Generic selectors
Exact matches only
Search in title
Search in content
Search in posts
Search in pages
Слушать подкаст
|
КиноРепортер > Кино > Матрица, репликанты и звездные войны: Физики разбирают фантастику с точки зрения науки

Матрица, репликанты и звездные войны: Физики разбирают фантастику с точки зрения науки

22 мая 2021 /
Матрица, репликанты и звездные войны: Физики разбирают фантастику с точки зрения науки

Рассказываем, почему жить рядом с черной дырой можно, а попасть в прошлое – нет.

Полеты за пределы галактики, колонизация других планет, путешествия во времени и человекоподобные роботы со свободой воли, – все это уже было. Правда, пока только в фантастических фильмах. «КиноРепортер» расспросил видных российских ученых о том, что из показанного возможно с точки зрения современной науки и когда наступит будущее, которое нам давно обещают.

Искусственный интеллект,
репликанты и восстание машин 

Дмитрий Петрович Ветров, кандидат физико-математических наук, профессор факультета компьютерных наук НИУ ВШЭ, заведующий Центром глубинного обучения и байесовских методов.

«В настоящее время технологии искусственного интеллекта развиваются бурными темпами, поэтому сложно делать прогнозы на горизонте в несколько десятилетий. Тем не менее, умеренно-оптимистичный сценарий предполагает, что в ближайшем будущем будет разработан так называемый сильный ИИ – универсальная система, способная обучаться все новым задачам, не забывая, как решать те, которым была обучена ранее. На основе сильного ИИ будут созданы и получат широкое распространение личные помощники, но выглядеть они будут скорее так, как показано в фильме «Я, робот».

Робот NS5 из фильма «Я, робот» (2004)

Но сильный ИИ и искусственное сознание – это разные вещи. Как добиться сильного ИИ мы, хотя бы в теории, представляем. А как построить искусственное сознание, не имеем ни малейшего представления. Так что в обозримом будущем нам не грозят всякие детские страшилки вроде тех, что показаны в фильмах «Терминатор» и «Матрица». Искусственный интеллект никогда не сможет взбунтоваться против человека, как не сможет взбунтоваться против человека молоток. Для такого целеполагания необходима свобода воли, которая невозможна без сознания.

Восстание машин в «Терминаторе-3» (2003)

О неотличимости от людей, как репликанты в «Бегущем по лезвию», тоже речи не идет. Во-первых, нет и пока не предвидится соответствующих технологий биоконструирования. Во-вторых, не очень понятно, зачем усложнять конструкцию и добавлять в нее ненадежные биологические ткани.

Интересной альтернативой может стать изобретение так называемых человеко-машинных интерфейсов, теоретически допускающих объединение человеческого мозга и компьютера. Над такими проектами работает, в частности, Илон Маск. Но в случае успеха, речь будет идти не о появлении разумных роботов, а о том, что человечество вступит в новый этап своего развития – сами люди будут становиться частично кибернетическими организмами. Это стало бы огромным рывком для нашей цивилизации. К сожалению, пока такие сценарии относятся к «черным лебедям» и не слишком реалистичны на горизонте планирования в несколько десятилетий».

Репликанты Рой Батти и Прис в фильме «Бегущий по лезвию» (1982)

Путешествия во времени

Александр Абрамович Белавин, доктор физико-математических наук, профессор кафедры квантовой теории поля, теории струн и математической физики МФТИ, главный научный сотрудник Института теоретической физики им. Ландау, член-корреспондент РАН.

«В будущее мы несомненно можем двигаться, это мы непрерывно и делаем. А вот отправиться в будущее, а затем вернутся назад не получится – теория относительности Эйнштейна и Принцип причинности это запрещают. Как и путешествия в прошлое.

Управдом Иван Васильевич Бунша (Юрий Яковлев) и изобретатель Александр Тимофеев (Александр Демьяненко) рядом с машиной времени в фильме «Иван Васильевич меняет профессию» (1973)

Из этих двух принципов, хорошо проверенных экспериментально, следует, что событие А, происходящее в данный момент в данном месте, может оказать влияние лишь на событие Б, которое находится в «конусе будущего» по отношению к событию А. То есть, расстояние до него не больше времени между событиями, помноженного на скорость света. Это объясняет, почему события в прошлом определяют будущее (внутри «конуса будущего»), и почему путешествия назад во времени, как и влияние на прошлое невозможны.

Но о том, что произошло в прошлом где-то очень далеко от Земли (например, о вспышке далекой Сверхновой звезды), мы можем узнать сейчас, поскольку свет распространяется с конечной скоростью и ему понадобилось время, чтобы достигнуть нас».

Изобретатель Эммет «Док» Браун (Кристофер Ллойд) и старшеклассник Марти МакФлай (Майкл Джей Фокс) готовятся к путешествию во времени в фильме «Назад в будущее» (1985)

Полеты на другие планеты
и колонизация Марса

Андрей Михайлович Садовский, кандидат физико-математических наук, заместитель заведующего кафедрой космической физики МФТИ, ученый секретарь Института космических исследований РАН.

«С точки зрения современной науки, можно путешествовать со скоростью, близкой к скорости света. Физически этому ничто не мешает, другое дело, что техника пока даже близко этого не позволяет. Выйти на третью, пятую и так далее скорость света невозможно – скорость света одна, 300 000 км/с, путешествовать быстрее запрещает теория относительности.

