Итак, фантастическая идея-предсказание "атомный двигатель для космического корабля" обладала и внутренней красотой, и внешним оправданием. Это чутко уловил Г. Уэллс и дал широкую панораму "атомной энергетики". Метод же, с помощью которого идея была получена, представлял собой одну из разновидностей приема "наоборот". Если объект, по общему мнению, обладает каким-то неизменным свойством, сделаем все наоборот и объявим это свойство меняющимся: атом неделим — сделаем его делимым и воспользуемся результатами. Кстати, легко можно видеть, что одна и та же фантастическая идея может быть получена, конечно, с помощью не одного приема, а нескольких. В частности, идея увеличения скорости света может быть результатом использования не приема ускорения, а приема "наоборот". Скорость света постоянна? Сделаем ее меняющейся.
Итак, время показало, что атом обладает большими запасами внутренней энергии. Из разряда "бредовых" идея перешла в разряд невыполнимых. Да, энергия есть, но использовать ее никогда не удастся. В 1933 г. Э. Резерфорд заявлял, что мысль о возможном использовании атомной энергии есть вздор. Уже после открытия цепной реакции, в 1939 г., Н. Бор говорил о том, что практически использовать реакцию атомного распада будет невозможно. И все же энергия атома была использована практически — сначала в военных, а затем в мирных целях. В настоящее время ведутся разработки атомного двигателя и для космических аппаратов. В США были проведены испытания экспериментального ядерного двигателя "Нерва", где тепло выделяется при ядерном распаде соединений урана. Исследуются возможности импульсных ядерных двигателей, где источником энергии является серия термоядерных микровзрывов.
Если ненадолго отвлечься от темы нашего разговора (прогнозирование в космонавтике и астрономии), то полезно вспомнить судьбу другой идеи — беляевского человека-амфибии. Идея о том, что человек, подобно рыбе, сможет дышать под водой, используя растворенный в воде кислород, в 1928 г. выглядела полностью ошибочной с научной точки зрения. Позднее идея из числа ошибочных перекочевала в разряд "сомнительных". Затем о ней стали говорить "почему бы и нет". В наши дни принципиальная осуществимость идеи сомнений не вызывает, вопрос лишь в сроках.
Читатель вправе спросить: "Не призывает ли автор верить в прогностическую ценность именно наиболее "бредовых" идей фантастов?" Нет, к этому я не призываю, но прошу лишь читателей, оценивающих прогностичность фантастических идей, помнить о следующем:
во-первых, роль эмоционального возбудителя лучше всего выполняют идеи, находящиеся на грани или даже за гранью современной науки, именно они эффективней снимают психологическую инерцию, расковывают фантазию;
во-вторых, фантастическая идея может быть оценена примерно так же, как научная теория: правильная теория должна быть красивой (внутреннее совершенство) и разрешающей реально существующие противоречия (внешнее оправдание). Рассмотренные ранее идеи этими качествами обладали, в том числе и идеи гиперпространства, и увеличения скорости света.
Существуют, конечно, примеры идей, не отвечающих одному или обоим критериям и потому вряд ли имеющих силу научно-фантастического предсказания. Таковы, например, многочисленные идеи о посещении Земли пришельцами в далеком или недавнем прошлом.
Эфирные города
Вернемся к рассказу о приемах, используемых фантастами. Один из таких приемов — дробление (и обратный ему прием — объединение). Выберем в качестве изменяемого объекта одну из планет. Используем прием дробления. Впервые подобная идея (раздробить на 12 частей планету Уран) была высказана в повести Г. Гуревича "Первый день творения" (1959 г.). В 1963 г. советский астроном В. Д. Давыдов предложил раздробить на 400 частей все планеты Солнечной системы. Каждая из новых планет была бы сходна с Землей по массе, на каждой можно было бы основать колонию землян. Психологический нюанс: в литературе, описывающей будущее космонавтики, идея использования вещества планет часто упоминается со ссылкой на В. Д. Давыдова, однако повесть Г. Гуревича никогда не упоминается.
