فهرست مطالب:

تله پورت - واقعیت: فراتر از داستان های علمی تخیلی
تله پورت - واقعیت: فراتر از داستان های علمی تخیلی

تصویری: تله پورت - واقعیت: فراتر از داستان های علمی تخیلی

تصویری: تله پورت - واقعیت: فراتر از داستان های علمی تخیلی
تصویری: باهوش ترین حیوانات جهان | 10 حیوان باهوش دنیا 2024, مارس
Anonim

برای قهرمانان فیلم های علمی تخیلی، تله پورت یک چیز رایج است. یک دکمه - و آنها در هوا حل می شوند، به طوری که در عرض چند ثانیه خود را در صدها و هزاران کیلومتر دورتر می یابند: در کشوری دیگر یا حتی در سیاره ای دیگر.

آیا چنین حرکتی واقعا امکان پذیر است یا تله پورت برای همیشه رویای نویسندگان و فیلمنامه نویسان باقی خواهد ماند؟ آیا تحقیقاتی در این زمینه در حال انجام است - و آیا ما حتی کمی به پیاده سازی این فناوری برای قهرمانان فیلم های اکشن فوق العاده آشنا هستیم؟

پاسخ کوتاه به این سوال این است که بله، آزمایش ها در حال انجام است، و بسیار فعال است. علاوه بر این، دانشمندان به طور مرتب مقالاتی را در مجلات علمی در مورد آزمایش های موفقیت آمیز در تله پورت کوانتومی - به فواصل هر چه بیشتر منتشر می کنند.

و اگرچه بسیاری از فیزیکدانان مشهور تردید دارند که ما هرگز بتوانیم افراد را تله پورت کنیم، برخی از کارشناسان بسیار خوش بین هستند و اطمینان می دهند که تله پورت ها در چند دهه آینده به واقعیت تبدیل خواهد شد.

دروغ ها، شایعات و داستان ها

ابتدا بیایید روشن کنیم که دقیقاً در مورد چه چیزی صحبت می کنیم. منظور ما از تله پورت، حرکت آنی اجسام در هر فاصله ای است که در حالت ایده آل سریعتر از سرعت نور است.

خود این کلمه در سال 1931 توسط چارلز فورت، روزنامه‌نگار آمریکایی که به تحقیق در مورد ماوراء الطبیعه علاقه داشت، ابداع شد. او در کتاب خود با عنوان "تلویزیون" که از یونانی τῆλε ("دور") و ویدئوی لاتین ("دیدن") گرفته شده است، در کتاب "آتشفشان های بهشت" اصطلاحی برای توصیف حرکات غیرقابل توضیح اجسام در فضا ابداع کرد. پورتو لاتین به معنای حمل کردن است) …

در این کتاب، من در درجه اول به شواهدی نگاه می کنم که نشان می دهد نوعی نیروی انتقال وجود دارد، که من آن را تله پورت می نامم. من متهم خواهم شد که دروغ های آشکار، شایعات، افسانه ها، حقه ها و خرافات را در کنار هم قرار داده ام. به نوعی، فکر می کنم چنین است. فورت می نویسد. و به یک معنا، نه. من فقط داده ها را ارائه می دهم.

در واقع افسانه های زیادی در مورد چنین حرکاتی وجود دارد - به عنوان مثال، افسانه گسترده در مورد آزمایش فیلادلفیا در سال 1943، که در طی آن ناوشکن آمریکایی الدریج ظاهراً 320 کیلومتر از راه دور منتقل شد.

Image
Image

با این حال، در عمل، تمام این داستان ها چیزی بیش از حدس و گمان نظریه پردازان توطئه نیست، که طبق آن مقامات، هر گونه شواهدی از موارد تلهپورت را به عنوان یک راز نظامی از عموم مردم پنهان می کنند.

در واقع، برعکس است: هر دستاوردی در این زمینه به طور گسترده در جامعه علمی مورد بحث قرار می گیرد. به عنوان مثال، همین یک هفته پیش، دانشمندان آمریکایی در مورد یک آزمایش موفق جدید در تله پورت کوانتومی صحبت کردند.

بیایید از افسانه های شهری و ادبیات خارق العاده به علم دقیق حرکت کنیم.

