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

Криптовалюты. Поколение второе Криптовалюты. Поколение второе

От «цифрового золота» к полноценным деньгам

Популярная механика
Марина Жигалова-Озкан Марина Жигалова-Озкан

Старший вице-президент Сбербанка — о том, как запустить новый телеканал

Robb Report
Нежелезный Феликс Нежелезный Феликс

Каким был организатор убийства Григория Распутина

Дилетант
Лучше поздно, чем никогда? Лучше поздно, чем никогда?

Как решиться родить, если тебе 45+?

Лиза
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
Почему мы не умеем защищать свое время и как этому научиться Почему мы не умеем защищать свое время и как этому научиться

Почему мы тратим драгоценные минуты, часы и даже дни направо и налево

Psychologies
Лена Горностаева Лена Горностаева

Какую часть мужского тела Лена Горностаева считает самой сексуальной?

Playboy
9 худших фраз, которые ты можешь случайно сказать своим друзьям-родителям 9 худших фраз, которые ты можешь случайно сказать своим друзьям-родителям

Невинные фразы, которыми можно обидеть друзей

Playboy
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
«Угрозы появления всеобъемлющей экосистемы я не вижу, это скорее страшилки» «Угрозы появления всеобъемлющей экосистемы я не вижу, это скорее страшилки»

Герман Греф о строительстве экосистемы, покупках IT-компаний и утечках

Forbes
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
Какую охранную систему лучше выбрать для машины? Какую охранную систему лучше выбрать для машины?

Сколько должна стоить хорошая "охранка" и на какие модели обратить внимание

CHIP
Рестораторы года: Ренат Маликов и Дмитрий Блинов Рестораторы года: Ренат Маликов и Дмитрий Блинов

Опытные шефы и рестораторы, фигуранты списка World’s 50 Best Restaurants

GQ
Генномодифицированные россияне Генномодифицированные россияне

Может ли генетическая инженерия изменить общество

Русский репортер
100 лучших вузов 100 лучших вузов

Рейтинг впервые возглавила Высшая школа экономики

Forbes
Комик Дэниел Слосс: Мне нравится заставлять зрителей чувствовать себя некомфортно Комик Дэниел Слосс: Мне нравится заставлять зрителей чувствовать себя некомфортно

Комик Дэниел Слосс о комедии, планах разрушить мир людей и чувстве стыда

СНОБ
Совершенно не секретно Совершенно не секретно

Какая бы ни приключилась беда, рядом обязательно прозвучит страшное слово HAARP

Популярная механика
Меч из Ваймушского городка Меч из Ваймушского городка

На Ваймушском городище был найден меч XIV века

Дилетант
Он не хочет создавать с вами семью. О чем это может говорить? Он не хочет создавать с вами семью. О чем это может говорить?

Почему партнер не торопится делать следующий шаг и не предлагает жить вместе?

Psychologies
От От

Все меры по защите автомобиля можно разделить на три основные группы

Популярная механика
«Бомба для корейцев»: как концертный директор Децла открыл крабовый ресторан во Владивостоке «Бомба для корейцев»: как концертный директор Децла открыл крабовый ресторан во Владивостоке

Forbes поговорил с молодым предпринимателем из Владивостока Павлом Беленцом

Forbes
BMW X5 Diamond. Первый автомобиль нового бренда BMW X5 Diamond. Первый автомобиль нового бренда

BMW X5 Diamond — автомобиль, вызывающий уважение

4x4 Club
«Думал, обману систему». Пользователи каршеринга о неудачных поездках «Думал, обману систему». Пользователи каршеринга о неудачных поездках

Почему люди садятся в чужие автомобили и как лишиться транспорта из-за экономии

РБК
Любовь в мегаполисе Любовь в мегаполисе

Альбина Джанабаева и Валерий Меладзе — о новой песне и любви

OK!
Они существуют! Они существуют!

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

Cosmopolitan
Усы, лапы и хвост – вот мои инструменты! Усы, лапы и хвост – вот мои инструменты!

Как повседневное общение с питомцем приводит к исцелению тела и души

Psychologies
Конец конца истории: через 30 лет после падения Берлинской стены мир развернулся в обратном направлении Конец конца истории: через 30 лет после падения Берлинской стены мир развернулся в обратном направлении

Мы вновь стоим на пороге «дивного нового мира»

Forbes
Каста здесь Каста здесь

Некоторые соображения об устройстве российского общества

Esquire
Я Элтон Джон. Отрывок из автобиографии Я Элтон Джон. Отрывок из автобиографии

Элтон Джон в своей автобиографии — о наркозависимости и появлении детей

СНОБ
«Я не трус, но я боюсь»: победить свои страхи «Я не трус, но я боюсь»: победить свои страхи

Иногда страх выходит из-под контроля и приобретает над нами абсолютную власть

Psychologies
Открыть в приложении