Любителям фантастики — ошибки в книгах и фильмах

Василий Купцов:

Если уж пошел разговор о том, что не скоро сказка сказывается, то уж о том, что не скоро скорость достигается, я не могу не сказать. К сожалению, прошли времена, когда фантасты что-то считали. Скажем, сколько времени надо разгоняться с предельно допустимым ускорением (предельным для человеческого организма, испытывающим перегрузку), чтобы достичь скорости света. Если при этом создается 1G, то чуть меньше года. А если кто и помнит, то уж наверняка забывает, что надо еще и затормозиться! То есть еще год. Ладно, так, «по Циалковскому», в фантастике уже давно никто не летает, придумали разные конвертеры пространства и так далее. Но, извините, даже просто разогнать космический корабль в процессе боя (в космических фильмах все время воюют) — это все равно какое-то время, ограниченное все тем же предельно допустимым для человеческого организма ускорением, или, как следствие, перегрузкой.

Виктор Стопков:

Еще о красном смещении.

Помимо эффекта Доплера действует еще один эффект — релятивистское замедление времени. Излучающие свет атомы подобны крошечным часам, и когда они быстро движутся (или когда мы быстро движемся по отношению к ним — это одно и то же), эти часы замедляют ход. Соответственно спектр излучения сдвигается в красную область. Причем независимо от направления движения, то есть это работает и для приближающихся объектов, и для удаляющихся.

Правда, этот эффект действует слабее, чем эффект Доплера, пока скорость не слишком велика. Но по мере приближения к скорости света он становится все заметнее. Так, при скорости 0,995с всего лишь в секторе 50° из 360° будет наблюдаться фиолетовое смещение, а в остальных 310° — красное.

И есть еще один любопытный феномен. Представьте, что вы сидите в автомобиле на обочине дороги, и льет дождь. Капли дождя будут попадать на лобовое и заднее стекло примерно одинаково часто, не так ли? А вот если вы разгонитесь до 90 км/ч, то заднее стекло будет практически сухое (если не ветра и не заливает с крыши). Примерно так же для пассажира космического корабля все звезды будут постепенно переползать в носовой иллюминатор по мере роста скорости. Так что при скорости близкой к скорости света, куда бы вы ни летели, наше Солнце будет почти прямо по курсу. Там же, правда, будут и все остальные звезды и галактики, так что разглядеть именно Солнце будет затруднительно.

Данные взяты из книги «Космические рубежи теории относительности», Эрик Кауфман.

О движении при скорости < с.

Встречаются совершенно уморительные ляпы, когда авторы НФ пытаются как-то обыграть в книгах эффекты теории относительности. Например, в книге «Каллисто», автор Георгий Мартынов (если я не ошибаюсь — читал ее еще школьником), подробно рассказывается, как именно растет масса движущегося тела по мере роста скорости. Ясное дело, растет, об этом и в школьных учебниках пишут. Ну и расписывается, как тяжело несчастным космонавтам брести по коридорам звездолета (да, этот пассаж тогда же навсегда врезался в память). Ха, да ведь теория Эйнштейна на том и построена, что не существует никакой абсолютной скорости. Да, внешний наблюдатель заметил бы замедление времени на корабле, и сокращение размеров всех тел (по вектору движения), и увеличение массы смог бы почувствовать на собственной шкуре — например, если бы со звездолета уронили гайку ему на голову, то она ударила бы гораздо энергичнее, чем по теории Ньютона.

Однако же сами космонавты ничего подобного за собой бы не заметили. А если бы и заметили, то одним этим легко опровергли бы теорию относительности — ведь этим бы они доказали существование выделенной системы отсчета. Странно, что Мартынов не догадался обыграть еще релятивистское сокращение размеров!

О полете в космосе.

В одной книге Алекса Орлова описываются различные типы боевых космических кораблей будущего. В числе прочих тактико-технических характеристик упоминается, что вот для корабля данного класса максимальная скорость составляет столько-то километров в секунду, а для другого (более мощного) — скажем, вдвое больше. То есть автор полагает, что данный корабль может разогнаться, например, до 70 км/с, а больше — уже никак. Ха! Вы представьте себе картинку — пилот жмет на газ целый час, полная тяга, а скорость не возрастает! Черт, да что же мешает лететь? (Плохому танцору все время что-то мешает.) Ну будь это автомобиль — ясное дело, сопротивление воздуха, и прочие потери на трение. А в вакууме?

Досадная оговорка встретилась даже у Станислава Лема, в одном из рассказов о пилоте Пирксе — «Патруль». По ходу дела «… Пиркс дал задний ход, применяя тормозные дюзы как ускорительные. Такие вещи полагается уметь делать, это элементарный пилотаж. Сначала было минус 1 g, потом минус 1,6, минус 2. Задним ходом ракета шла не так идеально, как на обычной тяге. Нос чуточку качался — все-таки тормоза приспособлены для торможения, а не для ускорения ракеты».

