Силовое поле – СИЛОВОЕ ПОЛЕ — это… Что такое СИЛОВОЕ ПОЛЕ?

alexxlab
alexxlab
02.11.201822.12.2019

Физика невозможного — Защитное силовое поле — Альтернативный взгляд Salik.biz

«Поднять щиты!» — так звучит первый приказ, который в бесконечном сериале «Звездный путь» отдает резким голосом капитан Кирк своему экипажу; послушный приказу экипаж включает силовые поля, призванные защитить космический корабль «Энтерпрайз» от огня противника.

В сюжете «Звездного пути» силовые поля настолько важны, что их состояние вполне может определить исход сражения. Стоит энергии силового поля истощиться, и корпус «Энтерпрайза» начинает получать удары, чем дальше, тем сокрушительнее; в конце концов поражение становится неизбежным.

Так что же такое защитное силовое поле? В научной фантастике это обманчиво простая штука: тонкий невидимый, но при этом непроницаемый барьер, способный одинаково легко отражать лазерные лучи и ракеты. На первый взгляд силовое поле представляется настолько простым, что создание — и скорое — боевых щитов на его основе кажется неминуемым. Так и ждешь, что не сегодня-завтра какой-нибудь предприимчивый изобретатель объявит, что ему удалось получить защитное силовое поле. Но истина гораздо сложнее.

Подобно лампочке Эдисона, которая коренным образом изменила современную цивилизацию, силовое поле способно глубоко затронуть все без исключения стороны нашей жизни. Военные воспользовались бы силовым полем, чтобы стать неуязвимыми, создали бы на его основе непроницаемый щит от вражеских ракет и пуль. В теории можно было бы создавать мосты, великолепные шоссе и дороги одним нажатием кнопки. Целые города возникали бы в пустыне словно по мановению волшебной палочки; все в них, вплоть до небоскребов, строилось бы исключительно из силовых полей. Купола силовых полей над городами позволили бы их обитателям произвольно управлять погодными явлениями — штормовыми ветрами, снежными бурями, торнадо. Под надежным пологом силового поля можно было бы строить города даже на дне океанов. От стекла, стали и бетона можно было бы вообще отказаться, заменив все строительные материалы силовыми полями.


Но, как ни странно, силовое поле оказывается одним из тех явлений, которые чрезвычайно сложно воспроизвести в лаборатории. Некоторые физики даже полагают, что это вообще не удастся сделать без изменения его свойств.

Майкл Фарадей

Концепция физического поля берет начало в работах великого британского ученого XIX в. Майкла Фарадея.

Рекламное видео:

Родители Фарадея принадлежали к рабочему классу (его отец был кузнецом). Сам он в начале 1800-х гг. состоял в подмастерьях у переплетчика и влачил достаточно жалкое существование. Но юный Фарадей был зачарован недавним гигантским прорывом в науке — открытием таинственных свойств двух новых сил, электричества и магнетизма. Он жадно поглощал всю доступную ему информацию по этим вопросам и посещал лекции профессора Хамфри Дэви из Королевского института в Лондоне.

Однажды профессор Дэви серьезно повредил глаза во время неудачного химического эксперимента; понадобился секретарь, и он взял на эту должность Фарадея. Постепенно молодой человек завоевал доверие ученых Королевского института и получил возможность проводить собственные важные эксперименты, хотя нередко ему приходилось терпеть и пренебрежительное отношение. С годами профессор Дэви все ревнивее относился к успехам своего талантливого молодого помощника, который поначалу считался в кругах экспериментаторов восходящей звездой, а со временем затмил славу самого Дэви. Только после смерти Дэви в 1829 г. Фарадей получил научную свободу и осуществил целую серию поразительных открытий. Результатом их стало создание электрических генераторов, обеспечивших энергией целые города и изменивших ход мировой цивилизации.

— Salik.biz

Ключом к величайшим открытиям Фарадея стали силовые, или физические, поля. Если поместить железные опилки над магнитом и встряхнуть, выяснится, что опилки укладываются в рисунок, напоминающий паутину и занимающий все пространство вокруг магнита. «Нити паутины» — это и есть фарадеевы силовые линии. Они наглядно показывают, как распределяются в пространстве электрическое и магнитное поля. К примеру, если изобразить графически магнитное поле Земли, то обнаружится, что линии исходят откуда-то из области Северного полюса, а затем возвращаются и снова уходят в землю в области Южного полюса. Аналогично, если изобразить силовые линии электрического поля молнии во время грозы, выяснится, что они сходятся на кончике молнии.

Пустое пространство для Фарадея вовсе не было пустым; оно было заполнено силовыми линиями, при помощи которых можно было заставить отдаленные предметы двигаться.

(Бедная юность не позволила Фарадею получить систематическое образование, и он практически не разбирался в математике; вследствие этого его записные книжки были заполнены не уравнениями и формулами, а нарисованными от руки диаграммами силовых линий. По иронии судьбы именно недостаток математического образования заставил его разработать великолепные диаграммы силовых линий, которые сегодня можно увидеть в любом учебнике физики. Физическая картина в науке нередко более важна, чем математический аппарат, который используется для ее описания.)

Историки выдвинули немало предположений о том, что именно привело Фарадея к открытию физических полей — одного из важнейших понятий в истории всей мировой науки. Фактически вся без исключения современная физика написана на языке фарадеевых полей. В 1831 г. Фарадей совершил ключевое открытие в области физических полей, навсегда изменившее нашу цивилизацию. Однажды, пронося магнит — детскую игрушку — над проволочной рамкой, он заметил, что в рамке возникает электрический ток, хотя магнит с ней не соприкасается. Это означало, что невидимое поле магнита способно на расстоянии заставить электроны двигаться, создавая ток.

Силовые поля Фарадея, которые до этого момента считались бесполезными картинками, плодом досужей фантазии, оказались реальной материальной силой, способной двигать объекты и генерировать энергию. Сегодня можно сказать наверняка: источник света, которым вы пользуетесь, чтобы прочесть эту страницу, получает энергию благодаря открытиям Фарадея в области электромагнетизма. Вращающийся магнит создает поле, которое толкает электроны в проводнике и заставляет их двигаться, рождая электрический ток, который затем можно использовать для питания лампочки. На этом принципе основаны генераторы электричества, обеспечивающие энергией города всего мира. К примеру, поток воды, падающий с плотины, заставляет вращаться гигантский магнит в турбине; магнит толкает электроны в проводе, формируя электрический ток; ток, в свою очередь, течет по высоковольтным проводам в наши дома.

Другими словами, силовые поля Майкла Фарадея и есть те самые силы, что движут современной цивилизацией, всеми ее проявлениями — от электровозов до новейших вычислительных систем, Интернета и карманных компьютеров.

Полтора столетия фарадеевы физические поля вдохновляли физиков на дальнейшие исследования. На Эйнштейна, к примеру, они оказали такое сильное воздействие, что он сформулировал свою теорию гравитации на языке физических полей. На меня тоже работы Фарадея произвели сильнейшее впечатление. Несколько лет назад я успешно сформулировал теорию струн в терминах физических полей Фарадея, заложив таким образом фундамент для полевой теории струн. В физике сказать про кого-то, что он мыслит силовыми линиями, означает сделать этому человеку серьезный комплимент.

Четыре фундаментальных взаимодействия

Одним из величайших достижений физики за последние два тысячелетия стало выделение и определение четырех видов взаимодействия, которые правят вселенной. Все они могут быть описаны на языке полей, которым мы обязаны Фарадею. К несчастью, однако, ни один из четырех видов не обладает в полной мере свойствами силовых полей, описанных в большинстве фантастических произведений. Перечислим эти виды взаимодействия.


1. Гравитация. Безмолвная сила, не позволяющая нашим ногам оторваться от опоры. Она не дает рассыпаться Земле и звездам, помогает сохранить целостность Солнечной системы и Галактики. Без гравитации вращение планеты вышвырнуло бы нас с Земли в космос со скоростью 1000 миль в час. Проблема в том, что свойства гравитации в точности противоположны свойствам фантастических силовых полей. Гравитация — сила притяжения, а не отталкивания; она чрезвычайно слаба — относительно, разумеется; она работает на громадных, астрономических расстояниях. Другими словами, являет собой почти полную противоположность плоскому, тонкому, непроницаемому барьеру, который можно встретить едва ли не в любом фантастическом романе или фильме. К примеру, перышко к полу притягивает целая планета — Земля, но мы легко можем преодолеть притяжение Земли и поднять перышко одним пальцем. Воздействие одного нашего пальца способно преодолеть силу притяжения целой планеты, которая весит больше шести триллионов килограммов.

