התשובות לשאלות הכי מרתקות, מציקות ומוזרות של עונת סרטי הקיץ ההוליוודיים
עד כמה חזק יכול אדם להיות?
בהשראת סופרמן: איש הפלדה
העלילה: בגרסה המחודשת האחרונה של הקומיקס בן ה-75, סופרמן, בנו התמים של חוואי, מגלה את כוחותיו ומציל את כוכב הלכת משני רשעים מטורפים, הגנרל זוד ויד ימינו, פאורה, המגיעים מקריפטון עם כוונות להרוס.
התשובה: סופרמן יכול אולי להרים אוטובוס או אסדת נפט, אבל בני אדם נולדים עם מגבלות ברורות למדיי בכול הקשור לכוחם הגופני, שהראשונה שבהן היא טבעו של השריר. הכוח המקסימלי שבני אדם מייצרים תלוי באופן בו סיבי השריר שלנו פועלים. במהלך השנים, הוציאו מדענים שרירים מבעלי חוליות שונים ובחנו את הקיבולות שלהם. מה שעלה מהמחקר היה חוק בסיסי מגניב למדיי: שריר יכול לייצר כ-30 ניוטונים של כוח (או שלושה ק"ג) לכל סמ"ר בחתך רוחב. "מתוקף היות האבולוציה תהליך שמרני, הרכיבים של כל השרירים האלה זהים באופן בסיסי", אומר פיטר וויאנד, פיזיולוג יישומי באוניברסיטת סאות'רן מת'ודיסט בדאלאס.
אז למה לא פשוט לבנות יותר שריר? בני אדם עושים את זה במידה מזה עידנים: פיזית, אנחנו מפותחים יותר ממה שהיינו לפני אפילו 500 שנה. אבל, אומר ג'ופרי ברת'לוט, אנליסט ספורט, "אי אפשר להגביר את מסת השרירים מעבר לגבול מסויים כי העצמות שלנו לא יתמכו בכוחם". גם לגידים, שהם עמידים למדיי, יש גבולות – רוחב של 15,000 psi. ברת'לוט אומר שבני אדם, כנראה, מגיעים לגבולות העליונים שלהם בזמן ביצוע תרגילים אתלטיים.
גם תרכובת השריר מגבילה את הביצועים של בני האדם. סיבי שריר המתכווצים במהירות מייצרים יותר כוח מעמיתיהם המתכווצים לאט. באמצעות אימונים, יכולים האתלטים לשנות את מהירות הפעלת השריר, אבל מחקר מצביע על כך שברוב המקרים, הדבר נקבע מראש על ידי הגנטיקה.
דרך אחת להעלות את גבול הכוח האנושי היא להנדס אתלט שהוא, עקרונית, על-אנושי. מבנה עצמות שונה יוכל להגביר את התנופה של תנועות מסויימות. לדוגמה, על פי האנתרופולוג האבולוציוני סטיסן צ'רצ'יל מאוניברסיטת דיוק, בשעה שזכרים נאנדרתליים הפעילו כוח על ידי כיפוף מרפק, הם היו כנראה חזקים בשליש מגברים ממוצעים כיום. לכן כשחושבים על סופרמן, שווה לזכור שהוא הגיע במקור מקריפטון. כמו ניאנדרתל, הוא טכנית לא בן אנוש אלא הומנואיד, לכן חלים עליו חוקים אחרים.
ספקנות בריאה: החליפה של סופרמן בלתי ניתנת להריסה בערך כמו איש הפלדה עצמו. מחברי ספרי הקומיקס אמרו שחוזקה הוא תוצאה של שדה כוח או טקסטילים מקריפטון, אבל זה תמיד נשמע חלול. הדרך היחידה לייצר חליפה חסינה לכדורים היא לחזק אותה עם גרפן, שהוא גמיש, אולטרה-דק וחזק פי 50 מפלדה.
למה להתאמץ בכלל כדי לשלוט ברובוט באמצעות מחשבות?
