ПОМИЛКИ В НАУКОВІЙ ФАНТАСТИЦІ З ПОГЛЯДУ ФІЗИКИ.

“Фантастичне лише одне припущення,все інше випливає за законами логіки”.

Г.Уеллс

Фантастика популярна. Багато книг цього жанру стали справжніми бібліями для угруповань фанів - взяти хоча б "Володаря кілець"! За фантастичними романами знімають фільми, пишуть компю'терні ігри і навіть увіковічують їхніх героїв (як, наприклад, відображена в камені Людина - невидимка,точніше,її сліди в Єкатеринбурзі).

Залишимо осторонь фантастику бульварну, автори якої мають тільки одну мету: заробити грошей на читачеві. Поговорімо про фантастику як про розділи Великої Літератури, яка переслідує,хоча б побічно,мету облагородити читача, чомусь навчити його, а не просто дозволити вбити час в електричці. Припустимо, що автор володіє мовою, чудово викладає свої думки і чудово будує сюжет . Чи достатньо цього, щоб написати висококласний фантастичний текст?

Письменникові-фантасту крім звичайних талантів потрібно мати ще й хоча б приблизні уявлення про предмет: скажімо з астрономії та фізики,коли пишеш про зоряні війни або історії, якщо намагаєшся писати фентезі. Можна, звичайно, створити абсолютно новий, свій, ні на що не схожий світ зі своїми законами фізики та соціології. Але для цього потрібно, по-перше, бути енциклопедистом, щоб представляти, як саме йдуть справи в реальності, щоб ненароком не повторитися. По-друге, потрібно володіти бездоганним логічним мисленням, що дозволяє побудувати свій світ без єдиного логічного протиріччя... ну або хоча б без таких суперечностей, що кинулися б в очі читачеві. І при всьому при тому цей світ ще і повинен залучити інших. Модель ідеального сферичного коня у вакуумі навряд чи виявиться цікавою для широкої публіки.

Але,ще ніколи у фантастичній літературі не було створено жодного світу,велика частина елементів якого не виявилася б запозиченою з нашої реальності. Вся сучасна наукова і псевдонаукова фантастика оперує поняттями з сучасної нам науки і техніки. Часи, коли романи Жуля Верна передбачали розвиток техніки, нехай і на короткий період часу, пройшли. Можна констатувати,що в НФ сьогодні використовуються або реальні досягнення науки і техніки,або просто усталені мало не з шістдесятих років штампи. Саме тому розбір помилок піде з позицій сучасної науки і з урахуванням сучасних тенденцій(якщо такі є).

В цій статті ми хочемо розповісти про типові помилки в НФ з точки зору сучасної науки. Існує багато помилок біологічного,екологічного,соціологічного змісту,але ми обмежимось порушеннями законів фізики. Це може бути цікавим,в першу чергу,для авторів фантастичних творів (як початківцям,так і майстрам цього жанру),а,по-друге,читачам,для яких важлива достовірність інформації,яка подається як наукова,тобто для широкої аудиторії.

РОЗДІЛ 1.

Спробуємо зробити загальний аналіз помилок у НФ за окремими темами.

Тема перша. Робототехніка.

Ця тема широко розкрита у багатьох науково-фантастичних творах,наприклад “Я - робот” Айзека Азімова та інших.

Як тільки ми замінимо широку опору звичайного всюдихода на ноги людиноподібного робота,ми різко підвищимо питомий тиск на ґрунт. Враховуючи більшу в порівнянні з людською масу металевої конструкції,це призведе до того,що її реальна прохідність на довільній місцевості різко зменшиться. Звичайно,ногами зручно переступати через деякі перешкоди,але до цих перешкод ще треба по м’якому ґрунту дістатись. Таким чином,для ефективного використання крокуючої техніки необхідна відносно тверда,рівна місцевість з невеликою кількістю перешкод. Це означає,що двоногі роботи можуть використовуватись тільки для виконання обов’язків поліції в містах,або,наприклад,для війн в глинистих пустелях.

Тема друга. Через терни до зірок,або чи важко бути астропілотом

"Зоряні війни" Лукаса породили цілу галузь астрофантастики (література, кіно, комп'ютерні ігри), що спеціалізується на космічних боях. Могутні ескадри гігантських багатокілометрових кораблів сходяться в смертельних битвах, в'юнкі винищувачі шмигають в полях астероїдів, орбітальні бомбардування знищують населення планет, а ті, у свою чергу, збивають атакуючих з потужних антикосмічних знарядь. Так, Лукас почав свою промову на прем'єрі першого (за рахунком) фільму серії з фрази "Зрозуміло, нам відомо, що в космосі постріли не чутно...". Проте ця його заява мало що дала."Якщо щось круто виглядає, то так і повинно бути" - ця заповідь кепської фантастики служить основною причиною ігнорування елементарних законів фізики. Ми не надто захоплюємося кіно, так що не можемо сказати на його рахунок нічого конкретного, але відомих нам письменників, що керувалися при написанні книг хоча б класичною механікою Ньютона, можна перерахувати на пальцях- Аллен, Дівов, Азімов, Єфремов,Лем і Хайнлайн.