2. Электромагнетизм (ЭМ). Сила, освещающая наши города. Лазеры, радио, телевидение, современная электроника, компьютеры, Интернет, электричество, магнетизм — все это следствия проявления электромагнитного взаимодействия. Возможно, это самая полезная сила, которую удалось обуздать человечеству на протяжении всей его истории. В отличие от гравитации она может работать и на притяжение, и на отталкивание. Однако и она не годится на роль силового поля по нескольким причинам. Во-первых, ее можно легко нейтрализовать. К примеру, пластик или любой другой непроводящий материал без труда проникнет в мощное электрическое или магнитное поле. Кусок пластика, брошенный в магнитное поле, свободно пролетит его насквозь. Во-вторых, электромагнетизм действует на больших расстояниях, его непросто сосредоточить в плоскости. Законы ЭМ-взаимодействия описываются уравнениями Джеймса Клерка Максвелла, и похоже, силовые поля не являются решением этих уравнений.

3 и 4. Сильные и слабые ядерные взаимодействия. Слабое взаимодействие — это сила радиоактивного распада, та, что разогревает радиоактивное ядро Земли. Эта сила стоит за извержениями вулканов, землетрясениями и дрейфом континентальных плит. Сильное взаимодействие не дает рассыпаться ядрам атомов; оно обеспечивает энергией солнце и звезды и отвечает за освещение Вселенной. Проблема в том, что ядерное взаимодействие работает только на очень маленьких расстояниях, в основном в пределах атомного ядра. Оно так прочно связано со свойствами самого ядра, что управлять им чрезвычайно трудно. В настоящее время нам известно только два способа влиять на это взаимодействие: мы можем разбить субатомную частицу на части в ускорителе или взорвать атомную бомбу.

Хотя защитные поля в научной фантастике и не подчиняются известным законам физики, все же существуют лазейки, которые в будущем, вероятно, сделают создание силового поля возможным. Во-первых, существует, возможно, пятый вид фундаментального взаимодействия, который никому до сих пор не удалось увидеть в лаборатории. Может оказаться, к примеру, что это взаимодействие работает только на расстояниях от нескольких дюймов до фута — а не на астрономических расстояниях. (Правда, первые попытки обнаружить пятый вид взаимодействия дали отрицательные результаты.)

Во-вторых, нам, возможно, удастся заставить плазму имитировать некоторые свойства силового поля. Плазма — это «четвертое состояние вещества». Три первые, привычные нам состояния вещества, — твердое, жидкое и газообразное; тем не менее самой распространенной формой вещества во вселенной является плазма: газ, состоящий из ионизированных атомов. Атомы в плазме не связаны между собой и лишены электронов, а потому обладают электрическим зарядом. Ими можно без труда управлять при помощи электрического и магнитного полей.

Видимое вещество вселенной существует по большей части в форме различного рода плазмы; из нее образованы солнце, звезды и межзвездный газ. В обычной жизни мы почти не сталкиваемся с плазмой, потому что на Земле это явление редкое; тем не менее плазму можно увидеть. Для этого достаточно взглянуть на молнию, солнце или экран плазменного телевизора.

Плазменные окна

Как уже отмечалось выше, если нагреть газ до достаточно высокой температуры и получить таким образом плазму, то при помощи магнитного и электрического полей можно будет ее удерживать и придавать ей форму. К примеру, плазме можно придать форму листа или оконного стекла. Более того, такое «плазменное окно» можно использовать в качестве перегородки между вакуумом и обычным воздухом. В принципе, таким образом можно было бы удерживать воздух внутри космического корабля, не давая ему улетучиться в пространство; плазма в этом случае образует удобную прозрачную оболочку, границу между открытым космосом и кораблем.

В сериале «Звездный путь» силовое поле используется, в частности, для того, чтобы изолировать отсек, где находится и откуда стартует небольшой космический челнок, от космического пространства. И это не просто хитрая уловка, призванная сэкономить деньги на декорациях; такая прозрачная невидимая пленка может быть создана.

Плазменное окно придумал в 1995 г. физик Эди Гершкович в Брукхейвенской национальной лаборатории (Лонг-Айленд, штат Нью-Йорк). Это устройство было разработано в процессе решения другой задачи — задачи сварки металлов при помощи электронного луча. Ацетиленовая горелка сварщика плавит металл потоком раскаленного газа, а затем уже соединяет куски металла воедино. При этом известно, что пучок электронов способен сваривать металлы быстрее, чище и дешевле, чем получается при обычных методах сварки. Главная проблема метода электронной сварки состоит в том, что осуществлять ее необходимо в вакууме. Это требование создает большие неудобства, поскольку означает сооружение вакуумной камеры — размером, возможно, с целую комнату.

Для решения этой проблемы д-р Гершкович изобрел плазменное окно. Это устройство размером всего 3 фута в высоту и 1 фут в диаметре; оно нагревает газ до температуры 6500 °С и тем самым создает плазму, которая сразу же попадает в ловушку электрического и магнитного полей. Частицы плазмы, как частицы любого газа, оказывают давление, которое не дает воздуху ворваться и заполнить собой вакуумную камеру. (Если использовать в плазменном окне аргон, он испускает голубоватое свечение, совсем как силовое поле в «Звездном пути».)

Плазменное окно, очевидно, найдет широкое применение в космической отрасли и промышленности. Даже в промышленности для микрообработки и сухого травления часто необходим вакуум, но применение его в производственном процессе может оказаться очень дорогим. Но теперь, с изобретением плазменного окна, удерживать вакуум одним нажатием кнопки станет несложно и недорого.

Но можно ли использовать плазменное окно как непроницаемый щит? Защитит ли оно от выстрела из пушки? Можно вообразить появление в будущем плазменных окон, обладающих гораздо большей энергией и температурой, достаточной для испарения попадающих в него объектов. Но для создания более реалистичного силового поля с известными по фантастическим произведениям характеристиками потребуется многослойная комбинация нескольких технологий. Возможно, каждый слой сам по себе не будет достаточно прочным, чтобы остановить пушечное ядро, но вместе нескольких слоев может оказаться достаточно.


Попробуем представить себе структуру такого силового поля. Внешний слой, к примеру сверхзаряженное плазменное окно, разогретое до температуры, достаточной для испарения металлов. Вторым слоем может оказаться завеса из высокоэнергетических лазерных лучей. Такая завеса из тысяч перекрещивающихся лазерных лучей создавала бы пространственную решетку, которая нагревала бы проходящие через нее объекты и эффективно испаряла их. Более подробно мы поговорим о лазерах в следующей главе.

Далее, за лазерной завесой, можно вообразить себе пространственную решетку из «углеродных нанотрубок» — крохотных трубочек, состоящих из отдельных атомов углерода, со стенками толщиной в один атом. Таким трубки во много раз прочнее стали. На данный момент самая длинная из полученных в мире углеродных нанотрубок имеет длину всего около 15 мм, но можно уже предвидеть день, когда мы сможем создавать углеродные нанотрубки произвольной длины. Предположим, что из углеродных нанотрубок можно будет сплести пространственную сеть; в этом случае мы получим чрезвычайно прочный экран, способный отразить большинство объектов. Экран этот будет невидим, так как каждая отдельная нанотрубка по толщине сравнима с атомом, но пространственная сеть из углеродных нанотрубок превзойдет по прочности любой другой материал.

Итак, мы имеем основания предположить, что сочетание плазменного окна, лазерной завесы и экрана из углеродных нанотрубок может послужить основой для создания почти непроницаемой невидимой стены.

Но даже такой многослойный щит будет не в состоянии продемонстрировать все свойства, которые научная фантастика приписывает силовому полю. Так, он будет прозрачен, а значит, не сможет остановить лазерный луч. В битве с применением лазерных пушек наши многослойные щиты окажутся бесполезными.

Чтобы остановить лазерный луч, щит должен будет кроме перечисленного обладать сильно выраженным свойством «фотохроматичности», или переменной прозрачности. В настоящее время материалы с такими характеристиками используются при изготовлении солнечных очков, способных затемняться при воздействии УФ-излучения. Переменная прозрачность материала достигается за счет использования молекул, которые могут существовать по крайней мере в двух состояниях. При одном состоянии молекул такой материал прозрачен. Но под воздействием УФ-излучения молекулы мгновенно переходят в другое состояние и материал теряет прозрачность.

Возможно, когда-нибудь мы сможем при помощи нанотехнологии получить вещество, прочное, как углеродные нанотрубки, и способное менять свои оптические свойства под воздействием лазерного луча. Щит из такого вещества сможет останавливать не только потоки частиц или орудийные снаряды, но и лазерный удар. В настоящее время, однако, не существует материалов с переменной прозрачностью, способных остановить лазерный луч.

