Как путешествия во времени и телепортация выглядят с точки зрения науки?

ForbesНаука

Космические струны, кротовые норы и черные дыры: что ученые знают о путешествиях во времени и телепортации

Как путешествия во времени и телепортация выглядят с точки зрения современной науки и станут ли они когда-то возможны (спройлер: да)?

Редакция Forbes

ad41027ed644764e8dfe8997b8a14eb3.jpg__1573484070__39710.jpg
Кадр из фильма «Назад в будущее» / Universal Pictures

Forbes публикует фрагмент книги «На что похоже будущее», которую в конце ноября выпустит на русском языке издательство «Альпина нон-фикшн». В книге коллектив авторов под руководством британского физика-теоретика Джима Аль-Халили пытается ответить на вопрос, что ждет человечество в будущем. Как изменится климат, каким будет транспорт и что получится, если искусственный интеллект возьмет над нами верх? Станут ли люди счастливее с помощью таблеток и здоровее благодаря лечению с учетом индивидуальной ДНК? Каких чудес техники нам ждать? Каких революций в быту? Forbes публикует последнюю главу книги, посвященную далекому будущему. В ней Аль-Халили пытается дать ответ на вопрос, возможны ли путешествия во времени и телепортация.

Телепортация

Основная идея телепортации заключается в переносе материи из одной точки в другую без необходимости преодолевать физическое пространство между ними. Ее можно часто встретить в научно-фантастических книгах, фильмах и видеоиграх. И попала она туда раньше, чем вы думаете.

Насколько нам известно, самое первое упоминание устройства для телепортации содержится в книге Эдварда Пейджа Митчелла «Человек без тела», написанной в 1877 году: в ней рассказывается об ученом, который изобретает машину, способную разложить тело живого человека на атомы, а затем отправить их, подобно электрическому току, по проводам к некоему принимающему устройству, обеспечивающему воссоединение. Самое удивительное в том, что книга появилась не только до открытия электрона, но даже до внятного объяснения природы самих атомов.

Перенесемся на полстолетия вперед, в 1929 год, когда Артур Конан Дойль опубликовал рассказ под названием «Дезинтеграционная машина» об устройстве, способном разделять материю на части, а потом воссоздавать ее в прежнем виде. Один из персонажей рассказа задается вопросом: «В состоянии ли вы представить себе процесс, посредством которого вы, органическое существо, <...> постепенно растворяетесь в пространстве, а затем благодаря обратному изменению условий появляетесь вновь?». Два года спустя американский писатель Чарльз Форт впервые ввел неологизм «телепортация » для объяснения случаев загадочного исчезновения людей и объектов и их предполагаемого появления где-то в другом месте. Форт относил такого рода происшествия к числу аномалий наряду с загадочными сверхъестественными и паранормальными явлениями, не находившими объяснения в рамках общепринятой научной картины мира. Благодаря интересу писателя появился целый класс «фортеанских феноменов».

Современное представление об устройстве для телепортации стало достоянием массовой культуры в 1958 году с выходом на экраны научно-фантастического фильма ужасов «Муха» (The Fly), в котором ученый по неосторожности примешивает к своему ДНК гены мухи, залетевшей в кабину для телепортации. Однако самым известным и долго живущим художественным воплощением идеи телепортации для множества людей по всему миру стал «транспортер» на борту звездолета «Энтерпрайз», а фраза, которую произносит один из героев перед телепортацией — «телепортируй меня, Скотти», — стала почти крылатой. Когда образ такого устройства возник в голове создателя сериала «Звездный путь» Джина Родденберрив середине 1960-х годов, им двигало желание сэкономить на спецэффектах: показывать, как персонажи сначала исчезают в специальном отсеке, а потом появляются сразу на поверхности планеты, было куда дешевле и проще, чем изображать спуск с «Энтерпрайз» на каких-нибудь космических челноках.

Это, конечно, все очень любопытно, но что по этому поводу может сказать серьезная наука? Идея переноса материи из одного места в другое без необходимости преодолевать расстояние между двумя точками может показаться чем-то нелепым, но на самом деле в ней нет ничего необычного при условии, конечно, что вы спуститесь на уровень квантовых взаимодействий. В ходе процесса под названием «квантовое туннелирование» такие субатомные частицы, как электроны, «прыгают» из одной точки в другую тогда, когда у них нет достаточного количества энергии.