Поглянемо ближче на типові помилки,що допускаються в текстах і фільмах цього напряму.

Вважається, що у космічного корабля є максимальна швидкість. Це уявлення є наслідком прямого перенесення морських битв в космос. Земний корабель (водний або повітряний) дійсно має максимальну швидкість - йому при русі доводиться долати опір середовища. Але у космосі, що представляє собою майже чистий вакуум, опір відсутній (точніше, ним можна знехтувати). І єдиний теоретичний бар'єр для матеріального тіла - це швидкість світла. Крім того, швидкість завжди відносна. На Землі вона відраховується від земної поверхні, а в космосі? Від Сонця? Від Альфа Центаври? Від центру мас туманності Андромеди?

Оперувати в безповітряному просторі можна виключно прискоренням. Максимальне ж прискорення залежить, крім двигуна, від двох факторів: витривалості екіпажу і міцності несучих конструкцій корабля ("гравіомпенсатори" ми в цій ситуації не враховуємо, оскільки не знаємо, що це таке). Від них залежить також мінімальний радіус розвороту. Декларувати ж, що цей корабель може досягти конкретної максимальної швидкості, в загальному випадку некоректно.

Зброя. Тут домінують такі різновиди: енергетичні (лазери і плазма) і реактивні (ракети). Зрідка також трапляються кінетичні види (кулі та снаряди, таємничий "mass driver" і т.д.), але це швидше виняток. Залишимо осторонь зброю, засновану на плазмі, антиречовині і мас-драйверах, оскільки про її параметри можна тільки здогадуватись, і розглянемо те, що нам відомо.

Якщо прийняти до уваги, що "зупинитися" в космосі неможливо (можна лише зрівняти вектори швидкостей (один щодо одного), то можна легко зрозуміти, що на зустрічних курсах кораблі пролітатимуть повз один одного за настільки малі проміжки часу, що добре прицілитися буде неможливо - просто в силу інерційності гарматних стволів. В кращому разі кораблі зможуть зависнути на деякій відстані один від одного і почнуть обмінюватися залпами - але така тактика може бути прийнята лише самогубцями. Космічний бій - маневрений, і саме тому стрільба завжди буде вестися на величезних відстанях (сотні тисяч кілометрів - це майже впритул. Отже,навіть лазерні промені,що переміщуються зі швидкістю світла,при мінімальній маневреності супротивника будуть запізнюватися настільки, що пряме влучання виявиться чисто випадковою подією. Про повільні кінетичні снаряди в цій ситуації можна забути. Більш того, вони можуть виявитися небезпечними для самого стрілка - якщо той, вистріливши в супротивника, рушить у його бік і ненароком обжене власні постріли (які прискорюватися не вміють).

Єдиною прийнятною зброєю в такій ситуації виявляються ракети, які вміють наводитися на ціль і корегувати свій курс. Однак у силу дещо низьких швидкостей пересування і яскравого вихлопу вони будуть засічені супротивником незабаром після запуску і, швидше за все, збиті контрракетами. Тому при рівних технологіях космічна сутичка зведеться до банального змагання "у кого запас ракет більше". Це, у свою чергу, означає, що у малого судна не буде ніяких шансів впоратися з великим.

При цьому посилати в атаку ТІЕ Bomber’и і взагалі будь-які керовані людиною апарати в даній ситуації не буде ніякого сенсу. Вони виявляться свідомо менш маневреними і при цьому куди більшими цілями, ніж ракети.

Ще, до речі, один аспект, який ніхто навіть не намагається враховувати. Вакуум - не атмосфера, і випущений у ворога заряд (ракета, куля...) нікуди не впаде. Він продовжить свій шлях у нескінченність, поки не зіткнеться з перешкодою. Якщо у віддаленні від планети таке неподобство, швидше за все зійде з рук, то поблизу від неї (особливо із застосуванням інтелектуальної зброї на зразок ракет) запросто залишить місцевих без половини орбітальної інфраструктури. Супутнику зв'язку, на відміну від багаторазово броньованого лінкора, вистачить одного попадання по дотичній. Та й взагалі не схоже, що можливість напоротися, хай і з дуже малою вірогідністю, на кулю, випущену сотні і тисячі років тому, зігріватиме душу космічних мандрівників.