Магнитная левитация

В научной фантастике силовые поля выполняют еще одну функцию, кроме отражения ударов из лучевого оружия, а именно служат опорой, которая позволяет преодолевать силу притяжения. В фильме «Назад в будущее» Майкл Фокс катается на «ховерборде», или «парящей доске»; эта штука во всем напоминает привычный скейтборд, вот только «ездит» по воздуху, над поверхностью земли. Физические законы — такие, какими мы их знаем на сегодняшний день, — не позволяют реализовать подобное подобное антигравитационное устройство (как мы увидим в главе 10). Но можно представить себе в будущем создание других устройств — парящих досок и парящих автомобилей на магнитной подушке; эти машины позволят нам без труда поднимать и удерживать на весу крупные объекты. В будущем, если «сверхпроводимость при комнатной температуре» станет доступной реальностью, человек сможет поднимать в воздух предметы, используя возможности магнитных полей.

Если мы поднесем северный полюс постоянного магнита к северному же полюсу другого такого же магнита, магниты будут отталкиваться друг от друга. (Если мы перевернем один из магнитов и поднесем его южным полюсом к северному полюсу другого, два магнита будут притягиваться.) Этот же принцип — то, что одноименные полюса магнитов отталкиваются, — можно использовать для подъема с земли огромных тяжестей. Уже сейчас в нескольких странах идет строительство технически передовых поездов на магнитной подвеске. Такие поезда проносятся не по путям, а над ними на минимальном расстоянии; на весу их удерживают обычные магниты. Поезда как бы парят в воздухе и могут благодаря нулевому трению развивать рекордные скорости.

Первая в мире коммерческая автоматизированная транспортная система на магнитной подвеске была запущена в действие в 1984 г. в британском городе Бирмингеме. Она соединила терминал международного аэропорта и расположенный неподалеку железнодорожный вокзал. Поезда на магнитной подвеске действуют также в Германии, Японии и Корее, хотя большинство из них не предназначены для высоких скоростей. Первый скоростной коммерческий поезд на магнитной подвеске начал ходить по запущенному в действие участку трассы в Шанхае; этот поезд движется по трассе со скоростью до 431 км/ч. Японский поезд на магнитной подвеске в префектуре Яманаси разогнался до скорости 581 км/ч — т. е. двигался значительно быстрее, чем обычные поезда на колесах.

Но устройства на магнитной подвеске чрезвычайно дороги. Один из путей к увеличению их эффективности — использование сверхпроводников, которые при охлаждении до температур, близких к абсолютному нулю, полностью теряют электрическое сопротивление. Явление сверхпроводимости открыл в 1911 г. Хейке Камерлинг-Оннес. Суть его состояла в том, что некоторые вещества при охлаждении до температуры ниже 20 К (20° выше абсолютного нуля) теряют всякое электрическое сопротивление. Как правило, при охлаждении металла его электрическое сопротивление постепенно уменьшается. {Дело в том, что направленному движению электронов в проводнике мешают случайные колебания атомов. При уменьшении температуры размах случайных колебаний уменьшается, и электричество испытывает меньшее сопротивление.) Но Камерлинг-Оннес, к собственному изумлению, обнаружил, что сопротивление некоторых материалов при определенной критической температуре резко падает до нуля.

Физики сразу поняли важность полученного результата. При передаче на большие расстояния в линиях электропередачи теряется значительное количество электроэнергии. Но если бы сопротивление удалось устранить, электроэнергию можно было бы передавать в любое место почти даром. Вообще, возбужденный в замкнутом контуре электрический ток мог бы циркулировать в нем без потерь энергии миллионы лет. Более того, из этих необычайных токов несложно было бы создать магниты невероятной мощности. А имея такие магниты, можно было бы без усилий поднимать громадные грузы.

Несмотря на чудесные возможности сверхпроводников, применять их очень непросто. Держать большие магниты в баках с чрезвычайно холодными жидкостями очень дорого. Чтобы сохранять жидкости холодными, потребуются громадные фабрики холода, которые поднимут стоимость сверхпроводящих магнитов до заоблачных высот и сделают их использование невыгодным.

Но однажды физикам, возможно, удастся создать вещество, которое сохранит сверхпроводящие свойства даже при нагреве до комнатной температуры. Сверхпроводимость при комнатной температуре — «святой Грааль» физиков-твердотельщиков. Получение таких веществ, по всей вероятности, послужит началом второй промышленной революции. Мощные магнитные поля, способные удерживать на весу машины и поезда, станут настолько дешевыми, что даже «планирующие автомобили», возможно, окажутся экономически выгодными. Очень может быть, что с изобретением сверх-проводников, сохраняющих свои свойства при комнатной температуре, фантастические летающие машины, которые мы видим в фильмах «Назад в будущее», «Особое мнение» и «Звездные войны», станут реальностью.

В принципе вполне пред ставимо, что человек сможет надевать специальный пояс из сверхпроводящих магнитов, который позволит ему свободно левитировать над землей. С таким поясом можно было бы летать по воздуху, подобно Супермену. Вообще, сверхпроводимость при комнатной температуре явление настолько замечательное, что изобретение и использование таких сверхпроводников описано во множестве научно-фантастических романов (таких, как серия романов про Мир-Кольцо, созданная Ларри Нивеном в 1970 г.).

Десятки лет физики безуспешно искали вещества, которые обладали бы сверхпроводимостью при комнатной температуре. Это был утомительный скучный процесс — искали методом проб и ошибок, испытывая один материал за другим. Но в 1986 г. был открыт новый класс веществ, получивших название «высокотемпературные сверхпроводники»; эти вещества обретали сверхпроводимость при температурах порядка 90° выше абсолютного нуля, или 90 К. Это открытие стало настоящей сенсацией в мире физики. Казалось, распахнулись ворота шлюза. Месяц за месяцем физики соревновались друг с другом, стремясь установить новый мировой рекорд сверхпроводимости. Какое-то время даже казалось, что сверхпроводимость при комнатной температуре вот-вот сойдет со страниц научно-фантастических романов и станет реальностью. Но после нескольких лет бурного развития исследования в области высокотемпературных сверхпроводников начали замедляться.

В настоящее время мировой рекорд для высокотемпературных сверхпроводников принадлежит веществу, представляющему собой сложный оксид меди, кальция, бария, таллия и ртути, которое становится сверхпроводящим при 138 К (-135 °С). Эта относительно высокая температура все еще очень далека от комнатной. Но и это—важный рубеж. Азот становится жидким при температуре 77 К, а жидкий азот стоит примерно столько же, сколько обычное молоко. Поэтому для охлаждения высокотемпературных сверхпроводников можно использовать обычный жидкий азот, это недорого. (Разумеется, сверхпроводники, остающиеся таковыми и при комнатной температуре, совсем не потребуют охлаждения.)

Неприятно другое. В настоящее время не существует теории, которая объясняла бы свойства высокотемпературных сверхпроводников. Более того, предприимчивого физика, который сумеет объяснить, как они работают, ждет Нобелевская премия. (В известных высокотемпературных сверхпроводниках атомы организованы в четко выраженные слои. Многие физики предполагают, что именно слоистость керамического материала дает возможность электронам свободно передвигаться внутри каждого слоя, создавая таким образом сверхпроводимость. Но как именно и почему это происходит — по-прежнему загадка.)

Недостаток знаний вынуждает физиков искать новые высокотемпературные сверхпроводники по старинке, методом проб и ошибок. Это означает, что пресловутая сверхпроводимость при комнатной температуре может быть открыта когда угодно—завтра, через год, или вообще никогда. Никто не знает, когда будет найдено вещество с такими свойствами и будет ли оно найдено вообще.

Но если сверхпроводники при комнатной температуре будут открыты, их открытие, скорее всего, породит громадную волну новых изобретений и коммерческих приложений. Обычными, возможно, станут магнитные поля, в миллион раз более сильные, чем магнитное поле Земли (которое составляет 0,5 Гс).

Одно из свойств, присущих всем сверхпроводникам, носит название эффекта Мейснера. Если поместить магнит над сверхпроводником, магнит зависнет в воздухе, как будто поддерживаемый некой невидимой силой. [Причина эффекта Мейснера заключается в том, что магнит обладает свойством создавать внутри сверхпроводника собственное «зеркальное отражение», так что настоящий магнит и его отражение начинают отталкиваться друг от друга. Еще одно наглядное объяснение этого эффекта — в том, что сверхпроводник непроницаем для магнитного поля. Он как бы выталкивает магнитное поле. Поэтому, если поместить магнит над сверхпроводником, силовые линии магнита при контакте со сверхпроводником исказятся. Эти силовые линии и будут выталкивать магнит вверх, заставляя его левитировать.)

Если человечество получит возможность использовать эффект Мейснера, то можно вообразить шоссе будущего с покрытием из такой специальной керамики. Тогда при помощи магнитов, размещенных у нас на поясе или на днище автомобиля, мы сможем волшебным образом парить над дорогой и нестись к месту назначения без всякого трения или потерь энергии.

Эффект Мейснера работает только с магнитными материалами, такими как металлы, Но можно использовать сверхпроводниковые магниты и для левитирования немагнитных материалов, известных как парамагнетики или диамагнетики. Эти вещества сами по себе не обладают магнитными свойствами; они обретают их только в присутствии и под воздействием внешнего магнитного поля. Парамагнетики притягиваются внешним магнитом, диамагнетики отталкиваются.

Вода, к примеру, диамагнетик. Поскольку все живые существа состоят из воды, они тоже могут левитировать в присутствии мощного магнитного поля. В поле с магнитной индукцией около 15 Т (в 30 000 раз более мощном, чем магнитное поле Земли) ученым уже удалось заставить левитировать небольших животных, таких как лягушки. Но если сверхпроводимость при комнатной температуре станет реальностью, можно будет поднимать в воздух и крупные немагнитные объекты, пользуясь их диамагнитными свойствами.

В заключение отметим, что силовые поля в том виде, в каком их обычно описывает фантастическая литература, не согласуются с описанием четырех фундаментальных взаимодействий в нашей Вселенной. Но можно предположить, что человеку удастся имитировать многие свойства этих выдуманных полей при помощи многослойных щитов, включающих в себя плазменные окна, лазерные завесы, углеродные нанотрубки и вещества с переменной прозрачностью. Но реально такой щит может быть разработан лишь через несколько десятилетий, а то и через столетие. И в случае, если сверхпроводимость при комнатной температуре будет обнаружена, у человечества появится возможность использовать мощные магнитные поля; возможно, с их помощью удастся поднять в воздух автомобили и поезда, как мы видим в фантастических фильмах.

Принимая все это во внимание, я бы отнес силовые поля к I классу невозможности, т. е. определил их как нечто невозможное для сегодняшних технологий, но реализуемое в модифицированной форме в течение ближайшего столетия или около того.

salik.biz

Силовое поле — это… Что такое Силовое поле?

  • СИЛОВОЕ ПОЛЕ — часть пространства (ограниченная или неограниченная), в каждой точке к рой на помещённую туда материальную ч цу действует сила, величина и направление к рой зависят либо только от координат х, у, z этой точки, либо от координат и от времени t. В… …   Физическая энциклопедия

  • СИЛОВОЕ ПОЛЕ — часть пространства, в каждой точке которого на помещенную туда частицу действует определенная по величине и направлению сила, зависящая от координат этой точки, а иногда и от времени. В первом случае силовое поле называют стационарным, а во… …   Большой Энциклопедический словарь

  • силовое поле — Область пространства, в которой на помещенную туда материальную точку действует сила, зависящая от координат этой точки в рассматриваемой системе отсчета и от времени. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 102. Теоретическая механика. Академия… …   Справочник технического переводчика

  • силовое поле — часть пространства, в каждой точке которого на помещённую туда частицу действует определённая по величине и направлению сила, зависящая от координат этой точки, а иногда и от времени. В первом случае силовое поле называют стационарным, а во… …   Энциклопедический словарь

  • силовое поле — jėgų laukas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Vektorinis laukas, kurio bet kuriame taške esančią dalelę veikia tik nuo taško padėties priklausančios jėgos (nuostovusis jėgų laukas) arba nuo taško padėties ir laiko… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

  • силовое поле — jėgų laukas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. force field vok. Kraftfeld, n rus. поле сил, n; силовое поле, n pranc. champ de forces, m …   Fizikos terminų žodynas

  • СИЛОВОЕ ПОЛЕ — В физике, этому термину может быть дано точное определение, в психологии оно используется, как правило, метафорически и обычно относится к любому или ко всем влияниям на поведение. Он обычно используется довольно холистически – силовое поле… …   Толковый словарь по психологии

  • Силовое поле —         часть пространства (ограниченная или неограниченная), в каждой точке которой на помещенную туда материальную частицу действует определённая по величине и направлению сила, зависящая или только от координат x, у, z этой точки, или же от… …   Большая советская энциклопедия

  • СИЛОВОЕ ПОЛЕ — часть пространства, в каждой точке к рого на помещённую туда частицу действует определённая по величине и направлению сила, зависящая от координат этой точки, а иногда и от времени. В первом случае С. п. наз. стационарным, а во втором… …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • силовое поле — Область пространства, в которой на помещённую туда материальную точку действует сила, зависящая от координат этой точки в рассматриваемой системе отсчёта и от времени …   Политехнический терминологический толковый словарь

  • dic.academic.ru

    Боинг запатентовал систему «силового поля» / Habr


    Представление силового поля авторами сериала Star Trek

    Корпорация Боинг, известная по всему миру благодаря своему подразделению Boeing Commercial Airplanes по производству пассажирских авиалайнеров предстает сегодня с другой, непривычной для многих стороны. Кроме гражданской авиации, Боинг активно занимается в том числе и военными разработками для армии США. Например, Во время Второй Мировой Войны Боинг построил большое количество бомбардировщиков B-17, прозванных «Летающая крепость» и B-29 «Суперкрепость». Сейчас компания получила патент, а ее инженеры разрабатывают, по сути своей, силовое поле, сообщает thenextweb.

    Сам термин «Силовое поле» берет начало из научно-фантастической литературы и фентези и обозначает непроницаемый барьер, защищающий объект, находящийся за ним. Часто силовое поле изображают в виде замкнутой сферы, как на изображении выше. Технология компании Боинг более прозаична и пока не так ультимативна в своей эффективности, как ее описывают фантасты.

    Запатентованная разработка предназначена для использования, в первую очередь, легкими наземными устройствами и техникой, и призвана защищать их от взрывной волны. Сами разработчики называют свою систему «технологией обнаружения и ослабления ударной волны». В тексте патента приводится следующее описание системы:

    «Система гашения ударной волны, состоит из:

    1. Детектора, создающего сигнал обнаружения, который определяет взрывы, способные произвести ударную волну, способную в свою очередь пройти через газообразную среду до защищаемой зоны. Детектор оценивает местоположение и время взрыва и определяет взрывное устройство, оценивает место и время подрыва устройства, которое способно произвести ударную волну, проходящую через газообразную среду.
    2. Генератора дуги, который работает сообща с детектором, от которого он получает сигнал обнаружения, а в ответ быстро нагревает определённую область газообразной среды для создания второго кратковременного типа среды, отличающейся от изначальной. Эта среда располагается между ударной волной и защищённой зоной таким образом, что ударная волна вступает во взаимодействие с вторым кратковременным типом среды и гасит ударную волну плотностью своей энергии до достижения ударной волной объектов в защищаемой зоне.»

    Команда ресурса PatentYogi сделала поясняющее видео о том, как в теории будет работать система защиты объектов, запатентованная Боингом:

    Из текста патента и видео становится понятно, что до фантастического, полностью непроницаемого для внешних воздействий силового поля разработке инженеров Боинг еще далеко. Но и уже существующая идея внушает уважение. Ударная волна и осколки — одно из основных поражающих явлений после самого взрыва при прямом попадании (например, при наземном ядерном взрыве около 50 % энергии идёт на образование ударной волны), а способность гасить ее даст, в первую очередь, легким единицам техники дополнительную защиту без серьезной потери мобильности из-за увеличения массы при дополнительном бронировании машины.

    habr.com

    Силовое поле (фантастика) — Википедия

    Материал из Википедии — свободной энциклопедии

    Силовое поле или силовой щит или защитный щит (англ. force field или англ. protective shield) — широко распространенный термин в фантастической и научно-фантастической литературе, а также в литературе жанра фэнтэзи, который обозначает некий невидимый (реже — видимый) барьер, основная функция которого — защита некоторой области или цели от внешних или внутренних проникновений. Эта идея может базироваться на концепции векторного поля. В физике этот термин также имеет несколько специфических значений (см. Силовое поле (физика)).

    Силовые поля в литературе

    Понятие «силовое поле» довольно часто встречается в художественных произведениях, кинофильмах и компьютерных играх. Согласно множеству художественных произведений, силовые поля имеют следующие свойства и характеристики, а также используются в следующих целях.

