Oszałamiające bronie science fiction to więcej nauki, mniej fikcji

Każdego lata miłośnicy kina mogą zazwyczaj liczyć na fantastyczną sekwencję akcji science fiction z pistoletem ogłuszającym strzelającym wszystko od śrub elektrycznych do laserów - nigdy kule.

Tego lata nie zawiodłem się na tym froncie. W czerwcu były gigantyczne działa laserowe Dzień Niepodległości: Odrodzenie a teraz w Pogromcy duchów, widzimy naszych bohaterów wypalających korkociągowe „strumienie protonowe”, wywodzących się z ich ikonicznych „pakietów protonowych”. Star Trek Beyond załoga statku kosmicznego Przedsiębiorstwo kontynuuje wymachiwanie wypróbowanym, ale wyrafinowanym pistoletem sci-fi, „fazerem”. Niezależnie od tego, czy broń ta ma ogłuszyć, wystrzelić kosmitów, czy walczyć z duchami, pojawia się pytanie: czy zapy są do przyjęcia?

Disclaimer time: Oczywiście, oba „phaser” Star Trek i „pakiety protonowe” Pogromcy duchów nie są specjalnie przedstawiane jako lasery w ich fikcyjnych rzeczywistościach. Fazer jest podobno „fazową bronią energetyczną”, ale został tak nazwany Star Trek może uciec, robiąc rzeczy, których lasery nie potrafią. (Plus, oryginalna załoga Przedsiębiorstwo w „Klatce” rzeczywiście używano „pistoletów laserowych”.)

„Kolizje pozytonów” i „różdżki protonowe” każdej iteracji Pogromcy duchów podobno są przeznaczone do zmiany natury negatywnych i pozytywnych protonów i elektronów w celu uchwycenia duchów. Ponieważ przechwytywanie duchów jest niemożliwe - duchy nie są prawdziwe - interesuje nas, w jaki sposób obie te bronie rzeczywiście działają.) Fazery i strumienie protonowe emitują ciepło, są kolorowe i mogą zapalać przedmioty w ogniu i wysadzać w powietrze. Ale czy mamy coś podobnego w prawdziwym świecie?

Jedno jest pewne: miotacze i karabiny science fiction zdecydowanie wyprzedzają prawdziwe lasery. W 1898 r. H.G. Wells’s Wojna światów zobaczył, że jego Marsjanie dzierżą „promienie ciepła”. Począwszy od pierwszego wystąpienia w powieści Philipa Francisa Nowlana z 1928 roku, Armageddon 2419 A.D, Anthony „Buck” Rogers wystrzelił wariacje „pistoletu atomowego”. Pomyślany jako broń, która zredukowała swoje cele z powrotem do swoich podstawowych atomów („atomizer”), fikcyjny pistolet kosmiczny Bucka widział wiele iteracji, ale najbardziej znanym był prawdopodobnie wersja z 1935 r. używana w popularnych czarno-białych seriach z udziałem Bustera Crabbe. Ten atomizer wskoczył do głównego nurtu popkultury i stał się ikoną, gdy pojawił się na okładce albumu zatytułowanego Foo Fighter w 1995 roku.

Mimo to większość tych broni uważano za ściśle w dziedzinie głupiej science fiction, do tego stopnia, że ​​powszechnie uważano je za absurdalne.

To znaczy do końca końca lat pięćdziesiątych, kiedy laser zostało wynalezione. Wynalazek lasera jest kwestionowany; w Bell Laboratories w 1957 r. fizycy Charles Hard Townes i Arthur Leonard Schawlow opracowali różne zastosowania „masera optycznego”, który był zasadniczo technologią umożliwiającą skupienie sygnałów mikrofalowych przy użyciu światła widzialnego. Mniej więcej w tym samym czasie doktorant fizyki przedstawił rozprawę doktorską na urządzenie, które nazwał „laserem”. Przez 28 lat pozew między naukowcami a doktorantem Gordanem Gouldem. I choć nadal nie jest jasne, czy Gould niezależnie wpadł na pomysł laserów Townesa i Schawlowa, czy rażąco ukradł pomysł, laser utwierdził się nie tylko jako cud naukowy, ale także jako ostoja science-fiction.

Termin „laser” jest szorstkim akronimem „wzmocnienia światła przez stymulowaną emisję promieniowania”. Zasadniczo laser jest wynikiem użycia soczewek i zastosowania energii, aby skupić światło w wiązce laserowej lub wybuchu. W czasach Townes, Schawlow i Gould ta definicja dotyczyła prawie wyłącznie widoczny światło. Dziś jednak „niewidoczne” lasery „na podczerwień” są skupione razem z widocznymi laserami, ponieważ to wszystko światło czy jest widoczny, czy nie.

To właśnie w tym konkretnym momencie wersje „laserów” i prawdziwych laserów science fiction znajdują rozbieżność. W prawie wszystkich wersjach Star Trek, fazery wystrzeliwują strumień energii, który przypomina wiązkę laserową, chociaż w nowszych filmach są one wizualizowane jako „śruby lub„ impulsy ”(pomyśl o pożarze blastera z Gwiezdne Wojny.) W rzeczywistości różne typy laserów rzeczywistych są w stanie odtworzyć efekt wizualny, który widzimy w czymś podobnym Star Trek, ale czy te kolorowe belki lub śruby wyrządzą jakiekolwiek szkody?

