《星球大战》物理学：原力有可能真的存在吗？

Daphane

來源:新浪科技

新浪科技讯 北京时间12月27日消息，据国外媒体报道，在《星球大战：最后的绝地武士》（Star Wars： The Last Jedi）上映之时，许多人在银幕上都见到了女主角蕾伊向年老而又孤独的卢克·天行者学习如何掌握原力的场景。在观影的同时，有人也提出了一些显而易见而又历久弥新的问题：科学上，特别是量子力学中是否有类似原力的东西存在？物体能否在远距离上被突然操控？

　　答案，或许就在现代物理学中。

　　在最初的《星球大战》电影中，欧比旺·克诺比对卢克·天行者说，原力“环绕在我们周围，渗透我们；有着凝聚整个星系的能量”。

　　现代物理学家已经知道，宇宙中存在4种基本力（又称基本相互作用）：强核力、弱核力、电磁力和重力。从最微小的原子，到庞大的行星，这4种基本力都在连接宇宙物质中扮演着重要角色。

　　不过，它们可能都不我们所要寻找的“原力”。欧比旺·克诺比、尤达大师和卢克·天行者，他们都可以用精神来进行远距离的心灵感应并移动物体。

　　这些有可能吗？如何用物理学定律来评价这一切？

　　对于交流的速度能有多快，爱因斯坦的相对论给出了限制，而终极的速度限制就是光速。因此，如果你想把帝国进攻的消息传递给奥德兰的居民，那将不可避免地出现延迟，因为即使是信息以光速传播，也还是需要时间的。

　　那么，对于远距离的信息传递，量子力学又会怎么说呢？我们还是不能突破爱因斯坦的光速限制，就算有千年隼号也不行。在电影中，韩·索罗说千年隼号可以在12秒差距（parsec）内完成一次科舍尔星球走私航程，然而秒差距是一个距离单位（1秒差距相当于3.26光年），而不是时间单位。

黛西·雷德利在《星球大战：最后的绝地武士》中扮演女主角蕾伊

　　不过，通过一个量子力学把戏，你可以用一种特殊的方式把两个粒子联系起来。先把它们分开，然后观察其中一个粒子对另一个粒子的效应。尽管两个粒子相隔很远，但当对其中一个粒子测量时，另一个粒子似乎知道测量动作的发生和结果。这种现象被称为量子纠缠（quantum entanglement），其诡异性要远胜于《星球大战》创作者乔治·卢卡斯的任何想法。

　　量子纠缠可以在实验室里用光子进行演示。当两个光子被分开很长距离时，它们之间依然存在联系。如果你测量其中一个光子，另一个光子的状态也会发生改变，无论二者距离有多远。

　　爱因斯坦并不喜欢这一概念，他称之为“鬼魅般的超距作用”。然而，现代物理学实验已经证明了量子纠缠的真实存在。

　　事实上，乔治·卢卡斯在撰写《星球大战》的最初剧本时也受到了量子理论的影响。20世纪60年代晚期到70年代初，新纪元运动（New Age）的思想家提出量子纠缠就是一种将我们都联系在一起的“力量”。

　　在物理学实验中为人熟知的一点是，观察者可能会与他们测量的物体发生“纠缠”，从而改变测量结果。这在某种程度上引出了我们都“纠缠”在一起的概念。

　　然而，这只是一个巧合。对于日常物体而言，量子纠缠的影响极为微弱。如果凯洛·伦是一个物理学家，他或许可以操纵几个光子，使其量子纠缠，但若是想把激光束截停下来，就要困难得多了。

不过，在凝聚态物理学——研究物质凝聚相的物理性质——领域中，“纠缠”现象要更加普遍。固体物理学家研究的是数以十亿计粒子的纠缠，他们往往能获得一些非常新颖的结果，比如在超导领域的发现。一些新的现象，比如超导体悬浮在磁石上方的迈斯纳效应，就是宏观上电子的量子纠缠，或者说是一种鬼魅般的超距作用“力”。而正是量子纠缠的“力”，也催生了所谓的新型“量子材料”。

　　从某种程度上，原力背后还是有一些真实的物理学基础。量子纠缠在现代物理学中扮演着重要角色，也是物质和能量之间建立联系的方式之一。然而，我们很难在大尺度上达到量子纠缠，在活生物中进行观察就更困难了。

　　那么，原力能否被视为“一种所有生命体都能产生的能量场”？物理学家才刚刚开始对生物学中的量子纠缠展开研究，并开辟了一个相对较新的领域——量子生物学。只有一些偶然的证据显示，较大的生物分子可能会受到量子纠缠效应的影响。

　　量子纠缠在生命过程中起到重要作用的概率似乎很低，但或许正如韩·索罗所说：“永远不要跟我说几率！”