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

Фортуна любит везучих Фортуна любит везучих

Как гарантированно привлечь удачу без глупых суеверий и магии

Maxim
Моему ребенку плохо в школе: к кому обратиться за помощью? Моему ребенку плохо в школе: к кому обратиться за помощью?

Возможно, это именно ваша ситуация — ребенок отказывается ходить в школу.

Psychologies
Лена Горностаева Лена Горностаева

Какую часть мужского тела Лена Горностаева считает самой сексуальной?

Playboy
Изобрести велосипед: почему советы не работают? Изобрести велосипед: почему советы не работают?

Когда клиенты обращаются за помощью, они часто просят совета

Psychologies
Био-механизм Био-механизм

Пауки, пожалуй, самые высокотехнологичные существа на планете

Вокруг света
Мужской взгляд: как бороться с темными кругами и мешками под глазами Мужской взгляд: как бороться с темными кругами и мешками под глазами

Как избавиться от темных кругов под глазами: лайфхаки

Esquire
Проблемы голубых кровей Проблемы голубых кровей

Сотни тысяч мечехвостов истекают кровью ради человечества

Популярная механика
Ксения Букша — «Чуров и Чурбанов»: фрагмент романа Ксения Букша — «Чуров и Чурбанов»: фрагмент романа

Первая глава романа «Чуров и Чурбанов» Ксении Букши

Esquire
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
Родовое гнездо Родовое гнездо

Как Ольга Панченко решилась на рождение ребенка при помощи суррогатной мамы

Tatler
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
LinkedIn для рабочего класса: как бывший мойщик посуды превращает соцсеть для «синих воротничков» в бизнес на $1 млрд LinkedIn для рабочего класса: как бывший мойщик посуды превращает соцсеть для «синих воротничков» в бизнес на $1 млрд

Компания Jobcase Фредерика Гоффа оценивается в сотни миллионов долларов

Forbes
Где лечиться? Где лечиться?

В какую поликлинику идти – государственную или частную

Домашний Очаг
Кира Cорокина: Кира Cорокина:

Кира Сорокина – о сложностях на пути в большой бизнес и работе с южнокорейцами

Cosmopolitan
Яжемать: боль, гнев и любовь Яжемать: боль, гнев и любовь

Что за женщина скрывается за громким названием "яжемать"

Psychologies
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
Правила идеальной лжи: как говорить неправду и выглядеть убедительным Правила идеальной лжи: как говорить неправду и выглядеть убедительным

Обманывать так, чтобы другие поверили, — это тоже своего рода искусство

Psychologies
Время первых Время первых

Гонзо-репортаж от Мити Фомина из Северного ледовитого океана

Playboy
Гармония хаоса Гармония хаоса

Обустрой в квартире пространство для творчества так, чтобы не страдали близкие

Лиза
Стыд — это повод стать лучше? Стыд — это повод стать лучше?

Бытует мнение, что человек, которого пристыдили, должен осознать свои ошибки

Psychologies
Тренировки для лица: фейс-фитнес Тренировки для лица: фейс-фитнес

Укрепи овал и подтяни проблемные зоны всего за несколько минут в день

Cosmopolitan
Ошибки на пути к карьерным высотам Ошибки на пути к карьерным высотам

Почему гореть на работе и читать бизнес-литературу - прошлый век?

Cosmopolitan
Одна вокруг света. Марсианские пейзажи в пустыне Иордании Одна вокруг света. Марсианские пейзажи в пустыне Иордании

52-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко и собаки Греты

Forbes
Алиса Хазанова: Менять отношение к правам женщин нужно не в киноиндустрии, а в реальной жизни Алиса Хазанова: Менять отношение к правам женщин нужно не в киноиндустрии, а в реальной жизни

Алиса Хазанова рассказала об отношении к смерти и о правах женщин в России

СНОБ
Пьяный в машине: как лишиться прав, не садясь за руль Пьяный в машине: как лишиться прав, не садясь за руль

Почему выпившим не стоит подходить к своей машине

РБК
Основательница DressOne.ru — о том, как не купить кота в мешке Основательница DressOne.ru — о том, как не купить кота в мешке

Разговор о культуре виртуальных покупок и что лучше всего продается в интернете

РБК
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
«Немыслимые цены»: стоимость недвижимости богатейших людей перевалила за $100 млн «Немыслимые цены»: стоимость недвижимости богатейших людей перевалила за $100 млн

Количество миллиардеров в мире непрерывно росло несколько лет

Forbes
То ли волк, то ли собака То ли волк, то ли собака

Откуда появляются волкособаки?

Наука и жизнь
Вадим Мошкович Вадим Мошкович

Создатель школы «Летово» — об эндаумент-фонде, «слепом» поступлении и «плане Б»

Robb Report
Открыть в приложении