Энергетическая цена боевой магии
Автор: Погорелов Никита АлександровичДайте мне точку опоры и я переверну мир
В последнее время на селе Кукуево замечена мода увязывать магию и науку. Я туда же. Третья часть "Проблемы сильного" задерживается в том числе потому, что там будет бой, где применяются магия и вполне современная техника. И мне надо его написать. Существует мнение, что взрослым и серьезным людям магия в бою нужна не для того, чтобы швыряться файрболами, а исключительно в задачах разведки, дезинформации и управления эмоциями. Разумеется, я не смог согласиться, не посчитав.
Сколько энергии у пышущего ей юнца
Источник магии и главное - способ ее преобразования - всегда остается элементом авторского произвола. В мире "проблемы" вариантов несколько. Возьмем для примера один из них, вполне классический и сто раз встречавшийся в литературе (но не тот, который использует Кира) - энергию нашего организма. То есть, химических реакций из цикла АТФ, за счет которых мы вообще живем. Это довольно логичный подход, если за само преобразование отвечает некий орган. Сколько энергии у нас есть?
В нашу прогрессивную эпоху у меня в смартфоне есть приложенька, говорящая: "пройдено 5 км, потрачено 367 ккал"? 367 ккал это примерно 1.5 МДж. Величина того же порядка, что и взрыв снаряда 76-мм пушки времен Первой Мировой. Потратив столько энергии из своей АТФ, вы будете чувствовать себя настолько же уставшим, как и после часа ходьбы. Ну хорошо, часа ходьбы в полной выкладке, если вы не такой жиртрест, как я. Допустим, столько энергии мы готовы потратить в короткой стычке, не особо заметив.
Немного хуже получается с энтропией. При таком подходе, вся сожженная организмом энергия, не пошедшая в заклинание, выделяется непосредственно в нем и может ему повредить. Допустим, в вас 80 кг живого веса, паразитное тепло равномерно выделяется по всему организму и вы морально готовы пережить кратковременный скачок температуры тела на 3 градуса вверх. То есть, с 36.6 до 39.6 - денатурация белка все еще не грозит, но будут ощущаться легкое головокружение, ломота в конечностях и некоторые другие симптомы гриппа. Будем для удобства считать теплоемкость тела равной теплоемкости той же массы воды. 1 калория это энергия, необходимая для нагревания 1 грамма воды с 19.5 до 20.5 градусов Цельсия. Сразу получаем, что мы готовы впитать 240 ккал паразитного тепла, примерно 1 МДж. Очень удобно. Надо сделать поправку на теплообмен с окружающей средой, но он играет в нашу пользу, так что, забьем на него для простоты.
КПД преобразования энергии из АТФ в магию остается загадкой, но возьмем его в разумных для повседневной жизни пределах - как 33%.
Итак, допустим, что у мага на боевое взаимодействие есть 360 ккал энергии, из которых 240 ккал уходит в паразитное тепло, а оставшиеся 120 ккал (они же 0.5 МДж) - на что-то полезное. Как мы собираемся жечь врагов?
KILL IT WITH FIRE
Самый греющий душу способ - очистительный огонь. Самое концентрированное донесение тепла и добра осуществляет лазерный луч. Попробуем подставить числа в формулу лазера. Допустим, магия использует виртуальное зеркало размером с ладонь, то есть, 10-сантиметровое, и красный свет. Допустим, лазер стреляет 0.1-секундными импульсами. Допустим, за бой хочется сделать 80 выстрелов, то есть, энергия каждого 62.5 кДж. Допустим, стреляем по алюминиевой броне. Калькулятор
Антиматериальная винтовка, если кто не знает, это здоровенная бандура, предназначенная для уничтожения легкой техники (в том числе вертолетов) и целей в укрытиях. И вот, она у мага всегда с собой. Бьющая всего на 400 метров, зато абсолютно невесомая, обладающая регулируемой мощностью и идеальной настильностью. И совсем етической силой при стрельбе в упор. 200 метров алюминия на 100 метрах не проломит ни одно существующее оружие. 24 метра на 200 метрах тоже.
Это моя бум-палка
А что если хочется более классического огнестрела? Заклинание, широко известная как "катапульта", придает мелким предметам огромную скорость, за счет которой их импульс и энергия сравниваются с пулями. Энергия пули АКМ составляет от 540 до 2200 Дж (в зависимости от разновидности патрона). У нас есть полмиллиона джоулей. Как легко догадаться, имеющий под рукой достаточное количество камушков маг может выпустить за бой любое разумное количество магснарядов, не особо запыхавшись.