از نقطه A تا نقطه B …

داستان تله پورت واقعی، نه خیالی، در سال 1993 آغاز شد، زمانی که فیزیکدان آمریکایی چارلز بنت به صورت ریاضی - با استفاده از فرمول ها - امکان نظری جابجایی های کوانتومی آنی را اثبات کرد.

البته اینها محاسبات کاملاً نظری بودند: معادلات انتزاعی که کاربرد عملی ندارند. با این حال، به همین ترتیب - از نظر ریاضی -، به عنوان مثال، سیاهچاله ها، امواج گرانشی و سایر پدیده ها قبلاً کشف شده بودند که وجود آنها بسیار بعداً به طور تجربی تأیید شد.

بنابراین محاسبات بنت تبدیل به یک حس واقعی شد. دانشمندان شروع به تحقیقات فعال در این راستا کردند - و اولین آزمایش موفقیت آمیز تله پورت کوانتومی در عرض چند سال انجام شد.

در اینجا باید تاکید کرد که ما در مورد تله پورت کوانتومی صحبت می کنیم و این دقیقاً همان چیزی نیست که ما در فیلم های علمی تخیلی به دیدن آن عادت کرده ایم.از یک مکان به مکان دیگر، نه خود شی مادی (مثلاً یک فوتون یا یک اتم - بالاخره همه چیز از اتم تشکیل شده است) بلکه اطلاعاتی در مورد حالت کوانتومی آن منتقل می شود. با این حال، از نظر تئوری، این برای "بازیابی" شی اصلی در یک مکان جدید، با دریافت یک کپی دقیق از آن کافی است. علاوه بر این، چنین آزمایش‌هایی در حال حاضر با موفقیت در آزمایشگاه‌ها انجام می‌شوند - اما در ادامه به آن‌ها می‌پردازیم.

در دنیایی که ما به آن عادت کرده‌ایم، مقایسه این فناوری با دستگاه کپی یا فکس ساده‌تر است: شما نه خود سند، بلکه اطلاعات مربوط به آن را به صورت الکترونیکی ارسال می‌کنید - اما در نتیجه، گیرنده یک کپی دقیق دارد. با این تفاوت اساسی که در مورد انتقال از راه دور، خود شیء مادی ارسالی از بین می رود، یعنی ناپدید می شود - و فقط یک نسخه باقی می ماند.

بیایید سعی کنیم بفهمیم که چگونه این اتفاق می افتد.

آیا خدا تاس بازی می کند؟

آیا در مورد گربه شرودینگر شنیده اید - گربه ای که در جعبه نه زنده است و نه مرده؟ این استعاره اصلی توسط فیزیکدان اتریشی اروین شرودینگر برای توصیف ویژگی اسرارآمیز ذرات بنیادی - برهم نهی ابداع شد. واقعیت این است که ذرات کوانتومی می توانند همزمان در چندین حالت باشند که در جهان ما عادت داریم که به طور کامل یکدیگر را حذف کنیم. به عنوان مثال، یک الکترون همانطور که قبلاً فکر می کردیم به دور هسته اتم نمی چرخد، بلکه به طور همزمان در تمام نقاط مدار قرار دارد (با احتمالات مختلف).

تا زمانی که جعبه گربه را باز نکردیم، یعنی ویژگی های ذره را اندازه نگرفتیم (در مثال ما مکان دقیق الکترون را تعیین نکردیم)، گربه ای که در آنجا نشسته است فقط زنده یا مرده نیست - هر دو است. زنده و مرده همزمان اما وقتی جعبه باز است، یعنی اندازه گیری انجام می شود، ذره در یکی از حالت های ممکن قرار دارد - و دیگر تغییر نمی کند. گربه ما یا زنده است یا مرده.

اگر در این مرحله کاملاً از درک چیزی دست کشیدید - نگران نباشید ، هیچ کس این را نمی فهمد. ماهیت مکانیک کوانتومی برای چندین دهه توسط درخشان ترین فیزیکدانان جهان توضیح داده نشده است.

