Силове поле: чи можливо? Винайдено силове поле для захисту від вибухової хвилі.

/ 19
Найгірший Найкращий

Якщо заслужений, але літній вчений стверджує, що якесь явище можливе, він напевно правий. Якщо він стверджує, що якесь явище неможливе, він, ймовірно, помиляється.
Єдиний спосіб визначити межі можливого - це набратися сміливості та проникнути на ту строну, у неможливе.
Будь-яка досить розвинена технологія не відрізняється від чаклунства.

Три закони Артура Кларка.

«Підняти щити!» - так звучить перший наказ, який у нескінченному серіалі «Зоряний шлях» віддає різким голосом капітан Кірк своєму екіпажу; Слухняний наказом екіпаж включає силові поля, покликані захистити космічний корабель «Ентерпрайз» від вогню супротивника.

То що таке захисне силове поле? У науковій фантастиці це оманливо проста штука: тонкий невидимий, але при цьому непроникний бар'єр, здатний однаково легко відбивати лазерні промені та ракети. На перший погляд силове поле видається настільки простим, що створення бойових щитів на його основі здається неминучим. Так і чекаєш, що не сьогодні-завтра якийсь заповзятливий винахідник оголосить, що йому вдалося отримати захисне силове поле. Але істина набагато складніша.

Подібно до лампочки Едісона, яка докорінно змінила сучасну цивілізацію, силове поле здатне глибоко торкнутися всіх без винятку боку нашого життя. Військові скористалися б силовим полем, щоб стати невразливими, створили на його основі непроникний щит від ворожих ракет і куль. Теоретично можна було б створювати мости, чудові шосе та дороги одним натисканням кнопки. Цілі міста виникали б у пустелі наче за помахом чарівної палички; все в них, аж до хмарочосів, будувалося виключно з силових полів. Куполи силових полів над містами дозволили б їх мешканцям довільно управляти погодними явищами – штормовими вітрами, сніговими бурями, торнадо. Під надійним пологом силового поля можна було б будувати міста навіть дні океанів. Від скла, сталі та бетону можна було б взагалі відмовитись, замінивши всі будівельні матеріали силовими полями.

Але, як не дивно, силове поле виявляється одним із тих явищ, які надзвичайно складно відтворити в лабораторії. Деякі фізики навіть вважають, що це взагалі не вдасться зробити без зміни його властивостей.

Концепція фізичного поля бере початок у роботах великого британського вченого ХІХ ст. Майкла Фарадея.

Батьки Фарадея належали до робітничого класу (його батько був ковалем). Сам він на початку 1800-х років. перебував у підмайстрах у палітурника і тягнув досить жалюгідне існування. Але юний Фарадей був зачарований недавнім гігантським проривом у науці – відкриттям таємничих властивостей двох нових сил, електрики та магнетизму. Він жадібно поглинав усю доступну йому інформацію з цих питань та відвідував лекції професора Хамфрі Деві з Королівського інституту в Лондоні.

Якось професор Деві серйозно пошкодив очі під час невдалого хімічного експерименту; знадобився секретар, і він взяв на цю посаду Фарадея. Поступово молодий чоловік завоював довіру вчених Королівського інституту і отримав можливість проводити власні важливі експерименти, хоча нерідко йому доводилося терпіти і зневажливе ставлення. З роками професор Деві все ревніше ставився до успіхів свого талановитого молодого помічника, який спочатку вважався в колах експериментаторів висхідною зіркою, а згодом затьмарив славу самого Деві. Тільки після смерті Деві у 1829 р. Фарадей отримав наукову свободу та здійснив цілу серію разючих відкриттів. Результатом їх стало створення електричних генераторів, які забезпечили енергією цілі міста та змінили хід світової цивілізації.

Ключем до найбільших відкриттів Фарадея стали силові або фізичні поля. Якщо помістити залізну тирсу над магнітом і струсити, з'ясується, що тирса укладається в малюнок, що нагадує павутину і займає весь простір навколо магніту. «Нитки павутини» - це і є силові лінії фарадєєви. Вони наочно показують, як розподіляються у просторі електричне та магнітне поля. Наприклад, якщо зобразити графічно магнітне полі Землі, то виявиться, що лінії виходять звідкись із області Північного полюса, та був повертаються і знову йдуть у землю області Південного полюса. Аналогічно, якщо зобразити силові лінії електричного поля блискавки під час грози, з'ясується, що вони сходяться на блискавці.

Порожній простір для Фарадея зовсім не був порожнім; воно було заповнене силовими лініями, за допомогою яких можна було змусити віддалені предмети рухатися.

(Бідна юність не дозволила Фарадею здобути систематичну освіту, і він практично не розбирався в математиці; внаслідок цього його записники були заповнені не рівняннями та формулами, а намальованими від руки діаграмами силових ліній. За іронією долі саме недолік математичної освіти змусив його розробити чудові діаграми силових ліній, які сьогодні можна побачити в будь-якому підручнику фізики.

Історики висунули чимало припущень у тому, що саме призвело Фарадея до відкриття фізичних полів - однієї з найважливіших понять історія всієї світової науки. Практично вся без винятку сучасна фізика написана мовою фарадеевих полів. У 1831 р. Фарадей здійснив ключове відкриття у сфері фізичних полів, що назавжди змінило нашу цивілізацію. Одного разу, проносячи магніт – дитячу іграшку – над дротяною рамкою, він помітив, що у рамці виникає електричний струм, хоча магніт із нею не стикається. Це означало, що невидиме поле магніту здатне змусити електрони рухатися, створюючи струм.

