Авторы фантастики не понимают порядок величин

Космос огромен. Космос настолько огромен, что это не укладывается в голове.

В частности, это не укладывается в голове у авторов фантастики.

Чтобы не допустить из-за этого факта фактической ошибки в произведении, нужно приложить массу усилий. Зачастую делать это автору лень. Или он даже не подозревает о том, какой сложной вещи касается. Или просто считает, что читатель ничего не поймёт. В результате в произведении появляется нелепая ошибка, прекрасно заметная вдумчивому читателю. В результате имеем, например, экстремальную плотность населения на Корусанте. Или бороздящие просторы вселенной корабли размером с небольшую планету-спутник. Сначала стопятьсот километров туда, потом стопятьсот километров обратно, и всё это в мгновение ока — ну а что? Законы физики — нет, не слышали.

Впрочем, возможно и такое, что автор знает, что делает, а вот у читателя не хватает понимания для того, чтобы увидеть обоснование. Либо же автор намеренно приносит реализм в жертву зрелищности.

Космические расстояния — чепуха

Космос велик. Он просто огромен. Вы даже не поверите, насколько он умопомрачительно громаден. Вам может казаться, что от вашего дома до аптеки далеко, но это просто ерунда в сравнении с космосом.

— Дуглас Адамс, «Автостопом по Галактике»

Размеры планет и звёзд

Еще у Э. Гамильтона космические корабли летали со скоростями в сколько-то парсек/час. На минуточку, парсек, то есть параллакс секунды (угловой) — расстояние, с которого радиус земной орбиты соответствует углу в одну секунду. Это примерно 3,26 световых года или 30,86 триллионов километров пустоты, слегка разбавленной атомами водорода и — если очень сильно повезёт — парочкой звёзд и их планет. А также почти в пять миллиардов раз больше, чем радиус Земли. Впрочем, Гамильтону, не знавшему, что карта галактики и карта звёздного неба — не одно и то же, можно.

Другой распространённый ляп: автор знает, что такое световой год и даже парсек, но не понимает масштабов галактики, оттого сто парсек становится некоей очень большой (относительно галактики, конечно же) величиной. Для примера, в расширенной вселенной «Звёздных войн», расстояние от Корусанта до находящегося у чёрта на рогах Датомира составляло 64 парсека. Учитывая диаметр нашей среднестатистической Галактики в 30 000 парсек… выводы делайте сами.

• Кивать на млечный путь не надо, так как та галактика не обязана быть средней. Но даже карликовые галактики имеют размер по несколько тысяч парсек, даже это к десяткам между тремя-четырьмя «кольцами» ни за какие уши не притягивается. Обратный пример (если сто тысяч парсек – это близко) (если такой есть) следовало бы проверять по гигантским галактикам. Кстати, Млечный путь – галактика-каннибал, что уже относит её к крупным.

Другой проблемой является то, что авторы «межзвездных» космоопер используют огромные пространства не слишком эффективно. От каждой планеты мы видим только по небольшому пятачку. И все это замечательно заменяется, например, колониями О’Нила вокруг Земли и Луны — японцы гарантируют это. С другой стороны весьма проблематично сохранить планетарные масштабы, космические масштабы и при этом уложиться хотя бы в десяток томов. Собственно, проблема наименее характерна для многоавторских новеллизаций крупных франшиз вроде «Звездных войн», Батлтеха или Вахи — книгу можно построить вокруг приключений условного комиссара Каина на очередной планете.

Ещё типичная проблема, особенно в кино: разговоры по межпланетной радиосвязи. Допустим, ваш герой решил пообщаться с Земли с персонажем на другом небесном теле Солнечной системы. На вопрос «Как дела?» улыбки и ответа «Всё в порядке!» придётся ждать:

• С Луны: от 2,4 до 2,7 секунды
• С Меркурия: от 10,2 до 23,1 минуты
• С Венеры: от 4,6 до 28,7 минуты
• С Марса: от 8,7 до 42,0 минуты
• Из пояса астероидов: от 39 до 73 минут
• С орбиты Юпитера: от 1,2 до 1,7 часа
• С орбиты Сатурна: от 2,4 до 2,9 часа
• С орбиты Урана: от 5,1 до 5,6 часа
• С орбиты Нептуна: от 8,1 до 8,6 часа
• С Плутона: от 10,7 до 11,2 часа
• Из облака Оорта: 2-4 года
• От соседней звезды: 8,4 года
• С другого конца нашей галактики: 200 тысяч лет
• Из соседней галактики: 5 миллионов лет
• От края наблюдаемой вселенной: 192 миллиарда лет

Собственно, это значит, что в твёрдой научной фантастике герои должны общаться исключительно в эпистолярном жанре: «Я вам пишу — чего же боле…» Живой телефонный разговор возможен разве что с жителями Луны. Можно вообразить нечто вроде компьютерного чата между внутренними планетами, хотя вряд ли кто-то сможет выдержать даже 10 минут между вопросом и ответом.

• Ну не скажи. 10 минут это вполне реальность для переписки, если оба собеседника чем-то параллельно заняты или просто много думают над ответами, а вот ждать час уже слишком долго для живого разговора. Зато в самый раз для форума.
  • ФидоНет примерно так и жил: письмо доставлялось адресату в среднем на следующий день (если не повезёт — то могло идти и дольше). Ещё на следующий день приходил ответ. И это, чёрт возьми, работало, и этим пользовались десятки, если не сотни тысяч человек только на постсоветском пространстве, и даже распространение интернета не сразу выжило эту модель на свалку истории.
• Небольшой обоснуй на счет связи — если есть межзвездные перелеты, возможно и появление более быстрой связи (например, через подпространство/червоточины/квантовую/ещё какую-то тирьямпампационную). Никак иначе радиоволны быстрее скорости света лететь не заставишь, да.
  • Точнее, быстрее света-то они распространятся могут, но в среде и по факту это ещё медленнее, а быстрее света получается из-за того, что сам свет замедляется ещё больше. Для космической связи такое не пригодно по условию.
• Подсвечено у Айзека Азимова в «Мой сын — физик». Решение проблемы — непрерывно передавать информацию, не дожидаясь ответа собеседника!

Да что там световые минуты и парсеки! В головах диванных теоретиков, измышляющих фантастику в жанре альтернативной истории, фэнтези или любой другой романтистики, редко укладываются расстояния в 50, 100 и 200 метров. Автор совершенно не знает матчасти по стрелковому оружию, арбалетам и лукам, а потому каждый раз, когда в его произведении кто-то в кого-то чем-то стреляет, получаются курьёзы занимательной баллистики.

Одновременно на двух краях галактики

Земные ученые ловят сообщение о катастрофе на планете, обращающейся вокруг звезды удалённой от Солнца на сотню световых лет (очень-очень немного по галактическим меркам, на самом деле). Что ж, надо собирать отряд быстрого реагирования и мчаться оказывать первую помощь? Увы, увы, если сигнал мы получили согласно физике Эйнштейна — нам рассказали факт из учебника истории, на той планете и катастрофа и восстановление разрушенного уже давнее прошлое. И оно превратится уже совсем в «преданья старины глубокой» если наш отряд всё же туда доберется.

Но этот момент ещё можно исправить фандопущением пресловутой «тирьямпампации», обеспечивающей мгновенную связь и путешествие «в любую точку Вселенной за пять секунд». Что ж, теперь то мы установим контакт со всеми цивилизациями галактики, быстро попрыгав от звезды к звезде?

Если бы всё было так радужно. Возраст человечества — 35-40 тысяч лет, причем большую часть этого отрезка времени нас представляли волосатые и немытые обтесыватели камней (а может ли тысячелетия существовать технологическая цивилизация типа нашей, мы не знаем). Кажется, много? А как насчёт того, что нормальный возраст планеты земного типа исчисляется миллиардами лет? И вот прыгаем мы к другой планете…

А временная шкала развития жизни на ней разошлась с нашей на пару десятков тысячелетий. На фоне миллиардолетней истории — ни о чём, колебание стрелки, которое простым глазом и не углядишь! Но эта цивилизация отстала от нашей на «дрожание стрелки» — и нам придется «контактировать» с тамошними аналогами австралопитеков. Ушла вперёд — и нас примут примерно так, как мы сами приняли бы папуасов, высадившихся из пироги возле Москва-Сити. Либо вовсе на нашу долю достанутся изрядно изъеденные временем циклопические постройки из камня.

А уж при гораздо более вероятном расхождении на 100 000 лет или больше — мы, возможно, и не найдем никого и ничего.

• Если временные шкалы разошлись на пару десятков тысячелетий — мы встретим вполне нормальных сапиенсов. Только в шкурах и с каменными топорами. Для встречи с «австралопитеками» нужно расхождение в миллионы лет. А вот в случае отставания нашей цивилизации — большой вопрос, кого мы встретим. Может, только руины, может, сверхцивилизацию — а может, цивилизацию с миллионолетней историей, но впавшую в стагнацию на уровне, сравнимом с нашим. У науки, увы, нет статистики по развитым инопланетным цивилизациям.
• Возраст «человека разумного» по принятым на текущий момент в науке данным: 100 тыс. лет. Это граница верхнего палеолита. И вовсе не исключено, что это число следует значительно увеличить. Или наоборот.
  • Это про «анатомически современных Homo»? К сожалению, никакие они не совсем современные, архаики там хватает. Собственно говоря, более-менее современный вид Homo sapiens приобрёл после извержения Тоба (и связанного с этим «бутылочного горлышка»), то есть 60-70 килолет назад (а современные расы сформировались около 10-12 тысяч лет назад). Всевозможные же Homo sapiens Idaltu более чем архаичны и по факту не принципиально отличаются от Homo helmei (есть мнение, что идалту вообще большинство отличий получили из кривых рук реконструкторов и как минимум в отношении части находок это справедливо).

