Устная история «Звезды смерти»
Воспоминания о самом знаменитом шаре в галактике
Вероятно, величайший конструкторский проект в истории геометрии — «Звезда смерти». Она была чистейшим ужасом, пока ее не разрушил белокурый юноша из пустыни в трагическом финале фильма «Звездные войны». Она была исключительно красива. Почти идеальный шар, 160 км в поперечнике, оснащенный лазером, испепеляющим планеты. Но даже этот левиафан, спроектированный, чтобы держать в повиновении целую галактику, в свою очередь, повиновался более могущественному властелину — геометрии.
Геометрия не склоняется ни перед кем, даже перед империями зла.
Я собрал команду, ответственную за создание «Звезды смерти», чтобы обсудить геометрию самой спорной конструкции в истории. Они затронули несколько аспектов, связанных с постройкой огромной шарообразной космической станции:
- множественная симметрия;
- поверхность почти перпендикулярна направлению движения;
- гравитационные свойства по сравнению с природными шарообразными объектами;
- ее собственная мощность в зависимости от площади поверхности;
- очень небольшая кривизна малых участков поверхности;
- уникально низкое соотношение поверхности и объема.
Даже эти мощные умы — проектировщики и инженеры, в том числе гранд-моффы, — не могли диктовать геометрии свои условия. Скорее, они должны были подключить свою изобретательность, чтобы работать с учетом наложенных геометрией ограничений. Вот история того, как они справились с поставленной задачей, изложенная их собственными словами.
Учтите: для легкости чтения я вырезал зловещее шипение дыхательной маски.
1. Мы сделаем тебя ужасно симметричной
Гранд-мофф Таркин. Наша цель — запугать галактику величайшим сооружением, которую она когда-либо видела. Наш бюджет — практически неограниченный благодаря непоколебимому подходу Императора к налогообложению. Финансирование — почти в буквальном смысле слова — взлетело до небес. Поэтому прежде всего у нас возник вопрос: «Как должен выглядеть этот объект?»
Имперский геометр. Я получил указание найти простой, элементарный дизайн. Настолько пугающий и впечатляющий, что заставит дроидов рыдать, а охотников за головами — наделать в штаны. Это было трудное задание по сравнению с написанием статей для высокоцитируемых научных журналов.
Гранд-мофф Таркин. Бедняга-геометр потратил месяцы на мозговые штурмы, заполняя блокноты эскизами и конструкторскими идеями… Лорд Вейдер возненавидел их все.
Дарт Вейдер. Шестиугольная призма? Мы что, империя медоносных пчел?
Имперский геометр. Даже в самых глубоких ущельях неверия в собственные силы я был благодарен лорду Вейдеру за обратную связь. Он требовательный управленец, как и многие визионеры. Но я знаю, что все это было в рамках конструктивной критики.
Дарт Вейдер. Кретин.
Имперский геометр. В конце концов мы выявили единственный целевой показатель: симметрию.
Большинство людей небрежно пользуются этим термином, но в математике слово «симметрия» имеет точное определение: то, что можно сделать с фигурой, чтобы она выглядела так же, как раньше.
Например, морда вуки имеет одну-единственную симметрию: ее можно отразить в вертикальном зеркале. Вот и все. Если вы проделаете что-нибудь еще (скажем, повернете ее на 90о или отразите в горизонтальном зеркале), вы измените его морду до неузнаваемости, после чего вуки может попытаться изменить до неузнаваемости вашу физиономию.
Напротив, морда дианоги (болотной обитательницы с щупальцами, которая иногда заводится в мусорных контейнерах) обладает тремя симметриями: два отражения и поворот на 180о.
Гранд-мофф Таркин. Зачем зацикливаться на симметрии? Ну, симметрия — суть красоты.
Посмотрим, скажем, на человеческие лица. Ни одно не симметрично идеально. Одно ухо чуть повыше; один глаз чуть побольше; нос слегка кривоват. Но чем симметричнее лицо, тем красивее оно нам кажется. Странный психологический факт: математика — мерило красоты.
Мы стремились, чтобы «Звезда смерти» сражала наповал, как лицо супермодели.
Имперский геометр. Однажды лорд Вейдер смел мои чертежи со стола и зарычал: «БОЛЬШЕ СИММЕТРИИ!» Мы рассматривали икосаэдр, у которого 120 симметрий. Как я мог добиться большего? Но потом я все-таки нашел решение, и я больше всего горжусь этим моментом моей карьеры — нет, черт возьми, всей моей ЖИЗНИ. Я нашел решение: максимально симметричное геометрическое тело.
Дарт Вейдер. Почему ему сразу не пришло в голову начать с шара? Черепашья скорость немощных мозгов отнимает слишком много времени.
Гранд-мофф Таркин. Головная боль никуда не делась. Нам необходимо было установить набор лазеров, уничтожающих планеты, в северном полушарии «Звезды смерти» и тем самым нарушить симметрию. Нам это сильно попортило кровь.
Имперский геометр. Я по-прежнему убежден: монтировать этот лазер было ошибкой. Я имею в виду, что эффективнее для устрашения — небольшое лазерное шоу или БЕСКОНЕЧНОЕ число симметрий?
2. Развеять аэродинамику по ветру
Гранд-мофф Таркин. Мы сразу же столкнулись с трудностью. Можно сказать, со встречным ветром.
Все бывали внутри «Звездных разрушителей» и помнят эти сверкающие угловатые конструкции. Они были галактическими ножами для стейков, готовыми вспороть любую звезду, как воздушный шарик с гелием. Когда я осознал, что дизайн должен быть не только эстетичным, но и функциональным, это доставило неприятности нашей станции.
Имперский физик. Представьте, что вы летите на аэроплане. Неважно, насколько вы хороший пилот, все равно вас ждет ЧРЕЗВЫЧАЙНО много столкновений. Я имею в виду, разумеется, столкновения с молекулами воздуха.
Наилучший сценарий? Молекулы воздуха скользят ПАРАЛЛЕЛЬНО поверхности вашего самолета. Таким образом, они никак не влияют на ваше движение. Они похожи на поток автомобилей на встречной полосе. Наихудший сценарий: молекулы воздуха двигаются ПЕРПЕНДИКУЛЯРНО поверхности самолета, под углом 90о. Тогда все молекулы в полной мере влияют на ваше движение. Вот почему вы не станете строить аэроплан с большой, плоской фронтальной поверхностью: он будет похож на человека-сэндвича с рекламными щитами, пробивающегося сквозь толпу.
Поэтому «Звездный разрушитель» имеет клиновидную форму. Когда он летит сквозь атмосферу, молекулы воздуха в основном скользят вдоль его бортов — почти параллельно поверхности. Напротив, «Звезда смерти» стала нашим аэродинамическим ночным кошмаром. Ее огромная поверхность вынуждена сталкиваться с молекулами воздуха под практически идеально прямым углом.
Имперский инженер. Представьте, что ваши друзья запускают бумажные самолетики, но, вместо того чтобы составить им компанию, вы кидаете парту через весь класс. Вы потратите существенно больше энергии, а парта будет лететь не слишком изящно.
Гранд-мофф Таркин. Изначально мы предполагали, что «Звезда смерти» будет непосредственно посещать планеты. Она должна была входить в атмосферу и испепелять континент или пару континентов, пока из динамиков звучит «Имперский марш».
Эта мечта умерла, когда мы выбрали форму шара. Аэродинамика расстроила наши планы, и наша станция вынуждена была оставаться в космическом вакууме. Никакого сопротивления воздуха — но и никакой музыки.
Дарт Вейдер. Мы пошли на жестокую жертву. Но вожди не должны быть малодушны.
3. Слишком большая для провала, слишком маленькая для шара
Гранд-мофф Таркин. Вскоре на нашем пути возникла очередная сложность: наши физики продолжали настаивать на том, что «Звезда смерти» обречена приобрести форму бугристого астероида.
Имперский физик. Бросьте взгляд на галактику. Где вы видите шары? Они большие и тяжелые. Звезды, планеты, несколько крупных спутников. А теперь взгляните на мелкие объекты с меньшей плотностью: астероиды, кометы, облака пыли. Вы обнаружите множество уродливых картофелин.
Совпадение? Не думаю. Это факт гравитации. Я с самого начала говорил им: «Звезда смерти» слишком мала, чтобы стать шаром.
Гранд-мофф Таркин. Вы бы видели гримасу лорда Вейдера.
Дарт Вейдер. Я собирался приступить к самому амбициозному конструкторскому проекту в истории зла, и очкарики в белых халатах сообщили мне, что он СЛИШКОМ МАЛ. Был ли я в гневе? Посудите сами.
Имперский физик. Знаете, я не эксперт в области пропаганды, но с точки зрения физики здесь все кристально ясно. Материя притягивает материю. Чем больше материи, тем сильнее притяжение. Такова суть гравитации.
Бросьте разные ингредиенты в открытый космос, как в смесительную миску, и все частицы начнут притягивать друг друга. Они сконцентрируются вокруг своего рода пространственной точки баланса — центра масс. Постепенно сгустки материи на периферии и выпуклости на поверхности будут стягиваться к этому центру. Рано или поздно воцарится окончательное равновесие, и вся материя образует безупречный шар.
