Принимая во внимание огромное разнообразие коммерческих лазеров и мощь лазеров военных, трудно не задаться вопросом: почему у нас нет лучевых ружей и пушек, пригодных к использованию на поле боя? В фантастических фильмах лучевые ружья и пистолеты того или иного сорта, как правило, являются самым распространенным и привычным оружием. Почему мы не работаем над созданием такого оружия?

Простой ответ на этот вопрос заключается в отсутствии у нас портативных источников энергии достаточной мощности. Это не пустяк. Для лучевого оружия потребовались бы миниатюрные батареи размером с ладонь, но соответствующие при этом по мощности громадной электростанции. В настоящее время единственный способ получить в пользование мощность крупной электростанции — построить таковую. А самый маленький военный прибор, способный служить вместилищем для подобных энергий, — миниатюрная водородная бомба, которая, к несчастью, может уничтожить не только цель, но и вас самих.

Существует и вторая проблема — стабильность излучающего вещества, или рабочего тела. Теоретически количество энергии, которое можно закачать в лазер, ничем не ограничено. Но проблема в том, что рабочее тело ручного лазерного пистолета оказалось бы нестабильным. Кристаллические лазеры, к примеру, перегреваются и трескаются, если закачать в них слишком много энергии. Следовательно, для создания чрезвычайно мощного лазера — такого, что способен был бы испарить предмет или нейтрализовать противника, — потребуется, возможно, использовать энергию взрыва. В этом случае, естественно, о стабильности рабочего тела можно уже не думать, ведь наш лазер будет одноразовым.

Проблемы с созданием портативных источников энергии и стабильных излучающих материалов делают существование лучевых ружей невозможным при нынешнем уровне техники. Вообще, лучевую пушку создать можно, только если подвести к ней кабель от источника энергии. Возможно, с применением нанотехнологий мы сможем когда-нибудь создать миниатюрные батареи, способные хранить или генерировать энергию, которой хватило бы для создания мощных всплесков — необходимого атрибута ручного лазерного оружия. В настоящее время, как мы уже убедились, нанотехнологии пребывают в зачаточном состоянии. Да, ученым удалось создать на атомном уровне кое-какие устройства — очень остроумные, но совершенно непрактичные, такие как атомные счеты или атомная гитара. Но вполне может так случиться, что еще в этом или, скажем, в следующем веке нанотехнологии действительно дадут нам миниатюрные батареи для хранения сказочного количества энергии.

Со световыми мечами та же проблема. После выхода в 1970 г. фильма «Звездные войны» игрушечные световые мечи мгновенно обрели немыслимую популярность среди мальчишек. Многие критики сочли своим долгом указать, что в реальности такие устройства невозможны. Во-первых, свет невозможно сделать твердым. Свет движется со скоростью света, поэтому отвердить его невозможно. Во-вторых, луч света не может резко обрываться в пространстве, как это делают световые мечи в «Звездных войнах». Луч света невозможно остановить, он вечно находится в движении; реальный световой меч уходил бы далеко в небо.

На самом деле существует способ изготовить своего рода световой меч из плазмы, или перегретого ионизированного газа. Если плазму разогреть в достаточной степени, она будет светиться в темноте и резать сталь, кстати говоря, тоже. Плазменный световой меч мог бы представлять собой тонкую телескопическую трубку, которая выдвигается из рукоятки.

В трубку из рукоятки выпускается горячая плазма, которая затем выходит наружу через маленькие отверстия по всей длине «клинка». Плазма, поднимаясь из рукоятки вдоль клинка и выходя наружу, образует длинный светящийся цилиндр перегретого газа, достаточно горячего, чтобы плавить сталь. Такое устройство иногда называют плазменным факелом.

Таким образом, мы можем создать высокоэнергетическое устройство, напоминающее световой меч. Но здесь, как и в ситуации с лучевыми ружьями, придется сначала обзавестись мощной портативной батареей. Так что или вы при помощи нанотехнологий создадите миниатюрную батарею, способную снабжать ваш световой меч громадным количеством энергии, или вам придется соединить его с источником энергии при помощи длинного кабеля.

Итак, хотя лучевые ружья и световые мечи можно в какой-то форме создать и сегодня, ручное оружие, которое мы видим в научно-фантастических фильмах, при современном уровне техники невозможно. Но позже в этом веке или, может быть, в следующем развитие науки о материалах и нанотехнологий вполне может привести к созданию того или иного вида лучевого оружия, что позволяет нам определить его как невозможность I класса.

Чтобы построить Звезду смерти — лазерную пушку, способную уничтожить целую планету и навести ужас на галактику, как показано в «Звездных войнах», необходимо создать самый мощный лазер, какой только можно представить. В настоящее время самые мощные, наверное, на Земле лазеры используются для получения температур, которые в природе можно обнаружить только в ядрах звезд. Возможно, эти лазеры и основанные на них реакторы синтеза когда-нибудь помогут нам на Земле обуздать звездную энергию.

В реакторах синтеза ученые пытаются воспроизвести процессы, которые происходят в космосе при формировании звезды. Поначалу звезда возникает как громадный шар неоформленного водорода. Затем гравитационные силы сжимают газ и тем самым разогревают его; постепенно температура внутри достигает астрономических значений. К примеру, глубоко в сердце звезды температура может вырасти до 50-100 млн градусов. Там достаточно жарко, чтобы ядра водорода начали слипаться друг с другом; при этом возникают ядра гелия и выделяется энергия. В процессе синтеза гелия из водорода небольшая часть массы превращается в энергию согласно знаменитой формуле Эйнштейна Е = mc². Это и есть источник, из которого звезда черпает свою энергию.

В настоящее время ученые пытаются обуздать энергию ядерного синтеза двумя путями. Оба пути оказались куда более сложными для реализации, чем представлялось ранее.

Первый метод основан на так называемом инерционном удержании. При помощи самых мощных на Земле лазеров в лаборатории искусственно создается кусочек солнца. Твердотельный лазер на неодимовом стекле идеально подходит для воспроизведения высочайших температур, которые можно обнаружить только в ядрах звезд. В эксперименте используются лазерные системы размером с хороший завод; целая батарея лазеров, входящих в такую систему, выстреливает в длинный туннель серию параллельных лучей. Затем эти мощные лазерные лучи отражаются от системы небольших зеркал, установленных вокруг сферического объема. Зеркала точно фокусируют все лазерные лучи, направляя их на крошечный шарик из богатого водородом вещества (такого, как дейтерид лития, активное вещество водородной бомбы). Обычно ученые используют шарик размером с булавочную головку и весом всего около 10 мг.

Лазерная вспышка мгновенно разогревает поверхность шарика, вызывая испарение верхнего слоя вещества и резкое сжатие шарика. Он «схлопывается», и возникающая при этом ударная волна доходит до самого его центра и заставляет температуру внутри шарика подскочить до миллионов градусов — уровня, необходимого для слияния ядер водорода с образованием ядер гелия. Температура и давление достигают таких астрономических значений, что выполняется критерий Лоусона, тот самый, который выполняется также в ядрах звезд и при взрывах водородных бомб. (Критерий Лоусона утверждает, что для запуска термоядерной реакции синтеза в водородной бомбе, в звезде или в реакторе должны быть достигнуты определенные уровни температуры, плотности и времени удержания.)

В процессе термоядерного синтеза с инерционным удержанием высвобождается громадное количество энергии, в том числе в виде нейтронов. (Температура дейтерида лития может достигать 100 млн градусов по шкале Цельсия, а плотность — двадцатикратной плотности свинца.) Происходит всплеск нейтронного излучения от шарика. Нейтроны попадают в сферическое «одеяло» из вещества, окружающее камеру реактора, и нагревают его. Затем полученное тепло используется для кипячения воды, а пар уже можно использовать для вращения турбины и получения электричества.

Проблема, однако, состоит в том, чтобы сфокусировать высокоэнергетические лучи и равномерно распределить их излучение по поверхности крошечного шарика. Первой серьезной попыткой лазерного термоядерного синтеза стала «Шива» — двадцатилучевая лазерная система, построенная в Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса (LLNL) и запущенная в 1978 г. (Шива — многорукая богиня индуистского пантеона, которую напоминает многолучевая лазерная система.) Результаты работы лазерной системы «Шива» оказались обескураживающими; тем не менее с ее помощью удалось доказать, что лазерный термоядерный синтез технически возможен. Позже на смену «Шиве» пришел лазер «Нова», десятикратно превосходивший «Шиву» по мощности. Но и «Нова» оказалась не в состоянии обеспечить водородному шарику должное зажигание. Как бы то ни было, обе эти системы проложили путь к намеченным исследованиям на новой установке National Ignition Facility (NIF), сооружение которой началось в LLNL в 1997 г.

Предполагается, что работа NIF начнется в 2009 г. Эта чудовищная машина представляет собой батарею из 192 лазеров, которые выдают в коротком импульсе громадную мощность 700 трлн ватт (суммарный выход примерно 70 0000 крупных атомных энергоблоков). Это новейшая лазерная система, разработанная специально для полного термоядерного сжигания насыщенных водородом шариков. (Критики указывают также на ее очевидное военное значение — ведь такая система способна имитировать процесс детонации водородной бомбы; возможно, она позволит создать ядерное оружие нового типа — бомбу, основанную исключительно на процессе синтеза, для детонации которой уже не нужен урановый или плутониевый атомный заряд.)

Но даже система NIF, предназначенная для обеспечения процесса термоядерного синтеза и имеющая в своем составе самые мощные на Земле лазеры, не может хотя бы отдаленно сравниться по мощи с разрушительной силой Звезды смерти, известной нам по «Звездным войнам». Для создания подобного устройства нам придется поискать другие источники энергии.

Второй метод, который в принципе могли бы использовать ученые для обеспечения Звезды смерти энергией, известен как магнитное удержание — процесс, при котором горячая водородная плазма удерживается на месте при помощи магнитного поля.

Именно этот метод, вполне возможно, послужит прототипом для первых коммерческих термоядерных реакторов. В настоящее время самый продвинутый проект этого типа — Международный термоядерный экспериментальный реактор (ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor). В 2006 г. несколько стран (в том числе Европейский союз, Соединенные Штаты, Китай, Япония, Корея, Россия и Индия) решили построить такой реактор в Кадараше на юге Франции. В нем водород должен разогреваться до 100 млн градусов по Цельсию. Не исключено, что ITER станет первым термоядерным реактором в истории, которому удастся произвести энергии больше, чем потребить. Он рассчитан на производство 500 МВт мощности в течение 500 с (текущий рекорд составляет 16 МВт мощности в течение одной секунды). Планируется, что первая плазма будет получена в ITER к 2016 г., а полностью установка вступит в строй в 2022 г. Проект стоит 12 млрд долл. и является третьим по стоимости научным проектом в истории (после Манхэттенского проекта и Международной космической станции).

С виду установка ITER похожа на большой бублик, оплетенный снаружи громадными кольцами электрической обмотки; внутри бублика циркулирует водород. Обмотку охлаждают до состояния сверхпроводимости, а затем закачивают в нее гигантское количество электроэнергии, создавая магнитное поле, которое и удерживает плазму внутри бублика. Когда же электрический ток пропускают непосредственно через бублик, газ внутри его нагревается до звездных температур.

Причина, по которой ученые так заинтересованы в проекте ITER, проста: в перспективе он обещает создание дешевых источников энергии. Топливом для термоядерных реакторов служит обычная морская вода, богатая водородом. Получается, по крайней мере на бумаге, что термоядерный синтез может обеспечить нас дешевым и неистощимым источником энергии.

Так почему же у нас до сих пор нет реакторов термоядерного синтеза? Почему уже несколько десятилетий — с того момента, как в 1950-х гг. была разработана схема процесса — мы не можем добиться реальных результатов? Проблема в том, что равномерно сжать водородное топливо невероятно трудно. В ядрах звезд гравитация заставляет водород принимать идеальную сферическую форму, в результате чего газ прогревается чисто и равномерно.

Лазерный термоядерный синтез в установке NIF требует, чтобы лучи лазеров, воспламеняющие поверхность водородного шарика, были совершенно одинаковыми, а добиться этого чрезвычайно трудно. В установках с магнитным удержанием большую роль приобретает тот факт, что магнитное поле имеет северный и южный полюса; в результате равномерно сжать газ в правильную сферу чрезвычайно трудно.

Лучшее, что мы способны создать, — это магнитное поле в форме бублика. Но процесс сжатия газа напоминает сжимание в руках воздушного шарика. Каждый раз, когда вы сжимаете шарик с одного конца, воздух выпячивает его в другом месте. Сжимать шарик одновременно и равномерно во всех направлениях — непростая задача. Горячий газ, как правило, утекает из магнитной бутылки; рано или поздно он достигает стен реактора, и процесс термоядерного синтеза прекращается. Именно поэтому так трудно сжать водород в достаточной степени и удерживать его сжатым даже в течение секунды.

В отличие от современных атомных станций, где происходит расщепление атомов, реактор термоядерного синтеза не будет давать большого количества ядерных отходов. (Каждый из традиционных атомных энергоблоков производит в год 30 т чрезвычайно опасных ядерных отходов. В противовес этому ядерные отходы термоядерного реактора по большей части будут представлять собой радиоактивную сталь, которая останется после его разборки.)

Не стоит надеяться, что в ближайшее время термоядерный синтез полностью решит энергетические проблемы Земли. Француз Пьер-Жилль де Женн, нобелевский лауреат в области физики, говорит: «Мы говорим, что положим Солнце в ящик. Красивая идея. Проблема в том, что мы не знаем, как сделать этот ящик». Но исследователи надеются, что, если все пойдет хорошо, лет через сорок ITER поможет ученым проложить путь к коммерческому производству термоядерной энергии — энергии, которая однажды может стать источником электричества для наших домов. Когда-нибудь, возможно, термоядерные реакторы позволят нам на Земле безопасно пользоваться звездной энергией и смягчат тем самым наши энергетические проблемы. Но даже термоядерные реакторы с магнитным удержанием не смогут обеспечить энергией оружие, подобное Звезде смерти. Для этого потребуются совершенно новые разработки.

Существует еще одна возможность построить лазерную пушку Звезды смерти на основании сегодняшних технологий — при помощи водородной бомбы. Батарея рентгеновских лазеров, обуздывающих и фокусирующих мощь ядерного оружия, могла бы в теории дать достаточно энергии для работы устройства, способного взорвать целую планету.

Ядерные реакции высвобождают примерно в 100 млн раз больше энергии на единицу массы, чем химические. Куска обогащенного урана размером не больше теннисного мяча хватило бы, чтобы спалить в огненном вихре целый город, несмотря на то что в энергию превращается всего 1 % массы урана. Как мы уже говорили, существует множество способов закачки энергии в рабочее тело лазера, а значит, и в лазерный луч. Самый мощный из этих способов — гораздо более мощный, чем все остальные, — заключается в использовании энергии взрыва ядерной бомбы.

Рентгеновские лазеры имеют громадное значение, как военное, так и научное. Очень маленькая длина волны рентгеновского излучения позволяет использовать такие лазеры для зондирования на атомных расстояниях и дешифровки атомной структуры сложных молекул, что чрезвычайно сложно делать обычными методами. Возможность «видеть» атомы в движении и различать их расположение внутри молекулы заставляет совершенно по-новому взглянуть на химические реакции.

Водородная бомба испускает громадное количество энергии в виде рентгеновского излучения, поэтому рентгеновские лазеры можно накачивать энергией ядерного взрыва. В науке с рентгеновскими лазерами теснее всего связан Эдвард Теллер, «отец» водородной бомбы.

Между прочим, именно Теллер в 1950-е гг. свидетельствовал перед конгрессом, что Роберту Оппенгеймеру, возглавлявшему до этого Манхэттенский проект, нельзя доверить дальнейшую работу над водородной бомбой из-за его политических взглядов. Показания Теллера привели к тому, что Оппенгеймер был опорочен и лишен допуска к секретным материалам; многие видные физики так и не смогли простить этого Теллеру.

(Мои собственные контакты с Теллером начались еще в старших классах школы. Я тогда провел серию экспериментов по природе антиматерии, выиграл главный приз на научной ярмарке в Сан-Франциско и поездку на Национальную научную ярмарку в Альбукерке, штат Нью-Мексико. Вместе с Теллером, который всегда уделял внимание талантливым молодым физикам, я принял участие в передаче местного телевидения. Позже я получил от Теллера инженерную стипендию имени Герца, которая помогла мне оплатить обучение в Гарварде. Несколько раз в год я ездил к Теллеру домой, в Беркли, и там довольно близко познакомился с его семьей.)

Принципиально рентгеновский лазер Теллера представляет собой небольшую ядерную бомбу, окруженную медными стержнями. Взрыв ядерного боеприпаса порождает сферическую взрывную волну интенсивного рентгеновского излучения. Эти лучи высокой энергии проходят через медные стержни, которые играют роль рабочего тела лазера и фокусируют энергию рентгеновского излучения в мощные пучки. Полученные рентгеновские лучи можно затем направить на вражеские боеголовки. Конечно, такое устройство можно использовать только один раз, поскольку ядерный взрыв приведет к саморазрушению рентгеновского лазера.

Первое испытание рентгеновского лазера, получившее название «тест Кабра» (Cabra), было проведено в 1983 г. В подземной шахте была взорвана водородная бомба, а затем беспорядочный поток рентгеновского излучения от нее был сфокусирован и превращен в когерентный рентгеновский лазерный пучок. Первоначально испытания были признаны успешными; фактически именно этот успех в 1983 г. вдохновил президента Рейгана на историческое заявление о намерении построить оборонительный щит из «Звездных войн». Так была запущена многомиллиардная программа строительства сети устройств, подобных рентгеновским лазерам с ядерной накачкой, для сбивания вражеских межконтинентальных баллистических ракет. Работы по этой программе продолжаются и сегодня. (Позже выяснилось, что датчик, предназначенный для регистрации и измерения излучения во время исторического испытания, был разрушен; таким образом, его показаниям доверять было нельзя.)

Можно ли на самом деле сбивать боеголовки баллистических ракет при помощи такого нетривиального устройства? Не исключено. Но не следует забывать, что неприятель может придумать множество простых и недорогих способов нейтрализации подобного оружия (так, можно было бы обмануть радар, выпустив миллионы дешевых ложных целей; или придать боеголовке вращение, чтобы рассеять таким образом рентгеновское излучение; или придумать химическое покрытие, которое защитило бы боеголовку от рентгеновского луча). В конце концов, противник мог бы просто наладить массовое производство боеголовок, которые пробили бы щит «Звездных войн» просто за счет своего количества.

Поэтому рентгеновские лазеры с ядерной накачкой на данный момент не в состоянии защитить от ракетного нападения. Но можно ли создать на их основе Звезду смерти, способную уничтожить целую планету или стать действенным средством защиты от приближающегося астероида?

Можно ли создать оружие, способное уничтожить целую планету, как в «Звездных войнах»? В теории ответ прост: да. Причем несколькими путями.

Для энергии, высвобождаемой при взрыве водородной бомбы, нет никаких физических ограничений. Вот как это происходит. (Подробное описание водородной бомбы даже сегодня правительство США относит к высшей категории секретности, но в общих чертах ее устройство достаточно хорошо известно.) Водородная бомба изготавливается в несколько этапов. Объединив нужное количество этапов в надлежащей последовательности, можно получить ядерную бомбу почти любой наперед заданной мощности.

Первый этап — стандартная бомба на реакции деления, или атомная бомба; в ней энергия урана-235 используется для генерации всплеска рентгеновского излучения, как это произошло в Хиросиме. За долю секунды до того, как взрыв атомной бомбы разнесет все в клочья, появляется расширяющаяся сфера мощного рентгеновского импульса. Это излучение обгоняет собственно взрыв (так как движется со скоростью света); его успевают сфокусировать заново и направить на контейнер с дейтеридом лития — активным веществом водородной бомбы. (Как именно это делается — все еще государственная тайна.) Рентгеновское излучение падает на дейтерид лития, заставляет его мгновенно сжаться и разогревает до миллионов градусов, вызывая тем самым второй взрыв, гораздо мощнее первого. Всплеск рентгеновского излучения, возникающий при этом втором взрыве, можно затем перефокусировать на вторую порцию дейтерида лития и вызвать третий взрыв. Вот принцип, в соответствии с которым можно поместить рядом множество контейнеров с дейтеридом лития и получить водородную бомбу невообразимой мощности. Так, самой мощной бомбой в истории человечества была двухступенчатая водородная бомба, которую взорвал в 1961 г. Советский Союз. Тогда произошел взрыв мощностью 50 млн т в тротиловом эквиваленте, хотя теоретически эта бомба способна была дать мощность более чем в 100 мегатонн тротила (что примерно в 5000 раз больше мощности бомбы, сброшенной на Хиросиму).

Однако для воспламенения целой планеты нужны совсем другие мощности. Для этого Звезде смерти пришлось бы запустить в космос тысячи таких рентгеновских лазеров, которые затем должны были бы выстрелить одновременно. (Для сравнения скажем, что в разгар холодной войны Соединенные Штаты и Советский Союз накопили примерно по 30 000 ядерных бомб.) Суммарной энергии такого громадного числа рентгеновских лазеров хватило бы, чтобы воспламенить поверхность планеты. Поэтому Галактическая империя будущего, отстоящая от нас на сотни тысяч лет, смогла бы, разумеется, создать такое оружие.

Для высокоразвитой цивилизации есть и другой путь: создать Звезду смерти, которая бы использовала энергию космического источника гамма-всплесков. От такой Звезды смерти исходила бы вспышка излучения, по мощности уступающая только Большому взрыву. Источники гамма-всплесков — это природное явление, они существуют в космосе; тем не менее вполне представимо, что когда-нибудь развитая цивилизация сможет обуздать их громадную энергию. Не исключено, что если взять под контроль вращение звезды задолго до ее коллапса и рождения гиперновой, то можно будет направить «выстрел» источника гамма-всплесков в любую точку пространства.

Космические источники гамма-всплесков были впервые замечены в 1970-х гг. на запущенных американскими военными спутниках «Вела» (Vela), предназначенных для обнаружения «лишних вспышек» — свидетельств незаконного взрыва ядерной бомбы. Но вместо вспышек на поверхности Земли спутники зарегистрировали гигантские всплески излучения из космоса. Первоначально неожиданное открытие вызвало в Пентагоне настоящую панику: неужели Советы испытывают новое ядерное оружие в дальнем космосе? Позже было установлено, что всплески поступают равномерно со всех направлений небесной сферы; это означало, что на самом деле они приходят в галактику Млечный Путь извне. Но, если предположить действительно внегалактическое происхождение всплесков, то мощность их получится поистине астрономической — ведь они способны «осветить» всю видимую вселенную.

После развала Советского Союза в 1990 г. Пентагон неожиданно рассекретил громадное количество астрономических данных. Астрономы были поражены. Они внезапно поняли, что перед ними новое загадочное явление из тех, что заставляют время от времени переписывать учебники и справочники.