Космическая гигантомания

Космические корабли размером с город. Многокилометровые туши линкоров. Конечно, космос — среда, наиболее благоприятная для гигантомании — О’Нил цилиндр имени себя вполне серьезно рассчитывал, применяя сопромат. Представить огромный населённый космический объект легко, но трудности начинаются дальше.

• Не мелочитесь. По-настоящему большой кораблю нельзя садиться, так как он продавит литосферу.

Благоприятность заканчивается, как только мы пытаемся нашу махину куда-то сдвинуть — она моментально превращается в остров, стоящий на ракетных движках в гравитационном поле, соответствующем создаваемому движками ускорению. Чем больше гигантомании — тем задумчивее остров маневрирует. Закон квадрата-куба не дремлет, вследствие чего такой корабль обладает колоссальной инерцией и даже небольшим гравитационным полем, как у небольшого астероида (следовательно, настоящие астероиды, оказавшись близко, могут неожиданно направиться прямо на космопроходцев). Помимо собственно инерции, на манёвренности также отрицательно сказывается и центробежная сила, которая из-за большой длины корабля, просто размажет тех, кто находится на носу и в корме, если у двигателей хватит мощности для быстрого поворота вокруг оси (что из-за инерции, отнюдь не приведёт к быстрому изменению курса).

Далее, эти огромные туши надо обслуживать. Даже на средней руки современном авианосце большинство не успевает за 2-3 года службы обойти все отсеки, даже если специально ставят себе такую задачу. Если же говорить о космическом линкоре размером с город, человек, решивший без остановки обходить пешком все каюты махины, успеет состариться и дождаться, когда вырастут его внуки, прежде чем обход закончит (Хотя, вы же не пешком по городу ходите? Можно придумать транспорт, но это тоже задача, если нет телепортации, конечно.). Потребуются долговечные источники колоссальной энергии, чтобы не то что передвигать их в пространстве, а хотя бы банально освещать внутренние помещения. А двух показанных нам роботов-уборщиков для помещений явно недостаточно. Также никто не отменял сопромат, усталость и предел прочности металлов (если эта дура вообще металлическая — хотя о композитах и других нетривиальных материалах авторы подобных опусов обычно не слышали). В общем, если авторы желают сделать космический корабль размером с агломерацию — на нём и экипажа (или роботов) должно быть как населения агломерации, да несколько десятков полностью рабочих производственных цепочек, чтобы вся эта махина не развалилась, да огромные гидропонные фермы, чтобы команду кормить, и, желательно, ещё какой-то способ ослабить перегрузки, чтобы всему этому богатству на первом же повороте не наступил эпичный кирдык.

И это не говоря о бессмысленности подобных сооружений. Можно ещё представить себе гигантский корабль, перевозящий колонистов, если их нужно перевезти сразу много, или металлургический комбинат, собирающий все необходимые минералы с астероидов и клепающий корабли поменьше прямо в космосе, но боевая махина подобных размеров будет просто особо удобной мишенью, мимо которой не промахнёшься ядерными ракетами и гибель которой в одну секунду нанесет её создателям ущерб столь огромный, что может разом привести к поражению в войне. Собственно, тупиковость суперлинкоров вполне наглядно показана историей обычного морского флота во Второй мировой войне.

• Хотя если бо́льший корабль может генерировать и силовое поле помощнее, а ракеты не промахиваются вообще (что зависит от технологий в сеттинге) — то может получиться и наоборот.
• Максимальное количество орудий так или иначе определяется площадью поверхности корабля, а не его объёмом (в отличие от производственных мощностей), хотя к орудиям, действующим на принципе телепортации (и к ряду других, для которых не нужны стволы, излучатели или ракетные шахты) это не относится.
• Можно вспомнить любимое фантастами "это просто большой бластер, но его накачивают не одна, а сто АЭС", то можно попытаться подвести обоснуй и под объём. Вот только всей этой мощью ещё и целится как-то нужно (см. пункт про космические дистанции).

Впрочем, такая махина имеет смысл, если корабль межзвёздный, а супертопливо отсутствует, и чтобы долететь куда-либо не слишком состарившимся в пути, нужна целая прорва топлива. И топливный бак как раз и будет размером с небольшой астероид. Если же это корабль поколений, то топлива на килограмм массы потребуется существенно меньше, потому что такой корабль может лететь сколь угодно медленно, главное чтобы скорость была выше третьей космической, то есть хватает и черепашьей для космоса скорости 17км/с, что и на тысячную скорости света не тянет. Правда сам корабль в этом случае будет огромным. Или когда система является не единым куском металла, а некоей интегрированной армией: в конце концов, нынешние авианосцы намного больше тех суперлинкоров, но они-то как раз не находятся в тупике развития потому, что не являются Большой Тупой Железкой, а несут на себе десантные боты, палубные истребители и прочую шуструю мелочь. Собственно, в грамотной фантастике корабль-город тоже не лезет в бой, а пужает противника с благородного расстояния своим активным и коварным грузом, а то и вовсе сидит в снабжении.