Космический корабль «Тысячелетний сокол» выходит на сверхсветовую скорость, чтобы совершить прыжок в гиперпространство в первой трилогии «Звездных войн»

На скорости, близкой к скорости света, время действительно замедляется. Мы наблюдаем это на частицах в ускорителе, когда их время жизни для нас, как для наблюдателей, оказывается намного большим, чем для самой частицы.

Полететь в другие галактики, как в «Звездных войнах», конечно, очень хотелось бы, но на данном этапе мы даже не знаем, возможно ли это. Если двигаться со скоростью света, до ближайшей звезды придется лететь как минимум 4,5 года, а до другого конца нашей Галактики – 100 тыс. лет. Поиски экзопланет с условиями, похожими на земные, ведутся, и такие планеты даже обнаружены, но переселение на них – это пока фантастика.

Имеет смысл задавать два вопроса: куда на данном этапе развития техники могут добраться автоматические аппараты и куда – долететь пилотируемые. Если говорить об автоматических аппаратах, два зонда «Вояджер» вышли за пределы гелиосферы, правда, они летели туда 40 лет.

Астронавт Марк Уотни (Мэтт Деймон) в фильме «Марсианин» (2015)

Если говорить о человеке, то он добрался до орбиты Земли и, можно сказать, закрепился там, а также побывал на Луне – и пока все. Но гипотетически ничто не мешает вернуться на Луну – препятствия тут скорее не технические, а финансовые. На Венере просто делать нечего – условия не те.

Колония на Марсе в фильме «Вспомнить все» (1990)

Полететь на Марс человек тоже может, более того, я думаю, что в ближайшие 20–30 лет это будет реализовано. Колонизация Марса также возможна. Она, на мой взгляд, реалистично показана в фильме «Вспомнить все» Пола Верховена, в котором города на Марсе строили под куполом».

Полет через черную дыру, изменение хода времени в космосе и сингулярность

Константин Александрович Постнов, доктор физико-математических наук, профессор кафедры астрофизики и звездной астрономии физфака МГУ, директор Государственного астрономического института им. Штернберга.

«Консультантом фильма «Интерстеллар» был известный физик-теоретик, нобелевский лауреат Кип Торн, который занимается гравитацией и знает о ней очень многое. Поэтому все показанное в картине максимально соответствует современным законам физики.

Пролет сквозь черную дыру действительно из области фантастики: если что-то в нее попадет (то есть, пересечет ее «границу» – горизонт событий), то обратно уже не вылетит и вообще потеряет всякую информационную связь с «внешним» миром.

Физик - супервайзер
Космический корабль Endurance приближается к черной дыре в фильме «Интерстеллар» (2014)

Выжить внутри черной дыры человек тоже едва ли сможет. По мере приближения к ее центру (сингулярности) очень мощные приливные силы разорвут любой физический объект на отдельные частицы, атомы, так что лучше туда не летать. Хотя есть и другая гипотеза, которая говорит, что внутри черной дыры тело может вращаться вокруг сингулярности по устойчивым орбитам. 

Пока мы можем только теоретизировать, что находится внутри черной дыры. Известно, что есть горизонт событий, который окружает центральную сингулярность. Из-под горизонта событий классической черной дыры никакая информация наружу не выходит. Британский математик Роджер Пенроуз, который получил Нобелевскую премию в прошлом году, сформулировал так называемый «принцип космической цензуры»: в природе не может быть «голых» сингулярностей, они обязательно должны быть окружены горизонтом событий. Но это гипотеза и она пока не доказана.

Астронавт Купер (Мэттью МакКонахи) в сингулярности в фильме «Интерстеллар»

Что такое сингулярность в центре черной дыры? Это особенность пространства–времени, в которой расходятся (обращаются в бесконечность) все физические величины и параметры. В рамках общей теории относительности Эйнштейна все временные и пространственные пути в ней заканчиваются. Но что произойдет, если попасть в сингулярность? Сейчас обсуждаются различные гипотезы – например, что черная дыра может быть входом в другие вселенные. Но тогда эта черная дыра должна обладать специальными свойствами – например, быстро вращаться. Пока возможность проникновения в другие вселенные через черные дыры чисто гипотетическая.

Мы не знаем черных дыр вблизи нас, они все находятся на гигантском расстоянии от Земли, в тысячи парсек, а один парсек равен приблизительно 30,8 триллионов километров. Поэтому практически использовать черные дыры человечество пока не может. Хотя теоретически можно жить на планете, вращающейся вокруг черной дыры, как в фильме Кристофера Нолана «Интерстеллар».

Образованная вокруг черной дыры планета в фильме «Интерстеллар»

А вот то, что на одной планете время может идти иначе, чем на другой – совершенно реально. Если наблюдатель находится вблизи тела с сильной гравитацией, то его время замедляется по отношению ко времени, измеряемому далеким от гравитирующего тела наблюдателем. Этот эффект измеряется вблизи гравитирующих тел, даже вблизи Земли, в Солнечной системе, но он весьма мал и требует высокой точности измерений. Конечно, вблизи массивных компактных тел типа нейтронных звезд или черных дыр звездной массы он очень заметен».

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Комментарии  

Комментарии

Загрузка....
Вы все прочитали

Next page

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: