Stražarji: Znanost doktorja Manhattna

(Zasluge slike: DC)

Med vsemi liki, ki naseljujejo Alana Moora in Dava Gibbonsa Stražarji , žareča modra figura dr. Manhattna izstopa kot bogu podobno bitje, ki je navidez nerazumljivo.

(Zasluge slike: DC)

Ko pa so ustvarjalci filma Stražarji iz leta 2009 približal liku, je bilo bistveno doumeti čim več o dr. Manhattnu in njegovih čudnih močeh. Zato so zaprosili za pomoč Jamesa Kakaliosa, profesorja fizike na Univerzi v Minnesoti, ki je napisal knjigo, Fizika superjunakov .

Kot znanstveni svetovalec pri filmu je Kakalios usmerjal ustvarjalce filma o vsem, od tega, kako izgleda laboratorij za fiziko, do psihologije, ki stoji za obsedenimi raziskovalci. Toda številni pogovori so bili osredotočeni na skrivnostnega doktorja Manhattna, o čemer je Kakalios - oboževalec stripov Stražarjev - več kot z veseljem razpravljal.

'Večina [dr. Moči Manhattna], čeprav ne vse, imajo nek kvantno mehanski vidik,« pojasnjuje Kakalios. 'Pogovarjali smo se o stvareh, ki jih lahko vidite, da elektroni počnejo, in morate narediti velik preskok vere, da to ekstrapolirate do dr. Manhattna, ki počne te stvari, vendar je nekako v enaki široki suspenziji nevere.'

V filmu, pa tudi v priznani stripovski seriji, na kateri temelji, je modropolti doktor Manhattan dobil svoje sposobnosti, potem ko so ga ujeli v komoro, imenovano 'intrinzični odvzemnik polja'. Po zgodbi Alana Moora in Dava Gibbonsa ga je izkušnja spremenila v kvantno zasnovanega superjunaka, ki bi lahko obstajal zunaj prostora in časa, se teleportira in razdeli na več različnih kopij samega sebe.

(Zasluge slike: DC)

Newsarama je govoril s profesorjem Kakaliosom o nekaj njegovih teorijah o znanosti, ki stoji za dr. Manhattnom – najprej... kaj je 'odštevalec notranjega polja'?

'V grafičnem romanu Wally Weaver pravi: 'Kaj, če bi bilo nekakšno polje, ki drži vse skupaj razen gravitacije?' Temu pravijo intrinzično polje.

Čeprav se izraz 'notranje polje' ne uporablja za opis tega koncepta v resnični znanosti, ima ideja podlago v resnici.

»Znanstveniki zdaj pravijo: »Katere druge sile poleg gravitacije držijo stvari skupaj?« pravi. »Elektromagnetizem je v bistvu sila, ki drži vaše atome skupaj, nato pa obstajata močna jedrska sila in šibka jedrska sila, ki delujeta v notranjosti vaših jeder, znotraj vaših atomov. In močna sila drži vaša jedra skupaj.

»Ravno danes, ko je sedel na kolokviju enega od mojih kolegov, je govoril o združitvi močne sile, šibke sile in elektromagnetne sile. Pojavi se le pri tako veliki energiji, da si sploh ne moremo predstavljati, da bi jo ustvarili,« pravi Kakalios. 'Potrebovali bi bilijonkrat močnejši pospeševalnik delcev kot najmočnejši pospeševalnik delcev, ki je bil kdaj zgrajen, da bi dosegli te režime.

(Zasluga slike: Warner Bros. Pictures)

»Tako je ta komora precej težka, v katero se zaklene Jon Osterman. Toda to so vrste podrobnosti, ki glede na zgodbo niso zelo pomembne. In čeprav bi to zahtevalo skoraj nepredstavljivo raven moči, je to nekaj, kar lahko najdete pod širokim čopičem kvantne fizike.'

Če torej razumemo to izmišljeno znanstveno idejo o 'notranjem polju', je naslednje vprašanje očitno: kaj bi se zgodilo, če bi lahko izklopili nečije intrinzično polje?

'Ne bi bilo elektromagnetizma, ki bi držal atome skupaj, ne bi bilo močne sile, ki bi držala jedra atomov skupaj,' pravi Kakalios. 'Dobesedno bi bili razpadli na subatomski ravni.'

'Sedaj se zagotovo ne bi mogel ponovno sestaviti. A brez tega ni zgodbe,« dodaja Kakalios. 'Prvi preskok vere je, da lahko nekako proizvedejo dovolj moči, da ga raztrgajo na koščke, večji preskok vere pa je, da se lahko vrne.'

Ko že govorimo o skokih, je eden ključnih vidikov sposobnosti dr. Manhattna teleportacija. Kakalios pravi, da čeprav 'teleportacija' ni ravno znanstveni izraz, obstaja kvantno mehanski pojav, imenovan 'kvantno tuneliranje', ki lahko pojasni sposobnost dr. Manhattna.

(Zasluge slike: DC)

'Kvantno tuneliranje je, kjer je elektron lahko v eni kovini in se lahko nenadoma pojavi v drugi kovini, čeprav je ločena z vakuumom praznega prostora,' pojasnjuje. In to se lahko zgodi z določeno verjetnostjo, tudi če elektron nikoli nima dovolj energije, da bi iskril in skočil z ene kovine na drugo. V bistvu, ker ima valovno naravo, lahko del vala dejansko izteče iz ene kovine, in če se val razširi dovolj daleč, lahko konča v drugi kovini. In potem obstaja verjetnost, da bo tam.'

Kakalios pravi, da je kvantno mehansko tuneliranje zelo dobro znan koncept, ki so ga odkrili pred desetletji.

'To je nekaj, kar na koncu dneva, ne vem, ali kdo to res popolnoma razume. Le nekako se navadijo,« se zasmeji. »V vašem mobilnem telefonu so trenutno tunelske diode, ki uporabljajo ta kvantno mehanski proces, da uravnavajo tokove, tako da vaš mobilni telefon deluje. In kvantno mehansko tuneliranje je osnova za izdelavo mikroskopov, ki lahko vidijo posamezne atome na površinah. Tako smo na neki točki to dovolj dobro razumeli, da lahko izdelamo naprave, tako da lahko to postane rutinski pojav. Je pa res zelo bizarno, da sploh deluje.

»V nekem smislu je to kot teleportacija. Ne maramo uporabljati teh besed,« pravi. 'Ampak uporabljamo besedo, ki je prav tako nerazumljiva: 'tuneliranje.'

Ker se dr. Manhattan lahko nadzoruje na kvantni ravni, je njegova teleportacija najverjetneje podobna kvantnemu tuneliranju, teoretizira Kakalios.

'To je ena tistih stvari, ko rečeš: 'No, to je moja suspenzija nevere,' čeprav se izkaže, da je v resnici res,' pravi.

'Doktor Manhattan lahko očitno poljubno prilagaja svojo verjetnostno funkcijo, tako da lahko razširi svojo valovno funkcijo vse do Marsa in poskrbi, da se pojavi tam, kjer želi biti,' pravi strokovnjak. 'Tudi za elektrone ne znamo narediti česa takega. Toda v ozadju njegove teleportacije je najmanjši košček neke dejanske, resnične znanosti.'

Sekundarna sposobnost tega, v stripih in filmih, je sposobnost doktorja Manhattna, da je na več kot enem mestu hkrati. Tudi to bi bilo mogoče znanstveno razložiti - nekako.

(Zasluge slike: DC)

'To ni povsem pravilno, vendar je to ena tistih stvari, kjer obstaja pojav, imenovan 'defrakcija', kjer, če gre val skozi dve ozki reži, ustvari interferenčne vzorce. In namesto enega samega vala dobiš ta zelo zapleten vzorec,« pravi.

Če val prehaja skozi neko mejo, se lahko zdi, da je na več lokacijah hkrati, pojasnjuje Kakalios. Kakalios je uporabil primer laserskega žarka skozi zaslon, ki deluje kot niz rež. Če bi ta laser usmerili skozi zaslon, nato proti ravni steni ali površini, bi točke laserske svetlobe prikazale toliko svetlobnih točk v vzorcu.

