Похоже, что «соединение» объединяет людей посредством радиоволн. Давайте разберемся в физических принципах, лежащих в основе этого процесса. 
Кэрол Стурка (Рея Сихорн, слева) и её «сопровождающая» Зося (Каролина Выдра) в сериале «Плурибус» на Apple TV. Фотография: Предоставлено Apple TV . Сохранить эту историю Сохранить эту историю
Знаете, что замечательно в таком сериале, как «Плурибус»? То, что мы на самом деле не знаем, что происходит, поэтому можем строить предположения. Прямо как в реальной жизни! На случай, если вы ещё не смотрели этот сериал, первый сезон которого только что закончился, вот краткий пересказ:
Радиопередача приходит с планеты, расположенной в 600 световых годах от Земли, и оказывается, что это РНК-код инопланетного вируса. Какой-то дурак синтезирует его, и он заражает почти всех на Земле, заставляя их действовать как единое целое — коллективный разум с общими целями, ценностями, знаниями, всем. Название сериала взято из старого американского девиза «E pluribus unum» — из многих — один.
Только 13 человек сохранили иммунитет, включая Кэрол Стурку, сварливую писательницу любовных романов, которая упорно сохраняет свою индивидуальность, несмотря на все попытки коллектива поглотить её. Мы точно не знаем, как работает коллективный разум, но, похоже, зараженные люди бессознательно общаются друг с другом посредством радиоволн. Поговорите с одним из них, и вы поговорите со всеми.
У этого есть преимущества. Например, не нужно запоминать номера телефонов. Можно позвонить по любому номеру, и ответит один и тот же «человек». Недостаток в том, что это на самом деле не человек.
В любом случае, если радиотеория верна, как же может функционировать это коллективное сознание с точки зрения физики? Давайте разберемся!
Что такое радиоволна и как её получить?
Если вы забыли (или никогда не знали), раньше мы слушали музыку на устройствах, которые назывались радиоприёмниками. Было два типа станций: AM-радио с частотами вещания от 535 до 1700 килогерц (кГц) и FM-радио с частотами от 88 до 108 мегагерц (МГц).
Радиоволны — это электромагнитные (ЭМ) волны. Это означает, что они состоят из колеблющихся электрических и магнитных полей. Другими словами, это разновидность света, наряду с видимым светом, инфракрасным излучением, микроволнами, рентгеновскими лучами и так далее, которые отличаются только частотой и длиной волны. Радиоволны находятся на одном конце ЭМ-спектра, с самыми низкими частотами и самыми длинными волнами. Это делает их идеальными для дальней связи.
Хорошо. Но как создать радиоволну? Поскольку электромагнитные волны используют изменяющиеся электрические поля, вы можете индуцировать волну, ускоряя электрический заряд. Радиостанция, которую вы больше не слушаете, имеет очень толстый электрический провод, называемый антенной. Электрический ток проходит вверх и вниз по проводу, ускоряя электроны. Вот и вся радиоволна.
Но может ли человеческое тело на это рассчитывать? Ну… может быть? Наша нервная система, по сути, представляет собой электрические цепи, хотя «ток» состоит из заряженных ионов, а не электронов. Возможно, инопланетная цивилизация научилась использовать это в своих целях.
Насколько далеко могут общаться представители Лурба?
Итак, если мы правы, то каждый бывший человек теперь, по сути, является радиопередатчиком и приемником. Один «плюрб» посылает сигнал, который улавливается другими, которые передают его дальше, и так далее. Это похоже на какую-то децентрализованную сеть. Но на какое расстояние может передавать сигнал один «плюрб»?
Для начала оценим общую выходную мощность передачи — количество энергии, излучаемой в секунду. Метаболическая система человека в состоянии покоя вырабатывает около 80 ватт энергии, которая используется для основных функций, таких как дыхание, перекачивание крови, переваривание пищи и так далее. Допустим, 10 процентов этой энергии идет на радиопередачу, то есть 8 ватт.
Предположим также, что плюрбы являются «изотропными» передатчиками, то есть они излучают энергию во всех направлениях одинаково, как в старом логотипе RKO Radio Pictures. По мере излучения эта мощность распределяется по расширяющейся сфере. Полная мощность остается такой же, как и у источника ( P0 ), но мощность на единицу площади, которую мы называем интенсивностью ( I ), уменьшается. Это означает, что мощность сигнала уменьшается с расстоянием (r). Зная площадь поверхности сферы, мы можем легко рассчитать интенсивность:
Наконец, нам нужен минимальный уровень обнаружения. Какой самый слабый сигнал может принять устройство? Я просто возьму какое-нибудь значение из воздуха и предположу, что они могут обнаруживать радиосигнал с интенсивностью 1 микроватт на квадратный метр.
Итак, объединив эти два фактора, мы можем определить максимальную дальность связи, которая составляет 798 метров (примерно полмили). Конечно, возможно, они смогут обнаруживать гораздо меньшие интенсивности, но это все равно будет расстояние менее 20 миль. Астронавты на орбите окажутся в совершенно невыгодном положении. Даже походы с ночевкой могут быть рискованными.
