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

Для одних Кастильская, а для других — Католичка Для одних Кастильская, а для других — Католичка

Изабелла почитается как величайшая правительница в истории Испании

Дилетант
8 советов по похудению, которые на самом деле ужасны (теряй вес, а не голову) 8 советов по похудению, которые на самом деле ужасны (теряй вес, а не голову)

Мифы о похудении, которые только вредят

Playboy
Карина-вирус! Карина-вирус!

В это тревожное время героиней обложки стала главная медсестра страны

Maxim

Изучением нарушений сна занимается специальная наука - сомнология

Популярная механика
Люди на пределе Люди на пределе

Возможности нашего собственного, среднестатистического тела

Вокруг света
Иттербий и твердотельные лазеры Иттербий и твердотельные лазеры

Что привлекает химиков на небольшом острове Ресарё?

Наука и жизнь
Лена Горностаева Лена Горностаева

Какую часть мужского тела Лена Горностаева считает самой сексуальной?

Playboy
«Мне интересно со святыми» «Мне интересно со святыми»

Разговор с Леонидом Огородновым, автором методики «агиодрама»

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
История Богдана Сташинского — советского шпиона и убийцы Бандеры, который влюбился в немку и перебежал в Западный Берлин История Богдана Сташинского — советского шпиона и убийцы Бандеры, который влюбился в немку и перебежал в Западный Берлин

Где шпионы, там и любовь. Так обычно бывает в фильмах. Но это реальная история

Правила жизни
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
Как избавиться от герпеса: 12 эффективных способов борьбы с простудой на губе Как избавиться от герпеса: 12 эффективных способов борьбы с простудой на губе

Как вылечить герпес на губах — у вируса не останется никаких шансов

Playboy
Бурлеск Самбурской Бурлеск Самбурской

Актриса, певица, дива, Самбурская, Настасья – все это о ней

Maxim
Почему мы не умеем защищать свое время и как этому научиться Почему мы не умеем защищать свое время и как этому научиться

Почему мы тратим драгоценные минуты, часы и даже дни направо и налево

Psychologies
Старуха Шапокляк: трагедия, скрытая за смешным образом Старуха Шапокляк: трагедия, скрытая за смешным образом

Что мы знаем о зловредной старушке с белой крысой на поводке

Cosmopolitan
История снежного короля: как американский бизнесмен заставил мир полюбить сноуборд История снежного короля: как американский бизнесмен заставил мир полюбить сноуборд

Джейк Бертон Карпентер ― главный популяризатор сноуборда

Forbes
Цой жив Цой жив

Виктор Цой погиб в автокатастрофе в Юрмале 15 августа 1990 года

Esquire
10 поступков современников, которые возвращают веру в людей 10 поступков современников, которые возвращают веру в людей

Рассказываем невероятные истории о благородстве и альтруизме

РБК
Звонок не для учителя: как новые технологии разрушают стереотипы о школьном образовании Звонок не для учителя: как новые технологии разрушают стереотипы о школьном образовании

В ближайшие годы объем мирового рынка образования увеличится до $6-7 трлн

Forbes
Метод Хо’опонопоно: меняя мир, начни с себя Метод Хо’опонопоно: меняя мир, начни с себя

Каждый из нас — часть большого мира, а большой мир живет в каждом из нас

Psychologies
Интервью: художник Рагнар Кьяртанссон — о Михаиле Шуфутинском, Антоне Чехове и о том, почему Россия похожа на мемуары Казановы Интервью: художник Рагнар Кьяртанссон — о Михаиле Шуфутинском, Антоне Чехове и о том, почему Россия похожа на мемуары Казановы

Рагнар рассказывает, чем Исландия отличается от России

Esquire
Система полковника Смолова и майора Перова Система полковника Смолова и майора Перова

Первая глава новой книги Софии Синицкой

Esquire
Моль, коммуналка и чувство стиля: как одевалась Майя Плисецкая Моль, коммуналка и чувство стиля: как одевалась Майя Плисецкая

Что общего у Оскара Уайльда, Петра Чайковского, Екатарины II и Майи Плисецкой

Forbes
Любовь и Новый год: 31 романтический фильм на каждый день декабря Любовь и Новый год: 31 романтический фильм на каждый день декабря

Подборка самых лучших романтических фильмов на каждый день декабря

Cosmopolitan
Мужчины, которым не хочется секса Мужчины, которым не хочется секса

Если вам кажется, что партнер охладел, не спешите с выводами

Psychologies
Семейные привычки: учим английский вместе с детьми Семейные привычки: учим английский вместе с детьми

Учить иностранный язык — непростая задача и для взрослого, и для ребенка

Psychologies
Гусь хрустальный Гусь хрустальный

Куратор Нина Гомиашвили делится новогодними рецептами

Tatler
Джозеф Шугерман: Как создать крутой рекламный текст. Отрывок из книги Джозеф Шугерман: Как создать крутой рекламный текст. Отрывок из книги

Приемы, делающих рекламное объявление эффективным

СНОБ
20 cпособов не дать домашней вечеринке превратиться в ад 20 cпособов не дать домашней вечеринке превратиться в ад

Если гости решили прийти к вам на Новый год, подготовьтесь к вечеринке заранее

GQ
Рак кожи, надоевшая роль, возрастная жена: самое интересное о Хью Джекмане Рак кожи, надоевшая роль, возрастная жена: самое интересное о Хью Джекмане

Всё ли так гладко за этим красивым фасадом жизни Хью Джекмана?

Cosmopolitan
Открыть в приложении