Аномальная физика

А Ньютон и Джоуль -- против!
Кино -- один сплошной обман. Однако ни для кого это не новость -- зритель давным-давно в курсе и даже проявляет искреннюю готовность обманываться и получать от этого удовольствие. Многие даже станут утверждать, что кино именно для того и существует, чтобы позволить зрителю погрузиться в пучину сладкой лжи, забыть хотя бы на время о грустной реальности и поверить в то, чего нет и быть не может. Столь далеко идущих выводов мы делать не будем, но признаем, что иногда это действительно очень приятно -- погрузиться, забыть и поверить.

Но есть люди, обмана не терпящие. И они настроены весьма серьезно: когда они сталкиваются с обманом в кино, они не только тихонько матерятся про себя, они вооружаются калькуляторами и принимаются высчитывать, насколько вероятно или невероятно то, что происходит на экране. Эти люди -- физики, решившие донести до зрителя, насколько пренебрежительно киношники зачастую относятся к самой главной науке в нашей жизни. Естественно, ее статус самой главной подлежит оспариванию, однако сомневаться в том, что именно физика определяет взаимоотношения человека с окружающим его миром, не приходится.

Часто случается так, что создатели фильмов повторяют одни и те же ошибки постоянно. Понять, что толкает их на это, не так уж сложно -- в жертву пущей эффектности момента зачастую приносится даже здравый смысл, так что ожидать от киношников снисхождения к законам физики было бы попросту глупо. Однако обратить внимание зрителя на то, как оно должно быть на самом деле, необходимо. А то может получиться так же, как с Джеком Слейтером из "Последнего киногероя", суперкрутым персонажем фильма, попавшим в мир реальный. В одном из моментов Слейтер пытается выбить лобовое стекло автомобиля локтем -- только для того, чтобы больно удариться и ничего не добиться. "Больно", -- говорит он с нескрываемым изумлением, потирая ушибленное место. Вот именно -- в жизни все несколько иначе.

Вот пуля просвистела -- и ага...
Обычная ситуация для любого уважающего себя боевика: герой зайцем бежит по какой-нибудь открытой территории, а злодеи поливают его непрерывным автоматным или пулеметным огнем. Задумываться о том, какие неизменно отвратительные навыки стрельбы злодеи демонстрируют в таких ситуациях, мы не станем, а лучше обратим внимание на то, как пули попадают во всевозможные объекты. Мы видим это, потому что каждое такое попадание сопровождается яркой вспышкой. Так вот -- этого не бывает. Никаких вспышек.

Большая часть пуль изготовлена из омедненного свинца. При их попадании в любой объект, пускай даже стальной, попросту не происходит никакой вспышки. В тех отраслях химической индустрии, где возможно возникновение воспламеняющихся испарений, персонал использует молоты из омедненного свинца именно по этой причине -- от них не бывает искр. Конечно, при попадании в объект пули нагреваются, однако этого недостаточно для возникновения искр. Самое худшее, что может произойти с пулей при попадании в объект, -- это мгновенный переход всей ее кинетической энергии в тепловую. Опуская долгие вычисления, получим, что в таком случае свинцовая пуля нагрелась бы на 324 градуса. Если пуля отправилась в полет при комнатной температуре (24), то в результате мы получим 348 градусов -- при том, что свинец плавится при температуре 328 градусов. А плавящийся свинец не испускает видимого свечения.

Действительно ли пули нагреваются до подобной температуры? Ничего подобного -- ведь большая часть кинетической энергии уходит на преодоление расстояния между оружием и объектом попадания пули. Еще часть превращается в ударную волну при самом попадании. Однако если бы вся кинетическая энергия сохранялась внутри пули и превращалась в тепловую при попадании, то вред от пули человеку ограничивался бы сильным ожогом. Также стоит заметить, что пули со стальным покрытием или центром способны высекать небольшие искры, однако заметить их при свете дня невозможно. Существуют пули, содержащие белый фосфор и разработанные специально для того, чтобы высекать видимые искры при попадании, позволяя пулеметчикам видеть, куда попадают их пули. Однако такие пули доступны только специальным вооруженным силам и существуют в ограниченном количестве калибров.
Взлетают на воздух машины...

Машины в фильмах взрываются с невероятной быстротой -- стоит им только столкнуться с чем-нибудь. Особенно радуют моменты, когда машина падает с большой высоты и взрывается буквально за секунду до того, как врежется в землю, -- словно бензобак впадает в панику от одной только мысли об ударе о землю и предпочитает отойти в мир иной по собственной инициативе. На самом же деле бензин воспламеняется только в том случае, если содержание его испарений в воздухе составляет от 0,8 до 6 процентов -- ни больше, ни меньше.

Для того чтобы машина взорвалась, необходимо очень серьезное повреждение бензобака, от которого в воздухе возникнет плотное облако бензиновых испарений, которым еще и необходим источник возгорания. Автомобили обычно сконструированы таким образом, что бензобак не только выдерживает серьезные удары, но и расположен на достаточном удалении он обычных источников возгорания в двигателе машины. Говоря иначе, если бы бензобаки были столь уязвимы и бензин столь непредсказуем, как это показано в фильмах, то машины взлетали бы на воздух во время процесса заправки с невероятной регулярностью. В подобном изображении автомобильных аварий есть и еще один отрицательный момент. Люди настолько привыкли по фильмам, что автомобиль должен взорваться буквально через пару секунд после столкновения, что зачастую они стремятся как можно быстрее вытащить из машины всех пострадавших. При этом если человек получил в аварии травму позвоночника, то подобное скоростное извлечение его из машины может лишь подвергнуть его дополнительному риску.

Притяжение стекла
Всем известно, что собирать осколки от разбитого стекла нужно с предельной осторожностью, потому что порезаться ими -- пара пустяков. При этом герои фильмов прыгают сквозь оконные стекла на регулярной основе, и никто из них ни разу не порезался. У кусков разбитого стекла есть как минимум два качества, которые делают их смертельно опасными -- их вес и инерция. Во-первых, крупные куски стекла падают подобно гильотине и могут запросто отрезать целые части тела. Во-вторых, после того как стекло оказывается разбитым, благодаря своей инерции куски стекла остаются какое-то время висеть на прежнем месте, и для того, чтобы сдвинуть их, необходимо приложить усилие. Говоря иначе, прыгать через оконное стекло -- и уж тем более влетать в него верхом на мотоцикле -- было бы равносильно самоубийству.

Если выпрыгнуть в окно сквозь стекло так сложно, то как же тогда киношники снимают подобные сцены? Существует два варианта: либо они используют специальное безосколочное стекло, которое разбивается сразу на мелкие неострые кусочки, и взрывают его специальным микрозарядом за мгновение до того, как каскадер ударится в стекло, либо специальные панели из сахара, которые во всем похожи на стекло, но разбиваются очень просто и не бьются на острые осколки.
Разбор полетов по косточкам
Практически в каждом фильме можно откопать различные ошибки -- в каком-то больше, в другом поменьше. Физики подвергли детальному анализу некоторые из наиболее известных голливудских фильмов.

"Терминатор" (1984, режиссер Джеймс Кэмерон), НФ
Арнольд Шварценеггер играет роль злобного киборга, присланного из будущего, чтобы убить Сару Коннор. В то же время молодой солдат Кайл Риз прислан оттуда же, чтобы помешать ему и спасти Сару. "Терминатор" -- классический фантастический триллер, который не только с уважением относится к физике, но и даже провоцирует на некоторые размышления -- что, согласитесь, редкость для фильма действия. Автомобильные столкновения поставлены грамотно, и машины не переворачиваются кверху колесами без особых на то причин, как случается в фильмах сплошь и рядом. Недостатки малочисленны: в одной сцене Риз взрывает машину выстрелом по бензобаку, и есть несколько сцен, когда люди должны были быть сильно порезаны разбивающимся стеклом. Ах, да -- еще Арни частенько палит без остановки в течение немилосердно долгого времени. Проблема с путешествиями во времени решена достойно; объяснения его механизмов приведены четко и внятно, без лишних витиеватостей и деталей.

