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李存东 中国科学院大学物理学院 培养单元：中科院物理所

家喻户晓，我，是物理所的，一个，博士商榷生，然则，我，最近，实验，老是得不到，我念念要的，斥逐，我怀疑，智子还是，在咱们身边了，三体东说念主巧合，还是，在路上了。

不外好音问是，我的目下莫得出现倒计时。

人人省心啊，我没看到这个，真挚也莫得 | 图源自《三体》电视剧

我合计，咱们有必要好好商榷一下智子了，望望它是不是的确有这样神通众多。

智子特殊制造枢纽

智子是刘慈欣科幻演义《三体》中出现的一种幻念念出来的……暂时称之为兵器吧。这玩意强到离谱，三体东说念主仅凭两个智子就锁死了地球科技。智子的原型即是现实中的质子，它由三体东说念主将其瑟索在微不雅标准的高维度张开至二维，并在上头刻蚀电路，之后再复原至质子的景色。发送至地球后，不错参加对撞机代替委果的质子秉承撞击，滋扰实验斥逐。同期，智子还能和三体东说念主而已及时通讯，不仅不错监测地球的科技发展，也不错与ETO保握量度。

这个叫质子，东说念主阿谁叫智子 | 图源自汇聚

那么智子到底有莫得可能被制造出来呢？

主不在乎，毕竟主只正经写 | 图源自汇聚，无不良带领

演义中智子是从高维度经过张开得到的，这里的张开实在是超出咱们的贯通，我念念了十天十夜，也没念念出来这是个什么操作。

不外，我可能念念到了大刘是奈何念念到这个创意的。容我相等不负包袱地算计一下。

经典题目 | 图源自汇聚

如图，我合计，大刘一定是看到了这样的题目才有了张开的念念法！！

不外大刘是2006岁首始在《科幻寰宇》杂志连载《三体》，那一年，他的孩子还莫得上初中（可能还没上小学），是以赫然，他还不需要提示孩子作业。虽然，巧合也恰是这样，他才有元气心灵写稿，否则，被神兽折磨之下，那儿顾得上三体东说念主的存一火。

虽然，现实中的正方体也不可像这盒子这样张开，张开也无法再复原，但这个创意的确是很赞。

智子与地球的通讯

这一丝就比拟明确了，在地球现存的物理学框架下，原著中智子的通讯智商不错说是不可能作念到的。

原著中三体东说念主位于距咱们4.2光年外的比邻星，不出丑出，要念念收尾与地球的即时通讯，智子一定有一种不错超光速信息传输的妙技，很疼痛，这是被相对论不容的。

时常有东说念主认为量子纠缠不错收尾超光速信息传输，但实验上是不可能的。事实上，诓骗量子纠缠进行信息传输是依赖于经典信说念的，这就根绝了咱们诓骗纠缠作用传递信息，因为在信息传递中，传递的速率并不取决于纠缠自身，而是取决于经典信说念中的传递速率。

光速是不可能超的，这辈子皆不可能 | 图源自汇聚

量子纠缠如实是一种超距作用，但单纯的纠缠并不可传递信息。

对于经典信说念的必要性，咱们举一个最简便的例子。若是三体东说念主与ETO领有一双处于纠缠态的粒子，粒子处于自旋朝上或向下的相通态，不管哪一方探伤时两个粒子坍缩到一个细则的但相互违反量子态。三体东说念主与ETO商定，当ETO对粒子进行探伤时，若是粒子自旋朝上，就全力刺杀罗辑，若是自旋向下，就另作念经营。

当ETO探伤时，发现自旋朝上，但实验上，他们无法得知，这个斥逐是因为我方的探伤，如故因为三体东说念主的探伤，换句话说，他们无法得知，在我方探伤之前，三体东说念主有莫得探伤粒子导致粒子坍缩，若是莫得，那实验上他们的探伤才是导致粒子坍缩的原因，这样的探伤毫无道理，因为此时粒子的景色是就地的，在此次探伤中实验上莫得任何信息传递。念念要委果传递信息，必须由三体东说念主告诉ETO，他们有莫得进行过探伤，这个历程即是经典信说念的信息传递，委果的传递速率恰是依赖这个信息的传递速率。

