۱۱ پیشرفت علمی بزرگ که از داستان‌های علمی-تخیلی الهام گرفتند

ایگور سیکورسکی در جوانی ترجمه روسی کتاب «روبر فاتح » ژول ورن را که در سال ۱۸۸۶ منتشر شد و با نام «برش ابرها» نیز شناخته می‌شود را خواند و تخیلش برانگیخته شد. سیکورسکی نه تنها توصیف ژول ورن از هلیکوپتر آلباتروس را برای شعله‌ور کردن شور و شوق خود داشت که علاوه بر آن به تصاویر هنرمندی به نام لئون بنت هم دسترسی داشت. بنت هنرمندی بود که تصاویری از روی طرح‌های خود ورن از ماشین پرنده تهیه کرده بود. سیکورسکی اولین طراحی هلیکوپتر خود را در سال ۱۹۰۹ آزمایش کرد اما موفق نشد آن را به پرواز درآورد. پس از یک تلاش ناموفق دیگر در سال ۱۹۱۰، او به سراغ هواپیماسازی رفت. سی سال بعد، او با چندین دهه تجربه هوانوردی به هلیکوپترسازی بازگشت. سیکورسکی در سال ۱۹۳۱ حق اختراع طراحی هلیکوپتر خود را ثبت کرد. اگرچه هلیکوپترهای آزمایشی دیگری قبل از آزمایش او به پرواز درآمدند. اولین آنها جایروپلان لوئیس برگه در سال ۱۹۳۵ بود. این هلیکوپترهای اولیه از چند روتور اصلی استفاده می‌کردند، اما طراحی سیکورسکی از یک روتور اصلی روی بدنه و یک روتور با دم کوچکتر برای مقابله با گشتاور ساخته شده بود که بدعتی انقلابی یا بهتر است بگوییم آسمان‌شکن محسوب می‌شد. در سال ۱۹۳۹، سیکورسکی پرواز آزمایشی VS-300را که نمونه ابتدایی اولین هلیکوپتر عملی بود با موفقیت انجام داد – پروازی مهم که تنها چند ثانیه به طول انجامید (یک پرواز بدون سرنشین در سال ۱۹۴۰ انجام شد، پس از آن صدها پرواز آزمایشی دیگر هم صورت گرفت). تا سال ۱۹۴۲ او XR-4، اولین هلیکوپتر تولید انبوه را اختراع کرد. پیکربندی روتور او هنوز برای اکثر هلیکوپترهای امروزی استفاده می‌شود.

۳. شبکه جهانی وب / «الو الو فرانکنشتاین» اثر آرتور سی کلارک

اگر داستان کوتاه آرتور سی کلارک در دهه ۱۹۶۰ یعنی «الو الو فرانکنشتاین» نوشته‌ نمی‌شد، ممکن بود شبکه جهانی وبی که امروزه می‌شناسیم، وجود نداشته باشد. «الو الو فرانکنشتاین» داستانی علمی تخیلی در مورد یک شبکه تلفنی جهانی و به هم پیوسته است که احساس پیدا می‌کند. این داستان یکی از منابع الهام‌ تیم برنرز لی بود. او که در دهه ۱۹۸۰ در سرن کار می‌کرد، وب را با الهام از این داستان ایجاد کرد. کلارک در مصاحبه‌ای در سال ۲۰۰۲ با انجمن اینترنت ، تأثیر داستانش بر برنرز لی را تأیید کرد و گفت: «فکر می‌کنم من پدرخوانده وب جهانی هستم.» خوشبختانه، اختراع برنرز لی مانند داستان کلارک حس و خودآگاهی پیدا نکرده و کنترل جهان را به دست نگرفته است… حداقل هنوز نه!