To je laserska svetloba in svetloba je val. Toda isto stvar lahko dobite z elektroni, «pravi Kakalios. »Ampak praviš, počakaj malo; elektroni niso valovi. Elektroni so majhni koščki snovi. In vendar kvantna mehanika pravi, da obstaja val, povezan z gibanjem elektronov, in ko to storite ravno prav, bi lahko dejansko imeli elektroni, ki ustvarijo enak vzorec, kot se zdi laserska svetloba. In ta pojav se imenuje 'defrakcija'.

V nekaterih primerih se pojavi vprašanje, kje je elektron? Nekako je razpršeno povsod,« pravi: »Dr. Manhattan je verjetno sposoben to storiti z nadzorom svoje kvantno mehanske valovne funkcije.

Če bi bilo tako, seveda dr. Manhattan ne bi mogel neodvisno nadzorovati vseh fantov. Vsi bi morali biti del istega vzorca. Toda valovna narava elektronov, ki vodi do vzorcev defrakcije, je ista valovna narava, ki vodi do tunelskih pojavov, o katerih sem govoril prej. Torej je vse skupaj sestavni del čudovitih skrivnosti kvantne mehanike. In nekatere vidike tega lahko vidimo pri dr. Manhattnu.'

(Zasluge slike: HBO)

Naše zadnje vprašanje za Kakaliosa je tisto, ki bi bilo za marsikoga morda prvo – zakaj je ravno dr. Manhattan modra? Medtem ko je bila barva dr. Manhattna v stripih najverjetneje zgolj estetska izbira umetnika, Kakalios pravi, da je razlog lahko povezan tudi z znanostjo.

'Z ljudmi s posebnimi efekti sem se pogovarjal o tem, zakaj je dr. Manhattan lahko moder, ker je za to fizikalni razlog,' pravi. 'Obstaja pojav, imenovan Čerenkovo ​​sevanje. In če pušča visokoenergijske elektrone, bi okoli sebe ustvaril modri sijaj. In verjetno, če bi spremenil hitrost elektronov, bi celo spremenil, kako temno moder je bil, kot to počne v TV studiu v knjigi.

'Ker se je moral obnoviti atom za atomom, je verjetno dobil vse vrste rezervnih elektronov, ki odletijo, kar mu daje modri sijaj,' pravi Kakalios. 'In ti hitri elektroni se oddajajo tudi iz nekaterih jedrskih izotopov, ko so podvrženi radioaktivnemu razpadu. In še posebej pravim stroncij-90.

(Zasluge slike: DC)

„Če bi torej nekoga izpostavili radioaktivnemu materialu, da bi mu poskusili okužiti z rakom, in bi za to želeli kriviti sevanje, ki ga je oddajal dr. Manhattan, je to dejansko fizično dosleden način, na katerega bi lahko pojdi na to,« pravi. 'Uporabili bi stroncij-90 in ena od značilnosti so ti hitri elektroni, imenovani beta žarki, in dr. Manhattan nenehno pušča hitre elektrone, zato sveti modro. Torej ima nekakšen radioaktivni podpis, ki bi ga lahko povezal z njim.«

Seveda, čeprav Kakalios lahko teoretizira o znanosti, ki stoji za dr. Manhattnom, je dejstvo, da to ni nobeno trdno dejstvo. Za film iz leta 2009 pa je dejal, da je Zacku Snyderju in filmskim ustvarjalcem dal dobro osnovo, na kateri lahko gradijo svojo interpretacijo lika.

Poleg tega meni, da se bodo geeki, kot je on, ki uživajo v tovrstnih stripih in filmih, radi naučili vsaj majhnega dela znanosti, ki stoji za superjunaki.

'Ni tako, da sem zdaj dokazal, da to počne dr. Manhattan, ker je vse to preprosto nemogoče. In če ste razburjeni, ko ugotovite, da je Watchmen izmišljen, bi moral reči: Opozorilo na spojler!' Kakalios se smeji. 'Vendar obstaja ta majhen košček prave kvantne mehanike, ki ga lahko najdete v okviru izmišljene zgodbe.

'In če to uporabite kot izhodišče, da se naučite malo prave znanosti,' je rekel, 'no, kot pravimo v fiziki, bolje modra kot rdeča.'