"Скорость" (1994, режиссер Ян де Бонт), ДФ
Деннис Хоппер играет террориста, закладывающего бомбы то в лифты, то в автобусы, а Киану Ривз -- полицейского, который ему вечно мешает. В целом "Скорость" -- отличный развлекательный фильм, однако грубых ошибок в нем навалом. И любой, кто видел этот фильм, в первую очередь вспомнит о прыжке автобуса через отсутствующую секцию моста. Совсем необязательно быть специалистом, чтобы заметить, что его хвост при "взлете" с моста уже оказывается ниже, чем уровень обрыва дорожного полотна -- то есть при любом раскладе автобус никак не смог бы "взлететь" выше того уровня, с которого начался прыжок. Кажется, еще ни одного зрителя этот прыжок не смог обмануть -- его невозможность бросается в глаза сразу. С прыжками у фильма, кстати говоря, вообще большая проблема. Когда в финале, окончательно победив маньяка, герой Киану решает, что лучше увеличить скорость вагона и проскочить на нем через строительство, он разгоняет вагон с помощью специальной рукоятки, двигающейся вверх. Внимание, вопрос: а нельзя ли было опустить ту же самую ручку вниз и снизить скорость вагона? Видимо, об этом герой, гонявший весь фильм на больших скоростях, попросту не подумал.

"День независимости" (1996, режиссер Роланд Эммерих), НУФ
К Земле прилетают злые инопланетяне в корабле в четверть массы Луны, паркуются на геостационарной орбите (то есть корабль висит постоянно над одной и той же точкой планеты) и рассылают свои корабли поменьше (каких-то 25 км в диаметре) ко всем крупным городам планеты. Уже одно это должно было бы вызвать глобальную катастрофу на Земле: тело подобного размера на геостационарной орбите вызвало бы приливы в 25 раз мощнее тех, что возникают под воздействием Луны. Отсюда полное затопление прибрежных городов, уничтожение геологических образований и глобальные землетрясения, не говоря уже о сильнейших климатических изменениях. Более того: при торможении корабля подобного размера на орбите Земли было бы выделено энергии в десятки раз больше, чем выделяется Солнцем. Планету бы поджарило еще до того, как инопланетяне остановились. Продолжать?

"Матрица" (1999, режиссер Энди Вачовски, Лари Вачовски), НУФ
С фильмом вроде "Матрицы" трудно спорить. Поскольку большая часть событий происходит внутри компьютерной программы, то все выкрутасы с физикой можно с легкостью списать на недостатки программирования. Однако в мире за пределами Матрицы создатели совершают пару действительно грандиозных просчетов, объясняя повальное рабство человечества. Получение энергии из человеческого тела -- полная бессмыслица. Во-первых, та пища, которой подкармливают заточенных в непонятной жидкости людей, должна была бы содержать гораздо больше энергии, чем можно получить из людей -- так неужели машины не сумели бы придумать какой-нибудь способ получения энергии напрямую, раз они такие дьявольски умные? Более того: дальше по ходу фильма Морфеус мимоходом замечает, как он лично видел, как машины превращают мертвых в питательную жидкость, которая затем скармливается живым. В этот момент фильм подходит опасно близко к утверждению, что вся эта огромная система -- самый что ни на есть вечный двигатель.

"Звездные войны. Эпизод I: Призрачная угроза" (1999, режиссер Джордж Лукас), ПВФ
Физика в этом фильме не только не похожа на привычную нам, но еще и абсолютно нелогична. Например, подводный город жителей далекой планеты окружен защитным щитом, который не пропускает воду -- однако человеческое тело, состоящее из воды на 80 процентов, почему-то способно пройти сквозь него. То же самое защитное поле затем используется на поле боя достаточно примитивной цивилизацией, вооруженной копьями и пращами. Их катапульты стреляют голубыми шарами, взрывающимися при попадании в цель -- соответственно, технологию создания взрывчатки цивилизация уже освоила, но вот получить порох им почему-то не под силу. Далее военные машины злодеев выгружают множество дроидов -- которые, если честно, выглядят так, что один 50-калибровый пулемет времен Второй Мировой мог бы с легкостью превратить их в кучку железа, и эти дроиды с легкостью проходят сквозь защитное поле! Если выходит так, что поле способно пропускать металлические предметы, то зачем тогда злодеям понадобилось тратить такую кучу денег на разработку армии высокотехнологичных дроидов, когда отряд морских пехотинцев с автоматами справились бы с задачей гораздо более эффективно?