„Większość laserów o dużej mocy w rzeczywistości nie jest widoczna”, powiedział Robert Waltmire, prezes Laser Experts Odwrotność. „Te efekty są widoczne w laserach o dużej mocy, czerwonych i niebieskich oraz zielonych - nie ma czegoś takiego. Lasery o dużej mocy znajdują się w widmie podczerwieni. ”Jak wyjaśnił Waltmire, kwestia widocznej broni laserowo-energetycznej jest bezpośrednio związana z długością fali: Dłuższa długość fali utrzymuje więcej energii, a im dalej na tej długości, tym mniej widoczna światło staje się.

Jest coś niesamowicie mistycznego i pięknego w tym fakcie, ponieważ nauka pokazała, że ​​najpotężniejsze lasery sci-fi będą niewidoczny. A to dlatego, że lasery pochodzą od światło, co oczywiście ma miejsce, naturalnie. Waltmire zauważył, że oczywiście możliwe jest posiadanie widocznych laserów, które „palą rzeczy”, ale moc (energia) jest zazwyczaj niska.

Szybkie wyszukiwanie w Google przyniesie różnego rodzaju wyniki laserów o niskiej mocy z trzaskiem balonowym. Możesz nawet znaleźć ludzi, którzy stworzyli swoje domowe lasery na Popatrz jak fazery z Star Trek. Ale jeśli szukamy broni laserowej Popatrz jak te w filmach science fiction, to chcemy być w stanie widzieć ta belka lub śruba, nawet jeśli nie jest to praktyczne. Za to, Odwrotność dotarł do Drake Anthony'ego, znanego na YouTube jako „styropyro”, rodzimego hobbysty laserowego i niesamowitej sensacji internetowej.

„Będę się z tobą zmierzyć, nie widziałem filmów za mojego życia” - powiedział Anthony Odwrotność. „Widziałem nie Star Trek, nie Gwiezdne Wojny, czy mógłbyś mi opisać broń, o której mówisz? Fakt, że Drake Anthony nie było zainspirowany do tworzenia imponujących laserów na zamówienie dzięki fantastyce naukowej nadaje mu niesamowitą wiarygodność dla jego pasji: po prostu lubi te rzeczy, ponieważ są fajne. Po tym, jak dał mu luźne pojęcie o tym, co robią Pogromcy duchów i różne Kirki i Spocka za pomocą swojej broni energetycznej (coś przenośnego o przyzwoitym zasięgu i zdolności do przewracania rzeczy, ogłuszania ludzi i / lub wysadzania w powietrze), Anthony ważył:

„Wszystko sprowadza się do ogrzewania i magazynowania energii”, wyjaśnił, „Jesteśmy ograniczeni ilością energii elektrycznej, którą możemy przechowywać w małym urządzeniu. Jeśli mówisz o strzelaniu do ludzi za pomocą lasera, musisz mieć baterię, którą można przechowywać dużo energii elektrycznej. ”

Zasięg lasera nie dotyczy jednak wyłącznie mocy, jednak mówiąc o Bazookie Laserowej Anthony'ego, wspomniał, że ma „złą optykę, a jeśli soczewki ogniskujące zostały„ skorygowane ”, może mieć o wiele większy zasięg, czyli przynajmniej jeśli chodzi o to, jak daleko laser może „strzelać”, moc nie jest wielkim problemem. „Dobrze skorygowany 200-watowy laser może ciąć metal”, powiedział Anthony, „Moja laserowa bazooka ma wielką energię, ale promień jest bzdurny.” Możemy tylko założyć, że trzymany w ręku Phaser Kirka jest niesamowicie dostrojonym obiektywem, który dlatego jego wiązka zawsze znajduje swój znak. W związku z tym Anthony pomógł zidentyfikować trzy podstawowe wyzwania w świecie rzeczywistym w tworzeniu przenośnych widoczny broń laserowa:

• wkład energii
• optyka wiązki
• CIEPŁO

We wszystkich filmach Drake Anthony wyraźnie widać, że ma na sobie okulary ochronne i rękawiczki. „Te problemy z ciepłem mogą być bardzo poważne” - powiedział. Dotyczy to zarówno życia rzeczywistego, jak i bębnowego. W Star Trek, fazery są zawsze przedstawiane jako chłodne w dotyku po użyciu, co wydaje się niemożliwe w przypadku laserów zasilanych elektrycznie. Ale co, jeśli te rodzaje broni nie byłyby zależne od Elektryczność dla mocy? Co jeśli lasery czerpią swoją moc z innego źródła, takiego jak jądrowy energia? W związku z tym Pogromcy duchów rzeczywiście używają plecaków, które wydają się zawierać reaktory jądrowe, które z kolei zasilają broń. W tym momencie narzędzia Pogromców duchów wydają się bardziej realistyczne niż cokolwiek, co Kirk, Spock lub Picard użyliby na Star Trek, przynajmniej w działach efektywności energetycznej i produkcji.

