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

#инструктаж: как побороть стресс и тревогу этой осенью #инструктаж: как побороть стресс и тревогу этой осенью

Шесть простых практик, которые помогут отвлечься от тревожных мыслей

РБК
Гороскоп любовных неудач: как знаки зодиака переживают расставание? Гороскоп любовных неудач: как знаки зодиака переживают расставание?

Хочешь узнать, как именно переживешь любовную неудачу ты?

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

Финалистки конкурса «Девушка года Playboy-2018»

Playboy
Лишний стресс – лишний вес Лишний стресс – лишний вес

Пока не избавимся от стресса, вес будет стоять на месте, а может, даже расти

Худеем правильно
Проблемы голубых кровей Проблемы голубых кровей

Сотни тысяч мечехвостов истекают кровью ради человечества

Популярная механика
Продам родные органы Продам родные органы

Адвокат Добровинский рассуждает о других последствиях детской травмы в семье

Tatler
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
«Странные» люди: искусство быть «белой вороной» «Странные» люди: искусство быть «белой вороной»

Многие люди не чувствуют, что принадлежат к каким-то компаниям и сообществам

Psychologies
Лена Горностаева Лена Горностаева

Какую часть мужского тела Лена Горностаева считает самой сексуальной?

Playboy
На крыльях стрекозы На крыльях стрекозы

Бренд Dragonfly стал лидером на российском рынке экипировки для отдыха

Forbes
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
В другой стране как дома В другой стране как дома

Переехать в другую страну сложно, но ещё сложнее жить по чужим правилам

Здоровье
Успокоительное прошлое: почему нас никак не отпустит ностальгия? Успокоительное прошлое: почему нас никак не отпустит ностальгия?

Почему в 2010-е общество пережило XX век и что заставляет нас возвращаться

РБК
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
Торквемада: «молот еретиков» Торквемада: «молот еретиков»

Для одних — безумец и садист, а для других — великий государственный деятель

Дилетант
#инструктаж: как делать женский и мужской маникюр #инструктаж: как делать женский и мужской маникюр

Чем отличаются пилочный, классический и аппаратный маникюр

РБК
Техпарад Техпарад

Новости мира науки и техники

Популярная механика
Витамины в косметике Витамины в косметике

Новый бьюти-тренд: крем, обогащённый витаминами, и приём витаминных добавок

Худеем правильно
Сильный бренд Сильный бренд

«Звездные Войны» — огромная франшиза, проникнувшая во все сферы нашей жизни

Вокруг света
Land Rover Defender. Несущий против рамы Land Rover Defender. Несущий против рамы

Споры на тему, что предпочтительнее для внедорожника, продолжаются

4x4 Club
«С этими ребятами точно заработаем»: владелец Hoff о Мекке русского ретейла,  Совкомбанке и уберизации гипермаркетов «С этими ребятами точно заработаем»: владелец Hoff о Мекке русского ретейла,  Совкомбанке и уберизации гипермаркетов

Интервью с Михаил Кучментом — один из самых ярких бизнесменов России

Forbes
Ровно 30 лет назад пала Берлинская стена — символ и линия фронта холодной войны: вспоминаем ее историю Ровно 30 лет назад пала Берлинская стена — символ и линия фронта холодной войны: вспоминаем ее историю

Берлинская стена почти тридцать лет разделяла город на два государства

Esquire
Короли Севера Короли Севера

«Вокруг света» собрал полотно из рассказов жителей и гостей столицы Заполярья

Вокруг света
Чисто английские детективы: добротные сериалы для холодных вечеров Чисто английские детективы: добротные сериалы для холодных вечеров

Британские детективные сериалы давно стали отдельным жанром

Psychologies
Профессии будущего: чему стоит учиться уже сегодня Профессии будущего: чему стоит учиться уже сегодня

Какие профессии могут появиться в ближайшие полвека

РБК
Эрогенные зоны женщины: где искать и как стимулировать Эрогенные зоны женщины: где искать и как стимулировать

У женщин есть много эрогенных зон, и ты обязательно найдешь их все

Playboy
Инофоны, билингвы и другие Инофоны, билингвы и другие

Как дети мигрантов и российская школа меняют друг друга

Русский репортер
Мартин Скорсезе — об «Ирландце», старом и новом кино и дружбе с Робертом Де Ниро Мартин Скорсезе — об «Ирландце», старом и новом кино и дружбе с Робертом Де Ниро

Мы побеседовали с Мартином Скорсезе о его фильме "Ирландец" и картинах Marvel

Esquire
Фильму «Гарри Поттер и философский камень» исполнилось 18 лет. Рассказываем, как он создавался Фильму «Гарри Поттер и философский камень» исполнилось 18 лет. Рассказываем, как он создавался

Вспоминаем хронологию волшебной сказки о Гарри Поттере

Esquire
Я хочу, чтобы меня любили Я хочу, чтобы меня любили

Быть любимыми – это условие выживания, потому что любовь – не просто чувство

Psychologies
Открыть в приложении