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

Все, что нужно знать о фобиях: откуда берутся, какие бывают и, главное, как с ними бороться Все, что нужно знать о фобиях: откуда берутся, какие бывают и, главное, как с ними бороться

Почему некоторые смелые люди боятся дырок в сыре и розовых цветов?

Maxim
Бoй с курантами Бoй с курантами

Год может оказаться куда лучше, чем праздник в честь его прихода

Добрые советы
Фортуна любит везучих Фортуна любит везучих

Как гарантированно привлечь удачу без глупых суеверий и магии

Maxim
Мне 16, и я живу один в дикой природе Мне 16, и я живу один в дикой природе

История этого шотландского подростка поразит любого родителя

Psychologies
Био-механизм Био-механизм

Пауки, пожалуй, самые высокотехнологичные существа на планете

Вокруг света
«Мы работаем над собой ради наших детей» «Мы работаем над собой ради наших детей»

Artik из дуэта Artik & Asti стал отцом во второй раз

OK!
Лена Горностаева Лена Горностаева

Какую часть мужского тела Лена Горностаева считает самой сексуальной?

Playboy
От «Паразитов» до «Лобстера»: 10 главных фильмов о (не)справедливости От «Паразитов» до «Лобстера»: 10 главных фильмов о (не)справедливости

Самая справедливая подборка фильмов от Forbes Life

Forbes
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
10 технологий, которые повлияли на то, как мы совершаем покупки 10 технологий, которые повлияли на то, как мы совершаем покупки

Как онлайн-магазины трансформируют электронные витрины, используя ИИ

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
Берут – беги Берут – беги

Теневая экономика России настолько велика, что называть ее теневой даже неловко

Esquire
Черное море и горный воздух: где отдыхала российская богема в прошлом веке Черное море и горный воздух: где отдыхала российская богема в прошлом веке

Как и где отдыхала российская богема в начале XX века

Вокруг света
Важные мелочи: 20 полезных лайфхаков для работы в Google Docs Важные мелочи: 20 полезных лайфхаков для работы в Google Docs

Google Docs может стать ещё комфортнее с полезными трюками

Популярная механика
Дело по душе: 7 историй о том, как превратить хобби в многомиллионный бизнес Дело по душе: 7 историй о том, как превратить хобби в многомиллионный бизнес

Говорят, лучшая работа — это высокооплачиваемое хобби.

Forbes
Дэвид Лорен — о фильме «Very Ralph», своем отце и развитии компании Дэвид Лорен — о фильме «Very Ralph», своем отце и развитии компании

В 2018 году бренду Ralph Lauren исполнилось 50 лет

РБК
Поощрять и вдохновлять. Как прокачать инновационное мышление команды и удержать талантливых специалистов Поощрять и вдохновлять. Как прокачать инновационное мышление команды и удержать талантливых специалистов

Почему важно мыслить новаторски и поощрять к этому других

РБК
Одна вокруг света. Прощание с Африкой Одна вокруг света. Прощание с Африкой

51-я серия о кругосветном путешествии Ирины Сидоренко и ее собаки Греты

Forbes
Магазины без будущего: куда и почему уходят гипермаркеты Магазины без будущего: куда и почему уходят гипермаркеты

Гипермаркеты в их традиционном формате не имеют будущего

Forbes
На дне города: кто, как и зачем в Москве помогает бездомным На дне города: кто, как и зачем в Москве помогает бездомным

Для многих тарелка горячего супа или стакан чая — возможность выжить

Seasons of life
Короли Севера Короли Севера

«Вокруг света» собрал полотно из рассказов жителей и гостей столицы Заполярья

Вокруг света
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
Слава пришла ко мне неожиданно, и я долго чувствовал себя не в своей тарелке Слава пришла ко мне неожиданно, и я долго чувствовал себя не в своей тарелке

В отличие от своих персонажей, в жизни Джон Гудман не очень-то разговорчив

Playboy
Чем заняться в Будапеште? Чем заняться в Будапеште?

Не самое очевидное направление для уикенда, но побывать в Будапеште точно стоит

GQ
Новый год в компании: о чем стоит договориться с подростком Новый год в компании: о чем стоит договориться с подростком

Нашим детям хочется организовать и встретить праздник в компании друзей

Домашний Очаг
Как сейчас живут дети Куравлева, Светличной и других звезд советского кино Как сейчас живут дети Куравлева, Светличной и других звезд советского кино

Как сложились судьбы тех, для кого советские звёзды были просто мамой и папой

Cosmopolitan
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
«Блаженное чрево» «Блаженное чрево»

«Блаженное чрево» в невьянской иконе — большая редкость

Дилетант
Как ухаживали за бородой наши предки? 6 лайфхаков, которыми пользовались на Руси Как ухаживали за бородой наши предки? 6 лайфхаков, которыми пользовались на Руси

Густые волосы на лице у русских мужчин были неспроста

Playboy
Какого рожна нам надо? Правильно ли социологи понимают россиян в их желании перемен Какого рожна нам надо? Правильно ли социологи понимают россиян в их желании перемен

До 60% россиян высказались за перемены, притом «решительные и полномасштабные»

СНОБ
Открыть в приложении