Wynalazki z przyszłości bez przyszłości

Science fiction ma ogromną przewagę nad każdą dziedziną nauki. Propagowane w filmach, książkach, komiksach lub grach pomysły są ograniczone jedynie ludzką wyobraźnią. Ale nie można mieć stuprocentowej pewności, że pomimo nieprawdopodobnego rozwoju współczesnej myśli technologicznej, wynalazki z wyobraźni kiedykolwiek powstaną. Oto grupa tych, których budowa na tę chwilę jest najmniej realna.

"Gwiezdne wojny" - najbardziej znana space opera w historii kina - obrodziły wieloma pomysłami wykorzystywanymi w nauce. Tym, czego zapewne nigdy nie uda się zbudować, jest marzenie każdego niespełnionego Padawana, czyli miecz świetlny.

Budowa tej podstawowej broni rycerzy Jedi jest niezgodna ze znanymi nam prawami fizyki. Typowy miecz świetlny składa się z 20-, 30-centymetrowej rękojeści, wyposażonej w emiter wytwarzający ostrze energetyczne o długości około metra.

Moc skupiona w promieniu jest tak duża, że potrafi zarówno przeciąć większość znanych w uniwersum "Gwiezdnych wojen" materiałów, jak i odbijać pociski energetyczne blasterów.

Inżynierowie podejmujący się budowy miecza świetlnego musieliby poradzić sobie z licznymi utrudnieniami. Podstawowym problemem byłoby wytworzenie i utrzymanie wiązki energetycznej w tak znacznej odległości od źródła. Poza tym ostrze miecza świetlnego nie mogłoby się skończyć ot tak, chyba że napotkałoby na swojej drodze jakąś przeszkodę lub materiał absorbujący fotony. Co więcej, konsekwencją podstawowych praw fizyki jest niemożność nadania fotonom tak wysokiej energii, by realne było przecinanie materiałów.

Nawet jeżeli zamiast światła zastosowano by jakiś rodzaj plazmy, wyzwalane przez nią ciepło stopiłoby rękojeść miecza, a w konsekwencji także nieszczęsnego rycerza Jedi. Dokładając do tego wyimaginowane źródło zasilania, jasne staje się, że miecz świetlny nie miałby racji bytu w rzeczywistości.

Inną skarbnicą pomysłów jest "Star Trek", czyli stworzona przez Gene'a Roddenbery'ego w latach 60. opowieść o przygodach załogi statku "Enterprise".

Jednym z najczęściej wykorzystywanych metod transportu w "Star Treku" była teleportacja, czyli proces przenoszenia obiektów z jednego miejsca w inne bez zachowania ciągłości ich istnienia w przestrzeni. Roddenbery uznał takie rozwiązanie za oszczędność pieniędzy i czasu, związanego z koniecznością kręcenia scen startu i lądowania statków kosmicznych.

Przy obecnym stanie wiedzy możliwa jest teleportacja kwantowa, oznaczająca przesłanie stanu kwantowego cząstki X do odległej cząstki Y. Proces ten wiąże się jednak ze zniszczeniem stanu kwantowego X. Teleportacja obiektów makroskopowych, w tym ludzi, również wiązałaby się z ich rozkładem.

Nawet w jednym z odcinków serii "Star Trek: The Next Generation", pt. "Second Chances" zjawisko teleportacji opisane jest mianem "destruktywnego kopiowania". Oznacza to, że ciało-matryca osoby teleportowanej musi zostać zniszczone, by następnie zostać odtworzone w zupełnie innym miejscu. Mało możliwe zatem, by nawet za cenę błyskawicznych podróży ludzie chętnie wchodzili do kapsuł śmierci.

Co więcej, energetyczne wymagania teleportacji są poza naszym obecnym zasięgiem technologicznym. Urządzenie pozwalające na błyskawiczne skanowanie wszystkich komórek ludzkiego ciała, ich zapisanie w postaci bitów informacji oraz transfer w inne miejsce, musiałoby najprawdopodobniej być oparte na zasadzie komputera kwantowego. A od konstrukcji tak zaawansowanych maszyn dzielą nas jeszcze dekady.