۴. روبات‌های انسان‌نما / «پسر فضایی» اثر اوسامو تزوکا

توموتاکا تاکاهاشی یکی از دانشمندان برجسته‌ای است که روی ربات‌های انسان‌نما کار می‌کند. برای او همه چیز با «آسترو بوی» اوسامو تزوکا آغاز شد. مجموعه مانگای آسترو بوی که اولین بار از سال ۱۹۵۲ تا ۱۹۶۸ منتشر شد، ماجراهای یک اندروید، پسری با عنوان آسترو، ساخته دکتر اوماتارو تنما را دنبال می‌کند. تاکاهاشی در مصاحبه‌ای گفت: «همه چیز از وقتی شروع شد که در ۴ یا ۵ سالگی، کتاب کمیک آسترو بوی را خواندم.» او به طور خاص «توضیح چگونگی ساخت ربات توسط دانشمندان» را دوست داشت. تاکاهاشی می‌گوید: «آسترو بوی، واقعا الهام‌بخش من برای ساخت ربات و تبدیل شدنم به یک دانشمند رباتیک بود.» اندروید همچنین مستقیما بر طراحی‌های خلاق تاکاهاشی اثر گذاشته است به ‌ویژه در مورد «Kirobo» که یک ربات همراه با قد ۱۳ اینچی است و برای فضانورد کویچی واکاتا در حین کار در ایستگاه فضایی بین‌المللی ساخته شده. این ربات دارای همان پالت رنگی آسترو بوی است و دقیقا با همان چکمه‌های قرمز و همان اندازه زیبا و دوستانه طراحی شده است.

۵. موشک‌های سوخت مایع / «جنگ دنیاها» اثر اچ. ‌جی. ولز

پدر موشک، رابرت اچ گودارد، علاقه اولیه خود به واقعی کردن سفرهای فضایی را به سال ۱۸۹۸ نسبت می‌دهد. زمانی که ۱۶ سال داشته و کتاب جنگ دنیاها را خوانده. او در سال ۱۹۲۶، اولین موشک با سوخت مایع را پرتاب کرد که رویدادی مهم در جهان محسوب می‌شد. شش سال بعد، او نامه‌ای به نویسنده جنگ دنیاها، اچ جی ولز ارسال کرد و در آن اعلام کرد که این رمان «تأثیر عمیقی روی من گذاشت… من با خواندن این کتاب به این نتیجه رسیدم که آنچه را که می‌توان با محافظه‌کاری «تحقیق در ارتفاعات بالا» نامید، جذاب‌ترین مسئله موجود در هستی است. در ادامه هم نظرم تغییری نکرد و مطالعه در زمینه فیزیک را شروع کردم…. نمی‌دانم چند سال دیگر می‌توانم روی این مسئله کار کنم. امیدوارم تا زمان مرگم این راه را ادامه دهم. پایانی برایش نمی‌توان متصور بود زیرا «رسیدن به ستاره‌ها»، هم به معنای واقعی و هم مجازی، دغدغه‌ای است که نسل‌های متمادی فکر انسان‌ها را به خود مشغول کرده است.» پیشرفت‌های نظری و فنی که گودارد در طول عمر خود به دست آورد، پایه‌ای حیاتی برای دانشمندانی بود که در طلوع عصر فضا کار می‌کردند.

۶. سلول های انسانی شفاف / «مرد نامرئی» اثر اچ جی ولز

دانشمندان هنوز کشف نکرده‌اند که چگونه انسان‌ها را نامرئی کنند، اما به نظر می‌رسد که در مسیر درستی قرار دارند- و این تا حدودی به لطف رمان مرد نامرئی ولز است که در سال ۱۸۹۷ نوشته شده. در این رمان یک دانشمند برای مطابقت با محیط اطراف از طریق ایجاد مواد شیمیایی ضریب شکست پوستش را تغییر می‌دهد و نامرئی می‌شود. آلون گورودتسکی، دانشیار مهندسی شیمی و بیومولکولی در دانشگاه ایروین، یکی از دانشمندانی است که روی نامرئی شدن انسان کار می‌کند. گورودتسکی می‌گوید که «از بسیاری از پدیده‌های علمی تخیلی که در کودکی عاشق آن‌ها بودم الهام گرفته‌ام، آن دسته از مفاهیم خارق‌العاده‌ای که اچ.جی. ولز ۱۲۰ سال پیش درباره آن‌ها فکر می‌کرده.» در مقاله سال ۲۰۲۰ در Nature Communications، گورودتسکی و تیمی از دانشمندان توضیح دادند که چگونه با استفاده از پروتئین ماهی مرکب ساحلی اپالسنت، که مانند بسیاری از سرپایان دیگر می‌تواند با تغییر رنگ، خود را برای مطابقت با محیط استتار کند، سلول‌های کلیه انسان را تقریبا به طور کامل شفاف و بی‌رنگ کردند. گورودتسکی معتقد است این تازه شروع کار است. هدف او این است که بتواند کاری کند پوست انسان شفافیت خود را مانند پوست ماهی مرکب تغییر بدهد.

