Краткое содержание «Физика невозможного»

Краткое содержание «Физика невозможного»
Ольга Тихонова

Краткое содержание
Этот текст – сокращенная версия книги «Физика невозможного». Только самое главное: идеи, техники, ключевые цитаты.

Ученый и физик-теоретик Митио Каку исследует явления, технологии и приборы будущего в свете их практического применения. Рассказывая о грядущем мире, он доступно объясняет устройство Вселенной, теорию Большого взрыва, черных дыр, фазеров и антиматерии. Автор «Физики невозможного» утверждает, что в XXI веке человечество вплотную подойдет к созданию силовых полей, раскрытию секрета невидимости, чтению мыслей, овладению телепортацией и телекинезом, сверхдальним космическим полетам. Вы узнаете, какие прогнозы футуристов и писателей-фантастов могут сбыться уже при нашей жизни, удивитесь простому объяснению сложных явлений, познакомитесь с научно-техническими достижениями. Книга написана легким и понятным языком. По жанру это научно-популярная литература, рассчитанная на широкий круг читателей.

Напоминаем, что этот текст – краткое изложение книги «Физика невозможного»

Физика невозможного

Введение

Труд известного ученого-футуролога, популяризатора науки Митио Каку «Физика невозможного» перевели на русский язык в 2010 году, с тех пор он неоднократно переиздавался. Автор, основываясь на базовых постулатах классической физики и научных достижениях, рассказывает о технологиях будущего.

Перемещения во времени и межгалактические перелеты, открытие принципа телепортации и изобретение плаща-невидимки, мыслящие роботы и телепатия – сейчас эти вещи кажутся фантастикой, но автор уверен, что по мере развития физической науки они будут реализованы. Не заблуждаемся ли мы, считая некоторые вещи и явления невозможными?

Митио Каку выделяет три категории невозможного:

? Нереализуемое при современном уровне развития физики, но не противоречащее ее основам. Высока вероятность реализации в следующие столетия или десятилетия.

? То, что под силу воплотить высокоразвитой цивилизации. Сроки нахождения решения отодвигаются на тысячелетия вперед.

? Явления, противоречащие существующим физическим законам и возможные только при условии изменения этих законов.

Книга затрагивает различные области науки. Она ценна тем, что написана на основе мнений ученых и исследователей, нобелевских лауреатов – физиков, биологов, астрономов и астронавтов. «Физика невозможного» расширяет границы нашего привычного мира, открывает горизонты неизведанного; читая ее, понимаешь, что будущее – не далекое и абстрактное, оно стремительно наступает, меняя наши представления о природе вещей.

Невозможности I класса

Защитное силовое поле

В научно-фантастических романах защитное силовое поле кажется обманчиво простым: невидимый непроходимый барьер одинаково легко отражает луч лазера и ракетный удар. Но если это поле настолько простое, то почему оно не создано и не используется? Не потому ли, что пока мы не владеем технологией его создания? Сегодня силовое поле воспроизводится только в лабораторных условиях, и процесс этот чрезвычайно сложен.

В данном направлении наибольшие успехи достигнуты в работе с плазмой. В 1995 году Эдди Гершкович, физик Брукхейвенской национальной лаборатории, заявил об открытии «плазменного окна». Газ, превращенный в плазму высокотемпературным нагревом, под влиянием электромагнитного поля сохраняет заданную форму, например оконного стекла. Такое «плазменное окно» легко отделит вакуум от воздуха. Ожидается, что метод будет востребован в промышленности и космической отрасли.

Но обладает ли плазменное окно необходимыми свойствами для превращения в непроницаемый щит? Реалистичнее выглядит вариант многослойного силового поля. Возможно, прочности каждого слоя недостаточно, чтобы отразить пушечное ядро, но конструкция из нескольких объединенных слоев справится с задачей.