בהשראת פסיפיק רים
העלילה: כשמפלצות אדירות שנקראות קאיג'ו עולות ממעמקי האוקיינוס השקט, האנושות מנסה להדוף אותן באמצעות רובוטי קרב שנשלטים מרחוק על ידי טייסים המחוברים לממשקים עצביים.
התשובה: נו, כמובן שהייתם יכולים להשתמש בממשק קיים ומוכח, כמו שעושים טייסי מל"טים. אבל ממשק בשליטה-מוחית (BCI) מגניב הרבה יותר. ובעקרון, הוא טוב יותר: כפי שכל גיימר יודע, יש גבול ביו-מכני למהירות שבה יכול אות מוח לעבור לשריר, וכשנלחמים בקאיג'ו, כל אלפית שנייה חשובה.
עם זאת, המדענים נמצאים כברת דרך מהנקודה הזאת. ממשקי BCI קיימים – מדענים השתמשו בהם כדי לשלוט ברובוטים – אבל הם מגושמים למדיי. קשה לקבל אות ברור מתבנית גלי מוח, אשר מוביל לטעויות ויכול להאט תגובות. "אנחנו מאוד נזהרים כשאנחנו מדברים על BCI", אומר פרנסיסקו ספולבדה, מהנדס ביוטכנולוגיה באוניברסיטת אסקס באנגליה שעבד על ממשקים עצביים במשך 20 שנה. "הוא לא יכול להוות פתרון עצמאי פרט למקרים ספציפיים".
ממשקי BCI טובים יותר, לדוגמה, עשויים בבוא היום לאפשר למשותקי ארבעה גפיים לנוע, או לסייע לטייסים המרותקים למושביהם מכוחות G. אבל אפילו במקרה הזה, לממשקי BCI היה שימוש מוגבל; מדענים יוכלו ליצור בקלות רבה יותר ממשק שמגיב להוראות קוליות או לתנועות עין, או שהם אולי לא יזדקקו לממשק בכלל. כשמדובר במטוסים או במכוניות (או רובוטים במשקל 2,700 טון), בקרים אוטונומיים הם כנראה אופציה טובה יותר.
עבור אלה השואפים לבנות ממשקי BCI, הטייסים של פסיפיק רים כן מציגים רעיון שימושי: הם נוהגים ברובוטי הקרב שלהם בזוגות, כשמוחותיהם מקושרים על ידי "גשר עצבי". הקבוצה של ספולבדה סיימה זה עתה לבצע ניסוי על הקונספט הזה. משתתפים חולקו לצוותים של שניים, ותוכנה קראה אותות מוח משני חברי צוות בזמן שהם הפעילו סימולטור של חללית. על ידי איחוד האותות העצביים, ניקה ה-BCI חלק מההפרעות על ידי ביצוע ממוצע אותות וטס ברמת דיוק גבוהה יותר. מתברר ששני ראשים אכן טובים מאחד.
ספקנות בריאה: על פי צילומי הסטילס של ההפקה, הדם של הקאיג'ו הוא כחול, דבר מוזר, אבל לא בלתי אפשרי. לסרטן זנב חרב, בין פרוקי רגליים אחרים, יש דם כחלחל. תאי הדם שלו משתמשים בחלבונים הבנויים מנחושת במקום ברזל כדי לשאת חמצן. דמו גם נקרש בקלות, עובדה המאפשרת לסרטן, וככל הנראה גם לקאיג'ו, להתאושש במהירות מפציעות.
כיצד משלבים יוצרי הסרטים העצמאיים העומדים מאחורי הסרט Europa Report מדע במדע הבדיוני שלהם
הקשיבו למומחים
הבמאי סבסטיאן קורדרו ומפיקיו עבדו עם יועצים מה-Science & Entertainment Exchange, יוזמה של אקדמיות המדע הלאומיות של ארצות הברית. שני מדענים העוסקים בכוכבי לכת בחנו כל פרט. דוגמה אחת: הם הצליחו לחשב בדיוק כיצד כוכב צדק נראה, במונחים של גודל ומרקם הפסים שלו, כשהצוות חלף על פניו בטיסה.