Podróżowanie w czasie jest jednym z najczęściej wykorzystywanych motywów w gatunku science fiction. Dzięki teorii względności Alberta Einsteina wiemy, że zarówno podróże w przyszłość, jak i w przeszłość są teoretycznie możliwe.

Dla obiektów poruszających się szybciej lub w mocniejszym polu grawitacyjnym następuje tzw. dylatacja czasu (czas płynie wolniej względem innych rejonów wszechświata). Różnica jest tym większa, im podróżnik bardziej zbliża się do prędkości światła. Osiągnięcie takowej przez ciała posiadające masę spoczynkową jest niemożliwe, ale fotony jej pozbawione nie "odczuwają" czasu.

Opierając się na powyższych założeniach niemożliwa byłaby budowa wehikułu czasu dla człowieka. Jednak przedstawiony w 1988 r. przez Kipa Thorne'a model bazujący na tunelach czasoprzestrzennych stał się impulsem dla nowych badań. Zakłada on, że za pomocą kosmicznego korytarza można połączyć dwa odległe obszary czasu i przestrzeni.

Słynny fizyk Michio Kaku twierdzi, że nawet gdyby udało się otworzyć takowe przejście, jego stabilizacja i utrzymanie wymagałyby użycia energii pochodzącej z czarnej dziury.

Podróżowanie w przeszłość przysparza jeszcze więcej problemów. Do tej pory nie udało się udowodnić, że cofnięcie czasu jest niemożliwe, co napędza fantazję co bardziej ekscentrycznych naukowców. Energia niezbędna do odbycia podróży w przeszłość musiałaby być jeszcze większa niż w przypadku podróży do przyszłości.

Nawet biorąc pod uwagę fakt, że fizyka jest po naszej stronie, to metafizyka nie. Wystarczy przytoczyć słynny "paradoks dziadka", czyli przykład sytuacji, gdy podczas podróży w czasie dokonujemy czynności uniemożliwiającej jej odbycie.

A gdyby budowa wehikułu czasu była możliwa, to gdzie są wszyscy przybysze z przyszłości, którzy mogliby dać temu świadectwo?

Hibernacja jest zjawiskiem powszechnie występującym w świecie przyrody, jednak jej wykorzystanie w odniesieniu do człowieka jest dalekie od rzeczywistości. W filmach science fiction załoga statku odbywającego międzygalaktyczną podróż często ulega hibernacji, by zminimalizować ryzyko urazu i zatrzymać proces starzenia organizmu.

Naukowcy od lat przyglądają się bakteriom i drożdżom, które potrafią przeżyć w ekstremalnie trudnych warunkach. W powodującej skrajne wychłodzenie temperaturze zwalnia ich metabolizm, aż do czasu, gdy warunki się poprawią. Ale to nie to samo, co wyciągnięcie człowieka z lodówki i przywrócenie go do życia.

Wychłodzenie ciała do temperatury poniżej 35 stopni Celsjusza jest dla człowieka wysoce ryzykowne. Poza przechodzącym w ból odczuciem zimna, następuje utrata świadomości, niedotlenienie mózgu oraz brak wrażliwości na bodźce. Spadek temperatury poniżej 25 stopni C kończy się śmiercią, gdyż mózg i serce przestają pracować. Na świecie zdarzają się wyjątki od tej reguły, jak choćby uratowana w 2006 r. japońska alpinistka Mitsutaka Uchikosh, która przez 23 dni leżała w śniegu, a temperatura jej ciała spadła do 22 stopni.

Czy ludzki organizm posiada coś na kształt mechanizmu hibernacyjnego?

Naukowcy zauważyli, że przy głębokiej hipotermii spada poziom tlenu w organizmie. Brak tlenu w komórkach wywołuje wiele reakcji chemicznych zwalniających procesy fizjologiczne, umożliwiające przetrwanie. Ale to i tak może być za mało, by wrócić do życia.