Для наглядности можно привести пример мяча, который бросают в стену и который исчезает, а потом снова появляется на другой стороне стены без каких-либо последствий для нее. В этом совершенно точно нет ничего фантастического. Более того, сияние нашего Солнца, а значит, и поддержание жизни на Земле возможно только благодаря тому, что атомы водорода способны соединяться друг с другом за счет туннельного эффекта, несмотря на наличие, казалось бы, непреодолимого силового поля между ними.

Но еще более любопытное и парадоксальное предсказание квантовой механики, которое при этом было неоднократно подтверждено в ходе экспериментов, — идея запутанности. В данном случае мы имеем дело с ситуацией, когда две и более отдельные частицы оказываются связаны таким образом, что любое измерение или воздействие, осуществленное в отношении одной из них, приводит к аналогичному эффекту в отношении ее удаленного партнера, что, как кажется, противоречит теории относительности Эйнштейна о непреодолимости скорости света.

В квантовой механике это объясняется тем, что запутанные частицы — часть единой системы, то есть они не ведут себя как независимые объекты.

Давайте рассмотрим следующую аналогию. Представьте, что у вас есть пара перчаток, каждая из которых лежит в своем ящике. Теперь давайте перенесем один ящик в другое место, а второй оставим там, где он был изначально. Если вы откроете тот ящик, который остался у вас, вы найдете в нем левую перчатку. При этом вам станет сразу понятно, что во втором ящике находится перчатка для правой руки. Разумеется, в этом нет ничего загадочного — ведь вы просто констатируете то, что знаете: во втором ящике всегда была правая перчатка. Но в квантовом мире вместо перчаток мы имеем дело с запутанными частицами, каждая из которых способна участвовать одновременно в двух разных вращениях — и по часовой стрелке, и против часовой стрелки. Это явление называют квантовой суперпозицией.

Открывая ящик рядом с вами, вы совершаете действие, которое называют «квантовым измерением»: вы заставляете частицу «решить», в каком из вращений ей теперь участвовать. Мы же никогда не видим частицы вращающимися в обоих направлениях — ведь это же просто нелепо! Разве нет? Квантовая механика говорит нам — и эксперименты подтверждают ее правоту, — что такие квантовые суперпозиции действительно имеют место. Более того, как только вы открываете свой ящик, чтобы проверить перчатку, частица во втором ящике сразу же переходит из суперпозиции, в которой она вращалась в обоих направлениях, к вращению в одном направлении — противоположном направлению вращения первой частицы. Все происходит так, как будто в момент открытия первого ящика в другой мгновенно передается квантовый сигнал, сообщающий второй частице, как ей себя вести.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

На кемадеро в санбенито На кемадеро в санбенито

Инквизиция на долгое время стала чуть ли не символом Испании

Дилетант
Даниил Берг — о проблемах российских дизайнеров, моде и комфорте Даниил Берг — о проблемах российских дизайнеров, моде и комфорте

Мы поговорили с создателем марки Daniilberg о его прошлом и планах на будущее

РБК
Идея! Попасть в закрытый клуб Идея! Попасть в закрытый клуб

В некоторые клубы путь закрыт почти всем. И попасть туда хочется особенно

Maxim
Женское царство Женское царство

Почему люди ходят в баню, как проводят там время, что это — тусовка или ритуал

Seasons of life
Мозг, память и чтение: как стать умнее и знать больше других Мозг, память и чтение: как стать умнее и знать больше других

Ученые сделали вывод, что объем памяти мозга человека составляет 1 петабайт

Популярная механика
Юлия Хлынина: «Компромисс для меня означает проигрыш» Юлия Хлынина: «Компромисс для меня означает проигрыш»

Юлия Хлынина никогда не встречала мужчин, стремящихся запереть в золотой клетке

Караван историй
Био-механизм Био-механизм

Пауки, пожалуй, самые высокотехнологичные существа на планете

Вокруг света
Наталья Ветлицкая возвращается! Наталья Ветлицкая возвращается!

Кумир 90-х и первая красавица нашей эстрады возвращается!

StarHit
Лена Горностаева Лена Горностаева

Какую часть мужского тела Лена Горностаева считает самой сексуальной?

