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

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
Ускользающая красота: как сохранить цветы в вазе подольше Ускользающая красота: как сохранить цветы в вазе подольше

Как продлить растениям жизнь, если с клумбы их переселили в вазу

Cosmopolitan
Когда люди смогут жить на Марсе Когда люди смогут жить на Марсе

Марс — и то, что человек может с ним сделать

Esquire
Комик Дэниел Слосс: Мне нравится заставлять зрителей чувствовать себя некомфортно Комик Дэниел Слосс: Мне нравится заставлять зрителей чувствовать себя некомфортно

Комик Дэниел Слосс о комедии, планах разрушить мир людей и чувстве стыда

СНОБ
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
Между коррупцией и неэффективностью: как найти золотую середину в системе госзакупок Между коррупцией и неэффективностью: как найти золотую середину в системе госзакупок

Не все проблемы можно решить «ужесточением» или «упрощением»

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
У меня правда все хорошо У меня правда все хорошо

Интервью с Марией Куликовой

Добрые советы
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
6 недостатков пластиковых труб для отопления, о которых стоит знать каждому 6 недостатков пластиковых труб для отопления, о которых стоит знать каждому

Существенные недостатки полипропиленовых труб

CHIP
Лена Горностаева Лена Горностаева

Какую часть мужского тела Лена Горностаева считает самой сексуальной?

Playboy
We are family We are family

14 ноября состоялась четвертая церемония вручения премии ОK! «Больше чем звёзды»

OK!
Газ — топливо современности: объясняем, почему это действительно так Газ — топливо современности: объясняем, почему это действительно так

Альтернативные источники энергии регулярно фигурируют в новостях

Популярная механика
Гонка супергероев Гонка супергероев

Мэтт Деймон и Кристиан Бейл не могут жить без приключений

GQ
Молчит наука: 9 мифов о Джеймсе Куке Молчит наука: 9 мифов о Джеймсе Куке

Первооткрыватель Австралии и Новой Зеландии, оружие и обед туземцев

Вокруг света
Как нас будут кормить и развлекать. О чем говорили на ресторанном форуме «Начало» Как нас будут кормить и развлекать. О чем говорили на ресторанном форуме «Начало»

Будущее ресторанного дела в городе

СНОБ
«Все выдумки не стоят естества…» «Все выдумки не стоят естества…»

На свете есть немало людей, уверенных, что небо над нами бороздят НЛО

Наука и жизнь
6 невинных привычек, которые раздражают окружающих (пора с ними попрощаться) 6 невинных привычек, которые раздражают окружающих (пора с ними попрощаться)

Эти вредные привычки кажутся невинными, но раздражают окружающих

Playboy
Отец и дочь: когда матери нет места в этих отношениях Отец и дочь: когда матери нет места в этих отношениях

Психологам часто приходится сталкиваться с обвинениями дочерей в адрес матери

Psychologies
Родительский контроль на iPhone: настройка для новых и старых моделей Родительский контроль на iPhone: настройка для новых и старых моделей

Рассказываем, как установить родительский контроль на айфоне

CHIP
Рецензия на «Ирландца»: Скорсезе прощается с гангстерами и говорит о смерти Рецензия на «Ирландца»: Скорсезе прощается с гангстерами и говорит о смерти

На Netflix состоялась премьера «Ирландца» Мартина Скорсезе

Esquire
10 ошибок худеющих 10 ошибок худеющих

Ошибки, которые мешают добиться результата в похудении

Здоровье
Анастасия Макеева: «Муж разрешает мне не ночевать дома» Анастасия Макеева: «Муж разрешает мне не ночевать дома»

Актриса о том, почему обратилась к священнику и как ее балует супруг

StarHit
Джуд Лоу. Воскрешение Джуд Лоу. Воскрешение

Джуд Лоу за двадцать пять лет актерской карьеры доказал, что может все

Караван историй
#инструктаж: как выбрать текстиль для дома #инструктаж: как выбрать текстиль для дома

На что обратить внимание при выборе полотенец, постельного белья и скатертей

РБК
Чаепитие в Новосибирске. Почему отход от нормы становится наказуемым даже на школьном празднике Чаепитие в Новосибирске. Почему отход от нормы становится наказуемым даже на школьном празднике

Государство стремится подчинить жесткой норме все, что доступно обозрению

СНОБ
7 фильмов, которые заставили людей убегать из кинотеатра 7 фильмов, которые заставили людей убегать из кинотеатра

А вам когда-нибудь приходилось выбегать из кинотеатра

РБК
А ну-ка, давай-ка! А ну-ка, давай-ка!

Как не только не разориться на праздниках, но и неплохо заработать?

Cosmopolitan
Александр Мальцев Александр Мальцев

Первый мужчина России в синхронном плавании

Собака.ru
«Я доверяю жизненному потоку» «Я доверяю жизненному потоку»

Актриса Мария Шумакова о семейных ценностях, эзотерике и призваниии

OK!
Открыть в приложении