作为星球大战:最后的绝地武士影片在影院上映,女主角蕾伊试图从年迈而孤立的卢克·天行者那里学习原力。影片提出了一些明显而又持续的问题:
科学方面有什么东西吗?特别是在科学方面量子物理学-和原力很像?物体能从远处瞬间被操纵吗?
答案,现代物理学可能有。
《星球大战:最后的绝地》,在这部预告片预告片中,她在原力中练习她的技能
这些不是你要找的力
在原作中,欧比旺·克诺比告诉卢克·天行者星球大战“原力包围着我们,渗透着我们;它将整个星系捆绑在一起。”
现代物理学家知道实际上有四种基本力量:两种核力,电磁力和引力。所有这些都发挥了作用把从最小的原子到最大的行星的物质结合在一起。
然而,这些可能不是我们要寻找的力量。老本·克诺比(Ben Kenobi)、尤达(Yoda),以及最终的卢克(Luke),都能进行远距离的心灵感应交流,并用意念移动物体。
这些壮举可能吗?物理定律对此有何解释?
本·克诺比(亚历克·吉尼斯饰)在《星球大战》中向卢克·天行者(马克·哈米尔饰)解释原力
我觉得你缺乏信心令人不安
爱因斯坦的相对论给我们的通讯速度设定一些严格的限制——最终的速度限制是光速。
所以,如果你需要给阿尔德兰的市民们发个信息提醒他们帝国的袭击,总是会延迟的。即使你想,你也不能及时警告他们疏散,因为光线传播需要时间。
本·克诺比不可能在死星摧毁奥德朗几秒钟后就感觉到原力中的骚动。或者他可以?
本·克诺比感受到原力的巨大干扰。信息能即时传输吗?(通过YouTube卢卡斯影业)
这一切都是真的
关于远距离传输的信息,量子物理学怎么说?不幸的是,即使我们有千年隼,我们也无法突破爱因斯坦的速度限制。我们将留出汉·索洛(Han Solo)的说法或许并不那么荒谬,因为它让凯塞尔在不到12秒的时间内运行-一种距离的度量,而不是时间。
然而,通过量子力学的一种技巧,你可以用一种特殊的方式连接两个粒子,将它们分开,然后在很远的距离内观察一个粒子对另一个粒子的影响。这就是所谓的量子纠缠——将两个物体置于同一纠缠量子态。这比什么都奇怪星球大战创造者乔治·卢卡斯可以想出(罐架子当然,排除在外)。
纠缠可以在实验室用光粒子演示。当这两个粒子或光子被分离很远的时候,它们仍然是相互关联的。如果你测量一个粒子,另一个粒子的状态将立即被确定,不管它有多远。
爱因斯坦不喜欢这个想法,因为它是“远处的恐怖行动。”然而,现代物理学实验表明,纠缠是真实存在的——粒子可以在很远的距离内连接。
正如韩·索洛所说:“这是真的,所有的一切。”
事实上,乔治·卢卡斯在为电影写剧本的时候就受到了量子理论的影响星球大战.在20世纪60年代末70年代初,新时代思想家提出量子纠缠是一种“力量”,它确实将我们所有人捆绑在一起。
在物理实验中,这是众所周知的观察者可能会与他们所测量的物体纠缠在一起,更改测量值。
这就产生了这样一种想法:我们都在某种程度上被纠缠在一起,银河系中的每一个生物之间都存在着联系。
我有一种不好的预感
不过,这里有一个陷阱。对于日常物体来说,量子纠缠的效应往往是非常小的。
如果凯洛·伦是物理学家,他可以操纵一些光粒子,使之成为量子纠缠,但他停止了激光束在其轨道上会更加困难.
然而,在凝聚态物理-固体纠缠的研究更为普遍。
固态物理学家研究数十亿和数十亿个粒子的纠缠,通常会得出惊人的新结果,如超导.
这些新现象——例如,一个超导体漂浮在地球上的磁铁上迈斯纳效应-它们来自于电子的宏观量子纠缠,或是作用于远距离的一种可怕的“力”。
量子纠缠的“力量”真的在这些新的量子材料.”
物理学家Michio Kaku描述了物质的量子纠缠态——超导体——以及导致磁悬浮的迈斯纳效应
从某种角度来看
所以,就像本·克诺比(Ben Kenobi)会说的,从某种角度来看,《原力》背后的想法是有一定道理的。
量子纠缠在现代物理学中占有重要地位,它是物质和能量的结合原理。然而,大尺度的量子纠缠很难实现,在生物体内更难观察到。
原力作为“所有生物创造的能量场”又如何呢?
物理学家们只是刚刚在一个相对较新的领域“量子生物学”中研究量子纠缠在生物学中的作用
纠缠在生命过程中扮演重要角色的几率似乎很低。然而,正如韩·索洛所说:“永远不要告诉我几率!”
克里斯托弗Wiebe,量子材料发现教授和加拿大研究主席,温尼伯大学.