Перейти к материалам
Первый снимок черной дыры. Сделан телескопом Event Horizon 10 апреля 2019 года

Что посмотреть? Научно достоверный сай-фай! Подборка фильмов от ученых из Петербургского политеха

Первый снимок черной дыры. Сделан телескопом Event Horizon 10 апреля 2019 года
Первый снимок черной дыры. Сделан телескопом Event Horizon 10 апреля 2019 года
Xinhua / Vida Press

Все учебные заведения закрыты на карантин. И это повод заняться самообразованием. В качестве учебных пособий можно использовать все, что есть под рукой. Например, кино — одно из главных развлечений во время самоизоляции. Оказывается, даже блокбастер с Дуэйном «Скалой» Джонсоном может представлять научный интерес! Мы попросили преподавателей из Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого поделиться своими любимыми фантастическими фильмами, которые достоверны с точки зрения науки. Вот что из этого получилось.

«Я — начало» 

2014 год, режиссер Майк Кэхилл

Советует: Екатерина Пчицкая, кандидат физико-математических наук, специалист по клеточной нейрофизиологии, работает в лаборатории молекулярной нейродегенерации СПбПУ

Есть фильмы, которые и после просмотра тебя не отпускают, ты возвращаешься мыслями к сюжету раз за разом, анализируешь, задумываешься. Этот фильм один из таких. Это не только сай-фай, здесь разворачивается безумная история любви и страсти, затрагиваются вопросы реинкарнации и метафизики, столкновения двух миров — научного и духовного. Но здесь нет места пропаганде псевдонауки или религии — зрителю оставлено большое пространство для раздумий. Это красивая история о том, как научное открытие может изменить мир (только людям, которые боятся ездить в лифте, смотреть не советую).

В фильме приятно удивляет правдоподобность обстановки биохимической лаборатории и вивария — это большая редкость. В большинстве фильмов лаборатории исключительно белые и стерильные, но на деле это далеко не так. Съемки явно велись в реальной лаборатории, и все выглядит соответствующе: этакий упорядоченный хаос из оборудования, банок и пробирок. Откровенных ляпов в научной линии тут нет — все правдоподобно и сопоставимо с реальными задачами молекулярных биологов и генетиков. Хотя я часто вижу в фильмах, как двое «ученых» с воодушевлением пялятся в обычный световой микроскоп, неотличимый от школьного, и, о чудо, видят вирус, который еще живой и в 3D шевелится! Если бы все было так просто, то ручаюсь, наука шагнула бы далеко вперед.

Сюжет фильма разворачивается вокруг гена PAX6. Он существует на самом деле и отвечает за формирование глаз и других частей нервной системы у эмбриона. Если говорить простым языком, то геном PAX6 — это белок-начальник, который управляет синтезом других белков. Он есть практически у всех живых существ, у которых есть зрение. Это подразумевает, что все глаза в природе произошли от одного условного «протоглаза». Но, с другой стороны, различия в строении глаз у разных ветвей эволюционного дерева такие большие, что, скорее всего, глаза эволюционировали независимо друг от друга (по некоторым предположениям, это происходило по меньшей мере 40 раз!). Однозначного мнения на этот счет нет, и сам Дарвин, глядя на чарующее совершенство глаза, засомневался и признал, что это «крепкий орешек» для его теории. 

В фильме аспирант и его студентка пытаются найти «нулевого пациента» без фоточувствительных клеток, чтобы пройти все этапы эволюции глаза и вырастить его искусственным путем, разрешив спор о «божественном» происхождении. Идея вырастить глаз, например, у слепого червя на первый взгляд может показаться бредовой, но это вполне реально. Известно, что если индуцировать экспрессию PAX6 у плодовой мушки дрозофилы в частях тела, где глаз не должно быть, то они там появятся. В киношном научном мире все удается провернуть за семь лет работы, а потом открытие заводит их за грань науки, о чем спойлерить не хочется. 

