@ 2014.04.17 , 10:15

空间传输难度远超人们想象

将地球表面的贾三整个人用光传送至太空某个位置,需要多少能量,耗时需要多久? 几位来自莱切斯特大学物理专业的大学生最近计算得出了结果。他们的结果让人对空间传送很灰心。

长期以来科幻小说里一直能简单空间传输。任何人只要看过《星际迷航》或者《变蝇人》的都知道科幻小说里描述的空间传输。科幻小说中比较常见的还有“销毁复制”,意思是在分子层面扫描并复制一个人,在其他地方重塑一个人。

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在这种方案里传输装置是名副其实的自杀机器(被复制的人会在复制过程中被销毁)。要做到在太空中传输人,能量和带宽的要求会是天文数字级别。再加上传输非常容易受影响,任何意外情况都可能造成灾难性后果。

问题全在于带宽

来彻斯特大学物理和天文系的几名大四学生发表了一份最新研究,弄清楚了传输一个人所需要的时间和能量,结果发现要传输一个人的所有信息需要极其长的时间。

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研究中学生们假设地面上有一个人,它将通过传输装置传输到他头顶正上方的轨道上。他们的第一个难题是搞清楚一个人全身有多少信息——说起来容易,要做起来就难了。我们还不清楚何种粒度才能将人的全部重要信息全部捕获,在这个领域我们无法完全保证。我们不知道是在细胞级别、分子级别还是原子级别进行复制。确实,如果一个人的脑子中即便是只有几个原子异位,那么他还会是原来的那个“他”么?

这些学生最终认为构建身体所有细胞染色体的DNA对可以代表传输的数据量。一个人类细胞据计算含有大约100亿bit的信息量。他们也假设任何细胞都含有足够复制身体任何部分细胞的信息。在计算了普通人类大脑中封存的信息量后,总的需要传输的数据量在2.6x10^42bits。这是个很大的数字——如果全部表达出来:

2,600,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000

现在的问题是如何在短时间内传输如此之大的信息。《星际迷航》可以再2-3秒内完成传输,但是在现实中,假设带宽为29 to 30 GHz(以现有技术推算出的保守数字),将耗去4.85x10^15 年。

这是现有宇宙寿命的35万倍!

带宽因能量而异,传输时间越少,需要的能量越大。而这已经是人类目前能提供的最大能量方案。

“所以,快捷又不费能源的传输方案,现有数据传输科技束手无策。”研究最后得出这样的结论。

虽然不实际,但却并非不可能,未来我们可以借助更强大的能源,缩短传输时间还是有可能的。

本文译自 IO9,由译者 王大发财 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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