По поводу последних двух фраз — а в чем разница между торможение и разгоном, если движение происходит в вакууме? Явно же ракета тормозит не за счет трения, а как е й положено — выбросом раскаленного газа (или пучка ионов, да хотя бы и фотонов) вперед, по направлению движения — через носовые дюзы, по-видимому. В таком случае совершенно безразлично, гасит ли она скорость с 200 км/с до 0, или разгоняется задним ходом с 0 до минус 200 км/с — абсолютной скорости вообще не существует, и двигаться можно лишь относительно чего-либо.

О мгновенных перемещениях

Василий Купцов:

Вспомним многократно повторяющуюся ситуацию: в результате действия некоего аппарата человек мгновенно переносится из пункта А в пункт Б (варианты — перенос в другую вселенную или в другое измерение, мгновенный перенос по времени и т. п.). Причем в некоторых произведениях герои даже беспокоятся — вдруг по месту назначения окажется скала или что-то другое, такое же твердое — вот ужас-то будет. Но им и в голову не приходит, что на месте назначения всегда что-то есть. Ну, конечно — наш любимый (особенно в этой статье) воздух. Итак, в теле человека оказался воздух. Атомы одного предмета в случайном порядке встретились с другими. Где-то ядра оказались слишком близко — правда, таковых пар ничтожно мало — но и ничтожно малое количество ядерных взрывов в теле человека выглядят довольно непривлекательно. Но перейдем на другой уровень — химии и биохимии. Процентов 25 воздуха составляет кислород. И атомы этого, одного из сильнейших, окислителей, попадают посреди гигантских молекул белков (в том числе и ферментов), РНК и ДНК. И со всеми вступают в реакцию. И все эти ферменты, РНК, ДНК и пока что неизвестные, но очень-очень нужные организму молекулы портят. Испортив ферменты, мы нарушим всю энергетику организма, весь обмен веществ, зрение и другие органы чувств, передачу в нервных волокнах, а, следовательно, и мыслительную деятельность. А в клетках тем временем по испорченным шаблонам РНК выпускаются дефектные белки… Ну сколько же можно еще убивать беднягу — путешественника? Мне кажется, уже достаточно.

Ипатов:

Дальнейшие ужасы, надо полагать, актуальны именно для тех произведений, где герои и вправду озабочены тем, чтобы не влипнуть в гранит… Там же, где герои проблем на свою голову не изобретают, естественным (ну не убийцы же конструируют эти телепортаторы) является предположение о том, что аппарат аккуратно чистит объем перед тем, как его заполнить (или в процессе заполнения, это неважно). Куда он девает прежнее содержимое — заполняет ли опустевшее в точке отправления пространство или «преобразует в чистую энергию» — не обязательно заслуживает упоминания в произведении.

Аб. Аливердиев:

Хотя, если подумать, против этого замечания легко возразить, если предположить, что любое перемещенное твердое тело просто «расталкивает» среду, куда оно переместилось. То есть, попади оно в жидкость или газ — нет проблем. А вот столкнись с другим твердым телом, тут возможно всяко! Подчеркну, что как физик, я не очень представляю, как сие сотворить, но помечтать можно. Это, кстати, относится и к путешествиям по времени, о которых стоит остановиться подробнее. Чтобы попасть в будущее достаточно впасть в анабиоз. Так что этот вопрос мы оставим. А вот в прошлое…

Михаил Гриненко:

Порталы

Портал фактически «ворота» из одного места в другое, например, с планеты на планету. А на разных планетах, как правило, разный климат, разное атмосферное давление. Как следствие — сильный ветер, дующий сквозь портал и несущий местную пыль, насекомых, микроорганизмы и прочее. Теперь о небезызвестном законе сохраненя энергии. Допустим, человек через портал поднимается в гору. Его потенциальная энергия растет за счет действия портала. А если человек спускается с горы, тогда портал должен принять избыточную энергию.