Придраться в фильме можно к терминологии и нескольким мелочам. Например, там случайно опрокидывается открытая емкость с параформальдегидом, и вещество попадает в глаза главному герою. На самом деле параформальдегид вредный и противно пахнет, поэтому его хранят в стеклянных бутылках с крышками в холодильнике, а используют под вытяжкой. В конце фильма герой проводит тест, где испытуемый должен выбрать одну из трех картинок, а жена ассистирует ему по скайпу. Герой говорит вслух, «верно» или «неверно», и испытуемый это слышит и начинает нервничать. Такой подход однозначно влияет на ответ, а значит, эксперимент не чистый. 

Нейрофизиологи Политеха исследуют причины и предполагаемые способы лечения болезни Альцгеймера. Ученые связывают заболевание с генами, которые отвечают за формирование контактов между нервными клетками. Чтобы узнать о них больше, в Политехе работают с трансгенными моделями животных, анализируют их состояние на биохимическом, клеточном, анатомическом, электрофизиологическом, поведенческом и других уровнях.   

«Интерстеллар»

2014 год, режиссер Кристофер Нолан 

Советует: Федор Гомазов, ассистент Высшей школы техносферной безопасности Инженерно-строительного института СПбПУ, преподаватель проектной работы для студентов бакалавриата

Кристофер Нолан — мой любимый режиссер, и в этом его фильме переплетены разные научные потоки, каждый из которых представлен в своем ключе.

Первый научный поток — это наши современные научные знания, детально проработанный космос, основанный на трудах известного физика Кипа Торна. Это самое достоверное изображение космических объектов, черной дыры на экранах (как результат, фильм получил призы за лучшие спецэффекты на разных киносмотрах).

Второй научный поток — наши дополненные и развитые знания. Это все, что касается роботов, технических устройств, межпланетных кораблей и так далее. В фильме четко прослеживается результат научно-технического прогресса с определенными допущениями. Но у меня нет сомнений в том, что когда-нибудь человечество достигнет этого уровня технологий. Сюда же можно отнести научные элементы, показанные в фильме: например, теорию относительности, четвертое измерение, теорию струн, законы Мерфи. Герои фильма разбираются в этом лучше нас, но думаю, что мы скоро сможем догнать их.

Третий научный поток — превосходящее наши знания. Пятимерный куб, появившийся внутри сингулярности, гравитационные аномалии, сила любви, проходящая сквозь пространство и время. В фильме показаны разные проявления фантастики — из той области, которая пока неотличима от магии. Не знаю, сколько сотен и тысяч лет должно пройти, чтобы эти силы стали подвластны людям. Но я верю, что это возможно.

Сценарий фильма много раз переписывался братьями Нолан, но первоначальный сценарий, который можно найти в интернете, на мой взгляд, более приближен к науке наших дней и имеет уклон в сторону зрелищности, экшена. Окончательный вариант фильма мне напоминает книги Азимова. И особенно радует, как изображается работа профессионалов и приводятся параллели с «Жилинским циклом» Стругацких. Примерно так я ребенком представлял героев и их действия в книге «Путь на Амальтею».

Что касается ляпов и нестыковок: все они собраны в завязке сюжета в виде определенных предположений и допущений. Мне лично не очень хочется верить, что единственным вариантом выживания человечества станет полное переселение на другую планету. Научная фантастика должна уметь выходить за грань достоверности и переходить в область «магии», потому что фантазия авторов дает направление для мысли ученых и часто выполняет роль пророка будущих научных открытий.

Ученые СПбПУ занимаются и космическими проектами: например, они создают сверхмалые искусственные спутники Земли под названием «кубсаты». Это небольшие «кубики» высотой 15 сантиметров, которые предназначены для проведения научных экспериментов — съемки поверхности Земли и сбора данных о состоянии окружающей среды. Из таких отдельных «кубиков» можно собрать более сложный спутник, выполняющий десятки разных задач. А еще физики Политеха разработали технологию сверхбыстрой холодной пайки «умная фольга». Эта разработка может использоваться для соединения особо чувствительных элементов электроники в безвоздушном пространстве. 

«Солярис» 

1972 год, режиссер Андрей Тарковский

Советует: Алла Ревитцер, клеточный биолог, выпускница аспирантуры СПбПУ, преподаватель биофизики

По сюжету фильма Солярис — это планета, на которой находится океан с высокоразвитым разумом, способным манипулировать пространством. Группа ученых с Земли пытается установить с ним контакт, но никаких значимых успехов они не добиваются. Я люблю этот фильм, потому что мне интересна природа разума и то, насколько он может быть многообразен. Не все создания могут иметь такой же разум, как у людей, но это не делает их глупее или слабее. В современной науке во многом сохраняется антропоцентрическая установка насчет интеллекта и чувств, а за меру всего берется человек. Когда ученые ставят эксперименты с животными, умным будет считаться то, которое решит тесты так же, как их решил бы человек. Но это совершенно не учитывает видовые особенности тела этого животного и то, что у него может быть другой ум.

Океан Соляриса начинает материализовывать и посылать к ученым копии живых или выдуманных людей (их называли «гости»). Появление «гостей» вызывает эмоциональные переживания, которые деморализуют команду. В «Солярисе» поднимаются важные проблемы моральной чистоты и совести, любви, осознания себя и самопожертвования.

Работая над сюжетом «Соляриса», Станислав Лем активно вплетал научные достижения того времени. Например, его «гости» созданы из каких-то неизвестных частиц, похожих на нейтрино, удерживаемых вместе силовым полем океана Соляриса; существование же реального нейтрино было экспериментально доказано в 1956 году.

В фильме есть и ляпы. Например, в сцене с невесомостью летали только некоторые вещи в комнате, при этом у героев были идеальные прически. Но научная фантастика не обязана быть полностью достоверной. Наука здесь нужна скорее как выразительное средство, которое режиссер может использовать так, как посчитает нужным. Лично для меня единственный секрет хорошего научно-фантастического фильма — это продуманная вселенная. 

Студенты Политеха создали первый в России электромобиль на солнечных батареях SOL. Cолнцемобиль уже проехался по трассе «Формулы-1» в Сочи и даже поучаствовал в международных соревнованиях American Solar Challenge, где машину признали лучшей среди дебютантов. Самым сложным при разработке гоночного солнцемобиля было рассчитать аэродинамику корпуса. В итоге эти расчеты студенты сделали на суперкомпьютере Политехнического университета.

«Чужой»

1979 год, режиссер Ридли Скотт

Советует: Олег Панченко, кандидат технических наук, доцент Высшей школы физики и технологии материалов, заведующий лабораторией легких материалов и конструкций, директор технологического центра «Kawasaki-Политех»

Фильм вышел 40 лет назад, но, несмотря на это, он достоверно показывает, как может выглядеть наше будущее и с какими угрозами мы можем столкнуться по мере экспансии и развития. Он снят в темных тонах, при этом чрезвычайно ярко выглядит с художественной стороны. Особенно врезаются в память общие планы в космическом корабле «Ностромо» и кадры с планеты LV-426. Игра Сигурни Уивер и других актеров очень достойна.

Здесь развиваются три параллельных конфликта. На первый план выходит борьба со смертельно опасным существом — Чужим. На втором — невидимая борьба людей с корпорацией Weyland-Yutani, которая замыкается на физическом противостоянии с андроидом Эшем — искусственным интеллектом, в чьих интересах находится выполнение программы вне зависимости от того, что может случиться с людьми. И на последнем плане — борьба между людьми за лидерство, сохранение жизни и здоровья.

Фильм не без огрехов; самый, пожалуй, разочаровывающий — это звук взрыва корабля «Ностромо», который слышно внутри улетающего от него шаттла. Как известно, звук — это колебания частиц в среде (например, молекул воды в океане или молекул азота и кислорода в воздухе). А в космосе на один кубический километр можно встретить один атом водорода и звук там распространяться не может.

В 2020 году лучевые мониторы, гигантское количество кнопок на пультах управления, гравитация на космическом корабле без вращения (центробежной силы) выглядят просто забавно. Но есть в этом фильме и более-менее разумные вещи: в частности, спуск на планету LV-426 проще всего было сделать именно на маленьком челноке, а не на большом корабле. Дело в том, что последующий взлет челноку осуществить проще: разгон до первой космической скорости потребует меньше энергии и топлива.

