Один из самых успешных научно-фантастических романов - «Тигр! Тигр!» Альфреда Бестера (также известный как «Моя цель - звезды») - берет в качестве завязки идею колонизации человечеством планет Солнечной системы. Осуществляется она не за счет космических полетов, а за счет возможности телепортации - люди, по терминологии книги, «джантируют», то есть, перемещаются в пространстве силой мысли. Книга представляет собой по большей части приключенческий роман в сеттинге будущего, но также исследует последствия открытия подобного способа перемещения. Главный герой легко телепортируется между звездными системами в поисках подходящего для колонизации человечеством мира.
Иными словами, телепортация решила бы проблему ограничения космических скоростей и позволила нам быстрее добираться до далеких звезд. Но даже если говорить о масштабах более скромных, то даже в рамках планеты Земля возможность мгновенно перемещаться в пространстве существенно повлияла бы на повседневную жизнь. Транспорт стал бы не нужен, путешествовать можно было бы ежедневно даже после работы, а навещать близких стало проще простого. А как бы изменились войны с возможностью мгновенно закинуть войска в тыл врага или даже переместить чужое военное руководство на свою территорию! Но это пока фантазии, а что говорит наука? Ответ двоякий - с одной стороны телепортация возможна и мы даже можем ее наблюдать, хотя и на очень примитивном уровне, с другой - ее внедрение несет достаточно зловещий подтекст (и речь сейчас даже не про войны). Давайте по порядку.
Неопределенный электрон
Если рассматривать физические законы с точки зрения классической механики Ньютона, то есть, применительно к зрительно видимым объектам, то телепортировать ничего невозможно, так как такие объекты движутся только, если к ним кто-нибудь приложил силу. Но на уровне атомов все обстоит совсем по-другому. Как известно, атом представляет собой ядро, вокруг которого обращается электрон. Впрочем, «обращается» не совсем верное слово. Структура атома в массовом сознании ассоциируется с эдакой миниатюрной копией звездной системы, где ядро - это аналог Солнца, а электроны - аналоги планет. Это не совсем верное представление. Круговые орбиты электронов более точно будет заменить волнами (ведь, как известно, электрон представляет собой одновременно частицу и волну).
Но если электрон волна, то что в нем колеблется? Ответ на этот вопрос дал физик Макс Борн, предположив, что это волны вероятности. Они сообщают вероятность того, что электрон окажется в конкретной точке на орбите ядра. Чем выше волна - тем выше такая вероятность. Получается, электроны это такие коты, которые гуляют сами по себе. Они могут исчезать и появляться в разных местах, а также находиться сразу в нескольких точках квантового пространства. Это звучит неопределенно. Но именна эта размытость, парадоксально, и объясняет, почему атомы вообще соединяются в молекулы. Если позиция электрона постоянно меняется, то при соприкосновении атомов, он может находиться на орбите обоих. Иными словами два разных атома владеют одним электроном, за счет чего и притягиваются друг к другу. Так квантовая теория объясняет структуру материи.
Запутанная точность
Но вернемся к телепортации. Ключ к ней лежит в феномене, называемом «квантовая запутанность». Если два электрона колеблются в унисон (или, иначе, когерентны), то такая синхронизация сохранится даже на расстоянии. Причем дальность расстояния значения не имеет - другой электрон может находиться хоть в соседней Галактике. Словно невидимая нить связывает их - любая информация от одного электрона мгновенно передается другому.
Какая эта информация? Возьмем, например, такую ситуацию: два связанных электрона разлетаются в разные стороны. Электроны сами по себе вращаются, и такое движение называется «спином». Спин может быть направлен либо вверх, либо вниз. Перед измерением электрон находится в состоянии обоих спинов, однако наблюдение «схлопывает» частицу в конкретном положении вращения - вверх или вниз. Так вот, узнав состояние одного электрона, наблюдать второй необязательно - он совершенно точно будет вращаться в противоположную сторону. Повторяем - расстояние не играет роли, то есть, мы узнаем информацию мгновенно и потенциально даже быстрее скорости света.
Конечно, информация эта не особо полезна: один электрон вращается в одну сторону, значит, другой в обратную. Причем здесь телепортация? Взглянем на вопрос с другой стороны: телепортация это не буквально перенос материального объекта (это, скорее всего, невозможно), а лишь информации о нем.
Телепортация успешна
В 1993 году ученые из IBM с Чарльзом Беннеттом во главе представили модель телепортации материальных объектов на атомном уровне. Как мы написали выше, речь идет о перемещении именно информации об объекте. Допустим, у нас есть три атома - А, Б и В. Мы хотим телепортировать атом А на место атома В. Для этого делаем атомы Б и В когерентными, то есть у них одна длина волны. Затем информационное содержание атома А передаем атому Б. За счет «запутанности» данная информация будет также передана в атом В (так как они с атомом Б уже были когерентны).
Это все, простите за каламбур, звучит запутанно, но в реальности физики получили подтверждение этой модели. Начали со света - в 2004 году сотрудники Венского университета телепортировали фотоны на 600 метров под рекой Дунай через оптоволоконный кабель. В том же году физики национального института стандартов и технологии в Вашингтоне смогли телепортировать атомы бериллия.
А в 2006 году телепортировали и более внушительный объем. В институте Нильса Бора в Копенгагене запутали луч света и газ из атомов цезия. Затем информацию из световых вспышек передали триллиону атомов цезия на расстояние в полметра. Это был первый эксперимент, в котором информация передалась между светом и атомами вещества.
А теперь о последствиях
Из сказанного становится понятно, что телепортация возможна на микроскопическом уровне, однако становится гораздо более сложной задачей, когда речь идет об объектах из множества атомов, вроде наших с вами тел. Но допустим, это вопрос времени, и эту проблему удастся решить по мере накопления знаний. Описанный способ телепортации - как перенос информации - по размышлении, навевает экзистенциальный ужас.
Возьмем телепортацию человека. Если мы переносим информацию, то нам нужно перенести как информацию об атомах его тела, так и о содержании его сознания. Далее - что будет являться приемником такой информации? Иными словами, как появится этот самый человек в другом месте, потенциально даже, в другой Галактике? Получается, на другом конце должно быть некое тело-двойник, подстраивающееся под атомную структуру данного человека или некий атомный синтезатор, который, согласно полученной информации, тело воиспроизведет. Отсюда возникают два вопроса, от которых начинаются мурашки по коже.
Первый - что произойдет с «оригиналом»? Если передается только информация, то сам человек остается на том же месте, а в месте телепортации собирается его двойник. Получается, «оригинал» надо как-то умертвить? Другого варианта быть не может, потому что иначе получится, что существуют два идентичных человека в разных местах. Какой из них настоящий? Если бы речь шла о неодушевленных объектах, вроде книг или картин, то такой метод телепортации прекрасно бы использовался в печатном деле (или в сфере подделок). Но люди это не только лишь материальные объекты. Мы также наделены сознанием, которое при телепортации тоже необходимо перенести. Нельзя же предположить, что в момент телепортации сознание покидает «оригинал» и вселяется в копию в другом месте, оставляя за собой неодушевленное тело. Получается, сознание независимо продолжается сразу в двух головах.
Отсюда следует и второй вопрос - сколько раз можно телепортировать одного человека? Один, два, сто, миллион? Получается, мы можем понасоздавать клонов одного и того же индивида в разных местах, каждый из которых будет считать себя неповторимым оригиналом. Или надо, опять же, последовательно умертвять «неактуальные» копии. Но тогда получается, что телепортация становится настоящим преступным актом.
Возможно, кто-то скажет, что мы ушли в область абсурда, но данные вопросы логично следуют из изначальных посылок. Если телепортация - это мгновенный перенос информации об объекте посредством квантовой запутанности, то мы имеем дело с копиями одного и того же объекта в разных местах. И чем больше мы будем узнавать о фундаментальных законах природы и подчинять себе физику, тем явственнее заявят о себе подобные экзистенциальные проблемы. Исходя из вышесказанного, договариваться об их решении лучше будет еще на берегу.
***
Если вам понравилась статья, вы можете поставить отметку «нравится». Если есть с чем поспорить, пишите в комментарии - мне интересно альтернативное мнение. Также вы можете подписаться на канал. Я пишу материалы о науке, истории и психологии.