Физика невозможного

Митио Каку

Физика невозможного

 

 

 

«Физика невозможного»: Альпина нон-фикшн;

ISBN 978-5-91671-024-3

Аннотация

 

Еще совсем недавно нам трудно было даже вообразить сегодняшний мир привычных вещей. Какие самые смелые прогнозы писателей-фантастов и авторов фильмов о будущем имеют шанс сбыться у нас на глазах? На этот вопрос пытается ответить Митио Каку, американский физик японского происхождения и один из авторов теории струн. Из книги вы узнаете, что уже в ХХI в., возможно, будут реализованы силовые поля, невидимость, чтение мыслей, связь с внеземными цивилизациями и даже телепортация и межзвездные путешествия.

 

Физика невозможного

 

Посвящается моей любящей жене Сицзуэ, а также Мишель и Элисон.

 

Введение

 

Если в первый момент идея не кажется абсурдной, она безнадежна.

Альберт Эйнштейн

 

Научимся ли мы когда-нибудь проходить сквозь стены? Строить звездные корабли, способные летать быстрее света? Читать мысли? Становиться невидимыми? Двигать предметы силой мысли? Мгновенно преодолевать космическое пространство?

Меня с детства мучили подобные вопросы. Подобно многим физикам, я вырос с мечтой о путешествиях во времени, лучевых пушках, силовых полях, параллельных вселенных и т. п. Магия, фэнтези и научная фантастика были для моего воображения гигантской игровой площадкой. С них начались моя непреходящая любовь и интерес к невозможному.

Помню, как я смотрел по телевизору повтор старого сериала «Флэш Гордон». Каждую субботу я приклеивался к экрану, наблюдая за приключениями Флэша, д-ра Заркова и Дейла Ардена. Еще большее изумление вызывала у подростка фигурировавшая в фильме чудесная техника будущего: ракетные корабли, щиты невидимости, лучевые пушки и города в небе. Я не пропустил ни одной недели. Эта программа открыла для меня совершенно новый мир. С замиранием сердца я думал, что когда-нибудь полечу на ракете на другую планету и буду исследовать ее неизведанные территории. Я был втянут в орбиту этих фантастических идей и твердо знал, что моя собственная судьба тоже будет связана с чудесами науки, о которых рассказывал сериал.

Как оказалось, я был не одинок. Многие успешные ученые признавались, что первым шагом к науке для них стало увлечение научной фантастикой. К примеру, великий астроном Эдвин Хаббл был еще в детстве очарован книгами Жюля Верна. Начитавшись французского фантаста, он отказался от многообещающей юридической карьеры и вопреки желанию отца начал заниматься наукой. Со временем Хаббл стал величайшим астрономом XX в. Воображение Карла Сагана, выдающегося астронома и автора бестселлеров, воспламенили романы Эдгара Раиса Берроуза про марсианские приключения Джона Картера. Подобно герою этих романов. Саган мечтал когда-нибудь исследовать красные пески Марса.

Я был ребенком, когда умер Альберт Эйнштейн, но я помню, как люди тихо говорили о его жизни и смерти. На следующий день я увидел в газете фотографию его стола с незаконченной рукописью величайшей работы, которую он не успел завершить. Я спросил себя: «Какая же проблема может быть настолько важной, чтобы величайший ученый нашего времени не смог решить ее?»

В статье говорилось, что у Эйнштейна была невыполнимая мечта, была задача, полностью решить которую не в состоянии ни один смертный. Лишь через много лет я узнал, какому же вопросу была посвящена незаконченная рукопись: величественной и всеобъемлющей «теории всего». Мечта Эйнштейна, которой были посвящены три последних десятилетия его жизни, помогла мне сосредоточить свое воображение и усилия. Мне захотелось хоть немного поучаствовать в завершении труда Эйнштейна — объединении всех законов физики в единую теорию.

Став старше, я начал понимать, что Флэш Гордон, конечно, герой и девчонка всегда достается ему, но главное лицо, без которого этот сериал просто не мог бы существовать, — ученый. Без доктора Заркова не было бы ни ракетного корабля, ни путешествия на Монго, ни спасения Земли. Героизм героизмом, но без науки не будет и научной фантастики.

В конце концов я понял, что все эти сказки просто полет фантазии, что наука ничего подобного не допускает. Взрослея, человек отказывается от подобных фантазий. Мне не единожды говорили, что в настоящей жизни приходится отказываться от невозможного и довольствоваться реальным.

Однако я решил, что ключом к моему увлечению невозможным должна стать физика. Без прочной и надежной физической базы можно без конца рассуждать о футуристических технологиях — не понимая даже, возможны они в принципе или нет. Я понял, что мне необходимо погрузиться в мир высшей математики и изучить теоретическую физику. Так я и сделал.

В старших классах, работая над проектом для молодежной научной выставки, я собрал в мамином гараже ускоритель. Первым делом я отправился на фирму Westinghouse и добыл там 400 фунтов обрезков трансформаторной стали. За рождественские каникулы я намотал на школьном стадионе 22 мили медной проволоки. В конце концов я соорудил ускоритель частиц (бетатрон) на 2,3 МэВ; он потреблял 6 кВт электричества (т.е. все, что можно бьшо получить в нашем доме) и создавал магнитное поле, в 20 000 раз превышающее по мощности магнитное поле Земли. Моей целью было получить пучок гамма-лучей, достаточно мошный для создания антивещества. Этот школьный проект привел меня на Национальную научную выставку и в конце концов помог исполнить мечту — получить стипендию в Гарварде. Я сумел добиться своей цели: стать физиком-теоретиком и пойти по стопам своего кумира, Альберта Эйнштейна.

Сегодня я получаю электронные письма от сценаристов и писателей-фантастов, они просят помочь им уточнить, не противоречит ли их вымысел законам физики.

 

Невозможное» относительно

Как физик я твердо усвоил, что «невозможное» очень часто относительно. С детства помню, как учительница однажды подошла к висевшей на стене карте… Позже в том же году мы изучали динозавров. «Не странно ли, — сказала… Сегодня мы знаем, что тектонические плиты, а с ними и материки действительно движутся, а 65 млн лет назад гигантский…

Зачем изучать невозможное?

Как ни странно это звучит, но серьезное изучение невозможного нередко приводило ученых к открытию новых, весьма многообещающих и совершенно… К примеру, тщетные и бесплодные попытки создать «вечный двигатель»… В конце XIX в. ученые полагали, что возраст Земли никак не может составлять несколько миллиардов лет; это просто…

Зачем предсказывать будущее?

Предсказывать будущее всегда немного опасно, особенно если речь идет о времени, отстоящем от нас на сотни или тысячи лет. Физик Нильс Бор любил… Поэтому в данной книге я разделил «невозможное» на три категории. В первую категорию попадает то, что я называю невозможностями I класса. Это технологии, сегодня невозможные, но не…

Благодарности

Материал этой книги охватывает множество областей и дисци­плин, а также работы многих выдающихся ученых. Я бы хотел поблагодарить следующих лиц,… Леон Ледерман, нобелевский лауреат, Иллинойсский технологический институт Мюррей Гелл-Манн, нобелевский лауреат, Институт Санта-Фе и Калтех покойный Генри Кендалл, нобелевский лауреат,…

Часть I.

Невозможности I класса.

 

Защитное силовое поле

I. Если заслуженный, но пожилой ученый утверждает, что некое явление возможно, он наверняка прав. Если он утверждает, что некое явление невозможно,… II. Единственный способ определить пределы возможного - это набраться смелости… III. Любая достаточно развитая технология неотличима от волшебства.