Продолжительность гамма-всплесков невелика и составляет от нескольких секунд до нескольких минут, поэтому для их обнаружения и анализа необходима тщательно организованная система датчиков. Сначала спутники регистрируют всплеск гамма-излучения и посылают на Землю точные координаты источника. Полученные координаты передаются на оптические или радиотелескопы, которые, в свою очередь, наводятся на указанную точку небесной сферы.

Хотя в настоящий момент о гамма-всплесках известно далеко не все, одна из теорий их происхождения гласит, что источники гамма-всплесков — «гиперновые» необычайной силы, оставляющие после себя массивные черные дыры. В этом случае получается, что источники гамма-всплесков — чудовищные черные дыры в стадии формирования.

Но черные дыры испускают два джета, два потока излучения, из южного полюса и из северного, как у вращающегося волчка. Излучение гамма-всплеска, который мы регистрируем, принадлежит, очевидно, одному из этих потоков — тому, который оказался направлен в сторону Земли. Если бы поток гамма-излучения от такого источника оказался бы направлен точно на Землю, а сам источник находился бы в нашей галактической окрестности (на расстоянии нескольких сотен световых лет от Земли), его мощности хватило бы, чтобы полностью уничтожить жизнь на нашей планете.

Сначала электромагнитный импульс, созданный рентгеновским излучением от источника гамма-всплесков, вывел бы из строя все электронное оборудование на Земле. Мощный луч рентгеновского и гамма-излучения нанес бы земной атмосфере непоправимый вред, уничтожив защитный озоновый слой. Затем поток гамма-излучения разогрел бы поверхность Земли, вызвав чудовищные огненные бури, которые со временем охватили бы всю планету. Может быть, источник гамма-всплесков и не взорвал бы планету, как показано в фильме «Звездные войны», но наверняка уничтожил бы на ней все живое, оставив после себя обугленную пустыню.

Можно предположить, что цивилизация, опередившая нас в развитии на сотни миллионов лет, научится направлять подобные черные дыры на желаемую цель. Этого можно добиться, если научиться управлять движением планет и нейтронных звезд и направлять их в умирающую звезду под точно рассчитанным углом непосредственно перед коллапсом. Относительно небольших усилий будет достаточно, чтобы отклонить ось вращения звезды и нацелить ее в нужном направлении. Тогда умирающая звезда превратится в самую большую лучевую пушку, какую только можно представить.

Подведем итог. Использование мощных лазеров для создания портативного или ручного лучевого оружия и световых мечей следует отнести к I классу невозможности — по всей видимости, это станет возможным в недалеком будущем или, скажем, в ближайшие сто лет. Но чрезвычайно сложная задача нацеливания вращающейся звезды перед взрывом и превращением ее в черную дыру, т. е. преобразование ее в Звезду смерти, должна рассматриваться как невозможность II класса — нечто, что не противоречит явно законам физики (ведь источники гамма-всплесков существуют в реальности), но может быть реализовано только далеко в будущем, через тысячи или даже миллионы лет.

Телепортация, или способность мгновенно перемещать людей и предметы из одного места в другое, — это умение, которое может изменить направление развития цивилизации и повлиять на судьбы стран и народов. Так, телепортация раз и навсегда изменила бы принципы и правила ведения войны: владея этим искусством, военачальники могли бы мгновенно закидывать войска в тыл противника или просто телепортировать вражеское руководство в удобное место и захватить его. Транспортная система сегодняшнего дня — автомобили, корабли, самолеты и железные дороги вместе с обслуживающими их многочисленными отраслями промышленности — сразу устарели бы; мы могли бы просто телепортироваться из дома на работу и мгновенно перекидывать грузы и товары в нужное место. Отпуска перестали бы быть проблемой — мы легко телепортировались бы прямо к месту отдыха, Телепортация изменила бы все.

Самые ранние упоминания о телепортации можно обнаружить в религиозных текстах, например в Библии, где духи то и дело переносят людей с места на место. К примеру, это место из Деяний апостолов Нового Завета предполагает, по всей видимости, телепортацию Филиппа из Газы в Азот.

Телепортация — среди прочих трюков и иллюзий — входит в репертуар любого мага: кролики из шляпы, карты из рукава, монеты из-за уха ничего не подозревающего зрителя. Один из самых впечатляющих трюков недавнего времени — исчезновение слона на глазах изумленной аудитории. Выглядит это следующим образом. Гигантского слона весом в несколько тонн помещают в клетку. Взмах волшебной палочки — и слон исчезает, к немалому изумлению публики. (Конечно, на самом деле слон никуда не девается. Трюк осуществляется при помощи зеркал. Клетка, в которую помещают слона, не простая. Позади каждого прута имеется зеркало — длинное узкое вертикальное зеркало. Каждое из этих зеркал может поворачиваться вокруг вертикальной оси. В начале номера, когда зеркала развернуты поперек и как бы спрятаны за прутьями клетки, зрителям их не видно — зато видно слона в клетке. Зато когда зеркала по команде иллюзиониста поворачиваются и встают под углом 45° к аудитории, изумленным зрителям остается только вглядываться в отраженное изображение боковой стенки клетки, за которой нет никакого слона.)

Первое упоминание о телепортации в научно-фантастическом произведении мы находим в рассказе Эдварда Пейджа Митчелла «Человек без тела», опубликованном в 1877 г. В этом рассказе некий ученый открыл способ разобрать кошку на атомы я передать их по телеграфным проводам. К несчастью, в тот момент, когда ученый пытался телепортироваться сам, прекратилось электропитание. В результате успешно телепортировалась только его голова.

Сэр Артур Конан Дойл, создатель знаменитого Шерлока Холмса, был буквально очарован идеей телепортации. Написав большое количество детективных рассказов и романов про приключения Шерлока Холмса, он устал от своего героя и в конце концов прикончил его, заставив вместе с профессором Мориарти упасть в ущелье у Рейхенбахского водопада. Но возмущение читателей оказалось столь велико, что Дойлу пришлось воскресить сыщика. Оказавшись не в состоянии избавиться от Шерлока Холмса, Дойл вместо этого решил создать совершенно нового героя. Им стал профессор Челленджер, практически двойник Холмса. Оба героя обладали острым умом и наблюдательностью и любили разгадывать загадки. Но если Холмс раскрывал запутанные криминальные дела при помощи холодной дедуктивной логики, то профессор Челленджер исследовал темный мир спиритуализма и паранормальных явлений, включая и телепортацию.

В романе «Дезинтеграционная машина», опубликованном в 1927 г., профессор знакомится с изобретателем машины, способной разобрать человека, а затем собрать его заново где-нибудь в другом месте. Но затем изобретатель хвастливо заявляет, что в дурных руках его машина может по нажатию кнопки уничтожать целые города с миллионами жителей. Профессор Челленджер в ужасе. Роман заканчивается тем, что он при помощи машины разбирает изобретателя и покидает лабораторию, «позабыв» собрать его заново.

Немного позже телепортацию открыл для себя и Голливуд. Вышедший в 1958 г. фильм «Муха» наглядно демонстрирует, что может произойти, если процесс телепортации пойдет неправильно. Некий ученый успешно телепортирует себя в пределах комнаты, но по несчастной случайности его атомы перемешиваются с атомами мухи, случайно попавшей в телепортационную лабораторию. В результате ученый превращается в гротескное чудовище — получеловека, полумуху. (В 1986 г. на экраны вышел ремейк этого фильма с Джеффом Голдблюмом в главной роли.)

Сериал «Звездный путь» сделал телепортацию заметным явлением массовой культуры. Его создатель Джин Родденберри вынужден был ввести телепортацию в сюжет, поскольку бюджет студии Paramount не предусматривал дорогостоящих спецэффектов, связанных с имитацией старта и посадки ракетных кораблей на Земле и отдаленных планетах. Дешевле было просто передать экипаж «Энтерпрайза» к месту назначения по лучу.

За прошедшие десятилетия ученые успели высказать множество доводов в пользу того, что телепортация в принципе невозможна. Чтобы телепортировать человека, вы должны знать точное расположение каждого атома в живом теле — а это, вероятно, нарушило бы принцип неопределенности Гейзенберга (который утверждает, что невозможно одновременно знать точное положение и скорость электрона). Продюсеры «Звездного пути», склоняясь перед критиками, установили в телепортационной камере «компенсаторы Гейзенберга» — можно подумать, что законы квантовой физики можно было бы исправить при помощи какого бы то ни было дополнительного блока в устройстве телепорта! Но оказывается, создатели фильма вообще поторопились с введением «компенсаторов Гейзенберга». Возможно, ученые и критики прошлых лет все же ошибались.

В рамках теории Ньютона телепортация откровенно невозможна. Законы Ньютона базируются на представлении о том, что вещество состоит из крошечных твердых бильярдных шариков. Объекты не приходят в движение, если их не толкнуть; объекты не исчезают внезапно и не появляются заново в другом месте.

Но в квантовой теории частицы способны проделывать именно такие фокусы. Законы Ньютона продержались у власти 250 лет и были свергнуты в 1925 г., когда Вернер Гейзенберг, Эрвин Шрёдингер и их коллеги разработали квантовую теорию. Анализируя странные свойства атомов, физики обнаружили, что электрон ведет себя как волна и в кажущейся хаотичности своего движения внутри атома может совершать квантовые скачки.

Теснее всего с представлением о квантовых волнах связан венский физик Эрвин Шрёдингер, создатель знаменитого волнового уравнения, названного его именем, — одного из важнейших уравнений физики и химии. Целые институтские курсы посвящены решению этого знаменитого уравнения; целые стены физических библиотек заняты книгами, в которых подробно исследуются его глубокие следствия. В принципе, вся сумма знаний по химии может быть сведена к решениям этого уравнения.

В 1905 г. Эйнштейн показал, что световые волны могут вести себя наподобие частиц; это значит, что они могут быть описаны как пакеты энергии, известные под названием фотонов. Но примерно к 1920 г. Шрёдингеру стало очевидно, что обратное тоже верно: частицы, к примеру электроны, могут вести себя подобно волнам. Эту идею первым высказал французский физик Луи де Бройль, удостоенный за эту гипотезу Нобелевской премии. (Мы в университете наглядно демонстрируем это студентам. Для этого мы выстреливаем электронами в катодную лучевую трубку, в точности такую, как в телевизоре. Электроны проходят через крошечное отверстие, так что на экране вроде бы должна появиться маленькая светлая точка. Вместо этого вы обнаружите там концентрические волнообразные круги — точно такие, какие можно ожидать при прохождении через отверстие волны, а не частицы.)

Как-то Шрёдингер читал лекцию об этом любопытном феномене. Один из присутствовавших в зале коллег-физиков Питер Дебай задал вопрос: «Если электрон можно описать как волну; то как выглядит его волновое уравнение?»

С тех пор как Ньютон создал дифференциальное исчисление, физики описывали любую волну на языке дифференциальных уравнений, поэтому Шредингер воспринял вопрос Дебая как вызов и решил написать дифференциальное уравнение для электронной волны. В том же месяце Шредингер ушел в отпуск, а вернулся уже с готовым уравнением. Как Максвелл в свое время взял физические поля Фарадея и вывел уравнения Максвелла для света, Шредингер взял частицу-волну де Бройля и вывел уравнение Шрёдингера для электронов.

(Историки науки потратили немало усилий, пытаясь выяснить в точности, где был и чем занимался Шрёдингер, когда открыл свое знаменитое уравнение, навсегда изменившее современную физику и химию. Оказалось, что Шредингер был сторонником свободной любви и на отдых часто ездил с женой и любовницами. Он также вел подробный дневник, в который заносил всех своих многочисленных любовниц и сложным шифром обозначал каждую встречу. В настоящее время считается, что те выходные, когда было открыто уравнение, Шредингер провел в Альпах, на вилле «Хервиг», с одной из своих подружек.)

