Sci-Fi's Stun Guns er mere videnskab, mindre fiktion

Hver sommer kan filmfilmere som regel regne med en sci-fi-fantasy-handlingssekvens med en stun gun, der skyder alt fra elektriske bolte til lasere - aldrig kugler.

Denne sommer har ikke skuffet på den front. I juni var der kæmpe laserpistoler i Uafhængighedsdag: Genopblussen og nu i Ghostbusters, vi ser vores helte udskyde korkskårne "protonstrømme", der stammer fra deres ikoniske "protonpakker." I Star Trek Beyond stjerneskibets besætning Enterprise fortsætter med at brandish deres forsøgte og sande-men sofistikerede sci-fi stråle pistol, "phaser." Uanset om disse våben er sat til at stjæle, sprænge udlændinge eller skræmme spøgelser, er spørgsmålet her: Er zap-våben plausibelt?

Ansvarsfraskrivelse tid: Selvfølgelig, både "phaser" af Star Trek og "protonpakkerne" af Ghostbusters er ikke specifikt afbildet som lasere i deres respektive fiktive virkeligheder. En phaser er tilsyneladende et "faset energi våben", men det blev kun navngivet det Star Trek kunne komme væk med det at gøre ting lasere kan ikke. (Plus, den oprindelige besætning af Enterprise i "The Cage" brugte faktisk "laserpistoler".)

De "positron colliders" og "proton wands" af hver iteration af Ghostbusters formodes at ændre karakteren af ​​de negative og positive protoner og elektroner for at fange spøgelser. Da det er umuligt at opfange spøgelser - spøgelser er ikke rigtige - det her er interesseret i, hvordan begge våben rent faktisk virker.) Phasers og protonstrømme udsender både varme, farverige og kan tændte ting i brand og blæse op. Men har vi noget som dem i den virkelige verden?

Én ting er helt sikkert: Science-fictionens blasters og ray-pistoler prædierer absolut ægte lasere. I 1898, H.G. Wells Verdens Verdenskrig så sine martrere bevæger sig "varmestråler." Begyndende med hans første udskrivningsudseende i Philip Francis Nowlans 1928 novella, Armageddon 2419 A.D, Anthony "Buck" Rogers fyrede variationer af en "atompistol." Udtænkt som et våben, der reducerede sine mål tilbage til deres basale atomer (en forstøver), så Buck's fiktive rumpistol så mange iterationer, men den mest berømte var sandsynligvis 1935 versionen varetages i de populære sort-hvide serier med Buster Crabbe. At atomizer sprang ind i mainstream popkultur og blev et ikon, da det blev præsenteret på ærmet af Foo Fighter's selvbetegnede album i 1995.

Alligevel blev de fleste af disse våben anset for at være strengt inden for dumme science fiction, med det formål at blive almindeligt betragtet absurd.

Det er indtil omkring slutningen af ​​1950'erne, da laser blev opfundet. Opfindelsen af ​​laseren er anfægtet; hos Bell Laboratories i 1957 udviklede fysikere Charles Hard Townes og Arthur Leonard Schawlow forskellige applikationer til en "optisk maser", som i det væsentlige var teknologi, der kunne fokusere mikrobølgesignaler ved brug af synligt lys. På omtrent samme tid præsenterede en kandidatstudent i fysik en doktorsafhandling for en enhed, han kaldte en "laser". I 28 år har en retssag broiled mellem forskerne og doktoranden Gordan Gould. Og selvom det stadig ikke er klart, om Gould uafhængigt kom op med ideen om lasere af Townes og Schawlow eller stiltiende en ide, har laseren cementeret sig som ikke blot et videnskabeligt mirakel, men en sci-fi-grundpille.

Betegnelsen "laser" er et groft akronym for "lysforstærkning ved stimuleret strålingstråling." Crudely, en laser er resultatet af at bruge linser og anvendelse af energi, for at fokusere lys i en laserstråle eller blast. Tilbage i Townes, Schawlows og Goulds dage anvendte denne definition næsten udelukkende synlig lys. I dag er "infrarøde" (ikke-synlige) lasere klumpet sammen med synlige lasere, fordi det hele er lys om det er synligt eller ej.

