Выбрать главу

За първи път телепортацията заема видно място в популярната култура с появата на сериала „Стар Трек“. Създателят на „Стар Трек“ Джин Родънбъри въвежда телепортацията в сериала, защото бюджетът на „Парамаунт Студио“ не позволявал скъпите специални ефекти, необходими за симулирането на ракетни кораби, които да излитат и кацат на далечни планети. Било по-евтино екипажът на „Ентърпрайс“ просто да бъде прехвърлен на желаното място.

През годините учените не са спирали да отправят възражения срещу възможността да бъде осъществено телепортиране. За да телепортирате някого, трябва да знаете точното място на всеки атом в едно живо тяло, което би нарушило принципа на неопределеността на Хайзенберг (който гласи, че не можете да знаете и точното местоположение, и скоростта на един електрон.) Отстъпвайки пред критиците, режисьорите на сериала „Стар Трек“ въвеждат „Хайзенбергови компенсатори“ в транспортната стая, сякаш човек би могъл да компенсира законите на квантовата физика, като добави една джаджа към транспортното устройство. Но както се оказва, необходимостта от създаване на тези Хайзенбергови компенсатори може да се окаже прибързана и критиците и учените от недалечното минало да грешат.

Телепортацията и квантовата теория

Според Нютоновата теория телепортацията, очевидно е невъзможна. Законите на Нютон се основават на идеята, че материята е съставена от съвсем малки, твърди билярдни топки. Обектите не се движат, докато не бъдат бутнати, не изчезват внезапно и не се появяват отново някъде другаде.

Но в квантовата теория точно това правят частиците. Законите на Нютон, които господствали в продължение на 250 години, загубили първенството си през 1925 г., когато Вернер Хайзенберг, Ервин Шрьодингер и техните колеги създали квантовата теория. Когато анализирали странните свойства на атомите, физиците открили, че електроните действат като вълни и могат да правят квантови скокове в своите привидно хаотични движения в рамките на атома.

Човекът, свързан най-тясно с тези квантови вълни, е виенският физик Ервин Шрьодингер. Той измислил знаменитото вълново уравнение, което носи неговото име и е едно от най-важните уравнения във физиката и химията. Цели курсове в гимназията са посветени на решаването на това уравнение и цели стени от библиотеките по физика са пълни с книги, които описват неговите следствия. По принцип всичко в химията може да бъде сведено до решенията на същото това уравнение.

През 1905 г. Айнщайн показал, че светлинни вълни притежават частичкоподобни свойства — т.е. могат да бъдат описани като пакети от енергия, наречени фотони. Но през 20-те години на XX в. за Шрьодингер станало очевидно, че е вярно и противоположното твърдение: че частици като електроните проявяват и вълноподобно поведение. Идеята била оповестена за първи път от френския физик Луи дьо Бройл, който спечелил Нобелова награда за това предположение. (На студентите в нашия университет ние правим следната демонстрация, за да онагледим обучението. Изстрелваме електрони във вътрешността на катодна тръба като тези в телевизорите. Електроните минават през съвсем малка дупка, затова при нормални условия бихте очаквали да видите съвсем малка точка на мястото, където електроните се удрят в телевизионния екран. Вместо това се появяват концентрични вълноподобни пръстени, които бихте очаквали, ако през дупката беше минала вълна, а не насочена частица.)

Един ден Шрьодингер четял лекция за това любопитно явление. Един негов колега физик на име Питър Дебай му отправил предизвикателство, като го попитал, какво е вълновото уравнение на електроните, след като те биват описвани чрез вълни.

Откакто Нютон бил създал математическия анализ, физиците описвали вълните на езика на диференциалните уравнения, затова Шрьодингер приел въпроса на Дебай като предизвикателство да създаде диференциално уравнение за електронните вълни. Още същия месец той излязъл в отпуск и когато се върнал на работа, вече бил готов с уравнението. Така че както Максуел преди него бил взел силовите полета на Фарадей и извлякъл от тях уравненията за светлината, така и Шрьодингер взел вълните на материята на Дьо Бройл и извлякъл от тях уравненията за електроните.

(Историците на науката са положили усилия да проследят какво точно е правил Шрьодингер, когато е измислил своето знаменито уравнение, което променило завинаги ландшафта на модерната физика и химия. Шрьодингер бил почитател на свободната любов и често бил съпровождан по време на отпуските си освен от съпругата си, и от своите любовници. Той дори е направил подробно описание в дневника си на всичките си многобройни любовници, като е обозначил със сложни кодове всяка случайна среща. Историците са установили, че е бил във вила Хервиг в Алпите с една от своите приятелки през уикенда, в който е измислил уравнението.)