Силовые поля в том виде, в каком их обычно описывает фантастическая литература, не согласуются с описанием четырех фундаментальных взаимодействий в нашей Вселенной. Но можно предположить, что человеку удастся имитировать многие свойства этих выдуманных полей при помощи многослойных щитов, включающих в себя плазменные окна, лазерные завесы, углеродные нанотрубки и вещества с переменной прозрачностью. Но реально такой щит может быть разработан лишь через несколько десятилетий, а то и через столетие.

Невидимость

Человечество издавна мечтало обрести невидимость, воплощая свое стремление в кинематографе и литературе. Еще недавно ученые считали, что принцип невидимости опровергает законы оптики. Свет, являясь электромагнитной волной, не проходит сквозь плотные тела из-за слишком малого межатомного расстояния. Твердые предметы потому и видимы, что поглощают и отражают световолны, тогда как прозрачные жидкости и газы с большим межатомным расстоянием свободно пропускают свет.

Таким образом, невидимость – это результат строения атомной решетки. Изменить расположение атомов невозможно (говоря о невозможности чего-либо, следует понимать, что невозможное сегодня станет возможным завтра или послезавтра). Значит, выход в том, чтобы создать наружную невидимую оболочку – на основе метаматериалов, разработка которых ведется на протяжении последнего десятилетия.

Метаматериалы за счет оптических свойств меняют светопреломление, а значит, степень видимости предмета. В 2006 году опыты британских ученых, работающих над синтезом метаматерии, увенчались успехом – впервые объект под воздействием лазера стал на короткое время невидим для микроволн. Вероятно, следующим шагом станет создание цилиндра из метаматериалов, как наиболее простой формы, а далее появится метаматерия, облегающая тело.

Фазеры и звезды смерти

Окружающий нас видимый свет состоит из волн различной фазы и частоты, поэтому быстро рассеивается. Вплоть до середины XX века создание мощного направленного пучка света считалось невозможным – это мнение разделяли даже видные ученые. Одиночки, ведущие собственные исследования, были окружены стеной непонимания и скепсиса. Один из них – Чарльз Таунс, позже получивший Нобелевскую премию. Вопреки неверию коллег, неудачам и отчаянию, он упорно работал над созданием пучка когерентного света. В 1953 году он получил результат – первый поток когерентного микроволнового излучения (мазер). Эффект удалось закрепить при работе с видимым светом, и мир получил лазер, который широко используют в науке и технике.

Но вот парадокс: лазер есть, а портативное лазерное оружие до сих пор существует только на страницах научно-фантастической литературы. И битва на световых мечах возможна лишь среди героев «Звездных войн». Почему?

Увы, меч джедая – из области несбыточной фантастики. Против его создания – законы нашего физического мира. Свет не может быть твердым и обрываться в пространстве, как в кинематографических спецэффектах. Нам остается довольствоваться световым плазменным мечом.

Лучевое оружие нуждается в огромном количестве энергии, а значит, требует мощных портативных зарядных устройств. И здесь слово за нанотехнологиями, позволяющими создать мини-батареи огромной энергоемкости. Появиться они могут в ближайшее столетие, и тогда исчезнет последнее препятствие, сдерживающее создание лучевого оружия.

Ученые используют лазеры для получения сверхвысоких температур, существующих только в глубине звезд. Для создания же Звезды смерти – шарового супероружия, способного уничтожить планету, необходим сверхмощный лазер, многократно превышающий возможности современных приборов. Теоретически Звезду смерти создать можно с помощью водородных бомб или гамма-всплесков.

Использование мощных лазеров для создания портативного или ручного лучевого оружия и световых мечей следует отнести к I классу невозможности – по всей видимости, это станет возможным в недалеком будущем или, скажем, в ближайшие сто лет. Но чрезвычайно сложная задача нацеливания вращающейся звезды перед взрывом и превращением ее в черную дыру, т. е. преобразование ее в Звезду смерти, должна рассматриваться как невозможность II класса – нечто, что не противоречит явно законам физики (ведь источники гамма-всплесков существуют в реальности), но может быть реализовано только далеко в будущем, через тысячи или даже миллионы лет.