第14章 即时通信(6)

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乔教授认为这套实验很新颖,但并不能用于空间旅行。信息不能通过他的实验假设条件进行传送,穿越屏障的质子也不能人为控制,所以我们依然无法用超光速向过去传递信息。许多科学家都对这个概念抱有希望,愿意进一步探寻这个有趣的现象。这个现象变得如此广受瞩目,以至于物理学家们1995年在美国犹他州的雪鸟城专门举办了一次会议来探讨它。而且,一位参会者决定进一步挑战超光速的极限。

这位参会者是来自科隆大学的京特·尼姆茨教授。尼姆茨是位演说家,他的科学界同僚在很多时候并不买他的账。另外,虽然他从事物理学研究,但他曾经是个工程师。这一职业被很多物理学家瞧不起,所以一开始他的研究成果并不受重视。尼姆茨想在这次会议上一鸣惊人,在展示了他的实验结果之后,他说道:“我们常说超光速传递信息是不可能的,但我想让你们听听这个。”他拿出一台属于他儿子的破旧的随身听,播放了一段断断续续的莫扎特《G小调第四十交响曲》。

“这段莫扎特的交响曲,”尼姆茨宣布,“它的信号是以超过4倍的光速传播的。这可能算作某种信号,一个在时光倒流的情况下传播的信号。”在悠闲的氛围中,尼姆茨的成果展示引起了轩然大波。有些人尝试反驳尼姆茨,认为音乐并不构成信息。尼姆茨刻薄地反驳:“也许对美国人来说,莫扎特的《G小调第四十交响曲》不算信息,但是我们欧洲人可不这么认为。”让我们公正地评价一下这个发现,那就是这段音乐的传播速度确实比光速快,这段音乐的传播速度是光速的4.7倍。

那么,尼姆茨真的研制出了时间机器吗?如果是真的,为什么没有人把彩票号码传送到过去让自己中大奖呢?如果了解了尼姆茨的实验原理,你就会理解他的结论从技术层面上来说确实是正确的,但他的实验并不能把有用的信息传送到过去。要知道为什么,我们先得看看尼姆茨到底实现了什么。尼姆茨利用调制过的电磁波把莫扎特的交响曲转化为空间中的信号,这种电磁波和传统的电磁信号并没有多大的区别,唯一的不同就是这种电磁波的频率非常低(和家用微波炉的频率类似)。

他在空间中放置了微波可以隧穿的屏障。有若干种屏障都适用,尼姆茨通常使用周期性介电结构的光子晶格,或者有间隙的一对棱镜。棱镜之间存在受抑全内反射现象,这是一个非常奇异的现象,微波本应在第一个棱镜里进行全反射,但事实是有些微波会穿过两个棱镜的间隙进入第二个棱镜。

在这个过程中,大部分光子都被吸收了,这也是这段录音断断续续的原因。但是,这段音乐还是能听出来旋律的,因为有足够多的光子成功穿越了屏障,而且都是即时穿越的。实验结果是,这些音乐信号的传送在时间上提前了,它们到达播放器的时间比正常情况下要早。实验就是这样,但是对于实验的真正意义,不同的物理学家各执一词。有些物理学家说,尼姆茨只是让波的形状发生了改变,而不是实现了时间的提前,就像短跑运动员伸长胳膊用手碰触终点线而不是身体越过一样。但是尼姆茨和其他一些物理学家却坚称,隧穿现象即时发生,他们看到的就是超光速信号。

在隧穿实验中,信息确实以4倍于光速的速度穿过了棱镜间隙,但是原始信号和转化过的信号之间的时间差太小了,无法把信息传送回去。理论上,屏障越大,可利用的时间差也越大。但是屏障越大,可穿越的光子数目也越少。如果时间差足够大,基本上没什么光子可以实现穿越了。