bj
    >> Φυσικές Επιστήμες >  >> η φυσικη

Πόσο επιστημονικά ακριβές είναι το μηχάνημα SONAR του Batman στο «The Dark Knight»;

Το μηχάνημα δεν είναι επιστημονικά ακριβές, καθώς θα ήταν αδύνατο να κατασκευαστεί και τα αποτελέσματα θα ήταν ανακριβή.

Ο Σκοτεινός Ιππότης δεν είναι απλώς η καλύτερη ταινία στην τριλογία του Κρίστοφερ Νόλαν, αλλά η καλύτερη ιστορία του Μπάτμαν που έχει ειπωθεί ποτέ. Οι χαρακτήρες του Nolan, τόσο γραπτοί όσο και εικονιζόμενοι, αντιπροσωπεύουν τα πιο σπινθηροβόλα και γυαλισμένα μαργαριτάρια, είτε πρόκειται για το ξερό πνεύμα του Άλφρεντ και τα οξυδερκή ανέκδοτα, την ενοχλητική έκσταση του Τζόκερ και την ακλόνητη βελόνα της ηθικής πυξίδας του Μπάτμαν. Στη συνέχεια, η πλοκή αργού βρασμού του Nolan δένει αυτά τα μαργαριτάρια μαζί για να φτιάξει ένα εξαιρετικό κολιέ υψηλής ποιότητας.

Ο Σκοτεινός Ιππότης δεν είναι απλώς η καλύτερη ταινία στην τριλογία του Κρίστοφερ Νόλαν, αλλά η καλύτερη ιστορία του Μπάτμαν που έχει ειπωθεί ποτέ. (Φωτογραφία:The Dark Knight (ταινία) / Warner Bros. Pictures)

Οι πρωταγωνιστές του Νόλαν βρίσκονται πάντα στην ευγενική παρέα πολυμήχανων ανδρών που φέρουν μια απολαυστική ειλικρίνεια, είτε είναι ο Τέσλα στο The Prestige, Ο Άρθουρ στο Inception ή Fox στην τριλογία του Batman. Ο Φοξ χαρίζει τακτικά στρατιωτικά παιχνίδια, που κατά τα άλλα σαπίζουν στο υπόγειό του, στον Μπάτμαν, ο οποίος τα χρησιμοποιεί, πολλές φορές απερίσκεπτα, για την καταπολέμηση του εγκλήματος.

Ωστόσο, ενώ η βαλίτσα στο Inception ήταν προφανώς φανταστικό (ή θα μάθουμε), η ζώνη χρησιμότητας του Batman και άλλα εργαλεία απεικονίστηκαν αρκετά ρεαλιστικά. Ωστόσο, ο Nolan, ο οποίος εκτιμάται για την σχολαστικότητα του, συμβιβάστηκε με την επιστημονική ακρίβεια για να αποφύγει οποιοδήποτε εμπόδιο στην πλοκή του με υψηλό ρυθμό;

Τι κάνει το μηχάνημα;

Το μηχάνημα του Batman που λειτουργούσε με βάση την ιδέα του SONAR της Fox. (Φωτογραφία:The Dark Knight (ταινία) / Warner Bros. Pictures)

Λοιπον ναι. Σκεφτείτε τη μηχανή τριγωνισμού που ανέπτυξε ο Bruce Wayne για να ανακαλύψει πού κρυβόταν ο Τζόκερ μετατρέποντας «κάθε κινητό τηλέφωνο στο Γκόθαμ σε μικρόφωνο». Για να καταλάβουμε τι κάνει το μηχάνημα, ας επιστρέψουμε στη συνάντηση του Fox στο Χονγκ Κονγκ, όπου αφήνει σκόπιμα πίσω του ένα τροποποιημένο κινητό τηλέφωνο σε ένα συρτάρι στη ρεσεψιόν του κτηρίου.

