光子雕刻

聞遠氣喘籲籲地跑到江大偉的身邊,攙住他說:“我早該想到的。”

江大偉站直身子,勻了口氣緩緩說道:“我原本不太確定,但既然你也能這樣想,事情就有點靠譜了。你是研究高能物理的,比我清楚。”說著便蹲了下去,將七根煙一字兒擺開放在地上。聞遠見狀也蹲了下來,將自己手裏的煙與江大偉的煙一一對應排好。

江大偉用探詢的目光盯著聞遠,微笑道:“說說你的想法。”

聞遠思考了一會兒說:“如果把它們想象成七對互相糾纏的光子,那麽每個光子的量子態都將被它所對應的光子感應到,這就是量子糾纏的基本思想。假設我是Tianyan528b,你是地球,這七對光子都是我的。但現在,”聞遠伸手將江大偉身邊的七支煙扒開,然後說道:“假設你從每對光子裏捕獲了一粒光子,當我這邊的光子的狀態發生改變時,你的每一粒光子都會產生相應的變化。”

聞遠沉思了一會兒,喃喃自語道:“七粒光子具有128個量子態……它們之間的信息傳播速度,是光速的一萬倍。這就意味著,Tianyan528b的信息傳送到地球,隻要……。”聞遠抬頭看向江大偉。

“10.5小時!”兩人異口同聲地說道。

聞遠站起身來,低頭來回快速走了幾步,然後抬頭望向天空,喃喃自語道:“如果我們獲得了來自Tianyan528b的光粒子,隻要它與那顆行星的同伴仍然糾纏,它們的量子態就會一直保持那種關聯。通過它我們就能知道它同伴的狀態,因而就能雕刻出那顆行星的圖像來。”他望向鯨魚座所在的方位,像在尋找著什麽一樣,就那麽一直久久凝視著。

江大偉沉聲道:“需要找到多少個處於糾纏狀態的光粒子,才能雕刻出那顆行星的全貌?”

“從理論上來講一個就夠了,但要雕刻出行星全貌可能得花幾萬年的時間。如果我們找到25個這樣的光子,或許隻需要幾個月的時間。如果能找到50個,那麽隻要一天就能完成這個任務。”

江大偉站起身走到聞遠身邊,神情嚴肅地看著他說:“如果我滿足你提出的所有條件,你能在多長時間裏找到25個糾纏中的光子?”

聞遠回過頭來有些不知所措的看著江大偉。

江大偉衝他點點頭,接著說:“你不用馬上答複。接下來的半年裏,你可以隨時來找我,記得帶著你想要的條件。”

第二天一早,聞遠就急匆匆下山,趕回安徽去了。

在聞遠離開後,研討會仍在繼續。接下來的幾天裏,會議組收到了來自金睛號太空望遠鏡的零星觀測報告。於自溪在會議上對報告內容做了詳細介紹,結果隻能說是喜憂參半。喜的是Tianyan528b具有氮氧大氣圈,並且水蒸氣含量適中,這是個令人激動的結果。在二十年裏,“天眼”已發現了六個含有氮氧大氣的行星,但要麽是遠離地球、要麽是不在宜居帶內,沒有任何實際意義。

不過金睛號帶來的不全是好消息。於自溪指著窄窄的Tianyan528b大氣圈紅外成像圖和氧氣光譜圖說:“從吸收光譜的峰值上看,氧氣含量很可能在2%~8%內,這對大多數生物來說都是個巨大的挑戰。不過這還不是不能克服的難題,人完全可以通過佩帶增氧麵罩來維持呼吸。其他需氧生物則可以集中在氧氣棚內,等環境改善後再進入自然。現在的問題是,截止目前,我們正在光譜的紅色區域觀察到了亮度明顯降低的現象。”

“這意味著什麽?”一位政府官員問道。

“這是一顆紅色星球,跟火星一樣。”

“哦,那就是沒有生命了。”

“現在我們還無法憑星球表麵的顏色來判斷這一點。”

“這是很嚴重的問題嗎?”

“可以說是。如果沒搞清楚產生紅色的原因,我們就無法弄清楚地表的物質成分,也不知道這些成分與空氣發生了什麽反應,那麽這顆行星是否宜居就存在很大疑問。”於自溪肯定地說,多數與會者也點頭表示同意。專家們都知道今年年初發生的一件事,金睛號在船帆座發現了一顆藍色星球,當時許多人認為那顆星球和地球一樣覆蓋著海洋,結果在SKA後續的觀測中發現,這個星球表麵含有大量氧化矽成分。這些矽酸鹽在高溫下凝結成顆粒,漂浮在地表上還反射著一種藍光,讓人誤以為是海洋,實際上它不過是一顆具有高溫的“死星”。

於自溪接著說:“除了紅色地表問題外,還需要了解大氣循環情況和地表溫度變化情況等。但目前我們還觀測不了這些變化。所以總體來說,現在還很難判斷Tianyan528b是否適合人類居住。”

在接下來的幾天裏,“天眼”觀測站又收到了來自SKA的觀測報告。在發現Tianyan528b後,“天眼”觀測站也向SKA發出了協助觀測的請求。但從現在掌握的情況來看,總體上並沒有太多新內容,也沒有出現我們所期待的氧化鐵分子譜線。這就基本上排除了Tianyan528b的紅色像火星一樣來自於氧化鐵的可能性。

Tianyan528b“最佳宜居行星”的稱號在一個月後被剝奪了。這是由於SKA在船帆座方向發現了一顆非常理想的類地行星,各方麵條件看起來比Tianyan528b的要更好。除了其母星是一顆絕對星等小於太陽的主序星外,它的公轉和自轉周期都跟地球非常接近,而且距離也更近,離地球僅11光年而已。更難得的是,它呈藍色——可以確定不是矽酸鹽反射的,此外還有大片的“綠洲”和白色的雲層或者凝結的白雪。總之,它看上去就像另一個地球,以至於有人開始稱其為“諾亞”星了。

江大偉回到北京三個多月後,才等來聞遠的電話。聞遠告訴他,自從回到安徽後他一直在搜集相關資料,調查了光子經行星反射後成為糾纏光子的可能性、捕捉這些糾纏光子所需要的技術手段、怎樣對這些光子進行操控和觀測,以及如何讓光子描繪出圖像來。

“很難。”聞遠毫不避諱直接說道:“但並不是不可能。”

這是江大偉所需要的答案,他問道:“需要怎麽做?”

“首先我要說的是,這種糾纏光子可能是存在的。我們知道所有恒星係統的行星都反射其母恒星的光線。在這個過程中,光內某個特殊波段可能通過行星地表的一些微晶體,有可能會產生呈糾纏態的一對光子。這對光子在穿過大氣層時,存在被電離層分離的概率,一個光子留在了行星大氣圈內,另一個光子則進入空間。這個光子有可能在12年後來到地球,隻要在萬億億個量子裏把它找出來,我們就能利用它知道它同伴的狀態,從而近距離觀察那顆行星。”

“很好。可是怎麽從那麽多量子裏找到那粒光子呢?”

“我設計了一種特殊的捕捉器,可以將不同能級的光子分開,而把糾纏光子單獨留下來。但這個捕捉器必須安裝在國際空間站裏。”

“沒問題,開始幹吧。”江大偉用不容置疑的口吻說道。