В компьютерных играх, ровно как и в научно-фантастических произведениях, мы часто сталкиваемся с явлениями из далекого будущего, вещами, которые мы не видим в повседневной жизни. Но так ли далеко это будущее, или может оно наступило и фантастические технологии уже существуют? Чтобы разобраться с этим, мы запускаем рубрику “Научный подход”, а начнем со вселенной StarCraft и технологии “телепортация”.
Предисловие
После очередного изучения метрик и круга интересов посетителей GoodGame.ru, обнаружилось, что наука, а чаще так называемая популярная наука, нравится многим из них. Поэтому было принято решение об околонаучной рубрике, поэтому прежде всего этот цикл статей будет представлять из себя знакомство с современной (и не очень) наукой для не слишком искушенных в этом вопросе читателей. Тем, кто регулярно читает научно-популярные журналы и тематические сайты, многая информация покажется знакомой, а в некоторых случаях даже заурядной - для них нужно сразу сделать оговорку: это прежде всего развлекательная статья с научным уклоном и никак не научная работа. А если вы хорошо знакомы с объектом обсуждения или даже профессионально изучали его, то смело поправляйте нас в неизбежных неточностях и устаревших данных!
Что же такое телепортация?
Слово произошло от греческого “теле” (τήλε) - дальность и латинского portare - переносить, и впервые термин прозвучал в произведении писателя Чарльза Форта “Lo!” в 1931 году. Хотя естественно, что и раньше люди думали над мгновенным перемещением предметов в пространстве и писали об этом. Эдвард Пейдж Митчелл в рассказе 1877 года “Человек без тела” впервые описывает идею телепортации в фантастической литературе. Можно даже вспомнить русский фольклор, где герои перемещались в другие места, например, прыгнув в колодец, забравшись в ухо волка или с помощью золотого кольца, как это было в Аленьком цветочке, надев которое на правый мизинец, можно было переместиться в любое место на земле. А перечислять упоминания телепортации в более современных произведениях научной фантастики, фильмах и компьютерных играх даже не стоит - вы и так прекрасно о них знаете.
Теоретическая часть
Но вернемся на научную стезю и для начала ознакомимся с теорией. Кратко пробежимся по основным понятиям этого явления, чтобы в дальнейшем было понятно почему первые способности в Старкрафте причислены к одному виду телепортации, вторые к другому. Существует множество возможных видов телепортации: описанных в фантастике, существующих на кончике пера физиков, а некоторые уже испытаны в реальности и исправно работают.
Виды пси-телепортации
Итак, начнем с самых фантастичных и даже мистических видах, к которым можно отнести различные виды пси-телепортации, наиболее подробно описанных в религиозных учениях, фокусах и мистической фантастике:
- Психокинез или телекинез – воздействие и влияние на предметы или энергетические поля.
- Левитация – освобождение от силы тяготения. Внешне это выглядит, как парение над землей, хождение по воздуху.
- Внетелесная (астральная) проекция – отделение энергетической массы от физического тела. Человек видит себя со стороны.
- Материализация – умение реализовывать мысли в реальность, касается, как процессов, так и предметов, ситуаций.
Примером, если это слово здесь допустимо, таких явлений можно назвать легенду о монахине Марии, которая, по мнению очевидцев, в течение нескольких лет сумела более 500 раз побывать в Америке, не покидая своего монастыря. При этом обернула в христианскую веру племя Юма в Нью-Мексико, что подтверждают беседы с индейцами и бумаги, представленные конкистадорами Испании и исследователями из Франции.
Теоретически возможные виды телепортации
Далее перейдем ко второй подгруппе классификации телепортаций. В ней собраны более реальные теории, а некоторые даже подробно описаны в научных работах не совсем британских ученых и на их физическое воплощение выделяются десятки миллионов долларов.
Кротовые норы
Впервые этот термин прозвучал у профессора математики Оксфордского университета Чарльза Доджсона, который под псевдонимом Льюис Кэрролл написал сказку “Приключения Алисы в Стране чудес”. Мог ли он в 1865 году предположить, что его предположение обретет реальные черты после обнаружения черных дыр и возникновения Общей теории относительности?
Научное понятие “Кротовая нора” ввел в научный лексикон Джон Арчибальд Уилер. Червоточина (или КН) — это гипотетическая топологическая особенность пространства-времени, представляющая собой “туннель” в пространстве в каждый момент времени (пространственно-временной туннель). Тем самым кротовая нора позволяет перемещаться в пространстве и времени. Общая теория относительности допускает существование таких туннелей, хотя для существования проходимой кротовой норы необходимо, чтобы она была заполнена экзотической материей с отрицательной плотностью энергии, создающей сильное гравитационное отталкивание и препятствующей схлопыванию норы.
К подобным частицам экзотической материи чаще всего относят тахионы, причем предполагается, что масса тахионов является отрицательной, чтобы такие частицы не нарушали ОТО.
Советско-российский радиоастроном Николай Кардашев первым выдвинул идею, что черные дыры в центрах галактик являются входами в кротовые норы - его теорию сейчас вполне успешно пытаются доказать исследователи из Левенского католического университета в Бельгии.
Варп-двигатель
Ускорение материальных объектов до сверхсветовых скоростей с помощью технологии варп-двигателя тоже чаще всего относится к телепортации, так как перемещает объект практически мгновенно, искривляя пространство вокруг себя. Существуют данные о научных исследованиях в этой области, а некоторые исследователи даже строят макеты.
В 2010 группа ученых показала Пентагону доклад "Сверхсветовой двигатель, темная энергия и манипуляция иными измерениями", в котором постулируется возможность создания двигателя, способного перемещать космические корабли быстрее скорости света. В 2018 году этот доклад был открыт для прессы - видимо идея не нашла какого-либо подтверждения, а иначе никто бы не выложил материал для общественности.
Есть предположение, что причиной послужил неудачный ход исследования по проекту “Скорость” (Speeds) группы ученых NASA под руководством Гарольда Уайта, которые в 2016 году приступили к разработке двигателя деформации пространства, способного перемещать объекты быстрее скорости света. Двигатель искривления сжимает пространство впереди корабля и расширяет позади, что обеспечивает движение корабля. С его помощью ученые намерены были преодолеть 4,3 световых года, отделяющих нас от Альфа Центавра, за две недели.
Для простоты восприятия звездный корабль с варп-двигателем можно представить себе как мяч для американского футбола с окружающим его тороидальными кольцом.
Мяч — это сам корабль, в котором находятся экипаж и техника, а кольцо содержит некую "отрицательную энергию вакуума", существование которой следует из законов квантовой механики. Присутствие тороидального кольца с отрицательной энергией, согласно математическим и физическим расчётам, — необходимое условие для создания варп-поля.
— Гарольд Уайт - руководитель группы ученых NASA
Дырочная Телепортация
Дырочная телепортация - это метод движения, где материальные объекты перемещаются из одного объема в другой, не существуя в промежуточных точках между ними. Пространство искривляется путем создания модели неевклидовой Вселенной Пуанкаре таким образом, чтобы точка А совпадала с В, отчего тело мгновенно из А попадает в В. Внутри дырочной сферы (или любой замкнутой поверхности) существует геометрия близкая к геометрии черной дыры. С научной точки зрения ДТ базируется на принципе неопределенности Гейзенберга и принципе дополнительности Нильса Бора.
Явление дырочной телепортации можно объяснить с разных позиций:
- Метод движения, при котором из точки A тело переносится в несовпадающую точку B по законам равномерного и прямолинейного движения за исключением времени T=0, и сквозь препятствия между A и B называется дырочной телепортацией (ДТ). Это супераналог равномерного и прямолинейного движения.
- ДТ это метод движения, где тело выбрасывается за пределы конечной Вселенной в ноль-пространство, после чего мгновенно появляется в случайной точке Вселенной. Исследователи ДТ утверждают, что космос имеет пределы, за которыми уже нет пространства и времена, а только пустота. Поскольку у космоса нет центра, такие вакуумные дыры реально найти в любой его точке, это условные частицы, пребывающие постоянно в движении.
- ДТ это метод движения, когда тело из точки A попадает в несовпадающую точку B путем искривления пространства – времени (создания неевклидовой Вселенной Пуанкаре (НВП)) вакуумными дырками таким образом, чтобы точки A и B совпадали в пространстве и времени.
- ДТ это метод движения, где тело полностью изолируется от внешней Вселенной путем создания вокруг него модели НВП, после чего исчезает, чтобы появиться в несовпадающей точке.
Чтобы наиболее доступно (насколько это возможно) показать принцип работы ДТ, делаем следующий мысленный эксперимент. Для того чтобы выбросить тело А вне Вселенной следует окружить А замкнутой поверхностью из вакуумных дырок на некоторое малое время dt. Затем мы спросим, где находилось А все это время dt? Внутри дырочной сферы оно не может находиться , так как вне Вселенной не может находиться какое-либо тело. Следовательно тело А уже находиться в другой точке Вселенной 2. Если разрушить дырочную поверхность вокруг А, то мы тем самым разрушим канал связывющий точки 1 и 2, и тело А останется в новом месте 2. Акт телепортации осуществлен.
Очередные "реальные" случаи телепортации от британских ученых:
- Специалист по магии Тюдор Поул в 1952 году смог за трех минуты преодолеть расстояние в полторы мили, из пригорода до собственного дома.
- Китаец Чжан Баошэн не раз демонстрировал умения телепортировать предметы из одного места в другое. Факты были зафиксированы учеными в 1982 году.
- Заключенный американской тюрьмы Хадад умудрялся исчезать из закрытых помещений. Но при этом он всегда возвращался назад, не желая усугублять наказание.
- В Нью-Йорке был зафиксирован случай, когда на станции метро появился юноша, утверждающий, что он мгновенно перенесся из пригорода Рима. Проверка ситуации этот факт подтвердила.
Научно доказанные виды телепортации
Теперь поговорим о телепортации, которая уже существует и даже доказана экспериментальными данными, а ее оптическое ответвление успешно работает в защищенных каналах связи.
Квантовая телепортация
Квантовая телепортация — это процесс передачи на расстояние квантового состояния физического объекта (например, иона или фотона) при помощи разъединенной в пространстве пары запутанных частиц и какого-нибудь канала связи. Теоретически расстояние между частицами не важно и они могут находиться в разных уголках Вселенной.
По традиции, партнеров, находящихся на двух концах квантовой линии связи, называют Алиса и Боб. Так вот, для того, чтобы телепортировать фотон от Алисы к Бобу, им нужно дополнительно приготовить и обменяться парой фотонов в запутанном состоянии. Таким образом, вначале у Алисы два фотона: тот, который она хочет телепортировать и один из двух запутанных, а у Боба — второй из этих двух. В ходе телепортации Алиса измеряет квантовое состояние обоих из своих фотонов и передает полученный результат Бобу.
На данный момент квантовая телепортация может передавать на расстояние по сути только информацию или частицу, но не передает энергию или вещество. Грубо говоря, так как электроны и фотоны одинаковы и отличаются состоянием, то передав это состояние с исходной частицы на новую, то мы получим ту самую исходную частицу на месте новой, как бы перезаписав на нее состояние исходной.
Ученые не исключают, что со временем технологию квантовой телепортации можно будет применить и к более крупным объектам: молекулам, а в последствии и веществам. Профессор Хэнсон из технологического университета Делфта в Нидерландах, участвовавший в презентации квантовой телепортации в 2014 году, отметил:
Если представить, что мы являемся набором атомов, собранных в определенной последовательности, то телепортировать человека из одного места в другое в принципе возможно.
Я бы не стал исключать возможность телепортации, поскольку не существует фундаментальных законов физики, которые запрещали бы сделать это. Если это когда-нибудь и случится, то в далеком будущем.
— Рональд Хэнсон - профессор Делфтсктого технического университета
Экспериментальная реализация квантовой телепортацииполяризационного состояния фотона была осуществлена в 1997 году почти одновременно группами физиков под руководством Антона Цайлингера (Университет Инсбрука) и Франческо де Мартини (Университет Рима).
В 2009 году исследователи из университета Мэриленда впервые телепортировали квантовое состояние иона на один метр и впоследствии борьба шла за расстояние телепортации. На данный момент лидируют ученые из Китая, в 2017 году воплотившие в реальность квантовую телепортацию на расстояние свыше 1200 километров - в том числе и с поверхности Земли на орбиту в космос.
В июне 2016 года Агентством стратегических инициатив объявлена программа "Национальная технологическая инициатива" предусматривает в том числе, что к 2035 году в России будет внедрена технология телепортации. Отметим, что эта технология была указана в числе других направлений НТИ, таких как внедрение нейроинтерфейса, квантовых вычислений и использование природоподобных явлений для передачи информации. Имеются в виду квантовые коммуникации и квантовые линии связи. По словам специалистов, первые такие линии связи были созданы в России еще раньше и уже стали коммерческим продуктом.
Практическая часть. Телепортация в StarCraft
Во вселенной StarCraft есть несколько юнитов, обладающих похожими на телепортацию способностями - это терранский Крейсер, протоссовские Сталкер, Темный тамплиер, Адепт и Призма, причем по описанию и механике они подходят под разные виды телепортации. Рассмотрим подробнее каждую из них и попробуем определить к какой категории их можно отнести.
Варп
Начнем с высокотехнологичных протоссов - кому как не им обладать самыми наукоемкими способностями? Прежде всего рассмотрим технологию Варпа - главное преимущество проссов в стратегических баталиях. Почитаем как описывается “Вызов войск” у самих разработчиков из Blizzard:
В основе тактических разработок протоссов лежит технология искривления пространства. Благодаря псионной матрице, которую формирует сеть пилонов или фазовых призм, силы протоссов могут быть в мгновение ока вызваны в любую точку поля боя. —
Из описания следует, что с одной стороны мы имеем дело с вариантом дырочной телепортации, когда, как мы уже изучили выше, тело из точки A попадает в точку B путем искривления пространства–времени, чтобы точки A и B совпадали в пространстве и времени. Также на ДТ может указывать графическое изображение постройки пилонов (и других зданий протоссов) похожее на черную дыру, а ведь именно геометрия близкая к геометрии черной дыры нужна для дырочной сферы. Вероятно, что таким способом и производится искривление пространства.
Впрочем, черная дыра бывает нужна и для кротовой норы, а согласно прошлогоднему исследованию команды ученых из Левенского университета, черные дыры — это и есть червоточины (проверится эта теория уже в обозримом будущем с помощью гравитационных обсерваторий LIGO и ViRGO, а первым ее предложил советский радиоастроном Николай Кардашев).
Поэтому приходит на ум следующее разделение телепортаций:
- варп юнитов происходит с помощью дырочной телепортации(либо сперва юнит телепортируется по кротовой норе к Вратам искривления, и только потом с помощью ДТ из врат на поле боя)
- вызов зданий осуществляется через кротовые норы или кротовины Морриса — Торна.
Большие юниты протоссов, например из Звездных врат или Завода робототехники, требуют отдельного рассмотрения - судя по анимации призыва, это не похоже на традиционный варп, а больше смахивает на постепенную телепортацию через червоточину, хотя разработчики в официальном описании все же используют слово “варп”.
Еще хотелось бы рассмотреть визуализацию Врат. Сперва они якобы не обладают черной дырой и появляется она только после изучения технологии Искривления. Откуда тогда появляются юниты во Вратах? (речь не о том, что когда-то говорилось о телепортации их с Аюра, хотя он разрушен зергами. Нас интересует тип телепортации без черной дыры и искривления пространства). Впрочем, в этом апгрейде есть и научно обоснованная часть: после его изучения производство юнитов заметно ускоряется - логически можно объяснить, что призыв-телепортация через искривленное пространство осуществляется быстрее, чем по прямой.
Призма искривления
По схожей с варпом схеме должны работать и призмы искривления, но из описании этого юнита мы можем узнать больше интересных деталей, особенно про влияние кибернетического разума на телепортацию:
Призма искривления работает за счет усовершенствованной системы расчетов, которые происходят в молекулах сложной кристаллической решетки. Она существует вне времени и пространства, благодаря чему может манипулировать материей и энергией, а также обрабатывать колоссальный поток информации со скоростью мысли.
Тысячелетиями протоссы изучали природу времени и пространства, постигая величайшие тайны Вселенной. Используя псионные производственные процессы, они создали кибернетический разум, чьи программы записаны в молекулах улучшенной кристаллической решетки. Получившееся устройство способно с невероятной точностью манипулировать веществом и энергией. —
Логично предположить, что система варпа у призмы работает как и у пилонов - речь о фазовом режиме, при котором призма также питает псионным энергетическим матричным полем здания, а следовательно и функция варпа работает аналогично базовому строению протоссов.
В тоже время наличие кибернетического разума и визуальное исполнение посадки\высадки юнитов в призму говорят о наличии другого типа телепортации у этого юнита. По словам некоторых ученых, именно нехватка вычислительных мощностей является одной из главных причин невозможности квантовой телепортации крупных объектов в наше время. Только для анализа и последующей правильной сборки одной молекулы ДНК требуются невообразимые мощности, а теперь представьте, что это нужно сделать практически мгновенно с 30 триллионами клеток - примерно из такого количества состоит один человек. Именно этими вычислениями и занимается кибернетический разум протоссов в призме, способный “обрабатывать колоссальный поток информации со скоростью мысли”. Поэтому можно быстро телепортировать юнитов с поля боя в призму и тут же высаживать обратно. О квантовой телепортации говорит и небольшой радиус действия этой способности, а следовательно мы не искривляем пространство и не используем тоннели/норы. Что-то похожее описывается в вольном переводе официального описания:
Транспортировка войск на поле боя: органические и неорганические элементы трансформируются в сгусток энергии, и его индивидуальный энергетический код закладывается в ядро кристаллический решетки призмы. По прибытии в пункт назначения процедура повторяется в обратном направлении, и энергетический код преобразуется обратно в материю. Перенесенный объект материализуется непосредственно рядом с фазовой призмой. —
Материнский корабль. Массовая телепортация (ранее Стратегический скачок)
Когда начиналась работа над этой статьей, у нексусов еще не было способности телепортации, а Ядро материнского корабля надменно летало над недоумевающими терранам и зергам. Хорошо, что в интересующей нас области - телепортации - ЯМК не отличается от материнского корабля, так как большой кайдариновый кристалл в них одинаковый. А именно с помощью его мощной псионной энергии корабль может “разрывать материю времени и пространства”. На этом моменте мы сходим с научной дороги на скользкую тропу пси-телепортации. Телепортация с помощью псионической энергии это, конечно, не телекинез или левитация, но что-то похожее на подобную магию.
Однако если не принимать в расчет официальное описание на русскоязычном сайте Blizzard (или предположить, что кайдариновый кристалл нужен только в качестве оружия), а посмотреть на оригинал времен беты, где способность названа Wormhole Transit, то становится понятно, что изначально разработчики задумывали осуществлять телепортацию с помощью кротовых нор, но по какой-то причине целенаправленно ушли от прямых аналогий с научными терминами, оставив при этом такое же скудное описание способности.
Способность "Массовая телепортация" позволяет переносить материнский корабль и дружественные боевые единицы обратно к нексусу. На всех материнских кораблях установлен большой кайдаринский кристалл, в котором содержится достаточно псионной энергии, чтобы разрывать материю времени и пространства. С таким оружием эти корабли могут мгновенно уничтожать вражеские эскадрильи. —
Стратегический скачок. Нексус
Способность идентична с Массовой телепортацией Материнского корабля, что странно, так как нет информации о наличии в Нексусе кайдаринового кристалла (по крайней мере мы ее не нашли). Разве что на верхушке Нексуса расположено нечто похожее. Если это не кайдариновый кристалл, то можно предположить наличие червоточины или черной дыры внутри нексуса. Удивительно, конечно, но все на это указывает.
Кристалические матрицы у зилотов
Своеобразная телепортация разума или даже души. Первое можно отнести к переносу информации и этим человечество уже занимается с помощью квантовой телепортации, а вот для второго скорее подойдет Психокинез или Внетелесная проекция.
Так как численность расы протоссов сократилась в ходе недавних войн, они стараются любыми способами уменьшить потери. Высшие тамплиеры калибруют и заряжают эти удивительные камни, позволяющие раненым зилотам телепортироваться в безопасное место. Жизнь каждого воина — бесценна, и ее необходимо сохранить любой ценой. —
Так как кроме этого скудного описания информации не нашлось, то и обсуждать больше нечего.
Сталкер и Темный тамплиер со способностью “Скачек”
Одна из самых наглядных способностей телепортации в игре. Совершают ее Сталкеры с помощью Вытеснителя - устройства, “позволяющего сталкеру мгновенно материализоваться в другом месте”. Эта официальная цитата очень противоречива, и опять уводит нас в сторону мистики, но постараемся придумать научное объяснение этому процессу. Ближе всего подходит квантовая телепортация, но для этого нужен как передатчик (допустим эту функцию выполняет Вытеснитель), так и принимающее устройство - с помощью которого Сталкер будет материализовываться. В случае с призмой и ее способности Загрузки войск, мы можем предположить, что передающее устройство есть у каждого юнита протосса изначально, а приемник энергетического сигнала находится в призме. Но что принимает посланный Вытеснителем сигнал сталкера в абсолютно новом месте?
Псионный перенос. Адепты
Ответом на загадку квантовой телепортации Сталкеров может стать официальное описание схожей способности у Адептов: для телепортации опытные полевые командиры протоссов “способны создавать свою теневую копию и телепортироваться к ней спустя некоторое время”. Получается, что ненаучные пси-способности позволяют послать свою энергетическую копию (что очень похоже на “Внетелесную проекцию”). И уже эта копия, этот дух, отделенный от физического тела, служит транспондером (принимающим устройством) для сигнала квантовой телепортации. К нему Сталкеры и Дарки прыгают Скачком, а Адепты материализуются Псионным переносом.
Интересное сочетание технологии и духовных познаний, что неудивительно, так как Сталкер – это механизм, управляемый темным духом воина-тамплиера.
Тактический скачек. Крейсер
У терранов только один юнит обладает телепортацией. Зато так как они все-таки представители человечества, соответствующая технология выглядит вполне реальной и даже научно объяснимой. Начнем с того, что у Крейсер два двигателя: один служит для перемещения на небольшие расстояния, а с помощью второго корабль телепортируется в далекие глубины космоса. Прыжковый двигатель, а именно так называется второй, по описанию очень похож на “варп-двигатель”.
Крейсер способен проникать в искривленное пространство и перемещаться быстрее скорости света. —
Оставим на совести разработчиков часть описания, где говорится, что Крейсер “проникает в искривленное пространство”, ведь сейчас ученые описывают варп-двигатели, говоря, что они искривляют пространство “вокруг себя” (а не проникают в него). А вот цитата о “перемещении быстрее скорости света” как ни странно не выглядит нарушающей законы теоретической физики - расчеты ученых, занимающихся варп-двигателями, показывают как раз возможность сверхсветовых скоростей при его использовании, о чем мы писали выше.
Мы не нашли информацию о том, что Зерги обладают технологией схожей с телепортацией. По крайней мере в каноне второго Старкрафта она отсутствует.
Вместо эпилога
Прежде всего примите поздравления и благодарность, дочитавшие до этого места! Мы постарались в наиболее доступном виде рассказать про научную сторону вопроса, оставив под спойлерами полезные материалы, погружающие в дебри ее теоретических обоснований. А в практической части рассмотрели вероятные варианты использования наших представлений о телепортации к способностям в игре StarCraft. Стоит заметить, что при запросе информации о юнитах на официальном сайте Blizzard, выдает следующее сообщение:
Хорошо, что работа над статьей началась давно и мы сохранили какие-то описания. Однако неизбежно какая-то информация пропала, а фанатские сайты и вики хоть и оказались очень полезными, но доверять "авторскому" переводу и интерпретациям не стоит. Поэтому дополняйте, если мы что-то не сохранили или упустили важные детали.