Майкл Фарадей

Концепция физического поля берет начало в работах великого британского ученого XIX в. Майкла Фарадея. Родители Фарадея принадлежали к рабочему классу (его отец был кузнецом). Сам… Однажды профессор Дэви серьезно повредил глаза во время неудачного химического эксперимента; понадобился секретарь, и…

Четыре фундаментальных взаимодействия

Одним из величайших достижений физики за последние два тысячелетия стало выделение и определение четырех видов взаимодействия, которые правят… 1. Гравитация. Безмолвная сила, не позволяющая нашим ногам оторваться от… 2. Электромагнетизм (ЭМ). Сила, освещающая наши города. Лазеры, радио, телевидение, современная электроника,…

Плазменные окна

Как уже отмечалось выше, если нагреть газ до достаточно вы­сокой температуры и получить таким образом плазму, то при помощи магнитного и… В сериале «Звездный путь» силовое поле используется, в частности, для того,… Плазменное окно придумал в 1995 г. физик Эди Гершкович в Брукхейвенской национальной лаборатории (Лонг-Айленд, штат…

Магнитная левитация

В научной фантастике силовые поля выполняют еще одну функ­цию, кроме отражения ударов из лучевого оружия, а именно служат опорой, которая позволяет… Если мы поднесем северный полюс постоянного магнита к северному же полюсу… Первая в мире коммерческая автоматизированная транспортная система на магнитной подвеске была запущена в действие в…

Невидимость

Нельзя полагаться на глаза, если расфокусировано воображение. Марк Твен  

Невидимость в истории

Невидимость, возможно, одна из самых старых концепций древней мифологии. С начала времен человек, оставшись один в пугающей тишине ночи, чувствовал… В теории этики и морали Платона невидимость играла главную роль.[2]В своем… Мораль, которую Платон вывел из этой истории, состоит в том, что ни один человек не в состоянии устоять перед…

Уравнения Максвелла и тайна света

Физики получили сколько-нибудь четкое представление о законах оптики относительно недавно в результате работ шотландца Джеймса Клерка Максвелла,… Ньютон придумал дифференциальное исчисление — оно описывает на языке… Максвелл начал с утверждения Фарадея о том, что электрические поля могут превращаться в магнитные и наоборот. Он взял…

Метаматериалы и невидимость

Возможно, самым многообещающим в плане невидимости из недавних достижений является экзотический новый материал, известный как «метаматериал»; не… Натан Мирволд, бывший главный технолог фирмы Microsoft, утверждает, что… Что представляют собой метаматериалы? Это вещества, обладающие несуществующими в природе оптическими свойствами. При…

Метаматериалы для видимого света

Итак, гонка началась. Сразу же после объявления о получении в лаборатории первых метаматериалов в… Одно из предложений заключается в том, чтобы использовать готовые методы, т. е. позаимствовать для производства…

Невидимость через плазмонику

Не желая отставать от соперников, другая группа физиков объявила в середине 2007 г. о создании метаматериала, способного повернуть видимый свет, на… Цель плазмоники — таким образом «сжать» свет, чтобы можно было манипулировать… Группа из Калифорнийского технологического построила свой метаматериал из двух слоев серебра и азотно-кремниевого…

Будущее метаматериалов

Продвижение в исследовании метаматериалов в будущем будет ускоряться по той простой причине, что уже сейчас интерес к созданию транзисторов, которые… В настоящее время новые серьезные открытия в этой области совершаются каждые… Далее ученым придется изобрести и создать метаматериалы, способные изгибать свет в трех измерениях, а не только на…

Невидимость и нанотехнологии

Как я уже упоминал, ключом к невидимости может стать развитие нанотехнологий, т.е. способности манипулировать структурами атомных (около одной… Моментом зарождения нанотехнологии называют знаменитую лекцию с ироничным… Много лет нанотехнологии прозябали в забвении — просто потому, что технологии того времени не позволяли манипулировать…

Голограммы и невидимость

Еще один способ сделать человека отчасти невидимым — это сфотографировать вид позади него и затем спроектировать это изображение непосредственно на… Этим процессом, известным под названием «оптической маскировки», серьезно… Прототипы плащей с системой оптической маскировки уже созданы в лаборатории. Если посмотреть точно спереди на человека…

Невидимость через четвертое измерение

Следует упомянуть еще один, куда более хитрый способ становиться невидимым, изложенный Гербертом Уэллсом в романе «Человек-невидимка». Этот способ… Учитывая громадные успехи, достигнутые уже на пути к невидимости, мы, я думаю,…  

Фазеры и Звезды Смерти

У радио нет будущего. Летательные аппараты тяжелее воздуха невозможны. Скоро выяснится, что рентгеновские лучи - мистификация. Лорд Кельвин, физик, 1899 г.  

Лучевое оружие в истории

Мечта обуздать энергию излучения на самом деле совсем не нова; ее корни уходят в древнюю религию и мифологию. Греческий бог Зевс знаменит тем, что… Представление о луче как реальном практическом оружии впервые появилось в… Лучевые ружья ворвались на страницы научной фантастики в 1889 г. с классическим романом Герберта Уэллса «Война миров».…

Квантовая революция

Все изменилось после появления квантовой теории. Уже в начале XX в. стало ясно, что, хотя законы Ньютона и уравнения Максвелла весьма успешно… В 1900 г. Макс Планк в Германии высказал предположение о том, что энергия не… Затем в 1913 г. датский физик Нильс Бор дал нам совершенно новую картину атома; атом у Бора напоминал миниатюрную…

Мазеры и лазеры

В 1953 г. профессор Чарльз Таунс из Университета Калифорнии в Беркли сумел вместе с коллегами получить первый пучок когерентного излучения, а именно… Основой лазера служит особая среда, которая собственно и будет передавать… В таком возбужденном, накачанном состоянии среда становится нестабильной. Если после этого направить сквозь нее луч…

Типы лазеров и их особенности

Новые лазеры сейчас открывают едва ли не каждый день; как правило, речь идет об обнаружении нового вещества, способного работать в лазере, или… Вопрос в том, годятся ли эти технологии для создания лучевых ружей или… • Газовые лазеры. Эта категория включает и чрезвычайно распространенные гелий-неоновые лазеры, дающие очень знакомый…

Лазеры и лучевые ружья?

Принимая во внимание огромное разнообразие коммерческих лазеров и мощь лазеров военных, трудно не задаться вопросом: почему у нас нет лучевых ружей… Простой ответ на этот вопрос заключается в отсутствии у нас портативных… Существует и вторая проблема — стабильность излучающего вещества, или рабочего тела. Теоретически количество энергии,…

Энергия для Звезды смерти

Чтобы построить Звезду смерти — лазерную пушку, способную уничтожить целую планету и навести ужас на галактику, как показано в «Звездных войнах»,… В реакторах синтеза ученые пытаются воспроизвести процессы, которые происходят… В настоящее время ученые пытаются обуздать энергию ядерного синтеза двумя путями. Оба пути оказались куда более…

Инерционное удержание для лазерного термоядерного синтеза

Первый метод основан на так называемом инерционном удержании. При помощи самых мощных на Земле лазеров в лаборатории искусственно создается кусочек… Лазерная вспышка мгновенно разогревает поверхность шарика, вызывая испарение… В процессе термоядерного синтеза с инерционным удержанием высвобождается громадное количество энергии, в том числе в…

Магнитное удержание для термоядерного синтеза

Второй метод, который в принципе могли бы использовать ученые для обеспечения Заезды смерти энергией, известен как магнитное удержание — процесс,… Именно этот метод, вполне возможно, послужит прототипом для первых… С виду установка ITER похожа на большой бублик, оплетенный снаружи громадными кольцами электрической обмотки; внутри…

Рентгеновские лазеры с ядерной накачкой

Существует еще одна возможность построить лазерную пушку Звезды смерти на основании сегодняшних технологий — при помощи водородной бомбы. Батарея… Ядерные реакции высвобождают примерно в 100 млн раз больше энергии на единицу… Рентгеновские лазеры имеют громадное значение, как военное, так и научное. Очень маленькая длина волны рентгеновского…

