Читать онлайн «Чердак. Только физика, только хардкор!». Страница 31

Представим, что мы передаем состояние фотона из Москвы во Владивосток. Где-то между ними мы испускаем пару так называемых запутанных фотонов. У них у каждого по-прежнему такое неопределенное состояние, но если мы проведем измерение над одним из них и нам выпадет какое-то состояние, то мгновенно станет известно, какое состояние у другого фотона. То есть если один крутится по часовой стрелке, то другой – против часовой, и наоборот. Как будто между ними есть какой-то канал связи, по которому информация передается мгновенно на огромные расстояния и происходит что-то типа: «Эй напарник, меня рассекретили! Раскрывайся тоже, только в противоположном состоянии!»

Так вот. Когда один из фотонов прилетает в Москву, он как бы взаимодействует с фотоном, который у нас был. В этот момент мы проводим измерение, и при этом неопределенное состояние обоих фотонов разрушается. Зато во Владивостоке просто молниеносно фотон приобретает такое же состояние, что и московский. Остается только обычными средствами связи со скоростью света передать информацию, полученную при измерении, провести определенные манипуляции – и вуаля! Мы словно скопировали фотон, который был в Москве. Ну а точнее, его неопределенное, двойственное состояние.

Как видите, квантовая телепортация проходит в два этапа: первый мгновенный, второй все-таки со скоростью света. Человека так передать пока не удастся, только состояния микрочастиц. Ну и что касается применения, то это очень удобно использовать для защищенных каналов связи. Ведь как только на линии начинается прослушка, запутанное состояние разрушается и сразу можно понять, что за каналом следят. Так же такие структуры удобно использовать для создания квантового компьютера, ведь в одной ячейке памяти может храниться сразу несколько состояний, несколько значений. Будем надеяться, что работающий квантовый компьютер уже не за горами.

Что нас ожидает в будущем? Насчет телепортации реальных предметов ничего невозможно сказать, пока это противоречит основным физическим теориям. Но все может поменяться.

Давайте рассчитаем массу не одной человеческой мысли (ведь они разные бывают), а массу мыслей, произведенных, например, за минуту.

В спокойном состоянии мозг потребляет около 0,1 ккал в минуту. В моменты активной умственной деятельности энергопотребление мозга может возрастать более чем в 15 раз! В системе СИ это будет 6276 Дж. Эта энергия берется из химических реакций при расщеплении питательных веществ АДФ + Н2О → АМФ + Р3РО4 + Е.

Самое интересное то, что при реакции немного меняется суммарная масса реагентов – она чуть уменьшается! Это изменение массы связано с полученной энергией знаменитой формулой E=mc². Так что можно считать, что именно эта масса переходит в энергию, благодаря которой появляются наши мысли. Расчеты дают массу наших мыслей за минуту около 7×10−11 грамм. Даже если вы всю жизнь, ну лет 80, будете только напряженно думать, масса ваших мыслей будет около 0,0029 грамма! Только представьте, все ваши переживания, бессонные ночи, потуги на экзамене, нелепые отмазки, вся ваша жизнь – явно меньше этой цифры.

И кстати, можно ли похудеть, занимаясь умственным трудом? Ведь он тратит так много калорий! Можно. Только для этого нужно натренировать свой мозг, чтобы он длительное время мог работать в усиленном режиме, а не выключался уже через несколько минут.

Существуют ли параллельные вселенные, альтернативные реальности?

Трудно сказать, кто чаще использует термин параллельные вселенные – писатели-фантасты или все-таки физики? В литературе этим приемом пользуются еще с конца XIX века, но популярность он приобрел в 1957 году, когда Хью Эверетт представил миру многомировую интерпретацию квантовой механики. Фантасты быстро подхватили идею множества вселенных, но как же все-таки наука понимает эту концепцию?

Так называемая многомировая интерпретация возникла в попытках объяснить механизм коллапса волновой функции. Что же это? Дело вот в чем. Мы привыкли к тому, что обычные объекты имеют конкретное местоположение, конкретное состояние. Например, представьте, что вы пират, у вас одна рука и эта ваша рука на груди вашей девушки. Она может быть либо на левой, либо на правой, и никак по-другому. Но если бы вы были квантовым объектом, ваша рука могла бы находиться на обеих грудях одновременно!

Но не будем отвлекаться, лучше представим электрон, находящийся в таком непонятном состоянии. Пока мы не производим с ним никаких действий, он и будет в нем находиться. Но когда мы захотим конкретизировать, а где именно находится электрон (например, пытаться сбить его другим электроном), то в этих попытках мы будем обнаруживать электрон либо в положении А, либо в положении Б. То есть в какой-то момент электрон становится обычным объектом, не квантовым. Перепрыгивает, например, в А, значит, в Б его уже нет. И в этом есть небольшая проблема квантовой механики, ведь сначала электрон описывается одной функцией, а потом скачкообразно, молниеносно – другой. Это и есть коллапс волновой функции. Но мгновенных скачков величин в реальности вроде не должно быть?

Многомировая интерпретация пытается разрешить это противоречие. Согласно этой концепции, электрон по-прежнему продолжает существовать в А и Б одновременно. Просто это происходит в двух реальностях, двух параллельных возможностях. Мы, как наблюдатель, оказались в одной из реальностей, но никак не можем повлиять или перейти в другую, именно поэтому их и называют параллельными, в силу их непересечения, независимости. Да, у нас есть двойник, который увидел электрон в совсем другом месте. Причем этот двойник может потом забить на эксперимент, бросить все, вложить деньги в какой-нибудь стартап и стать успешным и знаменитым. А другой двойник сделает то же самое, но прогорит. Вариантов развития событий бессчетное множество, все они в равной степени реальны, однако из всего ветвящегося списка мы воспринимаем только один, свой вариант.

Многомировая интерпретация не утверждает, что существует много вселенных. Вселенная одна, просто в ней не существует объектов с конкретным месторасположением. Все объекты в ней являются квантовыми и находятся сразу в нескольких состояниях одновременно. Это рассмотрение позволяет снять вопрос о том, когда квантовые объекты становятся обычными. Да никогда, просто нам так кажется! Представьте себя на месте электрона. Он сидит себе спокойно, например, в А, и даже не думает, что кто-то со стороны размышляет о нем, что он находится либо в А, либо в Б. Так же и мы. Даже не подозреваем, что есть и другие версии нас, которые могут быть видны извне. Другое дело, что версии независимы друг от друга, перемещаться между ними мы не можем, как и уверенно доказать их существование. Пока это только лишь теория, которая нужна для более легкого понимания крайне сложных и обескураживающих выводов квантовой механики.

В любом случае, вселенная одна. Просто она устроена намного сложнее, чем нам кажется, она как бы многослойная, и содержит в себе всевозможные варианты развития всех событий. Но можно говорить, что есть альтернативные реальности, однако скорее это больше математическая уловка для понимания происходящих явлений. Ведь попасть в другую реальность мы никак не можем.