Но это произойдет только в том случае, если у вас будет достаточно материи. В противном случае сила притяжения будет слишком слаба, чтобы сгладить бугры. Поэтому большие планеты становятся шарообразными, а небольшие спутники остаются картофелевидными.
Дарт Вейдер. Я задумался: что, все физики настолько наглые? Может быть, стоит перебить всех ученых прямо сейчас, чтобы избавить себя от дальнейших дискуссий?
Имперский физик. Колдовской размер, которого достаточно, чтобы приобрести форму шара, зависит от материала. Лед приобретает форму шара при диаметре около 400 км, потому что он достаточно пластичный. Камень намного жестче, понадобится больше гравитации, чтобы уломать его, поэтому он не станет шарообразным, пока диаметр не достигнет 600 км. Для такого материала, как имперская сталь, созданного, чтобы противостоять тектоническим силам, диаметр должен быть еще больше. Вероятно, 700 или 750 км.
А «Звезда смерти»? Всего лишь 140 км в поперечнике. Камушек!
Гранд-мофф Таркин. Когда лорд Вейдер начал душить физика хваткой силы, я смог найти компромисс. «Джентльмены, — сказал я, — это ХОРОШАЯ новость! Это означает, что люди, видя наш рукотворный шар, будут подсознательно уверены, что он гораздо больше, чем на самом деле. В итоге мы утроим наш диаметр без дополнительных расходов на постройку!». Кроме того, я заметил, что мы в любом случае контролируем гравитацию, как и подачу кислорода физикам. И в конце концов физик узрел нашу мудрость.
Имперский физик. Лицо лорда Вейдера просветлело. Ну, я думаю, это было заметно. Похоже, его маска улыбалась. В любом случае, ему явно нравилась идея, что шарообразная форма может имитировать и напоминать более крупные небесные тела.
Дарт Вейдер. Я вспомнил жуткого морского гада, который раздувается в шар, чтобы запугать своих врагов. Поэтому в моих личных записях я называл «Звезду смерти» небесным иглобрюхом.
Гранд-мофф Таркин. Я умолял его не говорить «небесный иглобрюх», но вы знаете лорда Вейдера. Если он зациклится на чем-то…
4. Западная Вирджиния, бороздящая космические просторы
Гранд-мофф Таркин. Вы видели съемки внутри «Звезды смерти»? Возникает ощущение, что она кишит штурмовиками. Набита плотно, как подводная лодка.
Ха! На самом деле «Звезда смерти» была самым пустынным, самым безлюдным местом из всех, где мне довелось побывать.
Имперский переписчик населения. Экипаж «Звезды смерти» насчитывал 2,1 млн человек и дроидов. С учетом радиуса 70 км площадь ее поверхности составляла около 62 000 км2. Если бы весь экипаж находился на поверхности, плотность населения составляла бы 30 единиц экипажа на квадратный километр. Пять футбольных полей на каждого.
Для сопоставления: примерно таковы размеры, численность и плотность населения в Западной Вирджинии. Хотите представить общественную жизнь на «Звезде смерти»? Представьте себе Западную Вирджинию, бороздящую космические просторы.
Штурмовик. Эх, иногда мне становилось так одиноко. Можно было патрулировать сектор целый день и никого не встретить. Даже дроида.
Имперский переписчик. Разумеется, все было гораздо хуже. Далеко не все члены экипажа находились на поверхности! Обитаемые зоны станции простирались на 4 км вглубь: 1000 уровней высотой по 4 м.
Теперь представьте летучую Космическую Западную Вирджинию, где люди живут на разных ярусах в угольных шахтах глубиной 4 км. Плотность населения составила бы один человек на 40 км2.
Единственная сопоставимая часть суши на Земле? Гренландия.
Штурмовик. А самое главное издевательство? В каждой кабине спало по 60 парней. На одну кабину приходилось три сортира и два душа. Забудьте про испепеление планет; если вы хотите, чтобы людям снились кошмары, просто покажите им утренние очереди в эти туалеты.
Император может позволить себе потратить квадриллионы долларов на космический корабль, и все равно я сплю на шестиярусной койке и отстаиваю в очереди полкилометра, чтобы отлить? Тьфу. Я до сих пор схожу с ума.
5. Невидимая кривизна
Гранд-мофф Таркин. В сущности, «Звезда смерти» создавалась не ради экипажа. Все люди, все машины — активная зона реактора, субсветовой и гиперсветовой двигатели — были просто системой поддержки основного назначения станции — суперлазера.
Имперский геометр. Ах, это еще одна причина, по которой шар был идеальной формой! При заданном объеме он обладает наименьшей плотностью поверхности. Если вы строите корпус для огромного устройства, скажем лазерной пушки, сокрушающей планеты, сферическая форма позволит израсходовать минимум материала.
Имперский инженер. Я знаю, геометр скажет, что сферическая форма сэкономит наши деньги, потому что для куба понадобится на 24% больше стали. Типичный математик: сплошное теоретизирование, никакой практичности.
Есть причина, по которой мы не имеем обыкновения строить космические корабли в форме сферы: кривизна — это мука мученическая! Вы когда-нибудь пробовали расставить мебель в изогнутой комнате? Желаю удачи с размещением дивана.
Впрочем, «Звезда смерти» была слишком велика, чтобы заметить искривление на таком уровне. Никаких проблем для дизайнеров интерьера. Но с точки зрения строительства кривизна обеспечила мне головную боль на много лет. Нам нужны были стальные балки с кривизной 0 градусов, 0 угловых минут и 3 угловых секунды на метр — меньше чем 1 градус на километр.
Это черт знает что! Кривизна была настолько низкой, что ее нельзя было заметить невооруженным глазом, но в то же время настолько высокой, что отдельные элементы нужно было изготовлять на заказ.
Гранд-мофф Таркин. Изогнутые балки… О, не напоминайте. Один субподрядчик поставлял нам прямые балки целый год — и думал, что мы не заметим. Честно говоря, мы и правда не заметили, пока однажды Император не приблизился на шаттле и не сказал: «Что это за смешная выпуклость?» Мы были отброшены на МЕСЯЦЫ назад. Но, во всяком случае, субподрядчику пришлось страдать гораздо больше, чем нам.
Дарт Вейдер. Эти субподрядчики — сплошные идиоты. Можно надуть обычных клиентов, но не Империю зла.
6. Может быть, мы поработали слишком хорошо
Имперский геометр. Как я уже сказал, шар имеет минимальную площадь поверхности при заданном объеме. Но я признаю, что у этой формы есть свои недостатки.
Гранд-мофф Таркин. Ликвидация мусора стала вечной пыткой.
Имперский мусорщик. Основное решение проблемы мусора в космосе просто: выбросить его за борт. Однако минимальная площадь поверхности означает, что большая часть вашей станции расположена далеко от поверхности. Нам понадобились мусоропроводы длиной в десятки километров. Я начал кампанию по переработке отходов, но экипаж просто выбрасывал все — еду, стальные балки, живых повстанцев, взятых в плен, — в мусорные контейнеры. Я не мог избавиться от чувства, что экология там не была приоритетным направлением.
Имперский инженер. Меня до сих пор преследует проблема отопления. Открытый космос, верно? Там прохладно. Если вы хотите сохранить тепло, шарообразная форма подходит идеально. Минимальная площадь поверхности означает минимальные потери тепла. Однако, по всей видимости, мы поработали СЛИШКОМ хорошо, потому что первичное моделирование показало, что станция имеет тенденцию к перегреву.
Имперский проектировщик. Нам пришлось избавляться от излишков тепла, поэтому я добавил теплоотводные шахты. Ничего особенного. Шириной в несколько метров. Тепло уходит в космос; проблема решена.
Мне и голову не приходило…
Я имею в виду, когда я узнал, что повстанцы уничтожили станцию, добравшись до теплоотводной шахты…
Адвокат имперского проектировщика. Пусть запись покажет: следственная группа обнаружила, что «Звезда смерти» была уничтожена дефектным реактором, которого мой клиент НЕ проектировал. Вкладом моего клиента были теплоотводные шахты. Они успешно справлялись со своей задачей — выпускать тепло за пределы станции.
Дарт Вейдер. Кроме того, они успешно впустили протонную торпеду ВНУТРЬ станции.
Гранд-мофф Таркин. От туманного начала до горького конца «Звезда смерти» была плодом компромиссов. Она была дорогостоящей? Да. Неэффективной? Вне всяких сомнений. Уничтожена шайкой подонков-повстанцев? Сложно отрицать.
И все же… Я никогда ничем так не гордился, как этим огромным, достославным шаром.
Издалека он был похож на Луну с кратером от астероида. Затем вы приближались, и геометрическое совершенство ошарашивало вас: бесчисленные симметрии этого кратера, прямые углы каналов на поверхности, темный опоясывающий рубец на экваторе…
Имперский геометр. «Звезда смерти» осуществила жуткий синтез: настолько грандиозная, каким может быть лишь небесное тело, и настолько идеальная, каким оно не может быть никогда. Она была волнующей, неотразимой, ужасающей. В этом сила геометрии.
Дарт Вейдер. Как это часто бывает, наши критики придумали нам лучший слоган. Когда мой старый заклятый друг Оби-Ван сказал: «Это не Луна!», мы поняли, что теперь у нас есть лозунг для рекламы.
