8 февраля, в День российской науки, исполняется 195 лет со дня рождения французского писателя Жюля Верна. Его фантастические романы о невероятных изобретениях и научных открытиях вдохновили заниматься наукой многие поколения учёных, но в реальности технический прогресс развился не совсем так как предполагал фантаст.

Научные сотрудники и преподаватели Южного федерального университета проанализировали романы Жюля Верна, и в каждом нашли некую научно-фантастическую гипотезу, которая сбылась не тем путем, каким задумывал автор.

Железные дороги в романе «Клодиус Бомбарнак»

Жюль Верн родился через три года после того, как в 1825 в Англии была построена первая в мире железная дорога общего пользования с локомотивами на паровой тяге. Годы жизни Верна пришлись на замечательное время расцвета науки и искусства, великих открытий, грандиозных проектов, авантюрных путешествий и романтических представлений о будущем.

В 1893 году выходит его роман «Клодиус Бомбарнак» о путешествии французского журналиста на поезде, идущем от Каспийского моря до Пекина по Великой Трансазиатской магистрали. В действительности этой магистрали не существовало. Верн был вдохновлен строительством Закаспийской железной дороги, а мысль о том, что с развитием транспорта «земной шар становится меньше» занимала его на протяжении всей жизни.

Удивили ли бы писателя современные железные дороги, рассказал ведущий научный сотрудник дизайн-центра микроэлектронной компонентной базы для систем искусственного интеллекта ЮФУ Марк Денисенко.

«Именно на конец 1880-х — ­начало 1890-х пришелся мировой железнодорожный бум. Тысячи километров рельс протянулись по всем континентам. Полтора века спустя железнодорожный транспорт не только не теряет своей актуальности, но и продолжает свое развитие как качественно, так и количественно, зачастую оставаясь экономически безальтернативным способом доставки тяжелых грузов.

Произошли ли за это время существенные изменения? Все те же железные вагоны едут по железным рельсам, но индустрия «обросла» современными технологиями, достигнута высочайшая эффективность на всех этапах: строительство, эксплуатация, логистика — все работает как часы, делая железнодорожные перевозки одним из самых надежных и безопасных способов передвижения.

Отдельно хочу отметить системы безопасности, мониторинга и диагностики состояния инженерных объектов на железных дорогах. В них применяются самые совершенные и высокотехнологичные решения, в том числе на основе искусственного интеллекта, самые современные достижения в области микроэлектроники и микросистемной техники — сенсорные элементы, телеметрические системы, системы видеонаблюдения, системы обработки сигналов, облачные и интернет-технологии. Все это позволяет обеспечивать безопасность и контролировать состояние всех узлов в режиме реального времени», — подчеркнул Марк Денисенко.

Марк Анатольевич также рассказал, что проект грузопассажирской высокоскоростной железнодорожной магистрали (ВСМ «Евразия» Пекин — Москва) все еще не реализован, но Транссибирская магистраль существует уже около века.

Кругосветные путешествия в романе «Вокруг света за 80 дней»

В романе о путешествии Филеаса Фогга общество ставит под сомнение намерение главного героя обогнуть земной шар всего за 80 дней. Этот рекорд был побит в реальном мире ещё при жизни Верна: 22-летняя журналистка Нелли Блай объехала Землю вокруг за 72 дня 6 часов 10 минут 11 секунд по маршруту Нью-Йорк — Лондон — Париж — Бриндизи — Суэц — Цейлон — Сингапур — Гонконг — Иокогама — Сан-Франциско — Нью-Йорк. А по пути заехала в Амьен, где жил тогда Жюль Верн, и засвидетельствовала почтение вдохновившему ее писателю.

Зачем люди и сегодня совершают кругосветные путешествия, рассказал доцент кафедры физической географии, экологии и охраны природы Института наук о Земле ЮФУ Борис Талпа.

«Сегодня кругосветные путешествия подразделяются на три основных типа. Первый тип — «профессиональный», когда путешественники в процессе своего плавания выполняют те или иные научные исследования или испытывают новую технику, оборудование, проводят медико-биологические наблюдения. Самый известный в мире профессиональный путешественник из России — Федор Конюхов. В одиночку он совершил шесть кругосветных путешествий, 17 раз пересёк Атлантику, причём один раз на вёсельной лодке.