۷. بررسی زیست‌پذیری مریخ / «حکایت‌‌‌های مریخی» و «مرد مصور» اثر ری بردبری

فیزیکدان پیتر اچ اسمیت، استاد بازنشسته در آزمایشگاه قمری و سیاره‌ای دانشگاه آریزونا، علاقه اولیه‌ خود به جهان‌های فرازمینی را به داستان‌های علمی تخیلی ری بردبری، از جمله حکایت‌های مریخی (۱۹۵۰) و مرد مصور (۱۹۵۱) نسبت می‌دهد. اسمیت در پیشگفتار مجموعه مقالات پیرامون مریخ ری بردبری (۲۰۱۳) نوشت: «در کودکی می‌توانستم دست او را دور شانه‌ام حس کنم که مرا به سمت مناظر بیگانه‌ای که هرگز تصور نمی‌کردم، می‌برد.» اسمیت تصمیم گرفت تا این مناظر بیگانه را کشف کند. او دوربین‌هایی را برای مریخ‌نورد Sojourner طراحی کرد که در طول مأموریت Pathfinder که در سال ۱۹۹۷ بر روی مریخ فرود آمد. در سال ۲۰۰۸ یک کاوشگر بدون خدمه روی مریخ فرود آمد تا وجود آب در سیاره سرخ، گذشته و قابلیت سکونت آن را بررسی کند.

۸. مواد نامرئی / «شبح درون پوسته» اثر ماسامونه شیرو

مجموعه مانگای Ghost in the Shell یا شبح درون پوسته اثر ماسامونه شیرو که در ابتدا بین سال‌های ۱۹۸۱ و ۱۹۹۱ منتشر شد، فناوری به نام استتار حرارتی معرفی می‌کند که کاربرانش را تقریبا نامرئی می‌سازد. ماساهیکو اینامی، استاد دانشگاه توکیو، زمانی که در حال کار بر روی تز دکترای خود بود، مانگا را خواند و گفت این باعث شده او متوجه شود که اگرچه «ممکن است نتوان اشیاء را از نظر فیزیکی نامرئی کرد، اما از نظر فنی ممکن است بتوان با ادغام اشیا با مناظر اطرافشان از طریق تصاویر سه بعدی از چشم دیگران پنهانشان کرد.» اینامی برای اولین بار در سال ۱۹۹۹ استتار نوری خود را ارائه کرد که با نمایش تصاویر سه بعدی در زمان واقعی بر روی مواد بازتابنده کار می‌کند. اگرچه این فناوری هنوز مطابق با استانداردهای علمی-تخیلی نیست اما اینامی، عملی بودن این فناوری را در سال ۲۰۲۰ چنین توصیف کرد: فراتر از استفاده احتمالی به عنوان شنل نامرئی رمان شبح در پوسته. او معتقد است که این فناوری می‌تواند نقاط کور خودروها را با «شفاف کردن فضای داخلی خودرو» کاهش دهد و به‌ عنوان «ابزاری برای پشتیبانی از تشخیص پزشکی و جراحی‌ها» استفاده شود. اینامی تنها دانشمندی نیست که روی این نوع استتار بازتابی کار می‌کند: سوسومو تاچی از دانشگاه توکیو ماده مشابهی به نام فناوری «پروژه بازتابی» یا RPT ایجاد کرده است. محققان دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو هم در حال کار بر روی موادی هستند که پهپادها را پوشش می‌دهند. دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا برکلی هم امیدوارند بتوانند از فناوری نانو برای پنهان کردن اجسامی به بزرگی هواپیما استفاده کنند.