主不在乎×2 | 图源自汇聚

实验上的量子通讯并不啻一双处于纠缠态的粒子，经典信说念传递的信息是测量操作，接纳方把柄发送方传递的操作花式进行幺正变换得到信息。

另一方面推特 文爱，相对论告诉咱们，天地中信息传递速率不可能逾越光速，而相对论如今已在实验上被认证是正确的表面，从这个角度看，咱们应该信托智子这个妙技亦然不可能收尾的。

智子与11维时空

《三体》中，三体东说念主是将质子从11维张开至二维，获取了一个面积超大的面，并在上头刻蚀电路，那这个11维空间是个啥？

再次探究原著的创作时期，不难念念到，大刘的创意来自超弦表面。这个表面认为这个寰宇的实验是一根弦，一根处于11维时空中的开弦或闭弦，不同粒子仅仅弦的不同振动模式。

咱们无意在这里为人人解释这个表面，毕竟其内容实在是难懂，因此在这里简便先容其发展。

太难了，的确 | 图源自汇聚

超弦表面不错称得上是咱们对大融合表面的一次尝试。虽然，不出无意的话，这个表面领先并不是为了融合四大相互作用的。

弦表面在上世纪六十年代被提议，最初始是为了解释强子之间的散射振幅的，这是由强相互作用决定的，但很疼痛，不久之后，量子色能源学被提议，完整解释了强相互作用，并在之后不停完善，融合了除引力外的其他相互作用，弦表面堕入千里寂。

彼时的弦表面有彰着缺点：第一，只适用玻色子；第二，弦表面需要一个26维时空；第三，存在速率卓越光速的粒子，咱们称之为快子；第四，存在除光子外的不静止零质料粒子。

提防，不是这个筷子 | 图源自pixabay

然则，有些东说念主如故坚握商榷弦表面，随后即是弦表面第一次改换，在这时间内，恶果主要有通过超对称表面将费米子包括进了弦表面，并含糊了快子，时空维度也裁减到了10维，上文中提到的零质料粒子则被认为是引力子——引力的传播子。于是，在这一次改换后，弦表面协调为超弦表面，并勤恳于融合四大相互作用劲。

但新的弦表面中找到了五种自洽的表面，这五种表面谁才是正确的呢？谜底可能是，皆正确，因为对偶。

所谓对偶，即是两个或多个名义上澈底不同的表面却能得出澈底疏浚的物理斥逐，即它们是等价的。借助对偶，M表面被提议，M表面引入11维的超引力，并给出了各式紧致化下不同超弦表面的对偶，最终讲解不同的弦表面仅仅M表面在不同极限下的发扬。这即是超弦表面的第二次改换。

M表面特殊五种自洽的超弦表面 | 图源自参考贵府

然则，多出来的空间皆在哪呢？超弦表面/M表面认为弥散维度的空间皆瑟索在普朗克标准下的卡拉比-丘流形中，因此咱们感知到的仅仅4维时空。这里是不是就跟大刘的设定有些眼熟了。

弥散的六维空间瑟索成卡拉比-丘流形 | 图源自参考贵府

不外由于普朗克标准实在太小，因此在现存的本领下，咱们远远够不上波及这一标准的要求。而这，也恰是超弦表面最大的争议场所，尽管它在数学上如斯完整，可它澈底不具备实验考证的要求，咱们无法从任何角度讲解它的正确与否，因此多数物理学家是不信托这个表面的，致使有东说念主认为这个表面更合适神学院。

虽然，数学院其实很乐意秉承这个表面。

不外，若是三体东说念主的确能制造智子的话，说不定这个表面还是被他们讲解是正确了吧。

智子与对撞机

智子被派到地球，主要任务如故锁死东说念主类科技，枢纽是通过真切对撞机，我方承受碰撞，用特殊的数据同一正确的数据，删改实验斥逐，滋扰东说念主们对微不雅粒子的实验，使东说念主类无法融会到这个寰宇更实验的构成。这个，靠谱吗？

很缺憾，若是智子的确只须大刘笔下这点能耐，那惟恐是澈底作念不到这一丝的。

真切强子对撞机很简便，毕竟它仅仅个质子，但念念要同一正确斥逐，却不太可能，原因也很简便，对撞机中发生的对撞实在是太多了，就这样俩智子，实在是不够看呀。

大刘：来来来，笔给你，你来写 | 图源自汇聚

说起对撞，人人的印象可能就像台球相同，两个小球相向而行，然后，砰，撞一个满天星，咱们再像发现好意思食的饿狼相同扑上去，稽察到底撞出了个啥。这样的念念法虽然谈不上错，但以质子的标准，十个八个质子对撞不错说，深信撞不着，燕双鹰也莫得这个准头呀。因此，对撞机中的粒子数量可能远超列位的念念象。