Маленькая планета Земля

Не вся фантастика происходит в космосе. Некоторые фантасты отправляют своих героев в недра земли. И вот тут внезапно случается фатальное непонимание того, насколько наша планета огромна.

Итак, самая высокая гора на Земле в высоту немного не дотягивает до 9 километров. Самая глубокая впадина имеет глубину порядка 11 километров. Космическая экстерриториальная зона начинается в 100 километрах над уровнем моря, первая низкая околоземная орбита — в 160 километрах над поверхностью. Земля имеет диаметр около 12 000 километров. То есть весь земной рельеф — это очень маленькое отклонение от формы геоида. Если взять обычный метровый глобус и воссоздать на нём в масштабе рельеф местности — тот же Эверест будет иметь высоту меньше миллиметра. А если добиваться микронной точности, то всего 694 микрона. Марианская впадина будет изображена царапиной глубиной 865 микрон. Путешествие к центру Земли — это очень, очень далеко (примерно как по прямой от Москвы до Владивостока, или, если кто-то мыслит категориями другой большой страны, как от Майами до Анкориджа).

Даже просто земная кора — это много (в среднем на материках — около 40 километров). Пока что ни один рукотворный объект не пересёк даже границу двух слоёв земной коры (границу Конрада), не говоря уже о пересечении границы Мохоровичича (границы коры и мантии). Знаменитая Кольская сверхглубокая, несмотря на заявления, так и не добурилась даже до первой из них, хотя и намеряла на глубине 12 километров температуру около 212 градусов Цельсия.

Ну и последний набор цифр. Рекордная скорость проходческого щита, зарегистрированная в мягких глинах Петербурга — 1250 погонных метров в месяц. Если удастся поддерживать такой невероятно высокий темп при бурении строго вниз, на то, чтобы выйти на границу Мохоровичича, потребуется около трёх лет, и ещё лет двести — чтобы прокопаться через верхний слой мантии. К центру же планеты вы попадёте где-то через полтысячелетия после того, как начнёте работу.

Закон квадрата-куба

Когда объект подвергается пропорциональному увеличению размеров, его новый объём будет пропорционален кубу множителя, а новая площадь его поверхности пропорциональна квадрату множителя.

Если наш боевой робот выше человека в 10 раз при сохранении пропорций, то он будет весить примерно в 1000 раз больше, чем аналогичный робот обычных человеческих размеров. Подобная масса потребует для перемещения мощных двигателей, а про прыжки можно будет забыть — пневматические амортизаторы взорвутся, а гидравлические разнесёт в клочья гидроударом. Это будет здоровенная неповоротливая махина с сомнительными тактическими возможностями на поле боя.

Не забываем, что площадь опоры возрастает пропорционально квадрату размера. Если ступня нашего боевого робота в 10 раз больше, то площадь её контакта с землёй увеличивается в 100 раз, но теперь она должна выдерживать уже 1000-кратную нагрузку общего веса конструкции, попутно сообщая её самой той поверхности, на которой она стоит. Когда соотношение веса к площади опоры будет слишком велико, даже на асфальте появится риск провалиться под землю, не говоря уж о пересечённой местности. Более того, эта же проблема касается всего опорно-двигательного аппарата: нагрузка на несущие конструкции растёт в кубе, а их прочность — всего лишь в квадрате, вместе с горизонтальным сечением. Попробуйте постоять исключительно на пятках: поскольку отношение веса к площади опоры многократно возрастёт, увеличившееся давление на мягкие ткани быстро даст о себе знать ощутимым дискомфортом.

В армиях реального мира недаром нет человекоподобных роботов. Тяжёлая техника должна иметь низкий центр массы для устойчивости, большу́ю площадь опоры для проходимости, минимум выступающих частей для максимальной защищённости бронёй и низкий профиль, чтобы не быть лёгкой мишенью. Танк удовлетворяет всем, огромный антропоморфный робот — ни одному. Возможность вести огонь с высоты и ещё более высокая проходимость — сомнительная замена, да и стоит сие чудо слишком дорого.

В качестве обоснования автор может оговорить что в конструкцию сей чудо-машины входят антигравитаторы, если таковые возможны в сеттинге.

• Если подумать, даже антигравы лучше ставить на танки. Обоснуй — на ОБЧР агравы сгладят перечисленные выше недостатки, зато на танке — усилят достоинства. Перечисленные выше.

Схожие проблемы возникают при попытке прямого масштабирования любой конструкции, будь то техника или живой организм. Причём чаще всего при масштабировании в любую сторону. Отдельного обоснования требуют не только слишком большие, но и слишком маленькие аппараты, типа боевых роёв имени С. Лема. При уменьшении линейных размеров увеличивается отношение площади к объему. Это означает что в атмосфере или гидросфере боевой инсектоид будет перемещаться медленно и недалеко — аэродинамическое и гидродинамическое сопротивления пропорциональны площади. Собственно, можно сравнить мобильность реальных мелких и крупных животных, как пример механизмов построенных по идентичным технологиям. Ну и из-за того же закона инсектоиды хуже защищены от воздействия поражающих факторов — слишком много площади нужно защищать. В космосе у роя перспективы интересней ибо нет сопротивления среды, зато очень актуальна задача сброса паразитного тепла. Но слабая защищенность, в том числе и от естественной космической радиации никуда не денется.