Собственную бабушку топориком…

Василий Купцов:

Известен парадокс, связанный с перемещением в прошлое и совершением там деяния, приводящего к такому изменению будущего, какое исключило бы возможность самого путешествия. Грубо говоря, путешественник во времени убивает свою бабушку (дедушку не столь надежно…), когда она еще не стала даже матерью. Этот парадокс писатели — фантасты пытались решить в своих произведениях по разному, кроме, на мой взгляд, самого естественного подхода. Итак, по голове топорикам раз! И в далеком прошлом уже сам не родился. Раз не родился, тогда топорик отменяется. А теперь путешественник родился и уже снова с топориком. И так далее. Мы получили пульсацию, период которой неизвестен (поскольку пока что неизвестны параметры кванта времени), однако известны последствия: выхода из этого цикла для путешественника по времени просто нет, поэтому и литературное произведение должно на этом эпизоде закончиться, что вряд ли устроило бы его автора. Хорошо, в момент действа создалась параллельная вселенная, где-то в своих построениях такое авторами допускается. Но что это меняет. Топорик все равно будет повторяться, рождая бесчисленное множество вселенных, в каждой из которой будут свои топорики…

Аб. Аливердиев:

Поэтому, кажется, путешествие в прошлое невозможно. Абсолютно невозможно, как любил говорить герой одного фантастического рассказа, попавшего в весьма своеобразную временную петлю. Однако если помечтать, так чтобы не противоречить здравому смыслу, то можно, на мой взгляд, придумать только две вещи: 1) пространственно-временной континиум (извините за наукообразность) стремится к сохранению. То есть он просто не даст Вам убить свою бабушку или, упаси Бог, себя. Помните детский мультфильм про Бармалейкина, который пытался не дать Ньютону открыть закон всемирного тяготения? Что он только не делал! Однако в урочный час Ньютон все равно оказывался под злополучной яблоней, и яблоко падало ему на голову. Видимо будет что-то подобное. Кстати пра-пра-пра-…-пра-бабушку из каменного века может и получится, если полученного временного отрезка достаточно, чтобы родителями горе-путешественника стали кто-то из боковых линий; 2) путешествие не в своем, а во множестве параллельных живущих своей жизнью миров. Как, например, «Единственная» Ричарда Баха. Тут все логично. Вопросов нет.

Еще о перемещениях во времени (в том же месте в тот же час)

Василий Купцов:

Вернемся к путешествиям во времени. Проигнорируем все сказанное ранее об особенностях мгновенных перемещений. Путешествия во времени имеют еще и свой своеобразный момент. Мы переместились в прошлое или будущее, это допустимо по условиям игры в данном романе. Но вот где, собственно, с точки зрения пространственных координат мы оказались? Земля ведь вращается вокруг своей оси. А еще она вращается вокруг Солнца. Солнце же вращается вокруг центра галактики, которая, в свою очередь, куда-то «разбегается». Таким образом, практически любое передвижение во времени приведет к тому, что путешественник во времени окажется где-то в космосе (где и примет вполне заслуженную своим невежеством смерть). Справедливости ради, отмечу, что читал фантастический рассказ, автор которого подметил данный парадокс. Молодец, конечно, но вот другим писателям все это, как видно, без разницы…

Аб. Аливердиев:

Впрочем, это противоречие легко устранить, считая, что массивные тела вроде Земли увлекают за собой путешественника по времени во всех его путешествиях. Это не менее логично, чем сами таковые путешествия.

Но с путешествием по времени связана еще одна проблема, а именно перенос материи. То есть одна и та же вещь в одном времени исчезает вообще, а в другом появляется в двух экземплярах! Помнится, кажется, у Рэя Бредбери в «Уродливом мальчугане» говорилось об энергетическом потенциале, вытащенной из прошлого материи, что затрудняло ее вытаскивание из зоны машины времени. Но здесь автоматически возникает, не возникший у автора вопрос, как быть с химическими реакциями между «местной» и «чужой» материями? Как преодолеть все это не знаю. Да и не очень хочу знать, потому что, извините, считаю сие невозможным в действительности, хотя вполне допустимым в творчестве, если конечно это позволяет раскрыть что-то, что невозможно (или трудно) раскрыть другими способами.

Поговорим о красном (оно же фиолетовое) смещении

Василий Купцов:

Итак, звездолет героев множества произведений разгонялся до околосветовой скорости и эти самые герои видели, как звезды спереди по курсу приобретали фиолетовый цвет, а позади краснели. А теперь подумаем. Возьмем источник света, равномерно излучающий во всех зонах спектра электромагнитного излучения, и начнем его быстро (с околосветовой скоростью) удалять от нас. Та часть излучения, которая воспринималась как оранжевая, станет красной, та, что была желтой, станет оранжевой, а та, что была зеленой, будет желтой. А что изменится для наблюдателя? Да ничего! Мы видим всё ту же белую точку. Реальные звезды имеют неравномерное в различных частях спектра излучение, отсюда их цветовые оттенки. И как именно может измениться цвет звезды при быстром удалении или приближении зависит только от ее спектра. К примеру, имеющая очень мощное радиоизлучение при малой собственной светимости звезда, при быстром приближении к нам вспыхнет ярко-красной точкой. Разумеется, имеются множество звезд, излучающих в определенном диапазоне. Да, их излучение в глазах наблюдателя — сместится. Но — только в отношении каждой отдельно взятой светящейся точки. А в целом, по всему звездному небу, практически ничего не изменится.

