Майстер-класи своїми руками

10 фантастичних технологій, які можуть з'явитися вже в нашому столітті - майструємо самі


«Все, що могло бути винайдено, вже винайшли», — заявив в 1899 р. Чарльз Дьюелл, уповноважений представник Бюро патентів США. Навряд чи варто говорити, як глибоко він помилявся. Те, що ми вважаємо неможливим сьогодні, завтра може стати звичним і розповсюдженим.

Телепортация
Персонаж мультфільму «Губка Боб»

Мітіо Каку, відомий фахівець з теоретичної фізики, в своїй книзі «Фізика неможливого» розмірковує про майбутнє науки та технології, які зараз здаються фантастичними, але не порушують відомих законів природи. Вчені по всьому світу активно працюють над втіленням цих дивовижних технологій в життя, і ми можемо побачити результати вже в цьому столітті.

1. Силові поля

Силове поле — це тонкий невидимий, але при цьому непроникний бар'єр, знайомий нам по фантастичних фільмів і книг. Наприклад, в серіалі «Зоряний шлях» силові поля захищають космічні кораблі від ворожих атак.

Силовые поля
Кадр з фільму «Зоряні ворота: Атлантида»

Але захисні поля можна використовувати не тільки для захисту космічних кораблів, машин і людей. З їх допомогою можна було б будувати ідеальні дороги, мости, цілі будівлі та інші конструкції, повністю замінивши ними бетон, сталь та інші будівельні матеріали. Одним натисканням кнопки можна було б будувати цілі міста. Величезні силові купола захищали нас від штормів, снігопадів і метеоритів. Під такими куполами люди змогли б комфортно жити серед льодів і на дні океанів.

Силові поля в «класичному» вигляді, звичному нам з фантастичним творам, не узгоджуються з чотирма фундаментальними взаємодіями в нашому Всесвіті (гравітація, електромагнетизм, сильні і слабкі ядерні взаємодії). Але цілком ймовірно, вченим вдасться імітувати багато властивості цих вигаданих полів за допомогою багатошарових щитів, що включають в себе вуглецеві нанотрубки, плазмові вікна, лазерні завіси і речовини із змінною прозорістю. Проте в реальності такий щит навряд чи з'явиться раніше, ніж через кілька десятиліть.

2. Невидимість

Невидимість давно розбурхує уяву людей: казкова шапка-невидимка, «Людина-невидимка» Герберта Уеллса, плащ Гаррі Поттера, Кільце Всевладдя. Однак фізики до останнього часу вперто заперечували можливість створення артефактів, дарують невидимість, і однозначно заявляли, що це в принципі неможливо, порушує закони оптики і не узгоджується ні з одним з відомих властивостей речовини.

Невидимость
Джерело: www.robmulholland.co.uk

Але сучасні досягнення в області так званих метаматеріалів» змушують переглянути наші знання в області оптики. Лабораторні досліди з такими матеріалами вельми цікавлять науковців, ЗМІ і, звичайно ж, військових. Всім цікаво, як видиме зробити невидимим.

Метаматеріали — це речовини, що володіють неіснуючими в природі оптичними властивостями. При створенні метаматеріалів в речовину впроваджуються крихітні імплантати, які змушують електромагнітні хвилі вибирати нестандартні шляхи. Колись вважалася неможливою і сама можливість створення метаматеріалів, які порушують закони оптики. Але в 2006 р. вчені спростували цю думку і за допомогою метаматеріалів зробили об'єкт невидимим для мікрохвильового випромінювання.

Уявіть, як ріка, обтікає валун. Вода дуже швидко обертається навколо каменю, тому нижче за течією його присутність ніяк не позначається і виявити його неможливо. Метаматеріали точно так само змінюють шлях мікрохвиль, змушуючи їх обтікати об'єкт, і роблять все всередині цього об'єкта невидимим для цього випромінювання. Для повної невидимості залишається усунути всі відображення і тіні.

Метаматериал
Мікрохвилі обходять об'єкт, покритий метаматериалами. Автор зображення: Alex Klein

Звичайно, мікрохвильове випромінювання — це ще не видиме світло, але принцип створення невидимості вже розроблений.

3. Променева зброя

Таку зброю добре відомо фанатам «Зоряних воєн»: променеві рушниці, світлові мечі і «Зірка смерті», здатна знищувати цілі планети. Однак фантасти заговорили про променевому зброю ще раніше: у класичному романі Герберта Уеллса «Війна світів» прибульці з Марса знищували землян променями теплової енергії з гармат, встановлених на їх триніжках. Але і Уеллс не був першим: в індуїстських переказах бог Індра вистрілював енергетичних променем з чарівного списи.

