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

Био-механизм Био-механизм

Пауки, пожалуй, самые высокотехнологичные существа на планете

Вокруг света
Ради чего стоило ехать на выставку EICMA 2019 Ради чего стоило ехать на выставку EICMA 2019

11 главных новинок в индустрии мотоциклов

GQ
Слухи о моей жизни Слухи о моей жизни

Биография великого писателя и юмориста Марка Твена

Maxim
«Пивная открывалка» в честь Великой Победы. Как война памятников сближает Россию и Польшу «Пивная открывалка» в честь Великой Победы. Как война памятников сближает Россию и Польшу

Установка памятников как утверждение консервативной воли

СНОБ
Куда поедем? Куда поедем?

Есть веская причина, по которой кабины лифта не останавливаются на твоем этаже

Популярная механика
Советский модернизм Советский модернизм

Вспоминая архитектурную «перестройку»

Наука и жизнь
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
Евгений Гудилин: «Плоды нанотехнологий у каждого в кармане» Евгений Гудилин: «Плоды нанотехнологий у каждого в кармане»

Нанотехнологии – это совсем не то, что все о них думают

Maxim
Лена Горностаева Лена Горностаева

Какую часть мужского тела Лена Горностаева считает самой сексуальной?

Playboy
Заклятые друзья: почему важно дружить с братьями и сестрами Заклятые друзья: почему важно дружить с братьями и сестрами

Базовые правила крепкого общения с братьями и сёстрами

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
Игорь Миркурбанов: «До Собчак и Богомолова в этом катафалке никого не возили» Игорь Миркурбанов: «До Собчак и Богомолова в этом катафалке никого не возили»

Актер Игорь Миркурбанов о своих отношениях со смертью и с четой Шеляговых

GQ
Пятый элемент. Физики обнаружили неведомую силу природы Пятый элемент. Физики обнаружили неведомую силу природы

Возможно, в физике скоро появится пятое фундаментальное взаимодействие

СНОБ
Работает ли бодипозитивная реклама Работает ли бодипозитивная реклама

Бодипозитивная реклама сегодня в тренде

Psychologies
Как уличный художник из Нью-Йорка продает мишек Гамми на $500 000 в год Как уличный художник из Нью-Йорка продает мишек Гамми на $500 000 в год

Мишки Гамми в стиле поп-арт сделали художника WhIsBe широко известным

Forbes
Укротитель секущихся концов: коллаген для волос Укротитель секущихся концов: коллаген для волос

Разбираемся, какой формат коллагена для волос лучше выбрать

Cosmopolitan
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
Какой планшет купить ребенку: модели для детей разного возраста Какой планшет купить ребенку: модели для детей разного возраста

Рассказываем, какой планшет выбрать для ребенка до 5 лет и старше

CHIP
Как выбрать оперативную память: разбираемся в нюансах Как выбрать оперативную память: разбираемся в нюансах

Параметры, на которые следует обратить внимание, выбирая оперативную память

CHIP
Бездушный рекрутер: как «продать» себя на собеседовании с роботом Бездушный рекрутер: как «продать» себя на собеседовании с роботом

Что нужно знать кандидатам, готовясь к собеседованию с роботом?

Forbes
Новый 2020-й: ждать ли от него чудес? Новый 2020-й: ждать ли от него чудес?

Согласитесь, в числах есть особая красота

Psychologies
Магазины без будущего: куда и почему уходят гипермаркеты Магазины без будущего: куда и почему уходят гипермаркеты

Гипермаркеты в их традиционном формате не имеют будущего

Forbes
20 вещей, которые могут тебе пригодиться в постели 20 вещей, которые могут тебе пригодиться в постели

Объекты и явления, при помощи которых твой секс будет еще великолепнее

Maxim
Прорыв года: Катя Адушкина Прорыв года: Катя Адушкина

Про Катю Адушкину лучше слов говорят цифры

Glamour
В России поймали вихри Абрикосова нанопроводом В России поймали вихри Абрикосова нанопроводом

Что такое абрикосовские вихри и как их обнаружить?

Популярная механика
Как разбогатеть на картине с бабушкиного чердака: большой гид по вторичному рынку искусства, похожему на криминальный сериал Как разбогатеть на картине с бабушкиного чердака: большой гид по вторичному рынку искусства, похожему на криминальный сериал

Как разбогатеть на искусстве: инструкция Esquire

Esquire
Дом солнца Дом солнца

Место силы: Доминиканская Республика

Psychologies
Мужчина года: Сергей Бурунов Мужчина года: Сергей Бурунов

Весь 2019 год Сергей Бурунов не сходил с экранов

Glamour
7 вопросов Вячеславу Фатину, президенту Союза реставраторов России 7 вопросов Вячеславу Фатину, президенту Союза реставраторов России

О помощи России в реставрации Нотр-Дам-де-Пари

Русский репортер
Лучшие советы молодым предпринимательницам от Серены Уильямс, Оливии Манн и других влиятельных женщин Лучшие советы молодым предпринимательницам от Серены Уильямс, Оливии Манн и других влиятельных женщин

Наиболее влиятельные женщины из мира бизнеса и СМИ могут многое рассказать

Forbes
Открыть в приложении