【菜科解读】

量子是物质的最基本构成单元，或者说是能量的最基本携带者。

所有的微观粒子，包括分子，原子，电子和光子都是量子的一种表现形态。

举个简单的例子，我们每天都要喝水，把一杯水分成一半，然后四分之一，一直细分下去，就变成一个个水分子了，而水分子本身就是量子的范畴。

构成世界的所有物质都是由很小的微粒子组成的，所以从某种程度上讲，人类就是一个庞大量子的集合体，整个世界也是由量子组成的。

因为已经是最小的单位了，所以量子不能再被分割。

小小的量子有一个非常奇怪的特性，那就是量子叠加。

在我们熟悉的经典世界里，一切都是确定性的，比如说一只猫，它要么是死的，要么是活的。

再比如说，你在一栋三层楼里，在某一个具体的时间点，你只可能在其中的一个地点。

但在量子世界却完全不同，只要没有人来干扰（这一说法叫测量或者观察），你的状态就是不确定的。

一只猫既可以是死的，也可以是活的，还可以处在死和活的叠加状态上（参考薛定谔的猫），而你也可以同时在三层楼的任何地点。

因为这些不确定性，所以量子不能被准确复制。

此外，量子还有一个让人匪夷所思的特性，量子纠缠。

微观世界里，两个粒子之间可以存在纠缠关系，当对其中一个粒子进行操作或者测量时，远处另一个粒子的状态会瞬间做出相应的改变，哪怕距离很远也是这样。

比如说，甲乙二人在北京和上海同时掷骰子，正常情况下，两个人不可能每次掷骰子的结果都一样，但因为有了纠缠关系，这两个骰子就仿佛有了心电感应一样，每次掷骰子的结果都完全一样。

爱因斯坦称这种现象为“幽灵般的超距作用”。

量子为什么会这样，至今还是个谜。

不过不知道为什么这并不阻碍我们可以利用它的特性来为我们服务。

比如说很多人都有感触的脆弱的信息安全，在传统的信息通讯中，只要偷取一小部分的信息，就能实现窃听，而且不被发现。

打个比方，传统通讯就好比一杯水是甜的，另一杯水是咸的，你只要能搞出一滴水来尝尝，就可以知道水是甜的或咸的，就可以完全知道信息了，而不必搞到整杯水。

而在量子世界里，这一切可以被彻底颠覆。

比如说甲乙双方在通讯时会发送无数把秘密钥匙以接受信息，这些钥匙全被加载到了量子身上，而因为量子不可分割，不可复制，所以窃听者无法从量子身上偷出一小部分，要偷就必须把整个钥匙偷走，或者是扰动量子的状态，而这样一来，使用者就能马上发现，将钥匙作废，重新发送一把新的来加密信息。

通过量子通信，人们可以从根本上解决国防，金融，政务和商业等领域的信息安全问题，也正因为如此，量子力学也被称为是继微电子信息之后，最可能引发军事经济和社会领域又一次重大革命的关键技术！

而量子技术应用在计算机上，可以给计算能力带来质的飞跃。

举个例子，目前全球最快的计算机来做一个10的24次方的参数组成的线性方程组的话，大概要计算100年以上。

但是用一台万亿次的量子计算机，只要0.01秒就可以完成！

而量子隐形传态估计很多人更感兴趣，因为它和穿越有关。

在很多科幻电影中，我们能看到一种神奇的机器，人走进去会瞬间消失，之后被瞬间送到另一个遥远的地方。

在诡异的量子世界里，这种传送有可能真的实现吗？

在原理上讲，至少目前的量子力学没有禁止我们这么做。

我们可以这样理解，把一个人还原成一团原始的物质，然后在一个遥远的地方，把那个人的信息传过去之后，在量子纠缠的帮助下，把他重构出来，而这个过程他所有的记忆和想法都完全一样的！

