蟻人與量子世界

2018年，在“漫威超級(jí)英雄世界”中有兩件大事發(fā)生：第一件事是超級(jí)大反派“滅霸”成功集齊了六顆無限寶石，打個(gè)響指，令宇宙中一半的生命灰飛煙滅；第二件事，就是超級(jí)英雄終于進(jìn)軍量子領(lǐng)域，展開史無前例的超級(jí)大冒險(xiǎn)，而這件事的結(jié)果，很可能會(huì)在2019年直接影響到超級(jí)英雄們能否戰(zhàn)勝“滅霸”，挽救宇宙！

蟻人歸來

2018年下半年的科幻大片重頭戲，絕對(duì)非《蟻人2：黃蜂女現(xiàn)身》莫屬。鑒于電影已經(jīng)拍到了第二部，咱們有必要從頭了解一下蟻人這個(gè)另類的超級(jí)英雄。

《蟻人》講述了一位名叫斯科特·朗的家伙意外獲得了令身體縮小或放大的神奇力量，并與惡勢(shì)力斗爭(zhēng)到底的故事。這位超級(jí)英雄和我們所熟悉的“復(fù)仇者聯(lián)盟”中的美國隊(duì)長(zhǎng)、鋼鐵俠、雷神都不一樣，那些英雄都是一臉正義、身材魁梧、身手矯健的傳統(tǒng)超級(jí)英雄，一看就靠譜，一看就想被他們保護(hù)。而這位蟻人……怎么說呢，他比較“特別”。

在獲得超能力之前，斯科特原本是一名技術(shù)人員，但陰差陽錯(cuò)、鬼使神差成了個(gè)騙子，他本來沒有什么高尚的理想和信念，卻莫名其妙地獲得了縮小的能力，于是他大驚失色，一開始是拒絕為正義而戰(zhàn)的，但是，英雄就是英雄，內(nèi)心深處始終有著剪不斷、理還亂的正義之心。最終他戰(zhàn)勝了自己的怯懦，以有史以來“體量最小”的超級(jí)英雄身份，力挽狂瀾，拯救世界。

話說，這位蟻人究竟有多小呢？

比你想象的還要小

在前后兩部《蟻人》電影中，斯科特先生通常的作戰(zhàn)形態(tài)都是穿上戰(zhàn)衣，縮小為螞蟻大小，甚至可以騎在飛蟻身上往來沖鋒，酷勁十足。

如果是這樣，那么蟻人的確很小，但似乎還不夠小。而且，如果蟻人僅僅是能夠縮小到螞蟻那么大，那么他在作戰(zhàn)時(shí)的殺傷力是非常有限的，頂多相當(dāng)于一個(gè)有著高度隱蔽特性的微縮特工，搞搞偷襲什么的還行，很難想象在真正毀滅天地的“宇宙級(jí)”戰(zhàn)爭(zhēng)中，他能夠貢獻(xiàn)多大的戰(zhàn)斗力。

可是，一切跡象都表明，蟻人在未來的宇宙無限戰(zhàn)爭(zhēng)中，是有著絕對(duì)主導(dǎo)性地位的，甚至整個(gè)宇宙的前途與命運(yùn)都要取決于他！這，太夸張了吧？

不不不，并不夸張。因?yàn)槟阋?，我們?duì)蟻人的認(rèn)知是很有限的，他真正的實(shí)力要強(qiáng)悍得多——他可以將自己無限縮小，直到近乎消失！而在這種情況下，蟻人對(duì)世界的影響力，卻會(huì)變得無比之大！

奇異的量子領(lǐng)域

蟻人之所以有著改天換地般的超級(jí)能力，是因?yàn)樗悄壳拔ㄒ豢梢赃M(jìn)入量子領(lǐng)域的超級(jí)英雄。

什么是量子領(lǐng)域？

“量子”是一個(gè)物理學(xué)上的理論概念，你可以理解為這個(gè)世界上最小的物理單元。對(duì)，比你知道的分子、原子還要小。小到什么程度？比方說，你的頭發(fā)絲夠細(xì)了吧？而一個(gè)量子的直徑，可能只有頭發(fā)絲直徑的幾千萬分之一，甚至幾億分之一！

現(xiàn)在，你可以想象一下，如果你也像蟻人一樣，能夠縮小到一個(gè)量子那么小，甚至比量子還要小，那么你周圍的世界會(huì)變成什么樣？

不可思議的實(shí)驗(yàn)

現(xiàn)在，請(qǐng)做好準(zhǔn)備，一旦我們正式展開有關(guān)量子領(lǐng)域的話題，很多情況可能都會(huì)是你始料未及的。比如說，雙縫實(shí)驗(yàn)。

雙縫實(shí)驗(yàn)是量子物理學(xué)中的一個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)是這樣的：假設(shè)有一定數(shù)量的量子同時(shí)穿過一塊擋板上的兩個(gè)縫隙，你猜它們會(huì)沿著怎樣的軌跡運(yùn)行？在宏觀世界，我們可以想象得到，如果在擋板后面還有一塊完整無瑕的黑板，那么量子穿過雙縫后，一定會(huì)撞到黑板上，在黑板上留下規(guī)律的兩道痕跡，正如兩道縫隙那樣。

