Во многих аниме, комиксах, фильмах и т. д. мы видим множество сверхлюдей, движущихся и сражающихся на таких высоких скоростях, что обычный человек не может видеть, что они сражаются или движутся мимо.
В частности, в первой битве между Гоку и Пикколо эти двое могут сражаться в замкнутом пространстве (когда Пикколо впервые появляется в комиксах, сценический бой, если я правильно помню), и обычные зрители не могут их видеть , когда они боевой.
Возможно ли физически для «человека» (объекта человеческого размера) двигаться в ограниченной среде (скажем, ) так быстро, что нормальный человек не смог бы это увидеть ? Если это возможно, то насколько быстрым должен быть этот «человек»?
Предположим, что этот «человек» не может двигаться быстрее или даже близко к скорости света.
Некоторые уточнения:
Во-первых, пожалуйста, не обращайте внимания на силу/физичность объекта и считайте его объектом, который может «свободно» перемещаться в этом ограниченном пространстве, не вызывая никаких «побочных эффектов» (таких как тепло, звуки и т. д.).
Во-вторых, обратите внимание, что объект движется в ограниченном, довольно маленьком трехмерном пространстве, как упоминалось в вопросе, и наблюдатель всегда сможет видеть все пространство.
И, наконец, размытое изображение будет считаться «способным видеть».
Позвольте мне начать с уточнения того, что я предполагаю, что вопрос заключается в том, может ли сверхчеловек или любой объект человеческого размера сделать себя невидимым только благодаря скорости. И что скорость указанного объекта должна быть . Исходя из этого, я предполагаю, что наблюдаемый объект или человек должен проводить достаточно много времени в поле зрения наблюдателя, чтобы невидимость нельзя было обмануть, используя моргание, слишком короткую выдержку или прячась за полем зрения. Наблюдатель большую часть времени.
Короче говоря, нет, невозможно, чтобы что-то двигалось достаточно быстро, чтобы нормальный человек полностью перестал его видеть. Во-первых, при любой скорости количество света, перенаправляемого от движущегося объекта к наблюдателю, достаточно постоянно. При релятивистских скоростях сокращение длины движущегося объекта в системе наблюдателя может уменьшить размер и, следовательно, видимость объекта; однако ранее упомянутое ограничение скорости позволяет нам игнорировать любое сокращение такой величины. Кроме того, система человеческий мозг-глаз непрерывно обрабатывает входные данные и использует еще не до конца изученные процессы для экстраполяции и интерполяции движения. На самом деле, даже при наличии быстрых изображений одного и того же объекта в разных местах, мозг обладает способностью предполагать движение и воспринимает эти образы как неразрывно связанные; что-то, называемоестробоскопическое движение или иллюзорное движение стробоскопических изображений. Поскольку на быстро движущиеся объекты по-прежнему падает свет, свет, отражающийся к наблюдателю, все равно будет захватываться и обрабатываться. Однако, поскольку обработка изображений является сложной задачей и благодаря тому, что называется постоянством зрения, воспринимаемые нами изображения могут включать не только свет, недавно попавший в ваши глаза, но и части ранее воспринятых изображений. Следовательно, на более высоких скоростях изображение, которое получает наблюдатель, вероятно, будет размытым, поскольку оно представляет собой многократное объединение положения движущегося объекта, а также эффект небольших движений глаз; это иногда называют размытием движения.
Однако, хотя полностью исчезнуть невозможно, возможны и другие, более крутые вещи. Из-за скорости обработки системы глаз-мозг и иллюзорных эффектов, которые могут быть созданы в результате экстраполяции данных мозгом, вполне возможно, что объект движется достаточно быстро, и кажется, что он вообще не движется. Если Гоку и Пикколо сражаются друг с другом на чрезвычайно высокой скорости, но они периодически проводят большую часть каждой, скажем, секунды в одном определенном положении, то изображения, которые захватит ваш глаз, будут в основном из них в этих конкретных положениях. В результате они будут казаться наблюдателю неподвижными (за исключением, конечно, загадочных порезов и синяков, а их края могут казаться немного более размытыми). Кроме того, проведя равное количество времени в двух разных местах (и с помощью идеального тайминга), может показаться, что есть две идентичные и слегка блеклые/размытые копии движущегося объекта. Этот эффект работает для создания большого количества копий, а также может использоваться для того, чтобы изображение «прыгало» с места на место.