尽管在量子力学的背后，还有很多很多人不能理解的地方，但不能否认的是，量子科技已经深深地深入到我们生活中，终有一天，物理学家们会揭开量子力学神秘的面纱！

吞噬一切的宇宙深渊，黑洞引力藏着光速禁区

它拥有世间顶尖的引力束缚力，独特的视界边界划分出截然不同的时空领域，只要踏入视界范围之内，就连每秒三十万公里的光速，都没办法挣脱引力拉扯向外逃离。

今天就用闲聊述说的口吻，聊聊黑洞引力的奇特特性，讲讲视界的划分意义，理清为何光速都无法从黑洞内部脱身，一同揭开这片宇宙禁区的神秘面纱。

宇宙天体的引力强弱，一直和自身质量、密度牢牢挂钩。

普通恒星、行星的引力，只能束缚周边卫星与星际物质，物体只要达到对应速度，就能摆脱引力飞向深空。

而黑洞诞生于大质量天体的末期演化，巨型恒星燃料耗尽后，再也无法支撑自身庞大躯体，核心在自身重压下急剧向内坍缩，体积被无限压缩，密度飙升到难以想象的地步。

极致致密的结构，催生出碾压所有常规天体的超强引力，这也让黑洞拥有了独一无二的宇宙统治力。

从黑洞形成的那一刻开始，它就注定成为宇宙里特殊的存在，和我们熟知的星体运转规律彻底区分开来。

围绕黑洞存在一层无形的边界，这便是人们常说的事件视界。

它没有实体外壳，肉眼无法直接看见，却是一道无法逾越的分界线。

视界之外的宇宙空间，依旧遵循常规物理规则，光线、星体、宇宙尘埃都能自由穿梭，天体也可以依靠运动速度远离黑洞影响范围。

一旦物质、光线跨越这条无形界线，彻底进入视界内部，一切都会发生颠覆性改变。

黑洞恐怖的引力会牢牢锁定内部所有存在，再也没有力量能够带着物质脱离这片区域。

衡量天体引力束缚能力，有一个关键参照标准就是逃逸速度，也就是物体摆脱天体引力束缚，飞向宇宙远方需要具备的最低速度。

地球有着自身对应的逃逸速度，火箭突破临界数值便能冲出大气层奔向太空，太阳系里的各大行星、恒星，都有着各自固定的逃逸速度门槛。

黑洞打破了常规天体的速度极限，视界内部的逃逸速度直接超越光速。

光速是目前人类认知里宇宙最快运动速度，连光线本身都没办法积攒足够速度冲破引力牢笼，其他星体、星际物质自然更没有脱身的可能。

光线坠入黑洞视界后，无法向外反射、传播，我们没办法捕捉到黑洞自身散发的光亮，这也是黑洞漆黑一片、难以直接观测的根本原因。

任何闯入视界之内的物质，不管是庞大的恒星残骸，还是细碎的气体尘埃，都会被强大引力不断拉扯撕扯，最终向着黑洞中心奇点不断坠落，彻底消融在这片深渊之中。

超强引力不止禁锢视界内部的一切，也会剧烈扭曲周边时空。

靠近黑洞的星体运行轨迹会被强行弯折，光线途经周边空间也会发生明显偏转。

不少遥远天体发出的光芒，在奔赴地球的途中靠近黑洞区域，都会被引力改变行进路线，这也给天文观测带来了奇妙的视觉效果。

科研人员依靠光线弯折、天体异常运动等间接痕迹，一步步推算黑洞位置，测算它的质量与引力强度。

时至今日，人类依旧没办法近距离抵达黑洞视界实地探查，视界内部的时空结构、物质形态，还留存着大量未解谜题。

光速无法逃逸的特性，让黑洞成为宇宙天然的隔绝领域，里面的一切变化都无法向外传递信息。

黑洞凭借极致强大的引力，划定出超越光速束缚的视界禁区，成为宇宙中最神秘的深渊天体。

这份打破常规物理认知的特质，不断吸引着人类探索研究，随着天文观测技术持续进步，未来我们也会慢慢解锁更多黑洞隐藏的宇宙奥秘。

人类进入宇宙空间是趋势，未来可以超光速飞行？

怀特表示，一旦曲速宇宙飞船真正面世，只需两周便能到达距离太阳最近的恒星系南门二，南门二距离太阳约4.37光年远。

　　如此看来，因为生物学上与生俱来的脆弱性，我们是否会被永远地困在亚光速水平上?这个问题的答案将不仅关乎能否创造新的飞行速度纪录，也关乎人类这一物种能否进行星际旅行。

　　身体将成为短板　引力的方向都是垂直的，从头指向脚或相反，对于飞行员和乘客来说，这绝对是一个坏消息。

当引力为负值时，血液从人的脚部聚集到头部，导致头部出现肿胀的感觉(我们倒立时也会出现这种情况)，此时，人满脸通红，眼球充血。

反过来，当加速为正值时，血液从头部蜂拥到脚部，在极端情况下，人的眼睛和大脑会缺氧，从而出现视力模糊等症状，严重时可能会导致完全失明，这种情况在专业上被称为"加速度引起的意识丧失(GLOC)"。

　　一般人大约能承受从头到脚方向5倍重力加速度带来的影响，超出这一限度就会陷入昏迷。

而受过专业训练并穿着专业飞行抗压服的飞行员，则能在9倍重力加速度的影响下仍然意识清楚地操控飞行器。

总部设在弗吉尼亚州的美国航空航天医学协会的执行主管杰夫·斯文特克表示："短时间而言，人体能承受远超9倍重力加速度的影响，但如果持续时间过长，就很少有人能承受得了。

"　　所以，在未来提升宇宙飞行速度的同时，我们更多的是需要对宇航员的保护。

因为他们所承受到底耐力极限或将成为未来宇宙飞行速度的最终短板。