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

10 примет времени, изменивших наш быт 10 примет времени, изменивших наш быт

Forbes представляет 10 самых ярких примет нашего времени

Forbes
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
Сила воли: что мешает нам добиваться цели Сила воли: что мешает нам добиваться цели

Проблема отсутствия силы воли – в образе жизни, который ее ослабляет

Psychologies
Белый всадник пустыни Белый всадник пустыни

Лоуренс Аравийский – легендарный разведчик и самопровозглашенный бедуин

Maxim
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
Кто больше ходит пешком, у того выше шанс стать богаче? Кто больше ходит пешком, у того выше шанс стать богаче?

Считается, что у хождения пешком много преимуществ

Psychologies
Что говорят о нас отношения с деньгами Что говорят о нас отношения с деньгами

По тому, как человек относится к деньгам, можно определить его образ мышления

Psychologies
Инновации в молоке Инновации в молоке

Российский рынок молочной продукции продолжает перестраиваться

РБК
Финалистки конкурса «Девушка года Playboy-2018» Финалистки конкурса «Девушка года Playboy-2018»

Финалистки конкурса «Девушка года Playboy-2018»

Playboy
Краснодарская девушка по прозвищу Кастет стала чемпионкой мира по брейкдансу Краснодарская девушка по прозвищу Кастет стала чемпионкой мира по брейкдансу

MAXIM взял интервью у чемпионки мира по брейкдансу

Maxim
Лена Горностаева Лена Горностаева

Какую часть мужского тела Лена Горностаева считает самой сексуальной?

Playboy
Королевская семья и британская пресса: история взаимоотношений Королевская семья и британская пресса: история взаимоотношений

Королевская семья и британская пресса: история взаимоотношений

Esquire
Патриарх малой авиации: Ан-2 «Кукурузник» Патриарх малой авиации: Ан-2 «Кукурузник»

Россия создает замену легкому многоцелевому биплану Ан-2

Популярная механика
Зависимости сильных и независимых: 7 привычек, которые мешают добиться успеха Зависимости сильных и независимых: 7 привычек, которые мешают добиться успеха

Почему вы не можете шагнуть на ступеньку выше, как ни стараетесь

Psychologies
Станция назначения: 7 впечатляющих вокзалов Станция назначения: 7 впечатляющих вокзалов

Городской вокзал сегодня не просто транспортный узел

Вокруг света
«Золотой Единорог»: как с нуля сделать международный кинофестиваль по принципу стартапа «Золотой Единорог»: как с нуля сделать международный кинофестиваль по принципу стартапа

Как меняется наша киноиндустрия прямо сейчас

Forbes
Кадр Кадр

Лучшие кадры месяца

Naked Science
Миллиардеры, которым Трамп не помеха: на чем разбогатели новички китайского рейтинга Forbes Миллиардеры, которым Трамп не помеха: на чем разбогатели новички китайского рейтинга Forbes

Самые интересные истории новичков китайского рейтинга богатейших бизнесменов

Forbes
«Путь к счастью – стать терапевтом для самого себя» «Путь к счастью – стать терапевтом для самого себя»

Достаточно ли для счастья тихой повседневности – или нужно найти свое призвание

Psychologies
Доктор Дре Доктор Дре

Правила жизни Доктора Дре

Esquire
«Не представляю себя в небоскребах». Как удэгейцы хранят традиции и теряют язык «Не представляю себя в небоскребах». Как удэгейцы хранят традиции и теряют язык

Удэгейцы — малочисленный коренной народ Дальнего Востока

СНОБ
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
Жить с болезнью: как организовать работу ума Жить с болезнью: как организовать работу ума

Как помочь себе восполнить ресурс энергии и справиться с ситуацией

Psychologies
Александр Паль: Испытание верностью Александр Паль: Испытание верностью

Александр Паль – новый русский, в котором каждый сегодня узнает «своего»

СНОБ
«Когда мертвые не встают, спектакль становится живым». Директор театра им. Станиславского и Немировича-Данченко о новой опере «Когда мертвые не встают, спектакль становится живым». Директор театра им. Станиславского и Немировича-Данченко о новой опере

Антон Гетьман рассказал, почему оперное искусство сейчас важнее всего

Forbes
Из широких штанин: как правильно заузить брюки Из широких штанин: как правильно заузить брюки

Как заузить брюки самостоятельно в домашних условиях

Cosmopolitan
При живом-то муже... При живом-то муже...

Ты любящая и верная жена. Но периодически у тебя возникают неприличные фантазии?

Лиза
10 ошибок худеющих 10 ошибок худеющих

Ошибки, которые мешают добиться результата в похудении

Здоровье
Бизнес с экологическим лицом: ответственность или маркетинговый ход Бизнес с экологическим лицом: ответственность или маркетинговый ход

Почему в 2019 году бизнес стал с ответственностью относиться к экологии

Forbes
Как модные бренды интегрируются в киберспорт Как модные бренды интегрируются в киберспорт

Индустрию киберспорта оценивают в сотни миллионов долларов

GQ
Открыть в приложении