"Искусственный разум" (2001, режиссер Стивен Спилберг), ПВФ
В самом начале голос за кадром сообщает нам, что человечество сумело изобрести идеальную дешевую рабочую силу -- роботов. По его словам, роботы не требуют никаких источников энергии помимо той, которая была затрачена на их создание. То есть их не надо перезаряжать, ремонтировать или перезаправлять -- проще говоря, это ходячие вечные двигатели. Если бы такое действительно было возможно, человечеству пришлось бы в корне пересмотреть все основы физики. Далее по ходу фильма мальчик-робот прыгает в море, а его друг отправляется за ним на вертолете, который чудесным образом в одно мгновение превращается в субмарину. Говорить о том, что параметры создания вертолета прямо противоположны параметрам создания субмарины, излишне: вертолет должен быть построен из легких структур, чтобы подниматься в воздух, субмарина же из тяжелых, чтобы опускаться под воду. Подводной лодке необходимо сопротивляться огромному дифференциалу между внутренним и внешним давлением, у вертолета же такой необходимости практически нет. Говоря проще, задача сконструировать аппарат, способный совмещать функции вертолета и подводной лодки, стала бы для инженеров самым настоящим кошмаром.

"Планета обезьян" (2001, режиссер Тим Бартон), ПВФ
В первых же сценах мы оказываемся на борту космической станции. Там очень здорово: огромные помещения, люди ходят туда-сюда. Станция при этом и не думает вращаться: каких бы то ни было других способов достижения гравитации на станции тоже не видно. Также на станции имеется немаленький учебный центр для шимпанзе: видимо, люди слишком ценный материал, чтобы посылать их в космос, а о роботах или дистанционном управлении никто и слыхом не слыхивал. Когда один из шимпанзе исчезает в своей капсуле в странном электромагнитном свечении в космосе, герой, поддерживая традицию обезьянничания, тут же прыгает в другую капсулу и отправляется вслед за ним. Попадая в это свечение, его переносит на сотню лет вперед. Мы знаем это потому, что нам показывают, как цифры на часах на его приборной доске меняются с такой быстротой, что ничего не возможно разглядеть. Однако биологические часы героя почему-то нормально переносят перемещения во времени, и вместо того, чтобы продемонстрировать нам ускоренное старение-умирание-разложение-превращение в прах, герой остается жив-живехонек. Потом его капсула падает на планету, на которой обитают шимпанзе как минимум в два раза больше, чем шимпанзе на космической станции. При этом они прекрасно говорят по-английски и в состоянии одним прыжком покрывать шесть метров, будучи облаченными в тяжелую амуницию. Шимпанзе обычных размеров так прыгать не способны. Естественно, сила мышц шимпанзе возрастет пропорционально изменению размера -- то есть если увеличить шимпанзе вдвое, то сила его вырастет в четыре раза. Однако стоит иметь в виду, что вес его при этом возрастет в восемь раз -- что сделает подобные прыжки еще менее вероятными, чем если бы ими занимались шимпанзе нормального размера.