בחנו מסמכים של נאס"א
כיוון שהסרט מוצג כצילומים תיעודיים שנמצאו, עבר קורדרו על שעות של הקלטות צילומים של משימת אפולו כדי להבין טוב יותר כיצד משימת חלל אמורה להיראות דרך המצלמה. הוא שם לב במיוחד לכוכבים – או להעדרם: מכיוון שהם היו כל כך עמומים שהמצלמות לא זיהו אותם. לכן במקום נוף של כוכבים, השתמש קורדרו בהפקה ברקע שחור.
אל תציגו את מה שאתם לא יודעים
כדי לקבל את האספקטים הספקולטיביים יותר של הסרט, השתמש קורדרה באזכורים במקום בהדגמות. "בהתחלה פחדתי שהחבר'ה האלה ירחיקו לכת יותר מדיי בניסיון להציג את מה שאמור להימצא על הירח אירופה", אומר קווין האנד, היועץ המדעי. במקום זה, השאיר צוות הסרט את הפרטים מעורפלים באופן מתגרה – ולפעמים אפילו מפחיד.
תצלום מתוך הסרט Europa Report |
הסרט Europa Report עלה לאקרנים בארצות הברית ב-2 באוגוסט.
האם אי פעם נחליף אקדחים טובים באקדחי פייזר מצועצעים?
בהשראת האויב בתוכנו – סטארטרק
העלילה: בסרט ההמשך לסרטו של ג'יי.ג'יי. אברמס משנת 2009, פיגוע חבלני בלונדון מעורר מצוד חובק עולם אחר סוכן פדרציה בוגדני – והשיא – בקרב חלל בין מעבורת הבוגד לבין ספינת החלל אנטרפרייז.
התשובה: מאז עלייתו לאקרנים ב-1966, הפייזר של מסע בין כוכבים נותר נחלתם של מחלקות אביזרים בהוליווד וכנסים של מעריצי הסדרה. אבל כלי נשק מכווני-אנרגיה מתוכננים להופיע בשדה הקרב בקרוב. בואינג, לדוגמה, מפתחת HEL MD (high-energy laser mobile demonstrator – תותח לייזר נייד באנרגיה גבוהה) בעצמה של עשרה קילו-וואט המורכב על משאית להגנה נגד תקיפות נחילי מל"טים, טילים או פגזים. במקום לשגר טיל העולה מיליון דולר ויותר על כל איום, יוכלו מומחי הגנה להשתמש בלייזרים כדי להשמיד מטרות מרובות באופן מדוייק. על אף שעשן יכול לעמעם את עוצמתה של קרן, לייזרים לא צריכים לקחת בחשבון מהירויות או טווחי רוח, והם אינם מתיזים רסיסים, ובכך מפחיתים נזקים סביבתיים.
בואינג בוחנת גם יחידה קטנה יותר המכונה מערכת לייזר טקטי (Tactical Laser System). שהוא אמנם רחוק עדיין מלהיכנס לנרתיק אקדח, אבל ניתן יהיה להרכיב אותו על כלי שיט ימיים לצד רובי Mk 38. המטרה תהיה הגנה מפני נחילי מל"טים או צי של כלי שיט קטנים יותר, על ידי השמדתם באופן מעשי או על ידי שימוש בקרניים בעלות עצמה נמוכה יותר כדי לעוור או לנטרל חיישנים (או עיניים).
