В спекулятивной фантастике силовое поле , иногда называемое энергетическим щитом , силовым щитом , энергетическим пузырем или дефлекторным щитом , представляет собой барьер, создаваемый чем-то вроде энергии , отрицательной энергии , темной энергии , электромагнитных полей , гравитационных полей , электрических полей , квантовых полей , телекинетических полей , плазмы , частиц , излучения , твердого света , магии или чистой силы . Оно защищает человека, область или объект от атак или вторжений или даже отражает энергетические атаки обратно на атакующего. Эта вымышленная технология создана как поле энергии без материи, которое действует как стена, так что объекты, затронутые определенной силой, относящейся к полю, не могут пройти через поле и достичь другой стороны, вместо этого отклоняясь или уничтожаясь. Фактические исследования в 21 веке изучали потенциал отклонения радиации или космических лучей , а также более обширного экранирования.
Эта концепция стала основой многих научно-фантастических произведений, настолько, что авторы часто даже не удосуживаются объяснить или обосновать их своим читателям, относясь к ним почти как к установленному факту и приписывая им любые возможности, требуемые сюжетом. Способность создавать силовые поля стала частой суперспособностью в супергеройских медиа .
Концепция силового поля восходит как минимум к началу 20 века. Энциклопедия научной фантастики предполагает, что первое использование этого термина в научной фантастике было в 1931 году в «Космических гончих» МПК Э. Э. «Дока» Смита . [1]
Ранний предшественник того, что сейчас называется «силовым полем», можно найти в произведении Уильяма Хоупа Ходжсона «Ночная земля» (1912), где Последний Редут, крепость остатков человечества далекого будущего, охраняется «Воздушным засором», созданным горящим «Земным током». [2] [1] Еще более ранним предшественником является роман Флоренс Карпентер Дьедонне 1887 года «Ронда, или Тридцать три года в звезде » [1] , где далекий Солнечный остров окружен «стеной в воздухе», которая блокирует доступ по суше, морю и воздуху, и которая иногда отключается. [3]
Во вселенной Айзека Азимова Foundation личные щиты были разработаны учеными, специализирующимися на миниатюризации планетарных щитов. Поскольку их в основном используют Торговцы Фонда, большинство других жителей Галактической Империи не знают об этой технологии. В несвязанном рассказе Breeds There a Man...? Азимова ученые работают над силовым полем («энергия, направленная таким образом, чтобы создать стену безматерной инерции»), способным защитить население в случае ядерной войны. Силовое поле, продемонстрированное в конце, представляет собой сплошную полусферу, по-видимому, полностью непрозрачную и отражающую с обеих сторон. Азимов снова исследует концепцию силового поля в рассказе Not Final !.
Концепцию силовых полей как меры защиты от вражеского нападения или как формы нападения можно регулярно встретить в современных видеоиграх , а также в фильмах, например, в «Войне миров» (1953, Джордж Пал) и «Дне независимости» .
Способность создавать силовое поле была распространенной суперспособностью в комиксах и связанных с ними медиа. Хотя только несколько персонажей обладают явной способностью создавать силовые поля (например, Невидимая женщина из Фантастической четверки и Вайолет Парр из Суперсемейки ), она была эмулирована с помощью других способностей, таких как энергетические конструкции Зеленого Фонаря , телекинез Джин Грей и манипуляция электромагнитными полями Магнето . Помимо этого, ее важность также подчеркивается в книгах доктора Мичио Каку (например, «Физика невозможного »).
Научная фантастика и фэнтези предлагают ряд потенциальных вариантов использования силовых полей: [4]
Возможности и функциональность силовых полей различаются; в некоторых художественных произведениях (например, во вселенной Star Trek ) энергетические щиты могут свести на нет или смягчить воздействие как энергии, так и частиц (например, фазеров ) и обычного оружия, а также сверхъестественных сил. Во многих вымышленных сценариях щиты выполняют в первую очередь функцию защитной меры от оружия, выпущенного с других космических кораблей. Силовые поля в этих историях также обычно предотвращают транспортировку . Обычно постулируется два вида силовых полей: один, в котором энергия проецируется в виде плоской плоскости от излучателей по краям космического корабля, и другой, где энергия окружает корабль как пузырь.
Способность создавать силовые поля стала частой сверхспособностью в супергеройских медиа . Хотя иногда это явная сила сама по себе, силовые поля также приписывались другим вымышленным способностям. Джин Грей из Marvel Comics может использовать свой телекинез, чтобы создавать барьер из телекинетической энергии, который действует как силовое поле, отталкивая объекты. Аналогично, Магнето может использовать свой магнетизм, чтобы манипулировать магнитными полями, чтобы они действовали как щиты. Наиболее распространенная связь сверхспособностей, наблюдаемая с силовыми полями, — это сила невидимости . Это видно на примере Невидимой женщины из Marvel Comics и Вайолет Парр из Disney Pixar .
Силовые поля часто различаются по составу, хотя обычно состоят из энергии. В сериале 2017 года «Одаренные» была представлена героиня Лорен Стракер , которая обладала способностью создавать щиты, сталкивая молекулы. Это привело к тому, что она смогла создавать силовые поля из частиц воздуха и воды, а не из энергии.
В 2005 году Институт передовых концепций НАСА разработал способ защиты от радиации путем приложения электрического поля к сферам, изготовленным из тонкого непроводящего материала, покрытого слоем золота с положительным или отрицательным зарядом, который можно было бы расположить так, чтобы отклонять поток заряженных частиц для защиты от радиации. [5]
В 2006 году группа ученых из Вашингтонского университета в Сиэтле , штат Вашингтон, экспериментировала с использованием пузыря заряженной плазмы , удерживаемого тонкой сеткой из сверхпроводящей проволоки, для окружения космического корабля. [6] Это защитило бы космический корабль от межзвездного излучения и некоторых частиц без необходимости физического экранирования .
В 2007 году Лаборатория Резерфорда и Эпплтона пыталась разработать реальный испытательный спутник, который вращался бы вокруг Земли с заряженным плазменным полем вокруг него. [7] [8] [9] [10]
В 2008 году журнал Cosmos Magazine сообщил об исследовании по созданию искусственной копии магнитного поля Земли вокруг космического корабля для защиты астронавтов от опасных космических лучей . [11] Британские и португальские ученые использовали математическое моделирование, чтобы доказать, что можно создать « мини-магнитосферу » — пузырь диаметром в несколько сотен метров, возможно, созданный небольшим беспилотным судном, которое могло бы сопровождать будущую пилотируемую миссию на Марс.
В 2014 году группа студентов из Университета Лестера опубликовала исследование, описывающее функционирование плазменных дефлекторных щитов космических кораблей. [12]
В 2015 году Boeing получил патент на систему силового поля, разработанную для защиты от ударных волн, создаваемых взрывами. Она не предназначена для защиты от снарядов, радиации или энергетического оружия, такого как лазеры. Поле предположительно работает, используя комбинацию лазеров, электричества и микроволн для быстрого нагрева воздуха, создавая поле (ионизированной) перегретой воздушной плазмы, которая разрушает или, по крайней мере, ослабляет ударную волну. По состоянию на март 2016 года не было известно о демонстрации рабочих моделей. [13] [14]
В 2016 году ученые из Университета Райса обнаружили, что катушки Теслы могут генерировать силовые поля, способные манипулировать материей (процесс, называемый теслафорезом ). [15] [16] [17]