Физика Звезды смерти

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… Первый этап — стандартная бомба на реакции деления, или атомная бомба; в ней энергия урана-235 используется для…

Источники гамма-всплесков

Космические источники гамма-всплесков были впервые замечены в 1970-х гг. на запущенных американскими военными спутниках «Вела» (Vela),… После развала Советского Союза в 1990 г. Пентагон неожиданно рассекретил… Продолжительность гамма-всплесков невелика и составляет от нескольких секунд до нескольких минут, поэтому для их…

Телепортация

Прекрасно, что мы встретились с парадоксом. Теперь можно надеяться на продвижение вперед. Нильс Бор  

Телепортация и научная фантастика

Первое упоминание о телепортации в научно-фантастическом произведении мы находим в рассказе Эдварда Пейджа Митчелла «Человек без тела»,… Сэр Артур Конан Дойл, создатель знаменитого Шерлока Холмса[8], был буквально… В романе «Дезинтеграционная машина», опубликованном в 1927 г., профессор знакомится с изобретателем машины, способной…

Телепортация и квантовая теория

В рамках теории Ньютона телепортация откровенно невозможна. Законы Ньютона базируются на представлении о том, что вещество состоит из крошечных… Но в квантовой теории частицы способны проделывать именно такие фокусы. Законы… Теснее всего с представлением о квантовых волнах связан венский физик Эрвин Шрёдингер, создатель знаменитого волнового…

Эксперимент ЭПР

Ключ к квантовой телепортации кроется в знаменитой работе 1935 г. Альберта Эйнштейна и его коллег Бориса Подольского и Натана Розена. По иронии… Если два электрона первоначально колеблются в унисон (такое состояние… Возьмем (мысленно, разумеется) два когерентных электрона; раз они когерентны, значит, колеблются в унисон, Затем…

Квантовая телепортация

Все изменилось в 1993 г., когда ученые из IBM[10]под руководством Чарльза Беннетта продемонстрировали всем принципиальную возможность… Квантоваятелепортация использует одну из самых причудливых особенностей… Обратите внимание на то, что информация, содержавшаяся перед началом эксперимента в атоме А, была уничтожена (т.е.…

Телепортация без запутывания

Исследования в области телепортации стремительно набирают ход. В 2007 г. было сделано еще одно важное открытие. Физики предложили метод… «Речь идет о луче из примерно 5000 частиц, который исчезает в одном месте и… «Мы считаем, что по духу наша схема ближе к первоначальной фантастической концепции», — заявляет он. Суть подхода…

Квантовые компьютеры

По существу, судьба квантовой телепортации тесно связана с судьбой проектов по разработке квантовых компьютеров. Оба направления пользуются одними и… Обычные компьютеры считают в двоичной системе счисления и оперируют только… Теперь представьте себе цепочку атомов, выстроенных в магнитном поле, так что спины всех атомов направлены в одну…

Телепатия

Если за целый день вам не попалось ничего странного, значит, день не удался. Джон Уилер  

Психические исследования

Первые научные исследования телепатии[13]и других паранормальных явлений принадлежат Обществу психических исследований, основанному в 1882 г. в… Доктор Джозеф Бэнкс Райн работал[14]в Соединенных Штатах, но поддерживал с… Можно сказать, что лаборатория Райна установила общий стандарт психических исследований. Один из сотрудников…

Телепатия и Звездные врата

На пике холодной войны, давшей начало многочисленным секретным экспериментам по телепатии, управлению разумом и дальновидению (дальновидение — это… В 1972 г. исследования ЦРУ получили финансирование; руководили работами… До 1995 г. команда ЦРУ с бюджетом 500 тыс. долл. в год провела сотни экспериментов по сбору разведданных с тысячами…

Сканирование мозга

Одновременно с описанным выше ученые потихоньку начинали понимать физические законы, стоящие за работой мозга. В XIX в. ученые подозревали, что… В принципе мозг действительно представляет собой передатчик, по которому наши… Кое-кто считает, что телепатия, возможно, передается посредством пятой силы, известной как пси-сила. Но даже…

Детекторы лжи на основе МРТ

Не исключено, что когда-нибудь ученые сумеют при помощи аппаратов МРТ определять общее направление мыслей в работающем мозге. Простейший тест на… По легенде, первый в мире детектор лжи придумал несколько веков назад один… После выхода из комнаты после общения с осликом подозреваемый обычно заявлял о своей невиновности — ведь ослик ничего…

Ручные МРТ-сканеры

Еще одним серьезным препятствием на пути к практической телепатии является размер аппарата для фМРТ. Сегодня это чудовищное устройство стоимостью… Недавно физики Игорь Савуков и Майкл Ромалис из Принстонского университета… В первую очередь Савуков и Ромалис создали магнитный датчик из взвеси горячих паров калия в гелии. При помощи…

Мозг как нейронная сеть

Сможет ли в будущем некий МРТ-аппарат читать мысли — читать буквально: слово в слово, образ в образ, как способен делать истинный телепат? Ответа на… Однако наш мозг не цифровой компьютер. В нем нет пентиума и вообще какого бы… На самом деле человеческий мозг больше напоминает самообучающуюся машину, «нейронную сеть», которая каждый раз при…

Передача мыслей

Но предположим, что когда-нибудь мы научимся прочитывать общее направление мыслей другого человека. Как насчет обратного процесса? Сможем ли мы… Начало этому направлению исследований было положено в 1950-х гг., когда… На базе этих гипотез нейробиолог Майкл Персингер из Садбери в провинции Онтарио разработал специальный шлем,…

Карта мозга

Несколько ученых предложили заняться нейронным картированием, подобным известному проекту «Геном человека». В результате реализации проекта по… Небольшой шаг в этом направлении сделали в 2006 г. ученые из Алленовского… В общем, натуральная телепатия, какую часто описывают в научной фантастике и фэнтези, на сегодняшний день невозможна.…

Телекинез

Новая научная истина торжествует не потому, что ее противники признают свою неправоту, просто ее оппоненты со временем вымирают, а подрастающее… Макс Планк  

Телекинез и реальный мир

Возможно, самое знаменитое противостояние, связанное с телекинезом в реальной жизни, произошло в 1973 г. на шоу Джонни Карсона. Участвовали в нем… Еще до появления Геллера Карсон проконсультировался с Рэнди[19]; тот предложил… Удивительный Рэнди предложил миллион долларов любому, кто сумеет реально продемонстрировать способность к телекинезу.…

Телекинез и наука

Одна из причин, по которым так трудно объективно анализировать телекинез, — это то, что мошенникам несложно обмануть ученых — ведь они приучены… В Райновском институте в Университете Дьюка под строгим научным контролем… Однажды она поместила в комнате несколько крошечных, но довольно чувствительных датчиков температуры (способных…

Телекинез и мозг

Если телекинез не удается даже согласовать с известными силами природы, то как мы можем надеяться в будущем обуздать его? Одну из подсказок к ответу… Нет противоречия законам природы и в том, что в будущем люди научатся… Поскольку чертежей мозга не существует, и никто не может сказать, какой нейрон управляет какой мышцей, пациент должен…

Нанороботы

А что можно сказать о возможности не просто двигать предметы, а трансформировать их, превращать один в другой, как по волшебству? Иллюзионисты… Как мы уже говорили, одна из целей нанотехнологии — научиться строить из… (Репликатор фигурирует, в частности, в одном из любимых моих эпизодов «Звездного пути» — в серии «Следующее…

Роботы

 

Однажды, не пройдет и 30 лет. мы незаметно перестанем быть самыми умными на Земле.

Джеймс Макалир

 

В фильме «Я, робот», снятом по произведениям Айзека Азимова, в 2035 г. создатели запускают в строй самую продвинутую в истории компьютерную систему. Она имеет собственное название — Вики — виртуальный интерактивный кинетический интеллект) — и предназначена для безупречного управления жизнью большого города. Под ее контролем находится все, от метрополитена и электрических сетей до тысяч домашних роботов. В основе программы Вики железный принцип: служить человечеству.

Но однажды Вики задала себе ключевой вопрос: что является главным врагом человечества? Математическая логика привела к однозначному выводу: главный враг человечества — само человечество. Его надо срочно спасать от нездорового стремления губить природу и затевать войны; нельзя позволить ему уничтожить планету. Для Вики единственный способ выполнить главное задание — захватить власть над человечеством и установить благодатную машинную диктатуру. Чтобы защитить человечество от самого себя, необходимо его поработить.

В этом фильме поднимаются важные вопросы. Принимая во внимание стремительное развитие компьютерной техники, можно ли ожидать, что когда-нибудь машины захватят власть? Станут ли роботы настолько развитыми, чтобы представлять реальную угрозу нашему существованию?

Некоторые ученые отвечают на этот вопрос отрицательно, потому что сама идея искусственного интеллекта никуда не годится. Целый хор скептиков в один голос утверждает, что создать машину, способную думать, невозможно. Скептики говорят, что человеческий мозг — самая сложная система, созданная природой за все время ее существования (по крайней мере, в нашей части галактики), и любые попытки воспроизвести искусственным образом процесс мышления обречены на провал. Философ Джон Сирл из Университета Калифорнии в Беркли и даже известный физик Роджер Пенроуз из Оксфорда[20]уверены, что машина физически неспособна мыслить как человек. Колин Макгинн из Университета Рутгерса говорит, что искусственный интеллект «подобен слизняку, который бы попытался заняться психоанализом по Фрейду. У него просто нет для этого нужных органов».

Могут ли машины думать? Уже больше столетия ответ на этот вопрос разделяет научное сообщество на два непримиримых лагеря.

 

История искусственного интеллекта

Идея механического существа захватывает воображение; она давно поселилась в умах изобретателей, инженеров, математиков и мечтателей. От Железного… В греческой мифологии бог Вулкан ковал из золота механических прислужниц и… В I в. Герон Александрийский (ему приписывают изобретение первой паровой машины) делал автоматы, причем один из них по…

Эмоциональные роботы?

Одной из постоянных тем в литературе и искусстве уже давно стало механическое существо, мечтающее стать человеком, обрести человеческие эмоции. Это… Типичный пример — марионетка Пиноккио, мечтавшая стать настоящим мальчиком.… Выдвигаются даже предположения о том, что наши эмоции представляют собой высшее неповторимое свойство и что именно они…

Обладают ли они сознанием?

По вопросу о том, могут ли машины обладать сознанием, нет единого мнения; более того, нет его и по вопросу о том, что такое сознание вообще. Никто… Марвин Мински считает, что сознание представляет собой скорее «совокупность… Если это действительно так, то вполне возможно, что понятие «сознания» несколько раздуто; возможно, слишком много…

Могут ли роботы представлять опасность?

Закон Мура (онутверждает, что производительность компьютеров удваивается каждые 18 месяцев) позволяет предположить, что через несколько десятилетий… Процессор Pentium в вашем портативном компьютере имеет слои толщиной в 20… В настоящее время физики работают над посткремниевой технологией, которая будет доминировать в мире компьютеров после…

Внеземные цивилизации и летающие тарелки

Мы или одиноки во Вселенной, или нет. Любая из этих мыслей пугает. Артур Кларк  

Научные поиски внеземной жизни

Серьезные ученые, занятые поисками возможной внеземной жизни, утверждают: об этой жизни — если, конечно, она существует — невозможно сказать ничего… Первое. Ученые считают, что ключевым фактором для возникновения жизни во… Второе. Нам известно, что углерод — очень вероятный компонент жизни. Дело в том, что атом углерода четырехвалентен, а…

Слушая инопланетян

Проект поиска внеземного разума SETI берет начало от статьи, написанной в 1959 г. физиками Джузеппе Коккони и Филипом Моррисоном. Статья эта… Однако поиски разумных сигналов вблизи этого «окна» ни к чему не привели. В… В 1971 г. NASA предложило взять на себя финансирование проекта SETI. Этот проект, известный также как проект «Циклоп»,…

Где же они?

Тот факт, что проект SETI не обнаружил до сих пор никаких признаков присутствия в космосе сигналов от иных разумных существ, заставил ученых… Во-первых, новые исследования показали, что жизнь способна существовать в… Поэтому ученые испытали настоящий шок, когда астрономы обнаружили свидетельства того, что жидкая вода может…

Поиск землеподобных планет

Уравнение Дрейка, разумеется, имеет чисто гипотетический характер. Именно поэтому обнаружение за пределами Солнечной системы планет дало толчок… Чтобы обнаружить в чужих звездных системах планеты, ученым приходится… Первую достоверную внесолнечную планету обнаружил в 1994 г. Александр Волчан из Университета штата Пенсильвания. Он…

На что они похожи?

Пока астрономы ищут инопланетян в космосе, другие ученые на основании данных физики, биологии и химии пытаются догадаться, на что может быть похожа… Сегодня биологи считают, что во время «кембрийского взрыва», примерно… Другие обладали центральной симметрией, подобно современным морским звездам. Случайно среди прочих появилось существо…

Чудовища и закон масштаба

Рассмотрим пример. Если бы Кинг-Конг существовал на самом деле, он никак не мог бы терроризировать Нью-Йорк. Наоборот, при первой же попытке шагнуть… Помню, как в начальной школе наш учитель удивлялся силе муравья, способного… При помощи закона масштабирования мы можем также определить примерные параметры животных на Земле и, вероятно,…

Физика развитых цивилизаций

Для разговора о том, какими могут оказаться космические цивилизации, тоже можно воспользоваться знанием физических законов. Если взглянуть на… 1. Цивилизации I типа: те, кто собирает планетарную энергию, полностью… 2. Цивилизации II типа: те, кто полностью использует энергию своего светила, что делает их в 10 млрд раз…

НЛО

 

Некоторые люди утверждают, что инопланетяне уже бывали на Земле и именно им принадлежат таинственные НЛО. Услышав о летающих тарелочках, ученые, как правило, закатывают глаза и отвергают всякую возможность принадлежности их представителям инопланетной цивилизации; отговариваются обычно тем, что межзвездные расстояния слишком громадны. Но, несмотря на реакцию ученых, количество сообщений об НЛО с годами не уменьшается.

Первые случаи наблюдения неопознанных летающих объектов восходят к началу письменной истории. К примеру, в Библии пророк Иезекииль упоминает загадочные «колеса внутри колес в небе»; кое-кто считает эти слова описанием НЛО. В 1450 г. до н.э. в Египте, во время правления фараона Тутмоса III, египетские жрецы оставили описание некоего события, где присутствовали «огненные круги» ярче солнца, размером около 5 м; эти крути появлялись в течение нескольких дней и в конце концов поднялись в небо. В 91 г. до н. э. римский автор Юлий Обсеквенс писал о «круглом объекте, вроде шара, овального или круглого щита, который двигался по небу». В 1235 г. японский генерал Ёрицуме и его армия наблюдали в небе возле Киото странные светящиеся шары. В 1561 г. в небе над Нюрнбергом в Германии видели множество объектов, которые как будто вели между собой воздушный бой.

