Beam us up, Scotty” (ściągnij nas, Scotty) – ta fraza, wypowiadana przez kapitana Kirka ze „Star Treka”, stała się symbolem teleportacji. W ułamku sekundy dzielny dowódca jest przenoszony z powierzchni planety na pokład statku Enterprise. Kto by nie chciał czegoś takiego spróbować? Zamiast stania w korkach, wątpliwych uroków podróżowania PKP czy okupowania poczekalni na lotniskach, wystarczyłoby wejść do teleportera (lub kominka należącego do Sieci Fiuu, jak w przypadku Harry’ego Pottera)
– i już!
Jeśli wierzyć profesorowi Michio Kaku, słynnemu amerykańskiemu fizykowi i specjaliście od rzeczy niemożliwych, mamy powody do optymizmu. Teleportacja, taka jak ta ze „Star Treka”, powinna wejść do powszechnego użytku najdalej za kilka stuleci. Już dziś naukowcy potrafią teleportować cząstki elementarne czy atomy. Za niecałą dekadę dojdziemy do etapu wirusów czy fragmentów DNA, więc przesłanie na odległość całego ciała człowieka stanie się tylko kwestią czasu. Wizja piękna, ale – niestety – kompletnie nieprawdziwa.
Czas oczekiwania: wieczność
Pierwsza przeszkoda pojawia się już na samym początku procesu. Aby teleportować gdzieś dowolny obiekt, trzeba najpierw zebrać dokładne dane o jego budowie. W przypadku cząstek czy atomów uczeni mierzą ich parametry fizyczne, czyli tzw. stan kwantowy. Jeśli chcielibyśmy zrobić to samo w przypadku człowieka, potrzebny byłby superdokładny skaner, który ustaliłby atom po atomie budowę ciała podróżnika. I musiałby to zrobić szybko, bo przecież cały czas ulega ono zmianom! Na razie nie dysponujemy tak dokładną technologią.
I nie wiadomo nawet, czy kiedykolwiek ona powstanie. Jak wytłumaczył mi prof. Jan Mostowski z Instytutu Fizyki PAN, gdybyśmy mieli zmierzyć dokładnie położenie wszystkich atomów w naszym ciele, to zmienilibyśmy przy tym ich stan stan kwantowy. A próbując ustalić ich stan kwantowy, zmienialibyśmy ich położenie. Tak działa zasada nieoznaczoności Heisenberga, jedno z podstawowych praw fizyki kwantowej. Wygląda więc na to, że potrzebny do teleportacji skaner zawsze zbierałby niedokładne informacje i istniałoby ryzyko, że teleportowana osoba różniłaby się od oryginału. A takie różnice mogłyby się fatalnie skończyć, o czym pisał Michael Crichton w powieści „Linia czasu”. Zakłócenia w czasie transmisji sprawiły, że układ krążenia i mózg teleportowanego człowieka funkcjonowały wadliwie i szybko odmówiły posłuszeństwa.
Załóżmy jednak, że udało nam się obejść zasadę nieoznaczoności i precyzyjnie zeskanować całe ciało. Powstaje wówczas gigantyczna ilość informacji. Jeśli weźmiemy pod uwagę tylko mózg – siedlisko naszej tożsamości, pamięci, uczuć i procesów myślowych – to do jego odtworzenia potrzeba byłoby 2,6 x 1042 bitów (czyli jakieś 3,25 miliona miliardów miliardów miliardów gigabajtów). Studenci IV roku fizyki z brytyjskiego University of Leicester policzyli, że gdybyśmy chcieli teleportować na okołoziemską orbitę całego człowieka, stosując dostępną dziś technologię (mikrofale o częstotliwości 30 GHz), to sam transfer danych zająłby 4 850 000 000 000 000 lat – czyli 350 tys. razy więcej czasu, niż upłynęło od Wielkiego Wybuchu. „Szybciej byłoby na piechotę!” – podsumowali badacze.
Potrzebna energia: nieosiągalna
Może jednak transmisję dałoby się przyśpieszyć? Owszem, teoretycznie jest to możliwe. Zamiast przekazywać informację o budowie człowieka atom po atomie, można zrobić to hurtem. Wystarczyłoby mieć jedną zbiorczą wiązkę informacji, w której będą zakodowane dane o całym człowieku. Taką wiązką jest tzw. fala de Broglie’a, czyli fala materii (w fizyce kwantowej każdy obiekt – od cząstki elementarnej po człowieka – może być traktowany jak fala).
W praktyce jednak pojawia się pewien problem, wynikający z nieubłaganych praw fizyki. Im bardziej skomplikowany obiekt opisuje fala materii, tym musi być krótsza. A im jest krótsza, tym więcej energii trzeba na jej wytworzenie. W przypadku pojedynczej cząstki elementarnej ta energia jest znikoma. Gdy jednak mówimy o całym człowieku, dochodzimy do nieosiągalnych wartości – wyjaśnia mój kolejny ekspert, dr Jakub Gac z Politechniki Warszawskiej. Najbardziej energetyczne fale w kosmosie to promieniowanie gamma, które powstaje podczas eksplozji gwiazd supernowych. Z obliczeń wynika jednak, że do teleportowania człowieka potrzebowalibyśmy czegoś o energii – uwaga – milion trylionów razy większej!
Prof. Michio Kaku nie miał więc racji. Teleportacja nie będzie możliwa nawet za kilkaset lat, bo prawa fizyki raczej nie zmienią się w tym okresie – i albo zabraknie nam na nią czasu, albo energii. Co ciekawe, ten drugi problem przewidział już „ojciec chrzestny” teleportacji, czyli XIX-wieczny pisarz Edward Page Mitchell. W jego powieści z 1877 r. zatytułowanej „The Man without a Body” (człowiek bez ciała) szalony naukowiec konstruuje teleporter. Niestety, w czasie eksperymentu dochodzi do awarii zasilania i badaczowi udaje się teleportować jedynie swoją głowę…
WARTO WIEDZIEĆ:
Sklonuj się lub zgiń
W książkach czy filmach science fiction roi się od wizji teleportacji, ale ich autorzy najczęściej pomijają milczeniem pewien istotny szczegół. Proces ten polega wszak na zebraniu szczegółowych danych o budowie człowieka w punkcie A, przesłaniu ich na dużą odległość i wiernym odtworzeniu całego ciała w punkcie B. W efekcie mamy więc do czynienia ze sklonowaniem danej osoby! Wizja tworzenia własnego bliźniaka przy każdej podróży jest trochę niepokojąca, dlatego w większości przypadków teleportacja pokazywana jest jako proces, w którym oryginał w punkcie A po prostu znika. To jednak z kolei oznacza, że aby skorzystać z tego cudownego środka transportu, trzeba najpierw umrzeć.
Czy teleportacja człowieka jest możliwa?
Rzeczywistość: Teleportacja człowieka na orbitę Ziemi trwałaby miliony miliardów lat. Energia potrzebna do teleportacji jest większa niż uwalniana przez wybuchającą gwiazdę supernową.
Fikcja: W serialu science fiction „Star Trek” teleportacja z powierzchni planety na pokład statku znajdującego się na orbicie jest natychmiastowa. Zasilanie teleportera zapewniają zasoby statku, więc energia potrzebna do jego działania jest stosunkowo niewielka.