。
　　曾几何时，人类文明受困于太阳系，无法越雷池半步。恒星际旅行只是一个无限遥远梦想
　　在整个远征军，或者整个人类文明之中，唯有他一人从那个凄凉的时代一路走来，所以，此刻的他是最有感触的。
　　“让中央智能导航系统重新计算航线，在不影响整体加速的基础上微调方向，让远征军舰队从该恒星身旁掠过！”
　　在这一刻，原晧宸的精神已然放松下来，他淡然地下达命令，目光依旧默默地注视着这颗恒星。
　　“是！！！”
　　一个洪亮的铜锣嗓响了起来，正是负责指挥舰队具体航行任务的远征军军事指挥官谢尔盖。
　　这一声回答得确实响亮，指挥中心里所有的工作人员都忍