۹. بمب اتمی / «جهان آزادشده» اثر اچ. جی. ولز

در سال ۱۹۱۴، اچ‌جی ولز، در «جهان آزاد شده» یک سلاح ویرانگر شهری را پیش‌بینی کرد. او آن را بمب اتمی نامید. سلاحی آنقدر کوچک که از طریق هواپیماها شلیک می‌شود. سلاحی که «به طور نامحدود به منفجر شدن ادامه خواهد داد». رمان او نه تنها بمب اتمی را پیش‌بینی کرد، بلکه منبع الهام فیزیکدانی به نام لئو زیلارد در مسیر توسعه بمب اتمی هم شد. زیلارد در سال ۱۹۳۲ کتاب «جهان آزاد شده» را خواند. او بعدها گفت که «تأثیر بسیار خوبی بر من گذاشت، اما من آن را چیزی جز داستانی تخیلی نمی‌دانستم». با این حال، بذر بمب اتم در ذهنش کاشته شد. سال بعد، زیلارد – که با به قدرت رسیدن هیتلر از آلمان فرار کرده بود- در محله بلومزبری لندن بود که در روزنامه تایمز خواند فیزیکدانی به نام ارنست رادرفورد، معتقد است مهار انرژی اتمی چرند است. او بعدها گفت: «در حالیکه در خیابان‌های لندن قدم می‌زدم به فکر فرو رفتم.» در طول این پیاده روی بود که تئوری واکنش زنجیره‌ای هسته‌ای به او الهام و ایده تخیلی ولز به واقعیت بدل شد. (در کمال تعجب، به نظر می‌رسد که ولز سال و مکان دقیق این موفقیت را نیز پیش بینی کرده است: هلستن، دانشمند تخیلی داستان ولز، در سال ۱۹۳۳ زمانی که در بلومزبری زندگی می‌کرد، انرژی اتمی را کشف کرد!) زیلارد بعدها روی پروژه منهتن کار کرد و در سال ۱۹۵۴، از ولز به عنوان پدر بمب اتمی نام برد. این دانشمند یک بار گفت که «جهان آزاد شد» برای او روشن ساخت که «آزادسازی انرژی اتمی در مقیاس بزرگ چه معنایی خواهد داشت.»

۱۰. زیردریایی‌های مدرن / «بیست هزار فرسنگ زیر دریا» اثر ژول ورن

در سال ۱۸۶۷، ژول ورن در نمایشگاه یونیورسل شرکت کرد و مدلی از پلونژور را دید. اولین زیردریایی که نه با نیروی انسانی که با نیروی مکانیکی – از طریق موتور هوای فشرده – به حرکت درآمد. دو سال بعد، نویسنده شروع به انتشار سریالی «بیست هزار فرسنگ زیر دریا» کرد که داستان یک زیردریایی بسیار پیشرفته‌تر به نام ناوتیلوس را روایت می‌کرد. سیمون لیک وقتی ۱۴ ساله بود رمان ژول ورن را خواند و مجذوب ناوتیلوس کاپیتان نمو شد. او در سال ۱۸۹۴، در سن ۲۷ سالگی، Argonaut Junior، را طراحی کرد. این زیردریایی اولین زیردریایی از بسیاری از زیردریایی‌هایی است که او در طول کارش به عنوان مهندس نیروی دریایی راه‌اندازی کرد و توسعه داد. نسخه او از مخازن بالاست به منظور پایداری و هواپیماهای غواصی برای کنترل بهتر غوطه‌وری و سطح‌یابی استفاده می‌کرد. این دو ویژگی که هر دو از ویژگی‌های ناوتیلوس هستند به پیشرفت‌های فناوری زیردریایی کمک فراوانی کردند.

۱۱. دستگاه‌های کنترل از راه دور / «والدو» اثر رابرت هاینلاین

داستان کوتاه «والدو» نوشته رابرت هاینلاین که با نام مستعار آنسون مک‌دونالد منتشر شد، درباره دانشمندی به نام والدو فارتینگ‌ویت-جونز است که دستگاهی اختراع می‌کند که به کمک آن بیماری تحلیل‌ عضلانی‌اش را مدیریت کند. دستگاه او می‌تواند حرکات دست او را کاملا تقلید کند، اما با قدرت بیشتر و از راه دور. این دستگاه در اصل یک کنترل‌کننده از راه دور است که به عنوان تله فاکتور نیز شناخته می‌شود. به دلیل داستان هاینلاین، برخی این مکانیسم را – که بر اساس مبانی مکانیک ربات، «منشور عصر تله‌اپراتورها بود» – «والدو» می‌نامند. توسعه چنین دستگاه‌هایی در زمینه‌های گوناگونی از جمله در صنعت هسته‌ای صورت گرفته است. جان پین، دانشمند ‌آزمایشگاه نیروی اتمی جنرال الکتریک نولز، و ریموند گورتز، مهندس آزمایشگاه ملی آرگون، رهبری تیم‌های تحقیقاتی را بر عهده داشتند که توسط کمیسیون انرژی اتمی ایالات متحده تامین مالی می‌شدند و وظیفه‌شان توسعه دستگاه‌های کنترل از راه دور برای مدیریت مواد رادیواکتیو بود. در سال ۱۹۴۸، تنها شش سال پس از انتشار «والدو»، جان پین حق ثبت اختراع برای اولین دستگاه از این نوع را به نام خود ثبت کرد. نسخه متعلق به گورتز هم سال بعد ثبت اختراع شد. امروزه از والدوها در فضا، اتاق‌های جراحی و عروسک‌‌گردانی‌ استفاده می‌شود.