II-ой региональный конкурс ученических рефератов «Эврика-2013»
РЕФЕРАТ
на тему: “Предсказание современных технологий писателями-фантастами
(на основе анализа произведений научной фантастики).”
Выполнил: Грибанов Артем Олегович
ученик 11 физико-математического класса “Б”
МАОУ “Гимназия № 32”
Калининград 2013
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ИЗМЕНЕНИЕ КООРДИНАТ ОБЪЕКТА, ПРИ КОТОРОМ ТРАЕКТОРИЯ ОБЪЕКТА НЕ МОЖЕТ БЫТЬ ОПИСАНА МАТЕМАТИЧЕСКИ НЕПРЕРЫВНОЙ ФУНКЦИЕЙ ВРЕМЕНИ В НЕСИНГУЛЯРНОЙ СИСТЕМЕ КООРДИНА
ГЛАВА 2. СКВОЗЬ КРОТОВУЮ НОРУ
ГЛАВА 3. МЕДИЦИНА ЗАВТРАШНЕГО ДНЯ, УЖЕ СЕГОДН
ГЛАВА 4. ДОМОЙ С ГОЛОВОЙ
ГЛАВА 5. БУДУЩЕЕ — ЗДЕСЬ И СЕЙЧАС
Протезирование
Голосовой интерфейс
Мехатроника и робототехника
ГЛАВА 6. УЖЕ НА ПРИЛАВКАХ
ГЛАВА 7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Свою исследовательскую работу на тему: “Предсказание современных технологий писателями-фантастами (на основе анализа произведений научной фантастики)” , я решил посвятить изучению и анализу научно-фантастической вселенной “Star Trek” или “Звездный путь”.
«Звёздный путь» - популярная научно-фантастическая медиафраншиза, включающая на сегодняшний день шесть телевизионных сериалов, 12 полнометражных фильмов, сотни книг и рассказов, огромное количество компьютерных игр. «Звёздный путь» внёс существенный вклад в американскую массовую культуру и породил оригинальную субкультуру.
Автором идеи «Звёздного пути», а также сериала «Звёздный путь: Оригинальный сериал», который положил начало эпопее и вышел на экраны 8 сентября 1966 года, был Джин Родденберри.
“Star Trek”, наверное, самый популярный фантастический сериал в мире, отличающийся высокой научностью и мудрым гуманизмом, немыслим без разнообразных технических устройств, здорово облегчающих жизнь его персонажам. В этой работе я расскажу о наиболее известных и интересных из них, реализованных в действительности или ждущие своего часа.
  
Вселенная «Звёздного пути» рисует космическое будущее, на первый взгляд кажущееся утопией,в котором существует Объединённая федерация планет, членом которой является и Земля. Однако значительная область Галактики остаётся неизученной и готовит первооткрывателям множество тайн и загадок. «Наша цель — смело идти туда, где не ступала нога человека» — таков девиз героев «Звёздного пути». Вселенная «Звёздного пути» — одна из наиболее детально проработанных вымышленных вселенных. За каждым персонажем стоит целая проработанная история, каждая цивилизация имеет свою культуру и традиции. В официальных источниках можно найти детальное описание вселенной, технические характеристики звездолётов, точные описания каждой мелочи: от рецептов традиционных клингонских блюд, до правил игры в трёхмерные шахматы.
ИЗМЕНЕНИЕ КООРДИНАТ ОБЪЕКТА, ПРИ КОТОРОМ ТРАЕКТОРИЯ ОБЪЕКТА НЕ МОЖЕТ БЫТЬ ОПИСАНА МАТЕМАТИЧЕСКИ НЕПРЕРЫВНОЙ ФУНКЦИЕЙ ВРЕМЕНИ В НЕСИНГУЛЯРНОЙ СИСТЕМЕ КООРДИНАТ
Всем нам с детства знаком такой термин, как телепортация,но немногие знают, что именно благодаря “Звездному пути” это понятие обрело свое привычное значение. Материально-энергетические преобразователи (транспортеры) - неотъемлемая часть вселенной этой космической саги. Транспортер преобразует предмет или форму жизни в энергию и передает в другое место, где энергия переводится обратно в исходную форму. Телепортация в “Star Trek” доведена почти до совершенства: сбои случаются лишь изредка(по сюжетной линии). И если на “Энтерпрайзе”(вымышленном звездолёте из вселенной Звёздного пути,являющимся главным местом действия сериала Звёздный путь: Следующее поколение и фильма Звёздный путь: Поколения) 22 века,транспортер — еще экспериментальная технология, с помощью которой перемещают преимущественно грузы,то в следующем столетии, это такая же привычная действительность, как для нас - телевизор.
