Sunt, poate, chiar sute de ani de când teleportarea este o constantă în literatura science-fiction. Însă doar atât. Totuși, mai mult ca sigur când auzi de ideea de „teleportare”, te gândești că ți-ar fi mult mai ușor să pocnești din degete și să ajungi într-un anumit loc, nu? Ai putea călători mai mult (și mai ieftin), ai putea să te trezești doar cu câteva minute înainte de a merge la locul de muncă și așa mai departe. Cu alte cuvinte, teleportarea ar avea numai beneficii (bineînțeles, într-un scenariu fantezist și optimist). Totuși, este posibilă teleportarea? Și dacă este posibilă, de ce le ia oamenilor de știință atât de mult să o transforme în realitate? Cât va mai dura până în momentul în care va fi dezvoltată o astfel de mașinărie care să ne permită teleportarea? Chiar dacă ar suna interesant, lucrurile nu sunt chiar atât de simple. Dar, în aceeași măsură, chiar nu sunt imposibile. Depinde de modul în care pui întrebarea și, mai mult decât atât, depinde exact pe cine întrebi dacă teleportarea este (sau ar putea fi, pe măsură ce descoperim mecanismele ce guvernează universul în care trăim) posibilă.
Cuprins
Câteva opțiuni viabile de teleportare
Înainte de a ne gândi la teleportare, probabil cel mai bine ar fi să redefinim puțin dinamica și ideea pe care le cunoaștem. Dacă scenariul tău de teleportare presupune să fii aici în momentul acesta și în exact următorul să fii într-un loc total diferit, atunci ar trebui să știi de la început că acest lucru este imposibil. Fizica are un set de reguli destul de stricte care vizează în principal ceea ce se poate întâmpla instantaneu. Tot ce se întâmplă („un efect”) trebuie să aibă și o cauză, asta fiind o lege universală. Cauza respectivă necesită transmiterea de informații – astfel, pentru ca două lucruri să fie legate cauzal unul de celălalt („să dispari de aici” și „să apari în cealaltă parte”), trebuie să comunice, cumva, unul cu celălalt. În universul în care trăim, totul, inclusiv informațiile, are o limită de viteză.
Ca orice altceva, informația trebuie să călătorească în spațiu, iar viteza maximă cu care se poate deplasa orice lucru, în acest univers, este viteza luminii. Într-un fel, viteza luminii este, de fapt, limita de viteză a universului. Gravitația, spre exemplu, nu se poate mișca mai rapid (sau la fel de rapid) decât lumina. Pământul nu simte gravitația unde se află Soarele fix în acest moment, ci simte gravitația unde era Soarele, de fapt, în urmă cu opt minute. Dacă extrapolăm ideea, se ajunge la concluzia că în cazul în care Soarele ar dispărea, planeta noastră ar continua să circule pe orbita ei normală timp de opt minute înainte de a ne da seama că Soarele a dispărut. Așadar, teleportarea ar trebui să se întâmple pe parcurs, deoarece nimic nu se poate deplasa mai repede decât viteza luminii – nici măcar teleportarea. Drept urmare, ne-am putea teleporta „pe cât de repede ne permit legile fizicii”.
Din acest punct de vedere, ar putea exista două opțiuni care ar face ca o mașină de teleportare să funcționeze:
- Mașina respectivă să te poată „livra” la destinația dorită cu viteza luminii.
- Mașina respectivă să poată scurta, cumva, distanța dintre locul în care te afli și destinație.
În cazul al doilea, am putea vorbi despre ceea ce deseori este denumit sub numele de „portal” de teleportare – ceva prin care treci pentru a ajunge în altă parte. Găurile de vierme, de exemplu, sunt tuneluri teoretice care conectează puncte din spațiu aflate la distanță, iar fizicienii chiar au propus ipoteza existenței unor dimensiuni multiple. Evident, singurele două opțiuni enumerate sunt teoretice, dar prima ar putea fi, de fapt, ceva ce am putea face în viitorul apropiat.
