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
Жизненная сила Жизненная сила

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

Вокруг света
Для одних Кастильская, а для других — Католичка Для одних Кастильская, а для других — Католичка

Изабелла почитается как величайшая правительница в истории Испании

Дилетант
Почему женщины выбирают партнера, похожего на их мать? Почему женщины выбирают партнера, похожего на их мать?

Почему именно материнская фигура больше всего влияет на выбор спутника жизни

Psychologies
Финалистки конкурса «Девушка года Playboy-2018» Финалистки конкурса «Девушка года Playboy-2018»

Финалистки конкурса «Девушка года Playboy-2018»

Playboy
Фильм, в котором главным злодеем оказывается цветок, вы еще не видели Фильм, в котором главным злодеем оказывается цветок, вы еще не видели

Как идеальные антидепрессанты нас погубят?

GQ
Лена Горностаева Лена Горностаева

Какую часть мужского тела Лена Горностаева считает самой сексуальной?

Playboy
Правильное воспитание: меньше контроля, меньше школы и меньше запретов Правильное воспитание: меньше контроля, меньше школы и меньше запретов

Нужно меньше баловать детей и давать им большую свободу

Psychologies
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
Постоянно урчит в животе? Причины и 9 подсказок, как добиться тишины Постоянно урчит в животе? Причины и 9 подсказок, как добиться тишины

Почему урчит в животе у взрослого, и можно ли как-то от этого избавиться

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
Нечего надеть: как отсутствие подходящих скафандров на полгода отсрочило «женский» выход в космос Нечего надеть: как отсутствие подходящих скафандров на полгода отсрочило «женский» выход в космос

Эмансипация давно преодолела пределы земного тяготения

Forbes
Как разбогатеть на картине с бабушкиного чердака: большой гид по вторичному рынку искусства, похожему на криминальный сериал Как разбогатеть на картине с бабушкиного чердака: большой гид по вторичному рынку искусства, похожему на криминальный сериал

Как разбогатеть на искусстве: инструкция Esquire

Esquire
Как дислексия помогла главе Cisco научиться предсказывать будущее в бизнесе Как дислексия помогла главе Cisco научиться предсказывать будущее в бизнесе

Фрагмент книги «Соединяя точки. Уроки лидерства» Джона Чемберса и Дианы Брейди

Forbes
На понятном языке На понятном языке

Как появился Kotlin, и правда ли, что он идеален для программирования

Популярная механика
Как цвета стали символом протеста Как цвета стали символом протеста

Как цвет может стать символом многомиллионного протестного марша

GQ
Кубик Осипова Кубик Осипова

Самая ожидаемая и самая крутая головоломка десятилетия

Популярная механика
Места силы: 6 улетных точек на Земле Места силы: 6 улетных точек на Земле

Чтобы очутиться на чужой планете, совсем не обязательно покидать нашу

Вокруг света
Как братья-близнецы создали «женский календарь» стоимостью $230 млн Как братья-близнецы создали «женский календарь» стоимостью $230 млн

За четыре года трекер для репродуктивного здоровья женщин скачали 100 млн раз

Forbes
Как вырастить ребенка оптимистом? Советы психотерапевта Как вырастить ребенка оптимистом? Советы психотерапевта

Чтобы ребенок рос счастливым и уверенным в себе, надо воспитывать в нем оптимизм

Psychologies
Полный фешен Полный фешен

Женщины, без которых не было бы российского фешен-бизнеса

Cosmopolitan
Как войти в свет без денег и связей Как войти в свет без денег и связей

Добрая фея Алексей Ситников научит Золушку быть лучшим другом джетсеттерам

Tatler
Кухня мечты Кухня мечты

Кухня — научная фабрика, кухня — стильный аксессуар или кухня — семейный клуб?

SALON-Interior
Найдена звезда с иной структурой магнитного поля Найдена звезда с иной структурой магнитного поля

Астрофизики обнаружили систему с необычной нейтронной звездой

Популярная механика
Прощание с «грязными деньгами»: кого лишат кипрского гражданства Прощание с «грязными деньгами»: кого лишат кипрского гражданства

Кипр начал процедуру лишения гражданства иностранцев

Forbes
Скрабы и патчи могут старить? 7 ошибок в уходе за кожей Скрабы и патчи могут старить? 7 ошибок в уходе за кожей

Выясняем, какие привычки могут привести к быстрому старению

Cosmopolitan
Без самодеятельности: как отключить обновления Windows 10 Без самодеятельности: как отключить обновления Windows 10

Эксперт рассказывает, как отключить автообновления Windows 10 разных версий

Популярная механика
Русские ереси Русские ереси

На Руси также были те, кого церковь не желала считать истинно верующими

Дилетант
Land Rover Defender. Несущий против рамы Land Rover Defender. Несущий против рамы

Споры на тему, что предпочтительнее для внедорожника, продолжаются

4x4 Club
Обратная сторона славы Натальи Ветлицкой: годы затворничества и неудачи в любви Обратная сторона славы Натальи Ветлицкой: годы затворничества и неудачи в любви

Главный секс-символ 90-х Наталья Ветлицкая объявила о решении возродить карьеру

Cosmopolitan
Открыть в приложении