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

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
Основательница DressOne.ru — о том, как не купить кота в мешке Основательница DressOne.ru — о том, как не купить кота в мешке

Разговор о культуре виртуальных покупок и что лучше всего продается в интернете

РБК
Китайский космический флот Китайский космический флот

Для чего Поднебесной понадобилась масштабная «морская космонавтика»?

Популярная механика
Какого рожна нам надо? Правильно ли социологи понимают россиян в их желании перемен Какого рожна нам надо? Правильно ли социологи понимают россиян в их желании перемен

До 60% россиян высказались за перемены, притом «решительные и полномасштабные»

СНОБ
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
Диванная философия: Пьетро Галимберти — человек команды Диванная философия: Пьетро Галимберти — человек команды

Пьетро Галимберти раскрывает секрет успеха неувядающей славы бренда Flexform

SALON-Interior
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
По баллистической траектории: самолеты, которые никогда не летали По баллистической траектории: самолеты, которые никогда не летали

Это был уникальный проект российского палубного истребителя

Популярная механика
Лена Горностаева Лена Горностаева

Какую часть мужского тела Лена Горностаева считает самой сексуальной?

Playboy
10 правил «Пьоппи» 10 правил «Пьоппи»

Что такое «режим Пьоппи» и почему он идеально подходит для похудения

Худеем правильно
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
Краснодарская девушка по прозвищу Кастет стала чемпионкой мира по брейкдансу Краснодарская девушка по прозвищу Кастет стала чемпионкой мира по брейкдансу

MAXIM взял интервью у чемпионки мира по брейкдансу

Maxim
Свинцовые прелести Свинцовые прелести

«Вокруг света» отправился на родину богемского хрусталя

Вокруг света
7 спектаклей, на которые можно пойти всегда 7 спектаклей, на которые можно пойти всегда

Самые популярные спектакли-долгожители, остающиеся надолго в репертуаре театров

GQ
Сколько стоит человек: от волос до почек и скелета Сколько стоит человек: от волос до почек и скелета

Cчитаем, сколько стоит Homo sapiens, 1 штука

Популярная механика
Пьяный в машине: как лишиться прав, не садясь за руль Пьяный в машине: как лишиться прав, не садясь за руль

Почему выпившим не стоит подходить к своей машине

РБК
Оскар Уайльд Оскар Уайльд

Правила жизни английского писателя Оскара Уайльда

Esquire
Анна Михалкова: «Нет никакой трагедии в том, чтобы остаться одному» Анна Михалкова: «Нет никакой трагедии в том, чтобы остаться одному»

В прокат выходит фильм Анны Пармас «Давай разведемся»

GQ
Остановить запуск старения! Как круто выглядеть в 40 — на примере звезд Остановить запуск старения! Как круто выглядеть в 40 — на примере звезд

Выглядеть в 40 лет эффектно — вполне в наших силах

Cosmopolitan
Словарь Горона Словарь Горона

Очерк Катерины Кузнецовой о талантливом поэте Евгении Гороне

СНОБ
Дождались! Дождались!

Героини рассказывают, как приняли решение стать поздними мамами

Лиза
«Мы ссоримся в переписке» «Мы ссоримся в переписке»

Супруги из Москвы, 35-летняя Инна и 38-летний Амир, общаются с помощью СМС

Psychologies
С красной строки С красной строки

Красный цвет в квартире дизайнера Мари-Кристин Фолленфант символизирует оптимизм

AD
Что такое фишинг и чем он опасен Что такое фишинг и чем он опасен

Почему не стоит доверять письмам из рассылок

СНОБ
Как модные бренды интегрируются в киберспорт Как модные бренды интегрируются в киберспорт

Индустрию киберспорта оценивают в сотни миллионов долларов

GQ
Брайан Стивенсон: Звонок за ваш счет. Отрывок из книги Брайан Стивенсон: Звонок за ваш счет. Отрывок из книги

Все подзащитные Стивенсона — заключенные, приговоренные к смертной казни

СНОБ
Невербалика: как определить, что собеседник врет Невербалика: как определить, что собеседник врет

Вербальная часть занимает в человеческой коммуникации всего лишь от 20 до 40%

Популярная механика
Диета цвета Диета цвета

Следуйте «цветной диете», чтобы быстро прийти в форму

Худеем правильно

Какие мифы о мужчинах могут испортить женщинам жизнь

Cosmopolitan
Помидоры по подписке: как издатель игры «Веселый фермер» теперь зарабатывает на открытии реальных ферм Помидоры по подписке: как издатель игры «Веселый фермер» теперь зарабатывает на открытии реальных ферм

Спелую и вкусную продукцию можно есть только там, где она производится

Forbes
Открыть в приложении