Начав решать свое уравнение для атома водорода, Шредингер, к немалому своему удивлению, обнаружил, что энергетические уровни электронов уже до него были точно установлены и опубликованы другими физиками. После этого он понял, что старая модель атома, принадлежащая Нильсу Бору, — та самая, где электроны носятся вокруг ядра и которую до сих пор рисуют в книгах и рекламных проспектах как символ современной науки — на самом деле неверна. Круговые орбиты электронов вокруг ядра атома необходимо заменить волнами.

Можно сказать, что работа Шрёдингера встряхнула физическое сообщество и, подобно брошенному камню, тоже породила разбегающиеся волны. Физики вдруг обнаружили, что могут заглянуть непосредственно в атом, подробно исследовать волны, из которых состоят его электронные оболочки, и точно предсказать их энергетические уровни.

Но оставался еще один вопрос, который не дает физикам покоя даже сегодня. Если электрон описывается как волна, то что же в нем колеблется? Ответ на этот вопрос дал физик Макс Борн; он сказал, что эти волны представляют собой не что иное, как волны вероятности. Они сообщают только о том, с какой вероятностью вы обнаружите конкретный электрон в определенное время в определенной точке. Другими словами, электрон — это частица, но вероятность обнаружить эту частицу задается волной Шрёдингера. И чем выше волна, тем больше шансов обнаружить частицу именно в этой точке.

Получается, что внезапно в самом сердце физики — науки, которая прежде давала нам точные предсказания и подробные траектории любых объектов, начиная с планет и комет и кончая пушечными ядрами, — оказались понятия шанса и вероятности.

Гейзенберг сумел формализовать этот факт, предложив принцип неопределенности — постулат о том, что невозможно знать точную скорость и точное положение электрона в один и тот же момент. Невозможно точно определить и его энергию в заданный промежуток времени. На квантовом уровне нарушаются все фундаментальные законы здравого смысла: электроны могут исчезать и вновь возникать в другом месте, а также находиться одновременно в нескольких местах.

(По иронии судьбы и Эйнштейн, крестный отец квантовой теории, принимавший участие в революционных преобразованиях 1905 г., и Шрёдингер, автор волнового уравнения, пришли в ужас от появления случайных процессов в фундаментальной физике. Эйнштейн писал: «Квантовая механика вызывает огромное уважение. Но внутренний голос подсказывает мне, что это не то, что нужно. Эта теория многое объясняет, но едва ли приближает нас хоть сколько-то к тайне Бога. По крайней мере о себе могу сказать точно: я убежден, что Он не играет в кости».)

Теория Гейзенберга была революционной и противоречивой, но работала. С ее помощью физикам удалось одним махом объяснить огромное число загадочных явлений, включая законы химии. Объясняя своим аспирантам странность и причудливость квантовой теории, я иногда прошу их рассчитать вероятность того, что атомы их тел вдруг разбегутся и соберутся заново по другую сторону кирпичной стены. Подобная телепортация запрещена в ньютоновской физике, но никак не противоречит законам квантовой механики. Ответ, однако, заключается в том, что такого события пришлось бы ждать до конца жизни вселенной и даже дольше. (Если бы вы при помощи компьютера построили график шрёдингеровой волновой функции для собственного тела, то выяснилось бы, что она очень сильно напоминает само тело, но выглядит как бы чуть-чуть лохматой, так как некоторые из ваших волн расползаются за его пределы во всех направлениях. Некоторые из них достигают даже отдаленных звезд. Поэтому существует все же крошечная вероятность того, что однажды вы вдруг проснетесь на далекой чужой планете.)

Тот факт, что электроны, по-видимому, могут находиться во многих местах одновременно, составляет фундамент всей химии. Мы думаем, что электроны обращаются вокруг ядра атома, как тела миниатюрной Солнечной системы. Но между атомом и Солнечной системой есть принципиальные различия. При столкновении в космосе двух Солнечных систем они неизбежно развалятся, планеты при этом отбросит в разных направлениях. Атомы же, сталкиваясь, часто делятся друг с другом электронами и образуют вполне стабильные молекулы. В старших классах школы учитель часто говорит ученикам про «размазанный электрон», напоминающий продолговатый мяч для регби; он соединяет два атома между собой.

Но вот о чем учителя химии почти никогда не рассказывают ученикам. Электрон, о котором идет речь, вовсе не «размазан» между двумя атомами. На самом деле этот «мяч для регби» представляет вероятность того, что электрон находится одновременно во множестве мест внутри данного объема. Другими словами, вся химия, изучающая и объясняющая строение молекул, из которых состоят наши тела, основана на представлении о том, что электроны могут находиться одновременно в нескольких местах; именно такое «совместное владение» электронами, которые умудряются одновременно принадлежать двум атомам, удерживает на месте атомы в молекулах нашего тела. Без квантовой теории наши молекулы и атомы распались бы в мгновение ока.

Этим причудливым, но принципиальным свойством квантовой теории (тем фактом, что существует ненулевая вероятность даже самых странных событий) воспользовался Дуглас Адаме в своем веселом романе «Автостопом по галактике». Автору нужен был удобный способ носиться по всей галактике, поэтому он придумал «двигатель бесконечной невероятности», «чудесный новый способ преодоления громадных межзвездных расстояний за ничтожнейшую долю секунды без нудного блуждания в гиперпространстве». Его машина позволяет произвольно менять вероятность любого квантового события, так что даже чрезвычайно маловероятные события становятся обычными и привычными. В общем, если хотите отправиться в ближайшую звездную систему, нужно просто изменить вероятность вашей рематериализации именно там, и все! Дело сделано! Вы мгновенно телепортируетесь в нужное место.

На самом деле квантовые «скачки», столь обычные внутри атома, невозможно легко перенести на крупные объекты вроде людей, состоящие из триллионов и триллионов атомов. Даже если электроны в нашем теле прыгают и скачут с места на место в своем фантастическом путешествии вокруг ядра, их так много, что прыжки усредняются и сглаживаются. Именно поэтому, говоря упрощенно, на нашем уровне вещества представляются твердыми и неизменными.

Итак, хотя на атомном уровне телепортация разрешена, чтобы дождаться подобного странного события на макроскопическом уровне, придется ждать до гибели нашей Вселенной и даже дольше. Но можно ли воспользоваться законами квантовой теории и создать машину для телепортации объектов по требованию, как происходит в научно-фантастических произведениях? Как ни удивительно, ответ однозначен: да, можно.

Ключ к квантовой телепортации кроется в знаменитой работе 1935 г. Альберта Эйнштейна и его коллег Бориса Подольского и Натана Розена. По иронии судьбы трое ученых ставили своей целью раз и навсегда покончить с присутствием вероятности в физике, предложив с этой целью мысленный эксперимент, получивший название эксперимент ЭПР по первым буквам фамилий авторов. (Сокрушаясь по поводу бесспорного экспериментального успеха квантовой теории, Эйнштейн писал: «Чем больший успех имеет квантовая теория, тем глупее она выглядит».)

Если два электрона первоначально колеблются в унисон (такое состояние называется когерентным), то они способны сохранить волновую синхронизацию даже на большом расстоянии друг от друга. Даже если эти электроны окажутся разделены световыми годами, невидимая шрёдингерова волна все равно будет связывать их между собой подобно пуповине. Если с одним из электронов что-то произойдет, то какая-то часть информации об этом событии будет немедленно передана второму. Это явление называется квантовой запутанностью и основано на концепции о том, что когерентные частицы обладают какой-то глубинной связью.

Возьмем (мысленно, разумеется) два когерентных электрона; раз они когерентны, значит, колеблются в унисон, Затем позволим этим электронам разлететься в противоположных направлениях. Каждый электрон подобен вертящемуся волчку, причем его вращение (спин) может быть направлено вверх или вниз. Пусть полный спин системы равняется нулю, так что если известно, что спин одного электрона направлен вверх, то спин другого точно направлен вниз. Согласно квантовой теории перед измерением спин электрона не направлен ни вверх, ни вниз; электрон находится в неопределенном состоянии, он как бы вращается вверх и вниз одновременно. (Стоит вам произвести наблюдение, как волновая функция «схлопывается», оставляя частицу в одном конкретном состоянии из всех возможных.)

Далее измерим спин одного электрона. Скажем, он вращается вверх. Значит, мы мгновенно узнаем, что другой электрон вращается вниз. Даже если электроны разделены в пространстве многими световыми годами, мы будем мгновенно знать спин второго из них, как только измерим спин первого. Мало того, мы получим эту информацию быстрее, чем со скоростью света! Поскольку два наши электрона «запутаны», т. е. их волновые функции колеблются в унисон, эти самые волновые функции связаны невидимой «нитью» или пуповиной. Все, что происходит с одной частицей, автоматически отражается на другой. (В каком-то смысле это означает, что все, что происходит с нами, автоматически и мгновенно влияет на события, происходящие в отдаленных уголках вселенной, ведь наши волновые функции, вероятно, «запутаны» еще с начала времен. В каком-то смысле можно сказать, что существует паутина «запутанности», которая связывает отдаленные уголки вселенной, включая и нас с вами.) Эйнштейн иронически называл это явление призрачным дальнодействием и «доказывал» с его помощью, что квантовая теория неверна, поскольку ничто не может переноситься с места на место быстрее, чем со скоростью света.

Первоначально Эйнштейн считал мысленный эксперимент ЭПР похоронным звоном по квантовой теории. Но в 1980-х гг. Алан Аспект с коллегами провел во Франции реальный эксперимент с двумя детекторами, расположенными на расстоянии 13 м друг от друга. Он измерял спины фотонов, испускаемых атомами кальция, и полученные результаты в точности совпали с положениями квантовой теории. Очевидно, Господь все же играет в кости с нашей Вселенной.

Действительно ли информация в этом случае передается быстрее, чем со скоростью света? Неужели Эйнштейн ошибся и скорость света не является предельной скоростью нашей Вселенной? На самом деле все обстоит не совсем так. Да, информация действительно передается быстрее света, но информация эта случайна, а потому бесполезна. Методом, описанным в эксперименте ЭПР, невозможно передать настоящее послание, скажем, азбукой Морзе, с какой бы скоростью ни передавалась информация.

Знание о том, что некий электрон на другом конце вселенной вращается вниз, бесполезно. Этим методом невозможно передать свежую информацию о биржевых котировках. Приведем наглядный пример. Предположим, что один из наших приятелей всегда носит разноцветные носки, красный и зеленый, не обращая внимания на то, какой цвет окажется на какой ноге. Скажем, мы осматриваем одну ногу и выясняем, что на ней красный носок. Значит, мы узнаем быстрее, чем со скоростью света, что на другой ноге зеленый носок. Информация действительно дошла до нас быстрее света, но она совершенно бесполезна. Этим методом невозможно передать сигнал, который содержал бы неслучайную информацию.

Много лет эксперимент ЭПР приводили как яркий пример торжества квантовой теории, но торжество получалось бесплодным и не давало никакой практической выгоды. До недавнего времени.

Все изменилось в 1993 г., когда ученые из IBM под руководством Чарльза Беннетта продемонстрировали всем принципиальную возможность телепортировать с использованием эксперимента ЭПР материальные объекты, по крайней мере на атомном уровне. (Точнее говоря, они продемонстрировали возможность передачи полной информации о частице.) За прошедшие годы физики научились передавать фотоны и даже целые атомы цезия. Возможно, через несколько десятилетий ученые смогут телепортировать первую молекулу ДНК и первый вирус.