Силові поля Фарадея, які до цього моменту вважалися марними картинками, плодом дозвільної фантазії, виявилися реальною матеріальною силою, здатною рухати об'єкти та генерувати енергію. Сьогодні можна сказати напевно: джерело світла, яким ви користуєтеся, щоб прочитати цю сторінку, отримує енергію завдяки відкриттям Фарадея в галузі електромагнетизму. Магніт, що обертається, створює поле, яке штовхає електрони в провіднику і змушує їх рухатися, народжуючи електричний струм, який потім можна використовувати для живлення лампочки. На цьому принципі засновано генератори електрики, що забезпечують енергією міста всього світу. Наприклад, потік води, що падає з греблі, змушує обертатися гігантський магніт у турбіні; магніт штовхає електрони у дроті, формуючи електричний струм; струм, у свою чергу, тече високовольтними проводами в наші будинки.

Півтора століття фарадєєві фізичні поля надихали фізиків на подальші дослідження. На Ейнштейна, наприклад, вони мали такий сильний вплив, що він сформулював свою теорію гравітації мовою фізичних полів. На мене також роботи Фарадея справили сильне враження. Декілька років тому успішно сформульовано теорію струн у термінах фізичних полів Фарадея, заклавши таким чином фундамент для польової теорії струн. У фізиці сказати про когось, що він мислить силовими лініями, означає зробити цій людині серйозний комплімент.

Чотири фундаментальні взаємодії

Одним із найбільших досягнень фізики за останні два тисячоліття стало виділення та визначення чотирьох видів взаємодії, які правлять всесвіту. Всі вони можуть бути описані мовою полів, якими ми зобов'язані Фарадею. На жаль, жоден із чотирьох видів не має повною мірою властивостями силових полів, описаних у більшості фантастичних творів. Перелічимо ці види взаємодії.

Гравітація.Безмовна сила, що не дозволяє нашим ногам відірватися від опори. Вона не дає розсипатися Землі та зіркам, допомагає зберегти цілісність Сонячної системи та Галактики. Без гравітації обертання планети викинуло б нас із Землі до космосу зі швидкістю 1000 миль на годину. Проблема в тому, що властивості гравітації точно протилежні властивостям фантастичних силових полів. Гравітація - сила тяжіння, а чи не відштовхування; вона надзвичайно слабка - щодо, зрозуміло; вона працює на величезних, астрономічних відстанях. Іншими словами, є майже повною протилежністю плоскому, тонкому, непроникному бар'єру, який можна зустріти чи не в будь-якому фантастичному романі чи фільмі. Наприклад, пір'їнка до підлоги притягує ціла планета - Земля, але ми легко можемо подолати тяжіння Землі та підняти пір'їнку одним пальцем. Вплив одного нашого пальця здатний подолати силу тяжіння цілої планети, яка важить понад шість трильйонів кілограмів.

Електромагнетизм (ЕМ).Сила, що висвітлює наші міста. Лазери, радіо, телебачення, сучасна електроніка, комп'ютери, Інтернет, електрика, магнетизм - це наслідки прояви електромагнітного взаємодії. Можливо, це найкорисніша сила, яку вдалося приборкати людству протягом усієї його історії. На відміну від гравітації вона може працювати і на тяжіння, і відштовхування. Однак і вона не підходить на роль силового поля з кількох причин. По-перше, її можна легко нейтралізувати. Наприклад, пластик або будь-який інший непровідний матеріал легко проникне в потужне електричне або магнітне поле. Шматок пластику, кинутий у магнітне поле, вільно пролетить його наскрізь. По-друге, електромагнетизм діє великих відстанях, його складно зосередити у площині. Закони ЕМ-взаємодії описуються рівняннями Джеймса Клерка Максвелла, і, схоже, силові поля є рішенням цих рівнянь.

Сильні та слабкі ядерні взаємодії.Слабка взаємодія - це сила радіоактивного розпаду, що розігріває радіоактивне ядро Землі. Ця сила стоїть за виверженнями вулканів, землетрусами та дрейфом континентальних плит. Сильна взаємодія не дозволяє розсипатися ядрам атомів; воно забезпечує енергією сонце та зірки та відповідає за освітлення Всесвіту. Проблема в тому, що ядерна взаємодія працює тільки на дуже невеликих відстанях, переважно в межах атомного ядра. Воно так міцно пов'язане із властивостями самого ядра, що керувати ним надзвичайно важко. В даний час нам відомо лише два способи впливати на цю взаємодію: ми можемо розбити субатомну частинку на частини у прискорювачі або підірвати атомну бомбу.

Хоча захисні поля в науковій фантастиці і не підкоряються відомим законам фізики, все ж таки існують лазівки, які в майбутньому, ймовірно, уможливлять створення силового поля. По-перше, існує, можливо, п'ятий вид фундаментальної взаємодії, який досі нікому не вдалося побачити в лабораторії. Може виявитися, наприклад, що це взаємодія працює лише з відстанях від кількох дюймів до фута - а чи не на астрономічних відстанях. (Щоправда, перші спроби виявити п'ятий вид взаємодії дали негативні результати.)