Некоторые утверждают, что чрезвычайно быстро движущийся объект может настолько сильно размываться, что становится неотличимым от фона. Это может быть правдой, однако это больше зависит от контраста между фоном и объектом, чем просто от его скорости. Как только камуфляж и подобные вещи исключены, не существует нерелятивистской скорости, при которой объект размером с человека в ограниченном пространстве может стать невидимым для идеального нормального человеческого наблюдателя на длительный период времени.
Позвольте мне еще добавить, что при релятивистских скоростях свет, отражающийся от движущегося объекта, может иметь красное или синее смещение за пределами видимого спектра (хотя в случае синего смещения собственное тепло объекта, т. е. ИК-излучение , будет смещен в видимый диапазон). Это может сделать объект невидимым (и было бы очень здорово увидеть, как это происходит), но поскольку вопрос требует скорости «[не] даже близкой к скорости света», это исключает возможность в этом случае. Кроме того, поскольку он находится в ограниченной среде, а эффект красного смещения работает только тогда, когда объект удаляется от наблюдателя, эффект невидимости не будет длиться достаточно долго, чтобы его можно было считать постоянно невидимым.
Если рассматривать вращающийся пропеллер, он обладает следующими свойствами:
Особенно это актуально при отсутствии зеркальных отражений ярких источников света.
Следовательно, я бы сказал, что объект может двигаться так быстро в ограниченном пространстве, не приближаясь к скорости света, что он обладает многими свойствами невидимости. Если вы исключите другие индикаторы, такие как шум или ветер, объект размером с человека, достаточно равномерно движущийся в вашем ограниченном пространстве, с типичным рассеянным комнатным освещением малой мощности, может быть трудно обнаружить.
Дает ли это право называться «невидимым», зависит от того, как вы определяете это слово. Очевидно, что объект не может перестать отражать фотоны; все дело в человеческом восприятии. Если человек смотрит на движущегося сверхчеловека, но замечает только стены, то «невидимым» кажется справедливым назвать это, даже если было размытие, которое наблюдатель не смог правильно приписать.
(и, честно говоря, вместо того, чтобы спорить о том, что означает «невидимый» для вас или меня, почему бы нам не отказаться от спорного термина и просто обсудить лежащие в его основе концепции)
Я думаю, что объект может быть невидимым для человека, если он движется так быстро, что за время прохождения поля зрения человека отражает слишком мало света, чтобы его можно было обнаружить визуально (человеческое зрение обладает очень высоким, но все же ограниченным чувствительность к свету). С другой стороны, если объект движется так быстро в воздухе, он будет производить много шума и, вероятно, нагревать воздух так сильно, что последний будет виден.
РЕДАКТИРОВАТЬ (22.08.2014): Я хотел бы добавить, что теоретически можно использовать маскировку метаматериала ( http://en.wikipedia.org/wiki/Metamaterial_cloaking ), чтобы быть невидимым. Может ли такая невидимость быть совершенной, я не знаю.
Итак, вот вопрос: физически возможно ли, чтобы «человек» (объект размером с человека) двигался в ОГРАНИЧЕННОЙ среде (скажем, 20 м × 20 м × 10 м) так быстро, что обычный человек не смог бы ВИДЕТЬ? ? Если это возможно, то насколько быстрым должен быть этот «человек»?
Человеческий глаз полагается на прием фотонов, чтобы что-то «увидеть». Нет скорости ниже скорости света, при которой объект не будет отражать или излучать фотоны. Скорость не имеет ничего общего с отражением и излучением, за исключением того, что вы приближаетесь к скорости света, которая намного превышает скорость, которую биологическое существо может развить собственными силами.
Итак, технически отвечая на ваш вопрос, нет, нет такой скорости, при которой объект перестанет отражать или излучать свет в условиях, которые вы описали.
Однако вы можете рассматривать восприятие как часть «видения». Человеческий глаз аналоговый, и данные обрабатываются аналоговым мозгом. Рецепторы измеряют количество полученного света и посылают сигналы – больше, если присутствует больше света, и меньше, если поступает меньше света.
Кроме того, будучи биологическим, здесь присутствует некоторая задержка. Вы можете включить свет, и он не будет ощущаться мгновенно, как только фотоны начнут поражать рецепторы, вместо этого рецепторы будут увеличивать свой выходной сигнал, и когда свет исчезнет, они относительно медленно перестанут подавать сигналы в мозг.