Квантовая телепортация использует одну из самых причудливых особенностей эксперимента ЭПР. В своих экспериментах физики начинают с того, что берут два атома, А и С. Предположим, мы хотим телепортировать информацию от атома А к атому С. Для этого мы вводим третий атом В, запутанный с атомом С (т. е. В и С когерентны). Затем атом А вступает в контакт с атомом В и «сканирует» его таким образом, что информационное содержание атома А передается атому В. В ходе этого процесса атомы А и В запутываются. Но поскольку первоначально В был запутан с атомом С, теперь информация, содержавшаяся в А, передается также и в атом С. Результат таков: атом А был телепортирован в атом С, т. е. теперь информационное содержание А идентично информационному содержанию С.

Обратите внимание на то, что информация, содержавшаяся перед началом эксперимента в атоме А, была уничтожена (т. е. после эксперимента мы не получаем двух идентичных копий). Это означает, что если представить себе телепортацию человека, то человек этот должен будет умереть в процессе передачи. Но зато информационное содержание его тела появится где-то в другом месте. Обратите внимание также на то, что атом А как таковой не переместился на позицию атома С. Напротив, С получил от А только информацию, которая в нем содержалась, например характеристики спина и поляризации. (Это не означает, что атом А был разобран и перенесен на другое место. Это означает, что информационное содержание атома А было передано другому атому — С.)

После первого объявления о прорыве между разными группами ученых началось яростное соревнование. Первая историческая демонстрация, в ходе которой осуществлялась телепортация фотонов ультрафиолетового света, состоялась в 1997 г. в Университете Инсбрука. Через год экспериментаторы из Калифорнийского технологического института провели еще более точный эксперимент по телепортации фотонов.

В 2004 г. физики Венского университета сумели телепортировать частицы света на расстояние 600 м под рекой Дунай по оптоволоконному кабелю, установив таким образом новый рекорд. (Сам кабель имел длину 800 м и был протянут под Дунаем ниже системы городской канализации. Передатчик располагался на одном берегу реки, приемник — на другом.)

Одно из возражений, которые выдвигают критики этих экспериментов, заключается в том, что ученые работают с частицами света, фотонами. Пока результат «не тянет» на научную фантастику. Поэтому очень важным стал другой эксперимент 2004 г., когда квантовую телепортацию удалось продемонстрировать уже не на фотонах, а на настоящих атомах. Это шаг в нужном направлении, к созданию реального телепортационного устройства. Физики из Национального института стандартов и технологии в Вашингтоне сумели «запутать» три атома бериллия и передать свойства одного атома другому. Достижение было настолько значительным, что попало на обложку журнала Nature. Другая группа тоже добилась успеха, но уже с атомами кальция.

В 2006 г. произошло еще одно значительное событие: впервые в подобных экспериментах был задействован макроскопический объект. Физики из Института Нильса Бора в Копенгагене и Института Макса Планка в Германии сумели запутать луч света и газ, состоящий из атомов цезия; в этом событии участвовали многие триллионы атомов. После этого они закодировали информацию, содержащуюся в лазерных вспышках, и телепортировали ее атомам цезия через расстояние примерно в полметра. Как пояснил один из исследователей Евгений Ползик, впервые была проведена квантовая телепортация «между светом — носителем информации — и атомами».

Исследования в области телепортации стремительно набирают ход. В 2007 г. было сделано еще одно важное открытие. Физики предложили метод телепортации, не требующий запутывания. Вспомним, что запутывание представляет собой наиболее сложный момент квантовой телепортации. Решение этой проблемы могло бы открыть перед телепортацией новые горизонты.

«Речь идет о луче из примерно 5000 частиц, который исчезает в одном месте и появляется в другом», — говорит физик Астон Брэдли из Центра квантовой атомной оптики в Брисбене при Австралийском совете по исследованиям — один из участников разработки нового метода телепортации.

«Мы считаем, что по духу наша схема ближе к первоначальной фантастической концепции», — заявляет он. Суть подхода группы Брэдли в том, что ученые берут пучок атомов рубидия, переводят всю его информацию в луч света, посылают этот луч по оптоволоконному кабелю, а затем воссоздают первоначальный пучок атомов в другом месте. Если заявленные результаты подтвердятся, то будет устранено главное препятствие к реальной телепортации и открыты совершенно новые пути передачи на расстояние все более крупных объектов.

Чтобы новый метод не путали с квантовой телепортацией, доктор Брэдли назвал его классической телепортацией. (Название это отчасти вводит в заблуждение, потому что его метод также опирается на квантовую теорию, но не на запутывание.)

Ключевым моментом этого нового типа телепортации является открытое недавно новое состояние вещества, известное как «конденсат Бозе-Эйнштейна», или КБЭ, которое представляет собой одну из самых холодных субстанций во всей Вселенной.

В природе самую низкую температуру можно обнаружить в открытом космосе; она составляет 3 К, т. е. на три градуса выше абсолютного нуля. (Это благодаря остаточной теплоте Большого взрыва, которая до сих пор заполняет Вселенную.) Но КБЭ существует при температуре от одной миллионной до одной миллиардной градуса выше абсолютного нуля; такую температуру можно получить только в лаборатории.

При охлаждении некоторых форм вещества почти до абсолютного нуля их атомы (все без исключения) сваливаются на самый низкий энергетический уровень и начинают вибрировать в унисон, т. е. становятся когерентными. Волновые функции всех атомов перекрываются, поэтому в каком-то смысле КБЭ напоминает гигантский «сверхатом», причем все составляющие его отдельные атомы колеблются в унисон. Существование этого необычного состояния вещества предсказали Эйнштейн и Шатьендранат Бозе еще в 1925 г., но прошло 70 лет, прежде чем в 1995 г. КБЭ был наконец получен в лабораториях Массачусетского технологического института и Университета Колорадо.

Вот как работает телепортационное устройство Брэдли и его команды. Начинается все с набора суперхолодных атомов рубидия в состоянии КБЭ. Затем на КБЭ направляют пучок атомов (все того же рубидия). Атомы пучка также стремятся перейти в состояние с самой низкой энергией, поэтому они сбрасывают излишки энергии в виде квантов света. Полученный таким образом световой луч посылают по оптоволоконному кабелю. Примечательно, что этот луч содержит всю квантовую информацию, необходимую для описания первоначального пучка вещества (т. е. информацию о расположении и скорости всех его атомов). Пройдя по кабелю, световой луч попадает в уже другой КБЭ, который превращает его в первоначальный поток вещества.

Этот новый метод телепортации ученые считают чрезвычайно многообещающим, так как в нем не задействована запутанность атомов. Но у этого метода есть свои проблемы. Он очень жестко определяется свойствами конденсата Бозе-Эйнштейна, который чрезвычайно сложно получить в лаборатории. Более того, КБЭ обладает достаточно необычными свойствами и в некоторых отношениях ведет себя как один гигантский атом. Необычные квантовые эффекты, которые можно наблюдать только на атомном уровне, в КБЭ в принципе можно увидеть невооруженным глазом. Когда-то это считалось невозможным.

Ближайшее практическое приложение КБЭ — создание атомных лазеров. Разумеется, основой лазера служит когерентный пучок фотонов, которые колеблются в унисон. Но ведь КБЭ представляет собой набор атомов, которые тоже колеблются в унисон; отсюда возможность создать поток когерентных КБЭ-атомов. Другими словами, КБЭ может стать основой для устройств, аналогичных обычным лазерам: это атомные, или вещественные, лазеры, которые сделаны из КБЭ-атомов. В настоящее время лазеры имеют широчайшее применение в обычной жизни, и атомные лазеры, возможно, войдут в нашу жизнь не менее глубоко. Но так как КБЭ может существовать только при температурах, едва-едва превышающих абсолютный нуль, прогресс в этой области наверняка будет медленным, хотя и уверенным.

Можем ли мы сказать с учетом всего уже достигнутого, когда мы сами получим возможность телепортироваться? В ближайшие годы физики надеются телепортировать сложные молекулы. После этого несколько десятилетий наверняка уйдет на разработку способа телепортации ДНК или, может быть, какого-нибудь вируса. Против телепортации человека — в точности как в фантастических фильмах — также нет никаких принципиальных возражений, но технические проблемы, которые надо преодолеть на пути к подобному достижению, поражают воображение. Пока, для того чтобы добиться когерентности крошечных световых фотонов и отдельных атомов, требуются усилия лучших физических лабораторий мира. О квантовой когерентности с участием реальных макроскопических объектов, таких как человек, речь пока не идет и еще долго идти не будет. Скорее всего, пройдет немало столетий, прежде чем мы сможем телепортировать обычные предметы, если это вообще возможно.

По существу, судьба квантовой телепортации тесно связана с судьбой проектов по разработке квантовых компьютеров. Оба направления пользуются одними и теми же законами квантовой физики и одинаковыми технологиями, поэтому между ними идет постоянный и очень активный обмен идеями. Квантовые компьютеры, возможно, когда-нибудь полностью заменят на наших столах привычные цифровые компьютеры. Более того, однажды может оказаться, что от этих компьютеров зависит будущее мировой экономики, поэтому данные технологии представляют громадный коммерческий интерес. Новые технологии, созданные на базе квантовых технологий, придут на смену современным технологиям, и Силиконовая долина, вполне возможно, уйдет в прошлое вслед за столицами американского автопрома.

Обычные компьютеры считают в двоичной системе счисления и оперируют только нулями и единицами, которые называются битами. Но квантовые компьютеры гораздо мощнее. Они могут оперировать кубитами, или квантовыми битами, которые могут принимать и промежуточные между 0 и 1 значения. Представьте себе атом, помещенный в магнитное поле. Он крутится как волчок, и ось его вращения может указывать вверх или вниз. Здравый смысл говорит нам, что спин атома может быть направлен вверх или вниз, но никак не в обе стороны одновременно. Но в странном мире квантов атом описывается как сумма обоих этих состояний, как суперпозиция атома с положительным спином и атома с отрицательным спином. В нечеловеческом мире квантов каждый объект описывается как сумма всех возможных состояний. (Если вы хотите дать квантовое описание крупного объекта, например кошки, это означает, что вам придется сложить волновую функцию живой кошки с волновой функцией мертвой кошки, так что в результате получится кошка, одновременно мертвая и живая, о чем я расскажу подробнее в главе 13.)

Теперь представьте себе цепочку атомов, выстроенных в магнитном поле, так что спины всех атомов направлены в одну сторону. Если осветить эту цепочку атомов лазерным лучом, то луч отразится от атомов, перевернув при этом оси вращения некоторых из них. Измерив разницу между первоначальным и отраженным лазерными лучами, мы получим результат сложной квантовой вычислительной операции, которая представляет собой переворот осей вращения множества атомов.

Квантовые компьютеры еще не вышли из младенческого возраста. Максимум, что удалось пока посчитать квантовому вычислителю, — это 3 х 5 = 15. Едва ли можно считать это серьезной заявкой на вытеснение сегодняшних суперкомпьютеров. У квантовой телепортации и квантовых компьютеров один и тот же фатальный недостаток: необходимость поддерживать когерентность большого количества атомов. Решение этой проблемы привело бы к громадному рывку вперед в обеих областях.

ЦРУ и другие секретные организации проявляют к квантовым компьютерам активный интерес. Основой для большинства секретных кодов мира служит «ключ», представляющий собой очень большое целое число, который необходимо разложить на простые сомножители. И если ключ представляет собой произведение двух стозначных чисел, то цифровому компьютеру может потребоваться больше ста лет, чтобы найти эти два сомножителя, не имея никаких дополнительных данных. На данный момент такие коды можно считать практически не поддающимися взлому.