Playboy
Как поколение смартфонов сделало TikTok самым дорогим стартапом в мире Как поколение смартфонов сделало TikTok самым дорогим стартапом в мире

Одной из самых популярных социальных сетей TikTok сделало поколение Z

Forbes
Правила здорового сна: уберите от кровати гаджеты и яблоки Правила здорового сна: уберите от кровати гаджеты и яблоки

Удается ли вам спать достаточное количество часов?

Psychologies
7 вопросов Вячеславу Фатину, президенту Союза реставраторов России 7 вопросов Вячеславу Фатину, президенту Союза реставраторов России

О помощи России в реставрации Нотр-Дам-де-Пари

Русский репортер
Как половчанки породнили Русь и степь Как половчанки породнили Русь и степь

Рассказы о непримиримой вражде русских князей и кочевников сильно преувеличены

Дилетант
Русские ереси Русские ереси

На Руси также были те, кого церковь не желала считать истинно верующими

Дилетант
Гостья из будущего, или Посторонним вход воспрещен Гостья из будущего, или Посторонним вход воспрещен

Как советский кинематограф выяснял отношения с детьми

Weekend
20 вещей, которые могут тебе пригодиться в постели 20 вещей, которые могут тебе пригодиться в постели

Объекты и явления, при помощи которых твой секс будет еще великолепнее

Maxim
Дачные удовольствия Дачные удовольствия

Кончалось лето, а Мария Шумакова так и не сфоткалась на даче

Maxim
Они живые? Звезды, которые перестарались с консилером и пудрой Они живые? Звезды, которые перестарались с консилером и пудрой

Если ты мечтаешь об идеальной зоне под глазами, посмотри на этих звезд

Cosmopolitan
Почему нельзя открывать шаровый кран только наполовину? Почему нельзя открывать шаровый кран только наполовину?

Что будет, если оставлять шаровый кран открытым не полностью?

CHIP
Человек эволюционирующий Человек эволюционирующий

8 идей, способных изменить природу человека

Русский репортер
5 ключей, чтобы победить внутреннего врага 5 ключей, чтобы победить внутреннего врага

Пора спросить себя, не завелся ли у нас внутренний враг, и разобраться с ним

Psychologies
«Дети исполнили мою мечту» «Дети исполнили мою мечту»

Лидер группы «Руки вверх!» Сергей Жуков - о детям, родителях и поклонниках

OK!
Знакомьтесь, пирометр: измеряем температуру дистанционно Знакомьтесь, пирометр: измеряем температуру дистанционно

Где используется пирометр, как им работать и как выбрать подходящий прибор

CHIP
Любовь и Новый год: 31 романтический фильм на каждый день декабря Любовь и Новый год: 31 романтический фильм на каждый день декабря

Подборка самых лучших романтических фильмов на каждый день декабря

Cosmopolitan
5 музыкантов, чье творчество живет после их смерти, — от Лил Пипа до Леонарда Коэна 5 музыкантов, чье творчество живет после их смерти, — от Лил Пипа до Леонарда Коэна

Современным музыкантам становится сложнее не выпускать альбомы даже после смерти

Esquire
Сны Софьи Павловны Сны Софьи Павловны

Софья Эрнст рассказала о том, каково быть женой гендиректора Первого канала

Tatler
Сердце под капотом: в прокат вышел фильм о том, как Ford пытался обогнать Ferrari Сердце под капотом: в прокат вышел фильм о том, как Ford пытался обогнать Ferrari

Почему «Ford против Ferrari» нужно посмотреть, даже если вы не поклонник гонок

Forbes
6 признаков, что твоя кошка тебя ненавидит (сочувствуем, бро) 6 признаков, что твоя кошка тебя ненавидит (сочувствуем, бро)

Как бы сильно ты ни любил свою кошку, иногда это не взаимно

Playboy
Эрогенные зоны женщины: где искать и как стимулировать Эрогенные зоны женщины: где искать и как стимулировать

У женщин есть много эрогенных зон, и ты обязательно найдешь их все

Playboy
Доходность до 258%: сколько можно заработать, коллекционируя старые автомобили Доходность до 258%: сколько можно заработать, коллекционируя старые автомобили

Реставрация превращает старую машину в великолепный инвестиционный актив

Forbes
Открыть в приложении