Teleportasi - Realiti: Melangkaui Fiksyen Sains

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-16 16:12

Bagi wira filem fiksyen sains, teleportasi adalah perkara biasa. Satu tekan butang - dan mereka larut di udara, supaya dalam beberapa saat mereka mendapati diri mereka beratus-ratus dan beribu-ribu kilometer jauhnya: di negara lain atau bahkan di planet lain.

Adakah pergerakan sedemikian benar-benar mungkin, atau adakah teleportasi selama-lamanya akan kekal sebagai impian penulis dan penulis skrip? Adakah terdapat sebarang penyelidikan sedang dijalankan di kawasan ini - dan adakah kita lebih dekat dengan pelaksanaan teknologi yang begitu biasa dengan wira filem aksi yang hebat?

Jawapan ringkas kepada soalan ini ialah ya, percubaan sedang dijalankan, dan sangat aktif. Selain itu, saintis kerap menerbitkan artikel dalam jurnal saintifik tentang eksperimen yang berjaya dalam teleportasi kuantum - ke jarak yang semakin jauh.

Dan walaupun ramai ahli fizik terkenal meragui bahawa kita akan pernah dapat teleport orang, sesetengah pakar lebih optimistik dan memberi jaminan bahawa teleport akan menjadi kenyataan dalam beberapa dekad.

Pembohongan, khabar angin dan cerita

Pertama, mari kita jelaskan apa sebenarnya yang kita bicarakan. Dengan teleportasi, kami maksudkan pergerakan serta-merta objek pada sebarang jarak, idealnya lebih pantas daripada kelajuan cahaya.

Perkataan itu sendiri dicipta pada tahun 1931 oleh publisiti Amerika Charles Fort, yang gemar meneliti paranormal. Dengan analogi dengan "televisyen", berasal dari bahasa Yunani τῆλε ("jauh") dan video Latin ("untuk melihat"), dalam bukunya "Volcanoes of Heaven" dia mencipta istilah untuk menggambarkan pergerakan objek yang tidak dapat dijelaskan di angkasa (Latin porto bermaksud "membawa") …

"Dalam buku ini, saya terutamanya melihat bukti bahawa terdapat beberapa jenis kuasa pemindahan, yang saya panggil teleportasi. Saya akan dituduh mencantumkan pembohongan, khabar angin, dongeng, penipuan dan tahyul secara terang-terangan. Saya fikir begitu. saya sendiri. Dan dalam erti kata lain, tidak. Saya hanya menyediakan data, "tulis Fort.

Memang terdapat banyak mitos tentang pergerakan sedemikian - contohnya, legenda yang meluas tentang eksperimen Philadelphia pada tahun 1943, di mana pemusnah Amerika Eldridge didakwa teleport sejauh 320 km.

Walau bagaimanapun, dalam praktiknya, semua cerita sedemikian ternyata tidak lebih daripada spekulasi ahli teori konspirasi, yang menurutnya pihak berkuasa menyembunyikan daripada orang awam sebarang bukti kes teleportasi sebagai rahsia ketenteraan.

Malah, sebaliknya adalah benar: sebarang pencapaian dalam bidang ini dibincangkan secara meluas dalam komuniti saintifik. Sebagai contoh, hanya seminggu yang lalu, saintis Amerika bercakap tentang percubaan baru yang berjaya dalam teleportasi kuantum.

Mari beralih daripada legenda bandar dan sastera yang hebat kepada sains yang ketat.

Dari titik A ke titik B …

Kisah teleportasi sebenar, bukan fiksyen, bermula pada tahun 1993, apabila ahli fizik Amerika Charles Bennett secara matematik - menggunakan formula - membuktikan kemungkinan teori anjakan kuantum serta-merta.

Sudah tentu, ini adalah pengiraan teori semata-mata: persamaan abstrak yang tidak mempunyai aplikasi praktikal. Walau bagaimanapun, dengan cara yang sama - secara matematik -, sebagai contoh, lubang hitam, gelombang graviti dan fenomena lain telah ditemui, yang kewujudannya telah disahkan secara eksperimen kemudian.

Jadi pengiraan Bennett menjadi sensasi yang nyata. Para saintis mula aktif menjalankan penyelidikan ke arah ini - dan percubaan pertama yang berjaya teleportasi kuantum telah dijalankan dalam masa beberapa tahun.

Perlu ditekankan di sini bahawa kita bercakap tentang teleportasi kuantum, dan ini bukanlah perkara yang sama seperti yang biasa kita lihat dalam filem fiksyen sains. Dari satu tempat ke tempat lain, bukan objek material itu sendiri (contohnya, foton atau atom - selepas semua, semuanya terdiri daripada atom) dihantar, tetapi maklumat tentang keadaan kuantumnya. Walau bagaimanapun, secara teori, ini sudah cukup untuk "memulihkan" objek asal di lokasi baharu, setelah menerima salinan tepatnya. Lebih-lebih lagi, eksperimen sedemikian telah berjaya dijalankan di makmal - tetapi lebih banyak lagi tentang perkara di bawah.

Di dunia yang kita biasa, teknologi ini paling mudah untuk dibandingkan dengan mesin penyalin atau faks: anda tidak menghantar dokumen itu sendiri, tetapi maklumat mengenainya dalam bentuk elektronik - tetapi akibatnya, penerima mempunyai salinan yang tepat. Dengan perbezaan penting bahawa dalam kes teleportasi, objek material yang dihantar itu sendiri dimusnahkan, iaitu, ia hilang - dan hanya tinggal satu salinan.

Mari cuba fikirkan bagaimana ini berlaku.

Adakah Tuhan bermain dadu?

Pernahkah anda mendengar tentang kucing Schrödinger - kucing yang berada di dalam kotak tidak hidup atau mati? Metafora asal ini dicipta oleh ahli fizik Austria Erwin Schrödinger untuk menerangkan sifat misteri zarah asas - superposisi. Hakikatnya ialah zarah kuantum secara serentak boleh berada di beberapa negeri sekaligus, yang di dunia kita terbiasa untuk mengecualikan satu sama lain. Sebagai contoh, elektron tidak berputar di sekeliling nukleus atom, seperti yang kita fikirkan, tetapi terletak serentak di semua titik orbit (dengan kebarangkalian yang berbeza).

Sehingga kami membuka kotak kucing, iaitu, kami tidak mengukur ciri-ciri zarah (dalam contoh kami, kami tidak menentukan lokasi sebenar elektron), kucing yang duduk di sana bukan hanya hidup atau mati - ia adalah kedua-duanya. hidup dan mati pada masa yang sama. Tetapi apabila kotak terbuka, iaitu, pengukuran dibuat, zarah berada dalam salah satu keadaan yang mungkin - dan ia tidak berubah lagi. Kucing kita sama ada hidup atau mati.

Jika pada ketika ini anda tidak lagi memahami apa-apa - jangan risau, tiada siapa yang memahami perkara ini. Sifat mekanik kuantum tidak dijelaskan oleh ahli fizik paling cemerlang di dunia selama beberapa dekad.

Fenomena keterikatan kuantum digunakan untuk teleportasi. Ini adalah apabila dua zarah asas mempunyai asal yang sama dan berada dalam keadaan saling bergantung - dengan kata lain, terdapat beberapa perkaitan yang tidak dapat dijelaskan di antara mereka. Disebabkan ini, zarah terjerat boleh "berkomunikasi" antara satu sama lain, walaupun berada pada jarak yang jauh antara satu sama lain. Dan apabila anda mengetahui keadaan satu zarah, anda boleh meramalkan keadaan zarah lain dengan pasti.

Bayangkan anda mempunyai dua dadu yang sentiasa menambah sehingga tujuh. Anda menggoncang mereka dalam gelas dan melemparkan satu tulang ke belakang dan satu lagi di hadapan anda dan menutupnya dengan tapak tangan anda. Mengangkat tangan anda, anda melihat bahawa anda telah melempar, katakan, enam - dan kini anda dengan yakin boleh menegaskan bahawa tulang kedua, di belakang anda, jatuh satu ke atas. Lagipun, jumlah dua nombor mestilah sama dengan tujuh.

Kedengaran luar biasa, bukan? Dengan dadu yang biasa kita lakukan, nombor sedemikian tidak akan berfungsi, tetapi zarah terjerat berkelakuan dengan cara ini - dan hanya dengan cara ini, walaupun sifat fenomena ini juga menentang penjelasan.

"Ini adalah fenomena mekanik kuantum yang paling luar biasa, bahkan mustahil untuk difahami," kata profesor MIT Walter Levin, salah seorang ahli fizik yang paling dihormati di dunia. tali pinggang! Apa yang boleh kita katakan ialah nampaknya beginilah cara dunia kita berfungsi."

Walau bagaimanapun, ini tidak bermakna sama sekali bahawa fenomena misteri ini tidak boleh digunakan dalam amalan - selepas semua, ia berulang kali disahkan oleh kedua-dua formula dan eksperimen.

Teleportasi praktikal

Eksperimen praktikal mengenai teleportasi bermula kira-kira 10 tahun yang lalu di Kepulauan Canary di bawah bimbingan ahli fizik Austria, profesor di Universiti Vienna Anton Zeilinger.

Di makmal di pulau Palma, saintis mencipta sepasang foton terjerat (A dan B), dan kemudian salah seorang daripadanya dihantar menggunakan pancaran laser ke makmal lain yang terletak di pulau jiran Tenerife, 144 km jauhnya. Lebih-lebih lagi, kedua-dua zarah berada dalam keadaan superposisi - iaitu, kita belum lagi "membuka kotak kucing".