אקדחי קרני לייזר הופכים ללא ישימים בקנה מידה קנה יותר. בואינג, לדוגמה, עובדת על לייזר 2 קילו-וואט נייד, המסוגל להשמיד מטרות לא מוגדרות (החברה לא מוכנה להיכנס לפרטים). אבל אפילו כלי הנשק הזה לא קטן מספיק כדי להחליף את רובה הסער האמין; דרושים שני חיילים כדי לשאת אותו. הלייזר יהיה הכי שימושי במשימות חשאיות, כיוון שניתן יהיה למקם ולירות ממנו מרחוק, עם חשיפת אור ושמע מינימליים.
האתגר הגדול ביותר בבניית נשק ידני מכוון-אנרגיה הוא האנרגיה עצמה. לייזר 100 קילו-וואט יכול לצרוך שתי כוסות של דיזל בשימוש בן ארבע שניות. זו עסקה מעולה בהשוואה לשיגור טילים. אבל קרן מוות למטרות כלליות בקנה מידה המתאים לחיילי רגלים היה דורש דלק בעל צפיפות אנרגטית שהחוקרים של היום יכולים רק לחלום עליו. "אנחנו לא קרובים", אומר סובין מת'אודהו, מהנדס חומרים במשרד המחקר של צבא ארצות הברית. כדי ליצור את זה, הוא אומר, " נדרשת פריצת דרך משמעותית ביותר בקנה מידה של טכנולוגיית היתוך".
ספקנות בריאה: בשלב מסויים בסרט, מנסה ספוק לכבות הר געש באמצעות משהו כמו קוביית קרח-על. אבל כדי לדכא התפרצות, היה צריך להקשות את המגמה כולה בבת אחת, אומר אריק קלמטי, וולקנולוג מאוניברסיטת דניסון. זה היה דורש קירור מיידי בקנה מידה אדיר; פחות מכך היה רק יוצר הרבה קיטור, שהיה מעצים את ההתפרצות.
האם שלדים חיצוניים יטוסו אי פעם?
בהשראת איירון מן 3
העלילה: טוני סטארק, המיליארדר המופקר, הממציא וגיבור העל, מתמודד עם סדרה של התקפות – כולל תקיפה אווירית על ביתו והיאבקויות עם בריונים משודרגי ננו-טכנולוגיה – שנשלחו על ידי מחבל בין-לאומי המכנה את עצמו המנדרין.
התשובה: באיירון מן, החליפה של טוני סטארק היא עצמתית ביותר, מערכת נשק לבישה שיכולה לזרוק מכוניות ולתמרן טוב ממטוסי קרב. במציאות, היא סינתזה של שתי טכנולוגיות: תרמיל ריחוף ושלד חיצוני, שהוא המבטיח מבין השניים. במונחים של שלדים חיצוניים, אף אחד לא הולך לדחוק את רגליה של ביואיק בזמן הקרוב, אבל מספר מערכות כבר קיימות כמכשירי סיוע או שיקום רפואי. חברות כמו Argo Medical Technologies ו-Ekso Bionics מציעות מכשירים ממונעים המיועדים לבעלי נכויות שיכולים למעשה ללכת ולהוליך את לובשיהם, בצורה אלטרנטיבית יעילה יותר מכיסאות גלגלים.
לשלדים חיצוניים יכולים גם להיות שימושים נוספים. בנאס"א, מתכננים החוקרים לשלבם אל תוך חליפות חלל. הם פיתחו מכשיר אחד שבסופו של דבר יאפשר לאסטרונאוטים ללכת על פני המאדים למשכי זמן ארוכים, עמוסים בציוד, בעודם מבזבזים מעט מאוד אנרגיה.
בינתיים, פיתוח חגורות הסילון (המונח הטכני לתרמילי ריחוף) נמצא בקיפאון יחסי. קומץ של דגמים יצאו לאור בעשור האחרון – כולל ה-H202 של Jet Pack International וה-Rocket Belt של TAM – אבל אף אחד מהם לא התברר כמשהו יותר מתרגיל יחסי ציבור. המערכות נאבקות להישאר באוויר למשך זמן שימושי, ומרוקנות מכלי דלק בתוך פחות מדקה. המשקל המוסף של שלד חיצוני היה רק מחריף את הבעיה.