A te teleporta cu viteza luminii
Viteza maximă a universului, deci a luminii, este de trei sute de milioane de metri pe secundă. Dacă teleportarea cu viteza luminii ar fi posibilă, ar însemna să existe o mașinărie care, cumva, ne ia corpul și îl împinge cu viteza luminii către destinația dorită. Din păcate, există o problemă destul de evidentă cu această idee: suntem prea grei, prea masivi pentru a călători, vreodată, cu viteza luminii. Ar fi nevoie de o cantitate enormă de timp și energie doar pentru a accelerate ce se află în corpul nostru – particulele, asamblate sau haotic împrăștiate, trebuie, la rândul lor, să fie accelerate la viteze care sunt cel puțin apropiate de cea a luminii. Particulele precum quarcii și electronii (din care sunt alcătuiți atomii) au masă, ceea ce înseamnă că este nevoie de energie pentru a-i face să se miște, de și mai multă energie pentru a-i face să se miște rapid și de energie aproape infinită pentru a atinge viteza luminii.
În cele din urmă, asta înseamnă că moleculele și particulele care ne alcătuiesc acum corpul nu s-ar putea teleporta vreodată. Nu instantaneu, în orice caz, și nu cu viteza luminii. Ar trebui să acceptăm faptul că teleportarea ultrarapidă nu ar putea fi vreodată posibilă, deoarece, în esență, nu este posibil să miști și accelerezi toate particulele din corpul nostru îndeajuns de repede ca să atingă o viteză egală cu cea a luminii. Totuși, asta înseamnă că teleportarea este imposibilă? Nu chiar, deoarece există un mod prin care, în continuare, această posibilitate nu este exclusă de către comunitatea științifică, și în special de către fizicieni. De fapt, acum ar trebui ca acest scenariu să fie abordat puțin mai „filosofic” – ar trebui să reconsiderăm noțiunea de „noi”. Și dacă nu ne-am teleporta pe noi, moleculele sau particulele noastre, ci am teleporta doar „ideea” propriei persoane?
Am fost, suntem și vom fi întotdeauna informație
O altă modalitate de a realiza teleportarea cu viteza luminii este aceea de a ne scana, efectiv, și de a ne trimite ca un fascicul de fotoni. Fotonii nu au masă, iar asta înseamnă că se pot deplasa oricât de repede le permite universul; fotonii se deplasează cu viteza luminii, și asta chiar și în vid. Plecând de la această premisă, teleportarea ar presupune trei mari pași: să ne scanăm corpul și să înregistrăm unde se află toate moleculele și particulele sale, să livrăm aceste informații la destinația dorită printr-un fascicul de fotoni și să primim respectivele informații pentru a putea să ne reconstruim corpurile folosind noile particule. S-au făcut progresele excepționale în ceea ce privește tehnologiile de scanare și imprimare 3D. Imagistica prin rezonanță magnetică poate să scaneze corpul până la o rezoluție de 0,1 milimetri (dimensiunea unei celule cerebrale), iar oamenii de știință folosesc imprimante 3D pentru a imprima grupuri tot mai complexe de celule vii (cunoscute drept „organoide”).
Folosindu-se microscoape de scanare cu tunel, au fost create mașinării ce pot chiar să prindă și să mute, dintr-un loc în altul, atomi individuali, motiv pentru care nu ar fi chiar atât de bizar să credem în posibilitatea scanării și imprimării unui întreg corp. Totuși, după cum am spus și mai sus, aici limitarea este nu neapărat una tehnologică, ci filosofică – în cele din urmă, dacă cineva ar face o copie a ta, ai mai fi tu celălalt? Nu există nimic deosebit și diferit în ceea ce privește particulele care alcătuiesc corpurile fiecăruia dintre noi, în acest moment. Toate particulele de un anumit tip sunt aceleași – fiecare electron este identic cu orice alt electron, situație care este valabilă și pentru quarci. Singura diferență dintre oricare doi electroni sau oricare doi quarci în principal este unde se află fiecare dintre ei și ce alte particule se întâlnesc. Așadar, în ce măsură o copie a ta ar fi exact tu? Răspunsul depinde de două lucruri: rezoluția tehnologiei folosită în scanarea și imprimarea ta, dar și de cât de mult depinde personalitatea ta de micile detalii care te definesc. Fiecare particulă din corpul nostru are ceea ce poartă numele de „stare cuantică”.
O copie cuantică, două copii cuantice, trei copii cuantice
Prin urmare, câte informații ar trebui înregistrate astfel încât să fie creată o copie fidelă a ta și a personalității tale? Este suficient să cunoaștem poziția și tipul fiecărei celule din corp ori este absolut necesar să cunoaștem și poziția și orientarea fiecărei molecule? Trebuie să privim mult mai profund, să înregistrăm și starea cuantică a fiecărei particule? Starea cuantică surprinde, în principal, informații privitoare la unde este probabil să fie particula, ce este probabil să facă și cât de conectată este cu alte particule. La o primă vedere, pare puțin improbabil ca informațiile cuantice din fiecare particulă să conteze pentru a ne face cine suntem. Amintirile, spre exemplu, dar și reflexele pe care le avem sunt „stocate” în neuroni și în conexiunile lor. La această scară, fluctuațiile cuantice și incertitudinea tind să fie echilibrate, din moment ce celulele sunt destul de mari în comparație cu particulele. După cum am spus, a dezbate această situație ar ține mai mult de filosofie decât de un articol științific, dar putem lua câteva posibilități în considerare.
Nu suntem persoane cuantice
Dacă se dovedește totuși că starea cuantică a particulelor nu joacă un rol esențial în a fi exact așa cum ești și simpla recreare a modului în care celulele, moleculele sunt aranjate este suficient pentru a face o copie care gândește și acționează ca tine, scenariul posibilității de teleportare ar fi mult mai ușor de atins: înseamnă că trebuie doar să înregistrezi poziția tuturor componentelor tale mici și apoi să le reasamblezi exact în același mod, în altă parte. Tehnologia modernă din aceste momente pare să fie pe cale să realizeze, într-o zi, acest lucru. Desigur, asta nu înseamnă că „pe parcurs” nu s-ar putea pierde ceva în timpul translației dintr-o parte în alta. Într-un fel, ți-ai pierde „fidelitatea personală”, dar poate chiar este un preț pe care vrei să-l plătești pentru a putea ajunge, într-un timp cât mai scurt posibil, dintr-o parte în alta.
Suntem persoane total cuantice
Dacă, în mod contrar scenariului de mai sus, personalitățile noastre depind de aceste informații cuantice, în incertitudinea cuantică a fiecărei particule din corpul nostru? Ideea de a putea copia în mod fidel informații cuantice este extraordinar de greu de acceptat. Luând în calcul un astfel de scenariu, problema teleportării devine aproape inabordabilă. Din punctul de vedere al fizicii, este (teoretic) imposibil ca dintr-odată să știi totul despre o particulă. Principiul incertitudinii, enunțat de către Werner Heisenberg (1927) ne spune că atunci când măsori foarte precis poziția unei particule, nu-i poți cunoaște viteza, iar când îi măsori viteza, nu-i poți cunoaște poziția. Și nu doar că nu le poți ști, dar informațiile despre poziție și viteză nu există simultan. Așadar, o certitudine inerentă există în fiecare particulă care ne alcătuiește corpul, iar singurul lucru ce îl putem ști despre o particulă este probabilitatea ca aceasta să fie aici sau acolo.