Kemudian foton ketiga (C) disambungkan kepada kes itu - yang perlu diteleportasikan - dan mereka menjadikannya berinteraksi dengan salah satu zarah terjerat. Kemudian ahli fizik mengukur parameter interaksi ini (A + C) dan menghantar nilai yang terhasil ke makmal di Tenerife, di mana foton terjerat kedua (B) terletak.

Sambungan yang tidak dapat dijelaskan antara A dan B akan memungkinkan untuk menukar B menjadi salinan tepat zarah C (A + C-B) - seolah-olah ia bergerak serta-merta dari satu pulau ke pulau lain tanpa menyeberangi lautan. Iaitu, dia teleport.

"Kami semacam mengekstrak maklumat yang dibawa oleh asal - dan mencipta asal baharu di tempat lain," jelas Zeilinger, yang telah melakukan teleportasi beribu-ribu zarah asas dengan cara ini.

Adakah ini bermakna bahawa pada masa hadapan, saintis akan dapat teleport mana-mana objek dan juga orang dengan cara ini - lagipun, kita juga terdiri daripada zarah sedemikian?

Secara teori, ini sangat mungkin. Anda hanya perlu mencipta bilangan pasangan terjerat yang mencukupi dan membawanya ke tempat yang berbeza, meletakkannya di "gerai teleportasi" - katakan, di London dan Moscow. Anda memasuki gerai ketiga, yang berfungsi seperti pengimbas: komputer menganalisis keadaan kuantum zarah anda, membandingkannya dengan yang terjerat, dan menghantar maklumat ini ke bandar lain. Dan di sana proses sebaliknya berlaku - dan salinan tepat anda dicipta semula daripada zarah terjerat.

Isu asas diselesaikan

Dalam amalan, perkara menjadi lebih rumit. Hakikatnya ialah terdapat kira-kira 7 octillion atom dalam badan kita (selepas tujuh terdapat 27 sifar, iaitu, tujuh bilion bilion bilion) - ini lebih daripada bintang di bahagian yang boleh diperhatikan di Alam Semesta.

Lagipun, adalah perlu untuk menganalisis dan menerangkan bukan sahaja setiap zarah individu, tetapi juga semua hubungan di antara mereka - selepas semua, di tempat baru mereka mesti dikumpulkan dalam susunan yang betul.

Hampir mustahil untuk mengumpul dan menghantar kuantiti maklumat sedemikian - sekurang-kurangnya, pada tahap pembangunan teknologi semasa. Tidak diketahui bila komputer yang mampu memproses volum data sedemikian akan muncul. Sekarang, dalam apa jua keadaan, kerja sedang dijalankan untuk meningkatkan jarak antara makmal, dan bukannya bilangan zarah boleh teleport.

Itulah sebabnya ramai saintis percaya bahawa impian teleportasi manusia hampir tidak dapat direalisasikan. Walaupun, sebagai contoh, seorang profesor di Kolej New York City dan seorang pempopular sains terkenal Michio Kaku yakin bahawa teleportasi akan menjadi kenyataan menjelang akhir abad ke-21 - dan mungkin juga 50 tahun kemudian. Tanpa menamakan tarikh tertentu, beberapa pakar lain umumnya bersetuju dengannya.

"Ini adalah soal menambah baik teknologi, meningkatkan kualiti. Tetapi saya akan mengatakan bahawa isu asas telah diselesaikan - dan tiada had untuk kesempurnaan lagi," kata Eugene Polzik, seorang profesor di Institut Niels Bohr di Universiti Copenhagen.

Walau bagaimanapun, banyak persoalan lain timbul di sepanjang jalan. Sebagai contoh, adakah "salinan saya" yang diperoleh hasil daripada teleportasi tersebut adalah saya yang sebenar? Adakah dia akan berfikir dengan cara yang sama, mempunyai ingatan yang sama? Lagipun, seperti yang dinyatakan sebelum ini, asal barang yang dihantar dimusnahkan akibat analisis kuantum.

"Untuk teleportasi kuantum, pemusnahan objek teleportasi dalam proses adalah benar-benar perlu dan tidak dapat dielakkan," mengesahkan Edward Farhi, yang mengetuai Pusat Fizik Teori di MIT dari 2004 hingga 2016 dan kini bekerja di Google. "Saya fikir anda hanya akan bertukar menjadi sekumpulan neutron, proton dan elektron. Anda tidak akan kelihatan terbaik."

Sebaliknya, dari sudut pandangan materialistik semata-mata, kita tidak ditentukan oleh zarah yang kita buat, tetapi oleh keadaan mereka - dan maklumat ini, kata saintis, dihantar dengan sangat tepat.

Saya ingin percaya bahawa ini benar. Dan impian manusia tentang teleportasi tidak akan menjadi kenyataan dalam filem seram yang terkenal, di mana watak utama tidak menyedari bagaimana seekor lalat secara tidak sengaja terbang ke dalam kabin teleportasinya …