Но в 1994 г. Питер Шор из Лаборатории Белла показал, что для квантового компьютера разложение на множители было бы детской игрой. Понятно, что это открытие мгновенно подогрело интерес разведывательного сообщества. В принципе, квантовый компьютер способен был бы взломать все коды в мире и полностью разрушить систему безопасности современных компьютеров. Первая страна, которой удастся создать подобную систему, может рассчитывать на проникновение в глубочайшие тайны других стран и организаций.

Некоторые ученые предполагают, что в будущем мировая экономика может оказаться полностью зависимой от квантовых компьютеров. Ожидается, что цифровые компьютеры на базе кремниевых технологий достигнут физического предела — в смысле роста вычислительной мощности — где-то после 2020 г. И чтобы техника продолжала развиваться, потребуется, скорее всего, создавать новые, еще более мощные семейства вычислительной техники. Другие ученые надеются воспроизвести при помощи квантовых компьютеров мощь человеческого мозга.

Таким образом, ставки чрезвычайно высоки. Если удастся решить проблему когерентности, то нам, возможно, покорится не только телепортация. Не исключено, что квантовые компьютеры дадут нам возможность развивать самые разные технологии в неизвестных пока и слабо предсказуемых направлениях. Прорыв в этой области настолько важен, что в следующих главах я еще не раз вернусь к обсуждению данной темы.

Как я уже указывал, когерентность чрезвычайно трудно поддерживать в лаборатории. Даже самая слабая случайная вибрация способна нарушить когерентность двух атомов и свести на нет все усилия. Сегодня нам с трудом удается поддерживать когерентность хотя бы горстки атомов. Атомы, первоначально находившиеся «в фазе», начинают терять синхронность уже через несколько наносекунд; в лучшем случае они удерживаются в этом состоянии до секунды. Телепортацию необходимо проводить очень быстро, прежде чем атомы начнут терять синхронность, и это еще один ограничивающий фактор для квантовых вычислений и телепортации.

Несмотря на все препятствия, Дэвид Дойч из Оксфордского университета уверен, что эти проблемы можно решить: «Если повезет, при помощи последних теоретических достижений на создание [квантового компьютера] потребуется, возможно, куда меньше 50 лет… Это был бы совершенно новый способ обуздания природы».

Чтобы построить реальный квантовый компьютер, нам потребуется от сотен до миллионов атомов, колеблющихся в унисон; на сегодняшний день нам еще далеко до подобных достижений. Сейчас телепортация капитана Кирка была бы астрономически трудным делом. Для этого нам пришлось бы установить квантовую запутанность с копией-близнецом капитана Кирка. Даже с учетом нанотехнологий и новейших компьютеров трудно представить себе, как это можно сделать на практике.

Итак, на атомном уровне телепортация уже существует, и вполне возможно, что уже в течение нескольких ближайших десятилетий мы научимся телепортировать сложные и даже органические молекулы. А вот телепортации макроскопических объектов после этого придется ждать значительно дольше — от нескольких десятилетий до нескольких столетий, а то и больше, если эта процедура вообще возможна.

Поэтому телепортацию сложных молекул, может быть, даже вирусов или живых клеток, следует отнести к I классу невозможности, что означает: решения этой задачи следует ожидать еще в настоящем столетии. Но телепортация человека, хотя и не противоречит законам физики, вряд ли будет реализована в ближайшее время. На решение этой задачи — при условии, что решение вообще существует, — может потребоваться еще не одна сотня лет. Поэтому я бы отнес телепортацию такого рода ко II классу невозможности.

Громадный потенциал телепатии и самые темные наши страхи, связанные с ней, как в зеркале отразились в романе Альфреда ван Вогта «Слэн».

Джомми Кросс, главный герой романа, — «слэн», представитель вымирающей расы сверхразумных телепатов.

Его родители были жестоко убиты разъяренной толпой обычных людей, которые боятся и ненавидят всех телепатов из-за громадной власти, которую обретает любой, кто может проникать в их личные, самые интимные мысли. Люди безжалостно охотятся за слэнами, как за животными. Причем узнать слэна несложно благодаря характерным усикам, растущим на голове. На протяжении всего романа Джомми пытается связаться с другими слэнами; считается, что часть их, пытаясь ускользнуть от развязанной людьми «охоты на ведьм», бежала в космос.

Возможность читать чужие мысли всегда занимала воображение человека и представлялась настолько важной, что часто ее приписывали исключительно богам. Одной из самых важных составляющих могущества любого бога является способность читать в душах и потому отзываться на самые тайные наши молитвы. Настоящий телепат, способный произвольно читать чужие мысли, легко мог бы стать богатейшим и могущественнейшим человеком на Земле. Ему не трудно было бы проникать в тайные мысли банкиров с Уолл-стрит, шантажировать соперников или оказывать на них давление. Такой человек был бы угрозой для безопасности правительств. Он без труда мог бы выведывать самые тщательно охраняемые тайны любой страны. Его тоже боялись бы; возможно, за ним, как за слэнами, устроили бы охоту.

Громадные возможности истинного телепата подчеркиваются и в серии романов Айзека Азимова «Основание», которую часто называют одной из величайших научно-фантастических эпопей всех времен. Галактическая империя, правившая на протяжении многих тысяч лет, стоит на грани распада и гибели. Тайное общество ученых, известное как Второе основание, предсказывает при помощи сложных вычислений, что Империя в конце концов падет, а цивилизация погрузится во тьму на 30 000 лет. В попытке предотвратить полный распад цивилизации и свести темный период всего лишь к нескольким тысячам лет ученые, основываясь на своих формулах, разрабатывают сложный план. Но затем происходит катастрофа. Оказывается, все тщательно продуманные уравнения не в состоянии предсказать одной-единственной случайности — рождения мутанта по имени Мул, способного управлять сознанием других людей на большом расстоянии и стремящегося к захвату власти в Галактической империи. Если телепата не удастся остановить, галактика обречена на 30 000 лет хаоса и анархии.

Фантастика полна сказочных историй о телепатах, но реальность гораздо более прозаична. Мысль — штука личная и к тому же невидимая, поэтому шарлатаны и мошенники веками пользовались наивностью и доверчивостью некоторых людей. Один из простейших фокусов, которыми пользуются иллюзионисты, — это «подсадная утка», т. е. помощник, который сидит в зале и мысли которого затем «читает» заезжий телепат.

Репутация некоторых прославленных «телепатов» базировалась на знаменитом «трюке со шляпой». Люди в зале писали записки на листах бумаги и складывали их в шляпу, а затем артист, поражая присутствующих, говорил, что написано на каждом листе. У этого хитроумного трюка есть обманчиво простое объяснение (см. примечания).

Один из самых знаменитых случаев телепатии был связан не с «подсадной уткой», а с настоящим животным — чудо-конем по кличке Умный Ганс, изумлявшим европейскую публику в 1890-х гг. К удивлению и восторгу зрителей, Умный Ганс мог производить сложные математические вычисления. К примеру, если коня просили разделить 48 на 6, он восемь раз ударял по земле копытом. Умный Ганс умел делить, умножать, складывать дроби, грамотно писать и даже узнавать музыкальные ноты. Поклонники чудо-коня заявляли: либо Умный Ганс умнее многих людей, либо он телепатически улавливает мысли.

И при этом Умный Ганс не был участником какой-то «хитрой аферы»! Наоборот, чудесная способность коня к арифметическим вычислениям ставила в тупик даже его дрессировщика. В 1904 г. обследовать Умного Ганса пригласили известного психолога профессора Карла Штрумпфа, который не сумел обнаружить никаких доказательств мошенничества или тайных сигналов, которые дрессировщик подавал бы лошади. Однако тремя годами позже ученик Штрумпфа психолог Оскар Пфунгст провел гораздо более тщательную проверку и раскрыл наконец секрет Умного Ганса. На самом деле конь просто внимательно наблюдал за лицом дрессировщика! Он бил копытом, а как только замечал легкое изменение выражения лица, прекращал это делать. Умный Ганс не умел ни читать мысли, ни считать; он просто оказался внимательным наблюдателем.

В истории известны и другие животные-«телепаты». Еще в 1591 г, лошадь по кличке Марокко прославилась на всю Англию и заработала своему хозяину целое состояние. Она находила среди зрителей определенных людей, указывала нужные буквы алфавита и складывала очки, выпавшие на паре игральных костей. Лошадь произвела в Англии такую сенсацию, что Шекспир вывел ее в своей пьесе «Тщетные усилия любви» как «танцующую лошадь» и тем обессмертил.

Игроки тоже способны в определенном смысле читать чужие мысли. Когда человек видит перед собой что-то приятное, зрачки его глаз расширяются. Когда он видит что-то нежелательное (или занимается математическими вычислениями), зрачки сужаются. Игроки могут отслеживать эмоции соперников по расширению или сужению зрачков, даже если выражение лиц у них совершенно не меняется. Именно поэтому, в частности, многие игроки носят над глазами цветной козырек, который затеняет зрачки и не дает рассмотреть их. Можно также направить на зрачок человека лазерный луч, а по отраженному лучу определить в точности, куда направлен его взгляд. Следя за движением лазерного «зайчика», можно определить, в какой последовательности человек рассматривает картину. Одновременное использование обеих этих технологий позволяет определить подробную эмоциональную реакцию человека на картину, ни о чем его не спрашивая.

Первые научные исследования телепатии и других паранормальных явлений принадлежат Обществу психических исследований, основанному в 1882 г. в Лондоне. (Как раз в этом году Фредерик Майерс и пустил в обращение термин «ментальная телепатия».) Среди президентов этого общества еще в XIX в. успело побывать несколько очень известных личностей. Оно существует до сих пор и успело разоблачить множество мошенников, но и само общество нередко разрывается между спиритуалистами — теми, кто твердо верит в паранормальные явления, — и учеными, стремящимися к более серьезным научным исследованиям.

Доктор Джозеф Бэнкс Райн работал в Соединенных Штатах, но поддерживал с Обществом тесную связь. В 1927 г. он начал первое систематическое и тщательное изучение психических явлений и основал Институт Райна (известный сейчас как Исследовательский центр Райна) в Университете Дьюка в штате Северная Каролина. Несколько десятков лет доктор Райн и его жена Луиза проводили первые в США эксперименты под научным контролем; они изучали широкий спектр явлений парапсихологии и публиковали отчеты о своих исследованиях в различных рецензируемых изданиях. Именно Райн в одной из первых своих книг ввел термин «экстрасенсорное восприятие» (ЭСВ).

Можно сказать, что лаборатория Райна установила общий стандарт психических исследований. Один из сотрудников лаборатории доктор Карл Зенер разработал систему карточек с пятью разными символами для анализа телепатических способностей; теперь они известны как карточки Зенера. В громадном большинстве экспериментов не удалось обнаружить даже малейших признаков телепатии. Тем не менее данные некоторых экспериментов показали небольшие, но примечательные взаимосвязи, которые невозможно было объяснить случайным совпадением. Проблема в том, что другие исследователи, как правило, не могут повторить эти эксперименты.