Останнє у збройовій темі - це вражаючі фактори зброї. У земних умовах це кінетична енергія самого заряду (кулі або снаряду), ударної хвилі і енергії вибуху, а також електромагнітне, включаючи теплове, світлове і проникаючу радіацію в разі атомної зброї, випромінювання.

Отже, приймемо для визначеності, що бойовий космічний корабель - великий (сотні метрів або навіть кілометрів у довжину), так що влучити в нього - не проблема. При цьому корабель являє собою важкоброньовану брилу металу масою в десятки тисяч і навіть мільйони тон. Чим можна завдати шкоди такій брилі з броні? Кулі та іншу кінетику відкидаємо відразу. Залишаються лазер і боєголовки ракет.

Врахуємо, що сама по собі дірка в обшивці мало що означає: пошкодження може бути, наприклад, автоматично заклеєно напіврідким вмістом (на зразок густої смоли) зовнішньої оболонки, а розгерметизований відсік - банально заблокований герметичними дверима. При цьому розгерметизація навіть не обов'язково означає загибель команди: досить сидіти на бойовому посту в скафандрі. Отже, щоб завдати серйозної шкоди, необхідно зачепити дійсно важливий вузол - рухову установку, паливні контейнери (за умови, що паливо чутливе до вражаючих факторів зброї), обчислювальний вузол, склад боєприпасів або центр системи життєзабезпечення. Метал - речовина тугоплавка, так що щоб прошити його лазером потрібна дуже велика енергія Враховуючи, що критичні вузли будуть броньовані багаторазово, а також той факт, що до безкінечності направляти промінь в одне й те ж місце можливості не буде, отримуємо, що необхідний лазерний імпульс вимагає гігантських енергій. Залишимо осторонь питання створення такого променя і перегріву лазерного знаряддя. Але звідки візьметься сама по собі така енергія? У нинішніх умовах для цього буде потрібен вибух атомної бомби, ось тільки сконцентрувати його міць в одній точці не вдасться. Тому якщо вже ви горите бажанням поставити лазерну гармату на свій корабель, в першу чергу подбайте про енергосистему.

З ракетами простіше. Вони не вимагають таких вже великих запасів енергії для переміщення. Початкове прискорення та деякі маневри при підльоті до мети - все, що їй потрібно. Проте як вони зможуть впливати на саму мету? Прямим зіткненням? Відпадає – не зіставні маси. Вибух? У вакуумі ударна хвиля відсутня так що на частку цілі доведеться лише незначна частка його енергії, і навіть сила атомного вибуху (включаючи проникаючу радіацію) за великим рахунком пропаде даремно. Хіба що сенсори ворога засліпить. А як дістати критичні вузли? Мабуть, тут у ракети шансів куди менше, ніж навіть у лазера. Єдиний ефективний метод - яким чином доставити боєголовку всередину корабля супротивника, в результаті чого корабель отримає всю енергію вибуху. А якщо всередині є атмосфера, то й вибухова хвиля вийде. Але ось як це зробити - велике питання.

Астероїди. Вважається,що гігантські скупчення різнокаліберного каміння дуже небезпечні для космічних мандрівників через небезпеку зіткнень,непроникні для радарів,можуть бути притулком для втікачів і піратів та серйозною перешкодою для внутрішньо системного повідомлення. Що тут невірно?

Візьмемо до уваги,що радіус поясів астероїдів становить сотні мільйонів,найчастіше – мільярди кілометрів. Так,внутрішній пояс астероїдів Сонячної системи розташований між орбітами Марса (≈ 228 млн км від Сонця) і Юпітера (≈ 779 млн км),пояс Койпера простягається до 50 а.о. (≈ 7,5 млрд км),а зовнішні кордони хмари Оорта оцінюються приблизно в 105 а.о. (≈ 16 млрд км). Якщо припустити високу щільність речовини в астероїдних кільцях виявиться,що по масі вони перевершують всі інші об’єкти в зоряній системі разом узяті. Подібні скупчення речовини просто не можуть існувати у сформованій системі. Вони швидко втягнуть в себе всі інші тіла (включаючи планети) і розірвуть на шматки зірку.

Насправді щільність астероїдів в поясах надзвичайно мала. У Сонячній системі на кінець 20 століття було зареєстровано близько 50 тисяч малих тіл. Навіть якщо припустити, що всі вони розташовані в районі орбіти Марса на ідеальному колі (R = орбіта Марса ≈228 млн км → L=2π × 228 × 106 ≈ 1,4 × 109 ≈ 1,4 млрд км) , отримаємо, що в середньому один астероїд припадає приблизно на двадцять вісім тисяч кілометрів (відстань між тілами ≈ 1,4 × 109 / 50000 ≈ 28000 км). При цьому тіло розміром в декілька кілометрів вважається великим. На справді ж "ширина" поясів астероїдів порівнянна з відстанями між планетами. Звичайно,існує безліч неврахованих тіл – деякі занадто малі,деякі занадто далеко,щоб бути знайденими. Але і простори,на яких вони розпорошені ,теж вражають уяву. Тому натрапити на астероїд можна лише чисто випадково.

