Isang shot shot ng isang crewmember ang nahuli sa mid-transport. Credit ng larawan: Mga Larawan sa Archive ng CBS / Getty na imahe.

Ang pinaka imposible na teknolohiya mula sa Star Trek

At hindi nangangahulugang dapat tayong sumuko, ngunit nangangahulugan ito na marami tayong gawain na dapat gawin!

"Sinasabi ng 'Star Trek' na hindi pa nangyari ang lahat, hindi pa ito natuklasan, na bukas ay maaaring maging hamon at malakas ang pakiramdam tulad ng anumang oras na nabuhay ng tao." -Gene Roddenberry

Limampung taon na ang nakalilipas, isang bagong pangitain sa hinaharap ng sangkatauhan ang unang sumugod sa kamalayan ng mundo: ang pangitain ng Star Trek. Ang utak ng tagalikha na si Gene Roddenberry, tumakbo ito salungat sa nangingibabaw na etos ng panahon nito ng isang mundo na puno ng polusyon at pagkawasak ng mga tao, napuno ng makasarili, hindi pagkakasunod na pag-uugali, digmaan, alitan at salungatan. Ang hinaharap na kinatakutan ng mga tao ay isa sa nukleyar na taglamig, hindi ligtas na hangin at tubig, hindi pantay na pagtrato sa isa't isa at ng teknolohiya pa at higit na naghihiwalay sa atin sa ating sangkatauhan. At laban sa cultural backdrop na ito ay isinilang ang serye ng Star Trek.

Sa halip na isang dystopian hinaharap kung saan dinala ng sangkatauhan ang ating sariling pagkawasak, ito ay isang hinaharap kung saan umiiral ang teknolohiya upang mapalawak ang mapayapang mga hangarin at mithiin na karaniwang sa lahat ng tao. Ito ay isang hinaharap kung saan ang mga hangganan ng mga estado, mga bansa at kultura ay nailipat. Ito ay isang hinaharap kung saan ang pangarap ng United Nations ay pinalawak na hindi lamang sa buong Lupa, kundi sa isang napakaraming mga planeta na lampas sa aming Solar System: isang United Federation of Planets. Kung saan mapayapa nating pinagsama, ibinahagi ang teknolohiya at mga mapagkukunan at kung saan ang akumulasyon ng kayamanan o kapangyarihan ay hindi na puwersa sa pagmamaneho sa buhay ng sinuman. At ang paraan na nakamit natin iyon - sa Star Trek Universe - ay sa pamamagitan ng mga pagpapaunlad na nakinabang sa ating lahat.

Karl Urban bilang

Nagkasakit? Ang teknolohiyang medikal ay sumulong hanggang ngayon na ang kailangan mo lamang ay ang state-of-the-art na kagamitan at isang savvy na doktor, at gagaling ka sa anumang oras. Kailangan bang makipag-usap sa isang tao sa ibang mundo? Inilalagay ng sub-space na komunikasyon ang mga ito sa loob ng abot, sa gripo lamang ng isang pindutan sa iyong shirt. Hindi maintindihan ang kanilang wika? Isang "unibersal na tagasalin" ay nagbibigay ng ganap na hindi nauugnay, na may on-the-fly translation ng mga wika na nagaganap agad. Kailangan mo bang maglakbay papunta sa isang lugar na malayo? Warp drive at isang transporter ay pupunta ka doon sa hindi oras. Sa nakalipas na 50 taon, ang teknolohiya ay umunlad at umunlad sa isang tulin na hindi maiisip sa kahit na isang savvy technophile ng 1960. Habang ang marami sa mga "kamangha-manghang mga panaginip" ng orihinal na Star Trek na ito ay naging isang katotohanan, ang ilan sa mga teknolohiyang ito ay tila walang hanggan sa kabila ng ating pagkaunawa.

Ang komunikasyon sa sub-space - bukod sa ang katunayan na ang "sub-space" ay hindi umiiral - tumatakbo sa problema na likas sa espesyal na kapamanggitan: walang signal ang maaaring lumipat nang mas mabilis kaysa sa ilaw. Kung nais mong magpadala ng anumang impormasyon mula sa isang lokasyon sa spacetime hanggang sa isa pa, limitado ka sa distansya sa spacetime ang signal ay dapat maglakbay at ang unibersal na limitasyon ng bilis: ang bilis ng ilaw. Ang kabuuan ng entanglement ay maaaring "lokohin" ang bilis ng magaan na ito, ngunit hindi maaaring magpadala ng anumang impormasyon, dahil ang mga nakitang mga particle na kinakailangan upang malikha sa isang nakagambalang estado at pagkatapos ay dinala nang limitado sa pamamagitan ng bilis ng ilaw. Ang mga pagsukat na ginawa mo sa isang maliit na butil ay nakakaapekto sa kinalabasan ng iba pa, ngunit hindi ito nagpapadala ng anumang impormasyon; ang pagpapadala ng isang senyas ay hindi isang bagay na maaari mong gawin (hindi bababa sa, kasama ang aming kasalukuyang pag-unawa) sa pamamagitan ng mga nakitang mga particle.