    • Атмосферный энергобарьер позволяющий работать в помещениях, открыто соприкасаюющихся с вакуумом (например с космическим). Силовое поле держит атмосферу внутри помещения и не дает ей выйти за пределы этого помещения: в то же время твердые и жидкие объекты могут свободно проходить в обе стороны
    • Барьер, защищающий от различных атак противника, будь то атаки энергетическим (в т. ч. пучковым), кинетическим или торпедным оружием.
    • Для удержания (не дать выйти) цели в пределах ограничиваемого силовым полем пространства.
    • Блокирует телепортацию вражеских (а иногда и дружественных) войск на корабль, военную базу и т. д.
    • Барьер, сдерживающий распространение в воздухе определённых веществ, например, токсичных газов и паров. (Часто это разновидность технологии, применяемой для создания барьера между космосом и внутренним пространством корабля/космической станции.
    • Средство гашения пожара, ограничивающее приток воздуха (и кислорода) в область пожара, — огонь, израсходовав весь доступный кислород (или иной сильный газ-окислитель) в закрытой силовым полем области, полностью потухает.
    • Щит для защиты чего-либо от воздействия природных или техногенных (в том числе оружия) сил. Например в Star Control в некоторых ситуациях силовое поле может быть достаточно большим, чтобы покрыть целую планету.
    • Силовое поле может использоваться для создания временного жилого пространства в месте, которое изначально непригодно для жизни использующих его разумных существ (например, в космосе или под водой).
    • Как мера безопасности, чтобы направить кого-то или что-то в нужном направлении для захвата.
    • Вместо дверей и решеток камер в тюрьмах.
    • В фантастическом сериале Star Trek: The Next Generation секции космического корабля имели внутренние генераторы силового поля, которые позволяли экипажу включать силовые поля для предотвращения прохождения любой материи или энергии сквозь них. Они также использовались в качестве «окон», которые отделяют вакуум космоса от жилой атмосферы, для защиты от разгерметизации вследствие повреждения или местного разрушения основного корпуса корабля.
    • Силовое поле может полностью покрывать поверхность человеческого тела для защиты от внешних воздействий. В частности Star Trek: The Animation Series астронавты Федерации используют энергополевые скафандры вместо механических. А в Звездных вратах фигурируют персональные энергощиты.

    Силовые поля в научной интерпретации

    Технология плазменного окна (англ.) имеет частичную функциональность силовых полей, так как обеспечивает разделение между газом и вакуумом и в то же время позволяет радиации и энергетическим частицам проходить сквозь него. Однако, в настоящее время фактически есть лишь один метод создания энергетического щита: использовать электромагнетизм для воздействия на движение металлических объектов и пучки заряженных частиц.

    В настоящее время создание силовых полей (в их литературном понимании) невозможно по следующим причинам:

    • В настоящее время не существует таких источников энергии, которые могут создавать силовые поля с теми функциями, которые присутствуют в художественной литературе.
    • В настоящее время не существуют технологии, позволяющих правильно распределять энергии, для создания силового поля с функциями, описываемым фантастикой.

    Сообщается, что «Компания Boeing запатентовала технологию силовых полей, часто описываемых в фантастических фильмах и литературе. Патент авиационного гиганта носит название „Метод и система для ударно-волнового затухания с помощью электромагнитной дуги“. Технология в её текущей форме не обеспечивает полную защиту от снарядов или шрапнели, однако способна значительно снизить воздействие ударной волны на технику.»[1]

    Примечания

    Ссылки

    Литература

    wikipedia.green

    Силовое поле — Posmotre.li

    В физике силовое поле — это распределение некоей силы (скажем, тяжести) в пространстве.

    В космоопере силовое поле — бананотехнология, имеющая вид некоего невидимого (или полупрозрачного) барьера, который что-то пропускает, а что-то не пропускает. Видов силового поля может быть множество:

    • Силовое поле ничего не пропускает. То есть, оно абсолютно герметично.
    • Силовое поле пропускает медленно движущиеся объекты и не пропускает быстрые. Человека, который носит на себе генератор такого поля, нельзя застрелить из пистолета, но можно зарубить мечом. Классический пример и кодификатор — «Дюна», (не первоисточник: у Азимова такое как минимум лет на двенадцать раньше было).
    • Силовое поле пропускает вещество, но не пропускает излучения или поля. То есть, оно защищает от лазерных или шмазерных пушек, но не мешает стыковаться космическим кораблям.[1] Пример — «Сфера Великорасы», определённо не первоисточник, но самое известное применение этой модели полей.
    • Силовое поле не пропускает твёрдые предметы, но прозрачно для света (и вероятно, других излучений).
    • Силовое поле не пропускает воздух, но пропускает всё остальное. Такое может быть использовано вместо шлюза.
    • Силовое поле пропускает физические объекты, но бьёт их током.
    • Силовое поле пропускает физические объекты, но избирательно — зависит от настроек.
    • Силовое поле тянет! Такой своего рода искусственный градиент потенциальной энергии. При прохождении через него в одну сторону — втягиваешься и улетаешь птичкой, в другую — приходится пропихиваться адскими усилиями, не жалея костей. При достижении примерно 10Н/см² площади поля (размерность напряжённости сокращается на толщину «листа») — опять же, может работать шлюзом.
    • А еще персонаж может запереть своего оппонента в пузыре или клетке из силового поля. Если генератор поля переносной, а пленитель отлучился, то узник может сбежать как-либо воздействуя на генератор.

    Где встречается[править]

    Литература[править]

    • Dune — возможно, кодификатор: силовые поля всюду. У богатых домов кресла и лампы парят в силовых полях, благодаря силовым портупеям необъятно-жирный барон Харконнен может свободно ходить, и главное — защитные силовые поля, благодаря которым огнестрел ушёл в прошлое (выстрел лазером в силовое поле может вызвать взрыв, сравнимый с ядерным)[2], и снова настала эпоха мечей кинжалов. Правда на Дюне никто ими не пользуется, так как генераторы вводят песчаных червей в бешенство. Именно поэтому барон и воссоздал древнюю артиллерию для штурма.
      • В первоисточнике (не в приквелах) указано, что контакт поля Хольцмана и лазера может вызвать взрыв мощностью до субатомного (что такое «субатомный взрыв»?), так что предлагаемые выше «лазерные гранаты» совершенно необязательно сработают, а если и сработают, то неизвестно, насколько мощно.
      • Кстати, атомное оружие в сеттинге вполне есть (тот самый камнежог из второго романа), только используется исключительно для ландшафтного дизайна. Осмелившийся применить ядерку против людей доиграется как максимум до объявления войны Великими Домами, а как минимум — бойкотом со стороны Космогильдии (то бишь окажется заперт на одной планете).
      • Согласно приквелам, Салуса Секундус представляет собой сущий ад из-за того, что какой-то неизвестный Великий Дом решил устранить Дом Коррино. Результат — сам этот Дом был истреблён почти под корень, а Коррино попросту перенесли столицу на Кайтайн. Салуса Секундус был превращён в планету-тюрьму.
    • «Час Быка» Ефремова — еще старше Dune.
    • К. Булычёв, «Подземелье ведьм». Именно таким полем учёные-земляне защищали свой лагерь от аборигенов. Но нашёлся местный гад, который перехитрил их…
    • «Сага о Форкосиганах» — весьма распространённая технология (силовые шары цетагандийских аут-леди, купол для лагеря военнопленных на Дагуле-4, купол над Небесным Садом, купола над городами Комарры и Колонии Бета).
    • «Сфера Великорасы» — силовое поле, обеспечивающее защиту от любых микрочастиц, будь то фотоны (лазер, вспышка ядерного взрыва) или протоны с электронами (плазма, пучки частиц). Не защищает от макрообъектов (снарядов и ракет). Изначально генераторы поля очень велики и стоят только на тяжёлых кораблях, одной из ключевых сюжетных линий романа является попытка создания истребителя со щитом.
    • Дин Кунц, ранний роман Fear That Man: изобретатель силового поля, экспериментируя с ним, случайно поймал в силовую ловушку… единое божество своего мира! Божество оказалось злым Яхве, и, пока оно сидело в ловушке, жизнь во Вселенной заметно улучшилась.
    • Трилогия «Голодные игры». Среди издевательств, которым на Играх подвергают трибутов, силовое поле занимает особое, почётное место. Пит Мелларк однажды по незнанию ткнул в эту невидимую преграду металлическим клинком — и чуть копыта не отбросил (остановилось сердце), хорошо хоть откачали.
    • «Основание» Азимова — силовые поля были распространены в Галактической Империи, однако после её распада провинции начала утрачивать технологии производства — кто-то ещё пользуется старыми генераторами поля, способными накрывать целые города, но не может их чинить при поломке, а для кого-то такое поле и вовсе почти магическое чудо. Основание же не только сохранило технологии, но и из-за нехватки ресурсов разработало персональные поля, даже у сохранивших большие генераторы провинций аналогов не имеющие.
    • «Мост Верразано», поздний роман Александра Мирера. Весь сюжет строится на изобретении технологии защитного поля. С хорошим добротным обоснуем.
    • В мире Хонор Харрингтон используются гравитационные стенки, которые защищают бока корабля. Верх и низ прикрыты непробиваемыми гравиклиньями — результат импеллерного двигателя. А перёд и зад вообще открыты, так как попытки поставить и там гравистены замыкают клинья и не дают кораблю разгоняться. Позже они всё-таки добавлены на экстренный случай (т. е. если маневрировать на данный момент не нужно). Большие космические станции способны ставить шарообразные стенки, но это чрезвычайно энергоёмко.
    • Космоолухи — защитные поля здесь используются главным образом для защиты космических кораблей и зданий. Включить силовое поле — всё равно что дверь на ночь запереть.
    • Михаил Щукин, «Цикл о Майе» («Рабыня» и остальные). Разработка силовых полей — главная причина, почему бластеры и огнестрел считаются устаревшими, а бойцов снова учат сражаться холодным оружием (ну или весьма дорогими силовыми клинками). Имеем кучу проблем с управлением формой поля, с запиткой (для мобильных и особенно носимых генераторов). Также имеем ту маленькую проблему, что для экспедиций в Бездну хайтех использовать (и силовые поля тоже) это большая проблема, и вот там — холодное оружие и огнестрел. Позднее выясняется что некоторые живые существа вроде ниахар могут преодолевать поля (причем если нет опыта или желания действовать осторожно, они ломают дорогой генератор).
    • Клиффорд Саймак «Город» — один из персонажей включает систему обороны последнего человеческого города Женевы… После чего все, пребывающие в городе оказываются отделены от прочего мира силовым полем.
    • Вернор Виндж «Война с „Миром“» — однажды организация учёных «Мир» позакрывала в стазис-поля всех вояк и оружие… Но стазис-поля имеют свойство лет через 150—200 отключаться.
    • Вячеслав Рыбаков
      • «Звезда Полынь» — протагонист работает над плазменным щитом для пилотируемого космического корабля, но затем решает, что перспективнее будет разрабатывать сразу телепортацию в любые звёздные системы.
      • «Человек напротив» — протагонист научился-таки прикрывать силовым полем дорогих ему людей… Но это уже после нескольких жертв.
    • История_Галактики Ливадного — суспензорное поле. Силовое поле четвертого типа, пропускает только свет, да и тот искажает. Используется в основном в качестве системы спасения, для затыкания дыр в космосе и на поверхности.
    • Пехов и Егоров, «Последний завет» — в тюрьме у «Ангелов» на камерах вместо решеток особое поле, пройти можно, если вам хочется скрючиться на полу от боли.
    • «Пришедшие из мрака» Ахманова. Силовые поля есть у всех галактических рас. В первом романе, мощность силового поля базового корабля фаата продемонстрирована во время сражения у марсианской орбиты. Прежде чем их уничтожили, земные корабли дали залп ядерными ракетами, суммарная энергия которого равна 140 гигатоннам или около 9 млн. Хиросимам. Результат? Никакого. Силовое поле корабля попросту отражает удар, который не поцарапал даже краску на обшивке. А выстрел из магнитных ускорителей силовое поле может выборочно вернуть отправителю, да ещё и с большей скоростью.
    • С. Кинг «Под куполом» — город накрывает образчик сабжа, не пропускающий ничего, кроме энергии волн — свет и, похоже, радиоволны, через него проходят, а поверхность вполне себе может быть загрязнена.
    • «Звёздный авианосец» — силовые поля прикрывают корабли гравитационным искажением. Экраны также блокируют любые сигналы, так что они постоянно включиются и выключаются, чтобы обеспечить связь с флотом, позволить сканировать пространство и вести ответный огонь. Частота включения/выключения менятся в зависимости от мощности обстрела.