Еще один очень интересный вопрос — вопрос лилипутов и великанов

Аб. Аливердиев:

Хотелось бы отметить, что часть из нижеизложенного было отмечено еще до Великой Отечественной войны Перельманом в его «Занимательной физике». Рассмотрим излюбленные, особенно в японских фильмах с немецкими субтитрами, гадзилы и человекообразные монстры размером больше небоскреба. Чисто физически сила растет пропорционально квадрату характерной длины, а масса — кубу. Таким образом, при показываемых пропорциях и не пустых внутренностях данные чудища были бы попросту раздавлены своим весом. Да и само существование гадзил, очнувшихся ото сна аж с мелового или юрского периода, и обладающих бронебойной защитой, непробиваемой самой современной артиллерией, представляется, по меньшей мере, странным. В этой связи следует отметить «Парк юрского периода». Там, кажется, с этим делом было в порядке. В конце концов, слишком уж быстрое размножение тиранозавров можно простить.

Теперь по поводу лилипутов. Они встречаются реже, зато куда более разнообразны, и могут появляться в самых неожиданных моментах. Вспомним хотя бы инопланетянина, у которого собирались похитить галактику, ну того, что сидел в голове андроидного костюма. Приведу сначала аргумент, позаимствованный из той же «Занимательной физики». Тепловой баланс. Потери тепла пропорциональны квадрату характерной длины. Не случайно все теплокровные животные малых размеров вынуждены питаться с огромной скоростью. Однако мне самому этот аргумент не кажется слишком ограничивающим. Ну, пусть кушают, жалко что ли?! Кроме того, они отнюдь не обязаны быть теплокровными. Но с размерами возникает другое ограничение. Вместе с размерами тела уменьшается и размер мозга. И хотя между умственными способностями и размерами мозга нет линейной зависимости, однако, некоторый «предельно допустимый по малости размер» все же существует. Кстати говоря, по массе мозга человека опережают только слоны и киты (причем, последние не на много). Пока размеры этих самых инопланетян, бесов, или уменьшившихся людей (а о них еще разговор отдельный!) остаются в пределах дециметров эти ограничения еще как-то можно снять. Но некоторые авторы идут много дальше, уменьшая практически атропоподобные структуры до микроскопических размеров! А тут вступают в силу ограничения фундаментального рода, такие, как размеры атомов и молекул. Ну не получается ничего, похожее на человека, размером с микрон! Как не верти!

Теперь об излюбленных в фантастической литературе увеличительно-уменьшительных машинах. Если бы материя представляла собой непрерывную субстанцию, все было бы, если не просто, то понятно. Не понятно было бы только откуда берется масс-эквивалентная энергия при увеличении и, наоборот, куда она девается при уменьшении, однако это легко обойти. Забудем также вышеизложенные аргументы против лилипутов и великанах. Все они кажутся детскими игрушками перед фундаментальным вопросом: как меняется молекулярная структура увеличивающего или уменьшающего тела? Как известно все тела состоят из атомов и молекул, размеры которых строго определены законами квантовой физики и постоянны для данного вещества. Чувствую, что кое у кого из читателей из числа коллег уже заблестели глаза. Только ради Бога не надо цепляться к словам, типа, что такое квантовая физика — механика, электродинамика или что еще, или что я считаю постоянным?! В конце концов, я стараюсь выражаться по возможности просто и ясно. Итак, размеры молекул постоянны, а тело увеличилось (уменьшилось). То есть должны появиться (исчезнуть) какие-то молекулы (атомы). Если мы имеем дело с куском золота что-то придумать можно. А вот с живым организмом, состоящему из сложного сочетания клеток, образованных в свою очередь гигантскими органическими молекулами… Я думаю, вы меня поняли. Теперь представим, что мы уменьшаем (увеличиваем) сами атомы. Но тут проблем окажется еще больше. Как уменьшенные (увеличенные) элементарные частицы будут реагировать с «нормальными» во всем комплексе электрических, гравитационных, сильных и слабых взаимодействий? Что будет с фундаментальными константами? В общем, труба дело.

В заключение, хочу отметить, что я вовсе не хочу сказать, что все произведения, использующие описанные выше приемы ничего не стоят. Отнюдь. Они могут быть очень даже хороши, великолепно раскрывая поставленные задачи (взять хотя бы «В стране дремучих трав»). Только это является не научной фантастикой, а просто фантастикой. Но если создаваемый автором мир обладает внутренней целостностью, то почему бы и нет?