Любопытно что у Перумова в «Черепе на Рукаве» биоморфы, поначалу косплеившие тучу Лема, в итоге пришли к типоразмеру вороны, которая хоть и была уязвима для стрелкового оружия, но гораздо более мобильна. У Лукьяненко в «Лорде с планеты Земля» упоминается «электронная мошкара», но как оружие, действующее лишь в непосредственной близости от контейнера, из которого была выпущена.

Физическая размерность (единицы измерения и порядки величин)

Проблемы с размерностью характерны в основном для МТА. То скорость измерят в метрах, то силу тока в ньютонах. И скорость только в метрах и километрах – это ещё половина беды, оставшуюся половину составляет скорость в в единицах ускорения – узлах в час. С порядками величин сложнее. В альтернативной реальности «Евангелиона» физические величины имеют другие названия. Поэтому мы их вам не скажем. Просто АТ поле просело на 100 единиц. А ещё мы считаем, что пары тысяч клонов (и ещё миллион их за кадром)((слово unit тут значит не одну единицу, а подразделение, достали путать)) должно хватить, чтобы захватить всю Республику, состоящую из миллионов звёздных систем с населением несколько триллионов человек А некоторые сценаристы мало того, что не представляют, какой объём будут иметь «9 миллиардов талантов золота» (а это куб высотой с небоскрёб), так ещё и не знают, сколько этого самого золота вообще есть на Земле. Иногда авторы пытаются осознать свою ошибку, но не преуменьшают, а наоборот, преувеличивают размеры: «Тридцать два дознавателя за неполную седмицу во всех концах империи, за сотни тысяч километров друг от друга…» («Дети Силаны» Крымова). И это не звёздная система, а государство на заурядной планете.

Про сопромат и прочее авторы тоже забыли, оттого их идеи рождают стоя́щие миллионы лет храмы и крепости древних рас. Хотя в реале любой храм а-ля Р’льех из камня или города Старцев из «Хребтов Безумия» почти никогда не простоит больше 10 тысяч лет (и то не факт), и развалится в ничто, особенно в местах с тяжким климатом или под водой с тектоническими районами в придачу.

• Впрочем, если предтечи были крутые, то может и простоять. Древние технологии, чего уж.
• Простоять миллионы лет почти невероятно. А вот насчёт меньшего времени… Великие египетские пирамиды, по всей видимости, стоят уже примерно 12 тыс. лет, столько же лет Осириону. Судя по всему, примерно того же возраста часть построек Тиауанако, Саксауаман, часть фундаментов зданий Куско и большинство построек Мачу-Пикчу. Так что мегалитические постройки способны простоять достаточно долго. Даже не в самых благоприятных условиях. А вот как раз под водой, в достаточно стабильной среде подлинно мегалитическое сооружение может существовать и сотни тысяч лет. Только со временем станет всё меньше походить на искусственное сооружение.
  • Предыдущий оратор, вероятно, ошибся. Старейшая из каменных зданий пирамида Джосера стоит всего-то ~4700 лет. А вот если говорить о мегалитах, то да, чудом сохранившемуся комплексу Гёбекли-Тепе как раз 12k лет.
    • Гёбекли-Тепе сохранился не чудом. Его намеренно похоронили, защитив от главных врагов камня — ветра (вернее, несомого им песка) и воды. А вот зачем первая известная цивилизация Земли это сделала — загадка.

Скорости и ускорения

У авторов космической фантастики часто наблюдается полное непонимание разницы между скоростью и ускорением, поэтому космический корабль, подобно автомобилю, довольно быстро разгоняется до крейсерской или максимальной скорости, зависящей от размеров корабля: маленькие корабли — быстрые, а большие — медленные. Хотя на самом деле космические скорости таковы, что корабль, двигающийся с ускорением 1g (таким, что экипажу будет комфортно на протяжении всего разгона), до максимальной скорости может разгоняться месяцы (разгон до скорости, близкой к скорости света, займёт около десяти лет, а вот попытка её достичь займёт бесконечное время), а максимальная скорость зависит не от размеров корабля и не от его массы напрямую, а от соотношения массы с топливом и без него и скорости истечения рабочего тела. Для релятивистских скоростей максимально достижимая скорость равна c*(M²−m²)/(M²+m²), и то при условии, что у нас фотонный двигатель, М большое — начальная масса корабля вместе с топливом, а m малое — масса после того, как топливо будет израсходовано. Поскольку соотношение после c всегда меньше 1, разогнаться быстрее, чем скорость света c, невозможно в принципе. Т. е. даже если у нас фотонная ракета, имеющая 100500 ступеней, заполненных горючим, а полезная нагрузка на кончике этой ракеты будет как пылинка на верхушке Останкинской башни, всё равно она сможет лишь приблизится к c, но не превысить её.

