Авторы фантастики не понимают порядок величин

Материал из Posmotre.li
Перейти к: навигация, поиск

Космос огромен. Космос настолько огромен, что это не укладывается в голове.

В частности, это не укладывается в голове у авторов фантастики.

Впрочем, другие вещи у них там тоже не особо укладываются. В результате мы имеем, например, экстремальную плотность населения на Корусанте. Или корабли, бороздящие просторы вселенной, размером с небольшую планету-спутник. Сначала стопятьсот километров туда, потом стопятьсот километров обратно, и все это в мгновение ока — ну а что? Законы физики — нет, не слышали.

Содержание

[править] Космические расстояния — чепуха

« Космос велик. Он просто огромен. Вы даже не поверите, насколько он умопомрачительно громаден. Вам может казаться, что от вашего дома до аптеки далеко, но это просто ерунда в сравнении с космосом. »
— Дуглас Адамс, «Автостопом по Галактике»

(link)

Размеры планет и звёзд

Еще у Э. Гамильтона космические корабли летали со скоростями в сколько-то парсек/час. На минуточку, парсек, то есть параллакс секунды (угла) — расстояние, с которого одна астрономическая единица (то есть радиус земной орбиты) соответствует углу в одну секунду. Это 30.86 триллионов километров или 3,26 световых года. Подумайте над этим. Это триллионы километров пустоты, слегка разбавленной атомами водорода и иногда звездами-планетами. Это в пять миллиардов раз больше, чем радиус Земли. Впрочем, Гамильтону, не знавшему, что карта галактики и карта звездного неба — это не одно и то же, можно.

Другим распространенным ляпом является понимание того, что такое световой год и даже парсек, но непонимание масштабов галактик, когда сто парсек становится некоей очень большой (относительно галактики, конечно же) величиной. Для примера, в расширенной вселенной «Звездных войн», расстояние от Корусанта до находящегося у черта на рогах Датомира составляло 64 парсека. Учитывая диаметр нашей среднестатистической Галактики в 30 000 парсек… выводы делайте сами.

Мир огромен. Мир гораздо больше, чем мы можем себе представить. Даже хуже: мы не хотим себе это представлять, когда мы читаем развлекательную литературу. Она создаёт лишь лубок, условно-приблизительно описывающий, что может твориться во вселенских масштабах. Человек ничто во вселенной, Солнечная система ничто, Млечный Путь в конце концов сопоставим с микроскопическим огоньком на небе. Ученые что-то говорят о том, что и наша Вселенная одна из множества, входящих в Метавселенную.

Самое весёлое, что то же самое творится в головах диванных теоретиков, измышляющих фантастику в жанре альтернативной истории, в виде фэнтези или любой другой романтистики, где кто-то в кого-то стреляет. Автор не то что параллакс, автор не может себе представить разницу между расстояниями в 50, 100 и 200 метров, автор совершенно не знает матчасти по стрелковому оружию, арбалетам и лукам, а потому получаются разные смешные и не очень курьёзы занимательной баллистики.

[править] Космическая гигантомания

Космические корабли размеров с город. Многокилометровые туши линкоров. Это слегка (но не сильно) спасает от огромных космических расстояний, но эти огромные туши надо обслуживать. Если бы в реальности человек начал бы без остановки обходить пешком все каюты среднестатистической махины, он успел бы состариться и дождаться, когда вырастут его внуки. Потребуются долговечные источники колоссальной энергии, чтобы не то что передвигать их в пространстве, а хотя бы банально освещать внутренние помещения. А двух показанных нам роботов-уборщиков для перемещения явно не достаточно. Да и закон квадрата-куба не дремлет, вследствие этого такой корабль обладает колоссальной инерцией и также небольшим гравитационным полем, как у небольшого астероида. Помимо собственно инерции, на маневренности также отрицательно сказывается и центробежная сила, которая из-за большой длины корабля, просто размажет тех, кто находится на носу и корме, если у двигателей хватит мощности для быстрого поворота вокруг оси (что из-за инерции, в случае хорошо разогнавшегося корабля, отнюдь не приведёт к быстрому изменению курса). Также никто не отменял сопромат, усталость и предел прочности металлов (как и прочих материалов, если эта дура не металлическая — хотя о композитах и т. п. авторы подобных опусов обычно не слышали).

И это не говоря о полной бессмысленности подобных сооружений. Можно еще представить себе гигантский корабль, перевозящий колонистов, если их нужно перевезти сразу много — но вот боевая махина подобных размеров будет просто особо удобной мишенью, мимо которой не промахнешься ядерными ракетами и гибель которой в одну секунду нанесет ее создателям ущерб столь огромный, что это может привести к поражению в войне. Собственно, тупиковость суперлинкоров вполне наглядно показана уже историей обычного морского флота во Второй мировой войне.

Впрочем, такая махина имеет смысл, если корабль межзвёздный, а супертопливо отсутствует, и чтобы долететь куда-либо нестарым (не говоря уже о ситуации когда долетели пра-пра-пра-пра-правнуки), нужно реально до хрена топлива. И топливный бак как раз и будет размером с небольшой астероид. Или когда система является не единым куском металла, а некоей интегрированной армией: в конце концов, нынешние авианосцы намного больше тех суперлинкоров, но они-то как раз не находятся в тупике развития потому, что не являются Большой Тупой Железкой, а несут на себе десантные боты, палубные истребители и прочую шуструю мелочь. Собственно, в грамотной фантастике корабль-город тоже не лезет в бой, а пужает противника с благородного расстояния своим активным и коварным грузом.

[править] Закон квадрата-куба

Когда объект подвергается пропорциональному увеличению размеров, его новый объём будет пропорционален кубу множителя, а новая площадь его поверхности пропорциональна квадрату множителя.

Если наш боевой робот выше человека в 10 раз, то он будет весить в 1000 раз больше[1]. Подобная масса потребует для перемещения мощных двигателей, а про прыжки можно будет забыть — пневматические амортизаторы взорвутся, а гидравлические разнесет в клочья гидроударом. Это будет здоровенная неповоротливая махина без каких-либо выгод.

Не забываем, что площадь опоры возрастает пропорционально квадрату размера — ступня нашего боевого робота больше тоже в 10 раз, но ее площадь составляет лишь 100 площадей человеческой ступни. Если соотношение веса к площади опоры слишком велико, то даже на асфальте появляется риск провалиться под землю, не говоря уж о пересеченной местности. Более того, эта же проблема касается всего опорно-двигательного аппарата: нагрузка на несущие конструкции растет в кубе, а их прочность — в квадрате, вместе с сечением. Попробуйте стоять исключительно на пятках: поскольку весь вес теперь лежит на них, это быстро становится болезненно.

В армиях реального мира недаром нет человекоподобных роботов. Тяжелая техника должна иметь низкий центр массы для устойчивости, большую площадь опоры для проходимости, минимум выступающих частей для максимальной защищенности бронёй и низкий профиль, чтобы не быть легкой мишенью. Танк удовлетворяет всем, огромный человекообразный робот — ни одному.

Схожие проблемы возникают при попытке прямого масштабирования любой конструкции, будь то техника или живой организм. Причем чаще всего при масштабировании в любую сторону.

[править] Физические величины

В альтернативной реальности «Евангелиона» физические величины имеют другие названия. Поэтому мы их вам не скажем. Просто АТ поле просело на 100 единиц. А еще мы считаем, что пары тысяч клонов (и еще миллион их за кадром) должно хватить, чтобы захватить всю Республику, состоящую из миллионов звездных систем с населением несколько триллионов человек. [2] А некоторые сценаристы мало того, что не представляют, какой объём будут иметь «9 миллиардов талантов золота» (а это куб высотой с небоскрёб), так ещё и не знают, сколько этого самого золота вообще есть на Земле. Про сопромат и прочее авторы тоже забыли, оттого стоящие миллионы лет храмы и крепости древних рас рождают их идеи, хотя в реале любой храм а-ля Р’льех из камня или города Старцев их «Хребтов Безумия» почти никогда не простоит больше 10 тысяч лет, и то не факт, и развалится в ничто, особенно в местах с тяжким климатом или под водою с тектоническими районами впридачу.

[править] Скорости и ускорения

У авторов космической фантастики часто наблюдается полное непонимание разницы между скоростью и ускорением, поэтому космический корабль, подобно автомобилю, довольно быстро разгоняется до крейсерской или максимальной скорости, зависящей от размеров корабля: маленькие корабли — быстрые, а большие — медленные. Хотя на самом деле космические скорости таковы, что корабль, двигающийся с ускорением 1g (таким, что экипажу будет комфортно на протяжении всего разгона), до максимальной скорости может разгоняться месяцы (разгон до скорости, близкой к скорости света, займёт около десяти лет, а вот попытка её достичь займёт бесконечное время), а максимальная скорость зависит не от размеров корабля и не от его массы напрямую, а от соотношения массы с топливом и без и скорости истечения рабочего тела. [3]. Для релятивистских скоростей максимально достижимая скорость равна c(M²-m²)/(M²+m²), и то при условии, что у нас фотонный двигатель, М большое — начальная масса корабля вместе с топливом, а m малое — масса после того, как топливо будет израсходовано. Поскольку соотношение после c всегда меньше 1, разогнаться быстрее, чем скорость света c, невозможно в принципе. Т. е. даже если у нас фотонная ракета, имеющая 100500 ступеней, заполненных горючим, а полезная нагрузка на кончике этой ракеты будет как пылинка на верхушке Останкинской башни, всё равно она сможет лишь приблизится к c, но не превысить её.

Впрочем, есть авторы, впадающие в другую крайность — у них большие корабли самые скоростные и манёвренные, а маленькие самые медленные и неповоротливые. Это объясняют тем, что у большого двигателя и мощность больше, забывая о том, что масса корабля растёт в кубе, но это не означает, что в кубе будет расти и мощность двигателей корабля[4].

Авторы также не понимают, что космический бой — если таковой вообще имеет смысл — протекает на скоростях (и дистанциях), делающих его абсолютно не похожим на воздушные бои Второй мировой (откуда такие бои один в один передрал Дж. Лукас). Т. е. это выстрелы по точке на экране радара с рассчитанным компьютером упреждением, а не пальба прямой наводкой на виражах, перегрузки на которых расплющат любого пилота в лепешку (впрочем, беспилотные аппараты активно маневрировать все-таки могут). При этом никаких десятков пробоин в обшивке и медленно убывающей полоски здоровья — первое же попадание означает практически гарантированную гибель.

Многим авторам не приходит в голову поделить межпланетные расстояния на скорость света и убедиться, что с Марсом нельзя разговаривать по радио, как с Нью-Йорком. Для Марса пауза между вопросами и ответами будет исчисляться минутами, а для планет-гигантов и вовсе часами (и да, расстояния между орбитами «соседних» планет в Солнечной системе имеют вовсе не один порядок — от Венеры до Земли куда ближе, чем от Юпитера до Сатурна). И средние расстояния между астероидами даже в самой «густонаселенной» части их пояса — это миллионы километров.

[править] Информационная сложность

Ранее в этом разделе шла речь о том, насколько сложно спроектировать и обслуживать гигантский корабль, но на самом деле эта задача не сложнее проектирования и эксплуатации крупного завода или города типа новых столиц Бразилии или Казахстана. Особенно учитывая прогресс в области софта для автоматического проектирования. Гигантские корабли просто нерентабельны. А вот что действительно невозможно, так это гигантские звездные империи.

Во-первых, без дешевой сверхсветовой связи они будут попросту неуправляемы. Во-вторых, даже если такая связь есть, бюрократия такого государства — состоящего из десятков планет и сотен миллиардов, а то и триллионов жителей, состоящих между собой в самых разнообразных экономических, социальных и прочих отношениях — захлебнется в информационных потоках. Да, конечно — можно настроить супермегагигакомпьютеры (и то не факт, что они справятся — ибо сложность сильно связанной системы с ее ростом растет не линейно, а экспоненциально), но проконтролировать их будет уже совершенно невозможно. Император и его правительство превратятся в чисто церемониальные фигуры, озвучивающие принятые компьютерами решения без какого-либо понимания, что и почему они делают. В случае возникновения какого-либо сбоя в системе добраться до его источника будет нереально, а последствия будут катастрофическими, вплоть до голодомора целых звездных систем.

Альтернативный вариант — максимум местного самоуправления и горизонтальные связи между мирами, не замыкающиеся на центр. Но это будет уже не абсолютистская Империя с абсолютной властью Императора-самодержца. Максимум, конфедерация, а скорее — просто деловые связи между независимыми планетами (и отдельными контрагентами на них). В реальной жизни, Sacrum Imperium Romanum именно так и управлялась — Император был главноуговаривающим в Империи из сотен мелких княжеств которые ещё и к тому же могли между собой воевать, а власть Императора ограничивалась принципом «вассал моего вассала — не мой вассал», см. феодальная Империя. Тут же появится и иная сложность, с учётом расстояний зачем вообще отношения между планетами, вариант «одна планета производит только табак, а вторая только спирт» с торговой блокадой и голодомором целой планеты в итоге нереальны. Испанская империя потому и рухнула, что колонии стали автономными почти сразу, ибо везти нямку и винцо в масштабах, нужных для простого прокорма населения, нереально и долго, первый же шторм, и колония умрёт с голоду, пока не привезут товары. А при наличии НЕОБХОДИМОЙ самостоятельности колония пошлёт метрополию куда подальше, как и послали Испанию на ОДНОЙ планете. Что уж говорить о космосе? Потому и незачем реально колонизировать планеты.[5] Впрочем, длительность статуса колоний может быть обоснована разницей в технологическом уровне — ну, хорошо, колонисты научились выращивать нямку, ковать железо и, может быть, даже строить паровые машины, но где они научатся строить себе звездолёты — в приходской школе? А империя тем временем стагнирует любое самостоятельное технологическое развитие колонии, забирая в метрополию всех самородков-изобретателей, собравших у себя в сараях что-то, что на Земле изобрели позднее 1900 года. И то, такая система ложится на наши метрополии мёртвым довеском и камнем на шее, от отсталой страны или планеты мало ништяков, и те очень слабые, а трат на них до фига, как было с колониями Рима в Африке, которые римляне бросили по причине нерентабельности, так что… А про марсианский синдром если ещё вспомнить (ИРЛ самое страшное и мало обходимое препятствие для колонистов на чуждой планете), то в печки и топки полетит 99 % всех сценариев и книг про космос и инопланетян.

В целом, авторы не понимают порядок величин потому, что они полнейшие профаны в той области, о которой пишут. Иными словами, если отбросить в сторону аниме с гигантскими роботами, и заставить кучу авторов низкопробного фэнтези, косящего под НФ, закончить физтех — они, по идее, и писать лучше будут. Но не будет ли это невыносимо скучное чтиво, перегруженное матаном? Второй момент касается читателя. Очень часто читатель полагает что автор не понимает порядок величин, в то время как автор прекрасно его понимает, просто читатель — идиот[6].

С другой стороны, как у действительно высокого здания не виден фундамент, так и у хорошего художественного произведения может быть невидим матан, на котором оно построено — но это не значит, что его нет, обычно в произведении вполне достаточно данных для того, чтобы пытливый ум смог самостоятельно рассчитать и перепроверить выкладки автора.

[править] Примечания

  1. На самом деле робот не являет собой монолитный кусок материи с средней плотностью человеческого тела, так что сравнение не совсем корректно
  2. Учитывая, что клоны и дроиды представляли собой просто силу для контроля и удержания ключевых точек, а на местах воевали уже представители ополчения и партизан — всё нормально. Ко всему прочему, война велась под строгим контролем лорда ситхов, который не желал лишних трат, а потому держал обе армии в рамках приличия, не давая им разрастаться до неконтролируемых размеров — ему нужна была целая галактика, а не ошметки.
  3. В отсутствии сил гравитации и значимого сопротивления среды скорость может быть сколько угодно большой (в пределах скорости света), но разгоняться можно лишь до тех пор, пока не кончится топливо (теоретически — а на практике надо еще потом затормозить, не говоря уже про обратный путь). Но может быть и максимальная допустимая скорость — при определенной скорости те атомы водорода, что болтаются в пространстве, начнут ощутимо разрушать корпус. С другой стороны, корабль может разгоняться/тормозить и без топлива (солнечный парус) или собирать топливо (те самые атомы водорода) прямо в космосе (прямоточник — правда, для этого надо предварительно разогнаться до очень приличной скорости другими средствами)
  4. В свою очередь, на большом корабле есть пространство для размещения агрегатов более мощного ВИДА двигателя, благодаря чему на маленьком корабле используется маленький и относительно маломощный двигатель, а на большом корабле используется не увеличенная версия маленького двигателя, а агрегат существенно иной конструкции (допустим, на маленьком корабле — ионный двигатель, на большом — ядерно-эрозийный). Хотя для больших кораблей куда важнее не мощность двигателя а экономичность — потому что ИРЛ межпланетные корабли летают не за счет тяги двигателей, а за счет корректирующих импульсов и гравитационных маневров. А на большое количество корректировок нужен надежный и экономичный двигатель. Ну и пара десятков лет времени.
  5. А уж если вышло колонизовать — то не жди, что колония вечно будет кланяться в ножки и слать полезные ништяки в метрополию, а ждите от неё подарков в вид ракет аннигиляционных всяких.
  6. Это не касается Evangelion’а и вообще аниме. Авторы оного, за исключением Миядзаки, матана вообще не знают. Да и Миядзаки тоже — реалистичная авиация у него появилась разве что в последних фильмах, а то, на чем летает Навсикая, летать не может в принципе, то же с 30-50-метровыми Ому и гигантскими насекомыми размером с электричку, они нереальны просто по законам гравитации

[править] Ссылки

Личные инструменты
Пространства имён
Варианты
Действия
Навигация
Инструменты