Η συσκευή, η οποία είναι ένα άλλο έργο Ε&Α, εκπέμπει «έναν παλμό υψηλής συχνότητας και καταγράφει τον χρόνο απόκρισης για τη χαρτογράφηση ενός περιβάλλοντος». Ο Wayne συνειδητοποιεί αμέσως ότι βασίζεται στο SONAR, προτείνοντας «λειτουργεί σαν –»… «Ένα υποβρύχιο, κύριε Wayne, σαν υποβρύχιο» διακόπτει το Fox.

Είναι αυτή η τεχνολογία ρεαλιστική ή είναι απλώς CSI -esque hogwash που μεταμφιέζεται κάτω από την τεχνική ορολογία; Ας προσπαθήσουμε πρώτα να καταλάβουμε πώς μπορεί να λειτουργεί το μηχάνημα.

Μια αναπαράσταση του τρόπου λειτουργίας του SONAR.

Το SONAR είναι μια τεχνολογία που χρησιμοποιεί ηχητικά κύματα εξαιρετικά υψηλής συχνότητας για τον υπολογισμό της θέσης ενός αντικειμένου. Ένα υποβρύχιο στέλνει αυτούς τους παλμούς προς την κατεύθυνση ενός αντικειμένου και καθορίζει τη θέση του υπολογίζοντας τον χρόνο που χρειάζεται ο παλμός για να ανακλαστεί και να ληφθεί από τους δέκτες του. Οι νυχτερίδες και τα δελφίνια εκφωνούν επίσης παρόμοιους παλμούς και χρησιμοποιούν echolocation να σχεδιάσουν έναν χάρτη του περιβάλλοντος τους. Νυχτερίδες… φυσικά!

Οπότε, βασικά, ο Bruce Wayne εφάρμοσε την ηχοεντοπισμό μετατρέποντας κάθε κινητό τηλέφωνο σε γεννήτρια υψηλής συχνότητας και ανέπτυξε έναν λεπτομερή χάρτη της πόλης. Αυτό είναι ξεκάθαρο όταν η Fox κοιτάζει τους βίαιους μπλε κυματισμούς στο πλέγμα των οθονών και λέει αδιάφορα «πήρατε το concept μου SONAR και το εφαρμόσατε σε κάθε τηλέφωνο στην πόλη. Η μισή πόλη που σας τροφοδοτεί το SONAR, μπορείτε να απεικονίσετε όλο το Gotham." Ο Μπάτμαν μπορεί πλέον να βρει τον Τζόκερ χρησιμοποιώντας αυτόν τον χάρτη όταν μιλάει οπουδήποτε "εντός της εμβέλειας ενός κινητού τηλεφώνου".

Ωστόσο, η Fox το αποκαλεί απελπισμένα «ανήθικο» και «επικίνδυνο» για την κατάχρηση της ελευθερίας και τη συναίνεση που συνεπάγεται. Το δόλο του Τζόκερ ανάγκασε ακόμη και έναν από τους πιο σχολαστικούς άντρες να παραβιάσει τους κανόνες. Ωστόσο, φυσικά, τα καλά παιδιά στο Χόλιγουντ συγχωρούνται, αφού οι παραβιάσεις τους είναι πάντα καλοπροαίρετες, πάντα για χάρη του μεγαλύτερου καλού (αναστεναγμός).

Γιατί δεν μπορεί να κατασκευαστεί;

Περιορισμοί υλικού

Ο μόνος τρόπος με τον οποίο ο Batman θα μπορούσε να το πετύχει αυτό είναι να τροποποιήσει το τηλέφωνο κάθε μεμονωμένου πολίτη. Ωστόσο, ακόμα κι αν ο Batman εγκαταστήσει κακόβουλα ένα λογισμικό σε κάθε τηλέφωνο με κάποιο εξαιρετικό τεχνολογικό επίτευγμα, η εφαρμογή του SONAR φαίνεται να είναι αδύνατη.