• На самом деле ускорение 1 g за год позволило бы превысить скорость света и достичь скорости 309 573 699,12 м/с при скорости света в вакууме всего лишь 299 792 458 м/с. Проблема решается, если вспомнить, что год бортового времени в таком полёте не пройдёт никогда из-за замедления бортового времени. А комфортный разгон – это разгон за секунду именно бортового времени на 9,81 метра бортового пространства в секунду опять же бортового времени. Только поэтому корабль, летящий с постоянным ускорением 1g, не сможет превысить скорость света. Ну и где вы рабочее тело собираетесь брать для постоянного ускорения в течении месяцев? А энергию для его выбрасывания из сопел?

Впрочем, есть авторы, впадающие в другую крайность — у них большие корабли самые скоростные и манёвренные, а маленькие самые медленные и неповоротливые. Это объясняют тем, что у большого двигателя и мощность больше, забывая о том, что масса корабля растёт в кубе, но это не означает, что в кубе будет расти и мощность двигателей корабля.

Авторы также не понимают, что космический бой — если таковой вообще имеет смысл — протекает на скоростях и дистанциях, делающих его абсолютно не похожим на воздушные бои Второй мировой (откуда такие бои один в один передрал Дж. Лукас), или морские бои времён линейных кораблей, или сражения любой другой эпохи. То, как будет протекать космический бой — сильно зависит от фантастических допущений, однако многие вещи крайне маловероятны. К примеру, пальба прямой наводкой на виражах, перегрузки на которых расплющат любого пилота в лепёшку. Или десятки пробоин в обшивке и медленно убывающая полоска здоровья — первое же попадание означает практически гарантированную гибель.

Информационная сложность

Ранее в этом разделе шла речь о том, насколько сложно спроектировать и обслуживать гигантский корабль, но на самом деле эта задача не сложнее проектирования и эксплуатации крупного завода или города типа новых столиц Бразилии или Казахстана. Особенно учитывая прогресс в области софта для автоматического проектирования. Гигантские корабли, неспособные содержать самих себя и тысячу более мелких судов, просто нерентабельны. А вот что действительно невозможно, так это гигантские звёздные империи.

Во-первых, без дешёвой сверхсветовой связи они будут попросту неуправляемы. Во-вторых, даже если такая связь есть, бюрократия подобного государства, под опекой которого десятки планет и сотни миллиардов, а то и триллионов жителей, состоящих между собой в самых разнообразных экономических, социальных и прочих отношениях — захлебнётся в информационных потоках (Собственно, коррупция и бюрократия и сгубили Галактическую республику). Да, конечно — можно настроить супермегагигакомпьютеры (и то не факт, что они справятся — ибо сложность сильно связанной системы с её ростом увеличивается не линейно, а в квадрате), но проконтролировать их будет уже совершенно невозможно. Император и его правительство превратятся в чисто церемониальные фигуры, озвучивающие принятые компьютерами решения без какого-либо понимания, что и почему они делают. В случае возникновения какого-либо сбоя в системе добраться до его источника будет нереально, а последствия будут катастрофическими, вплоть до голодомора целых звёздных систем. Единственный возможный вариант — если сам император будет биологическим суперкомпьютером (за счёт псионики или трансгуманизма), богом (или как минимум будет обладать могуществом сравнимым с божественным) или ИскИном.

Альтернативный вариант — максимум местного самоуправления и горизонтальные связи между мирами, не замыкающиеся на центр. Но это будет уже не абсолютистская Империя с абсолютной властью Императора-самодержца. Максимум, конфедерация, а скорее — просто деловые связи между независимыми планетами (и отдельными контрагентами на них). В реальной жизни, Sacrum Imperium Romanum именно так и управлялась — Император был главноуговаривающим в Империи из сотен мелких княжеств, которые ещё и к тому же могли между собой воевать, а власть Императора ограничивалась принципом «вассал моего вассала — не мой вассал», см. феодальная Империя. Тут же появится и иная сложность: с учётом расстояний, зачем вообще отношения между планетами? Вариант «одна планета производит только табак, а вторая только спирт» с риском торговой блокады и голодомора целой планеты рассматривать невозможно. Испанская империя потому и рухнула, что колонии стали автономными почти сразу, ведь везти снабжение в масштабах, необходимых для простого прокорма населения, слишком дорого и долго; первый же шторм — и колония вымрет с голоду, не дождавшись, когда подоспеет следующая партия. А при наличии необходимой самостоятельности колония пошлёт метрополию куда подальше, как послали Испанию, находясь даже в рамках одной планеты. Что уж говорить о космосе? Потому и сложно рассчитывать на массовое заселение планет в качестве экономически зависимых колоний.

