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【苍穹之子】第五章 观察者(2)
木辛 2022-12-30

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资料:乔伊娜·李的视频日记(D2041-2)

“灵境”是个玄幻用语,用它为有史以来最强大的计算机命名,很容易让人产生美好的幻想。但实际上,这台机器看起来像个旧水桶。它高约十七米,直径五米,碳纤维外壳布满了编织形成的沧桑的纹路,冷却管线和电缆仿佛缠绕其上的枯藤。

这是我第一次见到量子计算机的实体。之前我都是隔着服务器与它“对话”,编写的程序也是通过中间机部署在上面的。

皮埃尔见所有人到齐,便拍了拍手,让助手将量子计算机的外壳打开,剥洋葱似的逐个拆去静电屏蔽层、泵机、真空装置,暴露出机器内部。它的构造极为复杂,仿佛一只华丽的金色大吊灯,或是倒挂的、蒸汽朋克风格的婚礼蛋糕。这个“蛋糕”还不是计算机本体,而是用于制冷的稀释机,分为十几层,越往下层越冷。最底层的计算核心形似一颗圣诞树,每个“叶片”都精密纤细,只有用放大镜才能看清,而“叶片”之上又分形出更细微的“叶片”,宛如蜂鸟的羽毛。

“这些‘叶片’是量子逻辑单元,每一片都包含五百多个超导约瑟夫森结,类似于经典计算机里的晶体管,共同构成了这台有史以来最强大的计算机。”皮埃尔面对着镜头侃侃而谈,“我能假设各位对量子效应有基本的了解吗?”

我周围的人都摇了摇头。他们大多是各国派驻的观察员和军代表,负责判断“穹顶”及相关外星智慧的敌意,对专业知识了解不多。

“看到这面玻璃了吗?”皮埃尔敲了敲实验舱的落地玻璃,站在玻璃另一侧的叶凌云挑了挑眉毛,“厚实,坚硬,就像一堵山一样,拦在我和美丽的叶博士之间。若想让爱情的电流通过去,我就必须花点力气,消耗能量,绕个远路,从那边的气密门走到她身边......”

我看到叶凌云无奈地笑了一下,眼角余光瞄向了坐在我身后的一个中国男人,后者也报以无奈的微笑。

“......但在量子力学的世界里,我就不必这么麻烦。量子的我不是一个这样轮廓分明的实体,而是一朵云,像雾气一样弥漫在空间中的云。我有百分之九十九的几率在玻璃这边,也有百分之一的几率在玻璃那边。我只要不断地撞这面玻璃——十次,百次,千万次,总有一次我能‘忽’地穿过去,就像从隧道里穿过高山一样,将爱情的电火花送到她的面前。”

皮埃尔顿了顿,期待地看着叶凌云的反应,见她不为所动,便有些沮丧地收回了手:“呃......这就是量子‘隧道效应’。量子计算机的核心部件——约瑟夫森结,就是利用了这种效应。它是两片间距很近的超导体,二者之间是绝缘的真空。电子有一定概率因‘隧道效应’穿透这片真空,形成电流,代表0;也有一定概率穿不过去,代表1。这就可以形成量子比特,在没有观察者的情况下,没有人知道‘隧道效应’是否发生,因此,这个单元处于0和1的叠加态。

“这就是量子计算机最重要的性质:叠加态。经典计算机的元件只能用通电表示1,断电表示0,你可以不去观察,但心里知道它要么是1,要么是0。但量子叠加态不同,若没有观察,这个元件就表示0和1叠加。”皮埃尔摊了摊手,“别急,我知道你们听不懂这些,所以我搬来了这个。”

我早就注意到房间中央摆着的东西了。那是一个两米多长的金属圆管,一端固定着电子发射栅极,另一端连接着真空泵和一台测量装置,里面塞着一张涂有荧光粉的底片。

“当量子力学的研究中出现了某种难以解释的现象时,就可以用下面这句话来解释,即:‘你还记得那个双缝实验吗?用它来解释这个现象准没错。’”皮埃尔说,“这就是电子双缝干涉管。这是热电子枪,我按一下按钮,栅极就会发射一个电子,飞进这个管道......”

皮埃尔按下按钮,十几秒后松开,然后抽出底片,放进带有摄像头的暗盒中。显示屏上立刻出现了一个圆形的荧光亮斑,那是电子束击中底片的位置。

皮埃尔又拿出了一个微小的圆片,插进干涉管中段的卡槽中:“这是一个遮挡板,我把它挡在电子的行经路线上,将它们拦下,只留两条缝隙——两扇允许电子通过的‘门’。现在我们来看看,荧光屏上有几个亮斑?”

看得出来,在场的很多人都想回答“两个”。但他们知道答案显然不是这么简单。

十几秒后,皮埃尔拿出底片显影。只见荧光屏上出现了几十道竖向的亮纹,像是一排斑马线,或是透过百叶窗的光。

“这是干涉条纹,是两个电子——或者说波动,穿过双缝时互相干扰形成的图案。”皮埃尔说,“但别忘了,刚才我们发射电子是一个个发射的。这个控制装置保证了只有在上一个电子击中荧光底片后,下一个电子才会发射。按照我们的理解,同时只存在一个电子,它要么穿过A缝,要么穿过B缝,怎么会互相干涉呢?”

