主頁（http://www.by236.com）：超光速通訊能否成為現實？

光的運行速度快到每秒鐘能完成五十多次從倫敦到紐約的跨大西洋之旅。接下來你可能就要問了，為什么人還會想去探索超光速通訊手段呢？但事實就是如此。

宇宙天體相距十分遙遠，即便將信息以光速發送出去，也得等上很長時間才能送達。一方面，在維持現有物理學定律的情況下以超光速進行通訊是不可能的。另一方面，一些變通方法已提出，能夠保證超光速通訊的開展——聽上去挺讓人期待。

我們越是往宇宙深處探索，通訊便越是困難。 (圖片來源：Science Photo Library)

不過暫時還沒有必要開發超光速通訊技術來保持通訊暢通。到目前為止，人類到過最遠的星球是距離地球約384,400公里的月球。以光速計，完成這段距離需1.3秒。這就好比你跟世界另一頭的某個人通話的時候，會延遲一小會兒。但也足以造成通話中斷這種尷尬情況了，不過也不是什么大問題。

距離難題

假如我們進一步探索外太空，比方說火星，那么問題就來了�；鹦桥c地球間的平均距離為2.25億公里，以光速計，完成這段距離需12.5分鐘。因而火星和地球間的通訊會十分不便。而且越往太空深處探索，困難就越大。“旅行者”號飛船早已抵達距離地球195億公里的太陽系外層空間。不過我們仍能接收到那里發來的信息，只是每條信息需18小時才能送達。

約40萬億公里外的半人馬座α星（Alpha Centauri）是距離地球最近的恒星系統。要想實現同該恒星系統的通訊，難度很大，每條信息需四年才能送達。如此一來，傳統對話方式更是難上加難。

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根據愛因斯坦的狹義相對論，那是事物發展的常態。他認為超光速現象并不存在，因為光速是恒定不變的。

加州理工學院（California Institute of Technology）噴氣推進實驗室（Jet Propulsion Laboratory）的研究人員萊斯·多伊奇（Les Deutsch）認為，超過這一極限的通訊方式一經開發，便是有悖于信息理論定律的，需對基礎物理學進行重新思考。他曾在美國國家航空航天局任職數年，致力于設計太空通訊系統。

如今，無線電波幾乎是實現太空傳統通訊的唯一手段。無線電波以光速穿過宇宙的真空環境。光（激光）通信技術近期剛引進，不過仍處于開發階段。

扭曲蟲洞

我們也許無法提升傳輸速度，但卻能夠增加每秒傳輸的信息量。多伊奇說：“目前我們正在做的一件事便是把光譜上的載波頻率從8千兆赫提高到30千兆赫。”信號頻率越高，帶寬約大，每秒傳輸的信息量也越大。數據壓縮和誤差糾正技術有助于我們進一步壓縮信息規模，從而提升每秒傳輸能力。

日后我們也許還能開發出有助于提高信息傳輸速度的其他技術。“相對論使得蟲洞[1]之類的物質存在于宇宙中——你可以把它想象成時空的一種扭曲，我們可以從這些方面入手，尋找捷徑。”想象蟲洞有一種簡單的方法：在一張紙上畫兩點，用直線將其連接起來，這條直線便是這張紙所在平面的兩點間最短距離。要是把紙折起來，那么兩點間的距離便縮短了，用一枚大頭針便能同時貫穿兩點。不過在宇宙中，蟲洞的定位可沒那么簡單。蟲洞也許能夠加速某些信息的傳送，但并非是即時的。

愛因斯坦證明了光速是恒定不變的，那么是否存在捷徑呢？(圖片來源：Science Photo Library)

其他超光速通訊手段也被納入了考慮范圍。其中一種手段涉及到“量子糾纏”（quantum entanglement）這種特殊屬性，即兩種粒子共有某些屬性，無論其相隔多遠。

“量子糾纏使得兩種粒子彼此分隔又相互糾纏，假如你改變其中一個粒子的性質，那么另一個粒子也隨之改變，”Telespazio VEGA Deutschland公司的飛船操作工程師艾德·特羅洛普（Ed Trollope）如此說道，“利用量子糾纏技術，我們將實現即時通訊，這聽上去很吸引人。”

量子糾纏和超光速粒子

不過事情并沒有那么簡單。假如你有一對糾纏粒子，將其中一個粒子放在一艘飛船內，使其穿過太陽系外層空間，另一個粒子則放在地球上，飛船上粒子狀態的改變的確會引起地球上粒子的變化。不過特羅洛普解釋說，假如沒有飛船發來的說明信息，監控地球上粒子狀態的人員是無法理解其變化含義的，且這種說明信息的傳輸速度不會比光速還快。換句話說，量子糾纏是無法實現超光速通訊的。

另外，還有一些假想出來的叫做“超光速粒子”的物質，《星際迷航》（Star Trek）[2]對此青睞有加。這種粒子的存在并沒有違背狹義相對論。如果確實存在這種粒子，那么其運行速度是光速永遠難以企及的。不過，這同樣無法實現超光速通訊。

圖片來源：Thinkstock

特羅洛普解釋說：“超光速粒子也許比光速還快，不過它們之間并不存在互相作用。”這意味著超光速粒子無法應用于通訊領域，因為無法創造或探測到它們。

假如存在實現超光速通訊的可能，其對航天任務將產生深遠的影響。“我們在開發‘羅塞塔號’（歐洲太空總署去年啟動的彗星探測計劃）的時候，地球和該彗星間的距離為30到40分鐘光年，所以這確實會影響到任務的設計和操作，”特羅洛普如此說道，“假如地球軌道上有一個衛星，那么地球和該衛星的對話幾乎是實時發生的。30分鐘的通訊延遲則意味著當你發現了某個問題，問題其實是30分鐘前發生的。你在發送某個指令的時候，30分鐘后，該指令才正式發送出去，1小時后才能看到發送結果。”

雖然超光速粒子和量子糾纏有著美好的發展前景，但卻無法實現超光速通訊。如果存在蟲洞且信號能夠通過其中的話，至少是有希望實現超光速通訊的。不過照目前情況來看，超光速通訊并不具備科學可行性。

譯注：

[1] 蟲洞：是宇宙中可能存在的連接兩個不同時空的狹窄隧道。

[2] 星際迷航：由美國派拉蒙影視制作的科幻影視系列。由5部電視劇、1部動畫片、12部電影組成。該系列最初由編劇吉恩·羅登貝瑞（Gene Roddenberry）于1960年代提出，經過近40年的不斷發展而逐步完善，成為全世界最著名的科幻影視系列之一。