Второй тип — «спортивный», то есть гонки на различных видах транспорта на скорость. Наиболее престижной является кругосветная регата яхт-одиночек «Vendée Globe» (Ванде́-Глоб), которая проводится без остановок посторонней помощи. В силу исключительно сложных условий южных широт, где проходит соревнование, её называют «Эверестом парусного спорта».

Третий тип кругосветных путешествий популярный в наше время — это путешествия на круизных лайнерах, на которых сегодня есть комфортабельные закрытые бассейны, огромные спорт-центры, роллердромы, ледяные бары, банки, торговые центры, рестораны и другие удобства. Титул чемпиона удерживает лайнер «Симфония», построенный в 2018 году. Он имеет длину 361 метр, ширину — 66 метров и высоту 72,5 метров. Дедвейт составляет 18 095 тонн. На лайнере 18 палуб, и он вмещает 6 680 пассажиров и 2200 членов экипажа при максимальной загрузке. Короткие маршруты лайнеров длятся от нескольких месяцев, длинные — до года. Путешествие носит туристическо-экскурсионный характер: лайнер швартуется в порту утром и все пассажиры посещают достопримечательности города в течение одного или нескольких дней. При отсутствии портов, способных принимать эти гигантские корабли, лайнер становится на якорь и катера-шаттлы перевозят туристов на берег и обратно. В ночной период корабль перемещается в новый порт или к объекту туристического интереса», — рассказал Борис Талпа.

Борис Васильевич также рассказал, что идея сверхдальних беспосадочных перелетов на самолёте зародилась в 30-е годы XX века. Русский летчик Валерий Чкалов мечтал «махнуть вокруг шарика» — то есть облететь вокруг земного шара без посадки. В 1936–1941 годах советскими авиаконструкторами был подготовлен сверхдальний полет самолета АНТ-25 по 56-й параллели протяженностью 22 500 км. Но осуществить эту экспедицию помешала война.

Пешее кругосветное путешествие завершил в 1898 году россиянин Константин Ренгартен, оно длилось четыре года. На русской границе в честь Ренгартена воздвигнута триумфальная арка.

Первым россиянином, объехавшим вокруг света на автомобиле, стал президент Союза кругосветчиков России Владимир Лысенко. Он пересекал континенты вдоль или поперек по самым длинным маршрутам. Его маршрут пролегал через 62 страны, и общая протяженность пути составила 160 тысяч километров.

По сведениям Книги рекордов Гиннесса, самое быстрое кругосветное путешествие на автомобиле совершили индийцы Ниина и Мухаммед Шалахуддин Чаудхари. С 9 сентября по 17 ноября 1989 года — за 69 дней, 19 часов и 5 минут — они проехали 40 075 километров, немного больше длины экватора.

Самолёты на атмосферном электричестве в романе «Робур-Завоеватель»

Первый в мире самолет братьев Райт поднялся в воздух еще при жизни Жюля Верна — в 1903 году. Споры о будущем авиации захватили мысли писателя. Размышления об этом нашли отражение в романе «Робур-Завоеватель» о непризнанном гении, покорившем воздух так же, как капитан Немо подчинил себе море. «Альбатрос» Робура-завоевателя походит на обычный корабль, но поднимается в воздух с помощью пропеллеров, что позволяет считать его прообразом вертолётов, и заряжается от атмосферного электричества.

Возможно ли использовать электроэнергию атмосферы в качестве топлива, рассказала доцент кафедры высшей математики Института компьютерных технологий и информационной безопасности ЮФУ Татьяна Кудринская.

«Конечно, в настоящее время есть разработки использования электричества из воздуха. Например, созданы модели ионолетов, которые способны подниматься при подачи электрического тока на провод, соединяющий ионолет с источником питания. При этом высокое напряжение между электродами — антенной и корпусом — создает ионный ветер, а само устройство представляет собой левитирующий ассиметричный воздушный конденсатор. У данного устройства есть большие перспективы, и разработки в данном направлении продолжаются», — рассказала Татьяна Кудринская.