Итак, планеты раздроблены на 400 частей. Продолжим дробление. 10 тыс. или даже 1 млн. обломков не приводят к качественно новому результату — будет всего лишь рой астероидов, условия жизни на которых вряд ли окажутся лучше, чем на землеподобных планетах. Новое качество — это дробление планет в пыль и газ. Мы уже говорили раньше об идее Г. Альтова о Большом Диске в плоскости эклиптики. Идея была получена с помощью этажной схемы, но, как видим, тот же результат можно получить и с помощью приема дробления. В повести Г. Альтова вещество планет раздроблено в газ и пыль. Между тем вещество может быть оставлено и в твердом состоянии. Получим либо твердый диск около Солнца, либо твердую сферу — идея известна более 20 лет как сфера Дайсона.
Уже то обстоятельство, что в перечне авторов идей о "разрезке" планет есть не только фантасты, но и ученые, говорит о прогностической ценности идей. Реальным решением демографической проблемы в будущем сможет стать создание либо группы землеподобных планет, либо сферы Дайсона, точнее, не самой сферы, а ее модификации — раковины Покровского, состоящей из отдельных устойчивых колец, имеющих разные плоскости вращения.
Рассматривалась в науке и фантастике и иная возможность расселения человечества в космосе, полученная, в сущности, с помощью тех же приемов дробления и объединения. Речь идет об "эфирных городах", о которых писал еще К. Э. Циолковский, затем А. Беляев в "3везде КЭЦ", а значительно позже детально "переконструированных" Д. О'Нилом. Объектом изменения выбирался космический корабль. Доставленный на орбиту, он разбирался на части (дробление), из которых делали блоки будущего космического города. В космос засылали большое количество кораблей (прием увеличения), элементы соединяли в единую конструкцию (прием объединения) и получали космический город, в котором, по оценкам О'Нила, можно расселить до 190 тыс. человек.
Попробуем пофантазировать о будущем космических городов, используя известные нам приемы увеличения (уменьшения) и дробления (объединения). Увеличим количество элементов в цепочке, образующей город, получим линейную конструкцию длиной в сотни километров. Такая конструкция будет динамически неустойчива, и ее следует изогнуть так, чтобы конструкция стала дугой окружности, в центре которой находится Земля. Продолжим наращивать число элементов (прием увеличения). Наступит момент, когда дуга города замкнется, около Земли появится кольцо, "висящее" на некоторой высоте.
Можно ли еще больше увеличить число элементов конструкции, ведь кольцо уже замкнуто?
Попробуем это сделать, создавая второе кольцо внутри или снаружи первого. Кольца будем располагать близко друг от друга, чтобы между ними можно было перемещаться с помощью, например, ранцевых двигателей. Но все же скорости вращения колец вокруг Земли будут различны — внутренние кольца вращаются быстрее. Получается нечто подобное подшипнику, ось вращения которого проходит сквозь Землю. Чтобы дополнить аналогию, можно расположить между двумя кольцами отдельные цилиндрические конструкции, которые, вращаясь, смогут играть роль не только своеобразных переходных мостиков между кольцами-городами, но и служить, например, оранжереями, где искусственная сила тяжести (создаваемая вращением цилиндров) может быть значительной.
Представим себе такие кольца-города на орбитах вокруг Солнца, представим аналогичные кольца, составленные из зеркал, захватывающих значительную часть солнечного излучения.
Вот несколько примеров использования в фантастике приема объединения. Прежде всего упомянем "Великое Кольцо" И. А. Ефремова — объединение всех цивилизаций Галактики в единую систему разумов, общающихся друг с другом. Объединение, если можно так выразиться, формально-информационное. Каждая цивилизация развивается практически самостоятельно, возможности для взаимопомощи у цивилизаций "Великого Кольца" очень ограниченны из-за пространственной разобщенности. Следующий шаг в использовании приема объединения: цивилизации раз и навсегда объединяют свои звездные системы в единую структуру шарообразной формы. Так, в рассказе Г. Альтова "Порт Каменных Бурь" цивилизации объединяют свои звезды в единое шаровое скопление, расстояния между звездами сокращаются до световых месяцев или даже недель. Дальнейшее использование приема объединения — ситуация, когда цивилизации просто не могут обходиться друг без друга: цивилизации, находящиеся в симбиозе. Так в фантастике появляется идея о том, что познать неимоверную сложность Вселенной способен лишь симбиоз разумов совершенно разных типов, развившихся каждый по своим законам, разумов, знания которых не повторяют, а дополняют друг друга. Идея "Великого Кольца" находилась и находится в пределах современных научных представлений о причинах и методах контакта (в конечном счете именно в создании "Великого Кольца" дальняя цель программы SЕТI).