Впрочем, длительность статуса колоний может быть обоснована разницей в технологическом уровне: ну, хорошо, колонисты научились выращивать пропитание, ковать железо и, может быть, даже строить паровые машины, но где они научатся строить себе звездолёты — в приходской школе? А империя тем временем стагнирует любое самостоятельное технологическое развитие колонии, забирая в метрополию всех самородков-изобретателей, собравших у себя в сараях что-то, что на Земле изобрели позднее 1900 года. И то, такая система ложится на наши метрополии мёртвым довеском и камнем на шее, от отсталой страны или планеты мало ништяков, и те очень слабые, а трат на них до фига, как было с колониями Рима в Африке, которые римляне бросили по причине нерентабельности, при этом неразвитые колонисты могут не справиться с управлением системами жизнеобеспечения и терраформации, после чего умереть в ставшей нежизнепригодной планете — вы же сами не давали им развиться до вашего уровня, из-за чего дышать вакуумом, изготавливать скафандры, латать купола и обслуживать терраформеры они так и не научились, так что…

• При минимальной разумности метрополии отделяться колониям нет резона и смысла. Прикинем ряд вопросов: кто лучше защитит от внешнего врага — Флот Империи или местное ополчение? Что даст больше возможностей гражданам — Империя Тысячи Солнц или «маленькая, но дюже гордая, хоть и нищая, как церковная крыса» Республика в три луны два метеора? Какая страна даст — больший рынок сбыта предприятиям… более крутые научно-исследовательский мощности… возможностей карьерного роста… элементарной свободы передвижения с одним паспортом (или без такового)… да просто гордости за свою Родину!.. Повторяю, при минимально разумном руководстве в метрополии Звездолёт и Солнце выигрывает с огромным отрывом буквально по всем статьям.
• Только будет ли это империя? Вот в чём вопрос. Империя есть государство, во внешней и внутренней политике полностью опирающееся на войско. И при этом вы хотите, чтоб такое государство не подавляло своё население. Классический римский империум вообще был властью главнокомандующего завоевателей на завоёванной территории, а сам Рим империей никогда не был.
• Африка (во главе с отстроенным Карфагеном) была для Рима главной житницей (а Египет — для Византии). Возможно речь идет о Британии или землям за Рейном и Дунаем.
  • Земли за Рейном и Дунаем были первыми захвачены вторгавшимися варварскими народами. А Британию римские легионы оставили лишь из необходимости собрать все наличные силы для защиты самой Италии.
• Африка отвалилась довольно поздно и уж точно не потому что стала нерентабельной. Её трясло на религиозной почве, там прошлись варвары, случилось ещё много чего, но к тому моменту, как эти колонии отвалились, сама Империя уже не существовала как нечто единое.
• Вспоминается старина Палпатин с его Звездой Смерти. Кто-то не хочет подчиняться Империи «за большое имперское спасибо» — тогда мы летим к вам!

Галактическая империя вполне может существовать в двух случаях (по умолчанию сверхскорость и сверхсвязь, иначе любое объединение в рамках целой галактики невозможно и бессмысленно). Первый — по принципу современных корпораций. Метрополия вкладывает деньги только в те отрасли, с которых получает прибыль, оставляя остальную часть планеты местным правителям или наместникам. Добыча минерала? Шахта и грузовой космопорт, и кто там в джунглях бегает — не имеет значения. Император икорки желает — зачем лезть в местную пустыню, вылов и доставка. Только нужно подбрасывать «сувениры» местным вождям-королям-президентам (нужное подчеркнуть), чтобы туземцы не мешали работать имперским объектам. Другой вариант возможен если император не главноуговаривающий, а владелец если не одной большой вундервафли, то эскадры имперских линкоров. Местными делами занимается приставленный гауляйтер-наместник-губернатор (нужное подчеркнуть), но если у этого представителя власти появится желание отделиться — имперский флот напомнит, кто в галактике хозяин. К слову, ни у Испании, ни у Британии ни у любой другой страны Нового времени не было возможности разобрать взбунтовавшуюся колонию на молекулы. Когда такую вундервафлю изобрели, наступили совсем другие принципы внешней политики.

• Для существования любой империи необходимы два условия: нормальная связь и нормальный транспорт. Другое дело, что систему управления сложно выстраивать. Но это необходимо для любого крупного государства.

