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

Когда люди смогут жить на Марсе Когда люди смогут жить на Марсе

Марс — и то, что человек может с ним сделать

Esquire
Стритвир и тейлоринг: как две противоположности сумели объединиться Стритвир и тейлоринг: как две противоположности сумели объединиться

Стритвир умер, да здравствует стритвир

GQ
Люди на пределе Люди на пределе

Возможности нашего собственного, среднестатистического тела

Вокруг света
Сломать меч, восстать из гроба: 10 киноклише, невозможные в реальности Сломать меч, восстать из гроба: 10 киноклише, невозможные в реальности

Сюжетные ходы, которые невозможно повторить в реальности

РБК
Сила воли: что мешает нам добиваться цели Сила воли: что мешает нам добиваться цели

Проблема отсутствия силы воли – в образе жизни, который ее ослабляет

Psychologies
Кругосветное путешествие Алексея Камерзанова. Ботсвана Кругосветное путешествие Алексея Камерзанова. Ботсвана

На Ботсвану наша команда возлагала особые надежды

4x4 Club
Лена Горностаева Лена Горностаева

Какую часть мужского тела Лена Горностаева считает самой сексуальной?

Playboy
Игра с крутыми парнями: как выходец из Одессы Лев Парнас стал ключевой фигурой в деле об импичменте Трампа Игра с крутыми парнями: как выходец из Одессы Лев Парнас стал ключевой фигурой в деле об импичменте Трампа

Бизнес Льва Парнаса со стороны выглядит как череда финансовых авантюр

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
Система полковника Смолова и майора Перова Система полковника Смолова и майора Перова

Первая глава новой книги Софии Синицкой

Esquire
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
Сладкая жизнь Сладкая жизнь

Как разумно ограничить потребление сахара и стоит ли отказываться полностью

Grazia
Наша Rasa Наша Rasa

Мы пообщались с лучшей половиной музыкального коллектива Rasa – Дашей Шейк

Maxim
3 негативные установки, мешающие самосовершенствованию 3 негативные установки, мешающие самосовершенствованию

Чтобы стать продуктивнее, важно научиться эффективнее жить

Psychologies
Жизненная сила Жизненная сила

Теории о формах жизни - от живых камней до плазменных жителей космоса

Вокруг света
Cвиньи и тракторы вместо йоги и медитации: как фермерство превратилось в любимое хобби финансистов Cвиньи и тракторы вместо йоги и медитации: как фермерство превратилось в любимое хобби финансистов

Многие финансисты с Уолл-стрит увлеклись лайфстайл-фермерством

Forbes
Не верь, не бойся, не соли. Почему соль — белая смерть, и как с этим жить Не верь, не бойся, не соли. Почему соль — белая смерть, и как с этим жить

Прежде чем тянуться за солонкой, прочитай этот текст

Maxim
Конец чуда: как Боливия при Эво Моралесе выбралась из нищеты, но оказалась на пороге гиперинфляции и дефолта Конец чуда: как Боливия при Эво Моралесе выбралась из нищеты, но оказалась на пороге гиперинфляции и дефолта

Что ждет Боливию дальше?

Forbes
В поисках утраченного времени: как фильм «Прекрасная эпоха» показывает современную Францию В поисках утраченного времени: как фильм «Прекрасная эпоха» показывает современную Францию

В прокат выходит «Прекрасная эпоха» — о любимом периоде французской ностальгии

Forbes
Киндер, окстись! Киндер, окстись!

Маленькая шведская девочка Грета Тунберг все-таки не получила Нобелевскую премию

Maxim
Дочери Ивана Колесникова: «Можем получить, если ссоримся» Дочери Ивана Колесникова: «Можем получить, если ссоримся»

Евдокия и Вера признались «СтарХиту», почему редко видятся

StarHit
Пять простых тренировок для поддержания здоровья Пять простых тренировок для поддержания здоровья

Ученые выделили пять активностей на пользу физическому и психическому здоровью

Psychologies
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
С красной строки С красной строки

Красный цвет в квартире дизайнера Мари-Кристин Фолленфант символизирует оптимизм

AD
Работает за 11 человек и цитирует Айн Рэнд: чем известен глава «скучной» компании Илона Маска Работает за 11 человек и цитирует Айн Рэнд: чем известен глава «скучной» компании Илона Маска

Стив Дэвис — трудоголик и поклонник философии объективизма Айн Рэнд

Forbes
Суицид сына, инсульт, рак и абьюз: непростая жизнь 80-летней Тины Тернер Суицид сына, инсульт, рак и абьюз: непростая жизнь 80-летней Тины Тернер

Тина Тернер - знаменитая американская певица, названная королевой рок-н-ролла

Cosmopolitan
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
5 ярких романов про жизнь в утопии: мечты человечества 5 ярких романов про жизнь в утопии: мечты человечества

Порой фантасты обращаются к сценариям светлого будущего

Популярная механика
Как развивается мода в Нигерии Как развивается мода в Нигерии

Почему Нигерия и ее модная индустрия привлекают столько внимания?

Esquire
Зимний букет Зимний букет

Я хорошо помню то утро, когда мир дрогнул и начал разваливаться

Наука и жизнь
Открыть в приложении