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
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
Карина-вирус! Карина-вирус!

В это тревожное время героиней обложки стала главная медсестра страны

Maxim
«Дети исполнили мою мечту» «Дети исполнили мою мечту»

Лидер группы «Руки вверх!» Сергей Жуков - о детям, родителях и поклонниках

OK!
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
«Химические» калории «Химические» калории

Правда ли, что угроза фигуре современного человека скрыта не только в еде?

Худеем правильно
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
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
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
Суда на подводных крыльях: 150 лет истории Суда на подводных крыльях: 150 лет истории

Концепция подводных крыльев прошла долгий путь

Популярная механика
Лена Горностаева Лена Горностаева

Какую часть мужского тела Лена Горностаева считает самой сексуальной?

Playboy
Каршеринг для новичков: что делать, когда есть права, но нет машины Каршеринг для новичков: что делать, когда есть права, но нет машины

Заменит ли каршеринг потребности водителей

Популярная механика
Огненный интеллект Огненный интеллект

Как хакер из Черноголовки создал первый в мире файрвол на основе ИИ

Forbes
Бывшая девушка историка Олега Соколова дала интервью Бывшая девушка историка Олега Соколова дала интервью

Девушка анонимно рассказала о своих отношениях с историком Олегом Соколовым

Esquire
Для чего древние цивилизации использовали календари? 5 невероятных фактов о времени Для чего древние цивилизации использовали календари? 5 невероятных фактов о времени

Факты, связанные со временем, которые вы точно не знали

ТехИнсайдер
Доктор Дре Доктор Дре

Правила жизни Доктора Дре

Esquire
Минный пол Минный пол

20 вещей, которых мы боимся в женщинах

Maxim
«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
Приложение вместо инспектора: как правильно и быстро оформить ДТП Приложение вместо инспектора: как правильно и быстро оформить ДТП

В России заработало новое мобильное приложение «Помощник ОСАГО»

РБК
Михаил Антонов: Побеждает команда, которая стремится создать технологии завтрашнего дня Михаил Антонов: Побеждает команда, которая стремится создать технологии завтрашнего дня

Почему даже неуспешный проект может принести пользу?

СНОБ

Какие мифы о мужчинах могут испортить женщинам жизнь

Cosmopolitan
На кемадеро в санбенито На кемадеро в санбенито

Инквизиция на долгое время стала чуть ли не символом Испании

Дилетант
Как быть, когда весь мир против нас Как быть, когда весь мир против нас

Когда нам делают больно, это бьет по глубинным ценностям

Psychologies
Как подключить наушники с микрофоном к ПК Как подключить наушники с микрофоном к ПК

Как подключить наушники с микрофоном к компьютеру

CHIP
Почему после удачных свиданий мужчины перестают звонить? Почему после удачных свиданий мужчины перестают звонить?

Почему ваши с партнером ожидания могут не совпадать?

Psychologies
Чисто английские детективы: добротные сериалы для холодных вечеров Чисто английские детективы: добротные сериалы для холодных вечеров

Британские детективные сериалы давно стали отдельным жанром

Psychologies
Неуправляемый Неуправляемый

Как справиться с собственным ребенком и призвать его к порядку?

Лиза
Удобные и интуитивно понятные: в России опробуют новые ПДД Удобные и интуитивно понятные: в России опробуют новые ПДД

Столичные власти готовы опробовать экспериментальные решения в области ПДД

РБК
Слово для защиты Слово для защиты

Сегодня многие диетологи разрешают худеющим не ограничивать углеводы в рационе

Худеем правильно
«Триллиона просто видно не будет»: Кудрин, Орешкин и Силуанов поспорили о том, как тратить деньги «Триллиона просто видно не будет»: Кудрин, Орешкин и Силуанов поспорили о том, как тратить деньги

Российские чиновники поспорили, как лучше тратить бюджетные деньги

Forbes
Открыть в приложении