Татьяна Владимировна добавила, что после запуска электромобилей на электричество переводят и авиацию. Разработчики по всему миру, включая Россию, работают над созданием электросамолетов, в которых энергия генерируется при вибрации конструкций и трения — для этого на электросамолете установлены трибоэлектрические наногенераторы. Этот способ позволит экономить расход топлива на электросамолетах.

«Ещё в начале 1900-х годов Никола Тесла изобрел способ получения высоковольтной энергии от ионосферы с использованием трансформатора — огромного электромагнитного соленоида высокого напряжения. Использование атмосферного электричества в качестве источника энергии является очень интересным и имеет большие возможности. Однако существуют и сложности: необходимость поднимать антенны на большие высоты и изменчивый характер погоды — молнии могут быть опасными для различных конструкций», — подытожила Татьяна Кудринская.

Полёты на водороде в романе «Пять недель на воздушном шаре»

Главный герой этой книги по фамилии Фергюсон наполнил воздушный шар водородом и изобрёл механизм, благодаря которому газ не надо выпускать, равно как не нужно и сбрасывать балласт, поэтому на таком шаре можно путешествовать очень далеко.

Как на самом деле водород используется в летательных аппаратах, рассказал младший научный сотрудник Химического факультета Кирилл Паперж.

«Привычный нам воздушный шар — это корзина, привязанная к шару, который наполнен нагретым воздухом. Они не имеют ни двигателей, ни навигации, как, например, дирижабли, поэтому они малоподвижны и сложны в управлении — в качестве летательного транспорта довольно странно их использовать. Лучше все же самолеты — так точнее и быстрее люди добираются до места назначения. А водород в них может использоваться в топливных элементах, катализаторы для которых мы разрабатываем в нашей лаборатории. Это источники электричества, которые могут быть частью в том числе летательных аппаратов», — поделился Кирилл Паперж.

Химик добавил, что время нахождения любого воздушного судна в полёте зависит от необходимости дозаправки или подзарядки, а также от пропускной способности оболочки с газом. Например, молекулы газов водорода и гелия настолько маленькие, что способны легко преодолевать перегородки с порами размером менее нескольких нанометров, поэтому праздничные шарики с гелием спустя пару дней опускаются на пол.

«Если бы я выбирал, на чем совершить полёт длиной в пять недель, как у Жюля Верна, я бы думал не об аналоге воздушного шара, а о создании летающего корабля, как у агентов «ЩИТа» в фильмах студии Марвел.  который использовали в Мстителях или Агентах ЩИТа. Помимо ракетных двигателей в таких устройствах применяются винты — как в вертолетах, только по бокам. Но использование такого судна будет дорогим, даже представить не могу сколько топлива необходимо, чтобы оно продержалось непрерывно пять недель в воздухе», — подытожил Кирилл Паперж.

Общество контроля в романе «Париж в ХХ веке»

В романе-антиутопии 1860 года Жюль Верн показал столицу Франции в 1960 годы. В этом Париже смертные приговоры приводятся в исполнение при помощи мощного электрического разряда, пропущенного через человеческое тело.

Тридцать лет спустя, 6 августа 1890 года, электрический стул был впервые применен в Обернской тюрьме штата Нью-Йорк: изобретен он был как якобы более гуманный способ смертной казни по сравнению с повешением, однако сейчас применяется все реже, в том числе из-за дороговизны его использования, и многие суды отдают предпочтение смертельной инъекции. На родине же писателя, да и вообще за пределами США, электрический стул широкого распространения так и не получил.

Какие ещё нововведения в отношении контроля над преступностью предсказал писатель, рассказала доцент кафедры уголовного права и криминологии Юридического факультета ЮФУ Анна Разогреева.

«Антиутопический горизонт ожиданий Жюля Верна в отношении контроля над преступностью в Париже ХХ века можно считать состоявшимся. Несогласованная прогулка главного героя по ночному зданию главной конторы банка «Касмодаж и K°» заканчивается для него попаданием в стальную клетку, когда он случайно натолкнулся в темноте на гигантскую Кассу ценностей – что это, как не повсеместно используемые сегодня технологии ситуационного предупреждения преступности: от тотального видеонаблюдения до магнитов-биперов в магазинах одежды. На улице Парижа он видит воздвигаемый плотниками эшафот, в открытом ящике которого, пряталась электрическая батарея: заряд током имитировал Правосудие Небес. Электрический стул – прогрессистское изобретение конца XIX века, которое до сих пор является основным способом исполнения наказания в виде смертной казни в пяти штатах США», — поделилась Анна Разогреева. 