באשר לשלדים חיצוניים עתידיים, אומר כריס בק, מהנדס בנאס"א, שהמערכות של היום, כמו ה-X1 שהוא מפתח, יובילו למערכות העל-אנושיות של המחר. "אנחנו לא רק מדברים באוויר. שלד כמו שלנו, או גרסה מעובדת שלו, יוכל לשמש להגברת כוח", הוא אומר. שלדים חיצוניים עשויים גם להיות מסוגלים לעוף – רק לא עם תרמילי ריחוף. "מה היה קורה אם היינו משלבים מטוסים אולטרה-קלים עם טכניקות שיווי המשקל האוטומטי שלנו?" אומר לארי ג'אסינסקי מנכ"ל Argo, ששלד ה-ReWalk שלו מוצע למכירה לשימוש אישי באירופה ובישראל. במקום מושב טייס ומערך בקרה טיפוסי, הטייס יוכל פשוט להידחק לתוך החליפה המשולבת של כלי הטיס. "הייתם יכולים הלכה למעשה להישען לשמאל או לימין, ורכיבי השלד החיצוני היו מנווטים בשבילכם".
ספקנות בריאה: מגפי הסילון של איירון מן פועלים מתחת לפני המים, נתון המתעלם מהעובדה שסילונים מבוססי בעירה פנימית טובעים כשהם צוללים. DARPA תרה אחר הצעות לכלי טיס צוללים ב-2008, אבל הפרויקט הזה, כך מסתמן, טבע בים.
ישנם שני סוגי רובוטים בהוליווד: משרתים בלתי מזיקים שנמצאים מרחק תקלה אחת מרציחת בעליהם, ורובוטים שתוכננו לרצח המוני מלכתחילה. הנה מבט על הסוג השני, כיתת מכונות הריגה שנבנתה לשם כך – והדגמים פורצי הדרך שנתנו צורה חדשה לאחד מחלומות הבלהות הישנים ביותר שלנו.
מכונות מכניות
כוכבי סרט האנימציה הקצר סופרמן משנת 1941 הציגו את אחד הארכיטיפים הגמלוניים של רובוטים קטלנים שהחזיקו למשך הזמן הארוך ביותר – ההומנואיד המפחיד.
ED-209
בעוד אין דבר קטלני במיוחד בעיצוב הדו-רגלי של ה-ED-209, שהופיע לראשונה ברובוקופ של 1987, הוא היה איקוני מספיק כדי להישאר ללא פגם בגרסה החדשה שתצא בשנת 2014.
רובוטי סנטינל
המטריקס (1999) סיפק את הפרשנות החייזרית ביותר על רובוטי הרג: רובוטי הסנטינל המבעיתים בעלי רגלי הדיונון וראש העכביש, אשר תוקפים קרבנות באמצעות זרועות ציד מרובות חדות כתער.
האם בני אדם יכולים לשרוד על מושבה לוויינית קבועה?
בהשראת אליסיום
העלילה: ב-2154 בני האדם העשירים ביותר חיים על תחנה לוויינית אפנתית בשם אליסיום. אדם אחד מנסה לרתום את הטכנולוגיה מצילת החיים של השכבה העליונה של התחנה כדי להציל את ההמונים העניים והחולים שנותרו על כדור הארץ – ומתחיל עם עצמו.
התשובה: על אף הנופים המדהימים, החיים בחלל הם קשים. מיקרו-כוח משיכה מרוקן את המסה מבשרנו ועצמותינו, והקרינה שבדרך כלל נחסמת על ידי המגנטוספרה של כדור הארץ יכולה לקצר חיים. לכן ההנחה עליה מבוסס הסרט אליסיום מציגה בעיה קשה: מדוע שהתושבים המפונקים ביותר של כוכב הלכת ישלמו כדי לחיות בסביבות חיוּת לווייניות שהופכות אותם לשבריריים ומוכי סרטן?