    Кино[править]

    • Star Wars: практически у всех кораблей есть невидимые «дефлекторные щиты». Дроиды модели «дроидека» окружены видимым силовым полем.
    • «Голодные игры»: см. выше Литература.
    • «Чёрная пантера» — члены пограничного племени способны генерировать энергетические щиты, закрывшись своими мантиями.
    • «Город-остров», 1994. Используется.
    • «Гарри Поттер»: перед битвой за Хогвартс магическое силовое поле возводят МакГонагалл, Флитвик, Слагхорн и Молли Уизли.
      • А в «Фантастических тварях», американские мракоборцы создают силовое поле, чтобы защитить граждан от обскуруса.
    • Элизиум — Крюгер генерирует силовое поле гаджетом и выдерживает очередь в упор из АКМ.

    Телесериалы[править]

    • Star Trek: все корабли Федерации (и почти все — её противников) обладают силовыми полями — дефлекторами. Постоянно работающий навигационный дефлектор оберегает корабль от столкновения со всяким космическим мусором. Боевые дефлекторы включаются только на время сражения («поднять щиты/опустить щиты» — едва ли не самая частая команда в сериале).
      • Щиты боргов — педаль в пол. Они адаптируются ко всему, чем их обстреливают, так что если при первой встрече ваши фазеры пусть с трудом, но сбили их щит — при следущей борговский куб может часами летать под вашим обстрелом, вообще не замечая его. Против пушек целого флота не помогает.
      • Повсюду встречаются светящиеся двери из силовых полей. К сожалению, люди почему-то считают нужным их ставить и на камерах заключения. Естественно, что как только происходит перебой в энергии, преступник сбегает (там даже охранник не всегда есть). И на ангары тоже ставят, чтобы удерживать воздух, но пропускать твёрдые тела. А если свет пропадёт? Все вылетят к чёртовой бабушке?
      • События сериала «Энтерпрайз» происходят в ту эпоху, когда у землян ещё не было этой технологии, поэтому на одноимённом корабле щитов нет. Единственная защита от оружия — поляризованная обшивка. Причём у других рас щиты есть, просто делиться никто не хочет. В одной серии, лейтенант Рид разрабатывает слабые защитные поля для использования внутри корабля.
      • Корабли пользующиеся генератором маскировки не могут также пользоваться щитами из-за огромного потребления энергии обоими генераторами. Единственное исключение — флагман Шинзона «Скимитар». Щиты также обычно блокируют телепортацию, хотя транспортные лучи XXIX века пробивают щиты XXIV века будто их и нет.
    • «Звёздные врата» — практически все крупные корабли обладают энергетическими щитами. Также, на ха’таках гоа’улдов — всё окна прикрыты силовыми полями вместо стёкол. Якобы ни одно стекло не выдержит скачка в гиперпространство (об этом впоследствии забыли, так как на земных звездолётах — обычное бронированное стекло). Интересно, что силовые поля гоа’улдов постоянно включаются и выключаются множество раз за секунду. Команде удаётся пройти сквозь них на сверхскорости, когда им дают атониекские браслеты, превращающие их в супергероев.
      • Примечательно, что О’Ниллу раз удалось обойти сверхмощные щиты корабля-матки Анубиса на истребителе. Он просто вошёл в гипер на долю секунды и вышел уже между щитом и корпусом корабля. Правда говорится, что он с таким же успехом мог выйти из гипера где-нибудь внутри корабля. Риск был оправдан.
      • В Атлантиде, вместо бронещита, на вратах стоит силовое поле. Таким образом, Шеппард уничтожает подкрепление врага, включив защиту как раз, когда они проходили. Да и сам город-корабль защищён огромным силовым куполом, способным выдержать ядерный взрыв, а также защитить город от толщи воды на дне океана.
      • А ещё у гоа’улдов есть персональные силовые поля в стиле «Дюны» — пулю остановят, а брошенный нож — нет (дышать же чем-то надо). Правда рядовым солдатам подобные генераторы не выдают. Некоторые умные люди, например охотник за наградой Арис Бок, убрали этот недостаток из своих силовых полей. На одной развитой планете, силовые поля также обладают свойством оглушающего оружия при касании.
      • Падл-джамперы Древних обладают полем, которое можно использовать либо как щит либо как маскировку, но не оба одновременно.

    Манга и аниме[править]

    • Евангелион — АТ-поле («Поле Абсолютного Страха»), защищающее Ангелов и Евангелионы от всех типов урона. Может быть пробито только другим АТ-полем, копьём Лонгиния или позитронной пушкой. Как выясняется позже, ни черта не технология, а психическое состояние, присущее каждому живому существу на Земле и отделяющее нас от других. Просто у Ангелов оно намного сильнее, чем у людей, и регистрируется не только сверхчувствительными приборами.
    • Гайвер — электромагнитная защита Нео-Зекстолла отражает плазменные удары и сбивает ракеты. Полноценный силовой щит, отражающий любые атаки, могут генерировать все зоалорды и протозоалорды, а также главный герой в режиме Гайвер-Гиганта.
    • Gundam — есть почти в каждом сериале.
      • Gundam/Mobile Suit Gundam 0079 — I-поле, отражающее только атаки мегалучевым оружием. Но поскольку мегалучевое оружие является самым мощным в этой вселенной, всё остальное можно доверить броне. Генераторы I-поля слишком велики, чтобы поместить их на мобильный доспех, но часто ставятся на мобильную броню и на боевые корабли.
      • Gundam/Mobile Suit Gundam Wing — модели «Меркуриус» и «Вирго» оснащены «Планетарными защитниками» — летающими дронами, которые проецируют вокруг носителя почти непробиваемый энергощит.
      • Gundam-00 — GN-щит Гандама Вирту. Отражает всё, но держится недолго.
    • Mahou Shoujo Tokuushusen Asuka — щит может создавать каждая магичка.