В структуре Политехнического университета есть Институт физики, нанотехнологий и телекоммуникаций (ИФНиТ), где занимаются самыми разными исследованиями — от многоволновой астрономии до нейтринной астрофизики. В 2016 году на базе института была создана Высшая школа прикладной физики и космических технологий. Там учатся студенты, которые хотят связать свою профессию с фундаментальной и прикладной физикой, электроникой, нанотехнологиями, системами связи и космическими технологиями.

«Небоскреб» 

2018 год, режиссер Роусон Маршалл Тёрбер

Советует: Дарья Немова, кандидат технических наук, доцент, преподаватель дисциплин «Энергомоделирование зданий и сооружений» и «Современные проблемы строительной науки техники и технологий» в СПбПУ

Не сказала бы, что фильм обладает высокой художественной ценностью, скорее красивой картинкой и интересной, особенно для строителей, идеей умного технологичного здания. По сюжету самый высокий и технологичный небоскреб в мире захватывают террористы. Они взламывают систему управления зданием, и в нем начинается пожар. Главный герой — эксперт, который должен был проверить работу всех систем — пытается спасти свою семью, оказавшуюся в эпицентре пожара. Идея достаточна актуальна и правдоподобна. Технологии и системы, которые упоминались в фильме, уже используются в настоящее время в небоскребах «Бурдж-Халифа» в ОАЭ и «Жемчужная река» в Китае — их безопасность интересует многих. 

В современных высотных зданиях вообще очень тщательно продумывают эвакуационные пути и технологии безопасности. В «Бурдж-Халифа», например, есть специальные комнаты с противопожарной системой вентиляции, где можно переждать пожар. Рискну предположить, что создателей фильма консультировали профессиональные строители и инженеры, так как все, кроме суперживучести героев, выглядит достаточно правдоподобно. Но я прочитала об одном ляпе: башня в фильме расположена в районе Коулун в Гонконге, и в одной из сцен можно заметить два железнодорожных пути, которые проходят поверху. Но с 1978 года в районе нет железнодорожного транспорта на такой высоте.

В СПбПУ есть новая программа магистратуры «Цифровое строительство зданий и сооружений», где учат высококвалифицированных инженеров-строителей нового поколения. В рамках программы студенты изучают параметрическую архитектуру зданий, организацию проектных работ в BIM-среде, инновационные строительные материалы, 3D-принтинг, 4D- и 5D-проектирование, управление строительством и другое.  

«Пассажиры» 

2016 год, режиссер Мортен Тильдум

Советует: Дарья Немова, кандидат технических наук, доцент, преподаватель дисциплин «Энергомоделирование зданий и сооружений» и «Современные проблемы строительной науки, техники и технологий» в СПбПУ

Фильм особенно актуален сейчас, так как в нем затрагивается тема изоляции. Герои летят к другой планете, которая должна стать их новым домом. Путь долгий, поэтому пассажиры погружены в искусственный сон, но внезапно они просыпаются раньше нужного срока. 

Мне кажется, это вполне реальный сценарий в будущем. Даже сейчас есть проекты строительства зданий на Луне и Марсе, в том числе с помощью строительных 3D-принтеров из местных материалов — лунной и марсианской пыли. Кстати, такой проект в NASA возглавляет Никита Чен-юн-тай — молодой парень из Иркутска, который основал компанию Apis Cor по производству строительных 3D-принтеров. До этого она была резидентом «Сколково», ее сотрудники напечатали первый дом на 3D-принтере в РФ, а сейчас готовятся строить здания на Луне и Марсе.

Летчики-космонавты отзываются о фильме в целом позитивно, отмечая реалистичную форму корабля и использование идей Циолковского. А вот системы корабля нельзя назвать реалистичными. Хотя иногда просто приятно посмотреть на эффектную картинку. 

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого — один из лидеров в междисциплинарных научных исследованиях и инновациях. Главное, чем гордится вуз, — это инженеры, которые владеют передовыми технологиями. Его специалисты могут решать актуальные задачи промышленности, чтобы вывести российскую экономику на новый уровень. На базе вуза создан Центр компетенций Национальной технологической инициативы «Новые производственные технологии», где развивают технологии производства газотурбинных двигателей, автомобилей, электромобилей, вертолетов, самолетов, судов, промышленного оборудования и другой техники.

Вы совершили чудо «Медуза» продолжает работать, потому что есть вы