但是，在量子領(lǐng)域，量子之間是存在擾動(dòng)的，量子在穿過兩道縫隙后的運(yùn)行軌跡根本是雜亂無章沒有規(guī)律的，它們?cè)诤诎迳狭粝碌暮圹E也是亂七八糟的一堆，完全看不出穿過縫隙的影響。

這可能嗎？在宏觀世界，這不可能，但在微觀量子領(lǐng)域，這就是真實(shí)情況。而且，更令人難以理解的是，量子的運(yùn)動(dòng)軌跡甚至可以因?yàn)楸蝗丝吹蕉l(fā)生改變，也就是說，一個(gè)量子如何運(yùn)動(dòng)，即取決于它自己那完全摸不著規(guī)律的“心情”，也取決于它是否被“看到”。

哦，我的天！量子領(lǐng)域究竟是個(gè)什么鬼世界？

既生也死

雙縫實(shí)驗(yàn)昭示了一個(gè)關(guān)于量子科學(xué)的真理：任何一個(gè)量子，都同時(shí)存在兩種可能性。注意，是兩種可能性同時(shí)存在，而不是非此即彼。著名的物理學(xué)家埃爾溫·薛定諤曾經(jīng)將這種現(xiàn)象用一個(gè)有趣但詭異的故事講得活靈活現(xiàn)：

假設(shè)有一只貓被關(guān)在一個(gè)箱子里，我們看不到箱子里的情況，只知道箱子里還放著一種能導(dǎo)致死亡的放射性物質(zhì)。那么問題來了，箱子里的貓是死了呢，還是活著？除非我們打開箱子，否則這只貓?jiān)诶碚撋暇褪撬劳龊突钪鴥煞N狀態(tài)同時(shí)存在！

量子領(lǐng)域這種“兩種狀況同時(shí)存在”的不確定原理，正是蟻人超級(jí)能力的最終體現(xiàn)。想想看，當(dāng)蟻人縮小到量子大小的時(shí)候，敵人是無法判斷蟻人下一步的任何行動(dòng)的，對(duì)處于宏觀世界的敵人來說，這一刻，蟻人既可以是活的，也可以是死的，既可以在非洲，也可以在你鄰居家的馬桶里……你不知道蟻人會(huì)在何時(shí)、何地、以何種方式向你發(fā)起攻擊，防不勝防。

強(qiáng)大的量子糾纏

在量子領(lǐng)域，蟻人給我們的啟示還沒結(jié)束。在量子科學(xué)中，科學(xué)家現(xiàn)階段最感興趣的是“量子糾纏”。糾纏是普遍存在于微觀世界中的一種物理現(xiàn)象，它的表現(xiàn)很有趣：當(dāng)兩個(gè)量子之間有糾纏關(guān)系時(shí)，不管相距多么遙遠(yuǎn)，兩個(gè)量子都會(huì)同步運(yùn)動(dòng)。你也可以這樣理解：假設(shè)有兩個(gè)相互糾纏的量子，一個(gè)在地球上，另一個(gè)在銀河系以外的某個(gè)星球上，那么當(dāng)?shù)厍蛏系牧孔釉剞D(zhuǎn)了個(gè)圈，銀河系外的另一個(gè)量子也會(huì)同時(shí)做出同樣的動(dòng)作。在電影中，量子糾纏也得到了生動(dòng)的展現(xiàn)：蟻人將自己無限縮小，進(jìn)入量子領(lǐng)域?qū)ふ尹S蜂女前輩，正是量子糾纏讓他們之間有了相互感應(yīng)。

量子糾纏這種不可思議的特性，是不是特別適合用在通信領(lǐng)域？沒錯(cuò)，目前以中國科學(xué)家為首，全世界都在對(duì)量子通信技術(shù)進(jìn)行深入研究。量子通信技術(shù)基于量子糾纏，幾乎能夠忽略時(shí)空的影響，讓信息的傳遞速度遠(yuǎn)超光速萬倍！而且，因?yàn)榱孔邮亲钚〉牟豢煞指畹奈锢韱卧?，它所攜帶的信息就不會(huì)被一點(diǎn)一點(diǎn)地竊取，這樣就能最大限度地保證信息的安全。

無限可能、不可預(yù)測(cè)的量子領(lǐng)域?qū)嵲谑翘艘乃剂?，甚至讓人難以理解。量子科學(xué)是非常前沿的科學(xué)嗎？其實(shí)也不是，一百多年來，正是量子力學(xué)奠定了我們今天整個(gè)物理學(xué)的基礎(chǔ)，而隨著量子糾纏等技術(shù)取得重大突破，人類將通過量子領(lǐng)域的發(fā)現(xiàn)，更快、更多地改變世界的面貌。蟻人這位超級(jí)英雄顯然應(yīng)該是屬于未來的，而且理論上嘛，無人能敵！