از پدیده درهم تنیدگی کوانتومی برای انتقال از راه دور استفاده می شود. این زمانی است که دو ذره بنیادی منشأ یکسانی دارند و در یک حالت وابسته به یکدیگر قرار دارند - به عبارت دیگر، برخی از ارتباط غیرقابل توضیح بین آنها وجود دارد. به همین دلیل، ذرات درهم تنیده می توانند با یکدیگر "ارتباط" کنند، حتی در فاصله زیادی از یکدیگر قرار بگیرند. و هنگامی که وضعیت یک ذره را می دانید، می توانید وضعیت ذره دیگر را با اطمینان مطلق پیش بینی کنید.

تصور کنید دو تاس دارید که جمع آنها همیشه هفت تاس است. آنها را در لیوان تکان دادی و یک استخوان را پشت سر و دیگری را جلوی خود انداختی و کف دستت را پوشاندی. وقتی دستت را بلند کردی، دیدی که مثلاً یک شش پرت کردی - و حالا با اطمینان می توانی ادعا کنی که استخوان دوم، پشت سرت، یکی به بالا افتاد. از این گذشته، مجموع دو عدد باید برابر با هفت باشد.

باور نکردنی به نظر می رسد، درست است؟ با تاس‌هایی که به آن عادت کرده‌ایم، چنین عددی کار نخواهد کرد، اما ذرات درهم‌تنیده دقیقاً به این شکل رفتار می‌کنند - و فقط به این ترتیب، اگرچه ماهیت این پدیده نیز توضیحی را به چالش می‌کشد.

پروفسور MIT، یکی از معتبرترین فیزیکدانان جهان، والتر لوین، می گوید: "این باورنکردنی ترین پدیده مکانیک کوانتومی است، حتی درک آن غیرممکن است.""

با این حال، این به هیچ وجه به این معنی نیست که این پدیده مرموز را نمی توان در عمل مورد استفاده قرار داد - از این گذشته، بارها و بارها توسط فرمول ها و آزمایش ها تأیید شده است.

دوربری عملی

آزمایشات عملی در مورد انتقال از راه دور حدود 10 سال پیش در جزایر قناری تحت هدایت فیزیکدان اتریشی، استاد دانشگاه وین آنتون زایلینگر آغاز شد.

در آزمایشگاهی در جزیره پالما، دانشمندان یک جفت فوتون درهم تنیده (A و B) ایجاد می‌کنند و سپس یکی از آنها با استفاده از پرتو لیزر به آزمایشگاه دیگری واقع در جزیره مجاور تنریف در 144 کیلومتری فرستاده می‌شود.علاوه بر این، هر دو ذره در حالت برهم نهی هستند - یعنی ما هنوز "جعبه گربه" را باز نکرده ایم.

سپس سومین فوتون (C) به محفظه متصل می‌شود - فوتونی که باید از راه دور منتقل شود - و آن را با یکی از ذرات درهم‌تنیده برهم‌کنش می‌کنند. سپس فیزیکدانان پارامترهای این برهمکنش (A + C) را اندازه گیری می کنند و مقدار حاصل را به آزمایشگاهی در تنریف، جایی که دومین فوتون درهم تنیده (B) در آن قرار دارد، منتقل می کنند.

ارتباط غیرقابل توضیح بین A و B امکان تبدیل B را به یک کپی دقیق از ذره C (A + C-B) فراهم می کند - گویی که فوراً بدون عبور از اقیانوس از جزیره ای به جزیره دیگر حرکت می کند. یعنی تله پورت کرد.

زایلینگر که قبلاً هزاران و هزاران ذره بنیادی را به این روش از راه دور انتقال داده است، توضیح می‌دهد: «ما اطلاعاتی را که نسخه اصلی حمل می‌کند استخراج می‌کنیم - و در جای دیگری یک نسخه اصلی جدید ایجاد می‌کنیم.

آیا این بدان معناست که در آینده، دانشمندان می توانند هر جسم و حتی افراد را به این روش دوربری کنند - بالاخره ما نیز از چنین ذرات تشکیل شده ایم؟

در تئوری، این بسیار امکان پذیر است. شما فقط باید تعداد کافی جفت درهم تنیده ایجاد کنید و آنها را به مکان های مختلف حمل کنید و آنها را در "غرفه های حمل و نقل از راه دور" قرار دهید - مثلاً در لندن و مسکو. وارد غرفه سوم می شوید که مانند یک اسکنر کار می کند: کامپیوتر وضعیت کوانتومی ذرات شما را تجزیه و تحلیل می کند و آنها را با ذرات درهم تنیده مقایسه می کند و این اطلاعات را به شهر دیگری ارسال می کند. و در آنجا روند مخالف اتفاق می افتد - و کپی دقیق شما از ذرات درهم تنیده دوباره ایجاد می شود.

مشکلات اساسی حل شد

در عمل، همه چیز کمی پیچیده تر است. واقعیت این است که در بدن ما حدود 7 اکتیلیون اتم وجود دارد (پس از هفت 27 صفر، یعنی هفت میلیارد میلیارد میلیارد وجود دارد) - این بیشتر از ستارگان در بخش قابل مشاهده کیهان است.

و پس از همه، لازم است نه تنها هر ذره، بلکه تمام ارتباطات بین آنها را نیز تجزیه و تحلیل و توصیف کنیم - از این گذشته، آنها باید در یک مکان جدید به ترتیب ایده آل و صحیح جمع آوری شوند.

جمع آوری و انتقال چنین مقدار اطلاعات - حداقل در سطح فعلی توسعه فناوری - تقریباً غیرممکن است. معلوم نیست کامپیوترهایی که قادر به پردازش چنین حجمی از داده ها هستند چه زمانی ظاهر می شوند. اکنون در هر صورت کار برای افزایش فاصله بین آزمایشگاه ها در حال انجام است و نه تعداد ذرات قابل حمل از راه دور.

به همین دلیل است که بسیاری از دانشمندان بر این باورند که رویای انتقال از راه دور انسان به سختی قابل تحقق است. اگرچه، برای مثال، یک استاد کالج شهر نیویورک و میچیو کاکو، یکی از محبوب‌کنندگان مشهور علم، متقاعد شده است که انتقال از راه دور تا پایان قرن بیست و یکم - و شاید حتی 50 سال بعد - به واقعیت تبدیل خواهد شد. برخی دیگر از کارشناسان بدون نام بردن از تاریخ های مشخص، عموماً با او موافق هستند.

یوجین پولزیک، استاد مؤسسه نیلز بور در دانشگاه کپنهاگ می گوید: "این موضوع بهبود فناوری، بهبود کیفیت است. اما من می گویم که مسائل اساسی حل شده اند - و هیچ محدودیتی برای کمال بیشتر وجود ندارد."

Image
Image

با این حال، بسیاری از سوالات دیگر در این راه مطرح می شود. به عنوان مثال، آیا "کپی من" که در نتیجه چنین دوربری به دست می آید، من واقعی خواهد بود؟ آیا او به همان شیوه فکر خواهد کرد، همان خاطرات را خواهد داشت؟ از این گذشته، همانطور که قبلاً ذکر شد، اصل کالای ارسالی در نتیجه تحلیل کوانتومی از بین می رود.

ادوارد فرهی که از سال 2004 تا 2016 سرپرستی مرکز فیزیک نظری در MIT را بر عهده داشت و اکنون در گوگل کار می‌کند، تأیید می‌کند: «برای تله‌پورت کوانتومی، تخریب شیء قابل حمل از راه دور در این فرآیند کاملاً ضروری و اجتناب‌ناپذیر است. تبدیل به دسته ای از نوترون ها، پروتون ها و الکترون ها می شود.

از سوی دیگر، از دیدگاه صرفاً مادی، ما توسط ذراتی که از آنها ساخته شده‌ایم تعیین نمی‌شویم، بلکه با وضعیت آنها تعیین می‌شویم - و دانشمندان می‌گویند این اطلاعات با دقت بسیار زیادی منتقل می‌شود.

من می خواهم باور کنم که این چنین است. و اینکه رویای بشریت در مورد انتقال از راه دور در فیلم ترسناک معروف به واقعیت تبدیل نمی شود، جایی که شخصیت اصلی متوجه نشد که چگونه یک مگس به طور تصادفی به کابین تله پورت او پرواز کرد …

توصیه شده: