Когда мы думаем о потенциальных технологиях будущего, один из способов разделить их на вероятные и спекулятивные. Технология вероятного будущего предполагает экстраполяцию существующих технологий на будущее, например, представление о том, какими могут быть современные компьютеры. В эту категорию также входят технологии, о которых мы знаем, что они возможны, просто мы еще не освоили их, например, термоядерный синтез. Для этих технологий вопрос скорее в том, когда, чем если.
Однако спекулятивные технологии могут быть возможны, а могут и не быть возможны даже в рамках законов физики. Такие технологии, как правило, очень разрушительны, кажутся волшебными по своей природе, но были бы невероятно полезны, если бы существовали. Распространенные технологии в этой группе включают в себя сверхсветовые путешествия или связь, путешествия во времени, использование энергии нулевой точки, холодный термоядерный синтез, антигравитацию и бестопливную тягу. Я склонен думать об этом как о научно-фантастических технологиях, а не просто как о спекулятивных. Главный вопрос, связанный с этими явлениями, заключается в том, насколько мы уверены в том, что они невозможны в рамках законов физики. Все они были бы потрясающими, если бы существовали (ну, может быть, не путешествия во времени – с этим сложно), но я не жду ни одного из них. Если бы мне пришлось поспорить, я бы сказал, что ни одного из них не существует.
Последнему из них, бездефектной тяге, обычно уделяется не так много внимания, как другим пунктам в списке. Эта технология редко обсуждается в научной фантастике, но часто она изображается и просто воспринимается как нечто само собой разумеющееся. Например, в “импульсном двигателе” Star Trek, похоже, отсутствует какое-либо топливо. Любой корабль, который выходит на орбиту, как «Тысячелетний сокол», вероятно, также использует некоторую комбинацию антигравитационной и безтопливной тяги. У него, конечно, нет больших топливных баков и выхлопных газов, как у современной ракеты.
В последние годы НАСА протестировало две гипотетические технологии, которые, как утверждается, способны создавать тягу без использования топлива – электромагнитный привод и двигатель с эффектом Маха (MET). По какой-то причине электромагнитный привод привлек больше внимания средств массовой информации (в том числе и от меня), но MET на самом деле был более интересным заявлением. Все существующие формы внутренней тяги предполагают выбрасывание чего-либо за борт. Сохранение импульса означает, что реакция будет равной и противоположной, и корабль будет двигаться в противоположном направлении. Это ваша базовая ракета. Мы можем повысить эффективность, разгоняя топливо до все более высокой скорости, чтобы вы получали максимальную тягу от каждого атома или топлива, которое находится на вашем корабле, но от элементарной физики никуда не деться. Ионные двигатели, пожалуй, являются самыми эффективными из имеющихся у нас, поскольку они разгоняют заряженные частицы до релятивистских скоростей, но создают очень малую тягу. Таким образом, они хороши для перемещения кораблей в космосе, но не могут оторвать корабль от поверхности Земли.
Проблема с топливом заключается в ракетном уравнении – вам нужно иметь при себе достаточно топлива, чтобы разогнать его, и еще больше топлива для этого топлива и т.д. Это означает, что для того, чтобы очень быстро отправиться в любое интересное место, вам нужно иметь при себе огромное количество топлива. Ракетное уравнение также устанавливает множество серьезных ограничений на космические путешествия, с точки зрения того, насколько быстро и далеко мы можем улететь, сколько мы можем поднять на орбиту, и даже возможно ли вырваться из сильного гравитационного колодца (у химических ракет предел составляет около 1,5 g).
Если бы было возможно создавать тягу непосредственно за счет энергии без использования топлива, то это был бы так называемый безреактивный двигатель, который избавил бы нас от ракетного уравнения. Это значительно упростило бы космические путешествия и даже сделало бы возможными межзвездные перелеты. Мы можем добиться аналогичного результата, используя внешнюю тягу, например, с помощью светового паруса. Тяга может создаваться мощным стационарным лазером, который воздействует на световой парус космического корабля. На самом деле, это может быть нашим лучшим выбором для дальних космических путешествий. Но и у этого подхода есть свои ограничения, и наличие бортового источника тяги чрезвычайно полезно.
Проблема с двигателями без топлива заключается в том, что они, вероятно, нарушают законы физики, в частности закон сохранения импульса. Опять же, главный вопрос заключается в том, насколько мы уверены в том, что такой подход невозможен? Сказать, что мы не знаем, как это может сработать, — это не то же самое, что сказать, что мы знаем, что это не может сработать. Предполагается, что электромагнитный привод работает с использованием микроволн в специально сконструированном конусе, так что, когда они вращаются, они немного сильнее воздействуют на одну сторону, чем на другую, создавая небольшую суммарную тягу (да, это упрощение, но такова основная идея). Эта идея никогда не была особенно привлекательной, но первые тесты показали возможную полезную тягу, хотя и очень малую.
Тот факт, что тяга была чрезвычайно малой, для меня был очень показательным. Проблема с очень малыми размерами эффекта заключается в том, что они очень легко могут быть ошибочными или иметь посторонние источники. Это закономерность, которую мы часто наблюдаем в спекулятивных технологиях, от холодного ядерного синтеза до машин, работающих на свободной энергии. Эффект всегда очень незначительный, и утверждается, что технологию просто нужно “масштабировать”. Конечно, масштабирования никогда не происходит, потому что крошечный эффект был крошечной ошибкой. Так что для меня это всегда является серьезным предупреждением, которое оказалось чрезвычайно предсказуемым.
И действительно, когда НАСА тестировало электромагнитный двигатель в строгих условиях, они не смогли обнаружить никакой аномальной тяги. С помощью новой технологии мы можем провести два основных типа исследований, чтобы изучить их. Один из них заключается в изучении потенциальной физики или явлений, лежащих в основе этой технологии, – как они могут работать. Другой способ — просто проверить, работает технология или нет, независимо от того, как именно. В идеале оба этих типа доказательств должны совпадать. Часто ведутся споры о том, какой тип доказательств более важен, и многие сторонники утверждают, что единственное, что имеет значение, — это работает ли технология. Но проблема здесь в том, что часто доказательства являются некачественными или двусмысленными, и нам нужны механистические исследования, чтобы поместить их в контекст.
Но я согласен, что, в конце концов, если у вас есть достаточно строгие доказательства того, что это явление либо существует, либо его не существует, это будет иметь значение независимо от того, знаем ли мы в настоящее время механизм или лежащую в его основе физику. Это то, что НАСА пыталось сделать – провести очень строгий эксперимент, чтобы просто ответить на вопрос, существует ли аномальная тяга. Их ответ был отрицательным.
То же самое верно и для MET. Теория, лежащая в основе MET, отличается и основана на некоторой спекулятивной физике. Идея проистекает из вопроса физики, на который у нас в настоящее время нет четкого ответа, – что определяет инерциальные системы отсчета. Например, если у вас в глубоком межгалактическом пространстве есть ведро с водой (закрытое сверху для удержания воды), и вы вращаете его, центробежная сила заставит воду подниматься по бокам бака. Но как мы можем физически доказать, что ведро вращается, а Вселенная не вращается вокруг него? Другими словами, какова система отсчета? Мы можем интуитивно чувствовать, что более логично предположить, что ведро вращается, но как нам доказать это с помощью физики и математики? Какая теория определяет систему отсчета?
Одна из гипотетических теорий заключается в том, что инерциальная система отсчета определяется общей массой-энергией Вселенной и является результатом взаимодействия между объектом и остальной Вселенной. Если это так, то, возможно, вы можете изменить эту инерцию, оттолкнувшись от остальной части Вселенной, не выбрасывая топливо. Если все это правда, то МЕТ теоретически может сработать. Это, по-видимому, на одну ступень выше электромагнитного двигателя, поскольку электромагнитный двигатель, скорее всего, нарушает известные законы физики, в то время как MET основан на неизвестных законах.
Что ж, НАСА также протестировало MET, и аномальной тяги не было. Сторонники этой идеи, конечно, всегда могут возразить, что экспериментальная установка была недостаточно чувствительной. Но в какой-то момент «тини тини» становится практически неотличимым от нуля.
Похоже, что в будущем у нас не будет безтопливного двигателя, и это очень плохо. Но идея настолько привлекательна, что я также сомневаюсь, что мы увидим конец таким заявлениям, как в случае с вечными двигателями и бесплатной энергией. Уже есть и другие заявления, такие как квантовый двигатель. Вероятно, их будет больше. Обычно я говорю сторонникам вот что: сначала увеличьте масштаб, а потом приходите поговорить со мной. Поскольку “увеличение масштабов”, как правило, сводит на нет все эти заявления, это хороший фильтр.