А что если хочется АоЕ? Здесь удобнее считать в калориях, потому что 1 ккал = 1 г тнт. Широко известная в узких кругах граната Ф-1 имеет эквивалент 60 ккал. Дела обстоят похуже: таких у мага всего две на бой. Любителям разрывных файрболов предстоит приуныть еще сильнее, когда они узнают, что радиус поражения ударной волной такой гранаты - всего 0.5 м. Радиус поражения 200 метров - это осколками. Лучше направлять взрыв во что-нибудь, от чего будет много осколков. Эквивалентом сколь-нибудь серьезного файрбола будет американская граната М67, но в ней примерно 240 ккал, а такой энергии у мага по условию нет. Разве что по законам природы вымышленного мира КПД взрыва каким-то образом будет больше, чем концентрированного удара.
И тут мы вспоминаем, что в актуальной редакции ДнД заклинания, наносящие серьезный урон по площади, все как одно требуют материальных компонентов. В отличие от испепеляющих лучей. Как говорится, жиза гребаная.
От хвоста!
Разобравшись, чем можно и нельзя стрелять, попробуем воспарить над столь приземленными материями. То есть, левитировать со скоростью, скажем, 3 м/с, на высоте, скажем, 20 м. Потенциальная энергия, напомним, 80-килограммового мага изменится в этом упражнении на 1600 Дж. Кинетической он приобретет 360 Дж. Вместе чуть меньше 2 кДж, увеличение скорости полета в 3 раза доводит до 5 кДж. В наличии полмиллиона джоулей, летайте сколько влезет. Роняйте спарринг-партнеров, как Аня Шурика, на тех же условиях.
А сколько влезет? Надо ведь еще компенсировать 800 Н силы тяжести. Каждую секунду тело, предоставленное самому себе, свободно падает в поле тяжести примерно на 5 метров, набирая скорость 10 м/с. Для компенсации энергии, надо каждую секунду совершать работу 4 кДж, кинетической - еще столько же. Это не бесконечный полет, но минут 10 у вас есть. За то же количество сожранных на привале бутербродов, что и час ходьбы спокойным шагом. Конечно, вопрос о конкретном способе приложения магии к материальному миру остается открытым, но если он решен, то летать немногим сложнее, чем бегать. То есть, вы можете летать примерно столько же времени, сколько можете бежать. Паразитное тепло при такой длительной работе будет без особых проблем сброшено в окружающую среду, так что, это ограничение не актуально.
Нелетальное оружие
На закуску, добавим немного сладенького. Допустим, маг хочет получить химическое оружие. Простейший способ - синтезировать из атмосферных азота и кислорода т.н. веселящий газ (N2O). Энергия диссоциации молекулы азота 946 кДж/моль. Кислорода - 496 кДж/моль. Двух молей азота и одного моля кислорода - 2388 кДж. Это в 5 раз больше, чем у нас есть. Это в 10 раз больше, чем граната Ф-1. 1 моль газа при н.у. занимает объем 22.41 литра. Это куб со стороной ребра 28 см. Для ингаляционного наркоза используется смесь, содержащая 80% закиси азота и 20% кислорода, у нас массовое соотношение примерно 7 к 3. Убивать выгоднее.
Но если вводить этот наркоз с хирургической точностью, то, исходя из объема легких человека, используемого для дыхания, 1.7 л, одного моля N2O хватит на 13 человек. Это уже приемлемо.
Грязные трюки
Специально для Александра Некрасова добавим еще один способ убийства ближнего своего. Подлый, медленный, зато энергетически эффективный. Если магия может производить на выходе ионизирующее излучение, ассасину стоит иметь в виду, что смертельная доза радиации после пересчета в калории эквивалентна несколько градусов чашке чая. Читателю предлагается самостоятельно провести эти выкладки, вооружившись чаем и десертом. А всем влиятельным людям из мира, где существуют такие заклинания, - иметь под рукой мага-целителя, способного разобраться с вашей лучевой болезнью.
Выводы
Дедушка Архимед был прав. Получив точку опоры в виде остающегося за скобками модели колдовства, можно натворить делов, если не забывать хорошо кушать. То есть, буквально за счет внутренней энергии организма. Также надо заметить, что после часа ходьбы в полной выкладке физически подготовленный человек не устает. В жарком бою, где на кону его жизнь, маг готов уставать гораздо сильнее. Такие вводные проясняют роль материальных компонентов, часто фигурирующих в фэнтези. В них сбрасывают паразитное тепло. Также надо заметить, что в большинстве фэнтези-сеттингов маг все же не использует исключительно силы своего организма, а задействует так или иначе энергию из окружающей среды. Это сразу расширяет его возможности.
Конечно, разбирать таким образом всякие интересные заклинания вроде иллюзий, телепатии, невидимости, инфразрения и прочей игры света, не говоря уже о тактическом ясновидении, крайне затруднительно. Но из приведенных примеров следует вывод, что проблема боевого мага - не источник энергии для заклинаний, а способ ее приложения.