(来源:DOLC)
每年圣诞夜,圣诞老人都要在极短时间内环绕地球一圈,把礼物送到全世界孩子的床前。按照电影和童话的说法,这似乎轻而易举;但在物理学家眼中,这项任务几乎是不可能完成的。德国多特蒙德的物理学家 Metin Tolan 却给出了一个“科学可行”的答案——量子物理学。
圣诞老人存在的“证据”与传奇往事
在他的书《Stille Nacht, eilige Nacht》(《寂静之夜,匆忙之夜》)中,Tolan 一本正经地假设:圣诞老人的存在是确定无疑的,“因为全世界不可能同时搞错”。
他还回顾了历史上最著名的一次“质疑”:1897年,8岁的弗吉尼亚·奥汉隆给《纽约太阳报》写信,问了一句后来广为流传的话——“请告诉我真相:世界上真的有圣诞老人吗?”报纸给出了肯定而诗意的回答,这篇文章至今仍是英语世界被转载次数最多的报纸文章之一。
从空军热线到“追踪圣诞老人”美国还有一段颇具传奇色彩的往事。1955年平安夜,美国空军防空指挥中心的红色紧急电话突然响起。接电话的空军上校哈里·舒普原以为是核战警报,没想到电话那头是个小女孩在问:“你真的是圣诞老人吗?”原来,一家邮购公司误把“圣诞老人热线”印成了美军的机密电话。舒普上校临危不乱,安排士兵接听孩子们的电话。正是这一乌龙事件,催生了后来由 NORAD 每年推出的“NORAD 追踪圣诞老人”项目。
每秒2708户——肉身圣诞老人必死无疑
Tolan 进一步计算了圣诞老人需要完成的工作量。假设他只给基督徒家庭中、10岁以下、当年表现乖巧的孩子送礼,那么他需要在24小时内拜访约2.34亿个家庭——也就是每秒2708次。即便逆着地球自转飞行,能把时间延长到32小时,也仍需每秒完成约2000次投递。这一速度是人眼分辨极限的40倍,这也解释了为什么从来没人看到他在工作。
但问题在于:这样做,圣诞老人早就没命了。Tolan 计算称,整个行程约8200万公里,雪橇总重量可能超过20万吨。加速所需的能量,超过德国全年用电量的六倍。无论是空气摩擦、加速度,还是转弯产生的离心力,都会让驯鹿、雪橇和圣诞老人本人在瞬间“蒸发”。
量子物理出场:圣诞老人变成“波”
真正的转机,来自量子理论中的“能量—时间不确定性”和“叠加态”。量子物理认为,物质不仅是粒子,也具有波的性质。Tolan 的解释是:圣诞老人不再是一个具体的人,而是一种遍布空间的“圣诞老人波”。这条波同时包含他可能处于的所有状态——也就是在每一栋房子里送礼的状态。换句话说:圣诞老人同时出现在所有家庭中。
这也解释了另一个千古谜题:为什么从没人真正看到过圣诞老人?因为一旦被观测,“圣诞老人波”就会在该地点发生坍缩,整个量子态结束,圣诞老人的传说也就终结了。
他不是今晚才来,而是早已在路上
在量子视角下,圣诞老人并不是每年12月24日才出发,而是已经“行走”了约20个“奥克提里昂年”(1后面48个零)。如此一来,他不仅能活下来,甚至可以一直存在到宇宙终结。
Tolan 最后半开玩笑地总结:现代量子物理不仅重塑了我们对现实、时间和意识的理解,还在理论上成功“拯救”了圣诞老人。顺带一提,他还计算了一个现实问题——吃掉一个100克的巧克力圣诞老人,需要散步6个小时才能消耗掉;或者,连续接吻两周。“这些知识在生活中基本没什么用,”Tolan 自嘲道,“但至少,你可以在圣诞聚会上,用科学事实让亲友们大吃一惊,为节日增添一点理性又荒诞的乐趣。”