咱们以欧洲核子中心的大型强子对撞机（LHC）为例先容一下对撞这个历程。

LHC是现辞寰宇上最大的，亦然加快粒子能量最高的对撞机，在这其中的质子，最终不错被加快到最高8TeV的能量标准，速率逾越0.9c。

浅放一个LHC的加快系统默示图给人人望望 | 图源自参考贵府

在LHC中，质子是以束团的体式存在的，束团中管理了大批的质子用于碰撞，在2015年LHC的最终运劳动态下，两束质子束流参加对撞机，每束束流包括2808个束团，平均每个束团有10¹¹个质子，质子束团散播在对撞机27公里长的圆周正直中，相互相距约7米，时时阻隔是25纳秒。因此，束团交叉的最小阻隔是25纳秒。

束团的默示图，梗概是这样个道理 | 图源自德国电子同步加快器官网

在这样的运劳动态下，LHC的质子-质子对撞的瞬时亮度峰值不错达到10³⁴/（cm²s）。这里的亮度是对撞机的一个症结方针。它正比于束团的数量和每个束团中的粒子个数，反比于束团绕圆环通顺一圈所需要的时期，高亮度意味着单元时期内可能发生的质子-质子对撞次数会更多。

在对撞机中，一共有四个对撞点，每个对撞点最高每秒有4千万次束团交叉，每次束团交叉会发生神圣100次质子对撞事件，何况，三体东说念主只须两个质子，最多只可同期玷辱两个对撞点的数据，因为对撞机中的质子速率也接近光速。而智子被撞碎之后，需要百万分之一秒，也即是1微秒的时期建立，而相邻的束团交叉时时阻隔远小于这个时期，因此，智子实验上并不可玷辱足够的数据。而极少数据的玷辱并不及以影响咱们对这个寰宇的融会。

更进一步，若是智子的确参加对撞机内，很可能泥船渡河，因为这个寰宇上还有反质子，若是智子碰到反质子，可能就再也莫得建立的可能，平直消除了。

智子：我在念念我能脱水吗？| 图源自汇聚智子与倒计时

《三体》中智子不错平直作用在视网膜上，在视网膜上打字，原著中汪淼即是因为商榷纳米材料看到了倒计时，差点被逼疯，不错说是实惨了。

图源自《三体》电视剧

不外这一丝貌似的确存在这种可能性。着手如故要明确，东说念主感光是靠视网膜上的视细胞，主要有视杆细胞和视锥细胞，这两种视细胞皆是将光信号滚动为电信号，传导至视觉核心，因此，智子应该是莫得目标平直作用在视网膜上的。

但质子毕竟带正电，带正电的粒子在作念加快通顺时不错向外放射电磁波，若是从这个角度来看，假定质子不错精准地搁置我方的速率与加快度，不错诓骗放射出的电磁波刺激东说念主眼视网膜，作念到这一丝也未曾莫得可能。

不外该说不说，这个功能如实有些逆天了，后续剧情也很少说起了。

图源自汇聚

写到这里，我不禁长出贯串，看来三体什么的终究仅仅科幻，哪可能有什么智子这种逆天的东西嘛。

不外话又说归来，若是莫得智子，那我实验作念不出来，岂不是单纯是因为我太菜了？！

主不在乎×3 | 图源自汇聚

算了算了，科研嘛，这皆是往日的事，相近商榷生素养公众号天天发著作劝导咱们，让咱们放平心态，不要散漫。虽然了，我从来不看那玩意儿。

参考文件： [1]厉光烈，刘明.走向融合的当然力 超弦表面:四种当然力走向融合的一种尝试[J].当代物理学问，2015，27(04):25-31. [2]厉光烈，刘明.走向融合的当然力 超弦表面:四种当然力走向融合的一种尝试(Ⅱ)[J].当代物理学问，2016，28(01):28-34. [3]厉光烈，刘明.超弦表面:四种当然力走向融合的一种尝试(Ⅲ)[J].当代物理学问，2016，28(02):33-37. [4] [5]杨扬. LHCb实验质子对撞中ψ(2S)产生截面测量[D].清华大学，2018. [6]

裁剪：穆梓

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