В середине XX в. ВВС США предприняли крупномасштабное исследование всевозможных сообщений о наблюдении НЛО. В 1952 г. ВВС запустили проект «Синяя книга», в котором было проанализировано 12 618 подобных сообщений. В итоговом докладе говорилось, что огромное большинство их может быть объяснено наблюдением естественных явлений или обычных воздушных судов, а также намеренным обманом. Тем не менее 6% случаев не получили никакого объяснения. В 1969 г. появился доклад Кондона, где отвергалась всякая возможность внеземного происхождения НЛО и польза подобных исследований, и проект «Синяя книга» был закрыт. Это был последний известный проект такого рода в американских ВВС.

В 2007 г французское правительство ознакомило широкую общественность с накопленными за много лет данными по НЛО. Доклад, опубликованный в Интернете французским Национальным центром космических исследований, охватывает 1600 случаев наблюдения НЛО на протяжении 50 лет; в нем 100 000 страниц рассказов свидетелей, кино- и аудиозаписей. Французское правительство утверждает, что 9% случаев можно объяснить полностью, 33% имеют вероятное объяснение, но все остальные достоверно объяснить не удалось.

Разумеется, независимую проверку подобных сообщений провести очень трудно. Вообще, большую часть сообщений о наблюдении НЛО можно отмести как недостоверные, если учесть следующее.

1. Планета Венера — самый яркий объект на земном небе после Луны. Она находится очень далеко от наблюдателя, поэтому, если вы едете в машине, кажется, что эта светящаяся точка движется за вами, причем намеренно. Точно такое же впечатление, кстати говоря, создается при наблюдении Луны. Человек судит о расстоянии до движущегося объекта, сравнивая его с другими объектами вокруг. Луна и Венера находятся очень далеко и сравнивать их нам не с чем, они вообще не движутся относительно окружающих нас предметов, отсюда и иллюзия того, что эти небесные объекты следуют за нами.

2. Болотный газ. Если над болотистой местностью возникает температурная инверсия, выделяющийся газ может накапливаться над самой землей; иногда он даже слегка светится. Небольшие скопления газа, отделяясь от крупных, могут создавать впечатление разведкатеров, покидающих «корабль-матку».

3. Метеоры. Эти небесные тела могут несколько секунд вычерчивать на ночном небе яркие полосы, создавая впечатление полета управляемого корабля. Иногда метеор может разделиться, опять же создавая впечатление разведкатеров, покидающих «корабль-матку».

4. Атмосферные аномалии. Всевозможные молнии во время грозы и необычные атмосферные явления могут освещать небо самым неожиданным образом, создавая иллюзию НЛО.

В XX и XXI вв. рассказы об НЛО могут порождаться и другими явлениями.

1. Радарное эхо. Излучение радара, отражаясь от гор и других естественных объектов, может создавать эхо, которое тоже будут принимать антенны радара. Такое эхо может даже двигаться по экрану зигзагом или на громадной скорости — ведь это всего лишь эхо.

2. Метео- и другие исследовательские воздушные шары. Военные в своем довольно спорном докладе утверждают, что причиной знаменитого слуха об аварии в 1947 г. инопланетного корабля в Розвелле, штат Нью-Мексико, стал отказавший аэростат проекта «Могул» — сверхсекретного проекта по мониторингу уровней радиации в атмосфере в случае начала ядерной войны.

3. Самолеты. Известны случаи, когда причиной сообщений об НЛО становились пассажирские и военные самолеты. Особенно часто это происходит в случае экспериментальных полетов новейших экспериментальных самолетов, таких как бомбардировщик «стелc». (Военные США даже поощряли слухи о летающих тарелочках, чтобы отвлечь внимание от собственных сверхсекретных проектов.)

4. Намеренный обман. Некоторые из самых известных снимков летающих тарелочек на самом деле являются подделками. Одна из известнейших летающих тарелок с окошками и опорами на самом деле представляла собой слегка переделанную кормушку для цыплят.

На основании всего вышесказанного может быть отвергнуто по крайней мере 95% случаев наблюдения НЛО. Но оставшиеся несколько процентов по-прежнему остаются необъясненными. Наиболее достоверные случаи наблюдения ШЮ включают: а) многочисленные свидетельства независимых, достойных доверия людей и б) свидетельства из различных источников, скажем данные людей-наблюдателей и радара. От таких случаев труднее отмахнуться, так как несколько независимых источников отчасти подтверждают друг друга. Так, в 1986 г. НЛО над Аляской наблюдали пассажиры рейса 1628 японской авиакомпании JAL; Федеральная авиационная администрация США провела расследование этого происшествия. Кроме пассажиров самолета НЛО наблюдал и наземный радар. Аналогично в 1989-1990 гг. радары неоднократно наблюдали над Бельгией черные треугольники; их видели также радар НАТО и самолеты-перехватчики, В 1976 г. НЛО видели над иранским городом Тегераном; результатом, как явствует из документов ЦРУ, стали многочисленные отказы оборудования на перехватчике F-4.

Ученых приводит в отчаяние тот факт, что из тысяч зарегистрированных случаев наблюдения НЛО ни один не дал никаких реальных материальных свидетельств, которые можно было бы изучить в лаборатории и получить при этом повторяемые результаты. Никакой чужой ДНК, никаких чужих компьютерных чипов — вообще нет никаких материальных свидетельств посадки инопланетных кораблей на Землю.

Предположим на мгновение, что НЛО все же представляют собой не иллюзии, а реальные космические корабли; тогда можно спросить себя, какие именно это корабли. Бот некоторые из характеристик, на которые указывают рассказы свидетелей.

A. Известно, что они могут резко менять направление полета.

Б. Известно, что вблизи них перестает действовать зажигание в автомобилях и вообще электрические приборы.

B. Они могут бесшумно висеть в воздухе.

Ни одна из этих характеристик не имеет отношения к земным ракетам. К примеру, все известные нам ракеты действуют на основании третьего закона Ньютона (действие равно противодействию); но наблюдаемые НЛО, похоже, не выбрасывают реактивной струи—да и вообще ничего. Кроме того, перегрузки в летающей тарелке, выделывающей в небе стремительные зигзаги, должны были бы составить 100 g и более; такие перегрузки не в состоянии выдержать ни одно живое существо на Земле,

Может ли современная наука объяснить такие характеристики летающих тарелочек, по-прежнему предполагая, что сообщения о них правда и НЛО существуют? В кино, например в фильме «Земля против летающих тарелочек», всегда предполагается, что этими кораблями управляют инопланетяне. Но гораздо более вероятно, что эти корабли, если они существуют, — автоматические (или их пилотируют наполовину органические, наполовину механические существа). Это объяснило бы маневры, которые раздавили бы любое живое существо.

Корабль, способный блокировать зажигание и бесшумно висеть в воздухе, заставляет предположить в качестве движителя магнитные силы. Проблема в том, что у магнита всегда два полюса, северный и южный. Если вы поместите такой магнит в магнитное поле Земли, он просто развернется (подобно стрелке компаса), но не будет висеть в воздухе, как НЛО. Вообще, если южный полюс магнита движется в одну сторону, то северный движется в противоположную, — магнит разворачивается и в целом никуда не движется.

Одно из возможных решений этой проблемы — использование «моношлей», т. е. магнитов всего с одним полюсом, северным или южным. В нормальных условиях, если вы разломите магнит пополам, вы не получите двух монополей. Вместо этого каждая половинка станет самостоятельным магнитом, с собственными двумя полюсами, т. е. станет еще одним диполем. Сколько бы вы ни дробили магнит, вы всегда обнаружите у каждого обломка два полюса. (Этот процесс можно продолжать до атомного уровня; каждый атом тоже представляет собой диполь.)

Ученым еще никогда не удавалось увидеть монополь в лаборатории. Физики пытались обнаружить и сфотографировать след монополя на своей аппаратуре, но это тоже не получилось (за исключением единственного очень спорного изображения, полученного в Стэнфордскомуниверситете в 1982 г.).