Det er på dette punkt, hvor science fiction's versioner af "lasere" og ægte lasere finder divergens. I næsten alle versioner af Star Trek, fasere fyrer en strøm af energi, der ligner en laserstråle, men i de nyere film er disse visualiseret som "bolte eller" pulser. "(Tænk på blaster ilden fra Star wars.) Forskellige typer af virkelige lasere er faktisk i stand til at gengive den visuelle effekt vi ser i noget lignende Star Trek, men ville de farverige bjælker eller bolte gøre nogen skade?

"De fleste højdrevne lasere er faktisk ikke synlige," sagde Robert Waltmire, præsident for lasereksperter Inverse. "Disse effekter ser du af stærke lasere, rød og blå og grøn - der er ikke sådan noget. De højdrevne lasere er i det infrarøde spektrum. "Som Waltmire forklarede er spørgsmålet om et synligt laser-energi våben direkte relateret til bølgelængden: En længere bølgelængde har mere energi, og den anden kommer på den bølgelængde, jo mindre synlige lyset bliver.

Der er noget ærligt mystisk og smukt om denne kendsgerning, da videnskaben har vist, at de mest kraftfulde sci-fi lasere vil være usynlig. Og det er fordi lasere er afledt af lys, som selvfølgelig opstår, naturligt. Waltmire påpegede, at det naturligvis er muligt at have synlige lasere, der "brænder ting", men at wattagen (energi) normalt er lav.

En hurtig Google-søgning vil give alle mulige resultater af disse slags ballonpopping-lasere med lav watt. Du kan endda finde folk, der har formet deres hjemmelavede lasere til se lignende phasers fra Star Trek. Men hvis vi leder efter laser våben det se som dem i science fiction film, så vil vi kunne se den stråle eller bolt, selvom det ikke er praktisk. For det, Inverse nået ud til Drake Anthony, YouTube-berømt som "styropyro" en hjemmelavet laser-hobbyist og bonafide internetfornemmelse.

"Jeg vil være lige op med dig, jeg har ikke set nogen film i mit liv," Anthony fortalte Inverse. "Jeg har set nej Star Trek, nr Star wars, så kan du give mig en beskrivelse af det våben du taler om? "At Drake Anthony var ikke inspireret til at præsentere sine imponerende skræddersyede lasere på grund af science fiction giver ham en fantastisk troværdighed til hans lidenskab: Han kan bare lide disse ting, fordi de er seje. Efter at have givet ham en løs idé om, hvad Ghostbusters og forskellige Kirk og Spock er i stand til med deres energiforsyninger (noget bærbart med anstændigt udvalg og en evne til at banke ting over, snyde folk og / eller blæse op), Anthony vejede ind:

"Det kommer ned på opvarmning og energilagring," forklarede han, "vi er begrænset af mængden af ​​elektrisk energi, vi kan gemme i en lille enhed. Hvis du taler om at skyde folk ned med en laser, skal du have et batteri, der kan gemme en masse af elektrisk energi."

Omfanget af en laser handler imidlertid ikke udelukkende om strøm, men ved at tale om Anthony's Laser Bazooka nævnte han, at den havde "dårlig optik, og at hvis fokuseringslinserne blev" korrigeret ", kunne det have meget mere spændvidde, hvilket betyder, i det mindste hvad angår hvor langt laseren kunne "skyde", er magt ikke et stort problem. "En godt korrigeret 200-watt laser kan skære metal," sagde Anthony, "min laser bazooka har stor energi, men strålen er skidt." Vi kan kun antage, at Kirks håndholdte phaser er en awesomely finjusteret lense, som hvorfor sin stråle altid finder sit mærke. Derfor har Anthony hjulpet med at identificere de tre primære virkelighedsudfordringer i at skabe bærbare synlig laser våben:

• energi input
• optik af strålen
• VARME

I alle Drake Anthony videoer kan du tydeligt se ham iført både beskyttende briller og handsker. "De varme problemer kan blive ret alvorlige," sagde han. Dette gælder både i ægte og reel liv. I Star Trek, fasere er altid afbildet som værende afkøling efter brug, en kendsgerning, der virker umulig med elektrisk drevne lasere. Men hvad nu hvis disse slags våben ikke var afhængige af elektricitet for magt? Hvad hvis laserne hentede deres magt fra en anden kilde, som nuklear energi? Følgelig er Ghostbusters bruger faktisk rygsække, der synes at indeholde atomreaktorer, som igen driver deres våben. På dette tidspunkt synes Ghostbusters værktøjer mere realistiske end hvad Kirk, Spock eller Picard ville bruge på Star Trek, i hvert fald i energieffektivitet og output afdelinger.

"Du behøver ikke nødvendigvis elektricitet," Anthony sagde, "du kunne bruge nukleare batterier som i nogle af vores ældre rumfartøjer eller … du kunne bruge et virkeligt radioaktivt stof til at drive en laser." Faren her er selvfølgelig indlysende: Hvis Brugeren af ​​et sådant laservåben blev udsat for tonsvis af stråling, der er yderst farlige bivirkninger. I originalen Ghostbusters, når Egon tænder Ray's atomdrevne protonpakke, går han væk komisk i frygt for strålingen, der kommer ud af det. Men i teorien, hvis kernekraftenheden var i et beskyttende hus, som bly, ville brugeren være relativt beskyttet mod bivirkninger. Så en laser pistol hængt op til en nuklear rygsæk - som i Ghostbusters - Det synes slet ikke at være langt hentet. Score en til Ghostbusters!

Stadig begge Holtzman i det nye Ghostbusters og Ray Stanz i originalen bærer lejlighedsvis beskyttelsesbriller, selv om de andre 'Busters' ikke gør det. Indledende storyboards til den originale film havde endda Ghostbusters i hjelme, men virkelig bør alle være iført noget! Ray fortæller Egon ikke at "se direkte ind i fælden, i den første film, hvilket betyder, at ligesom laserteknologien kan alle disse ting gøre skade på dine øjne.

"Det er en blændende enhed," fortæller Drake Anthony Inverse "Du kan tage en laser, der kun er en brøkdel af wattet fra nogle af mine stærkeste, og stadig bruge den til at blinde nogen." Hvis man antager, at den teknologi, som kaptajn Kirk bruger med en phaser, ligner en laser, hvordan kunne folk skyde sådanne våben og ikke blinde? Det nemmeste svar er, at de ikke kunne. Hvis disse stråler af energi var lasere, ville Ghostbusters og medlemmer af Star Fleet blinde øjeblikkeligt.

Som påpeget af Robert Waltmire, er der absolut ingen grund til, at disse stærke typer lasere er synlige, så hvis den nye Bryan Fuller i 2017 er Star Trek ville være superrealistisk, det er phasers ville være uramatisk usynlige. Alligevel kan selv infrarøde lasere forårsage en forbrænding i øjets hornhinde, så der ville stadig være behov for en slags øjenbeskyttelse. Kunne alle Ghostbusters eller alle i det 23. århundrede iført kontaktlinser, der beskytter dem mod blindeffekter af deres strålepistoler?

"Hvis disse teoretiske kontaktlinser filtrerede ud lasere, siger blå lasere, ville du ikke se blå," sagde Anthony. Det betyder, at der er en vis videnskabelig levedygtighed over for de avancerede kontaktlinser, som Ghostbusters bærer for at beskytte dem mod lasere, der hopper rundt og beskadiger deres øjne. Men kunne det faktisk ske? "Det er muligt, tror jeg," sagde Anthony, "dog har jeg aldrig hørt om det før."

Et andet fælles træk ved laserlignende våben i sci-fi er den ledsagende lyd med skuddet af våben, telltale pew-pew eller zappe vi er alle bekendt med. "Tro det eller ej," sagde Robert Waltmire Inverse, "Hvis du knuser rundt med disse ting … kan du få alle mulige forskellige toner … men bjælke selv, du ville ikke høre meget … men hvis strålen er rammer noget, YEAH. Du ville høre det."

De bærbare våben på Star Trek eksisterer i en langt fjernet fremtid, blasters of Star wars forekommer i en fjern fortid, mens Ghostbusters gynger deres energiblokke i øjeblikket. Hvor langt væk er vi i virkeligheden fra ikke kun de hjemmelavede lasere, som Drake Anthony skaber, men den slags, der kunne zap en ubudne, som i Star Trek. 20 år? 30?

"Det er muligt og meget sandsynligt," sagde Waltmire Inverse, "De første industrielle lasere til halvtreds fods kabinetter … nu er de nede på to-to-to pladser. Det eksisterer nu … så for en bærbar håndholdt, som du taler om? Jeg vil sige, at du kigger på omkring 5 eller 10 år, faktisk.

Med disse slags fremskrivninger er det nok en god ide at begynde at forudsige, at den næste serie af populære programmer med zaps fra ray-pistoler ikke vil være i science fiction, men i stedet for virkelige dokumentarer.