Η τοποθεσία του Τζόκερ αποκαλύφθηκε όταν μίλησε στην εμβέλεια ενός κινητού τηλεφώνου. (Φωτογραφία:The Dark Knight (ταινία) / Warner Bros. Pictures)

Το SONAR απαιτεί έναν πομπό που εκπέμπει παλμούς ήχου υψηλής συχνότητας στην περιοχή MHz. Το ηχείο ενός κινητού τηλεφώνου, το μόνο του στοιχείο που μπορεί να τραβήξει τέτοιο τσιρίγμα, το τραβάει σε συχνότητες ακόμη και μικρότερες από 20 Khz, συχνότητες που αντιλαμβανόμαστε ως ήχος . Για να εφαρμόσει την ηχολογική τοποθεσία, ο Μπάτμαν θα έπρεπε να επισκεφτεί κάθε σπίτι στο Γκόθαμ και να εγκαταστήσει ένα νέο κομμάτι υλικού στο τηλέφωνο κάθε κατοίκου, το οποίο υποθέτω ότι θα ήταν εξαιρετικά ανιαρός. Η δαπάνη, ωστόσο, είμαστε σίγουροι ότι δεν θα ήταν πρόβλημα.

Ακόμα κι αν ο Batman έτρεξε, γλιστρούσε και οδήγησε σε κάθε σπίτι και εγκατέστησε μια ενημερωμένη έκδοση κώδικα υλικού σε κάθε τηλέφωνο πολιτών, οι χάρτες του είναι βέβαιο ότι θα είναι λανθασμένοι. Η ενέργεια ενός ηχητικού κύματος μειώνεται με το τετράγωνο της απόστασης που διανύει, πράγμα που σημαίνει ότι η φωνή ενός πολίτη που μιλάει στο τηλέφωνό του θα κρύβει σαφώς τη φωνή του Τζόκερ που ταξιδεύει από λίγα μέτρα μακριά. Προσθέστε σε αυτό την παραμόρφωση των αποτελεσμάτων του Batman, που επιδεινώθηκε από τον θόρυβο του περιβάλλοντος και τα εμπόδια που εξασθενούν τα σήματα.

Ποιοτικοί περιορισμοί

Επιπλέον, δημιουργώντας έναν τρισδιάστατο χάρτη τέτοιας σαφήνειας και υψηλής ανάλυσης σε πραγματικό χρόνο, όπως απεικονίζεται στην ταινία, είναι μια γελοία υπερβολή. Το λογισμικό και το υλικό του συστήματος του Batman θα πρέπει να είναι απίστευτα ισχυρά για να επιτευχθεί αυτό, κάτι που, υποθέτοντας το χρονικό πλαίσιο του 2008 (όταν κυκλοφόρησε η ταινία), φαίνεται πολύ απίθανο.

Ο Μπάτμαν χρησιμοποιεί τον χάρτη του υψηλής ανάλυσης για να παρακολουθεί τους κακούς. (Φωτογραφία :The Dark Knight (ταινία) / Warner Bros. Pictures)

Ερευνητές στο Ελβετικό Ινστιτούτο Τεχνολογίας στη Λωζάνη ανέπτυξαν με επιτυχία ένα παρόμοιο σύστημα χαρτογράφησης που λειτουργεί στο SONAR. Ένα ηχείο εκπέμπει παλμούς υψηλής συχνότητας και οι δέκτες δημιουργούν έναν τρισδιάστατο χάρτη μιας αίθουσας ανιχνεύοντας τους παλμούς που αντανακλώνται από τους τοίχους της. Ωστόσο, παρά τη χρήση ενός εξαιρετικά προηγμένου αλγόριθμου και μικροφώνων που διαθέτουν μέγιστη οξύτητα, το σύστημα εξακολουθεί να παράγει χάρτες που είναι χοντροκομμένοι και ανακριβείς.