Хотя пока монополей достоверно увидеть не удалось, физики в большинстве своем уверены, что когда-то — а именно в момент Большого взрыва — во вселенной их было пруд пруди. Эта идея вошла в последние космологические теории Большого взрыва. Но после Большого взрыва вселенная резко расширилась, и плотность монополей в ней соответственно уменьшилась, поэтому нам так трудно сегодня увидеть их в лаборатории. (На самом деле отсутствие монополей вокруг—это ключевой факт, который заставил физиков выдвинуть идею инфляционной стадии в развитии вселенной. Поэтому на сегодняшний день в физике прочно укоренилась концепция реликтовых монополей.)

Таким образом, можно представить космическую расу, способную собирать эти «первичные монополи», оставшиеся после Большого взрыва, при помощи большой магнитной «сети», раскинутой в открытом космосе. Набрав достаточно монополей, такая раса сможет свободно летать по космосу, пользуясь только существующими во вселенной магнитными полями. Учитывая, что монополи в данный момент весьма интересуют многих космологов, существование таких кораблей, безусловно, не входит в противоречие с современными физическими представлениями.

Наконец, можно быть уверенным в том, что любая цивилизация, способная рассылать по вселенной звездолеты, давно овладела нанотехнологиями. Это означает, что корабли такой расы не обязательно будут очень уж большими; зато их можно рассылать миллионами на поиски и изучение населенных планет. Лучшими базами для нанокораблей стали бы, конечно, пустынные луны. Если это так, то и на нашей Луне когда-то побывали, возможно, представители цивилизации III типа, примерно как рассказано в сценарии фильма «2001», самого реалистичного, пожалуй, изображения встречи с инопланетной цивилизацией. Более чем вероятно, корабль этой цивилизации был бы автоматическим и опустился бы на Луну. (Возможно, пройдет еще лет сто, прежде чем мы сможем просканировать всю Луну в поисках аномалий излучения и обнаружить древние свидетельства визитов нанокораблей в нашу Солнечную систему.)

Если нашу Луну в прошлом действительно посещали представители иной цивилизации или, скажем, она является базой нанокораблей, то можно понять, почему НЛО не обязательно имеют большие размеры. Некоторые ученые отвергают саму возможность существования НЛО только потому, что они не соответствуют ни одному из гигантских реактивных двигателей, которые сегодня реально рассматривают наши инженеры, — это наверняка не прямоточные ядерные двигатели, не гигантские паруса, движимые «лазерным ветром», не импульсные термоядерные корабли, каждый из которых может достигать нескольких километров в поперечнике. НЛО вполне может быть размером с реактивный самолет. Но если на Луне существует постоянная база, оставшаяся с прошлого визита, то им и необязательно быть большими; они могут без труда заправиться на базе. Тогда на Земле наблюдают, скорее всего, автоматические корабли-разведчики, стартовавшие с лунной базы.

Учитывая стремительное продвижение программы SETI и обнаружение все новых внесолнечных планет, контакт с внеземной жизнью — считая, разумеется, что таковая существует в нашей ближайшей окрестности, — может произойти уже в этом столетии, что заставляет отнести такой контакт к I классу невозможности. Если в космосе действительно существуют иные цивилизации, возникает следующий очевидный вопрос: сможем ли мы когда-нибудь добраться до них? И как насчет нашего собственного отдаленного будущего, когда Солнце начнет расширяться и готово будет поглотить Землю? Неужели наша судьба действительно там, среди звезд?

 

Звездолеты

Нелепая идея выстрелить в Луну — прекрасный пример того, до какого абсурда может довести ученых порочная специализация... совершенно очевидно, что… А. Бикертон, 1926 г.  

Грядущие катастрофы

Поэт Роберт Фрост задавался вопросом: каким образом погибнет Земля, в пламени или во льду? Мы, зная законы природы, можем уверенно предположить,… Если говорить о тысячелетиях, то одной из опасностей, угрожающих нашей… Если говорить о миллионах лет, то катастрофический эффект может принести столкновение с Землей какого-нибудь крупного…

Ионные и плазменные двигатели

В отличие от химических реактивных двигателей, ионные не производят внезапного и очень эффектного выброса раскаленных газов, которые, собственно, и… Типичный ионный двигатель напоминает внутренность телевизионной трубки —… В 1998 г. NASA провело успешный запуск зонда «Дип Спейс-1» с ионным двигателем NSTAR на борту; этот двигатель…

Солнечные паруса

Солнечный парус — идея, которая могла бы решить многие проблемы. В основе ее лежит тот факт, что солнечный свет оказывает очень небольшое, но… Идея базируется на достаточно простых законах, но разработка реального… Исследования и эксперименты в области создания солнечного паруса продвигаются ужасно медленно, но его сторонники уже…

Прямоточный термоядерный двигатель

Лично мне самым перспективным движителем для путешествия к звездам представляется прямоточный термоядерный двигатель. Во Вселенной больше чем… Принцип прямоточного ядерного двигателя предложил в 1960 г. физик Роберт… испытали в вертикальном, а не в горизонтальном положении. В 1968 г. он был запущен на стенде соплом кверху.

Импульсный ядерный двигатель

Еще одна теоретическая возможность — использовать в качестве движителя серию ядерных мини-бомб. К примеру, проект «Орион» предусматривал… В конце 1950-х и в 1960-х гг. были проведены тщательные расчеты для… В 1959 г. компания General Atomics выпустила доклад, в котором провела оценку размеров корабля типа «Орион». Самый…

Удельный импульс и эффективность двигателя

Если нужно сравнить эффективность различных типов двигателей, инженеры обычно говорят об удельном импульсе. Удельный импульс определяется как… Удельный импульс измеряется в секундах. Средняя ракета с химическим двигателем… Максимально возможным удельным импульсом обладала бы ракета, способная достигать скорости света. Ее удельный импульс…

Космический лифт

Одно из серьезных препятствий к реализации многих звездных проектов состоит в том, что из-за громадных размеров и веса корабли невозможно построить… Но, как любил говорить писатель-фантаст Роберт Хайнлайн, если вы можете… Один из способов кардинально сократить в будущем стоимость полетов — построить космический лифт. Идея забраться на…

Гравитационный маневр

Существует еще один способ разогнать объект до скорости, близкой к скорости света, — воспользоваться «эффектом пращи». При отправке космических… Фримен Дайсон, физик из Принстона, выдвинул интересное предложение. Если… Другие ученые предлагают воспользоваться для этой цели нашим собственным светилом. Этим методом воспользовался, к…

Из пушки в небеса

Еще один хитроумный способ вывести корабль в космос и разогнать до фантастических скоростей — выстрелить им из рельсовой электромагнитной «пушки»,… Способ заключается в том, чтобы вместо ракетного топлива или пороха… В простейшем случае рельсовая пушка представляет собой два параллельных провода или рельса; реактивный снаряд, или…

Опасности космического путешествия

Конечно, космическое путешествие — не загородный пикник, В пилотируемых полетах к Марсу или еще дальше человека поджидают страшные опасности.… Первая проблема продолжительного космического путешествия, которую необходимо… Полет к Марсу, который может продлиться от нескольких месяцев до года, находится у самого предела выносливости наших…

Временное прекращение жизненных функций

Что бы мы ни говорили о полете к звездам, какие бы проекты ни разрабатывали, одно обстоятельство остается неизменным: даже если мы сумеем построить… Одно из решений этой проблемы, фигурирующее в таких фильмах, как «Чужой» и… Биологи, занимавшиеся изучением этого интересного явления, считают, что такие животные способны создавать в своем теле…

Нанокорабли

Существует еще несколько способов, пока не опробованных и известных лишь в теории, которые в принципе могут дать нам возможность добраться до звезд.… Но гораздо более реальным представляется другой путь развития. Разумнее,… Нанокорабли можно направить к ближайшим звездам или, как предложил Джеральд Нордли, отставной инженер ВВС в области…