По-друге, нам, можливо, вдасться змусити плазму імітувати деякі властивості силового поля. Плазма – це «четверте стан речовини». Три перші, звичні нам стани речовини, - твердий, рідкий і газоподібний; проте найпоширенішою формою речовини у всесвіті є плазма: газ, що з іонізованих атомів. Атоми в плазмі не пов'язані між собою і позбавлені електронів, а тому мають електричний заряд. Ними можна легко керувати за допомогою електричного і магнітного полів.

Видима речовина всесвіту існує здебільшого у формі різного роду плазми; з неї утворені сонце, зірки та міжзоряний газ. У звичайному житті ми майже не стикаємося із плазмою, тому що на Землі це явище рідкісне; проте плазму можна побачити. Для цього достатньо глянути на блискавку, сонце або екран плазмового телевізора.

Силове поле – скільки вже десятиліть ми чуємо це дивне словосполучення у різних науково-фантастичних фільмах, книгах, комп'ютерних іграх. Думаю, мало на Землі залишилося людей, хто б не розумів - що це таке. Спроби вчених створити хоча б маленьку демо-версію подібної дрібниці поки що провалюються, тому що основою силового поля служать надважкі частинки гравітони (частинки маси з мікросвіту), які завдяки електромагнітному полю повинні викластися в тонку невидиму плівку. На жаль і ах – гравітони – частки примхливі, як і хронони (частки часу).

Але.
Силове поле існує. Особливо це спостерігається на надуповільненій зйомці при розбиванні цегли та дощок долонею. Та й знаменита система захисту тіла Ці Гун "залізна сорочка" (а також "залізні штани", залізні рукавички", "залізні черевики" та залізна шапка") теж базується на цьому загадковому силовому полі. Наприкінці 90-х у жовтій пресі промайнула маленька стаття про 5-х китайських ченців неошаолінського напряму, які дозволили американським ученим проводити над ними всякі звірячі досліди: на них наїжджали легковиком на швидкості 60 км на годину, в них стріляли з магнуму, кидали в них динамітні шашки та інші антигуманні речі; але всі ченці залишилися живі та здорові. Далі: у 2005 році на каналі Дискавері показали репортаж про маленьку групу людей (що живуть у США), які в результаті секретних тренувань набули надлюдської стійкості до різних ударів - я на власні очі бачив, як супер-спеці кікбоксингу завдавали їм жахливої сили удари ногами та руками (якщо хтось пам'ятає фільм 80-х років з молодим Ван Дамом, де його навчали бити ногою по пальмі, поки він її не зламав, то зрозумієте, що такі удари в змозі пережити людина тільки після багаторічних важких тренувань) - я просто був у шоці .

Далі.
Ледве було не забув і завдяки одній прекрасній розумній жінці (її звуть Ганна) коротко розповім про ще один тип силового поля - дуже потужний - це егрегорне силове захисне поле - найчастіше у християн і буддистів (вся справа в кількості віруючих на планеті). Егрегорне силове поле рятує від дуже багато - у тому числі викривляє простір і час і за прикладами далеко йти не треба - на полях битв деякі люди виживали в пеклі, де гинули тисячі. Але як історик я сміливо можу стверджувати, що такий тип захисту створили люди – зокрема перші шляхетні лицарі – істинні християни та щиро віруючі люди. А далі ця методика була записана до банку пам'яті егрегора і використовується досі.
Я ніби не хочу хвалитися і знову розповідати про свою нещасну персону, але я мав період, коли я сам був володарем такого егрегорного силового поля. Правда - за все доводиться платити і як ви здогадуєтеся - я був слухняною маріонеткою в невидимих суворих руках цього могутнього християнського православного егрегора - раптово зривався з місця і вирушав у ті місця, куди мені особисто було не потрібно, зате я врятував від здавалося б неминучою. смерті кілька людей - та й сам не отримав не єдиної подряпини у трьох масових автоаваріях (про таке, як ви розумієте, не дуже приємно згадувати). Яка структура цього силового поля? Вона повністю хвильового порядку - тобто високочастотні коливання, які і створюють захисне поле, що обволікає (для любителів магії поясню, що там використовується стихія повітря), - а з точки зору класичної фізики все логічно і просто пояснюється - магнітні та електромагнітні коливання.

Але нас цікавить техніка створення такого силового поля, яке б постійно відображало атаки заздрісників та енерговампірів, і я зараз розповім вам про просту та ефективну методику, яку нещодавно почав перевіряти на собі та виявився задоволений результатами тестування.

Приступимо.
Нічого складного - подумки "намазуємо" на своє тіло прозорий в'язкий гель - товщиною не більше 1 см, цьому гелю надаємо одразу дві функції - витягувати з вашого тіла негативну хворобливу інформацію та захищати від чужорідного вторгнення. Якщо практикувати цю процедуру три-п'ять разів на добу, то поступово напрацьовується навичка робити це все швидше та якісніше. Не забуваємо про головні ділянки – руки та обличчя (до речі, багато дівчат інстинктивно роблять це протягом тисячоліть, коли вмиваються та наносять косметику на обличчя). І звичайно головне – третя функція "невидимого гелю" – автоматично падати на землю після того, як виснажується ресурс використання (зазвичай через 2-5 годин після нанесення на тіло). Навіть непідготовлена людина одразу відчуває, як з неї немов опадають "шматки бруду". Як показав мій сумний недавній досвід - навіть два дні, коли я не наносив на себе цей "захисний гель", може призвести до великих неприємностей.

Бережіть себе, шановні читачі і не забувайте - Зло існує і воно, на відміну від нас, не спить і чекає зручного моменту для нападу.
З повагою, ваш скромний Вовчик.

Рецензії

P.S. два роки після смерті мами... мені зараз просто не до цього... вибачте.

Захисне силове поле

I. Якщо заслужений, але літній вчений стверджує, що якесь явище можливе, він напевно правий. Якщо він стверджує, що якесь явище неможливе, він, ймовірно, помиляється.

ІІ. Єдиний спосіб визначити межі можливого - це набратися сміливості та проникнути на ту строну, у неможливе.

ІІІ. Будь-яка досить розвинена технологія не відрізняється від чаклунства.

Три закони Артура Кларка

У сюжеті «Зоряного шляху» силові поля настільки важливі, що їхній стан цілком може визначити результат бою. Варто енергії силового поля виснажитися, і корпус «Ентерпрайза» починає отримувати удари, що далі, то нищівніше; зрештою поразка стає неминучим.

То що таке захисне силове поле? У науковій фантастиці це оманливо проста штука: тонкий невидимий, але при цьому непроникний бар'єр, здатний однаково легко відбивати лазерні промені та ракети. На перший погляд силове поле видається настільки простим, що створення - і швидке - бойових щитів на його основі здається неминучим. Так і чекаєш, що не сьогодні-завтра якийсь заповзятливий винахідник оголосить, що йому вдалося отримати захисне силове поле. Але істина набагато складніша.

Подібно до лампочки Едісона, яка докорінно змінила сучасну цивілізацію, силове поле здатне глибоко торкнутися всіх без винятку боку нашого життя. Військові скористалися б силовим полем, щоб стати невразливими, створили на його основі непроникний щит від ворожих ракет і куль. Теоретично можна було б створювати мости, чудові шосе та дороги одним натисканням кнопки. Цілі міста виникали б у пустелі наче за помахом чарівної палички; все в них, аж до хмарочосів, будувалося б виключно із силових полів. Куполи силових полів над містами дозволили б їх мешканцям довільно управляти погодними явищами – штормовими вітрами, сніговими бурями, торнадо. Під надійним пологом силового поля можна було б будувати міста навіть дні океанів. Від скла, сталі та бетону можна було б взагалі відмовитись, замінивши всі будівельні матеріали силовими полями.

Уфологи стверджують, що біля тих, хто приземляється НЛО виникає силове поле, що перешкоджає наближенню живих істот до апаратів Цікаво, але відмічені випадки появи таких перешкод та без участі НЛО.

Їде дорогою машина і раптом упирається в невидиму стіну, як гума пружну і непереборну. Так сталося в Англії з місіс Дороті Стронг, коли її везли на таксі. Двигун автомобіля затих у спробі подолати невидиму стіну прямо на дорозі. Місцеві жителі стверджували, що також стикалися з подібним явищем. Справа була у 1960 році. Бувало, що стіну ставало трохи видно, при спробах доторкнутися до її голих рук люди обпалювалися силовим полем.

Правда чи ні, але в США було проведено Філадельфійський експеримент із військовим кораблем у 1943 році, інакше названий проектом «Райдуга». Здійснювалася генерація найсильнішого електромагнітного поляу есмінця «Елдрідж». Корабель нібито перемістився в інше місце (Норфолк) миттєво на сотні кілометрів.

Есмінець спочатку огорнувся туманом зеленого кольору, а потім зник на очах спостерігачів разом із командою. Вм'ятина у воді від корпусу відразу згладилася. Дейтвітльно, на той час воюючі країни проводили експерименти із силовим полем з метою розмагнічування кораблів, це рятувало від магнітних мін. Змінне електромагнітне полестворювалося потужними генераторами. Легенда про «Елдрідж» має підставу.

Що може електромагнітне поленайсильнішої напруженості та високої частоти зробити? Для людини його небезпека в тому, що вона викликає онкологічні захворювання, особливо у дітей, які негативно впливають на кров, адже в ній є залізо. Небезпечне електромагнітне поле для вагітних жінок.

Чоловіки хворіють на ішемію і страждають від підвищеного тиску при тривалому впливі навіть щодо слабкого електромагнітного поля. Статистика захворювань машиністів поїздів метро про це свідчить. Напруженість електромагнітних полів вимірюється у Теслах. Якщо вона перевищує одиницю 0.2 мкТл, то небезпечна для здоров'я при тривалому впливі. У міському транспорті (тролейбусах) напруженість становить уже від 200 до 250 мкТл, а поїздах метро понад тисячу. Небезпечне і випромінювання мобільних телефонів, воно перевищує допустимий поріг напруженості в десятки разів.

Крім цього, з розвитком супутникового телебачення зверху на людей безперервно обрушуються електромагнітні хвилічастотою у гігагерці. Доповнюють картину вежі стільникового зв'язку. Вчені порівнюють потоки подібних випромінювань із впливом радіації. Погіршується згортання крові, виникає маса хвороб у людей, які постійно піддаються електромагнетизму.

Що вдієш, такий наш час. Можливо, що повільно відбуваються мутації людей, адже електромагнітні полявпливають і на статеві клітини, а також на генний апарат.

То що таке захисне силове поле? У науковій фантастиці це оманливо проста штука: тонкий невидимий, але при цьому непроникний бар'єр, здатний однаково легко відбивати лазерні промені та ракети. На перший погляд силове поле видається настільки простим, що створення - і швидке - бойових щитів на його основі здається неминучим. Так і чекаєш, що не сьогодні-завтра якийсь заповзятливий винахідник оголосить, що йому вдалося отримати захисне силове поле. Але істина набагато складніша.

Подібно до лампочки Едісона, яка докорінно змінила сучасну цивілізацію, силове поле здатне глибоко торкнутися всіх без винятку боку нашого життя. Військові скористалися б силовим полем, щоб стати невразливими, створили на його основі непроникний щит від ворожих ракет і куль. Теоретично можна було б створювати мости, чудові шосе та дороги одним натисканням кнопки. Цілі міста виникали б у пустелі наче за помахом чарівної палички; все в них, аж до хмарочосів, будувалося б виключно із силових полів. Куполи силових полів над містами дозволили б їх мешканцям довільно управляти погодними явищами – штормовими вітрами, сніговими бурями, торнадо. Під надійним пологом силового поля можна було б будувати міста навіть дні океанів. Від скла, сталі та бетону можна було б взагалі відмовитись, замінивши всі будівельні матеріали силовими полями.

Концепція фізичного поля бере початок у роботах великого британського вченого ХІХ ст. Майкла Фарадея.

Порожній простір для Фарадея зовсім не був порожнім; воно було заповнене силовими лініями, з яких можна було змусити віддалені предмети рухатися.

Інакше кажучи, силові поля Майкла Фарадея і є ті самі сили, що рухають сучасною цивілізацією, усіма її проявами - від електровозів до нових обчислювальних систем, Інтернету та кишенькових комп'ютерів.

Півтора століття фарадєєві фізичні поля надихали фізиків на подальші дослідження. На Ейнштейна, наприклад, вони мали такий сильний вплив, що він сформулював свою теорію гравітації мовою фізичних полів. На мене також роботи Фарадея справили сильне враження. Декілька років тому я успішно сформулював теорію струн у термінах фізичних полів Фарадея, заклавши таким чином фундамент для польової теорії струн. У фізиці сказати про когось, що він мислить силовими лініями, означає зробити цій людині серйозний комплімент.
Чотири фундаментальні взаємодії

1. Гравітація. Безмовна сила, що не дозволяє нашим ногам відірватися від опори. Вона не дає розсипатися Землі та зіркам, допомагає зберегти цілісність Сонячної системи та Галактики. Без гравітації обертання планети викинуло б нас із Землі до космосу зі швидкістю 1000 миль на годину. Проблема в тому, що властивості гравітації точно протилежні властивостям фантастичних силових полів. Гравітація - сила тяжіння, а чи не відштовхування; вона надзвичайно слабка - щодо, зрозуміло; вона працює на величезних, астрономічних відстанях. Іншими словами, є майже повною протилежністю плоскому, тонкому, непроникному бар'єру, який можна зустріти чи не в будь-якому фантастичному романі чи фільмі. Наприклад, пір'їнка до підлоги притягує ціла планета - Земля, але ми легко можемо подолати тяжіння Землі та підняти пір'їнку одним пальцем. Вплив одного нашого пальця здатний подолати силу тяжіння цілої планети, яка важить понад шість трильйонів кілограмів.

2. Електромагнетизм (ЕМ). Сила, що висвітлює наші міста. Лазери, радіо, телебачення, сучасна електроніка, комп'ютери, Інтернет, електрика, магнетизм – усе це наслідки прояву електромагнітної взаємодії. Можливо, це найкорисніша сила, яку вдалося приборкати людству протягом усієї його історії. На відміну від гравітації вона може працювати і на тяжіння, і відштовхування. Однак і вона не підходить на роль силового поля з кількох причин. По-перше, її можна легко нейтралізувати. Наприклад, пластик або будь-який інший непровідний матеріал легко проникне в потужне електричне або магнітне поле. Шматок пластику, кинутий у магнітне поле, вільно пролетить його наскрізь. По-друге, електромагнетизм діє великих відстанях, його складно зосередити у площині. Закони ЕМ-взаємодії описуються рівняннями Джеймса Клерка Максвелла, і, схоже, силові поля є рішенням цих рівнянь.

3 і 4. Сильні та слабкі ядерні взаємодії. Слабка взаємодія - це сила радіоактивного розпаду, що розігріває радіоактивне ядро Землі. Ця сила стоїть за виверженнями вулканів, землетрусами та дрейфом континентальних плит. Сильна взаємодія не дає розсипатися ядра атомів; воно забезпечує енергією сонце та зірки та відповідає за освітлення Всесвіту. Проблема в тому, що ядерна взаємодія працює тільки на дуже невеликих відстанях, переважно в межах атомного ядра. Воно так міцно пов'язане із властивостями самого ядра, що керувати ним надзвичайно важко. В даний час нам відомо лише два способи впливати на цю взаємодію: ми можемо розбити субатомну частинку на частини у прискорювачі або підірвати атомну бомбу.

Як вже зазначалося вище, якщо нагріти газ до досить високої температури та отримати таким чином плазму, то за допомогою магнітного та електричного полів можна буде її утримувати та надавати їй форми. Наприклад, плазмі можна надати форму листа або шибки. Більше того, таке «плазмове вікно» можна використовувати як перегородку між вакуумом і звичайним повітрям. У принципі, таким чином можна було б утримувати повітря всередині космічного корабля, не даючи йому випаруватися в простір; плазма у разі утворює зручну прозору оболонку, кордон між відкритим космосом і кораблем.

У серіалі "Зоряний шлях" силове поле використовується, зокрема, для того, щоб ізолювати відсік, де знаходиться і звідки стартує невеликий космічний човник, від космічного простору. І це не просто хитрий прийом, покликаний заощадити гроші на декораціях; така прозора невидима плівка може бути створена.

Плазмове вікно вигадав 1995 р. фізик Еді Гершкович у Брукхейвенській національній лабораторії (Лонг-Айленд, штат Нью-Йорк). Цей пристрій було розроблено в процесі вирішення іншого завдання – завдання зварювання металів за допомогою електронного променя. Ацетиленова пальник зварювальника плавить метал потоком розпеченого газу, а потім уже з'єднує шматки металу воєдино. При цьому відомо, що пучок електронів здатний зварювати метали швидше, чистіше та дешевше, ніж виходить при звичайних методах зварювання. Головна проблема методу електронного зварювання полягає в тому, що здійснювати його необхідно у вакуумі. Ця вимога створює великі незручності, оскільки означає спорудження вакуумної камери – розміром, можливо, з цілу кімнату.

Для вирішення цієї проблеми д-р Гершкович винайшов плазмове вікно. Цей пристрій розміром всього 3 фути у висоту та 1 фут у діаметрі; воно нагріває газ до температури 6500 °З цим створює плазму, яка відразу ж потрапляє у пастку електричного і магнітного полів. Частинки плазми, як частинки будь-якого газу, чинять тиск, який не дає повітрю увірватися і заповнити собою вакуумну камеру. (Якщо використовувати в плазмовому вікні аргон, він випромінює блакитне свічення, зовсім як силове поле в «Зоряному шляху».)

Плазмове вікно, очевидно, знайде широке застосування у космічній галузі та промисловості. Навіть у промисловості для мікрообробки та сухого травлення часто необхідний вакуум, але застосування його у виробничому процесі може виявитися дуже дорогим. Але тепер, з винаходом плазмового вікна, утримувати вакуум одним натисканням кнопки стане нескладно та недорого.

Але чи можна використовувати плазмове вікно як непроникний щит? Чи захистить воно від пострілу з гармати? Можна уявити появу в майбутньому плазмових вікон, що володіють набагато більшою енергією і температурою, достатньою для випаровування об'єктів, що потрапляють до нього. Але для створення більш реалістичного силового поля з відомими за фантастичними творами характеристиками потрібна багатошарова комбінація кількох технологій. Можливо, кожен шар сам по собі не буде достатньо міцним, щоб зупинити гарматне ядро, але кількох шарів може виявитися достатньо.

Спробуємо уявити структуру такого силового поля. Зовнішній шар, наприклад надзаряджене плазмове вікно, розігріте до температури, достатньої випаровування металів. Другим шаром може бути завіса з високоенергетичних лазерних променів. Така завіса з тисяч лазерних променів, що перехрещуються, створювала б просторову решітку, яка нагрівала б проходять через неї об'єкти і ефективно випаровувала їх. Більш детально ми поговоримо про лазери у наступному розділі.

Далі, за лазерною завісою, можна уявити собі просторову решітку з «вуглецевих нанотрубок» - крихітних трубочок, що складаються з окремих атомів вуглецю, зі стінками завтовшки один атом. Таким трубки у багато разів міцніше стали. На даний момент найдовша з отриманих у світі вуглецевих нанотрубок має довжину всього близько 15 мм, але можна вже передбачити день, коли ми зможемо створювати вуглецеві нанотрубки довільної довжини. Припустимо, що з вуглецевих нанотрубок можна сплести просторову мережу; у цьому випадку ми отримаємо надзвичайно міцний екран, здатний відобразити більшість об'єктів. Екран цей буде невидимий, тому що кожна окрема нанотрубка по товщині можна порівняти з атомом, але просторова мережа з вуглецевих нанотрубок перевершить за міцністю будь-який інший матеріал.

Отже, ми маємо підстави припустити, що поєднання плазмового вікна, лазерної завіси та екрану з вуглецевих нанотрубок може бути основою для створення майже непроникної невидимої стіни.

Але навіть такий багатошаровий щит не зможе продемонструвати всі властивості, які наукова фантастика приписує силовому полю. Так, він буде прозорий, а отже, не зможе зупинити лазерний промінь. У битві із застосуванням лазерних гармат наші багатошарові щити виявляться марними.

Щоб зупинити лазерний промінь, щит повинен буде окрім перерахованого мати сильно виражену властивість «фотохроматичності», або змінної прозорості. В даний час матеріали з такими характеристиками використовуються при виготовленні сонячних окулярів, здатних затемнюватися під впливом УФ-випромінювання. Змінна прозорість матеріалу досягається за рахунок використання молекул, які можуть існувати принаймні у двох станах. При одному стані молекул такий матеріал прозорий. Але під впливом ультрафіолетового випромінювання молекули миттєво переходять в інший стан і матеріал втрачає прозорість.

Можливо, колись ми зможемо за допомогою нанотехнології отримати речовину, міцну, як вуглецеві нанотрубки, і здатну змінювати свої оптичні властивості під впливом лазерного променя. Щит із такої речовини зможе зупиняти не лише потоки частинок або гарматні снаряди, а й лазерний удар. В даний час, однак, немає матеріалів зі змінною прозорістю, здатних зупинити лазерний промінь.
Магнітна левітація

У науковій фантастиці силові поля виконують ще одну функцію, крім відбиття ударів з променевої зброї, а саме є опорою, яка дозволяє долати силу тяжіння. У фільмі «Назад у майбутнє» Майкл Фокс катається на «ховерборді», або «дошці, що парить»; ця штука у всьому нагадує звичний скейтборд, ось тільки «їздить» повітрям, над поверхнею землі. Фізичні закони - такі, якими ми їх знаємо на сьогодні, - не дозволяють реалізувати подібний антигравітаційний пристрій (як ми побачимо в розділі 10). Але можна уявити собі у майбутньому створення інших пристроїв - ширяючих дощок і ширяючих автомобілів на магнітній подушці; ці машини дозволять нам легко піднімати і утримувати на вазі великі об'єкти. У майбутньому, якщо «надпровідність за кімнатної температури» стане доступною реальністю, людина зможе піднімати в повітря предмети, використовуючи можливості магнітних полів.

Якщо ми піднесемо північний полюс постійного магніту до північного полюса іншого такого ж магніту, магніти будуть відштовхуватися один від одного. (Якщо ми перевернемо один з магнітів і піднесемо його південним полюсом до північного полюса іншого, два магніти будуть притягуватися.) Цей принцип - те, що однойменні полюси магнітів відштовхуються, - можна використовувати для підйому з землі величезних тягарів. Вже зараз у кількох країнах триває будівництво технічно передових поїздів на магнітній підвісці. Такі поїзди проносяться не шляхом, а над ними на мінімальній відстані; на вазі їх утримують стандартні магніти. Поїзди ніби ширяють у повітрі і можуть завдяки нульовому тертю розвивати рекордні швидкості.

Перша у світі комерційна автоматизована транспортна система на магнітній підвісці була запущена в дію 1984 р. у британському місті Бірмінгемі. Вона з'єднала термінал міжнародного аеропорту та розташований неподалік залізничний вокзал. Поїзди на магнітній підвісці діють також у Німеччині, Японії та Кореї, хоча більшість із них не призначені для високих швидкостей. Перший швидкісний комерційний поїзд на магнітній підвісці почав ходити по ділянці траси, що запущена в дію в Шанхаї; цей поїзд рухається трасою зі швидкістю до 431 км/год. Японський поїзд на магнітній підвісці у префектурі Яманасі розігнався до швидкості 581 км/год - тобто рухався значно швидше, ніж звичайні поїзди на колесах.

Але пристрої на магнітній підвісці надзвичайно дорогі. Один із шляхів до збільшення їх ефективності - використання надпровідників, які при охолодженні до температур, близьких до абсолютного нуля, втрачають електричний опір. Явище надпровідності відкрив у 1911 р. Хейке Камерлінг-Оннес. Суть його полягала в тому, що деякі речовини при охолодженні до температури нижче 20 К (20 ° вище абсолютного нуля) втрачають будь-який електричний опір. Як правило, при охолодженні металу його електричний опір поступово зменшується. (Справа в тому, що спрямованому руху електронів у провіднику заважають випадкові коливання атомів. При зменшенні температури розмах випадкових коливань зменшується, і електрика відчуває менший опір.) Але Камерлінг-Оннес, на власне здивування, виявив, що опір деяких матеріалів за певної критичної температури різко падає нанівець.

Фізики одразу зрозуміли важливість отриманого результату. При передачі великі відстані у лініях електропередачі втрачається значної кількості електроенергії. Але якби опір вдалося усунути, електроенергію можна було б передавати в будь-яке місце майже задарма. Загалом, збуджений у замкнутому контурі електричний струм міг би циркулювати в ньому без втрат енергії мільйони років. Більше того, із цих надзвичайних струмів неважко було б створити магніти неймовірної потужності. А маючи такі магніти, можна було б без зусиль піднімати величезні вантажі.

Незважаючи на чудові можливості надпровідників, застосовувати їх дуже непросто. Тримати великі магніти в баках із надзвичайно холодними рідинами дуже дорого. Щоб зберігати рідини холодними, знадобляться величезні фабрики холоду, які піднімуть вартість надпровідних магнітів до надхмарних висот і зроблять їх використання невигідним.

Але одного разу фізикам, можливо, вдасться створити речовину, яка збереже надпровідні властивості навіть при нагріванні до кімнатної температури. Надпровідність за кімнатної температури - «святий Грааль» фізиків-твердотільників. Отримання таких речовин, ймовірно, послужить початком другої промислової революції. Потужні магнітні поля, здатні утримувати на вазі машини і потяги, стануть настільки дешевими, що навіть автомобілі, що «планують», можливо, виявляться економічно вигідними. Дуже можливо, що з винаходом надпровідників, що зберігають свої властивості при кімнатній температурі, фантастичні літаючі машини, які ми бачимо у фільмах «Назад у майбутнє», «Особлива думка» та «Зоряні війни», стануть реальністю.

У принципі цілком уявно, що людина зможе надягати спеціальний пояс із надпровідних магнітів, який дозволить йому вільно левітувати над землею. З таким поясом можна було б літати повітрям, подібно до Супермена. Взагалі, надпровідність при кімнатній температурі явище настільки чудове, що винахід і використання таких надпровідників описано в багатьох науково-фантастичних романах (таких, як серія романів про Світ-Кільце, створена Ларрі Нівеном в 1970).

