Внимание! Этот текст содержит в себе спойлеры к сериалу Netflix «Задача трех тел». Если вы не хотите их узнать, возвращайтесь к материалу после просмотра третьей серии.
Сериал «Задача трех тел»
В марте 2024 года на стриминговом сервисе Netflix вышел первый сезон сериала «Задача трех тел». Это экранизация первой книги из научно-фантастической трилогии «Воспоминания о прошлом Земли» китайского писателя Лю Цысиня. В романе переплетаются события Культурной революции в Китае с современностью, в которой человечество вынуждено продумывать оборону от прилетающих через несколько веков инопланетных захватчиков. На киноязык произведение переводили шоураннеры «Игры престолов» Дэвид Бениофф и Дэниел Бретт Уайсс.
Кинокритик Станислав Зельвенский отмечал: «Роман ведущего китайского фантаста Лю Цысиня, опубликованный в нулевые, много раз называли неэкранизируемым, после чего, естественно, экранизировали четырежды. Китайский полнометражный фильм, правда, незаконченным лег на полку, зато китайский же сериал, вышедший в прошлом [2023] году, честно пересказал книгу за 30 эпизодов. Но для среднего западного глаза он может выглядеть туманным, перегруженным и вообще слишком непривычным».
Экранизация Netflix получила скорее положительные отзывы. Во многом это связано с тем, что довольно внушительную научную часть трилогии Бениоффу и Уайссу удалось успешно перенести на киноэкран. Центральное место в ней занимает реальное явление — «задача трех тел». Чтобы понять, что это такое, важно сначала изучить физические явления, связанные с расположением астрономических тел в пространстве.
Задача двух тел
Земля вращается вокруг Солнца, так как гравитационное поле звезды притягивает нашу планету и все остальные в своей системе. При этом ни одна из других планет не обладает достаточной силой, чтобы оказывать влияние на других. Аналогичным образом Луна попадает в гравитационное поле Земли, поэтому движется в пространстве вместе с ней.
Другими словами, два объекта, чьи гравитационные поля взаимодействуют, будут всегда формировать стабильные орбиты по предсказуемому и неизменному пути. Исаак Ньютон предложил этот закон и вывел формулу для расчета орбит в 1687 году. Иногда его открытие называют «задачей двух тел». В данном контексте «тела» — это научный термин, который обозначает планеты, спутники, звезды и любые другие массивные астрономические объекты.
Уравнение Ньютона позволило астрономам смоделировать отношения между двумя большими телами, например Землей и Солнцем. Наша планета движется по орбите с регулярным периодом, длящимся примерно 365,24 дня — один солнечный год. Аналогичным образом Луна вращается вокруг Земли примерно каждые 27,3 дня — еще одна стабильная система двух тел. Их астрономы и физики с легкостью могут наносить на карту и предсказывать движение по орбите.
Хаотичность трех тел
Предсказуемость возникает только в случае двух объектов с гравитационными силами. Если добавить третий — все резко меняется. Он создает хаос и заставляет небесные тела взаимодействовать совершенно непредсказуемым образом — вращаться в пространстве, врезаться друг в друга или отскакивать и разлетаться в совершенно разных направлениях.
Хаос в математическом смысле не означает «беспорядок и дезорганизацию». Он часто характеризуется тем, что ученые называют «чувствительность к начальным условиям». Популярное название этого феномена — «эффект бабочки». По нему поведение двух одинаковых хаотических систем, которые запускаются с похожими, но не идентичными начальными условиями, с развитием времени будет сильно отличаться друг от друга. Возникает задача трех тел.
Задача трех тел
Задача трех тел — это определенное движение трех точек в соответствии с законами движения и законом всемирного тяготения Исаака Ньютона. Из-за фактора хаоса решить ее человечеству пока не удалось.
Астрофизик из Индианского университета в Блумингтоне Чарльз Хоровиц в комментарии изданию Vox объясняет, что ключевым в задаче трех тел является закон сохранения энергии. По нему энергия в замкнутой системе остается постоянной. Исследователь подчеркивает: «Сохранение энергии подразумевает, что планета будет вечно вращаться вокруг одной звезды и никогда не сможет уйти в бесконечность. Другими словами, как только планета окажется в гравитационном поле звезды, она не сможет создать дополнительную энергию, необходимую для того, чтобы вырваться из него. С другой стороны, несколько звезд могут обмениваться энергией и выбрасывать друг друга».
На протяжении веков ученые не могут найти точку отсчета, из которой три объекта могли бы сформировать стабильные орбиты по отношению друг к другу. В XXI веке исследователи приблизились к этому благодаря компьютерным алгоритмам. В последние несколько лет помогают нейросети, но полноценный успех все еще не достигнут. Дело в том, что большинство из решений очень трудно и даже невозможно смоделировать в реальности из-за максимальной хаотичности системы. Из-за этого неясно, насколько хорошо они работают вне сферы теории.
Инопланетяне и задача трех тел
Центральная идея и книги, и сериала «Задача трех тел» заключается в том, что инопланетный вид может стать технологически развитой цивилизацией. Однако он существует на планете внутри системы с тремя разными Солнцами. Из-за этого звезды постоянно оказывают друг на друга гравитационное воздействие, швыряют друг друга по космосу и сеют климатический хаос на планете, оказавшейся в центре событий. Например, из-за блокирования света на ней может наступить многолетняя ночь, которая принесет уничтожающий все живое холод. Или, наоборот, параллельное излучение от нескольких звезд значительно увеличит температуру на планете и погрузит ее в глобальное потепление гигантского масштаба.
Инопланетная раса трисоляриане на протяжении тысячелетий многократно сталкивалась с уничтожением почти всей своей цивилизации. В романе и сериале их спасало «дегидрирование» — перед хаотичной эрой инопланетяне быстро избавлялись от любой воды в своих телах и отправлялись в хранилища пережидать нестабильный климат.
Можно ли жить в системе с тремя телами
Чарльз Хоровиц отмечает, что сценарий, придуманный Лю Цысинем, вполне реалистичен. Ученый объясняет: «Если для эволюции жизни потребуются миллиарды лет (как это произошло на Земле), то такая планета может оказаться неподходящей средой. Однако могут существовать определенные конфигурации трех тел, которые стабильны в течение длительного времени и могут быть пригодны для жизни. Кроме того, она также может развиться быстрее, чем на Земле».
Именно с такой ситуацией столкнулись трисоляриане: время от времени три тела их системы надолго стабилизируются. Эта передышка дает их цивилизациям достаточно времени для быстрого развития и процветания. Однако стабильные эпохи неизбежно сменяются «хаотическими», когда звезды возобновляют свою неустойчивость.
Экзистенциальная проблема трисоляриан, решению которой и в книгах, и в сериале посвящает себя группа землян, заключается в том, как узнать и подготовиться к хаотичной эпохе, если предсказать ее невозможно. Другими словами, они решают задачу трех тел в реальном времени.