星球大战中的物理学，“原力”真的存在吗？

航天 · 2018-1-11 00:34:10

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《星球大战:最后的绝地武士》在影院上映，女主人公蕾伊试图从一个年迈而孤立的卢克·天行者身上学习这种力量的方式，它提出了一些显而易见的问题，原力是什么？

在科学中，特别是在量子物理学中，有什么类似于力的东西吗?物体能在距离之外瞬间被操纵吗?

欧比旺·克诺比在《星球大战》的原版电影中告诉天行者:“我们包围并渗透我们;它将整个星系结合在一起。”

现代物理学家知道实际上有四种基本力:两种核力、电磁力和引力。从最小的原子到最大的行星，所有这些都在结合物质方面起着重要作用。

然而，这些可能不是我们正在寻找的力量。老本·克诺比(Ben Kenobi)，尤达(Yoda)，卢克(Luke)，可以在远距离的远距离交流，用他们的思想移动物体。

这些壮举可能吗?物理定律是怎么说的呢?

爱因斯坦的相对论对我们交流的速度有严格的限制——极限速度是光速。

因此，如果你需要向Alderaan发送信息，警告市民发动帝国袭击，总会有延迟。即使你想要，你也不能及时警告他们撤离，因为光传播信息需要时间。

本·克诺比(Ben Kenobi)在死星摧毁了阿尔德兰之后，不可能在部队里感觉到一场骚乱。还是他?

这是真的，所有的一切

量子物理学说的关于远距离传输的信息是什么?不幸的是，即使我们有技术，我们也不能打破爱因斯坦的速度极限。我们将把汉·索罗(Han Solo)的说法放在一边，也许不是很荒谬的说法，那就是它让Kessel在不到12秒的时间里运行——这是一种距离的度量，而不是时间。

然而，通过量子力学的一个技巧，你可以将两个粒子以一种特殊的方式连接起来，把它们分开，然后观察一个在另一个大距离上的影响。这被称为量子纠缠——将两个物体置于相同的纠缠量子态中。它比《星球大战》的创造者乔治·卢卡斯(George Lucas)所能想到的任何东西都要古怪(当然，是被排除在外)。

在实验室里可以用光粒子来证明纠缠。当这两个粒子，或者光子，在很大的距离上分开时，它们仍然是相互关联的。如果你测量一个粒子，其他粒子的状态将立即被确定，不管它离得有多远。

爱因斯坦不喜欢这个想法，因为它“在远处令人毛骨悚然”。然而，现代物理学实验表明，纠缠是真实的——粒子可以在很远的距离上连接。

汉·索罗会说:“这是真的。所有的它。”

事实上，乔治·卢卡斯在写《星球大战》的原始剧本时，受到了量子理论的影响。在20世纪60年代末和70年代初，新时代的思想家们提出量子纠缠是一种“力量”，它确实将我们联系在一起。

在物理实验中众所周知，观察者可以与他们测量的对象纠缠在一起，改变测量。

这导致了我们都在某种程度上纠缠在一起，星系中每个生物之间确实存在着某种联系。

不过，这里有一个陷阱。量子纠缠对日常物体的影响很小。

如果凯洛·伦(Kylo Ren)是物理学家，他可以操纵一些光粒子，使之成为量子纠缠，但阻止激光在其轨道上运行将会更加困难。

然而，在凝聚态物理的世界里，固相纠缠的研究更为普遍。

固态物理学家研究数十亿和数十亿粒子的纠缠，通常有惊人的新结果，如超导性。

这些新现象——比如超导体在迈斯纳效应中漂浮在一块磁体上——来自于宏观量子纠缠的电子，或者是一种幽灵般的“力”作用于远距离。

量子纠缠的“力量”真的在这些新的“量子材料”中觉醒了。

因此，从某种角度来说，“原力”背后的想法是有道理的，就像本·肯诺比(Ben Kenobi)所说的那样。

量子纠缠在现代物理学中起着重要作用，它是物质和能量的结合原则。然而，大规模的量子纠缠很难达到，而且在生物中观察更困难。

那力是“万物创造的能量场?”

物理学家目前只是在研究量子纠缠在生物学中的作用，在一个叫做“量子生物学”的相对新领域。

有间接证据表明，大型生物分子形成的过程可能受到量子纠缠效应的影响。在生命过程中扮演重要角色的纠缠存在的几率似乎很低，但我们不能完全排除他是否有影响。有关量子的科学还需要科学家更深入的研究。

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