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

6 признаков глупого человека 6 признаков глупого человека

Как понять, кого нужно избегать? Да и нужно ли на самом деле?

Psychologies
Интервью: художник Рагнар Кьяртанссон — о Михаиле Шуфутинском, Антоне Чехове и о том, почему Россия похожа на мемуары Казановы Интервью: художник Рагнар Кьяртанссон — о Михаиле Шуфутинском, Антоне Чехове и о том, почему Россия похожа на мемуары Казановы

Рагнар рассказывает, чем Исландия отличается от России

Esquire
Что говорят о нас отношения с деньгами Что говорят о нас отношения с деньгами

По тому, как человек относится к деньгам, можно определить его образ мышления

Psychologies
Долго и счастливо: 6 советов, как выйти на пенсию и не разрушить отношения Долго и счастливо: 6 советов, как выйти на пенсию и не разрушить отношения

Что стоит предпринять, чтобы сохранить крепкие и теплые отношения

Psychologies
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
Дмитрий Дибров «Моя задача – продлить жене детство!» Дмитрий Дибров «Моя задача – продлить жене детство!»

Шоумен откровенно рассказал о порядках в доме

StarHit
Лена Горностаева Лена Горностаева

Какую часть мужского тела Лена Горностаева считает самой сексуальной?

Playboy
Высокие отношения: 5 самых красивых расставаний звезд Высокие отношения: 5 самых красивых расставаний звезд

Звездные пары доказывают, что развод не повод для ссоры

Cosmopolitan
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
Все, что вам нужно знать о Мартине Марджеле Все, что вам нужно знать о Мартине Марджеле

Об одном из самых загадочных современных дизайнеров

GQ
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
Это не любовь, а созависимость: как распознать нездоровые отношения и выбраться Это не любовь, а созависимость: как распознать нездоровые отношения и выбраться

Созависимость, или зависимые отношения, — это особое состояние психики

Cosmopolitan
Вау-кубик больше, чем игрушка Вау-кубик больше, чем игрушка

WOWCube – проект нижегородского IT-бизнесмена Ильи Осипова и его 14-летнего сына

Популярная механика
#наболело #наболело

Петербург переживает ресторанный бум, а по коммуникации у нас опять двойка

Собака.ru
Кубик Осипова Кубик Осипова

Самая ожидаемая и самая крутая головоломка десятилетия

Популярная механика
Основатель West Nautical Андрей Ломакин — об успехе и яхтах Основатель West Nautical Андрей Ломакин — об успехе и яхтах

Андрей Ломакин — о рынке и клиентах, а также любимых брендах и маршрутах

РБК
24-летняя индианка женится на самой себе: зачем люди «узаконивают» одиночество? 24-летняя индианка женится на самой себе: зачем люди «узаконивают» одиночество?

В вашей жизни у вас главная роль

Psychologies
#пронауку: можно ли питаться быстрорастворимой лапшой #пронауку: можно ли питаться быстрорастворимой лапшой

Что может быть проще, чем открыть брикет вермишели и залить его кипятком

РБК
Хищные скорпионницы мелового периода Хищные скорпионницы мелового периода

Результаты новой экспедиции на Хасуртый для сбора ископаемых насекомых

Наука и жизнь
Философский камень, или немного sapientia ex cupro Философский камень, или немного sapientia ex cupro

Идеи вечной жизни, молодости и излечения от всех болезней не умерли

Наука и жизнь
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
Одна вокруг света. Марсианские пейзажи в пустыне Иордании Одна вокруг света. Марсианские пейзажи в пустыне Иордании

52-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко и собаки Греты

Forbes
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
В шаге от «Матрицы». Когда чип в голову станет обычной покупкой? В шаге от «Матрицы». Когда чип в голову станет обычной покупкой?

Михаил Лебедев — о ближайшем будущем взамодействия мозга и кибернетики

Forbes
В сыновья годятся: российские звезды, которые выбирают мужчин сильно младше себя В сыновья годятся: российские звезды, которые выбирают мужчин сильно младше себя

На что только не идут женщины, чтобы дольше чувствовать себя молодыми

Cosmopolitan
Живет такой мальчик Живет такой мальчик

Малыш Екатерины Мезеновой появился на свет с редкой и опасной мутацией

StarHit
Полезный и приятный: массаж головы для роста волос в домашних условиях Полезный и приятный: массаж головы для роста волос в домашних условиях

Массаж головы — лучшая процедура в домашних условиях для роста волос

Cosmopolitan
Они существуют! Они существуют!

Почему одни женщины испытывают пять оргазмов за четверть часа, а ты – за год?

Cosmopolitan
Мифы народов мира: о чем кличут журавли Мифы народов мира: о чем кличут журавли

Древняя легенда вепсов

Вокруг света
Плохое настроение? Пора на природу! Плохое настроение? Пора на природу!

Как доступным способом снизить стресс, беспокойство и депрессию?

Psychologies
Открыть в приложении