Ще один момент, вельми улюблений авторами космічної фантастики. Чомусь напади, на внутрішні планети здійснюються методом проходження флоту через всю систему з-за орбіти останньої зовнішньої планети. Думка про те, що можна підійти до планети під кутом до площини екліптики, просто не вкладається в голові у більшості письменників, причому найчастіше - цілком шанованих, на зразок Сіммонса. І виникають в їхній уяві могутні оборонні пояси - знаряддя і ракетні шахти на астероїдах... Але навіть якщо завойовники вирішать прогулятися через всю систему, милуючись її пам'ятками, навряд чи така щільність оборонних точок затримає їх хоч ненадовго.

Ще один цікавий момент - це способи запобігання зіткнення з астероїдом. Космічні фантазери просто обстрілюють ці астероїди з наявної зброї, в результаті чого шматок каменю вибухає,його уламки розлітаються в різні боки, а щасливі астронавти благополучно продовжують свій шлях. Чи можливо це? Як відомо ще з часів Ньютона, сила дорівнює добутку маси на прискорення. Отже, щоб змінити траєкторію руху великого тіла силовими методами, буде потрібно потрапити в нього чимось або дуже важким (порівняльним по масі), або тим що рухається з величезною відносною швидкістю (при гальмуванні цього чогось об поверхню астероїда і виникне необхідне прискорення). Перший спосіб відпадає - не вистачить запасів, навіть з урахуванням ефектів на близькосвітлових швидкостях. А другий... чим ви потрапите в астероїд і, головне, з яким результатом? Уразливих вузлів у нього немає. При цьому при дуже інтенсивному впливу на невелику площу цілком можливо, ви досягнете, що скеля розвалиться на частини. Але напрямку руху вона при цьому не змінить. Не врятує навіть атомна бомба: вибухова хвиля, як згадувалося вище, у вакуумі відсутня,а часткове розплавлення поверхні астероїда нічим не допоможе.

Стріляти по зустрічному астероїду так само безглуздо,як і по лавині що сходить. Ймовірний вихід – повністю випарувати його і спробувати вижити після удару розпеченою газовою хмарою. Але ж для цього потрібно надзвичайно багато енергії.

Конструкції кораблів і планетарне сполучення. Як відомо,атмосфера чинить значний опір. Тому основне завдання аеродинаміки полягає в конструюванні обтічних повітряних і космічних судів, здатних на високих швидкостях (і при цьому не руйнуючись) переміщатися в щільних атмосферних шарах. А швидкості дійсно високі - корабель не може вийти на орбіту планети і залишитися там, якщо швидкість не перевищує першої космічної. Точніше, він не може зробити це ефективно, без колосальної перевитрати палива. Основну масу ракети-носія і так становить паливо (наприклад:ракета-носій “Союз-ФГ ” – довжина 49,5 м,діаметр 10,3 м,стартова маса 305 тонн,максимальна маса корисного вантажу 7130 кг;ракета-носій “Дельта-4” – довжина 63 - 77.2 м,діаметр – 5 м,стартова маса 249 500 - 733 400 кг,корисний вантаж для низької опорної орбіти 8 600 - 25 800 кг,для геостаціонарної - 8 600 - 25 800 кг;ракета-носій “Фалькон-9” – довжина 50-54 м,діаметр 3,6 м,стартова маса 333 т,корисний вантаж,що може бути виведений низьку навколоземну орбіту – 4,7 т і.т.д.). Витрачати ще більше палива на кілограм корисного вантажу надто недоцільно і марнотратно. Тому для того щоб вирватися з полону гравітації потрібні гігантські швидкості. А для їх досягнення, у свою чергу, необхідно надавати кораблям обтічну форму. Однак насправді обтічність є серйозною проблемою при проектуванні механізму, змушуючи щільно упаковувати його компоненти в гладкі оболонки. Через це розташування вузлів агрегату далеко не завжди оптимальне, для забезпечення зв’язаності системи потрібні допоміжні механізми (які теж потребують місця і чимало важать), нарешті, виникають проблеми з охолодженням. Ймовірно, конструктори вкажуть і на інші проблеми,але для нас досить вищепереліченого, щоб усвідомити: обтічна форма є швидше недоліком,ніж перевагою літального апарату. Отже, вона застосовуватиметься лише у разі реальної необхідності.

З цього випливає висновок, до якого прогресивне людство прийшло десятиліття тому: швидше за все, космічні кораблі розділяться на два окремі класи: атмосферні транспортні човники і позаатмосферні кораблі. При цьому останні з метою здешевлення навряд чи будуть мати можливість посадки на планети з атмосферою або навіть просто тимчасового входу в газове середовище, а їх конструкція в цілому потребує лише проходження векторів головної тяги через центр мас. Ну, і загальної міцності,щоб не розвалюватися при прискореннях. Різноманітні космічні штурмовики і бомбардувальники навряд чи стануть винятком із правила. Тому епізоди на зразок посадки Люка Скайуокера на планету майстра Йоди у своєму правильному Х-Wing навряд чи матимуть місце.

Сузір’я. Відомо,що сузір’я формуються з зірок,які знаходяться далеко одна від одної. Крім того,поняття сузір’я застосовується лише до конкретної ділянки простору. Зміщення на пару парсеків у бік – і малюнок зір невпізнанно зміниться. Однак,час-від-часу,з’являється в фантастиці (починаючи ще з Гамільтона) могутня імперія (або республіка),яка оселилась,скажімо,в сузір’ї Оріона. При цьому відстані від Землі до Бетельгейзе,Ригеля та Беллятрикс (Альфи,Бети і Гами Оріона) становлять відповідно 650,1076 і 240 світлових років. Імперія довжиною в вісімсот з лишком світлових років? Нереально!

Тема третя,технологічна

Тут ми розглянемо два питання технічного плану,які не підходять для попередніх розділів.

Подорожі в часі. З часів Уеллса стало досить модним відправляти героя в минуле або майбутнє з допомогою різноманітних установок. У чому проблема?

Перша проблема полягає в тому, що герой в іншому часі чомусь виявляється на тому ж самому місці земної поверхні, з якого відправлявся. Передбачається, що переміщення здійснюється тільки по одній - часовій - координаті, залишаючи три інших незмінними. Але планета Земля не є центром Всесвіту! Вона не закріплена в одній точці космосу - навпаки, вона вельми інтенсивно рухається в просторі: по орбіті навколо Сонця, разом з Сонцем - навколо ядра Галактики, разом з Чумацьким Шляхом та іншими галактиками розбігається кудись в невідомому напрямку… Її траєкторія досить складна, і відправляти героя в минуле(або майбутнє) тільки по одній координаті означає гарантовано викинути його в вакуум далеко від будь-якого планетарного тіла. Ну, або всередині його, якщо дуже пощастить і якщо це можна назвати щастям.

Прорахувати аналітично розташування Землі в просторі з точністю хоча б до метрів практично неможливо: подібне завдання аналітично в загальному вигляді не вирішується вже для трьох тіл. Адже на положення землі впливає не тільки Сонце й Місяць, тіла Сонячної системи (аж до астероїдів), навіть найближчі зірки. І сама мінімальна похибка у вихідних даних призведе до того, що хрононавт виявиться зовсім не там, де планувалося.

Але і це не все. Простір, в який потрапляє герой після переміщення, вже зайнято. Навіть звичайне повітря є цілком матеріальною сумішшю газів. І атоми цих газів нікуди не подінуться. Це означає,що простір місця призначення має бути підготованим,тобто необхідна повна ліквідація певного обсягу речовини у точці фінішу і забезпечення там повного вакууму. Але це складне завдання. До речі,це також справедливо і для телепортацій.

Перешкоди зв'язку. Дрібна помилка,що дуже кидається у вічі,пов’язана з симптомами зв’язку,що порушився. Дуже популярним прийомом є раптові перешкоди в ефірі,коли голос того,хто розмовляє по радіо переривається шипінням і тріском, зображення йде горизонтальними смугами, а про вміст життєво важливого послання залишається тільки здогадуватися. Подібні проблеми дійсно можуть мати місце, однак вони характерні для аналогового мовлення. Уже в наш час цей спосіб повільно, але вірно витісняється цифровим. Фільми у форматі Blu-ray і DVD, впровадження телевізійного стандарту HDTV, широке поширення стільникових телефонів - прикладів багато. Навіть у класичному радіоефірі планується вести цифрове мовлення в діапазоні досі зайнятому АМ-радіо. Причин витіснення аналогових методів багато. У їх числі - можливості кодування передачі з корекцією помилок і ефективним швидким шифруванням, стійкість до перешкод, зручність зберігання цифрових записів,використання цифрових каналів загального користування (типу Інтернету) для передачі аудіо- та відеопотоку, підвищення ефективності використання смуги пропускання і т.п. Можна прогнозувати, що навіть в осяжному майбутньому цифрові методи зв’язку витіснять аналогові. Що вже говорити про далеке - далеке майбутнє?