“它同时存在于两个缝隙,自己和自己发生干涉。”我身后一个声音冷冷地回答道。他就是那个刚才与叶凌云交换眼神的中国男人。

“完美的答案!”皮埃尔夸张地拍拍手,“所以,在‘隧道效应’之后,我们再次见证了电子的另一种量子效应:它可以同时存在于两个地点,同时穿过了两扇‘门’。但这有个前提——没有‘观察者’。

“下面我请一位观察者来演示。叶博士,请问您可否——”

“我来吧。”那个中国男人站起身,向皮埃尔伸出手,“苏晓威,穹顶理事会中国观察员、军代表。皮埃尔博士,幸会。”

“呃......好的,那就请苏先生来这里。”皮埃尔说,“请将这个装置插入干涉管中。这里面有两个非常敏感的探测器。它们分别插入两个缝隙旁边,只要有电子经过就会产生信号,点亮LED灯。这样,我们就可以确认电子究竟通过了A缝还是B缝......好,下面我们再重复一次实验。苏先生,请大声报出亮灯是在一,还是在二。可以吗?”

那个叫苏晓威的男人有些不满地嘟囔了几句,依言报数。狭小的实验舱里回荡着“A、B”的报数声。

此时我已经预料到了实验结果。有了探测器作为观察者,一个电子就无法同时穿过两个缝隙了。它总是处于一个确定的位置,有一个确定的速度,就像一颗子弹,必定只会穿过两条缝隙中的一个,在荧光屏上只会留下两个亮斑。

几十秒后,皮埃尔再次拿出底片显影,结果和我预料的一样。纯黑的背景上,两个亮斑灼灼闪烁,仿佛一双从黑暗中窥探的眼睛。刚才的斑马线式的干涉条纹荡然无存。

“现在,我们完成了一项伟大的实验,说是发现‘穹顶’以来最重要的实验也不为过!”皮埃尔张开双臂,郑重宣布道,“我们确认了,在距离‘穹顶’200米以下,是没有人类之外的观察者存在的!”

会场一片沉默,只有皮埃尔尖锐的声音在回荡,显得格外诡异。

苏晓威首先打破沉默:“在200米以上,有非人类的观察者?”

“是的。”皮埃尔缓缓合拢双臂,环抱于胸前,仿佛感到了刺骨的寒意,“这个发现的缘起是量子计算机的异常。你知道的,量子电路对于外来扰动极为敏感,只要存在非常微弱的‘扰动’就无法维持量子叠加态。仪器的‘观察’也是一种扰动。就像刚才电子干涉实验,只要苏先生观察了,电子就无法相互干涉产生斑马线条纹——这叫做‘退相干’。在这种状态下,量子电路就无法运行。

“我经常酗酒,泡妞,你们还以为我偷懒不干活。其实我根本没法干活。因为,自穹顶4号站建立以来,量子计算机几乎全程处于退相干状态!

“我尝试过很多办法,比如给计算机加外壳,加静电屏蔽,深度降温,提高真空度,把所有人都赶出实验室,穷尽了一切我能想到的办法,都没法改变这种诡异的退相干。而在地球的时候,这台机器却运行得很好。我实在无计可施......

”当然,它偶尔也会成功运行一次,但完全没有规律。非要总结的话,就是在喝酒之后正常运行的概率更高些......这当然是胡扯。最后,叶凌云博士给了我启发,她建议把最经典的‘电子干涉实验’拿到穹顶之上做一次,检验量子力学规律在穹顶之上是否还成立。

“于是,我们发现了‘穹顶之眼’——在距离‘穹顶’200米之内,无论有没有安装探测器,双缝实验都不会产生干涉条纹。几百次实验中,电子始终处于坍缩态。”皮埃尔说,“穹顶之上,有眼睛。”

死一般的沉寂中,窃窃私语声蔓延开来,像从灰烬里阴燃的火苗。

“......谁的眼睛?”

“上帝?天使?还是......”

“魔鬼......那是魔鬼......”

“如果找到了神明,那么,科学就完成了它的使命......”

“我们是不是该收手了?再继续下去,恐怕......”

“不,我们要继续!”叶凌云提高声音反驳,仿佛灯塔骤然亮起,驱散了人群里弥漫的寒意,“我们终于有了不依赖人命就可以测量穹顶位置的办法。现在,我们的战斗才刚刚开始!”

有人质疑道:“叶博士,你来自一个无神论的国家,不理解神明信仰对于人类的意义。72亿公里的空间,对于人类的生存而言,足够了。我们是不是该收起自己无止境的贪婪,停下对大自然和造物主的冒犯呢?”

有人附和:“是啊。就算那不是神明,也肯定是技术水平远高于我们的外星生命。难道你不怕......”

“神明?外星人?对我来说,它们并没有什么区别。既然制造了‘穹顶’,那么它们就是阻挡人类发展的障碍。”叶凌云微笑着,语气却如钢铁般坚决,“与其匍匐苟活,我宁愿建起尖刀一般的巴比伦塔,直刺入造物主的心间。这是唯一值得我付出生命的课题。”

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