Επίσης, η ανάλυση και η εξασθένηση των παραμέτρων μοιράζονται μια αντίστροφη σχέση. Για να επιτύχει υψηλότερη ανάλυση, ο Batman θα έπρεπε να χρησιμοποιήσει παλμούς υπερυψηλής συχνότητας, ωστόσο, οι παλμοί υπερυψηλών συχνοτήτων είναι πιο πιθανό να εξασθενήσουν από αντικείμενα. Από την άλλη πλευρά, οι παλμοί χαμηλής συχνότητας θα ρέουν γύρω από αντικείμενα, αλλά θα κάνουν τα άτομα στον χάρτη να εμφανίζονται σαν παραμορφωμένες σταγόνες που επιπλέουν στο διάστημα.

Μια εναλλακτική

Αυτό που φαίνεται πιο εφικτό είναι το RADAR, μια τεχνολογία που βασίζεται στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία και όχι στα ηχητικά κύματα. Το RADAR χρησιμοποιεί μικροκύματα και ραδιοκύματα, ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που εκπέμπεται ασταμάτητα από τα smartphone μας, για να καλεί άλλα τηλέφωνα και να πλοηγείται. Μια παραβίαση λογισμικού θα μπορούσε να επιτρέψει στον Μπάτμαν να χρησιμοποιεί κάθε τηλέφωνο ως υπάκουο ραδιοπομπό για να αναπτύξει τον πολυπόθητο χάρτη του.

Ένα καντράν ραντάρ.

Τούτου λεχθέντος, η επίτευξη της ανάλυσης και της ακρίβειας που απεικονίζεται στην ταινία είναι εκτός ορίων και για το RADAR. Ακόμη και ένας πρωτόγονος χάρτης θα απαιτούσε μια μεγάλη πυκνότητα τηλεφώνου, όπου κάθε τηλέφωνο θα έπρεπε να κατανεμηθεί ομοιόμορφα, κάτι που στο χάος που προκλήθηκε από το ξεφάντωμα των δολοφονιών του Τζόκερ, δεν θα μπορούσε να επιτευχθεί.

Περαιτέρω έρευνα θα μπορούσε ενδεχομένως να τεκμηριώσει τον «εφιάλτη» του Fox, αλλά έχει κερδοφόρες εφαρμογές και στην εικονική πραγματικότητα και στην ηχητική εγκληματολογία. Όσον αφορά την ανήθικη παρακολούθηση, η Fox απηχούσε τις σκέψεις κάθε πολίτη παραδεχόμενος ότι είναι «υπερβολική δύναμη για ένα άτομο». Αυτό ήταν, φυσικά, όταν δεν υπήρχαν τα μέσα κοινωνικής δικτύωσης.


Για να προβλέψετε τις αναταράξεις, απλά μετρήστε τις ρουφηξιές

Το νερό τρέχει πάντα στο εργαστήριο του Björn Hof. Και κατά κάποιο τρόπο, ο Hof προσπαθεί να εκθρέψει ένα στέλεχος αναπαραγωγικών πλασμάτων, απλώς όχι ζωντανών. Στην τελειότητα που μοιάζει με το Ζεν, προσθέτει περιστασιακά ένα τσίμπημα σύγχυσης:μια μικρή ποσότητα νερού που εγχέεται από την πλευρά

Μια σημαντική ανακάλυψη στη μέτρηση των δομικών στοιχείων της φύσης

Σε ένα πρόσφατο πείραμα που έγινε στο Ινστιτούτο Max Planck για την Κβαντική Οπτική, στη Γερμανία, ο φυσικός Alexey Grinin και οι συνεργάτες του έφτασαν ένα βήμα πιο κοντά στην επίλυση ενός από τους πιο σημαντικούς γρίφους που έχουν προκύψει στη σωματιδιακή φυσική την τελευταία δεκαετία. Το παζλ είν

19 Γυναίκες που οδηγούν στα Μαθηματικά και τη Φυσική

Ανατυπώθηκε με άδεια από την Quanta Abstractions Σε μια συνέντευξη στο Quanta Magazine το περασμένο φθινόπωρο, η διακεκριμένη θεωρητική φυσική Έλεν Κουίν θυμήθηκε την αβεβαιότητα της, ως προπτυχιακός τίτλος σπουδών στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ τη δεκαετία του 1960, σχετικά με το αν θα ακολουθήσ