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

Слухи о моей жизни Слухи о моей жизни

Биография великого писателя и юмориста Марка Твена

Maxim
Анна Бернс: Молочник. Отрывок из книги Анна Бернс: Молочник. Отрывок из книги

Первая глава новой книги Анны Бернс «Молочник»

СНОБ
Miss MAXIM 2019 Miss MAXIM 2019

Марафон красоты длиной в пять месяцев финишировал!

Maxim
Десерт для патриота Десерт для патриота

В Америке тыквенный пирог в день благодарения — символ национальной идентичности

Вокруг света
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
Supreme x The North Face осень-зима 2019: как сотрудничество streetwear- и спортивного брендов стало настолько успешным Supreme x The North Face осень-зима 2019: как сотрудничество streetwear- и спортивного брендов стало настолько успешным

Очередная коллаборация Supreme и The North Face

Esquire
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
Белый всадник пустыни Белый всадник пустыни

Лоуренс Аравийский – легендарный разведчик и самопровозглашенный бедуин

Maxim
Лена Горностаева Лена Горностаева

Какую часть мужского тела Лена Горностаева считает самой сексуальной?

Playboy
Призрачный успех России. Что на самом деле предсказывает рейтинг Doing Business Призрачный успех России. Что на самом деле предсказывает рейтинг Doing Business

Россия поднялась в рейтинге Doing Business на 28-е место среди 190 стран

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
Лицевой счет Лицевой счет

Как отлично выглядеть в офлайне — в 20, 30, 40 лет

Собака.ru
Дар речи Дар речи

Слово материально. Им можно убить или исцелить, осчастливить или опозорить

Вокруг света
«Мертвая» статья для курьера поневоле «Мертвая» статья для курьера поневоле

Можно ли вытащить россиян из азиатских тюрем

Русский репортер
В шаге от беды В шаге от беды

В сентябре 1969 года случилось дипломатическое событие, сегодня подзабытое

Огонёк
Лучше поздно, чем никогда? Лучше поздно, чем никогда?

Как решиться родить, если тебе 45+?

Лиза
Пожиратели бюджетов Пожиратели бюджетов

Почему иногда строить дороги не нужно

Forbes
Москву нужно сравнивать с Европой, а не с остальной Россией Москву нужно сравнивать с Европой, а не с остальной Россией

Столица России прочно закрепилась в ряду крупнейших европейских городов

СНОБ
«Люди не платят и скрываются». Платным парковкам пробивают скидку «Люди не платят и скрываются». Платным парковкам пробивают скидку

В Мосгордуме предлагают ввести скидки на штрафы за нарушение правил парковки

РБК
Мария Жук: 5 эффективных инструментов планирования для бизнеса, без которых вам не обойтись Мария Жук: 5 эффективных инструментов планирования для бизнеса, без которых вам не обойтись

Как успевать ходить на йогу, блистать на совещаниях и не забывать о семье

СНОБ
Три короля. Как Доктор Дре, Джей-Зи и Дидди сделали хип-хоп миллиардной индустрией Три короля. Как Доктор Дре, Джей-Зи и Дидди сделали хип-хоп миллиардной индустрией

Отрывок из книги «Три короля» о восхождения богатейших представителей хип-хопа

Forbes
«У Микеланджело те же недостатки, что и у меня» «У Микеланджело те же недостатки, что и у меня»

Режиссер Андрей Кончаловский — о своем новом фильме «Грех»

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

Когда клиенты обращаются за помощью, они часто просят совета

Psychologies
5 признаков, что твои друзья токсичны (с ними лучше попрощаться) 5 признаков, что твои друзья токсичны (с ними лучше попрощаться)

Пять явных признаков приятеля, которому стоит сказать «прощай»

Playboy
Невестины слезы Невестины слезы

Новобрачная Дженнифер Лоуренс нашла повод для расстройства перед свадьбой

StarHit
О чем расскажет туфелька О чем расскажет туфелька

Рисуем психологический портрет… по твоей любимой обуви

Лиза
Салат вместо табака Салат вместо табака

Компания «РусЭко» построила вертикальную гидропонную ферму

Эксперт
Гастрономический гид по Голландии Гастрономический гид по Голландии

Голландия - мекка для гастрономического туризма

Cosmopolitan
Игры, которые мы ненавидим: Марта Кетро о грязных приемах в отношениях Игры, которые мы ненавидим: Марта Кетро о грязных приемах в отношениях

Какие грязные игры в отношениях могут вам встретиться?

Cosmopolitan
Психопомп Феллини Психопомп Феллини

Как великий итальянский режиссер и его родной город повлияли друг на друга

Огонёк
Открыть в приложении