Teleportation - Իրականություն: Beyond Science Fiction

2024 Հեղինակ: Seth Attwood | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-16 16:07

Գիտաֆանտաստիկ ֆիլմերի հերոսների համար տելեպորտացիան սովորական բան է։ Կոճակի մեկ սեղմումով, և դրանք լուծվում են օդում, այնպես որ մի քանի վայրկյանում հայտնվում են հարյուրավոր և հազարավոր կիլոմետրեր հեռու՝ մեկ այլ երկրում կամ նույնիսկ մեկ այլ մոլորակի վրա:

Իսկապե՞ս հնարավո՞ր է նման շարժում, թե՞ տելեպորտացիան հավերժ կմնա գրողների ու սցենարիստների երազանքը։ Կա՞ն որևէ հետազոտություն այս ոլորտում, և արդյոք մենք նույնիսկ մի փոքր մոտ ենք ֆանտաստիկ մարտաֆիլմերի հերոսներին այդքան ծանոթ տեխնոլոգիայի ներդրմանը:

Այս հարցի կարճ պատասխանն է՝ այո, փորձեր են ընթանում, և շատ ակտիվ։ Ավելին, գիտնականները պարբերաբար հոդվածներ են հրապարակում գիտական ամսագրերում քվանտային տելեպորտացիայի հաջող փորձերի մասին՝ գնալով ավելի ու ավելի մեծ հեռավորությունների վրա:

Ու թեև շատ հայտնի ֆիզիկոսներ կասկածում են, որ մենք երբևէ կկարողանանք տելեպորտացնել մարդկանց, որոշ փորձագետներ շատ ավելի լավատես են և վստահեցնում են, որ տելեպորտն իրականություն կդառնա մի քանի տասնամյակից։

«Սուտ, ասեկոսեներ և պատմություններ»

Նախ, պարզաբանենք, թե կոնկրետ ինչի մասին է խոսքը։ Տելեպորտացիա ասելով հասկանում ենք առարկաների ակնթարթային շարժումը ցանկացած հեռավորության վրա, իդեալականորեն ավելի արագ, քան լույսի արագությունը:

Բառն ինքնին հորինել է 1931 թվականին ամերիկացի հրապարակախոս Չարլզ Ֆորտը, ով սիրում էր ուսումնասիրել պարանորմալը։ Համեմատելով «հեռուստատեսության» հետ, որը ծագել է հունարեն τῆλε («հեռու») և լատիներեն տեսանյութից («տեսնել»), իր «Երկնքի հրաբուխները» գրքում նա հորինել է տերմին, որը նկարագրում է տիեզերքում առարկաների անբացատրելի շարժումները (Լատիներեն porto նշանակում է «տանել»)…

«Այս գրքում ես հիմնականում նայում եմ այն ապացույցներին, որ կա փոխանցման ինչ-որ ուժ, որը ես անվանում եմ տելեպորտացիա: Ինձ կմեղադրեն բացահայտ սուտը, ասեկոսեները, առակները, կեղծիքները և սնահավատությունները միավորելու մեջ: Ինչ-որ կերպ, ես այդպես եմ կարծում: ինքս: Եվ ինչ-որ առումով՝ ոչ: Ես պարզապես տվյալներ եմ տրամադրում»,- գրում է Ֆորտը:

Այդպիսի շարժումների մասին իսկապես շատ առասպելներ կան, օրինակ՝ 1943 թվականի Ֆիլադելֆիայի փորձի մասին տարածված լեգենդը, որի ընթացքում իբր ամերիկյան կործանիչ Էլդրիջը հեռարձակվել է 320 կմ:

Այնուամենայնիվ, գործնականում բոլոր նման պատմությունները պարզվում են, որ ոչ այլ ինչ են, քան դավադրության տեսաբանների շահարկումներ, ըստ որոնց իշխանությունները լայն հասարակությունից թաքցնում են հեռահաղորդման դեպքերի ցանկացած ապացույց՝ որպես ռազմական գաղտնիք:

Իրականում ճիշտ հակառակն է՝ այս ոլորտում ցանկացած ձեռքբերում լայնորեն քննարկվում է գիտական հանրությունում։ Օրինակ՝ ընդամենը մեկ շաբաթ առաջ ամերիկացի գիտնականները խոսեցին քվանտային տելեպորտացիայի նոր հաջող փորձի մասին։

Եկեք քաղաքային լեգենդներից և ֆանտաստիկ գրականությունից անցնենք խիստ գիտության:

«Ա կետից Բ կետ…»

Իրական, ոչ թե հորինված հեռահաղորդման պատմությունը սկսվեց 1993 թվականին, երբ ամերիկացի ֆիզիկոս Չարլզ Բենեթը մաթեմատիկորեն՝ օգտագործելով բանաձևեր, ապացուցեց ակնթարթային քվանտային տեղաշարժերի տեսական հնարավորությունը:

Իհարկե, դրանք զուտ տեսական հաշվարկներ էին. վերացական հավասարումներ, որոնք գործնական կիրառություն չունեն։ Սակայն նույն կերպ՝ մաթեմատիկորեն,, օրինակ, արդեն հայտնաբերվեցին սև խոռոչներ, գրավիտացիոն ալիքներ և այլ երևույթներ, որոնց գոյությունը փորձնականորեն հաստատվեց շատ ավելի ուշ։

Այսպիսով, Բենեթի հաշվարկները իսկական սենսացիա դարձան։ Գիտնականները սկսեցին ակտիվորեն հետազոտություններ կատարել այս ուղղությամբ, և քվանտային տելեպորտացիայի առաջին հաջող փորձը իրականացվեց մի քանի տարվա ընթացքում:

Այստեղ պետք է ընդգծել, որ խոսքը քվանտային տելեպորտացիայի մասին է, և սա հենց այն չէ, ինչ մենք սովոր ենք տեսնել գիտաֆանտաստիկ ֆիլմերում։Մի տեղից մյուսը փոխանցվում է ոչ թե բուն նյութական առարկան (օրինակ՝ ֆոտոն կամ ատոմ, վերջիվերջո ամեն ինչ բաղկացած է ատոմներից), այլ տեղեկություն դրա քվանտային վիճակի մասին։ Սակայն տեսականորեն սա բավական է բնօրինակ օբյեկտը նոր վայրում «վերականգնելու» համար՝ ստանալով դրա ճշգրիտ պատճենը։ Ավելին, նման փորձերն արդեն հաջողությամբ իրականացվում են լաբորատորիաներում, բայց դրա մասին ավելի մանրամասն՝ ստորև:

Աշխարհում, որին մենք սովոր ենք, այս տեխնոլոգիան ամենահեշտն է համեմատել պատճենահանողի կամ ֆաքսի հետ. դուք ուղարկում եք ոչ թե փաստաթուղթը, այլ դրա մասին տեղեկատվությունը էլեկտրոնային ձևով, բայց արդյունքում ստացողը ունի ճշգրիտ պատճեն: Այն էական տարբերությամբ, որ հեռահաղորդման դեպքում ուղարկված նյութական առարկան ինքնին ոչնչացվում է, այսինքն՝ անհետանում է, և մնում է միայն պատճենը։

Փորձենք պարզել, թե ինչպես է դա տեղի ունենում:

Աստված զառախաղ է խաղում?

Լսե՞լ եք Շրյոդինգերի կատվի մասին, ով նստած է տուփի մեջ ոչ ողջ, ոչ մեռած: Այս բնօրինակ փոխաբերությունը հորինել է ավստրիացի ֆիզիկոս Էրվին Շրյոդինգերը՝ տարրական մասնիկների խորհրդավոր հատկությունը՝ սուպերպոզիցիան նկարագրելու համար։ Փաստն այն է, որ քվանտային մասնիկները կարող են միաժամանակ լինել մի քանի վիճակներում, որոնք աշխարհում մենք սովոր ենք ամբողջությամբ բացառել միմյանց։ Օրինակ՝ էլեկտրոնը չի պտտվում ատոմի միջուկի շուրջը, ինչպես նախկինում էինք կարծում, այլ գտնվում է ուղեծրի բոլոր կետերում (տարբեր հավանականություններով) միաժամանակ։

Քանի դեռ չենք բացել կատվի տուփը, այսինքն՝ չենք չափել մասնիկի բնութագրերը (մեր օրինակում մենք չենք որոշել էլեկտրոնի ճշգրիտ տեղը), այնտեղ նստած կատուն պարզապես կենդանի կամ մեռած չէ, դա երկուսն է։ կենդանի և մեռած միաժամանակ. Բայց երբ տուփը բաց է, այսինքն՝ չափումը կատարվում է, մասնիկը գտնվում է հնարավոր վիճակներից մեկում, և այն այլևս չի փոխվում։ Մեր կատուն կա՛մ ողջ է, կա՛մ մեռած։

Եթե այս պահին դուք ամբողջովին դադարել եք որևէ բան հասկանալ, մի անհանգստացեք, ոչ ոք դա չի հասկանում: Քվանտային մեխանիկայի բնույթը տասնամյակներ շարունակ չի բացատրվել աշխարհի ամենահիասքանչ ֆիզիկոսների կողմից:

Հեռափոխադրման համար օգտագործվում է քվանտային խճճվածության ֆենոմենը։ Սա այն դեպքում, երբ երկու տարրական մասնիկներ ունեն նույն ծագումը և գտնվում են փոխկապակցված վիճակում, այլ կերպ ասած՝ նրանց միջև ինչ-որ անբացատրելի կապ կա: Դրա շնորհիվ խճճված մասնիկները կարող են «շփվել» միմյանց հետ՝ նույնիսկ գտնվելով միմյանցից հսկայական հեռավորության վրա։ Եվ երբ դուք գիտեք մի մասնիկի վիճակը, կարող եք կանխատեսել մյուսի վիճակը բացարձակ վստահությամբ:

Պատկերացրեք, որ ունեք երկու զառ, որոնք միշտ գումարվում են յոթի: Դուք թափահարեցիք դրանք բաժակի մեջ և մի ոսկորը գցեցիք մեջքի հետևում, իսկ մյուսը ձեր առջև և ծածկեցիք ափով։ Ձեռքդ բարձրացնելով՝ տեսար, որ գցել ես, ասենք, վեցը, և այժմ կարող ես վստահորեն պնդել, որ երկրորդ ոսկորը՝ մեջքիդ հետևում, մեկը վեր է ընկել։ Ի վերջո, երկու թվերի գումարը պետք է հավասար լինի յոթի։

Անհավանական է հնչում, չէ՞: Զառերով, որին մենք սովոր ենք, նման թիվը չի աշխատի, բայց խճճված մասնիկները ճիշտ այդպես են վարվում, և միայն այսպես, թեև այս երևույթի բնույթը նույնպես հակասում է բացատրությանը:

«Սա քվանտային մեխանիկայի ամենաանհավանական երևույթն է, այն նույնիսկ անհնար է ըմբռնել», - ասում է MIT պրոֆեսոր Վալտեր Լևինը, աշխարհի ամենահարգված ֆիզիկոսներից մեկը: գոտիներ: Մենք միայն կարող ենք ասել, որ, ըստ երևույթին, մեր աշխարհն այսպես է աշխատում: «

Այնուամենայնիվ, դա ամենևին չի նշանակում, որ այս առեղծվածային երևույթը գործնականում չի կարող օգտագործվել, չէ՞ որ դա բազմիցս հաստատվում է թե՛ բանաձեւերով, թե՛ փորձերով։

Գործնական տելեպորտացիա

Teleportation-ի վերաբերյալ գործնական փորձերը սկսվել են մոտ 10 տարի առաջ Կանարյան կղզիներում՝ ավստրիացի ֆիզիկոս, Վիեննայի համալսարանի պրոֆեսոր Անտոն Ցեյլինգերի ղեկավարությամբ։

Պալմա կղզու լաբորատորիայում գիտնականները ստեղծում են մի զույգ խճճված ֆոտոններ (A և B), այնուհետև դրանցից մեկը լազերային ճառագայթի միջոցով ուղարկվում է մեկ այլ լաբորատորիա, որը գտնվում է հարևան Տեներիֆե կղզում, 144 կմ հեռավորության վրա:Ընդ որում, երկու մասնիկն էլ գտնվում են սուպերպոզիցիոն վիճակում, այսինքն՝ մենք դեռ «կատվի տուփը չենք բացել»։

Այնուհետև երրորդ ֆոտոնը (C) միացված է պատյանին, որը պետք է տելեպորտացվի, և նրանք փոխազդեցություն են առաջացնում խճճված մասնիկներից մեկի հետ: Այնուհետև ֆիզիկոսները չափում են այս փոխազդեցության պարամետրերը (A + C) և ստացված արժեքը փոխանցում են Տեներիֆեի լաբորատորիա, որտեղ գտնվում է երկրորդ խճճված ֆոտոնը (B):

A-ի և B-ի միջև անբացատրելի կապը հնարավորություն կտա B-ին վերածել C մասնիկի ճշգրիտ պատճենը (A + C-B), կարծես այն ակնթարթորեն տեղափոխվել է մի կղզուց մյուսը՝ առանց օվկիանոսը հատելու: Այսինքն՝ նա տելեպորտ է արել։

«Մենք մի տեսակ քաղում ենք բնօրինակի պարունակած տեղեկատվությունը և ստեղծում ենք նոր բնօրինակ այլուր», - բացատրում է Զեյլինգերը, ով այս կերպ արդեն հեռարձակել է հազարավոր տարրական մասնիկներ:

Արդյո՞ք սա նշանակում է, որ ապագայում գիտնականները կկարողանան այս կերպ հեռարձակել ցանկացած առարկա և նույնիսկ մարդկանց, չէ՞ որ մենք նույնպես կազմված ենք նման մասնիկներից:

Տեսականորեն դա շատ հնարավոր է։ Պարզապես պետք է ստեղծել բավականաչափ խճճված զույգեր և դրանք տեղափոխել տարբեր վայրեր՝ տեղադրելով դրանք «հեռահաղորդման խցիկներում», ասենք՝ Լոնդոնում և Մոսկվայում։ Մտնում ես երրորդ խցիկը, որն աշխատում է սկաների պես. համակարգիչը վերլուծում է քո մասնիկների քվանտային վիճակը՝ համեմատելով դրանք խճճված մասնիկների հետ և այդ տեղեկատվությունը ուղարկում է մեկ այլ քաղաք։ Եվ այնտեղ տեղի է ունենում հակառակ գործընթացը, և ձեր ճշգրիտ պատճենը վերստեղծվում է խճճված մասնիկներից:

«Հիմնական հարցերը լուծված են»

Գործնականում ամեն ինչ մի փոքր ավելի բարդ է։ Փաստն այն է, որ մեր մարմնում կա մոտ 7 օկտիլիոն ատոմ (յոթից հետո կա 27 զրո, այսինքն՝ յոթ միլիարդ միլիարդ միլիարդ) - սա ավելին է, քան աստղերը Տիեզերքի դիտելի մասում:

Եվ ի վերջո, անհրաժեշտ է վերլուծել և նկարագրել ոչ միայն յուրաքանչյուր առանձին մասնիկ, այլև նրանց միջև եղած բոլոր կապերը, ի վերջո, նոր վայրում դրանք պետք է հավաքվեն իդեալական ճիշտ կարգով:

Գրեթե անհնար է հավաքել և փոխանցել նման քանակի տեղեկատվություն՝ համենայն դեպս՝ տեխնոլոգիաների զարգացման ներկա մակարդակով։ Հայտնի չէ, թե երբ կհայտնվեն նման ծավալի տվյալների մշակման ունակ համակարգիչներ։ Հիմա, ամեն դեպքում, աշխատանքներ են տարվում լաբորատորիաների միջև հեռավորությունը մեծացնելու, այլ ոչ թե հեռաբեռնվող մասնիկների քանակի ավելացման ուղղությամբ։

Այդ իսկ պատճառով շատ գիտնականներ կարծում են, որ մարդու տելեպորտացիայի երազանքը դժվար թե իրականանա։ Թեև, օրինակ, Նյու Յորքի քաղաքային քոլեջի պրոֆեսոր և գիտության հայտնի հանրահռչակող Միչիո Կակուն համոզված է, որ տելեպորտացիան իրականություն կդառնա 21-րդ դարի վերջում, իսկ գուցե նույնիսկ 50 տարի անց: Առանց կոնկրետ ժամկետներ նշելու, որոշ այլ փորձագետներ հիմնականում համաձայն են նրա հետ:

«Սա տեխնոլոգիայի բարելավման, որակի բարելավման խնդիր է: Բայց ես կասեի, որ հիմնարար հարցերը լուծված են, և կատարելության սահման չկա»,- ասում է Կոպենհագենի համալսարանի Նիլս Բորի ինստիտուտի պրոֆեսոր Յուջին Պոլզիկը:

Այնուամենայնիվ, ճանապարհին բազմաթիվ այլ հարցեր են ծագում։ Օրինակ՝ նման տելեպորտացիայի արդյունքում ստացված «իմ պատճենը» իսկական եսը կլինի՞։ Նա նույն կերպ կմտածի՞, նույն հիշողությունները կունենա՞: Ի վերջո, ինչպես արդեն նշվեց, ուղարկված իրի բնօրինակը քվանտային վերլուծության արդյունքում ոչնչացվում է։

«Քվանտային տելեպորտացիայի համար հեռափոխադրվող օբյեկտի ոչնչացումը գործընթացում բացարձակապես անհրաժեշտ է և անխուսափելի», - հաստատում է Էդվարդ Ֆարհին, ով ղեկավարել է MIT-ի տեսական ֆիզիկայի կենտրոնը 2004-ից 2016 թվականներին և այժմ աշխատում է Google-ում: վերածվել նեյտրոնների, պրոտոնների և էլեկտրոնների մի փունջի։

Մյուս կողմից, զուտ մատերիալիստական տեսանկյունից մենք որոշվում ենք ոչ թե մասնիկներով, որոնցից կազմված ենք, այլ դրանց վիճակով, և այս տեղեկատվությունը, ըստ գիտնականների, փոխանցվում է չափազանց ճշգրիտ:

Ես կցանկանայի հավատալ, որ դա այդպես է: Եվ որ մարդկության երազանքը տելեպորտացիայի մասին իրականություն չի դառնա հանրահայտ սարսափ ֆիլմում, որտեղ գլխավոր հերոսը չնկատեց, թե ինչպես է ճանճը պատահաբար թռավ իր տելեպորտացիոն խցիկում…