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

6 признаков глупого человека 6 признаков глупого человека

Как понять, кого нужно избегать? Да и нужно ли на самом деле?

Psychologies
Фред Мандельбаум: «Breitling – это Apple в мире хронографов» Фред Мандельбаум: «Breitling – это Apple в мире хронографов»

Интервью с убежденным часовым коллекционером Фредом Мандельбаумом

GQ
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
Отпуск экспромтом Отпуск экспромтом

Края, куда можно уехать, не тратя много времени на визовые хлопоты

Playboy
Проблемы голубых кровей Проблемы голубых кровей

Сотни тысяч мечехвостов истекают кровью ради человечества

Популярная механика
Американская мечта Guess Американская мечта Guess

Как три брата Марсиано изменили американскую моду навсегда

Vogue
Лена Горностаева Лена Горностаева

Какую часть мужского тела Лена Горностаева считает самой сексуальной?

Playboy
«Ни одна награда не заменит мне энергию зала» «Ни одна награда не заменит мне энергию зала»

Вера Брежнева: об эмоциональном выгорании и благотворительности

Grazia
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
Шляпа для перепелки Шляпа для перепелки

Птица под средневековым соусом

Огонёк
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
Чарли и музыкальная фабрика Чарли и музыкальная фабрика

Charli XCX — это поп-музыка будущего

Vogue
Человек и салат: 9 мифов о Юлии Цезаре Человек и салат: 9 мифов о Юлии Цезаре

Правда и мифы о Юлии Цезаре

Вокруг света
Влюбиться по собственному желанию: способны ли мы управлять чувствами? Влюбиться по собственному желанию: способны ли мы управлять чувствами?

Любовь — романтическое чувство, неподвластное разуму. Так ли это?

Psychologies
Страна, которая гуляет сама по себе Страна, которая гуляет сама по себе

«Огонек» побывал в Абхазии, в которой многое происходит и ничего не меняет

Огонёк
Культ грубой силы. Почему становятся наемниками Культ грубой силы. Почему становятся наемниками

Разговор о психологии «людей культа грубой силы»

СНОБ
Казнь мятежников Казнь мятежников

Мятежники были приговорены к смертной казни через повешенье

Дилетант
«Мама, я это не ем!»: пищевая неофобия у детей «Мама, я это не ем!»: пищевая неофобия у детей

Как убедить ребенка попробовать новое?

Psychologies
Слово для защиты Слово для защиты

Сегодня многие диетологи разрешают худеющим не ограничивать углеводы в рационе

Худеем правильно
5 способов ускорить метаболизм для ленивых: приходим в форму к Новому году 5 способов ускорить метаболизм для ленивых: приходим в форму к Новому году

Правильные продукты помогут похудеть без походов в спортзал

Cosmopolitan
«Жуткая обстановка для великого деяния» «Жуткая обстановка для великого деяния»

Участники Всероссийского Поместного собора наблюдали большевистский переворот

Дилетант
Как вырастить ребенка оптимистом? Советы психотерапевта Как вырастить ребенка оптимистом? Советы психотерапевта

Чтобы ребенок рос счастливым и уверенным в себе, надо воспитывать в нем оптимизм

Psychologies
«Когда пишешь сценарии, очень толстеешь». Режиссер Наталия Мещанинова о цензуре, насилии и больших бюджетах «Когда пишешь сценарии, очень толстеешь». Режиссер Наталия Мещанинова о цензуре, насилии и больших бюджетах

Имя Наталии Мещаниновой прочно вошло в список лучших режиссеров страны

Forbes
Песня Катюши Песня Катюши

Кэт Грэм о вдохновении девяностыми, серьезном кино и русских корнях

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

Что будет, если оставлять шаровый кран открытым не полностью?

CHIP
Недавно открытая черная дыра Млечного Пути оказалась подозрительно тяжелой Недавно открытая черная дыра Млечного Пути оказалась подозрительно тяжелой

Масса черной дыры возле звезды LB-1 в 68 раз больше, чем у Солнца

Популярная механика
Больше всего «Оскаров»! Стрип, Николсон и другие рекордсмены по статуэткам Больше всего «Оскаров»! Стрип, Николсон и другие рекордсмены по статуэткам

Многие актеры считают получение «Оскара» самым ярким событием в своей жизни

Cosmopolitan
Как глава Mariott добился роста капитализации сети на 226% в эпоху Airbnb Как глава Mariott добился роста капитализации сети на 226% в эпоху Airbnb

Арне Соренсон либо сошел с ума, либо принял лучшее решение в своей карьере

Forbes
Алкоголь поможет спорту: зачем пиво возвращают на российские стадионы Алкоголь поможет спорту: зачем пиво возвращают на российские стадионы

Почти 15 лет в России запрещено продавать пиво на футболе

Forbes
#наболело #наболело

Петербург переживает ресторанный бум, а по коммуникации у нас опять двойка

Собака.ru
Открыть в приложении