Именно из-за этого свойства кажется, что статические изображения, показанные в последовательности 25 кадров в секунду или более, различимы не как отдельные кадры, а как видео. По сути, рецепторы действуют как фильтры нижних частот.
Таким образом, достаточно быстро движущийся объект может казаться человеческому глазу размытым.
Однако люди могут выполнять плавное преследование , когда глаз может следовать за целью, избегая размытия, а последствия Саккады не приводят к исчезновению видимой сцены.
Плавное преследование происходит до 30 градусов в секунду, но это максимум в одну сторону. Человеческий глаз движется медленнее, когда пытается двигаться вперед и назад, следя за объектом в небольшой области своего поля зрения.
Нарисуйте круг на потолочном вентиляторе. На низких и средних скоростях вы сможете следить за ним глазами на расстоянии нескольких футов. На высокой скорости вы должны обнаружить, что она начинает расплываться или удлиняться, или что ваши глаза не успевают за ней, и вы начинаете следовать за ней саккадными движениями.
Теперь то же самое проделайте с настольным вентилятором — на большинстве скоростей за ним вообще не уследишь, и, собственно, лопасти становятся прозрачными. Они не невидимы, но отражающийся от них свет дает ощущение невидимости, в первую очередь потому, что вы можете видеть за ними объекты, которые должны быть затенены ими.
Вы можете двигать руками достаточно быстро, чтобы ваши глаза не могли следить за ними, используя плавное преследование на расстоянии вытянутой руки. Сфокусируйтесь на объекте, находящемся за пределами ваших рук, и, когда вы будете быстро перемещать его мимо вашего зрения, вы увидите просто размытие.
В 20 метрах от цели есть люди, способные двигать руками достаточно быстро, чтобы вы могли видеть лишь размытое пятно, и вы могли бы видеть объекты за областью, в которой действуют их руки.
Однако они все равно будут восприниматься, и вы будете знать, что их руки занимают это место. Таким образом, в зависимости от того, что вы подразумеваете под словом «видеть», ответ будет либо «Нет, они всегда будут видны», либо «Да, человеческая рука может перемещать человеческую руку достаточно быстро в пределах вашего поля зрения, чтобы вы не заметили этого». руку, а только размытие, и оно никогда полностью не закроет вам вид на объекты за ним».
Любопытно, что около десяти лет назад была статья , посвященная этой теме. Из реферата они перенесли объект
в широком диапазоне скоростей (0,4-500 градусов в секунду) и сравнили их со временем реакции человека (ВР).
Они показали время отклика порядка нескольких сотен миллисекунд, обнаружив также, что время отклика было обратно пропорционально скорости движения (т. е. чем быстрее оно шло, тем меньше время отклика). Я полагаю, что было недавнее исследование (не могу найти его в данный момент), в котором время отклика было менее 100 мс для некоторых стимулов (оно не отслеживало движение).
Экстраполируя это, сверхчеловек должен был бы двигаться со скоростью более 10 градусов в секунду на очень коротких расстояниях , чтобы движение было невозможно увидеть. Поскольку Гоку и Пикколо сражаются , движения рук заходят слишком далеко, чтобы бой был невидимым на любой скорости (как правильно отмечает Джим, наблюдаемое изображение будет довольно размытым ).
Принятый ответ явно неверен. Давайте посмотрим на приближение ситуации в реальном мире:
Стандартная техника удаления людей из кадра — сделать снимок с длинной выдержкой (для этого вам понадобится фильтр нейтральной плотности высокого уровня), вуаля — пейзаж без людей.
Это работает, потому что люди перемещаются достаточно, чтобы их усреднить, просто немного подкрашивая области, которые они часто посещают. (Обратите внимание, что это не удастся, если кто-то неподвижно сидит в кадре, он все еще будет там, хотя и размыт.)
Вот статья об этом, в комплекте с изображениями. Обратите внимание на пропавших без вести туристов. Обратите внимание, что камера настроена на 15-секундную экспозицию.
Я не знаю максимальную частоту кадров человеческого глаза, но знаю, что мы обычно считаем 60 Гц достаточной для плавного движения. Я буду великодушен и увеличу частоту до 100 Гц.
Таким образом, давайте ускорим удаление туристов в 1500 раз. Люди обычно ходят со скоростью около 3 миль в час, поэтому нам нужно увеличить эту скорость до 4500 миль в час. Это мизерная доля скорости света, нерелятивистское требование выполнено.