Вы слышали радиопередачи Plurb?
Итак, если все вокруг вас — это, по сути, радиовышки, услышите ли вы их сообщения? Нет, потому что мы не слышим радиоволны. Помните, радиоизлучение — это разновидность света. Но примерно в 1900 году люди изобрели радиоприемники, которые преобразуют радиоволны в электрические импульсы, которые затем приводят в движение магнитный динамик, создавая волны изменения давления воздуха. Это звуковые волны.
В какой-то момент сериала другой незаражённый человек, просматривая диапазон коротковолнового радиоприёмника, замечает активность на определённой частоте: 8613 кГц. Все остальные молчат. Может ли это быть каналом для междометной связи? Если бы мы преобразовали радиоволны в звуковые, услышали бы мы что-нибудь?
К сожалению, нет. Человек способен различать звуки только в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц, а этот канал находится далеко за пределами этого диапазона. Но подождите! Тогда как же реальные радиостанции передают музыку на радиоприемники на еще более высоких частотах? Я рад, что вы спросили, потому что это довольно круто.
Есть два основных приема — старые добрые AM и FM. AM означает амплитудную модуляцию. Амплитуда — это высота или интенсивность волны в ее пике (или глубина в ее впадине). Идея заключается в том, что у вас есть некоторая несущая частота волны, на которую люди настраивают свои радиоприемники. Например, легендарная чикагская станция WLS, которая принесла рок-н-ролл в центральную Америку в начале 60-х, находилась на частоте 890 кГц в диапазоне AM, поэтому ее несущая частота составляла 890 кГц.
Затем вы модулируете амплитуду этой несущей волны, так что изменения амплитуды фактически кодируют звуковой сигнал. Для одного тона это может выглядеть примерно так, где синяя волнистая линия — это высокочастотная несущая волна, а красная — низкочастотный звуковой сигнал, декодированный вашим радиоприемником.
Иллюстрация: Ретт АлленВ FM-радио изменяется не амплитуда несущей волны, а частота. Это выглядит не так эффектно, но вот график синей несущей волны и результирующего красного аудиосигнала.
Иллюстрация: Ретт АлленЭто два способа передачи аудиосигналов по радиоволнам. Но кажется, что эти методы не подойдут для объединения коллективного разума плюрбов, поскольку они общаются не посредством звука, а скорее через что-то вроде ячеистой сети Wi-Fi. Но подождите! Есть ещё один способ передачи данных по радиоволнам: с помощью цифровых значений.
Представьте, что ваш радиосигнал изменяется от 0 до 1 и обратно за очень короткий промежуток времени. По сути, вы многократно включаете и выключаете питание. Вы можете преобразовать это в двоичное число, где амплитуда 1 — это двоичное значение 1, а 0, конечно же, равно нулю. Затем эти двоичные числа можно преобразовать в любые данные. Думаю, вы даже могли бы делиться мыслями и чувствами с остальными членами улья. Вот как это будет выглядеть:
Иллюстрация: Ретт АлленА теперь самое интересное. Если частота переключения значений между 0 и 1 составляет менее 15 кГц, обычный человек мог бы услышать это как какой-то звуковой сигнал. Так что, возможно, эти «плюрбы» являются цифровыми.
А что насчет клетки Фарадея?
Понятия не имею, куда движется сериал во втором сезоне, но если Кэрол ищет способ избавиться от сексуальных домогательств к человеку, например, к своей «сопровождающей» Зоси, я бы порекомендовал клетку Фарадея. Что это такое, спросите вы? Клетка Фарадея — это металлический контейнер, предотвращающий обнаружение электромагнитных сигналов.
Есть несколько моментов, которые нужно знать. Во-первых, говорят, что эти контейнеры блокируют электромагнитные волны, но это не так. На самом деле они генерируют другую электромагнитную волну, которая компенсирует первую. Вспомним, что металлы являются проводниками электричества. Это потому, что в них есть электроны, которые не связаны с конкретными атомами и могут свободно перемещаться.
Когда электромагнитная волна сталкивается с металлом, электрическая составляющая волны оказывает силу на электроны и заставляет их ускоряться. О, кстати! Помните, мы говорили, что ускоряющиеся заряды создают электромагнитные волны? Оказывается, амплитуда этих индуцированных электромагнитных волн противоположна амплитуде падающих волн, поэтому они в основном компенсируют друг друга. Это примерно то же самое, что и в наушниках с шумоподавлением.
Сложно ли построить клетки Фарадея, чтобы отключить коллективный разум? Вовсе нет. Подойдет даже простая сетка из проволоки. Оказывается, клетка Фарадея с отверстиями работает отлично, если отверстия намного меньше длины волны падающей волны. Ну, как мы уже говорили, радиоволны длинные. Сигнал с частотой 8,6 МГц имеет длину волны 35 метров, так что это сработает. Да, вы услышали это первыми: ждите сетку из проволоки во втором сезоне.
На этом пока всё. И позвольте добавить, что мы надеемся, что эта статья вас порадовала. Всё, чего мы хотим, это чтобы вы были счастливы…
Источник: www.wired.com