    Видеоигры[править]

    • Half-Life — во второй части силовые поля отличаются избирательной проницаемостью для органики и неживых предметов.
    • Master of Orion — большое разнообразие щитов:
      • Обычные стандартные щиты I—X классов, блокируют урон до определенного уровня расходуясь в процессе.
      • Hard Shields — модификатор усиливащий щиты.
      • Damper Field — пропускает урон, но уменьшает его в 4 раза.
      • Reflection Field — отражающий щит.
      • Lightning Field — дамажащая аура против ракет, торпед и истребителей.
      • Steals Field/Cloacking Device/Phasing Cloak — стелс.
      • Personal Shield — пехотный.
      • Radiation Shield/Flux Shield/Planetary Barrier Shield — планетарные щиты.
      • Pulsar — не щит, а оружие похожее на щит, наносящее удар по соседним кораблям.
    • RimWorld — персональные щиты. По структуре аналогичны силовым полям второго типа, только стрелять не позволяют.
    • Mass Effect — кинетические барьеры и щиты. Настроены на скорость объекта. Они остановят пулю, разогнанную эффектом массы, но вот против оружия ближнего боя, энергетического излучения и едких кислот[3] уже бесполезны.
    • Starcraft II: Wings of Liberty — интересный пример, когда одни поля внутри других. В миссии, где нужно заполучить последний кусок артефакта, платформа с протоссами-фанатиками утыкана генераторами гравитонного поля, которое медленно, но уверенно расщепляет любую материю. Терраны матерятся и страдают, а протоссы… да-да, защищаются от этого «плохого» поля собственными плазменными щитами!
    • Fallout — бедный Догмит…
    • «Периметр» — собственно Периметр, символ игры и одна из основных геймплейных фишек. Этим почти непробиваемым куполом в любой момент можно накрыть всю свою базу или любую её часть, благодаря чему надоевшие многим раши уступают место позиционной войне. А что самое интересное — можно захватывать части вражеской базы, просто накрывая их своим полем! Так что два игрока могут устроить дуэль, в которой из оружия будет использоваться только Периметр. Единственный его недостаток — высокий расход энергии.
    • «Homeworld: Cataclysm» — щиты могут формировать небольшие одноместные корабли-Стражи, правда для этого необходимо как минимум три Стража, а чтобы полностью защитить корабль (обычно флагман) необходимо аж 12. Базовое поле (зелёное) блокирует только кинетические выстрелы. Первая модификация (жёлтая) блокирует ещё и ракеты, а вторая (красная) — даже ионные орудия.
    • Descent: Freespace — отсутствуют в первом акте, затем технологию щитов заимствуют у шиванцев, а также разрабатывают средства обнаружения и борьбы с ними (первые корабли шиванцев вообще не отображаются на радаре, а уничтожить их можно только лавиной из ракет).
    • Nexus: The Jupiter Incident — отсутствуют у землян, однако присутствуют у более развитых рас, включая колонию Ной. Даже существует специальный класс оружия, повреждающий только щиты. Стандартная тактика: бить энергетическими снарядами, пока щиты не лопнут, затем перейти на рельсотроны (для уничтожения обшивки) и лазеры (для уничтожения отдельных систем). Некоторые корабли способны создавать огромное силовое поле, называемое «Щит-Крепость» (Fortress Shield), окружающее целый флот. При этом, если враг оказался внутри крепостного щита, то это может быть плохо, так как собственные щиты не работают внутри него. Единственный способ пробить крепостной щит — либо использовать осадный лазер, которым вооружают некоторые линкоры, и для которого необходимо трём другим кораблям постоянно подпитывать флагман, либо (как в одной миссии), использовать энерготорпеды класса «Кризис».
      • В одной из миссий появляются неизвестные корабли, вооруженные только лазерами. Беда в том, что эти лазеры внаглую игнорируют щиты, о чем с удивлением сообщает офицер.
    • Return to Mysterious Island — любопытный случай. Есть защитное поле, ограждающее Таинственный остров от внешнего мира. Оно не пропускает живые организмы (будь то люди или микроорганизмы), зато прекрасно пропускает грозовые дождь и молнии. Попасть на остров возможно только в сильный шторм, когда в поле появляется брешь. Также находящийся под этим «куполом» мобильный телефон будет работать только на приём, но не на передачу.
    • Sword of the Stars — щиты представляют собой целую категорию для исследований. Для использований щитов, требуется спроектировать корабль с отдельной секцией проектора. Обычные щиты обволакивают весь корабль «пузерём», однако их можно сбить несколькими попаданиями. Есть также дефлекторы, которые формируют полусферу перед кораблём, которая блокирует все виды кинетического оружия, включая ракеты (хотя кинетическая энергия от столкновения передаётся кораблю). При этом, дефлекторы нельзя сбить. Дизрапторы являются тем же, только для энергетического оружия, причём торпеды можно остановить и дефлекторами и дизрапторами. Ещё есть гравитационные щиты, которые защищают весь корабль и полностью непробиваемы, кроме как щитобойными снарядами и мезонными лучами. Мезонные щиты защищают и от мезонных лучей, однако щитобойные снаряды всё равно способны их пробить. Также лииры могут изучить щитовые проекторы, которые устанавливаются на специальные огневые точки и позволяют создать небольшой щитовой «зонтик», который поворачивается к самой вероятной угрозе и останавливает практически любую атаку.
    • Stellaris — отдельная ветка для исследований. Щиты хорошо отражают энергетическое оружие, сбиваются в бою, могут быть прошиты насквозь оружием, игнорирующим щиты (то есть щиты будут целыми, а броня и здоровье уменьшатся). Со временем восстанавливаются. Одно из возможных суперворужий помещает планету под непроницаемый купол а-ля «Star Control.
    • Red Alert 3 — Железный занавес, супероружие СССР, представляет собой генератор силового поля. Время действия крайне ограничено, перезарядка занимает длительное время (как и других видов супероружия в игре), но оно не пропускает ни вещество, ни энергетические лучи. Также оно смертельно для пехоты.
    • FTL: Faster Than Light — щиты необходимы для предотвращения повреждений корпусу и системам корабля. Останавливают любое оружие, кроме мощных лучей (мощность понижается в зависимости от мощности щита: луч мощностью в 2 проникнет сквозь щит мощностью в 1, но луч будет бить с мощностью в 1), ракет (эти попросту игнорируют щиты) и кристаллов. Щиты можно проапгрейдить до четвёртого уровня. Опытный оператор щитов также увеличивает скорость регенерации щита. Есть также специальные золтанские щиты, которые останавливают любое оружие и препятствуют телепортации, абордажным дронам, взлому и промывке мозгов, однако они не регенерируются (разве что использовать щитового дрона). Антителепортационный эффект золтанского щита можно обойти с помощью специального устройства.

    Настольные игры[править]

    • Warhammer 40 000 — пустотные щиты. Много разновидностей с разной проницаемостью. Самая компактная и сложная в изготовлении — розарий (что буквально означает «чётки»), средство индивидуальной защиты для высокопоставленных офицеров, священников и политиков. Техножрецы Адептус Механикус оснащены более продвинутыми версиями розариев. Другая, куда более мощная разновидность — пустотный щит титанов. Не пропускают ни вещество, ни излучения, но при этом их вполне можно перегрузить массированным обстрелом. Титаны способны благодаря ним выдерживать артиллерийскую атаку целой армии, но если щит упадёт, машина становится беззащитной против сверхтяжёлого оружия (в частности, САУ класса «охотник на титанов»). Самые мощные щиты ставятся на космические корабли — эти отражают излучения и потоки частиц, но макрообъекты, такие как ракеты и истребители, сквозь них свободно проходят.
      • Любой достаточно сильный псайкер способен создать вокруг себя телекинетический щит, отражающий снаряды. Более продвинутый может блокировать лазерное и плазменное оружие. Кайн-щиты Тысячи Сынов и барьеры других могучих псиоников способны прикрывать огромные территории и выдерживать даже орбитальную бомбардировку, однако поддержание такого щита вполне может оказаться смертельным.[4]
      • Совершенно особенная разновидность силовых полей — поля Геллера. Дело в том, что в мрачном сеттинге Вархаммера гиперпространство (называемое здесь Варп или Имматериум) — намного более опасное место, чем почти во всех остальных сеттингах. А если прямо, то это измерение космических ужасов. Вот поле Геллера затем и нужно, чтобы во время полёта по Варпу не пускать на корабль демонов и всякое такое. Откажет генератор поля Геллера — и участь экипажа незавидна… Темные Механикус, служащие Хаосу, любят их выворачивать наизнанку, *запуская* демонов в кузницы.
      • Генераторы силового поля могут встраиваться в различное холодное оружие, в результате чего получается уже силовое оружие (Power weapons)
      • Генераторы силового поля могут выдаваться особо важным персонам или встраиваться в их броню.
      • Ими оснащаются щиты, используемые Космодесантом (Storm Shield).