Обратите внимание, что от цели не требуется покидать зону наблюдения, она просто должна перемещаться во многие места внутри нее, чтобы ее изображение распространялось на такое большое пространство, что вы его не могли видеть.
Пока мы говорим об экстремальных перегрузках (приближающихся к силе выстрела пули), экстремальном нагреве и матери всех звуковых ударов, перед нами невидимое существо.
Хотя фокусники иногда используют очень быстрые движения рук, они все же видны. И фокусники обычно стараются отвлечь внимание от того, что они делают.
Если бы вы думали о человеческом глазе как о видеокамере, он бы делал около 1000 кадров в секунду (я полагаю). Таким образом, все, что вы делаете, должно занять менее 1/1000 секунды. А так я не знаю ничего органического (флоры или фауны), которое могло бы двигаться с такой скоростью.
На самом деле скорость проводимости нейрона не позволила бы человеку двигаться так быстро. Скорость проведения нерва (насколько быстро он сообщает мышце убрать руку с плиты) достигает 120 м/с. Во многих случаях (например, рука на плите) мозг не участвует в перемещении мышц от чего-то вредного (например, от горячей плиты) до тех пор , пока это не произошло. Нервный сигнал на самом деле обрабатывается в вашем спинном мозге (чтобы избежать ожидания тех дополнительных миллисекунд, которые потребуются для включения головного мозга).
Человек может стать в несколько раз сильнее, столкнувшись с опасностью разного рода. Здесь вы узнаете истории о матерях, поднимающих машины своих детей, и т. д. Хотя это возможно, это может (и в некоторой степени действительно) сильно повредить ваше тело. (Грыжи, переломы несущих костей и т. д.) Но из-за высвобождения нейротрансмиттеров, которые блокируют болевые рецепторы, вы этого не почувствуете.
Короче говоря, люди не могут быть сверхбыстрыми. (Черт!)
Проще говоря, люди не могут быть супербыстрыми, потому что их мышцы порвутся, а их нервы недостаточно быстры. (Двойной Дэн!)
Я надеюсь, что это поможет ответить на ваш вопрос. Хотя этот ответ немного разочаровывает. (Я думаю, что все хотят быть такими же быстрыми, как Супермен.)
Редактировать: Ха. В ответе Джима говорится, что частота кадров глаза составляет 30 кадров в секунду ... Я собираюсь найти источник частоты кадров человеческого глаза.
Очевидно, что теоретически что-то может двигаться так быстро, что вы едва заметите это. Вторая часть, о «замкнутом пространстве», подразумевает, что он также должен иметь возможность очень быстро ускоряться и замедляться.
Примером реального объекта, который движется в ограниченном пространстве и едва виден, является пропеллер самолета. Кажется, из вопроса об обмене авиационными стеками Где найти тахометр и часовой эквивалент RPM? что 2400 об/мин = 40 об/с - это довольно нормальная скорость винта, дающая скорость кончика винта радиусом 1 м 1 * 40 * 2 * pi = 251 м/с, что составляет около 75% скорости звука. Ускорение наконечника будет 1*(40*2*PI)^2 = 63165 м/с^2 = 6445 g.
Если мы говорим о вымышленных супергероях, то они могут ускоряться и тормозить сколь угодно быстро, потому что это не реально. Однако супергерою потребуется довольно внушительная сила, чтобы разогнаться до 6445 g. Если бы его масса была 50 кг, он приложил бы силу 3,16 миллиона ньютонов (322275 кгс), когда прыгнул бы с таким сверхчеловеческим ускорением, что сделало бы вероятным повреждение пола!
См. http://en.wikipedia.org/wiki/Orders_of_magnitude_(time) и http://www.huffingtonpost.com/2012/12/30/why-do-we-blink-so-much-mental-rest_n_2377720. HTML
Моргание длится 0,1-0,4 секунды, и мы проводим до 10% времени бодрствования с закрытыми глазами. Таким образом, супергерой с хорошим расчетом времени может легко двигаться незаметно.
эприус
воливейраджр
Свалорцен
суперлучший
Осьминог
Артур Суворов
пользователь 20250
Джим
пользователь 20250
пользователь 20250
Джим
Джим
пользователь 20250
Дэвид З.
пользователь 20250
Джим
пользователь 20250
Роман Старков
Джим
Джим
Брэндон Энрайт
Роман Старков