„Niekoniecznie potrzebujesz elektryczności” - powiedział Anthony - „Możesz użyć baterii jądrowych, jak w niektórych naszych starszych statkach kosmicznych lub… możesz użyć rzeczywistej substancji radioaktywnej do zasilania lasera”. Oczywiście niebezpieczeństwo jest oczywiste: jeśli użytkownik takiej broni laserowej był narażony na ton promieniowania, są bardzo niebezpieczne skutki uboczne. W orginale Pogromcy duchów, gdy Egon włącza protonowy pakiet jądrowy Ray, wycofuje się komicznie w obawie przed promieniowaniem z niego emitowanym. Ale teoretycznie, gdyby jednostka jądrowa była w ochronnej obudowie, jak ołów, użytkownik byłby względnie chroniony przed skutkami ubocznymi. Więc pistolet laserowy podłączony do plecaka nuklearnego - jak w Pogromcy duchów - nie wydaje się wcale naciągany. Zdobądź jedną bramkę dla Pogromców duchów!

Mimo to obaj Holtzman w nowym Pogromcy duchów a Ray Stanz w oryginale od czasu do czasu nosi okulary ochronne, mimo że inne „Bustery nie. Początkowe storyboardy do oryginalnego filmu miały nawet Pogromców duchów w hełmach, ale tak naprawdę wszystkie powinny mieć na sobie coś! Ray mówi Egonowi, aby „nie patrzył bezpośrednio w pułapkę, w pierwszym filmie, sugerując, podobnie jak technologia laserowa, że ​​wszystkie te rzeczy mogą uszkodzić oczy.

„To oślepiające urządzenie” - powiedział Drake Anthony Odwrotność, „Możesz wziąć laser, który jest tylko ułamkiem mocy niektórych z moich najsilniejszych, i nadal go używać, aby kogoś oślepić”. Zakładając, że technologia używana przez kapitana Kirka z fazerem jest podobna do lasera, jak ludzie mogą strzelać takich broni i nie można ich oślepić? Najprostszą odpowiedzią jest to, że nie mogli. Gdyby te wiązki energii były laserami, Pogromcy duchów i członkowie Gwiezdnej Floty natychmiast byliby ślepi.

Jak zauważył Robert Waltmire, nie ma absolutnie żadnego powodu, aby te lasery o dużej mocy były widoczne, więc jeśli nowy Bryan Fuller w 2017 r. Star Trek chciałem być superrealistyczny, to fazery byłyby niewidoczne. Mimo to nawet lasery na podczerwień mogą spowodować oparzenie rogówki oka, więc nadal potrzebna będzie pewna ochrona oczu. Czy wszyscy Pogromcy duchów lub wszyscy w 23. wieku mogą nosić soczewki kontaktowe, które chronią ich przed ślepymi działami ich dział promieniowych?

„Gdyby te teoretyczne soczewki kontaktowe odfiltrowywały lasery, powiedzmy niebieskie lasery, nie widziałbyś niebieskiego” - powiedział Anthony. Oznacza to, że zaawansowane soczewki kontaktowe noszone przez Pogromców duchów mają pewną naukową żywotność, chroniąc je przed laserem odbijającym się i uszkadzającym ich oczy. Ale czy to mogło się wydarzyć? „Myślę, że to możliwe” - powiedział Anthony - „nigdy wcześniej o tym nie słyszałem”.

Kolejną wspólną cechą broni laserowej w science fiction jest towarzyszenie dźwięk z odpaleniem broni, wskaźnikiem pew pew lub zastrzelić wszyscy jesteśmy znani. „Wierzcie lub nie” - powiedział Robert Waltmire Odwrotność, „Jeśli zepsujesz te rzeczy… możesz uzyskać różne odcienie… ale Belka sam nie słyszałbyś wiele… ale jeśli promień jest uderzanie coś, YEAH. Słyszałeś to.

Broń przenośna włączona Star Trek istnieje w odległej przyszłości, miotacze Gwiezdne Wojny występują w odległej przeszłości, podczas gdy Pogromcy duchów współcześnie burzą wybuchy energii. Jak daleko jesteśmy, w rzeczywistości od nie tylko domowych laserów, które tworzy Drake Anthony, ale takich, które mogłyby zniszczyć intruza, jak w Star Trek. 20 lat? 30?

„Jest to możliwe i bardzo prawdopodobne” - powiedział Waltmire Odwrotność, „Pierwsze lasery przemysłowe do szafek o wysokości pięćdziesięciu stóp… teraz są one kwadratami o wymiarach dwa na dwa. To istnieje teraz … Więc na przenośny ręczny, o którym mówisz? Powiedziałbym, że właściwie patrzysz na jakieś 5 lub 10 lat.

Przy tego rodzaju projekcjach prawdopodobnie warto zacząć przewidywać, że kolejna seria popularnych programów z zapami z karabinów nie będzie w science fiction, ale w prawdziwych filmach dokumentalnych.