А в цифровому мовленні перешкоди виглядають зовсім інакше, ніж в аналоговому. Там немає тріску і шипіння - його місце займає глуха тиша в тих місцях, де електроніка не змогла відновити зіпсований пакет. Там немає горизонтальних брижів на зображенні - тільки нерухомі строкаті блоки в пошкоджених місцях. В цифровому світі неможливо імітувати перешкоди, просто покрутивши з боку в бік ручку налаштування радіостанції або пошипівши в мікрофон.

Розділ 2

А тепер спробуємо навести конкретні приклади помилок у науково-фантастичних творах.

Частина перша. Закони фізики та фільми

Майже всі космічні кораблі мають різноманітні крила і обтічники,або чітку аеродинамічну форму, мабуть, за задумом конструкторів вони повинні переміщатися (незважаючи на свою масу) також і в атмосфері ще не відкритих планет. Всередині деяких міжзоряних кораблів обстановка більш ніж спартанська (“Зоряний десант”), очевидно екіпаж корабля безсмертний,оскільки під час польоту не залишає кабіну (до найближчої зірки летіти за найскромнішими підрахунками 4 роки зі швидкістю світла).

Майже всі кораблі озброєні лазерною зброєю. Лазерний промінь,що вистрілюють ці знаряддя настільки щільний,що яскраво світиться у вакуумі. У космосі лазерна зброя може навіть вистрілити чергою,видаючи при цьому звуки пострілів. Теж саме і зі звуками вибухів. Але ж звук не може поширюватись без атмосфери,а у вакуумі ніякої атмосфери немає. Світитися у вакуумі лазерний промінь також не може через відсутність мікрочастинок,які він підсвічує.

Також дуже цікавим фактом є горіння обшивки космічного корабля у вакуумі. Але горіння – це процес окиснення,отже для горіння потрібен окисник,кисень наприклад. А вакуум – це фактично абсолютна порожнеча,підтримувати горіння у вакуумі просто нічому. А якби повітря було б? Наприклад – горіння всередині корабля? Тепер невагомість підносить сюрприз. Кисневе горіння може початися,але потім об ’єкт горіння оточується утвореним при горінні вуглекислим газом – і згасає. Адже гарячий газ не спрямовується вгору,тому що “верху” немає. Наслідок – відсутність конвекції. Навіть вода в чайнику не закипить.

На жаль,минули часи,коли фантасти щось розраховували. Скажімо, скільки часу треба розганятися з гранично припустимим прискоренням (граничним для людського організму, що зазнають перевантаження), щоб досягти швидкості світла? Якщо при цьому створюється 1g, то більше місяця (V=Vc,V=at → t=3×107 с ≈833 години ≈ 34 доби),а треба ще й загальмуватися! Тобто ще місяць. Нехай навіть у фантастиці вже ніхто не літає,придумали різні конвертори простору і так далі… Але ж навіть просто розігнати космічний корабель під час бою (в космічних фільмах весь час воюють) – це все одно певний час,обмежений тим же гранично допустимим для людського організму прискоренням,або,як наслідок,перевантаженням. Те ж саме стосується різких поворотів космічних кораблів. Згадаємо формулу відцентрової сили ( ),величезну швидкість і радіус повороту космічної бойової одиниці. Що ми маємо – загибель астронавта. А ручне керування на таких швидкостях,та ще й з таким перевантаженням,видається ще більш фантастичним.

Частина друга. Помилки в науково-фантастичних творах.

Опис помилки і фізичне пояснення.

«“Можна зробити тварину - її тканину – прозорою!Можна зробити її невидимою!Все,крім пігментів. Я можу стати невидимим”, - сказав я,раптом усвідомивши, що значить бути альбіносом, володіючи таким знанням.»

Г.Уеллс, «Людина-невидимка»,ГИХЛ, 1954, с.93

Як помітив ще Я.Перельман,абсолютно прозора людина була б абсолютно сліпою. По-перше,якщо сітківка прозора,тобто не поглинає світла,то і її реакції на світло і бути не може. По-друге,якщо кришталик не видно,значить, він не викривлює світлових променів, працюючи в якості об’єктива фотоапарата,отже,немає і зображення на сітківці. По-третє,навіть якщо знехтувати двома попередніми моментами,людина-невидимка бачила б тільки біле світло,адже сітківка відкрита в прозорій голові з усіх боків.