Лучевое оружие
Кадр з фільму «Зоряні війни»

Вчені, як це часто буває, спочатку посміялися над ідеєю променевого зброї, адже колись вважалось, що неможливо отримати когерентний, сфокусований, однорідний промінь світла, такий як промінь лазера. Сьогодні в нашому розпорядженні величезну різноманітність лазерів, що застосовуються в наукових, комерційних, медичних і військових цілях. Так чому солдати досі стріляють з вогнепальної зброї, а не з променевих рушниць і гармат? Адже у науковій фантастиці це найпоширеніше і звичне зброю.

Причина в тому, що у нас немає достатньо потужних портативних джерел енергії. Для променевого зброї необхідні батареї розміром з долоню, але з величезною потужністю електростанції. В даний час найменша військове пристрій, що володіє такою енергією, — воднева бомба. Тільки ось вона знищує не тільки мета, але і всі навколо.

Друга проблема — стабільність випромінюючого речовини. Теоретично кількість енергії, яку можна передати лазеру, нічим не обмежена. Але при цьому робоче тіло лазерного пістолета буде нестабільним. Наприклад, кристалічні лазери при перевищенні певного рівня енергії перегріваються і тріскаються. Отже, щоб створити потужний лазер, здатний знищити предмет або супротивника, потрібно приборкати енергію вибуху. Поки особливих проривів у цьому напрямку не спостерігається, але, ймовірно, це стане можливим у недалекому майбутньому.

4. Телепортація

Телепортація, тобто можливість миттєвого переміщення людей і предметів у просторі, може зробити непотрібною сучасну транспортну систему і численні пов'язані з нею галузі промисловості, кардинально змінити світову економіку, поміняти принципи ведення війни, зробити безглуздими державні кордони — словом, змінити напрямок розвитку цивілізації.

Телепортация
Кадр із серіалу «Зоряний шлях»

Телепортація — не тільки предмет науково-фантастичних творів, про неї говориться навіть у Біблії та інших релігійних текстах, де духи переносять людей з місця на місце.

Але вчені минулого приводили безліч доказів неможливості телепортації. Щоб телепортувати людини, необхідно знати точне розташування кожного атома в живому тілі, що порушило б принцип невизначеності Гейзенберга, відповідно до якого неможливо одночасно знати точне положення та швидкість електрона.

В рамках теорії Ньютона телепортація дійсно неможлива. Але квантова фізика говорить про те, що частинки здатні раптово зникати і з'являтися, електрон поводить себе як хвиля і може здійснювати квантові стрибки. Таким чином, на квантовому рівні порушуються всі фундаментальні закони: електрони можуть зникати і знову виникати в іншому місці, а також перебувати одночасно в декількох місцях.

Якщо побудувати графік хвильової функції для людського тіла, виявиться, що він дуже нагадує саме тіло, але виглядає «кошлатим», оскільки деякі хвилі розповзаються за межі тіла у всіх напрямках, причому деякі навіть досягають віддалених зірок. Тому існує крихітна ймовірність «спонтанної телепортації». Вірогідність цього дуже мала, але все ж вона не дорівнює нулю.

Втім, такі квантові стрибки не можна просто взяти і перенести на великі об'єкти, що складаються з величезного числа атомів. Незважаючи на те, що електрони в нашому тілі постійно переміщаються з місця на місце, їх так багато, що ці стрибки усереднюються і згладжуються, так що на нашому рівні речовини залишаються твердими і незмінними.

Виходить, щоб переміщувати об'єкт, необхідно взяти під контроль хаотичні коливання всіх його атомів і спрямувати їх у потрібне місце. І як ні дивно, закони квантової фізики дозволяють це. Вчені вже навчилися переміщувати окремі фотони, так що розвиток у цьому напрямку — лише питання часу.

5. Телепатія

Можливість читати чужі думки давно займає уяву людей. Телепат, здатний довільно читати чужі думки, міг би стати найбагатшою і наймогутнішою людиною на Землі. Уряду і секретні служби багатьох країн фінансували дослідження в області телепатії в надії отримати переваги на світовій арені.

Телепатия
Кадр із серіалу «Теорія великого вибуху»

Вчені, потроху розкривають секрети роботи мозку, намагаються пролити світло й на питання про можливість телепатії. У нас вже є інструменти, що дозволяють заглянути в працюючий мозок. Апарати для магнітно-резонансного томографічного сканування мозку (МРТ) здатні за частки секунди націлитися на крихітний ділянку мозку і зареєструвати характер його активності. Однак, по-перше, наука сьогодні не має точної карти мозку, а по-друге, сучасні апарати МРТ представляють собою величезні пристрої вагою в кілька тонн і вартістю кілька мільйонів доларів.

Так що легко проникати в чужі думки ми зможемо лише тоді, коли з'являться ручні МРТ-прилади, сполучені з мініатюрними комп'ютерами, а нейронна мережа мозку перестане бути загадкою.




Додати коментар
Ім'я:*
Коментар:
Введіть код: *