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

Дети декабря Дети декабря

Декабристы — безумцы, герои, предатели или лучшие сыны нации?

Дилетант
Карина Истомина Карина Истомина

Сердечный диджей, тонко чувствующий ритм жизни и пульс времени

Tatler
Лена Горностаева Лена Горностаева

Какую часть мужского тела Лена Горностаева считает самой сексуальной?

Playboy
Держись, малыш! 8 способов заставить его не кончать как можно дольше Держись, малыш! 8 способов заставить его не кончать как можно дольше

«И это всё?» — мы никогда не произносим эту фразу, но временами так думаем

Cosmopolitan
Люди на пределе Люди на пределе

Возможности нашего собственного, среднестатистического тела

Вокруг света
Тонкая работа Тонкая работа

Эклектичный интерьер, в котором гармонично соединились разных стилей

SALON-Interior
Планы на будущее Планы на будущее

Что о развитии автотранспорта думают в руководстве автомобильных компаний

Популярная механика
Ника Пархомовская: «Мы выводим “особых” людей на сцену и направляем на них театральные фонари» Ника Пархомовская: «Мы выводим “особых” людей на сцену и направляем на них театральные фонари»

В Москве прошел первый Форум-фестиваль социального театра «Особый взгляд»

Русский репортер
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
Алкоголизм предложили лечить небольшими дозами наркотика Алкоголизм предложили лечить небольшими дозами наркотика

Кетамин поможет лечить зависимость от алкоголя, ослабляя воспоминания о прошлом

Популярная механика
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
Новая глава в истории HP: как принтерный гигант будет менять свою бизнес-модель Новая глава в истории HP: как принтерный гигант будет менять свою бизнес-модель

Новому гендиректору HP Энрике Лоресу предстоит многое изменить в компании

Forbes
9 экспериментов над крысами, которые помогли понять много нового про людей 9 экспериментов над крысами, которые помогли понять много нового про людей

Крысы физиологически и интеллектуально близки к человеку

Maxim
С меня хватит С меня хватит

Андрей Подшибякин о ярости, пределе терпения и Джокере

GQ
Гильотина для короля Гильотина для короля

21 января 1793 года был публично казнён король Франции

Дилетант
С пометкой «срочно» С пометкой «срочно»

Преобразиться за месяц – стоит ли игра свеч?

Cosmopolitan
Пот, кровь, слёзы и крест Пот, кровь, слёзы и крест

В конце XI века десятки тысяч людей отправились освобождать Иерусалим

Дилетант
На дофаминовой игле На дофаминовой игле

Как мы, сами того не замечая, попадаем в дофаминовые сети

Здоровье
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
История снежного короля: как американский бизнесмен заставил мир полюбить сноуборд История снежного короля: как американский бизнесмен заставил мир полюбить сноуборд

Джейк Бертон Карпентер ― главный популяризатор сноуборда

Forbes
Как Nike и New Balance сражались за «Ливерпуль» и сколько на этом заработает клуб Как Nike и New Balance сражались за «Ливерпуль» и сколько на этом заработает клуб

«Ливерпулю» пришлось выдержать судебное разбирательство для смены экипировщика

Forbes
Сила ничегонеделанья Сила ничегонеделанья

Время в нашем мире стало дефицитным товаром: большинству его не хватает

Psychologies
Штраф в 500 тыс. и личные данные: как изменят парковочное приложение Штраф в 500 тыс. и личные данные: как изменят парковочное приложение

Московские власти оптимизируют приложение для оплаты парковки

РБК
7 опасных болезней, которые притворяются простудой 7 опасных болезней, которые притворяются простудой

В некоторых случаях простуда может перейти в более серьезные стадии

Популярная механика
Восстание машин Восстание машин

Фёдор Бондарчук рассказал, почему съемочный процесс - лучшее время жизни

OK!
«Пророк от поколения миллениалов»: как предприниматель, мечтавший стать первым триллионером, превратился в изгоя «Пророк от поколения миллениалов»: как предприниматель, мечтавший стать первым триллионером, превратился в изгоя

Rfr Адам Нойманн потерял все — бизнес, репутацию и любовь подчиненных

Forbes
Страх салютов Страх салютов

Как себя вести, если твоя собака боится новогодних салютов

Домашний Очаг
Уроки Лагоса: как работа в Нигерии учит новому взгляду на жизнь и бизнес Уроки Лагоса: как работа в Нигерии учит новому взгляду на жизнь и бизнес

Как жизнь в Нигерии учит смотреть на привычные вещи с новой стороны

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

Чем отличаются пилочный, классический и аппаратный маникюр

РБК
Дэвид Лорен — о фильме «Very Ralph», своем отце и развитии компании Дэвид Лорен — о фильме «Very Ralph», своем отце и развитии компании

В 2018 году бренду Ralph Lauren исполнилось 50 лет

РБК
Открыть в приложении