Мова йде про подорож на фотонному зорельоті:

«Швидкість зростала,маса росла […] Речі ставали масивнішими і переміщалися повільніше […] І все було б добре,якби на світі існувала тільки механіка, якби все змінювалося пропорційно масі. Навіть в електриці пропорційності вже не було. Електрони рухалися повільніше, і сила струму падала,як їй і належить,пропорційно. А напруга не падала,залишалася незмінною. І всі електричні прилади почали розладжуватися. Одні спрацьовували раніше,ніж потрібно,інші – пізніше.»

Г.Гуревич, «Ми з Сонячної системи», Думка,1965,сс..393-394

Груба помилка,викликана повним нерозумінням автором принципу відносності Ейнштейна,який,власне,і полягає в тому,що ніякими фізичними експериментами неможливо відрізнити спокій від рівномірного прямолінійного руху.

«Ми тільки що говорили, - сказав Синяєв, - що всі предмети на кораблі стали ніби важчими […]

- На зорельоті виконуються закони відносності,зокрема збільшення маси при швидкостях,сумірних зі швидкістю світла. […]

- Така вага, - сказав Широков, - може негативно позначитися на здоров’ї екіпажу.»

Г.Мартинов, «Каллістяни», Дитяча література, 1960

Та ж сама помилка, що й вище у Гуревича. До того ж автор плутає масу і вагу.

«Корабель,що летить за інерцією потрапляє в поле тяжіння зірки, що негайно і фатально на ньому відбивається. Неухильно збільшується тяжіння і це вимагає уповільнення ходу корабля не тільки через зростання тяжіння на кораблі, але і тому,що,очевидно,прямо по курсу знаходилося велике скупчення щільної матерії. Пел Лін стиснув зуби і повернув руків’я ввімкнення іонних планетарних двигунів-гальм. […] Швидкість знову стала безпечною,прийшовши до норми зі збільшеною гравітацією.»

І.Єфремов,«Туманність Андромеди»,Молода гвардія,1958,с.32

Тіло,що рухається по інерції в полі тяжіння,зрозуміло,не може цього тяжіння відчути – це випливає з принципу еквівалентності Ейнштейна. Єдине виключення – припливні сили,але вони вимагають або надсильних гравітаційних полів,або великих просторових масштабів. Ні того,ні іншого в цій ситуації немає.

«На Марсі все легше,ніж на Землі, у два з половиною рази Тому ми і не відчуваємо ні сильних ударів порошинок,ні тиску вітру»

В.Щитник, «Остання орбіта»,Мінськ Білорусь,1964,с.96

Типова помилка – переплутані маса і вага. “Тиск вітру” на Марсі,звичайно,буде відчуватися менше,але зовсім не з тих причин,про які говорить автор,а через розрідженість марсіанської атмосфери.

«Ось я,наприклад,на своєму “Таріелі”,коли це все закінчиться,піду до ЕН 17 – це на межі,дванадцять парсеків. Там є планета Владислава,і у неї два чужих штучних супутники.» […]

« - Наприклад,тому,що від Сонця і Фобоса до Владислави,де ми знаходимося,триста тисяч астрономічних одиниць.»

А. і Б. Стругацькі, «Полудень,XXII століття» // Зібрання творів т.2,Текст,1992,сс..106,132

Автори говорять про 12 парсеків,але легко порахувати,що триста тисяч астрономічних одиниць – це близько 1,5 парсека (1 а.о. = 4,85×10−6 парсека)

«-Скільки може витримати поле суперкоптера?

- Навіть мільйони атмосфер на квадратний сантиметр.

- Що значить “Навіть”? Ви продаєте мені його? Я питаю, скільки?П’ять мільйонів? Двадцять?»

С.Лем , «Непереможний» // С.Лем, «Обране»,Леніздат,1981,с.480

Ця нова одиниця виміру тиску цілком на совісті Лема. Вимірювати тиск в “атмосферах на квадратний сантиметр” – все одно що вимірювати об’єм у квадратних літрах.

«Про можливості надсвітлового зв’язку велися дискусії…Припустимо,пульсар обертається зі швидкістю нижче світлової. Промінь його емісії кружляє на осі пульсара і на достатній відстані проходить ділянки простору з надсвітловою швидкістю. Якщо на певних ділянках обертання цього променя знаходяться спостерігачі,вони можуть синхронізувати свої годинники всупереч забороні Ейнштейна.»

С.Лем, «Фіаско» // С.Лем, Зібрання творів т.12,Текст,1995,с.257

Ейнштейн не тільки не забороняв будь-яким,як завгодно далеким спостерігачам синхронізувати годинник,але навіть запропонував такий спосіб синхронізації. Він лише стверджував,що результати такої синхронізації завжди будуть залежати від системи відліку.

« - Яка у нас швидкість?

- Дві дев’ятки.

Це означало, що вони впритул підійшли до світлового порогу. Їх швидкість становила дев’ять цілих і дев’яносто дев’ять сотих від швидкості світла.» Е.Гуляковський, «Стратегія захоплення»

У автора V=9,99c,але за теорією Ейнштейна максимальна V≈с,отже світловий поріг – V=0,99c

Звичайно,наведені приклади,як кажуть,у морі крапля,але ми й не ставили собі за мету писати дисертацію.Це лише стаття,яка,як нам здається,піднімає досить цікаву проблему на межі точних,природничих і суспільно-гуманітарних наук. Вцілому тема розкрита і нам залишається підвести деякі підсумки під всім вищесказаним.

“Мистецтво не одна наука,мистецтво – користуватися наукою,мистецтво повинно мати закони,і знання застосовувати до справи,на те воно і є мистецтво – уміння”

П.П.Чистяков

В цій статті ми навели лише найпоширеніші помилки й стереотипи сучасної фантастичної літератури. Я тривалий час була секретарем київського клубу шанувальників фантастики «Світовід», мій співавтор,Віктор Науменко,навчається в 11 класі гуманітарного профілю і є великим знавцем наукової фантастики і тому основну увагу ми приділяли не розрахункам,а помилкам світоглядного змісту.

Безсумнівно,авторський замисел має першочергове значення,але ж і наукова достовірність надзвичайно важлива. Наукова фантастика – найкращий популяризатор науки. І приклад "наївного" Жуля Верна,який посадив героїв одного зі своїх романів в гарматний снаряд,не врахувавши жахливого прискорення,а,отже,й перевантаження під час пострілу,для нас ,попри все, є одним з найкращих майстрів цього жанру.

Якби ж то всі літератори мали такий підхід до написання своїх творів,як Жуль Верн!

У 1985 році,під час бесіди з англійською журналісткою Мері Беллок,Жуль Верн розповів:“Я роблю безліч виписок з книжок,газет,журналів й наукових звітів. Всі ці замітки старанно класифікуються й слугують матеріалом для моїх романів.”(О.Суханов “Великий мрійник з маленького Нанту”)

Всі “дива” в своїх книжках письменник завжди роз’яснював з наукової точки зору. За розрахунками польоту снаряда до Місяця й навколо нього Ж.Верн звернувся до свого кузена,математика Анрі Гарсе (цікаво,що параметри «снаряду-вагону» - висота 3,65 м й маса 5747 кг й траєкторія його руху,описані в романі “З Землі на Місяць” майже точно співпадають з параметрами (3,6 м;5621 кг) і траєкторією американської капсули “Аполлона-8”).

Розрахунки,необхідні для роману “Догори дном”,на прохання Ж.Верна провів інженер Бадуро. Ідею гвинтокрилого апарату Робура (“Робур-завойовник”) та “планерів”,які зустрілися Барсаку (“Дивні пригоди експедиції Барсака”) Верну навіяв Габріель де Лаландель – офіцер флоту,письменник,один із перших конструкторів літальних апаратів,саме він придумав термін “авіація”.

Можна продовжити наводити подібні приклади,але,сподіваємось,що наша думка вже зрозуміла – письменник,що працює в жанрі наукової фантастики,або повинен сам чудово знати фізику,математику й інші науки,яких торкається у своїх творах,або звертатися до спеціалістів в певних галузях науки.

Лірика і фізика не повинні лежати на різних полюсах,навіть найзапекліший гуманітарій повинен хоча б в загальних рисах розуміти закони природи,а вивчати їх завжди приємніше не за підручниками,а під час занурення у захоплюючі події пригодницьких романів і наукової фантастики.

Вчитель-методист гімназії № 290 м. Києва Заблодська А.Ф.;

Учень гімназії № 290 Науменко В.

Список використаної літератури:

1) А. Суханов, «Великий мечтатель из маленького Нанта» // Искатель. Украина. -2011. № 2(29)

2) Г. Уеллс, «Человек-невидимка»,-М.:ГИХЛ, 1954, с.93

3) Г. Гуревич, «Мы из Солнечной системы»,-М.:Мысль,1965,сс..393-394

4) Г. Мартынов, «Каллистяне»,-Л.: Детская литература, 1960

5) И. Эфремов,«Туманность Андромеды»,М.:Молодая гвардия,1958,с.32

6) В. Щитник, «Остання орбіта»,- Мінськ:Білорусь,1964,с.96

7) А. і Б. Стругацкие, «Полудень,XXII век» // Собрание сочинений т.2,-М.:Текст,1992,сс..106,132

8) С. Лем , «Непобедимый» // С.Лем, «Избранное»,-Л.:Лениздат,1981,с.480

9) С. Лем, «Фиаско» // С.Лем, Собрание сочинений т.12,-М.:Текст,1995,с.257