Райн старался заслужить репутацию серьезного и дотошного исследователя, но она пострадала, когда он столкнулся с лошадью по кличке Чудо-Леди. Эта коняга демонстрировала поразительные чудеса телепатии; она умела, например, сшибать копытом кубики с буквами и составлять таким образом из них слова, задуманные кем-то из зрителей. Очевидно, Райн не был знаком с эффектом Умного Ганса. В 1927 г. он тщательно исследовал Чудо-Леди и сделал вывод: «Таким образом, остается только телепатическое объяснение, передача ментального воздействия неизвестным путем. Мы не обнаружили ничего, что противоречило бы этому, и ни одна из предложенных других гипотез не кажется достоверной в свете полученных результатов». Позже Милбурн Кристофер сумел все же разгадать истинный источник телепатических возможностей Чудо-Леди: им оказались легкие движения хлыста в руках владельца лошади. Чудо-Леди начинала быть копытом и прекращала это делать только по определенному сигналу хозяина. (Райн продолжал верить, что эта лошадь — настоящий телепат, даже после того, как истинный источник способностей Чудо-Леди был раскрыт. Он считал, что хозяин прибег к мошенничеству вынужденно, так как лошадь почему-то потеряла способность читать мысли.)

Однако последний сокрушительный удар по репутации Райна был нанесен перед самой его отставкой. Он подыскивал преемника, при котором его институт мог бы успешно продолжать работу. Кандидат, разумеется, должен был иметь незапятнанную репутацию. Доктор Уолтер Леви, один из многообещающих кандидатов, работавший с Райном с 1973 г., считался восходящей звездой парапсихологии. Опубликованные им сенсационные результаты свидетельствовали, что мыши способны телепатически воздействовать на компьютерный генератор случайных чисел. Однако бдительные сотрудники лаборатории обнаружили, что по ночам доктор Леви тайком пробирается в лабораторию и… подправляет результаты тестов. Его удалось застать на месте преступления. Дальнейшие исследования показали, что мыши не обладают никакими телепатическими способностями, и доктор Леви вынужден был с позором уйти из института.

На пике холодной войны, давшей начало многочисленным секретным экспериментам по телепатии, управлению разумом и дальновидению (дальновидение — это получение зрительной информации об удаленном месте средствами одного только сознания, через проникновение в сознание других людей), интерес к паранормальному тоже принял воинственный характер. Несколько секретных проектов на деньги ЦРУ, такие как «Солнечный удар» (Sun Streak), «Пламя под решеткой» (Grill Flame) и «Осевая полоса» (Center Lane), получили общее кодовое название «Звездные врата» (Star Gate). Работы по программе начались около 1970 г., когда ЦРУ доложило, что Советский Союз тратит на «психотронные» исследования до 60 млн руб. в год. Военные опасались: вдруг Советы научатся обнаруживать при помощи ЭСВ расположение военных баз США и места базирования подводных лодок, распознавать шпионов и читать секретные бумаги?

В 1972 г. исследования ЦРУ получили финансирование; руководили работами Расселл Тарг и Гарольд Путхофф из Стэнфордского исследовательского института в г. Менло-Парк. Первоначально ставилась задача подготовить группу медиумов, способных вести «психическую войну». Программа действовала больше 20 лет; за это время США истратили на «Звездные врата» 20 млн долл., в штате ее состояло больше 40 сотрудников, 23 дальновидящих и три медиума.

До 1995 г. команда ЦРУ с бюджетом 500 тыс. долл. в год провела сотни экспериментов по сбору разведданных с тысячами сеансов дальновидения. В частности, дальновидящих просили:

• определить, где находится полковник Каддафи, перед бомбардировкой Ливии в 1986 г.;

• найти хранилища плутония в Северной Корее в 1994 г.;

• определить местонахождение заложника, похищенного «красными бригадами» в Италии, в 1981 г.;

• найти советский бомбардировщик Ту-95, разбившийся в Африке.

В 1995 г. ЦРУ попросило Американский институт исследований (АИИ) оценить эти программы. АИИ рекомендовал закрыть их. «Нет никаких документальных свидетельств того, что они имеют какую-либо ценность для разведывательного сообщества», — написал представитель АИИ Дэвид Гослин.

Сторонники программы «Звездные врата» утверждают, что за годы у них накопились результаты «на восемь мартини» (т. е. настолько поразительные, что человеку, чтобы оправиться после знакомства с ними, нужно выпить не меньше восьми порций мартини). Критики, однако, возражают на это, что громадное большинство экспериментов по дальновидению дало бесполезную, никому не нужную информацию, что это напрасная трата денег налогоплательщиков и что те несколько «попаданий», которые вроде бы зарегистрированы, носят такой неопределенный характер, что приложимы почти к любой ситуации. В докладе АИИ говорится, что самые впечатляющие «успехи» программы «Звездные врата» достигнуты с участием тех дальновидящих, которые и раньше знали кое-что о ситуации и потому могли сделать вполне обоснованное предположение.

В конце концов ЦРУ пришло к выводу, что программа «Звездные врата» ни разу не дала информации, полезной при организации и проведении разведопераций; программа была закрыта. (Ходят упорные слухи о том, что во время войны в Заливе ЦРУ пыталось, хотя и безуспешно, при помощи дальновидящих установить местонахождение Саддама Хусейна.)

Одновременно с описанным выше ученые потихоньку начинали понимать физические законы, стоящие за работой мозга. В XIX в. ученые подозревали, что внутри мозга передаются электрические сигналы. В 1875 г. Ричард Кейтон обнаружил, что слабые электрические сигналы, излучаемые мозгом, можно уловить при помощи электродов, размещенных на поверхности головы. Это открытие со временем привело к созданию электроэнцефалографа (ЭЭГ).

В принципе, мозг действительно представляет собой передатчик, по которому наши мысли разносятся посредством очень слабых электрических сигналов и электромагнитных волн. Но вот использовать эти сигналы для чтения мыслей проблематично. Во-первых, сигналы чрезвычайно слабы, их мощность измеряется в милливаттах. Во-вторых, они очень путаные и почти неотличимы от «белого шума». Из этой мешанины можно выделить только самую грубую информацию о наших мыслях. В-третьих, наш мозг не способен принимать подобные сигналы от другого мозга; у человека нет для этого антенны. И наконец, даже если бы мы научились принимать эти слабые сигналы, мы не смогли бы расшифровать их. Обычная физика Ньютона и Максвелла, по всей видимости, не разрешает телепатию по радио.

Кое-кто считает, что телепатия, возможно, передается посредством пятой силы, известной как пси-сила. Но даже сторонники парапсихологии признают, что у них нет конкретных воспроизводимых свидетельств существования пси-силы.

Открытым остается другой вопрос: что говорит квантовая теория насчет телепатии?

В последние несколько лет появились новые квантовые инструменты, которые впервые в истории позволили нам заглянуть в работающий мозг. Возглавляет эту квантовую революцию метод позитронно-эмиссионного (ПЭТ) и магнитно-резонансного (МРТ) томографического сканирования мозга. Для ПЭТ в кровь вводят радиоактивный сахар, который концентрируется в тех участках мозга, которые в данный момент активны: процесс мышления требует энергии. Радиоактивный сахар испускает позитроны (антиэлектроны), которые не сложно зарегистрировать приборами. Таким образом, отслеживая распределение антиматерии в живом мозге, можно делать выводы и о направлении мыслей — конечно, если знать точно, какие части мозга чем занимаются.

Аппарат для МРТ действует примерно так же, но он более точен. Голову пациента помещают в мощное магнитное поле в форме бублика. Поле заставляет ядра атомов в мозгу выстраиваться вдоль силовых линий. Затем в пациента направляют радиоимпульс, который заставляет эти ядра колебаться. Меняя ориентацию, ядра испускают слабое радиоэхо, которое можно зарегистрировать; таким образом можно определить присутствие того или иного вещества. К примеру, известно, что активность мозга связана с уровнем потребления кислорода, поэтому МРТ может выделить зоны, где идет процесс мышления, по присутствию насыщенной кислородом крови. Чем выше концентрация такой крови, тем выше уровень активности данной части мозга. (Сегодня аппарат для «функциональной МРТ», или «фМРТ», способен за доли секунды нацелиться на крошечный участок мозга в миллиметр в поперечнике, что делает его идеальным инструментом для отслеживания характера мыслей в живом мозге.)

Не исключено, что когда-нибудь ученые сумеют при помощи аппаратов МРТ определять общее направление мыслей в работающем мозге. Простейший тест на «чтение мыслей» — правильно определить, лжет человек или говорит правду.

По легенде, первый в мире детектор лжи придумал несколько веков назад один индийский жрец. Он будто бы запирал подозреваемого в комнате с «волшебным осликом». Предполагаемый преступник должен был потянуть рукой за хвост волшебного ослика. При этом, если человек этот лжец, ослик должен был сказать об этом человеческим голосом. Предполагалось, что если ослик молчит, то это означает, что человек говорит правду. (Втайне от всех старейшина заранее натирал хвост ослика сажей.)

После выхода из комнаты после общения с осликом подозреваемый обычно заявлял о своей невиновности — ведь ослик ничего не сказал, когда его потянули за хвост. Но затем жрец осматривал руки подозреваемого. Если руки оказывались чистыми, это означало, что человек лжет. (Иногда угроза применения детектора лжи более эффективна, чем сам детектор.)

Первый «волшебный ослик» современности родился в 1913 г., когда психолог Уильям Марстон предложил проверять кровяное давление подозреваемого; предполагалось, что когда человек лжет, давление у него повышается. (На самом деле это наблюдение восходит еще к древности; тогда следователь во время допроса держал руки подозреваемого в своих.) Идею Марстона подхватили другие ученые, и вскоре даже у министерства обороны появился собственный Институт полиграфа.

С течением времени стало ясно, что детектор лжи можно обмануть; в частности, это без труда делают социопаты — ведь они не раскаиваются в своих действиях и не чувствуют за собой вины. Самый знаменитый случай такого рода — двойной агент в ЦРУ Олдрич Эймс; он получал огромные деньги от Советского Союза за то, что посылал на смерть десятки американских агентов и передавал секреты атомного флота США. При этом не один десяток лет Эймс успешно проходил в ЦРУ многочисленные тесты на детекторе лжи. Кстати, то же самое умел делать и серийный убийца Гэри Риджуэй, известный как Убийца из Грин-Ривер; он убил никак не меньше 50 женщин.

В 2003 г. Национальная академия наук США выпустила разгромный доклад по вопросу о надежности и достоверности детекторов лжи; в докладе содержится длинный список методов обмана детектора лжи и ситуаций, при которых невиновный человек может выглядеть лжецом.

Итак, детекторы лжи измеряют только уровень тревоги, но что, если измерить параметры самого мозга? Мысль заглянуть в поисках лжи в мозг зародилась лет 20 назад на основании работ Питера Розенфельда из Северо-Западного университета; он заметил, что ЭЭГ человека в момент произнесения лжи отличается от ЭЭГ того же человека в момент произнесения правды так называемой волной Р300. (Как правило, волна Р300 возбуждается, когда мозг сталкивается с чем-то новым или необычным.)

Использовать для определения лжи результаты МРТ-обследования предложил Дэниел Лэнглебен из Университета Пенсильвании. В 1999 г. он случайно наткнулся на статью, автор которой утверждал, что дети, страдающие дефицитом внимания, лгут с трудом; но из личного опыта он знал, что это неверно — такие дети лгут не хуже остальных. Истинная их трудность в том, что они с трудом удерживают в себе правду. «Они не умеют хранить секреты и все разбалтывают», — вспоминал Лэнглебен. Значит, заключил он, если нужно солгать, мозг должен сначала не дать себе сказать правду, а уж затем придумать обман. Лэнглебен говорит: «Когда вы сознательно лжете, вам приходится одновременно удерживать в мозгах и правду. Значит, разумно предположить, что мозг при этом должен быть более активен». Другими словами, лгать нелегко.

Лэнглебен начал проводить эксперименты с участием студентов-добровольцев, которых он просил лгать; вскоре он обнаружил, что ложь рождает усиление мозговой деятельности на нескольких участках мозга, включая переднюю долю (где сосредоточены высшие мыслительные процессы), височную долю и лимбическую систему (где обрабатываются эмоции). В частности, он обратил внимание на необычную активность в передней части поясной извилины (которая связана с разрешением конфликтов и подавлением ответной реакции).

Он утверждает, что в контролируемых экспериментах с целью определить, говорит ли испытуемый правду или лжет (эксперимент состоял в том, что студенты правильно или неправильно называли игральную карту), добился устойчивого успеха вплоть до 99 %.

Интерес к этой технологии так велик, что основаны уже два коммерческих предприятия, предлагающих эту услугу. В 2007 г. одна из компаний под названием «МРТ против лжи» начала работу по первому делу; был обследован человек, который подал в суд на страховую компанию за то, что она обвинила его в преднамеренном поджоге собственного магазинчика. (Функциональное МРТ-исследование показало, что он не поджигатель.)

Сторонники методики Лэнглебена утверждают, что она гораздо эффективнее старомодного детектора лжи, поскольку человек не может произвольно менять порядок работы собственного мозга. Можно научить человека управлять в какой-то степени частотой пульса и не потеть, но невозможно управлять работой мозга. Мало того, сторонники указывают, что в наш век, когда все так боятся террористов, эта методика могла бы вовремя засечь атаку на США и тем спасти бесчисленные жизни.

Критики признают видимый успех этой методики в определении лжи, но одновременно указывают, что на самом деле фМРТ регистрирует не ложь как таковую, а увеличение мозговой активности, как будто бы связанное с ложью. Не исключено, что при работе с человеком в состоянии сильного нервного возбуждения аппарат начнет делать ошибки, ведь он регистрирует только тревогу объекта и всегда приписывает ее лжи, а у тревоги могут быть и другие причины. «Существует невероятная жажда получить тесты, которые могли бы надежно отличать правду от обмана, а на науку всем наплевать», — предупреждает нейробиолог Стивен Хайман из Гарвардского университета.

Некоторые критики утверждают также, что настоящий детектор лжи, как и настоящий телепат, способен сделать нормальное общение людей практически невозможным, поскольку небольшая ложь представляет собой ту самую «социальную смазку», которая позволяет общественному механизму работать. К примеру, во что превратится наша репутация, если кто-нибудь вдруг во всеуслышание объявит, что все наши комплименты боссам, начальникам, супругам, любовницам и коллегам — чистая ложь? Кроме того, настоящий работающий детектор лжи вытащит на свет божий все наши семейные тайны, скрытые эмоции, подавленные желания и тайные намерения. Как выразился научный обозреватель Дэвид Джоунз, настоящий детектор лжи, «подобно атомной бомбе, лучше оставить на крайний случай как своего рода окончательное решение. Если его начнут широко применять вне здания суда, общественная жизнь сделается совершенно невозможной».

Некоторые ученые справедливо отмечают, что, хотя современные методы сканирования и дают красивые фотографии работающего мозга, они все же слишком грубы, чтобы регистрировать отдельные изолированные мысли. Вероятно, при выполнении человеком даже простейшего задания задействуются одновременно миллионы нейтронов, а аппараты МРТ видят всю эту бешеную активность всего лишь точкой на экране. Один психолог сравнил сканирование мозга с попыткой прислушаться к соседу во время яростного футбольного матча. Вопли тысяч зрителей непременно заглушат негромкий голос одного человека, К примеру, минимальный элемент объема мозга, который способен надежно анализировать аппарат фМРТ, называют «воксель». Но каждый воксель соответствует нескольким миллионам нейронов, так что чувствительности аппарата явно не хватит, чтобы выделить отдельную мысль.

В научной фантастике иногда мелькает «универсальный переводчик» — устройство, способное читать мысли и передавать их непосредственно в сознание другого существа. В некоторых романах инопланетные телепаты передают мысли в человеческий мозг, хотя и не знают нашего языка. В научно-фантастическом фильме 1976 г. «Мир будущего» сон одной женщины проецируется на телеэкран в реальном времени. В фильме Джима Кэрри «Вечное сияние чистого разума» (2004) доктора умеют выделять в мозгу пациента неприятные воспоминания и стирать их.

«Такого рода фантазии возникают у каждого, кто работает в этой области, — говорит нейробиолог Джон Хейнс из Института Общества Макса Планка в Лейпциге (Германия). — Но если вы хотите построить такое устройство, то, я уверен, вам потребуется снимать информацию с отдельного нейрона».

Пока регистрация сигнала от одного нейрона категорически невозможна, но кое-кто из психологов пытается добиться более скромного результата: подавить шум и выделить образы фМРТ, создаваемые отдельными объектами. Не исключено, к примеру, что можно идентифицировать образы фМРТ, соответствующие отдельным словам; если получится, ученые составят из отдельных слов «словарь мыслей».

Так, Марсель Джаст из Университета Карнеги-Меллона сумел идентифицировать фМРТ-образ, соответствующий маленькой изолированной группе объектов (например, столярных инструментов). «Мы можем с точностью 80–90 % определить, о каком из 12 предметов думает каждый из 12 испытуемых», — утверждает ученый.

Его коллега Том Митчелл, специалист по компьютерным наукам, пытается использовать компьютерные технологии типа нейронных сетей для опознавания сложных рисунков мозга, получаемых при помощи фМРТ-аппарата и связанных с выполнением определенных экспериментов. «Мне бы очень хотелось проделать эксперимент и найти с его помощью слова, которые вызывают самую активную и легко различимую работу мозга», — отмечает он.

Но даже составление словаря мыслей еще очень далеко от создания «универсального переводчика». В отличие от универсального переводчика, который должен передавать мысли непосредственно из одного мозга в другой, переводчик мыслей на основе технологии фМРТ должен был бы проделывать множество скучных операций: сперва распознавать определенные образы фМРТ, переводить их в английские слова, а затем уже передавать эти слова (вероятно, произносить) другому лицу. В этом смысле такое устройство совершенно не похоже на «слияние сознаний», которое мы видим в «Звездном пути» (но тем не менее оно было бы очень полезно жертвам инсульта).

Еще одним серьезным препятствием на пути к практической телепатии является размер аппарата для фМРТ. Сегодня это чудовищное устройство стоимостью несколько миллионов долларов, оно занимает целую комнату и весит несколько тонн. Сердце аппарата — большой магнит в форме бублика диаметром больше метра, создающий мощнейшее магнитное поле напряженностью в несколько тесла. (Это магнитное поле настолько мощное, что при случайном включении аппарата несколько рабочих получили серьезные травмы — они получили травмы от летящих молотков и других железных инструментов!)

Недавно физики Игорь Савуков и Майкл Ромалис из Принстонского университета предложили новую технологию, которая со временем может стать базой для создания ручных аппаратов МРТ; при этом стоимость их снизится многократно — быть может, в сто раз. Ученые утверждают, что громадные магниты для МРТ можно заменить сверхчувствительными атомными магнитометрами, способными регистрировать самые слабые магнитные поля.

В первую очередь Савуков и Ромалис создали магнитный датчик из взвеси горячих паров калия в гелии. При помощи лазерного луча они выровняли спины электронов атомов калия. Затем они приложили слабое магнитное поле к некоторому объему воды (имитирующему человеческое тело). После этого в воду был направлен радиоимпульс, который возбудил колебания молекул воды. Возникшее в результате отражения от молекул воды «эхо» заставило колебаться и электроны в атомах калия; эти колебания, в свою очередь, регистрировались вторым лазером. Ключевой результат опытов: даже слабое магнитное поле может давать «эхо», которое самые современные и чувствительные датчики способны зарегистрировать. В перспективе это дает возможность заменить чудовищное магнитное поле стандартного фМРТ-аппарата слабым полем; более того, картинки при этом получаются практически мгновенно (тогда как МРТ-аппарату для получения одного изображения может потребоваться до 20 минут).

Со временем, рассуждают ученые, сделать МРТ-снимок будет так же легко, как сегодня сфотографировать пейзаж при помощи цифровой камеры. (Тем не менее и на этом пути есть препятствия. Одна из проблем состоит в том, что аппарат и объект исследования необходимо будет надежно защитить от внешних магнитных полей.)

Если ручные МРТ-аппараты когда-нибудь станут реальностью, их можно будет сопрячь с крохотным компьютером, который, в свою очередь, несложно снабдить набором программ для распознавания определенных ключевых фраз, слов или предложений. Такое устройство не сможет делать многое из того, что описано в научной фантастике, но это уже шаг вперед.

Сможет ли в будущем некий МРТ-аппарат читать мысли — читать буквально: слово в слово, образ в образ, как способен делать истинный телепат? Ответа на этот вопрос пока нет. Некоторые утверждают, что аппараты МРТ в лучшем случае смогут различить лишь общее направление мыслей, потому что мозг все-таки не компьютер. В цифровом компьютере вычисления всегда локализованы и подчиняются очень жестким правилам. Любой цифровой компьютер подчиняется законам машины Тьюринга, т. е. такой машины, в которой есть центральное процессорное устройство (ЦПУ) и каналы ввода и вывода. Центральный процессор (например, обычный сегодня пентиум) производит с входными данными определенный набор операций и выдает результат на выход. Таким образом, процесс «мышления» сосредоточен исключительно в ЦПУ.

Однако наш мозг не цифровой компьютер. В нем нет пентиума и вообще какого бы то ни было ЦПУ, нет операционной системы Windows, и подпрограмм тоже нет. Если вы удалите из компьютерного ЦПУ один-единственный транзистор, компьютер, скорее всего, перестанет работать. В то же время известны случаи, когда при повреждении у человека половины мозга вторая половина берет ее функции на себя.

На самом деле человеческий мозг больше напоминает самообучающуюся машину, «нейронную сеть», которая каждый раз при получении задания коммутируется заново. Исследования с применением аппаратов МРТ подтвердили, что мысли в мозге не локализованы в одной точке, как в машине Тьюринга, а распределены по значительному объему мозга, что вообще типично для нейронных сетей. Снимки МРТ показывают, что процесс мышления напоминает игру в пинг-понг — последовательно включаются разные участки мозга, и электрическая активность как бы мечется по всему его объему.

Тот факт, что мысли носят распределенный характер и задействуют многие участки мозга, внушает опасения. Возможно, максимум, что смогут сделать ученые, — это составить словарь мыслей, т. е. установить однозначное соответствие между определенными мыслями и конкретными рисунками на ЭЭГ- или МРТ-снимках. К примеру, австрийский специалист по биомедицинской инженерии Герт Пфуртшеллер научил компьютер распознавать отдельные мысли путем анализа мю-волн на ЭЭГ. Судя по всему, мю-волны связаны с намерением совершить определенные мускульные движения. Пфуртшеллер просит пациента поднять палец, улыбнуться или нахмуриться, а компьютер фиксирует, какие именно при этом возбуждаются мю-волны. Каждый раз, когда пациент производит какое-либо умственное усилие, компьютер тщательно записывает рисунок мю-волн. Процесс сбора данных очень сложен и утомителен — ведь приходится тщательно вычищать все посторонние волны, но постепенно Пфуртшеллеру удалось установить поразительные параллели между простыми движениями и определенными рисунками ЭЭГ.

Со временем эти усилия вместе с результатами МРТ-исследований действительно могут привести к созданию вразумительного «словаря» мыслей. Возможно, компьютер путем анализа ЭЭГ- или МРТ-снимков сможет распознавать определенные рисунки и определять, о чем думает пациент, — хотя бы в самом общем плане. Такая методика «чтения мыслей» помогла бы установить однозначное соответствие между конкретными рисунками мю-волн, МРТ-снимков и мыслей. Но сомнительно, чтобы она позволила различить в мыслях человека отдельные слова.