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

Слухи о моей жизни Слухи о моей жизни

Биография великого писателя и юмориста Марка Твена

Maxim
Каста здесь Каста здесь

Некоторые соображения об устройстве российского общества

Esquire
Куда поедем? Куда поедем?

Есть веская причина, по которой кабины лифта не останавливаются на твоем этаже

Популярная механика
Служители культа Служители культа

Как нравиться женщинам высшей категории сложности

Tatler
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
Европа, Япония и Корея: лучшие бренды косметики для волос Европа, Япония и Корея: лучшие бренды косметики для волос

Как отыскать лучшие бренды косметики для волос

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
Андрей Вознесенский: «Я был зациклен тогда на Жаклин» Андрей Вознесенский: «Я был зациклен тогда на Жаклин»

Отрывки из книги «Поэт и леди» о Жаклин Кеннеди-Онассис и Андрее Вознесенском

СНОБ
Лена Горностаева Лена Горностаева

Какую часть мужского тела Лена Горностаева считает самой сексуальной?

Playboy
Как справиться со сложными чувствами по отношению к родителям Как справиться со сложными чувствами по отношению к родителям

Как быть, если нас переполняют «запретные» чувства по отношению к близким людям

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
LinkedIn для рабочего класса: как бывший мойщик посуды превращает соцсеть для «синих воротничков» в бизнес на $1 млрд LinkedIn для рабочего класса: как бывший мойщик посуды превращает соцсеть для «синих воротничков» в бизнес на $1 млрд

Компания Jobcase Фредерика Гоффа оценивается в сотни миллионов долларов

Forbes

Февральской ночью 1893 года Тулуз-Лотрек, как обычно, отправился в «Мулен Руж»

Караван историй
«Мама, я это не ем!»: пищевая неофобия у детей «Мама, я это не ем!»: пищевая неофобия у детей

Как убедить ребенка попробовать новое?

Psychologies
Памяти 11 сентября: очерк «Падающий человек» о самом известном снимке теракта в башнях-близнецах в Нью-Йорке Памяти 11 сентября: очерк «Падающий человек» о самом известном снимке теракта в башнях-близнецах в Нью-Йорке

О самом известном снимке теракта в башнях-близнецах в Нью-Йорке

Esquire
Дом солнца Дом солнца

Место силы: Доминиканская Республика

Psychologies
Рама Тайский: король в законе Рама Тайский: король в законе

Сегодняшний тайский король даст фору Калигуле

Maxim
Время первых Время первых

Гонзо-репортаж от Мити Фомина из Северного ледовитого океана

Playboy
Звонок не для учителя: как новые технологии разрушают стереотипы о школьном образовании Звонок не для учителя: как новые технологии разрушают стереотипы о школьном образовании

В ближайшие годы объем мирового рынка образования увеличится до $6-7 трлн

Forbes
Искусство обмана: как научиться изощренно манипулировать людьми Искусство обмана: как научиться изощренно манипулировать людьми

Как распознавать манипуляции?

Forbes
Броско, но эффективно Броско, но эффективно

Дерзкое, зрелищное пространство для молодого банкира

SALON-Interior
Подлинный Казанова: импотент или великий любовник? Подлинный Казанова: импотент или великий любовник?

По поводу личности «великого любовника» историки спорят до сих пор

Cosmopolitan
Арт, еда и спа: три причины поехать в Эстонию Арт, еда и спа: три причины поехать в Эстонию

«РБК Стиль» отправился в Таллин

РБК
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
Знакомьтесь, пирометр: измеряем температуру дистанционно Знакомьтесь, пирометр: измеряем температуру дистанционно

Где используется пирометр, как им работать и как выбрать подходящий прибор

CHIP
Гостевой брак и дружеский секс: что такое свободные отношения и кому они нужны Гостевой брак и дружеский секс: что такое свободные отношения и кому они нужны

Типы свободных отношений и кому они могут подойти

Cosmopolitan
Как правильно концентрироваться и принимать решения Как правильно концентрироваться и принимать решения

Отрывок из книги «Биохакинг: руководство по раскрытию потенциала организма»

СНОБ
Как глава Mariott добился роста капитализации сети на 226% в эпоху Airbnb Как глава Mariott добился роста капитализации сети на 226% в эпоху Airbnb

Арне Соренсон либо сошел с ума, либо принял лучшее решение в своей карьере

Forbes
7 пород кошек для людей с аллергией на шерсть 7 пород кошек для людей с аллергией на шерсть

Гипоаллергенные породы кошек действительно есть

Популярная механика
Уж замуж ни за что: пять причин, по которым женщинам всё меньше интересен брак Уж замуж ни за что: пять причин, по которым женщинам всё меньше интересен брак

В России растёт число одиноких женщин

Cosmopolitan
Открыть в приложении