    Фанфики[править]

    • Борис Карлов, «Остров Голубой Звезды» — даже два типа: противометеоритная защита на ракете Стекляшкина и защитный купол «Волчка», образованный разницей во времени между кораблем и окружающим миром.

    Реальная жизнь[править]

    Единственное что более-менее смахивает на силовое поле — это электромагнитное поле Земли по отношению к разным адским излучениям, которыми в нас швыряется Солнышко. Помимо защиты от радиации и высокоэнергетических частиц, земной магнетизм также явлеяется причиной офигенно красивых зрелищ типа северного сияния.

    Поскольку в космосе у человека защиты от излучения кот наплакал (биозащита — слишком тяжелая), возникло несколько конструктивных идей вроде оборудования космических кораблей электромагнитом для отклонения всех этих лучиков. Правда, тогда будут проблемы с навигацией, ибо к сносу солнечным ветром добавится ещё и электромагнитный снос.

    Всякие идеи «плазменных щитов» — если речь не идет о технологиях гиперзвукового полёта и входа в атмосферу — это шизотех и идиотия в чистом виде. Единственные две вещи которые может плазма — это не пропускать электромагнитное излучение и выступать в роли смазки для корабля не особо хорошей аэродинамической формы. Причем делать ничего не надо, от сжатия воздуха она возникает сама, и тут уже либо она проест тепловой щит, либо потухнет когда корабль затормозится до сверхзвука.

    Нет никаких объективных причин считать, что создание каких-либо «силовых щитов» ИРЛ возможно, так как нет никаких частиц/полей, служивших бы подходящими кандидатами на основу такого щита. То же самое касается силовых лучей. В нашем мире сжатое поле — это поле, сжатое серпом, или комбайном.

    1. ↑ При этом оно зачастую почему-то выглядит не как зеркальная/белая/чёрная пелена, а вполне прозрачно!
    2. ↑ А вот до лазерных гранат и лазерной «шрапнели» никто не додумался
    3. ↑ Точнее, были бесполезны в первой части. В последующих частях об этом как-то забыли и кинетические шиты внезапно стали защищать от энергетических разрядов и опасных химических веществ.
    4. ↑ Не говоря уже о том, что любой оказавшийся поблизости пария (антипсайкер, способный подавлять магию) быстро сведет на нет подобный барьер.

    posmotre.li

    Силовое поле (научная фантастика) — это… Что такое Силовое поле (научная фантастика)?

    Силовое поле или силовой щит или защитный щит (англ. force field или англ. protective shield) — широко распространенный термин в фантастической и научно-фантастической литературе, а также в литературе жанра фэнтэзи, который обозначает некий невидимый (реже — видимый) барьер, основная функция которого — защита некоторой области или цели от внешних или внутренних проникновений. Эта идея может базироваться на концепции векторного поля. В физике этот термин также имеет несколько специфических значений (смотри Силовое поле (физика)).

    Силовые поля в литературе

    Понятие «силовое поле» довольно часто встречается в художественных произведениях, кинофильмах и компьютерных играх. Согласно множеству художественных произведений, силовые поля имеют следующие свойства и характеристики, а также используются в следующих целях.

    • Барьер, который позволяет работать в помещениях, которые открыто соприкасаются с вакуумом (например, в космосе). Силовое поле держит атмосферу внутри помещения и не дает ей выйти за пределы этого помещения; в то же время остальные объекты могут свободно проходить в обе стороны.
    • Барьер, который защищает от различных атак противника, будь то энергетическое или обычное оружие.
    • Блокирует телепортацию вражеских (а иногда и дружественных) войск на корабль, военную базу и т.д.
    • Барьер, который может сдерживать распространение в воздухе определённых веществ, например, ядовитого газа.
    • Средство гашения пожара, которое ограничивает приток воздуха (и кислорода) в область с источником огня; огонь расходует весь доступный кислород в закрытой силовым полем области и прекращается.
    • Щит для защиты чего-либо от природных сил или вражеских атак. В некоторых случаях силовое поле может быть достаточно большим, чтобы покрыть целую планету.
    • Силовое поле может использоваться для создания временного жилого пространства в месте, которое изначально не подходит для поддержки жизни (например, в космосе или под водой).
    • Как мера безопасности, чтобы направить кого-то или что-то в нужном направлении для захвата.
    • Как двери клеток и камер в тюрьмах.
    • В фантастическом сериале Star Trek: The Next Generation секции космического корабля имели внутренние генераторы силового поля, которые позволяли экипажу включать силовые поля для предотвращения прохождения любой материи или энергии сквозь них. Они использовались в качестве «окон», которые отделяют вакуум космоса от жилой атмосферы, для защиты от разгерметизации вследствие повреждения или разрушения основного корпуса корабля.
    • Силовое поле может полностью покрывать поверхность человеческого тела для защиты от внешних воздействий.

    Силовые поля в научной интерпретации

    Технология плазменного окна (англ.) имеет частичную функциональность силовых полей, так как обеспечивает разделение между газом и вакуумом и в то же время позволяет радиации и энергетическим частицам проходить сквозь него. Однако, в настоящее время фактически есть лишь один метод создания энергетического щита: использовать электромагнетизм для воздействия на движение металлических объектов.
    В настоящее время создание силовых полей, в (в их литературном понимании) невозможно по следующим причинам:

    • В настоящее время не существует таких источников энергии, которые могут создавать силовые поля с теми функциями, которые присутствуют в художественной литературе.
    • В настоящее время не существует технологий, позволяющих правильно распределять энергии, для создания силового поля с теми функциями, которые присутствуют в художественной литературе.

    Причины взаимоисключающие, и сказать которая из них истинная, на сегодняшний день —- невозможно.

    Внешние ссылки

    Литература

    dic.academic.ru

    силовое поле — это… Что такое силовое поле?

  • Силовое поле — Силовое поле  многозначный термин, употребляемый в следующих значениях: Силовое поле (физика)  векторное поле сил в физике; Силовое поле (научная фантастика)  некий невидимый барьер, основная функция которого  защита некоторой …   Википедия

  • СИЛОВОЕ ПОЛЕ — часть пространства (ограниченная или неограниченная), в каждой точке к рой на помещённую туда материальную ч цу действует сила, величина и направление к рой зависят либо только от координат х, у, z этой точки, либо от координат и от времени t. В… …   Физическая энциклопедия

  • СИЛОВОЕ ПОЛЕ — часть пространства, в каждой точке которого на помещенную туда частицу действует определенная по величине и направлению сила, зависящая от координат этой точки, а иногда и от времени. В первом случае силовое поле называют стационарным, а во… …   Большой Энциклопедический словарь

  • силовое поле — Область пространства, в которой на помещенную туда материальную точку действует сила, зависящая от координат этой точки в рассматриваемой системе отсчета и от времени. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 102. Теоретическая механика. Академия… …   Справочник технического переводчика

  • силовое поле — jėgų laukas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Vektorinis laukas, kurio bet kuriame taške esančią dalelę veikia tik nuo taško padėties priklausančios jėgos (nuostovusis jėgų laukas) arba nuo taško padėties ir laiko… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

  • силовое поле — jėgų laukas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. force field vok. Kraftfeld, n rus. поле сил, n; силовое поле, n pranc. champ de forces, m …   Fizikos terminų žodynas

  • СИЛОВОЕ ПОЛЕ — В физике, этому термину может быть дано точное определение, в психологии оно используется, как правило, метафорически и обычно относится к любому или ко всем влияниям на поведение. Он обычно используется довольно холистически – силовое поле… …   Толковый словарь по психологии

  • Силовое поле —         часть пространства (ограниченная или неограниченная), в каждой точке которой на помещенную туда материальную частицу действует определённая по величине и направлению сила, зависящая или только от координат x, у, z этой точки, или же от… …   Большая советская энциклопедия

  • СИЛОВОЕ ПОЛЕ — часть пространства, в каждой точке к рого на помещённую туда частицу действует определённая по величине и направлению сила, зависящая от координат этой точки, а иногда и от времени. В первом случае С. п. наз. стационарным, а во втором… …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • силовое поле — Область пространства, в которой на помещённую туда материальную точку действует сила, зависящая от координат этой точки в рассматриваемой системе отсчёта и от времени …   Политехнический терминологический толковый словарь

  • dic.academic.ru

    Разное

    Отправить ответ

    avatar
      Подписаться  
    Уведомление о