"Человек-паук" (2002, режиссер Сэм Рэйми), БО
Весь фильм построен на предположении о том, что если паука увеличить в размерах, у него по-прежнему сохранится изначальное соотношение силы и веса. Между тем кажущиеся на первый взгляд невероятные способности паука объясняются скорее его небольшим размером, чем какими-то генетическими качествами. Пауки способны реагировать на раздражители намного быстрее человека, потому что нервным импульсам приходится преодолевать гораздо меньшие расстояния и потому что при совершении действия им необходимо преодолевать гораздо меньшую инерцию. Увеличьте паука в сто раз, и он будет едва способен ходить -- если вовсе не упадет под тяжестью собственного веса. Кроме того, имеется и проблема с объемом паутины. Чтобы выдержать Человека-паука, нить паутины должна быть как минимум пять миллиметров толщиной. Предположим, что эта нить длиной 100 метров -- тогда получится, что на выстреливание одной такой стометровой нити у Человека-паука уйдет 2,7% объема его тела. Чтобы преодолеть с помощью своей паутины хотя бы один километр, Человеку-пауку пришлось бы распрощаться с 38% объема своего тела. По прибытии он был бы похож на узника концлагеря. Само собой, подобный анализ основывается на предположении, что объем производящих паутину веществ в теле Паука равен объему производимой ими паутины. Качаясь на своей паутине, Паук смог бы развивать весьма высокую скорость, но при этом контролировать целенаправленность подобного передвижения попросту нереально.

"Титаник" (1997, режиссер Джэймс Кэмерон), НФ
В "Титанике" есть некоторые недочеты, однако при любом раскладе это -- один из самых достоверных с физической точки зрения фильмов. Герой и героиня, видимо, отличались иммунитетом к холодной океанской воде, проникающей в тонущий корабль -- почти весь последний час они бродят в этой воде, и никто из них даже ни разу не вздрогнул. Наверное, их согревала любовь. В остальном же изображение катастрофы было просто великолепным. Физикам придраться совершенно не к чему: более того, в сценах, где корма корабля сначала поднималась, затем падала, отвалившись от первой половины, и затем снова поднималась перед тем, как окончательно исчезнуть под водой, физикам оставалось только аплодировать.

"Армагеддон" (1998, режиссер Майкл Бэй), ПВФ
К Земле летит астероид размером с Техас. Чтобы его уничтожить, в космос посылают команды бурильщиков с нефтяной вышки (само собой: кого же еще посылать в космос, как не бурильщиков?) с заданием пробурить в астероиде дыру в 800 футов (243 метра) и заложить туда взрывчатку. После взрыва астероид развалится напополам, и его половинки пройдут по бокам от Земли. Если интерпретировать фразу "размером с Техас" таким образом, что диаметр астероида равен протяженности Техаса, допустим, с запада на восток, что составляет 1 289 000 метров, то, согласитесь, 243 метра кажутся совершенно недостаточной глубиной. Астероиду размером с Техас не помешала бы дыра такого же размера, и вот вам альтернативное решение проблемы -- боулинг! Если выслать навстречу астероиду корабль, движущийся с той же скоростью, что и астероид, и запустить с него шар для боулинга, удар при столкновении шара с астероидом будет равнозначен взрыву 370 кг динамита! А все благодаря кинетической энергии, приобретенной шаром во время полета в космосе навстречу астероиду. Каждый "Шаттл" способен поднимать до 29 000 кг груза -- то есть до 3600 шаров для боулинга. Если предположить, что одним шаром можно пробить двухметровую дыру в астероиде, то 3600 шаров сделают 7200-метровую дыру. Задумайтесь: какие перспективы для съемок блокбастера! В любом боулинге можно найти не меньше колоритных отщепенцев и прожигателей жизни, чем на нефтяной вышке. "Шаттлы" НАСА можно переоборудовать под боулинги внутри. В финале хозяин боулинга может высчитать, что его массы как раз недостает для нанесения финального удара по астероиду и он вылетит в космос вместе с последним шаром для боулинга в духе камикадзе. Планета рыдает. Да, и финальное "но": даже если бы астероид действительно разделился на две половины и пролетел на расстоянии 400 миль от Земли, как указано в фильме, его притяжение было бы в сотни раз сильнее притяжения Луны. Это создало бы гигантские приливные волны, уничтожившие большую часть населения Земли. Иногда бывает так, что хэппи-энд попросту невозможен.