Isang paglalarawan ng komunikasyon ng subspace. Credit ng larawan: Mula sa Star Trek Malalim na Space Siyam na Teknikal na Manwal.

Ang drive ng Warp ay masyadong isang kahabaan. Salamat sa ilang mga kamakailang pagsulong sa pangkalahatang kapamanggitan, natuklasan namin ang isang spacetime solution na umamin ng mas mabilis-kaysa-ilaw na paglalakbay mula sa isang lokasyon patungo sa isa pa sa pamamagitan ng paglikha ng isang literal na "larangan ng warp" sa loob ng isang bubble. Mayroong malaking mga hadlang na kailangang malampasan bago ito maging isang katotohanan, gayunpaman, kabilang ang:

  • ang kakayahang lumikha at pagkatapos ay hindi lumikha ng pagsasaayos na ito ng spacetime,
  • ang kakayahang maglagay ng kumplikadong bagay sa loob nito nang hindi masisira ito,
  • at ang kakayahang magawa ang lahat ng ito nang hindi nangangailangan ng isang mapagkukunan ng enerhiya na higit sa, sabihin, ang buong nilalaman ng mass-energy ng Araw.

Ang mga tao ay nagtatrabaho sa ito, siyempre, ngunit ang paglikha ng isang solusyon sa ad hoc sa pangkalahatang kapamanggitan ay isang kakaibang kwento mula sa pagkakaroon ng magagawa nitong teknolohiya.

Ang solusyon ng Alcubierre sa Pangkalahatang Pakakaugnayan, pagpapagana ng paggalaw na katulad ng warp drive. Credit ng larawan: gumagamit ng Wikimedia Commons na si AllenMcC.

Ngunit ang nakakapagtataka, ang transporter ng Star Trek ay tila isang imbensyon na magpakailanman ay hindi natin maaabot, higit sa chagrin ng mga manlalakbay sa mundo, ay magiging mga tulisan sa bangko at ipinagbawal ang mga Lotharios kahit saan. Tiyak, kung mayroon kang isang maliit na butil sa isang bahagi ng isang manipis na hadlang, mayroong isang hangganan ngunit ngunit di-zero na pagkakataon na ito ay iikot sa kabilang panig, kahit na wala itong sapat na enerhiya upang makarating doon. Ngunit para sa kahit isang maliit na koleksyon ng mga atomo, ang posibilidad ng "pag-aayos ng" sa kahulugan na iyon ay napakalaki ng maliit, maaari kang magkaroon ng bawat tao na nabuhay na maghintay sa buong edad ng Uniberso at hindi kailanman magkaroon ng isang solong paglipat ng mas maraming bilang isang micron .

Tatlong miyembro ng tauhan ng Star Trek ang bumagsak sa barko. Credit ng larawan: Mga Larawan sa Archive ng CBS / Getty na imahe.

Ngunit OK lang iyon. Ang paraan na sinasabing gumagana ang transporter ay hindi upang ilipat ang iyong aktwal na mga atomo, ngunit upang i-teleport ang iyong impormasyon mula sa isang lokasyon patungo sa isa pa, at muling makabuo sa iyong patutunguhan. Sa orihinal na Star Trek, ang saklaw ay nauunawaan na may hangganan at limitado sa ilang libu-libong mga kilometro. Sa kamakailang Star Trek Into Darkness, mayroong isang teleportation mula sa Earth hanggang sa Klingon home home! Habang ang dami ng teleportation ay isang tunay na kababalaghan, tulad ng isinulat ni Chad Orzel, naiiba ito mula sa kung paano ipinaglihi sa Star Trek, lalo na isinasaalang-alang na ang paglilipat ng impormasyon ay nakasalalay sa bilis ng ilaw, at ang tahanan ng Klingon sa mundo ay nasa paligid ng 90 light years mula sa Lupa!

Ang transportasyon ni John Harrison sa Star Trek Sa Madilim. Credit ng larawan: KANE2026 ng scifiempire.net, naitaas mula sa malayang magagamit na trailer ng sine.

Ang maaari mong gawin ay ang paglipat ng isang di-makatwirang halaga ng impormasyon mula sa isang lokasyon patungo sa isa pa sa pamamagitan ng proseso ng teleportation ng dami. Ang pangalan ay isang bit ng isang maling katotohanan, dahil hindi ito ang teleportation ng aktwal na mga particle ng kabuuan, ngunit ng impormasyon tungkol sa mga estado ng mga particle ng dami. Gumawa ng sapat na mga pares ng mga nabagong mga particle sa pagitan ng dalawang magkakaibang lokasyon, at maaari mong i-teleport ang impormasyong mula sa isang lokasyon patungo sa isa pa: maaari mong ilipat ang estado at ang impormasyon ng isang bagay mula sa punto A hanggang point B nang hindi kinakailangang ilipat ang bagay mismo. Ang pagtuklas na ito ay ginawa noong 1993 ng koponan ni Charles H. Bennett, Gilles Brassard, Claude Crépeau, Richard Jozsa, Asher Peres at William K. Wootters sa kanilang papel, "Teleporting isang hindi kilalang estado ng dami sa pamamagitan ng dobleng klasikal at Einstein-Podolsky-Rosen mga channel. " Posible na ang pagsasama-sama ng diskarteng ito sa lumilitaw na teknolohiya ng kabuuan ng computing ay maaaring paganahin ang buong impormasyon sa pag-encode ng isang buhay na tao na mai-scan sa at teleport mula sa isang lokasyon patungo sa isa pa. O, kung hindi mo nakita ang anumang kailangan upang sirain ka, ang orihinal na kopya, marahil maaari kang mai-clone nang buo sa prosesong ito!

Sina Tom at Will Riker, na-clon mula sa parehong transported copy, nang magkita sa bawat isa sa episode na

Ang hamon, gayunpaman, ay muling pagtatayo ng bagay na iyon sa pagtatapos ng estado. Alam kung ano ang estado ng impormasyon ng isang tao - kabilang ang lahat ng kanilang mga sangkap ng sangkap - ay isang bagay, ngunit ang pagbubuo muli na ang tao ay lubos na isa pang bagay na buo. Sa kabila ng isang $ 14 na trilyon na programa na inilunsad ng Russia - ang National Technology Initiative - na may layunin ng teleporting isang tao sa pamamagitan ng 2035, hindi malinaw na ang bahaging ito ng teknolohiya ay posible na ibinigay ng aming kasalukuyang pag-unawa sa pisika. Upang mangarap kahit na gawin iyon ay nangangailangan ng hindi lamang paglalagay ng lahat ng mga particle na magbabalik sa iyo sa magkakasamang pagsasaayos, ngunit sa parehong mga posisyon at sandali na mayroon sila bago ka naka-teleport. Isipin ang pagkakaiba sa pagitan ng isang buhay na tao at isang bangkay ng isang tao: walang mga partikulo na kinakailangang magkakaiba, ito lamang ang paraan na ang mga partikulo ay nakaposisyon at lumipat sa pagsasaayos na iyon. Ngunit ang pisika ay hindi kahit na ipaalam sa iyo ang mga dalawang piraso ng impormasyon sa parehong oras, mas kaunti ang muling pagpaparami sa kanila.

Isang paglalarawan sa pagitan ng likas na kawalan ng katiyakan sa pagitan ng posisyon at momentum sa antas ng kabuuan. Credit credit: E. Siegel, batay sa trabaho mula sa gumagamit ng Wikimedia Commons na Maschen.

Nakikita mo, mayroong isang likas na kawalan ng katiyakan sa pagitan ng momentum at posisyon para sa bawat butil, na hinihiling na kung alam mo ang isa sa mga katangiang iyon sa isang tiyak na antas ng katumpakan, ang isa pa ay likas na hindi sigurado upang ang produkto ng dalawa ay laging may hangganan at hindi zero. Si Lawrence Krauss, sa kanyang aklat na The Physics of Star Trek, wastong nagpapakilala na kakailanganin ng isang tao ng ilang uri ng hypothetical na "Heisenberg Compensator" para sa mga ito, na tila lumalabag sa pangunahing mga patakaran ng mga mekanika ng dami. Nang ang mga tagalikha ng Star Trek ay dumating sa ideya ng Heisenberg Compensator, tinanong sila kung paano sila nagtrabaho. Ang kanilang tugon? "Nagtatrabaho sila nang maayos, salamat." Sa kasamaang palad, ito ay isang kaso kung saan kahit gaano kalayo ang pag-unlad ng teknolohiya, palaging ito ay tatalian ng mga batas ng kalikasan.

Ang post na ito ay unang lumitaw sa Forbes, at dinala sa iyo ng ad-free ng aming mga tagasuporta ng Patreon. Mag-puna sa aming forum, at bilhin ang aming unang libro: Higit pa sa The Galaxy!