Десятки років фізики безуспішно шукали речовини, які мали б надпровідність при кімнатній температурі. Це був стомлюючий нудний процес - шукали методом спроб і помилок, випробовуючи один матеріал за іншим. Але в 1986 р. було відкрито новий клас речовин, що отримали назву «високотемпературні надпровідники»; ці речовини знаходили надпровідність при температурах близько 90° вище за абсолютного нуля, або 90 К. Це відкриття стало справжньою сенсацією у світі фізики. Здавалося, відчинилися ворота шлюзу. Місяць за місяцем фізики змагалися одна з одною, прагнучи встановити новий світовий рекорд надпровідності. Якийсь час навіть здавалося, що надпровідність за кімнатної температури ось-ось зійде зі сторінок науково-фантастичних романів і стане реальністю. Але після кількох років бурхливого розвитку дослідження в галузі високотемпературних надпровідників почали сповільнюватись.

В даний час світовий рекорд для високотемпературних надпровідників належить речовині, що є складним оксидом міді, кальцію, барію, талію і ртуті, що стає надпровідним при 138 К (-135 ° С). Ця відносно висока температура досі дуже далека від кімнатної. Але і це важливий рубіж. Азот стає рідким при температурі 77 К, а рідкий азот коштує приблизно стільки ж, скільки звичайне молоко. Тому для охолодження високотемпературних надпровідників можна використовувати звичайний рідкий азот, це недорого. (Зрозуміло, надпровідники, що залишаються такими і при кімнатній температурі, зовсім не вимагатимуть охолодження.)

Неприємне інше. Нині немає теорії, яка б пояснювала властивості високотемпературних надпровідників. Більше того, заповзятливого фізика, який зуміє пояснити, як вони працюють, чекає на Нобелівську премію. (У відомих високотемпературних надпровідниках атоми організовані в чітко виражені шари. Багато фізиків припускають, що саме шаруватість керамічного матеріалу дає можливість електронам вільно пересуватися всередині кожного шару, створюючи таким чином надпровідність. Але як саме і чому це відбувається - як і раніше, загадка.)

Нестача знань змушує фізиків шукати нові високотемпературні надпровідники по-старому, методом проб і помилок. Це означає, що горезвісна надпровідність при кімнатній температурі може бути відкрита будь-коли завтра, через рік, або взагалі ніколи. Ніхто не знає, коли буде знайдено речовину з такими властивостями і чи буде вона знайдена взагалі.

Але якщо надпровідники за кімнатної температури будуть відкриті, їх відкриття, швидше за все, породить величезну хвилю нових винаходів і комерційних додатків. Звичайними, можливо, стануть магнітні поля, в мільйон разів сильніші за магнітне поле Землі (яке становить 0,5 Гс).

Одна з властивостей, властивих усім надпровідникам, має назву ефекту Мейснера. Якщо помістити магніт над надпровідником, магніт зависне в повітрі, ніби підтримується невидимою силою. [Причина ефекту Мейснера полягає в тому, що магніт має властивість створювати всередині надпровідника власне «дзеркальне відображення», тому справжній магніт і його відображення починають відштовхуватися один від одного. Ще одне наочне пояснення цього ефекту – у тому, що надпровідник непроникний для магнітного поля. Він ніби виштовхує магнітне поле. Тому, якщо помістити магніт над надпровідником, силові лінії магніту при контакті з надпровідником спотворюються. Ці силові лінії і виштовхуватимуть магніт вгору, змушуючи його левітувати.)

Якщо людство отримає можливість використовувати ефект Мейснера, можна уявити шосе майбутнього з покриттям з такої спеціальної кераміки. Тоді за допомогою магнітів, розміщених у нас на поясі або на днищі автомобіля, ми зможемо чарівним чином парити над дорогою і помчатися до місця призначення без будь-якого тертя чи втрат енергії.

Ефект Мейснера працює тільки з магнітними матеріалами, такими як метали, але можна використовувати надпровідникові магніти для левітування немагнітних матеріалів, відомих як парамагнетики або діамагнетики. Ці речовини самі по собі не мають магнітних властивостей; вони знаходять їх лише у присутності та під впливом зовнішнього магнітного поля. Парамагнетики притягуються зовнішнім магнітом, діамагнетики відштовхуються.

Вода, наприклад, діамагнетик. Оскільки всі живі істоти складаються з води, вони можуть левітувати у присутності потужного магнітного поля. У полі з магнітною індукцією близько 15 Т (у 30 000 разів більш потужному, ніж магнітне поле Землі) вченим вже вдалося змусити левітувати невеликих тварин, таких як жаби. Але якщо надпровідність за кімнатної температури стане реальністю, можна буде піднімати в повітря і великі немагнітні об'єкти, користуючись їх діамагнітними властивостями.

На закінчення відзначимо, що силові поля в тому вигляді, в якому їх зазвичай описує фантастична література, не узгоджуються з описом чотирьох фундаментальних взаємодій нашого Всесвіту. Але можна припустити, що людині вдасться імітувати багато властивостей цих вигаданих полів за допомогою багатошарових щитів, що включають плазмові вікна, лазерні завіси, вуглецеві нанотрубки і речовини зі змінною прозорістю. Але реально такий щит може бути розроблений лише за кілька десятиліть, або навіть через століття. І якщо надпровідність при кімнатній температурі буде виявлена, у людства з'явиться можливість використовувати потужні магнітні поля; можливо, з їхньою допомогою вдасться підняти у повітря автомобілі та потяги, як ми бачимо у фантастичних фільмах.

Беручи все це до уваги, я відніс би силові поля до I класу неможливості, тобто визначив їх як щось неможливе для сьогоднішніх технологій, але реалізоване в модифікованій формі протягом найближчого століття або близько того.