В наше время о подобной транспортировке людей стоит пока забыть,однако плоды воображения фантастов благодаря усилиям ученых начинают воплощаться в жизнь. Существует великое множество теорий различных способов телепортации, например, квантовая, с помощью которой удалось переместить фотоны на расстояние 2 километра.
 Центр управления телепортацией
СКВОЗЬ КРОТОВУЮ НОРУ
Фантасты всех времен и народов знают,что объекты в космическом пространстве за чистую удалены друг от друга на очень больше расстояния и ,отправляя своих героев к какой-нибудь далекой звезде, считают необходимым более или менее логично объяснить, принцип подобного путешествия. Одни не выходят за границы теории Эйнштейна и описывают десятилетия полета, в течение которых экипаж спит в анабиозных капсулах, другие высчитывают гравитационные силы, чтобы ,используя гравитационные маневры, разогнать корабль почти до световой скорости, кто-то изобретает ионный, фотонный, импульсный и прочие двигатели. Однако самый популярный способ переброски - “гиперпереход”.
У вселенной “Звездного пути” имеется собственный способ быстрого передвижения в космосе - варп-технология.
Для разгона звездолета до сверхсветовой скорости необходим варп-двигатель, который работает за счет реакции материи-антиматерии, в физике подобное взаимодействие является реакцией превращения частицы и античастицы при их столкновении в какие-либо иные частицы, отличные от начальных. При столкновении одной из элементарных частиц и её античастицы (например,электрона и позитрона), происходит их взаимоуничтожение, при этом высвобождается огромное количество энергии (E = 2E0 = 2mc², где E0 — энергия покоя, m — масса частиц, c — скорость света в вакууме).Подсчитано, что при вступлении во взаимодействие 1 кг антиматерии и 1 кг материи выделится приблизительно 1,8·1017 джоуль энергии, что эквивалентно энергии, выделяемой при взрыве 42,96 мегатонн тринитротолуола.
В результате работы подобных двигателей,выделяется энергия достаточная для искривления пространства. У звездолетов Федерации, как правило, две гондолы варп-двигателей, разнесенные по разные стороны от фюзеляжа. Это сделано для того, чтобы идущая от варп-реактора энергия разделялась на два потока, тем самым создавая вокруг корабля искривляющее пространство варп-поле.
Принцип действия варп-двигателя подробно описан писателями-фантастами вместе с учеными, работающими для сериала “Star Trek”. Дело за малым: научиться вырабатывать антиматерию в нужном количестве и хранить ее — и вперед, к звездам!
Однако сегодня мировое производство антивещества является крайне низким, оно составляет порядка от 1 до 10 нанограмм в год. Однако, существуют проекты, позволяющие увеличить производство антивещества на два и даже три порядка. Другой потенциальный источник антипротонов – радиационные пояса. Максимальный поток антипротонов, образующихся в результате распада альбедо антинейтронов в околоземном пространстве оценивается в 4000 м-2с-1. Разрабатываются сборники-ловушки для таких антипротонов. Наиболее удачная схема сулит производительность до
~ 8.6 мкг/год. Однако для полетов за пределы Солнечной системы требуется килограммы антипротонов. Межзвездные путешествия с использованием двигателей на антивеществе в ближней перспективе исключены. В ближней перспективе успех сулят гибридные схемы, где антипротоны служат катализатором ядерных реакций. Такие гибридные схемы дают надежду осуществлять полеты в пределах Солнечной системы за разумное время и средства.
МЕДИЦИНА ЗАВТРАШНЕГО ДНЯ, УЖЕ СЕГОДНЯ
Пока одни мечтают о межзвездных перелетах, другие активно используют антиматерию в ежедневной практике. К примеру, некоторые перспективные исследования планируют использовать пучки античастиц для уничтожения раковых опухолей. Взаимная аннигиляция позитронов и электронов положена в основу PET-сканирования (позитронно-эмиссионной томографии), с помощью которого медики выявляют очаги заболевания внутри человеческого тела. Не случайно в той части “Звездного пути”, что рисует ближайший к нам 22 век, милейший доктор Флокс отправляет пациентов для уточнения диагноза в камеру, напоминающую современный томограф.
Будущее делается уже сегодня, утверждают авторы сериала. В следующем, 23 веке медицинская аппаратура выглядит куда проще - ведь эта часть саги снималась раньше, когда о возможностях современной техники можно было только мечтать. И создатели “Трека” мечтали! Эти примитивные по виду приборы не только ставят диагноз за короткий срок, но и лечат пациента,а если основная аппаратура недоступна, можно прибегнуть к помощи компактных сканеров. Сейчас некоторые функции подобного сканера выполняют отдельные изобретения, но прибора, способного ставить диагнозы из самых разных областей медицины, пока нет.
Зато уже вошли в жизнь безыгольные инъекторы, подробно показанные именно в “Звездном пути”.
Любопытна перекличка с современностью в сериале “Энтерпрайз”: ценаристы перенесли в будущее нынешнее увлечение нетрадиционной медициной — в результате доктор с удовольствием пользует пациентов всевозможными инопланетными пиявками.
Не забыта и проблема клонирования. В “Звездном пути” любой может вырастить клон себе “на запчасти”. Однако что делать, если клон получился более разумным, чем планировалось? Сегодняшние этические проблемы шагают и в будущее.
ДОМОЙ С ГОЛОВОЙ
Для большинства наших современников виртуальные миры ограничены двумя десятками дюймов экрана да парой наушников. Кто-то может похвастаться специальными шлемами и перчатками, а полные костюмы “виртуальности” не выбираются за порог лабораторий. Персонажи “Звездного пути” могут погрузиться в виртуальную реальность полностью, благодаря изобретению под названием “Голодек”. Эти комнаты строились на всех звездолетах Федерации 24 века. Для людей, большую часть времени проводящих в дальнем космосе, они стали полноценной заменой обычного отдыха, так как могли воплотить в реальность любое место или событие. Проекторы на специально оборудованной палубе генерируют силовое поле между полом и потолком, а репликатор создает любые объекты по желанию заказчика — вплоть до природных ландшафтов. По ним можно даже прогуляться: фактически вы шагаете на месте, а компьютер любезно передвигает “фоновое изображение”. Интересным изобретением стала голоматерия, позволяющая создать из ничего полностью реальное существо, главное - правильно задать внешность, характер, память “вызываемого” создания.
Первые шаги голографии широко известны: трехмерные изображения, позволяющие разглядывать объект со всех сторон.
Что ж, придайте голографическому лесу запах и звуки(современный 4DX кинотеатры,кторые можно найти у нас в городе), уплотните листья, чтобы их можно было потрогать... Получилось? Поздравляем: вы в 24 веке!
БУДУЩЕЕ — ЗДЕСЬ И СЕЙЧАС
ПРОТЕЗИРОВАНИЕ
В “Star Trek: The Next Generation” слепой от рождения инженер ЛаФорж ходил с ВИЗОРОМ, который с помощью сканера и компьютера передавал изображение прямо в его мозг.
Недавно в нашем мире врачи вернули пациенту зрение с помощью “искусственных глаз”. Это что-то вроде солнцезащитных очков, в которые вмонтирована миниатюрная камера, также в комплект входят микрокомпьютер и стимулятор. Все это оборудование крепится к вживленному в череп крошечному устройству, которое и соединяет систему с отвечающим за зрение участком мозга.
ГОЛОСОВОЙ ИНТЕРФЕЙС
“Компьютер!” — говорит капитан Кирк, и звездолет “Энтерпрайз” сразу оживает, включаются защитные экраны, и космический корабль устремляется вперед с немыслимой скоростью.
Речевой ввод и голосовое управление — давно не новость и для нас с вами. Техника распознавания речи за последние годы сделала гигантский скачок вперед: в ближайшем будущем речевой ввод информации потеснит привычные клавиатуру с мышкой и значительно упростит взаимодействие человека с электроникой. Многие технологические гиганты мобильной индустрии признавались,что черпали вдохновение именно в Звездном Пути, создавая всем известную Siri(Apple) и Vocie Action(Google).
МЕХАТРОНИКА И РОБОТОТЕХНИКА
В “Звездном пути” нам показали более чем человечного андроида Дейту, получившего все права гражданина Федерации и юридически признанного разумной формой жизни с полным самосознанием. “Отец” Дейты доктор Сунг придумал и создал андроида с позитронным мозгом. Его творение поступило в Звездную академию, решив служить в Звездном флоте. Оно думало, сопереживало, любило (хотя и не подозревало, что это так) и стремилось стать человеком.
В наше время андроиды — не более чем человекоподобные роботы с заложенной программой поведения. Увы, до Дейты им еще далеко, хотя внешность роботов становится все более человеческой. Не так давно на выставке в Чикаго демонстрировалась точная андроид-копия известного писателя-фантаста Филипа Дика.
 
УЖЕ НА ПРИЛАВКАХ
Помимо вышеперечисленных полезных изобретений, во вселенной “Звездного пути” существуют и другие, не менее необходимые для всякого звездолетчика приборы,аналоги которых,за некоторым исключением, вы можете купить в ближайшем магазине электроники.
ТРИКОДЕР- многоцелевой научный и технический инструмент, разработанный для Звездного флота.
В удобный портативный футляр заключены целый набор датчиков и сенсоров, а также мини-компьютер. Применяется для научных, медицинских и инженерных целей.
Это изобретение вселенной “Звездного пути” очень сильно напоминает мне смартфон последней модели со встроенными 4G, WIFI , GPS-приемником и большим количеством софта., а дополнительные аксессуары помогут нам в изучении окружающей среды.
КОММУНИКАТОР — персональное средство связи, с помощью которого также можно определить координаты члена экипажа для последующей транспортировки его на борт звездолета. Ранние версии коммуникаторов выглядели как небольшие приборы с откидной крышкой-антенной. Новые модели стали еще компактнее, а специальные датчики не позволяли никому, кроме хозяина, пользоваться ими.
На создание первого мобильного телефона ученых вдохновил именно коммуникатор из классического сериала (отсюда, кстати, и потрясающее внешнее сходство: первые модели сотовых просто скопировали из “Звездного пути”).
РЕПЛИКАТОР — устройство, которое фактически может превратить любую материю во что угодно. Этот процесс проходит по транспортерной технологии и в основном используется для производства еды. Вспомните современные космические станции — разве не существует система, которая перерабатывает и очищает использованную воду? Чем не современный аналог будущего репликатора?
 
Пока ученые пытались приспособить для боевых действий лазер, создатели “Звездного пути” пошли по другому пути и придумали ФАЗЕРЫ (“Phased Energy Rectification” - “фазовое преобразование энергии”) — стандартное лучевое оружие Федерации.
Луч фазера воздействует на цель тремя различными способами. На низком уровне он парализует нервную систему цели, причиняя боль или приводя в бессознательное состояние. При увеличении мощности луч фазера причиняет физические повреждения средней и высокой степени тяжести, вплоть до смерти .
Подобное воздействие вполне реально,для этого лишь нужно генерировать узконаправленный луч мощного электромагнитного излучения,и меняя частоту волны,можно изменять свойства ,возникающие при взаимодействии с живыми тканями.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Воплощенные в жизнь технологии “Звездного пути” вселяют надежду, что, возможно, недалек тот день, когда первооткрыватели с планеты Земля повесят на пояс коммуникаторы и универсальные переводчики, возьмут в руки трикодеры, сядут в звездолеты с варп-двигателями и отправятся открывать новые миры и цивилизации. Ведь все теоретические разработки уже сделаны — осталось всего-навсего воплотить их на практике.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
www.startrek.com
www.en.wikipedia.org
www.lurkmore.to
www.trekker.ru
|