בסרט, התשובה היא שכסף מרפא הכל. שירותי הבריאות של התחנה עולים על כל דבר הקיים על כדור הארץ, עם מכשירים שמוחקים כמעט כל חולי פיזי, כולל סרטן. באשר לסכנות המקושרות לכוח משיכה חלש, אליסיום היא בעלת מבנה טורוס סטנפורד, עיצוב שהוצג לראשונה בשנות ה-70, בו דיירים מתגוררים בחלקו הפנימי של גלגל ענק מסתובב, עם כוח צנטריפוגלי שמספק כוחות G מקבילים לאלה של כדור הארץ.
בתיאוריה, הטורוס אמין מבחינה מדעית, אבל בנייתו עשוייה להיות בלתי אפשרית. הוא היה דורש גרירה של מיליוני טונות של חומר למסלול לווייני. " למעשה, יהיה פשוט בהרבה ליישב את הירח מאשר לבנות את טורוס הסטנפורד הזה", אומר ג'ון ב. צ'ארלס, מנהל תוכנית חקר האדם בנאס"א. זה יכול גם להיות קשה למצוא דרכים חדשניות לבטל את סיכוני הבריאות הקשורים לחיים על קצה המגנטוספרה של כדור הארץ. אסטרונאוטים של היום מסוגלים לספוג שנתיים עד שלוש של קרינה על סיפון תחנת החלל הבין-לאומית, בביקורים קצובים, לפני שהם מקורקעים. על פי צ'ארלס, סביבת חיוּת קבועה יותר הייתה ככל הנראה משתמשת בחומרים כמו מי פסולת כדי להסיט קרינה. בסופו של דבר, הייתה נדרשת הרבה עבודה כדי להימנע מהתנוונות. נקווה שהנופים שווים את זה.
ספקנות בריאה: רובה ה-railgun של מאט דיימון יגרום לכמה גבות להתרומם. היתרון בהספקת כ-100,000 אמפר לכלי ירייה מונע כוח אלקטרומגנטי הוא טווח ארוך יותר. זה עשוי להיות הגיוני עבור כלי נשק המורכב על אנייה, כמו זו שהצי האמריקני עובד עליו. אבל עבור קרבות ירי שלא מתרחשים ממרחקים של קילומטרים, אבק השריפה פרקטי יותר.
ניל בלומקמפ, במאי הסרטים אליסיום ו-District 9, אייר בעבר אילוסטרציות עבור פופיולר סיינס. הוא חולק איתנו שני סודות שיוצרים מדע בדיוני מעולה:
טפחו אמונה
"כשאני מעצב משהו, בין אם זה עבור סרט או בשביל פופיולר סיינס, אני צריך להאמין שהוא יכול לפעול. אם אני לא מאמין בכך, גם הקהל לא יאמין. מה שמוביל לחזון מאוחד הוא כשהבמאי יכול לדמיין את כל הדימויים החזותיים האלה בראשו".
ספרו סיפורים אמיתיים
"מדע בדיוני הוא רק פילטר להתבוננות על החיים האמיתיים. אני לא מנסה לספר סיפור שמתרחש ב-2154. אליסיום הוא סיפור על עשירים ועניים. בעוד 150 שנה כדור הארץ כנראה ייראה דומה מאוד למה שמוצג בסרט: עוני המוני, מגפות, מחלות, עודף אנשים ומעט מדיי מקורות. וכל הטכנולוגיה המשוגעת שמשנה את החיים תהיה מרוכזת באיזורים של עושר, עם שומרים חמושים בשער. מה יקרה אז?"
ראו גלריה של העבודות של בלומקאמפ ב-popsci.com/blomkamp
אחת מעבודותיו של ניל בלומקמפ עבור פופולר סיינס |
עוד על חידושים בגליון אוגוסט של popular science ישראל – למבצע היכרות מיוחד לגולשי HWzone.co.il