O copie cuantică a unei singure particule
Dacă vrem ca o mașinărie de teleportare cu viteza luminii să facă o copie a ta absolut identică cu a eului tău actual, atunci aceasta este singura opțiune: copierea cuantică a unei particule. În această privință, a copia o particulă (până la nivel cuantic) înseamnă a-i copia starea cuantică. Starea cuantică a unei particule include incertitudinea cu privire la poziția și viteza, precum și incertitudinea privitoare la spinul său cuantic (ori, în esență, privitoare la orice stare cuantică). Nu este neapărat vorba de un raport de incertitudine ci mai degrabă despre probabilități. Pentru a extrage informații cuantice dintr-o singură particulă, este necesar să sondezi o particulă, ceea ce înseamnă să o perturbi. Spre exemplu, simplu act de a privi ceva implică fotoni care nu vor face decât să ricoșeze din acel ceva. Dacă se lansează fotoni asupra unui electron, s-ar putea să putem obține informații despre starea sa cuantică, dar și să-l schimbăm.
Astfel, este imposibil să citești informații cuantice fără a distruge originalul (ceea ce, de altfel, înseamnă că informațiile citite sunt, din start, eronate). Și cum poți copia ceva ce nu poți atinge? Într-adevăr, nu este ușor, dar nici imposibil. Fizicienii au găsit o modalitate prin care ar putea face acest lucru posibil: „legătura cuantică”. Legătura cuantică este un efect cuantic bizar, care presupune că probabilitățile a două particule sunt legate între ele. De exemplu, în cazul în care două particule interacționează una cu cealaltă, astfel încât să nu știi care sunt spinurile lor, dar să știi că sunt opuse una față de cealalta, atunci se spune că cele două particule sunt legate. Și dacă descoperi că una se învârte, știi că și cealalta trebuie să se învârtă și invers. Teleportarea cuantică ar putea funcționa luând două particule, legându-le și apoi folosindu-le ca două capete, să zicem, ale unei linii telefonice. Poți lau doi electroni, îi poți lega și apoi trimite unul dintre ei către o stea. Acei doi electroni „ar sta” acolo, legați, până când am fi gata să începem procesul de copiere și imprimare a eului.
Din acest punct, lucrurile devin destul de complicate, dar, în esență, ai folosi electronul legat pe care îl ai aici pentru a sonda particula pe care vrei să o copiezi, iar acea interacțiune îți oferă toate informațiile de care ai nevoie pentru ca electronul trimis către stea să fie o copie cuantică exactă a particulei care s-a vrut a fi copiate. Deși sună uimitor, oamenii de știință au făcut acest lucru pentru particule izolate și chiar pentru grupuri mici de particule (au reușit chiar să creeze o copie cuantică între două puncte aflate la 1400 de kilometri distanță). Este un început pentru orice lucru, însă trebuie să luăm în calcul faptul că există 1026 particule în corpul uman, așa că s-ar putea dovedi foarte complicat să realizăm o copie cuantică a fiecăreia. Chiar și acum, într-un astfel de scenariu, am fi cu adevărat noi acele persoane reasamblate cuantic? Răspunsul nu este unul sigur, dar sigur este faptul că folosind acest mecanism am putea obține cea mai fidelă reproducere posibilă.
Pentru a ne putea teleporta după cum am descris mai sus, trebuie să ne folosim și de o mașinărie care să existe la locul de destinație – aceasta trebuie să primească „semnalul de teleportare” și apoi să înceapă procesul de imprimare, reconstruire. În orice caz, lucrurile de acest gen sunt pe cât de interesante, pe atât de imposibile. Totuși, cum lumea întreagă înseamnă informație, haos și nu ordine, poate cândva, în viitor, teleportarea nu va fi decât o realitate banală din care vom face cu toții parte. Dacă vreți să citiți mai multe privitoare la călătoriile în timp, teleportare, atunci vă recomand cu mare încredere următoarele cărți: Jim Al-Khalili, Găuri negre, găuri de vierme și călătoria în timp, Robert Levine, Geografia timpului, cartea lui Jim Al-Khalili, Ce ne spune fizica despre lume, James Gleick, Călătoria în timp, Frank Wilczek, Fundamentele lumii fizice și Jim Baggott, Masa, Daniel Whiteson și Jorge Cham, Întrebări frecvente despre Univers, apărute la Editura Humanitas și Editura Publica.