Z długotrwałą hibernacją ściśle związana jest krionika, czyli technika głębokiego ochładzania ciał ludzi i przechowywania w temperaturze ciekłego azotu (-196 stopni Celsjusza). Panuje błędne przekonanie, że w trakcie rozmrażania komórki zostaną rozerwane z powodu uformowania się w ich wnętrzu kryształków lodu. Jeżeli prędkość ochładzania nie przekracza osmotycznej utraty wody i nie przemieszcza się ona do przestrzeni międzykomórkowych, to nic takiego się nie wydarzy.

Ale uszkodzenia wynikłe z zamrożenia i tak mogą być zbyt poważne. Formujący się między komórkami lód może powodować uszkodzenia mechaniczne i chemiczne, a stosowane krioprotektanty na dłuższą metę nie zapewnią właściwej ochrony. Ogromnym problemem jest niedokrwienie i niedotlenienie mózgu, uważanego za siedzibę pamięci i osobowości.

Neurobiolodzy uważają, że jest to tak delikatny organ, że przywrócenie funkcji zamrożonego przez długi okres mózgu jest niemożliwe. Wystarczy, że choćby najmniejszy kryształ lodu dostanie się między neurony, a wszystkie nasze wspomnienia i uczucia staną się przeszłością.

Choć perspektywa przesyłania naszych umysłów z wątłych ciał do superkomputerów przyszłości pozostaje kwestią otwartą, nie wiadomo, czy taka operacja oznaczałaby również transfer świadomości. Sceny znane choćby z "Pamięci absolutnej", kiedy do ciała żywej osoby wgrywane są wspomnienia, osobowość i umiejętności kogoś innego, to czysty absurd. Pojemność naszego mózgu jest ograniczona, a przechowywanych w nim informacji nie można ot, tak, zastąpić innymi - jak na dysku twardym komputera.

Naukowcy nie znają również sposobu na błyskawiczną naukę sztuk walki rodem z "Matrixa", nie mówiąc już o bardziej skomplikowanych umiejętnościach. Nie da się w pięć minut zostać geniuszem, przyswajając wiedzę ze wszystkich cyfrowych bibliotek świata.

Zupełnie odrębną kwestię stanowi transfer świadomości z jednego ciała do drugiego. Ta najprostsza droga do nieśmiertelności, wbrew pozorom, nie jest rozwiązaniem idealnym. Skopiowanie wszystkich wspomnień, myśli i informacji przechowywanych w mózgu może i nie zajęłoby dużo czasu, ale co z innymi, indywidualnymi cechami charakteru?

Transfer świadomości niesie za sobą inne poważne niebezpieczeństwo. W trakcie procesu kopiowania w pewnym momencie świadomość osoby byłaby w dwóch miejscach jednocześnie, choć w żadnym nie występowałaby w całości. Ten hipotetyczny stan naukowcy nazywają destruktywnym kopiowaniem, które w podstawach opiera się na tym samym co proces destruktywnej teleportacji.

Możliwość transferu świadomości to nie tylko problem natury neurologicznej, ale przede wszystkim filozoficznej. Skoro nawet nie jesteśmy w stanie w pełni zdefiniować pojęcia świadomości, to jak bezpiecznie nią manipulować? Czy po zakończonym procesie kopiowania ludzka matryca zostaje zniszczona? Kto będzie oryginałem, a kto kopią? Co z ludzką duszą?

Futurolog John Smart twierdzi, że bez wchodzenia na tematy religii tego problemu nie da się rozwiązać. "Nie rozwiążemy problemu transferu świadomości bez wnikania do sfery duchowej i religijnej danej osoby. Ostatecznie ludzie będą musieli zrobić krok wiary i po prostu skoczyć w nieznane" - podsumowuje Smart.

W przypadku wymienionych technologii nauki ścisłe nie powiedziały jeszcze ostatniego słowa. Pojedyncze odkrycie egzotycznej cząstki elementarnej lub obserwacja ruchu z prędkością nadświetlną mogą obrócić w pył wszystko to, co o wszechświecie wiemy dzisiaj. Otaczająca nas rzeczywistość już niejednokrotnie pokazała, że na tym świecie jesteśmy tylko tymczasowymi lokatorami, i że pewnego dnia skończy się ten okres wynajmu...