Ситуация, «когда на одной колонии только яблоки, а на другой только нефть» более чем вероятна. Посудите сами: сколько в галактике планет. А теперь вычитаем те что вне зоны обитаемости, те чей размер (и соответственно сила тяжести) слишком отличается от земных (если суперземля в трое-пятеро больше нашего глобуса, то и сила тяжести на ней должна быть соответствующей). Далее вычитаем с непригодной атмосферой (аналог Титана или Марса) и без таковой (Луна, Меркурий). Что остается? Таким образом космическая империя (да и Федерация, в принципе) будет объединение не ПЛАНЕТ, а ПОСЕЛЕНИЙ. Орбитальных станций (которые можно разместить даже на орбите газового гиганта или даже орбите вокруг звезды), закрытых поселений (из тех что предполагаются на Луне или Марсе). Сомнительно, что эти колонии снабжать себя на сто процентов. Что касается планет (с нужными атмосферой и силой притяжения)… На пустынной планете затруднительно заниматься сельских хозяйством (легче отправить груз яблок на Марс, чем высаживать там сад. При межзвездных прелетах то!), на На планете-океан добыча полезных ископаемых если и возможна, то сложно, (зависит от глубины океана) а урожаи собирать можно только водорослей. Самодостаточных колоний-планет будет минимум в системе. И даже при этом разумней отдать целиком Землю под сельское хозяйство, а тяжелую промышленность вывести на астероиды или безатмосферные объекты вроде Луны, чем засорять экологию «единственной житницы на пару десятков световых лет». И удерживать под контролем военной силой (вариант для империи) тоже нужно не всю галактику, а лишь отдельные системы.

• Газовый гигант не на орбите звезды? Серьёзно?
• На это указывал ещё Сергей Переслегин, когда разбирал про галактическое войны. Ход его рассуждений примерно таков. Не у всех звёзд есть планеты. Из тех, что есть, не все годны для жизни. Те, что годны, не все годятся под военные базы (например, неудобно расположены). Те, которые годятся — не все отстроены и прокачаны. Вывод — владение Галактикой можно свести к владению считанными мирами. Именно это явление интересно обыграно у Сергея Мусанифа в «Империи». Империя владел Марсом — единственным миром, где производилась военные корабли. Владение этой планетой позволяло диктовать свою волю всей Галактике.
• Вероятна?! Для этого должна быть крайне дешёвая и очень быстрая доставка! Иначе планета, где только нефть сдохнет от голода раньше, чем дождётся груза яблок!
  • Тирьямпампация/гипердрайв (и сверхсветовая связь хотя бы на уровне сети курьеров со сверхскоростью) по умолчанию должна быть, иначе космическую империю/федерацию попросту не создать (пока долетит корабль поколений к одной звезде, сто раз сменится гос.устройство в метрополии).

Заключение

В целом, явление можно разделить на три случая:

• Автор не разбирается в области знаний, о которой пишет. Иногда он и не должен! Есть допустимая жанровая условность, слышали о такой вещи? Например, гигантские роботы в аниме совершенно не стоит менять на танки и самоходки, да и прикладная аэродинамика в мультфильмах ни к чему. К тому же, если заставить всех авторов низкопробного фэнтези или как бы научной фантастики заканчивать физтех — писательского таланта же не прибавится. Да и кому будет интересно это чтиво, перегруженное не столько матаном, сколько канцеляритом?
• Автору лень считать каждый маневр космического корабля и каждый винтик космической станции. Вообще, и не надо. Очень часто такие подробности можно и даже нужно опускать! Надо ли описывать в боевике или крутом детективе положение каждого пальца протагониста на цевье любимой штурмовой винтовки? Но если уж взялся писать техническое порно до последнего винтика — то не ленись.
• Автор все понимает и ему не лень, и посчитал всё правильно, но вот читатель или критик как раз в предмете плавает (но сам об этом не догадывается и признавать не хочет). Как у действительно высокого здания не виден фундамент, так и у хорошего художественного произведения может быть невидим матан, на котором оно построено — но это не значит, что его нет. Обычно в глубоких произведениях вполне достаточно данных для того, чтобы читатель (при наличии пытливого ума, Интернета и калькулятора) смог самостоятельно перепроверить выкладки автора.

Иными словами, если и в писатели, и в читатели НФ отбирать по образованию, а еще лучше по реальной способности к анализу (скажем, авторство открытия или изобретения) — проблема сама собой исчезнет. Но среди читателей — не только доктора наук, и читать они хотят книги разные и всякие, не трёх с половиной тщательно отобранных и лицензированных авторов. Адекватные люди оценивают произведение в комплексе и при наличии других достоинств прощают даже вопиющие ляпы. У палеонтолога Ивана Ефремова, к примеру, с физикой было весьма печально, но любят его совсем не за физику. И гуманитарий Жюль Верн, хотя и старался писать правильно, далеко не всегда был прав, но читаем мы его несмотря на и вопреки масштабам величин.

• А скрипач Эйнштейн получил даже нобелевскую премию. При этом о его музыкальных успехах как-то не слышно, известно только, что он музыкой в принципе занимался. Поэт Ломоносов открыл атмосферу Венеры.

С другой стороны стремиться к совершенству никогда не вредно. Если автору позарез хочется, чтобы землянин мог говорить с марсианским колонистом по видеоконференции в реальном времени — просто надо ввести в сеттинг сверхсветовую связь и прописать социальные последствия ее наличия. Ну а если хочется, чтобы критики отзывались о твоем труде как о реализме, — используй минимум фантастических допущений.

Ссылки

• https://www.spacetelescope.org/images/archive/zoomable/ для представления о космических масштабах
• Если бы луна была с 1 пиксель — утомительно точная карта Солнечной системы.