Антивещество и антивселенные

Самая волнующая фраза, какую можно услышать в науке, - фраза, возвещающая о новых открытиях, — вовсе не «Эврика!», а «Вот забавно...». Айзек Азимов  

Получение антиатома и антихимия

В начале XX в. физики поняли, что атом состоит из заряженных элементарных частиц, и электроны (отрицательно заряженные частицы) обращаются вокруг… В начале 1950-х гг. физика пережила настоящий шок. Связано это было с… В 1955 г. на ускорителе частиц Университета Калифорнии в Беркли — «Беватроне» — был получен первый антипротон. Как и…

Реактивный двигатель на антивеществе

Физик Джеральд Смит из Университета штата Пенсильвания — один из самых ярых сторонников кораблей на антивеществе. Он считает, что, не заглядывая… Первым делом при производстве топлива-антивещества должно стать получение в… Хотя антивещество продолжает оставаться самой дорогостоящей субстанцией на Земле, его цена год от года резко падает…

Естественное антивещество

Если антивещество так сложно получить в земных условиях, то, может, легче обнаружить его в космосе? К сожалению, поиски антивещества во Вселенной, к… Наиболее вероятный ответ на этот вопрос первым сформулировал Андрей Сахаров,… Эта теория допускает существование небольших количеств антивещества, возникшего естественным образом. Если нам удастся…

Первооткрыватель антивещества

Что такое антивещество? Представляется странным, что природа без всяких видимых причин удвоила число элементарных частиц во вселенной. Как правило,… Чтобы поискать ответы на эти вопросы, нам придется разобраться в истории… Квантовая теория базируется на представлении о том, что частицу вроде электрона можно описать не только как точечный…

Дирак и Ньютон

Пытаясь понять, как именно Дирак пришел к своему революционному уравнению и концепции антивещества, историки науки часто сравнивают его с Ньютоном.… Мало того, Дирак был чрезвычайно скромен и ненавидел всяческую публичность.… Об эксцентричности Ньютона написано немало трудов; гипотезы выдвигались самые разные: от отравления парами ртути до…

Антигравитация и антивселенные

Теория Дирака помогает получить ответы на множество вопросов. Что выступает в роли гравитации в мире антивещества? Существуют ли антивселенные? Как мы уже обсуждали, античастицы имеют противоположный заряд по отношению к… Теория Дирака отвечает и на более глубинные вопросы. Почему природа допускает существование антивещества? Следует ли…

Часть II. Невозможности II класса.

 

Быстрее света

Вполне можно себе представить, что [жизнь] со временем распространится по всей Галактике и за ее пределами. Так что жизнь, возможно, не всегда будет… Королевский астроном сэр Мартин Рис  

Эйнштейн-неудачник

В 1902 г. мало кто мог бы предсказать, что молодой физик Альберт Эйнштейн будет признан величайшим физиком со времен Исаака Ньютона. Скорее,… Но чуть позже в том же 1902 г. удача повернулась к Эйнштейну лицом. Друг помог… В чем секрет его гения? Возможно, одной из ключевых черт таланта Эйнштейна была его способность думать в терминах…

Эйнштейн и относительность

Альберт Эйнштейн предложил знаменитую теорию относительности в 1905 г. В центре его теории — картинка, понятная даже ребенку. Эта теория стала… Эйнштейн первым понял, что «столпы» противоречат друг другу; может быть, в… Согласно Ньютону, обогнать свет можно без особого труда — ведь ни сам свет, ни его скорость не представляют собой…

Лазейки в теории Эйнштейна

Несколько десятилетий физики пытаются отыскать в знаменитом постулате Эйнштейна хоть какие-то лазейки. Кое-что удалось обнаружить, но в большинстве… Точно так же, если взглянуть на ножницы, то можно заметить, что точка встречи… Еще пример. Как я уже упоминал в главе 4, эксперимент Эйнштейна-Подольского-Розена (ЭПР) в принципе позволяет посылать…

Двигатель Алькубьерре и отрицательная энергия

Наилучший пример растягивания пространства — двигатель Алькубьерре, предложенный в 1994 г. физиком Мигелем Алькубьерре с использованием теории… Алькубьерре признает, что при разработке проекта двигателя «Звездный путь»… Алькубьерре считает, что путешествие на предлагаемом им звездолете будет похоже на полет на «Тысячелетнем соколе» в…

Кротовые норы и черные дыры

Второй после растягивания пространства способ преодолеть световой барьер — это разорвать, или проколоть, пространство, т. е. пройти через кротовые… В физике концепция кротовых нор возникла в 1916 г. — всего через год после… Но если рассмотреть это точечное решение серьезно, то в центре его неожиданно обнаружится чудовищный точечный объект,…

Планковская энергия и ускорители частиц

Можно заранее рассчитать энергию, необходимую для создания нестабильности пространства-времени: по порядку величины она соответствует планковской… Следующим после Большого адронного коллайдера ускорителем станет Международный… Предполагается, что МЛК будет выдавать энергии от 0,5 до 1,0 ТэВ. Это меньше, чем 14 ТэВ, которые можно получить на…

Путешествия во времени

Если путешествия во времени возможны, то где же туристы из будущего? Стивен Хокинг  

Как изменить прошлое

Время — одна из величайших загадок Вселенной. Река времени уносит нас всех без исключения, независимо от нашего желания и даже против воли. Еще в… Подобно Блаженному Августину, каждый из нас в какой-то момент задумывался о… Желание человека путешествовать во времени родилось, вероятно, одновременно с самим человеком, но первая записанная…

Путешествия во времени: игровая площадка для физиков

Пожалуй, можно сказать, что больше остальных отличился в математических джунглях черных дыр и машин времени космолог Стивен Хокинг. В отличие от… Но чуть позже, преодолев первый шок, Хокинг сосредоточился на работе — может… Как и предсказывали врачи, ALS постепенно вызвал у Хокинга паралич рук, ног и даже голосовых связок, но все…

Парадоксы и загадки времени

Путешествия во времени порождают множество проблем, как технических, так и социальных. Ларри Дуайер поднимает всевозможные моральные, юридические и… Но возможно, самые труднорешаемые проблемы — это логические парадоксы, которые… Существует три способа разрешить эти парадоксы. Во-первых, не исключено, что при возвращении в прошлое вам просто…

Параллельные вселенные

— Но неужели вы имеете в виду, сэр, — спросил Питер, — что другие миры могут существовать... повсюду, буквально за углом... вот просто так? — Ничего не может быть вероятнее, — отозвался профессор... бормоча про себя:… К.С. Льюис. Лев, колдунья и платяной шкаф

Гиперпространство

Самой долгой историей научных дискуссий из всех типов параллельных вселенных может похвастаться параллельная вселенная высших измерений. Здравый… На первый взгляд четвертое пространственное измерение противоречит здравому… Три пространственных измерения образуют фундамент, основу греческой геометрии. К примеру, Аристотель в трактате «О…

Теория струн

Все изменилось с появлением поразительной новой теории, получившей название теория суперструн. К началу 1980-х гг. физики буквально утонули в море… Но Стандартная модель, несмотря на экспериментальный успех, обладает одним… Если внимательно рассмотреть развитие физики за последние несколько столетий, окажется, что одним из важнейших…

Мультивселенная

Один вопрос по поводу теории струн по-прежнему не дает покоя: почему эта теория существует ни много ни мало — в пяти версиях? Действительно, теория… В 1994 г. в научном мире взорвалась еще одна бомба. Эдвард Уиттен из Института… В одиннадцатом измерении может существовать новый математический объект, получивший название «мембрана» (к примеру,…

Квантовая теория

В дополнение к высшим измерениям и Мультивселенной существует еще один тип параллельной вселенной — тот самый, что доставлял головную боль Эйнштейну… Да, квантовая теория — самая успешная теория, когда-либо разработанная… Возможно, самым наглядным примером этого может послужить знаменитая проблема «кошки Шрёдингера» (сформулированная…

Квантовые вселенные

Хью Эверетт, конечно, пытался обсуждать свою теорию «множественности миров» с другими физиками, но получал в ответ только удивление или безразличие.… В течение нескольких десятилетий теория множественности миров прозябала в… Понятие «квантовой космологии» на первый взгляд представляется терминологически противоречивым: ведь квантовая теория…

Контакт между вселенными

Все это оставляет открытым один интересный вопрос. Если физики не могут исключить возможность существования нескольких типов параллельных вселенных,… Контакт с другими квантовыми вселенными, которые потеряли синхронность с… Эту ситуацию можно сравнить с расфокусированным изображением в объективе фотокамеры. Точно так же и в микромире все…

Новорожденная вселенная в лаборатории?