Также кандидат юридических наук обратила внимание на сходство современного кинематографа — с его вниманием к теме насилия — и пьес о самых разномастных убийствах, которые в романе Верна пишут чиновники-драматурги в Больших Драматических Складах. Анна Михайловна добавила, что, ошибаясь в отдельных технологических деталях, которые всегда были сильной стороной Жюля Верна как писателя-фантаста, он удивительным образом оказался чувствительным к будущему образу общества контроля, в полный рост воплотившемся уже в Париже XXI века.

Подземные экосистемы в романе «Путешествие к центру Земли»

Герои этой книги попали к центру Земли через кратер исландского вулкана Снайфедльс, совершили переход под землей через часть Атлантики и всю Европу и вышли из вулкана Стромболи в Тирренском море, попутно встречая элементы удивительной подземной экосистемы.

Как в этом фантастическом сюжете отразился реальный интерес к геологии, рассказал доцент кафедры общей и инженерной геологии Института наук о Земле ЮФУ Юрий Попов.

«Великим писателям-фантастам свойственно чувствовать те направления развития науки, которое «нащупывают» ученые-современники. Конечно, ни ныне, ни во второй половине 19 века, когда вышел роман «Путешествие к центру Земли», читатели не воспринимали происходящее буквально. Но внимание к вулканам не было случайным. С рубежа 18–19 веков геология формировалась как самостоятельная наука, знания о недрах планеты и вообще геологических процессах во многом строились на догадках, шли жаркие споры, при этом одно из направлений — «плутонизм» — развивало идею о главенствующей роли в геологических процессах внутреннего тепла Земли и вулканизма.

Надо в очередной раз отдать должное прозорливости научного фантаста. Вулканы Исландии действительно «путь в глубины»: они находятся в области, под которой из глубин мантии Земли поднимается поток пластичного горячего вещества, и изучение поступающих на поверхность лав несет сведения о составе недр и происходящих в них процессах. Не менее интересен и упомянутый в романе вулкан Стромболи близ Сицилии – это один из немногих вулканов, который извергается практически непрерывно на протяжении нескольких тысяч лет, выбрасывая из кратеров несколько раз в час фонтаны лавы», — поделился Юрий Попов.

Юрий Витальевич заметил, что и сейчас о глубинных областях планеты мы судим по косвенным данным, главным образом по особенностям прохождения сейсмических волн через разные области. На рубеже 19–20 веков сейсмологами было установлено, что у Земли внешнее ядро жидкое и состоит из разных по плотности каменных оболочек: земной коры (0,47% радиуса нашей планеты), мантии, жидкого внешнего ядра и твердого внутреннего ядра. А вот пробурить скважину до мантии до их пород не удается ни в океанах, где земная кора тонкая, ни на континентах.

Самая глубокая скважина была пробурена в России, в Мурманской области, и достигла отметки 12262 метров. Человек побывал на глубинах близких к 4000 метров — такой отметки достигли горные выработки рудников по добыче золота в Южной Африке. Но микроорганизмы-экстремофилы известны и на бόльших глубинах в горных породах.

«Малоизученные сообщества микроорганизмов обнаружены также в глубоких горизонтах подземных вод, в залежах нефти — некоторые такие экосистемы не имели связи с поверхностными, видимо, миллионы лет. Недавно микроорганизмы были обнаружены внутри гигантских кристаллов селенита в знаменитых пещерах Найка, в скрытых рудниками в Мексике — они были законсервированы в них около 60 тысяч лет назад. Это очень интересный объект для астробиологов, изучающих возможность появления, эволюции и сохранения жизни на других планетах, занимающихся поисками её признаков на Марсе и других космических телах», — отметил Юрий Попов.

Будучи одним из основоположников жанра научной фантастики, Жюль Верн предугадал многие научные открытия и прорывы XX столетия — века новейших достижений различных научных дисциплин. Об этой его заслуге написал русский поэт Игорь Северянин:

Он предсказал подводные суда

И корабли, плывущие в эфире.

Он фантастичней всех фантастов в мире

И потому — вне нашего суда.