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

Тайна гибели академика Легасова Тайна гибели академика Легасова

В апреле 1988 года был обнаружен повесившимся Валерий Легасов

Дилетант
Свободный график или деньги в конверте. Что имеют в виду 72% россиян, готовые стать фрилансерами Свободный график или деньги в конверте. Что имеют в виду 72% россиян, готовые стать фрилансерами

Почти три четверти россиян теоретически готовы уйти в «свободное плаванье»

СНОБ
Норма крепости Норма крепости

Forbes впервые оценил надежность российских застройщиков

Forbes
7 шагов, чтобы вернуться к бывшему 7 шагов, чтобы вернуться к бывшему

Чтобы избежать нового разрыва, нужно серьезно подойти к вопросу воссоединения

Psychologies
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
Юрист, лоббист, бизнесмен: что известно о Хантере Байдене, из-за которого может уйти в отставку Дональд Трамп Юрист, лоббист, бизнесмен: что известно о Хантере Байдене, из-за которого может уйти в отставку Дональд Трамп

Он может стать причиной импичмента Трампа или его орудием в предвыборной борьбе

Forbes
Телегония, сода для омоложения и другие ошибки советской науки Телегония, сода для омоложения и другие ошибки советской науки

Советские исследователи-биологи безнадежно отставали от западных коллег

Популярная механика
Выброшенные 100 млрд: что не так с технологией цифрового ТВ, которую Эрнст назвал «трагической ошибкой» Выброшенные 100 млрд: что не так с технологией цифрового ТВ, которую Эрнст назвал «трагической ошибкой»

Константин Эрнст назвал введение мультиплексов «трагической ошибкой для России»

Forbes
Лена Горностаева Лена Горностаева

Какую часть мужского тела Лена Горностаева считает самой сексуальной?

Playboy
Сколько зарабатывают российские фигуристы: признания Елизаветы Туктамышевой (видео) Сколько зарабатывают российские фигуристы: признания Елизаветы Туктамышевой (видео)

О призовых, гонорарах и зарплатах спортсменов в российском фигурном катании

Maxim
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
Максим Радугин. Большой романтик Максим Радугин. Большой романтик

Узнавать на улицах впервые стали после «Принцессы цирка»

Караван историй
Б-Г простит Б-Г простит

Почему Борис Гребенщиков никогда не хотел быть большой звездой

Esquire
Платные дороги России: где есть, сколько стоят и какие строятся Платные дороги России: где есть, сколько стоят и какие строятся

Российские трассы, за проезд по которым приходится платить

РБК
Любопытной Варваре... Любопытной Варваре...

Пора научиться отвечать на бестактные вопросы

StarHit
Новая «Тесла»: как пикап Илона Маска перевернет автомобильный рынок Новая «Тесла»: как пикап Илона Маска перевернет автомобильный рынок

Почему пикап Илона Маска важен для всего мира

Esquire
Ню в невесомости Ню в невесомости

Анна Грачевская – девушка явно не робкого десятка

Playboy
Начни покупки с нуля: 5 правил шопинга на совесть Начни покупки с нуля: 5 правил шопинга на совесть

Как не переплачивать, в чем себе не отказывая

Cosmopolitan
Технологии 3D-печати для насосов: эксперименты и возможности Технологии 3D-печати для насосов: эксперименты и возможности

Технология 3D-печати перекочевала со страниц фантастики в реальную жизнь

Популярная механика
Система полковника Смолова и майора Перова Система полковника Смолова и майора Перова

Первая глава новой книги Софии Синицкой

Esquire
Киндер, окстись! Киндер, окстись!

Маленькая шведская девочка Грета Тунберг все-таки не получила Нобелевскую премию

Maxim
Как фальсифицируют уголовные дела о наркотиках Как фальсифицируют уголовные дела о наркотиках

Что делать, если вам подбросили запрещенные вещества

СНОБ
Тепловая пушка – лучший обогреватель для гаража или ремонтного бокса Тепловая пушка – лучший обогреватель для гаража или ремонтного бокса

Как выбрать тепловую пушку с оптимальным соотношением мощности и площади

CHIP
Потеря ребенка и смерть любимой: все трагедии в жизни Киану Ривза Потеря ребенка и смерть любимой: все трагедии в жизни Киану Ривза

В свое время трагические обстоятельства буквально разрушили жизнь звезды

Cosmopolitan
То ли волк, то ли собака То ли волк, то ли собака

Откуда появляются волкособаки?

Наука и жизнь
Как из соседей снова превратиться в супругов: 5 шагов к семейному счастью Как из соседей снова превратиться в супругов: 5 шагов к семейному счастью

Жизнь способна превратить любящих супругов в соседей

Psychologies
Отцы- Отцы-

Почему наше общество уверено, что муж и отец ребенка ничего не должен жене?

Cosmopolitan
Зачем крупные модные Дома сотрудничают со спортивными брендами Зачем крупные модные Дома сотрудничают со спортивными брендами

Несколько лет назад кроссовки стали новыми it-аксессуарами

GQ
Служители культа Служители культа

Как нравиться женщинам высшей категории сложности

Tatler
Наталья Ветлицкая возвращается! Наталья Ветлицкая возвращается!

Кумир 90-х и первая красавица нашей эстрады возвращается!

StarHit
Открыть в приложении