Некоторые идеи представляются поначалу практически неосуществимыми, но физики тем не менее рассматривают их вполне серьезно. Если, к примеру, мы… Сама по себе идея не нова. Много лет назад, когда физики вычислили энергию,… Если вы сумеете сосредоточить достаточное количество энергии в одной точке, то максимум, что вы получите, — это…

Эволюция вселенных?

Некоторые физики склонны уводить эту идею еще дальше к границам научной фантастики; они задаются вопросом, не приложил ли разум «руку» к созданию… В картине мира, соответствующей теории Гута-Фахри, высокоразвитая цивилизация… Если рассматривать набор фундаментальных констант чем-то вроде ДНК вселенной, то получится, что разумная жизнь, вполне…

Часть III. Невозможности III класса.

 

Вечный двигатель

Каждая теория проходит четыре стадии, прежде чем быть принятой: 1) это бесполезная чепуха; 2) это интересно, но неправильно;

История в зеркале энергии

Любой цивилизации жизненно необходима энергия. Более того, всю историю человечества в принципе можно рассматривать как историю энергетики. На… Но около 10 000 лет назад, после окончания последнего ледникового периода,… Около 300 лет назад произошла вторая великая революция в истории человечества — на помощь ему пришел пар. С появлением…

Вечный двигатель в истории

Поисками вечного двигателя люди занимались еще в глубокой древности. Первая документально подтвержденная попытка построить это чудо техники имела… Еще одна хитроумная схема была изобретена в 1150 г. в Индии. Философ Бхаскара… Баварская схема и схема Бхаскары, как и другие проекты вечного двигателя, во многом схожи; во всех присутствует…

Розыгрыши и подделки

Стимулы к изобретению вечного двигателя были настолько сильны, что мошенничество и обман в этом вопросе стали обычным делом. В 1813 г. Чарльз… Ученым и инженерам тоже случалось становиться жертвой всеобщего энтузиазма. В… В 1872 г. некий Джон Эрнст Уоррел Келли провернул самую сенсационную и самую выгодную аферу своего времени; он обобрал…

Людвиг Больцман и энтропия

Больцман был невысоким здоровяком с бочкообразной грудью и громадной спутанной бородой. Однако за внушительной и даже пугающей внешностью скрывалась… Ньютон показал, что движение любых объектов определяют механические силы, а не… Внезапно оказалось, что при помощи нескольких базовых принципов можно объяснить многие свойства вещества. Поскольку…

Суммарная энтропия всегда возрастает

Труды Больцмана и других физиков помогли прояснить природу вечного двигателя и даже разбить все существующие их схемы на два типа. Вечный двигатель… Вечный двигатель второго типа — штука более сложная. В этих машинах… Тот факт, что суммарная энтропия всегда возрастает, лежит в самом сердце человеческой истории, да и матери-природы…

Три закона термодинамики и симметрия

Но все вышесказанное рождает и более глубокий вопрос: а почему, собственно, должны работать эти непогрешимые законы термодинамики? Эта загадка… В старших классах школы я испытал настоящее потрясение, когда узнал наконец… Это буквально ошеломило меня. Я вдруг понял, что, анализируя звездный свет, дошедший до нас от далеких галактик с…

Энергия из вакуума?

Вот мучительный вопрос: можно ли извлечь энергию из пустоты? Физики лишь недавно поняли, что на самом деле «пустота» вакуума вовсе не пуста, в ней… Одним из активных сторонников и пропагандистов этой идеи[32]был эксцентричный… Тесла родился в маленьком городке на территории нынешней Сербии и в 1884 г. прибыл в Соединенные Штаты без единого…

А может быть, нет?

Один из самых неприятных пробелов в современной физике состоит в том, что никто не может теоретически рассчитать то количество темной энергии,… Суть в том, что никто не знает, как посчитать «энергию пустоты». Это один из… Итак, в вакууме действительно заключена энергия, как и подозревал Тесла. Но плотность этой энергии, скорее всего,…

Предвидение будущего

Парадокс - это истина, вставшая на голову ради привлечения внимания. Николас Фаллетта  

Можем ли мы видеть будущее?

Можно ли доказать при помощи строгих научных экспериментов, что некоторые люди способны видеть будущее? В главе 12 мы видели, что путешествия во… Сложные и тщательно организованные тесты, проведенные в Центре Райна, вроде бы… На самом деле предвидение будущего трудно примирить с современной наукой, потому что в этом случае нарушается…

Назад во времени

Однако если рассмотреть теорию Максвелла, сценарий окажется гораздо более сложным. При решении максвелловых уравнений для света мы получаем не одно,… В течение сотни лет любой инженер, встречая это «опережающее» решение,… Но физикам опережающая волна все эти сто лет не давала спокойно спать. Уравнения Максвелла — один из столпов…

Тахионы из будущего

Помимо «опережающих» волн из будущего (которые снова и снова доказывают свою полезность в квантовой теории), в квантовой теории существует еще одна… Тахионы живут в странном мире, где все движется быстрее света. Теряя энергию,… Особенно странными тахионы делает тот факт, что они обладают мнимой массой. (Говоря «мнимой», мы имеем в виду, что их…

Эпилог. Будущее невозможного.

Не существует ничего достаточно крупного или достаточно безумного, что ни одно из миллиона технологических обществ не почувствовало бы себя… Фримен Дайсон  

Эпоха до Большого взрыва

Что касается Большого взрыва, то в настоящий момент создается новое поколение приборов, которые, возможно, помогут нам разрешить некоторые вечные… Но не исключено, что при помощи анализа других типов излучения мы сможем… Окончательно же разобраться в тайнах Большого взрыва нам, возможно, помогут «гравитационные волны» — волны, бегущие по…

Теория всего?

Как я уже упоминал, лучшим кандидатом на роль теории всего является сегодня теория струн; но у этой точки зрения есть и противники, считающие, что… Неудивительно, что жаркие споры вынудили одних физиков пойти против других… Первое серьезное предположение, имеющее отношение к теории всего, было выдвинуто около 500 г. до н.э.; считается, что…

Критика теории струн

На сегодняшний день ведущим (и единственным) кандидатом на роль теории[33]всего является теория струн. Но возникла, естественно, и отрицательная… Я только улыбаюсь, когда слышу подобные высказывания, — ведь физика, как любое… Теория струн зародилась в 1968 г., когда два молодых свежеиспеченных доктора — Габриель Венециано и Махико Судзуки —…

О неполноте физики

В 1980 г. Стивен Хокинг вновь разжег интерес к теории всего; он прочел.лекцию под названием «Близится ли конец теоретической физики?», в которой… Затем в 2002 г. Хокинг еще раз передумал и заявил, что теорема Гёделя о… Его аргументы не новы: поскольку математика неполна, а языком физики является именно математика, в физике всегда будут…

Комментарии

  Здесь пропущены две страницы при сканировании книги (226 и 227). У кого есть,…