Силовые поля настолько распространены в сверкающих мирах нашей научной фантастики, что они часто остаются без объяснения. Большинство историй даже не касаются науки об этой технологии, ни не определяют, что именно такое силовое поле. Идея достаточно проста: это тонкий барьер, состоящий из энергии или частиц, способный блокировать твёрдые предметы — ракеты, пули, мечи — и радиацию. Силовые поля в основном используются как убежища. Они появляются над людьми и городами, защищая их от опасных лазеров или тяжёлой артиллерии, направленной в их сторону. Но можно представить себе совершенно новые ландшафты, сформированные этой технологией. Силовые поля могли бы найти применение не только в войне и космических путешествиях, но и целые города могли бы быть построены из них.
Физик Мичио Каку в своей книге "Физика невозможного" упоминает, как силовые поля могли бы заменить повседневные строительные материалы, такие как кирпич и сталь. Вместо этого, автомагистрали, мосты и города могли бы материализоваться с минимальными усилиями. И в самых странных местах. Поскольку силовые поля могут действовать как барьер для внешнего мира, можно было бы строить дома в таких непримиримых местах, как океанские глубины. Можно представить себе футуристический город, окружённый любопытными взглядами морской жизни. За гламурным космическим зелёным свечением лесов из водорослей и за щупальцевыми рифами, где креветки и полипы купаются в солнечных солёных водах, могло бы быть зрелище человеческой жизни, спущенной с поверхности. Наши высокие здания, окружённые этим тонким, этим чудесным материалом, который мы называем силовым полем.
Нет преувеличения в том, что изобретение этой технологии революционизировало бы нашу жизнь. Но, насколько просто может быть определение силового поля, его концепция не так уж и проста.
Из четырёх сил вселенной — гравитации, электромагнетизма, сильного и слабого ядерного взаимодействия — ни одна, кажется, не позволяет существование силового поля. В каждом случае всегда есть какое-то препятствие для его создания. Гравитация слаба и действует только на огромных масштабах, таких как звёзды и планеты, электромагнетизм нельзя ограничить малым пространством и его легко нейтрализовать, ядерные силы трудно манипулировать и действуют только на масштабе атомов. Пятая, пока не обнаруженная сила, действующая на расстоянии нескольких дюймов или футов, могла бы позволить создание силовых полей, но пока нет твёрдых доказательств существования такой пятой силы природы.
Поэтому вместо этого мы обращаемся к состояниям вещества. Наиболее знакомы твёрдые тела, жидкости и газы. Но это не самое распространённое состояние вещества во вселенной. Хотя на Земле его не так много, плазма — это четвёртое состояние вещества и самое распространённое во вселенной. Более 99% вещества во вселенной состоит из плазмы. В этом состоянии электроны были удалены из своих атомов, что означает, что плазменный газ теперь может проводить электричество и подвержен воздействию магнитных полей. Эти магнитные поля затем могут формировать плазму в тонкие плоскости научно-фантастических силовых полей. Если мы создадим плазму, нагрев газ, например, аргон, полученный газ будет светиться фантастическим, электрическим синим цветом (или эфирным лиловым при более низких напряжениях).
Солнце — как молнии и другие звёзды — состоит из плазмы. Лист плазмы, нагретый до высокой температуры и мощности, испарит объекты, с которыми он соприкасается. И не только может он останавливать пули и обыденные материи, но у нас уже есть доказательства того, что плазма также может останавливать радиацию. Начиная примерно с 40 миль над поверхностью планеты находится ионосфера. Это последний, тонкий кусочек атмосферы Земли перед тем, как она полностью уступает место вакууму космоса. Газ здесь нагрет солнцем, превратившись в плазму. Ионы и свободные электроны беспорядочно двигаются в верхней атмосфере, препятствуя проникновению радиоволн. Радиоволны — это вид низкоэнергетической радиации. Если будущие технологии смогут производить более плотные слои плазмы, то они могут быть способны блокировать более высокоэнергетические формы радиации, такие как гамма-лучи и космические лучи, которые так вредны для здоровья астронавтов. Проблема в том, конечно, что для блокирования высокоэнергетической радиации также потребуется блокировать видимый свет, что означает, что вид изнутри плазменных силовых полей будет бесконечной, зловещей пустотой.
Плазма сама по себе не даст нам силовых полей из наших научно-фантастических мечтаний. Каку предлагает использовать три разные технологии.
Первый — это окно высокомощной плазмы, которое может испарять входящие объекты и блокировать радиацию. Второй слой состоит из тысяч лазерных лучей, расположенных в плотной решетке, так что любые объекты, которые не были испарены плазменным экраном, будут испарены на этом этапе лазерными лучами. Последний слой — это невидимый, но стабильный лист углеродных нанотрубок, материал, подобный графену, который имеет толщину всего в один атом — и таким образом прозрачен — но прочнее стали. Совокупные свойства этих трех слоев должны остановить большинство входящих материй и радиации, обеспечивая мощную защиту для города. Или для отважной команды астронавтов в пути к новому дому.
Создание реального силового поля зависит от прогресса в различных областях технологий, включая фотохроматику, которая фильтрует высокоэнергетическую радиацию (это та же технология, используемая в солнцезащитных очках, которые затемняются при воздействии солнечного света и помогают фильтровать ультрафиолетовый свет UVA и UVB). Фотохроматика позволила бы силовому полю блокировать входящие лазерные лучи с вражеской стороны — будь то другая страна или раса враждебных инопланетян, пришедших уничтожить Землю.
Оценки разработки этой технологии варьируются от десятилетий до столетий, что совпадает с нашим исследованием ближайших миров Солнечной системы. Магнитные силовые поля сейчас изучаются для применения на будущих космических кораблях. Однако многие считают их непрактичными. Для полной защиты корабля от самого опасного излучения потребуется магнитная система силового поля весом не менее 9 тонн. Это огромный вес для перевозки, учитывая, насколько дорогостоящим может быть запуск любого материала в космос.
Когда они появятся, силовые поля станут трансформирующей технологией. Они расширяют границы нашей науки. Гораздо больше, чем просто купол, под которым можно спрятаться во время атаки, они дают нам материал, из которого можно лепить мечтательные жизни в пустынях и ледяных пустошах. Их обещание — защитить нас от разрушений войны и безопасно провести через разрушительное плазменное моющее средство космоса.