Идея же о непременном симбиозе разумов, необходимом на определенном этапе развития, симбиозе, без которого невозможно будет дальнейшее познание Вселенной, — идея эта пока находится за пределами научно-технического прогнозирования. Но разве не отвечает эта идея критериям внешнего оправдания и внутренней красоты?..
Под солнечным парусом
Прием вынесения, о котором сейчас пойдет речь, заключается в следующем — нужно отделить от объекта одно из его главных свойств. Есть обратный ему прием, приписывающий данному объекту свойство другого объекта.
Обратимся вновь к космическим кораблям. Они должны иметь двигатели (ведь это транспортное средство) и создавать условия для жизни экипажа (в сущности, выполнять функции огромных скафандров). Отделив от корабля свойство создавать условия для жизни экипажа, мы получим всего лишь корабль-автомат, управляемый экипажем, который находится в комфортных условиях на Земле. Это уже не фантастика. Достаточно вспомнить советские "Луноходы", да и любой спутник или автоматическая межпланетная станция принимает и выполняет команды с Земли. Радиоуправляемые ракеты появились в 40-х годах, радиоуправляемые космические аппараты — несколько позднее.
На страницах же научной фантастики радиоуправляемая ракета, летящая к Луне, была впервые описана Д. Шлосселем в рассказе "Лунный курьер" (1929 г.). А двумя годами раньше на страницах фантастического рассказа В. Левашова "КВ-1" стартовала неуправляемая автоматическая ракета с кинокамерами на борту. Идеи фантастов были вполне прогностичными, хотя и в данном случае на приоритет фантастики не ссылаются.
В общем, это естественно. И К. Э. Циолковский, и выдающиеся фантасты прошлого писали о полетах в космос кораблей с экипажем ("С Земли на Луну" Ж. Верна, "Первые люди на Луне" Г. Уэллса, "Вне Земли" К. Э. Циолковского, "Прыжок в ничто" А. Беляева и др.). Прогностическая функция фантастики вошла в конфликт с фантастикой как видом литературы. Правильными были прогнозы В. Левашова и Д. Шлосселя, но ведь литературно выигрышнее конфликты с участием людей, а не автоматов.
Попробуем теперь отделить от космического корабля двигатель: космический аппарат летит к цели, а его двигатель находится на Земле. Насколько это возможно?
В 1896 г. французские фантасты А. Ле Фор и А. Графиньи опубликовали повесть "Вокруг Солнца". К сожалению, комитеты по делам изобретений и открытий не принимают к рассмотрению заявок на изобретения, сделанные на страницах научно-фантастических произведений. Будь она подана, заявка А. Ле Фора и А. Графиньи составлена была бы так: "Способ передвижения корабля в космическом пространстве за счет давления света, отличающийся тем, что с целью увеличения полезной массы и улучшения иных характеристик аппарата движение осуществляют давлением света, источник которого находится на Земле".
Теоретически давление электромагнитного излучения было предсказано Дж. Максвеллом в 1873 г., но первые успешные опыты П. Н. Лебедева, доказавшего, что такое давление существует, были завершены лишь в 1899 г. Фантасты не только предсказали реальное открытие русского физика, но и использовали это открытие — луч света толкает космический корабль. Мощный прожектор установлен на Земле, где нет необходимости экономить граммы конструкции, сам же корабль несет только зеркало и полезный груз.
Плодотворная прогностическая идея не может нв развиваться. После опытов П. Н. Лебедева стало ясно: чтобы заставить двигаться космический корабль, необходимо приложить силу, которую с помощью обычного прожектора не создашь. Как разрешить это противоречие? Прожектор создает давление света на поверхность отражающего зеркала, установленного на корабле. Значит, нужно либо существенно увеличить давление света (создать совершенно новый тип прожектора), либо увеличить поверхность зеркала — давление не изменится, но общая сила тяги возрастет. Русский фантаст А. Красногорский пошел по второму пути. В опубликованной в 1913 г. повести "По волнам эфира" он увеличил поверхность отражающего зеркала до размеров огромного паруса. Более того, автор нашел естественный прожектор, естественный двигатель — Солнце. Если сделать достаточно большой парус-зеркало, давление солнечных лучей позволит кораблю маневрировать и разгоняться и даже двигаться "галсами" против ветра, как это делали на Земле во времена парусного флота.
Удивительно, что эта поэтичная по сути идея не была сразу же подхвачена. Прошло 11 лет, и лишь в 1924 г. Ф. А. Цандер опубликовал первую научную работу о космических солнечных парусниках. Сейчас же существуют разработанные в деталях проекты космических аппаратов с солнечным парусом. Один из таких аппаратов предполагалось в США запустить к комете Галлея. Существует немало модификаций паруса, например "солнечный гироскоп", состоящий из 12 лопастей, каждая из которых имеет длину 7,4 км и ширину 8 м. Такой парус на расстоянии 1 а. е. от Солнца обеспечивает тягу 50 Н. Главная здесь трудность заключается в создании тончайшей и прочной пленки для паруса (ее толщина должна составлять всего 0,0025 мм).
Давление света, кстати, приходится и сейчас учитывать в некоторых космических аппаратах. Спутники Земли, на которых ставят эксперименты по проверке эффектов общей теории относительности, должны быть ограждены от всех космических влияний, кроме одного — поля тяжести. Давление солнечного света в этом случае тоже относится к вредным влияниям, и на спутники ставят специальные двигатели, компенсирующие так называемую парусность.
Однако создание космического парусника — это один способ разрешения противоречия, о котором шла речь выше. Второй способ заключается в конструировании прожектора, способного создавать очень большое давление на поверхность отражателя. Идея прожектора, создающего в небольшом объеме колоссальную плотность лучистой энергии, появилась в фантастике задолго до изобретения лазера ("Война миров" Г. Уэллса, "Гиперболоид инженера Гарина" А. Н. Толстого и др.). Но для движения космических кораблей фантасты эту идею не использовали вплоть до реального создания лазера.
В лазерном луче может быть получена такая большая плотность энергии, что лазер можно использовать либо для того, чтобы переносить тепло, инициирующее ядерную реакцию в двигателе космического корабля, либо для того, чтобы передавать кораблю переносимый фотонами импульс. Использование лазеров в космонавтике — прогностическая идея. В 1971 г. А. Канторовиц предложил использовать мощные наземные лазеры для выведения на орбиту искусственных спутников. Два года спустя группа ученых из ФИАН СССР предложила установить в кормовой части космолета зеркало, на которое и направлять мощный луч лазера с Земли.
Однако, как это уже бывало и прежде, эта идея впервые появилась на страницах научно-фантастического произведения — в рассказе Г. Альтова "Ослик и аксиома" (1966 г.). В нем автору удалось решить сразу две проблемы, связанные с дальними космическими экспедициями. Во-первых, свести к минимуму размеры отражателя: концентрация энергии в лазерном луче может быть ошеломляюще огромной. Во-вторых, лазерный луч может нести не только энергию-импульс, но и информацию, огромную информацию обо всем, что происходит на Земле. Модулированный сигнал лазера избавляет космонавтов и от необходимости "тащить" с собой двигатели и топливо, и от информационного голода (каждое мгновение полета звездолет снабжается сведениями обо всем, что происходит на родной планете). Эта сторона предсказания фантаста — использование не только динамических, но и информационных возможностей космических лазеров — пока не обсуждалась учеными.
В судьбе фантастического предсказания "отделение двигателя от космического корабля" видны многие аспекты непростых взаимоотношений фантастики и науки.
Аспект первый. Идея-предсказание фантаста может находиться вне пределов современной науки. Со временем барьер сдвигается, ученые приходят к аналогичной идее-прогнозу, но об идее фантаста не упоминается.