Вопрос на засыпку. Как заставить мозги шевелиться

Так что машины для телепорта – реальность, и я нахожу их поразительными. Однако, несмотря на прогресс, в ближайшее время люди точно не попадут на «Звездный путь». Количество данных, которые нужно передать для телепортации человека, огромно. Некоторые студенты-физики недавно подсчитали, что на перенос данных для восстановления триллионов триллионов (то есть 1024) атомов человеческого существа понадобится 350 000 возрастов Вселенной! И есть еще одна проблема. Все современное представление о телепортации на самом деле не перемещение объекта, а разрушение его и воссоздание в другом месте. Таким образом, чтобы телепортировать меня отсюда в Гавану, вам придется испарить меня здесь, чтобы воссоздать в конечной точке. Не говоря уже о философском и экзистенциальном кризисе, это может породить вопрос: я, который в Гаване, – вправду я? Не то чтобы я был в восторге от мысли превратиться в пыль хотя бы раз в жизни.

А поскольку телепортация на самом деле не перемещает вас, а воссоздает в другом месте – такая идея уже менее привлекательна, чем кажется на первый взгляд. Разговор по Skype, например, создает мгновенную аудио– и визуальную версию вас в другом месте, при этом не разрушая оригинал, – и не нужно хорошего воображения, чтобы представить: когда-нибудь появится улучшенная версия программы, с обратной связью, и это будет почти так же, как если бы вы телепортировались.

Все более и более распространенным явлением в виртуальном пространстве становится концепция аватаров, и, конечно, некоторые мыслители играют с идеей загрузить все наши мысли в машину, чтобы мы существовали в киберпространстве независимо от наших физических тел. Если это произойдет, то устройства для телепорта окажутся ненужными – задолго то того, как они станут реальностью.

Тем не менее «не слишком впечатляющие» устройства для переноса частиц, которые уже существуют, являются одним из самых выдающихся научных достижений нашего времени. Прежде всего тот факт, что такие машины работают на любом уровне, является ошеломляющим подтверждением квантовой теории – подтверждением того, что мы живем в двигающемся, загадочном мире, который работает не детерминированно, а на вероятностях. В нем есть что-то немного неутешительное про частицы, исчезающие в одном месте и появляющиеся в другом, но если это и правда именно то, как функционирует Вселенная – а кажется, так оно и есть, – вероятно, такое знание откроет нашим умам неведомые возможности и новые способы взглянуть на реальность.

Обычные технологии уже показали, что может быть сделано малыми усилиями для адаптации новой реальности к квантам. Компьютерные флешки, например, используют квантовое явление туннельного эффекта, который позволяет частицам мгновенно «перепрыгнуть» с одной стороны барьера на другую. Может ли концепция машины для телепортации быть разработана таким образом, чтобы дать нам множество технологий, которые пока нельзя предвидеть? Это кажется весьма вероятным. Уже сейчас ученые работают над идеями передачи данных, которые будут обрабатываться на компьютерах, чьи мощности и скорости значительно превышают используемые сейчас.

В то же время я не жду от ученых, что они построят машину для телепортации, чтобы в мгновение ока перенести меня на другой конец Вселенной или хотя бы на Гавайи. У меня есть своя машина для телепортации – прямо здесь, в моей голове. Она называется воображением. Ее легко запустить, она всегда готова к использованию – и, более того, позволяет мне создать образ моего места назначения, а заодно и моего прибытия туда. Иногда, чтобы разбудить воображение, мне нужна книга, фильм или немного музыки (или вопрос преподавателя Оксбриджа).

Сколько молекул в стакане воды? (Естественные науки, Кембридж)

Ответ прост – много. Молекулы настолько малы и их в стакане воды такое огромное количество, что невозможно их пересчитать явным образом. Поэтому я собираюсь дойти до ответа опосредованно. На самом деле расчет довольно прост – нам надо обратиться к основам химии и атомно-молекулярному учению.

Все началось с озарения одного человека, которого некоторые называют отцом химии, – Джона Дальтона. Уже в конце 1700-х годов ученые знали об атомах, но считали, что они все одного размера, и не задумывались о том, что атом каждого элемента уникален. Проводя эксперименты с газами, полученными из воздуха, Дальтон был удивлен, когда заметил, что чистый кислород не поглощает столько же водяного пара, сколько чистый азот. Он догадался, что это происходит потому, что атомы кислорода больше и тяжелее, чем атомы азота, и для воды остается меньше места. Если первое предположение было всего лишь блестящим, то следующее – просто гениальным.

Атомы, решил Дальтон, отличаются только соотношением весов. С этого момента веса оказались в центре внимания атомно-молекулярной химии – они-то и будут нашим способом подсчета молекул в стакане.