משכפל (מסע בין כוכבים)

ביקום הבדיוני של זיכיון "מסע בין כוכבים", משכפל (באנגלית: Replicator) הוא מכונה המסוגלת לייצר (ולמחזר) חפצים. בתחילה, משכפלים נראו כמסנתזים ארוחות על פי דרישה, אבל בסדרות מאוחרות יותר נעשו בהם שימושים רבים אחרים.

מקורות ומגבלות

מקורו של המונח "משכפל" ("Replicator") הוא בסדרה "מסע בין כוכבים: הדור הבא", אשר מציג התקדמות טכנולוגית של המאה ה-24, על פני "סינתיסייזר המזון" ("Food Synthesizer") של המאה ה-23, אשר נראה בסדרה "מסע בין כוכבים: הסדרה המקורית". המכניקה של מכשירים אלה מעולם לא הוסברה באופן ברור בתוכנית הזאת, אולם בסדרת הפריקוול, "מסע בין כוכבים: אנטרפרייז", גרסת המאה ה-22 מכונה "Protein Resequencer". בנוסף, בספינה הותקן "Bio-Matter Resequencer", ששימש למיחזור פסולת ולהופכה לחומר שמיש.
המשכפל יכול ליצור כל חומר דומם, כל עוד המבנה המולקולרי הרצוי קיים בקובץ; יחד עם זאת, לא ניתן לייצר באמצעות המשכפל אנטי-חומר, דילית'יום, לאטינום או אורגניזם חי מכל סוג שהוא; הספר "Star Trek: the Next Generation Technical Manual" (שאיננו קאנוני) מסביר כי על אף שהמשכפל פועל בטכנולוגיה דומה לזו של הטרנספורטר, הוא פועל ברזולוציה נמוכה מדי, כך שיצירת רקמה חיה היא דבר שפיזית איננו אפשרי.
בתאוריה, המשכפל עובד באופן דומה ל-"אסמבלר מולקולרי".

תאוריה

המשכפל עובד על ידי סידור מחדש של חלקיקים תת-אטומיים, הנמצאים בשפע בכל מקום ביקום, ליצירת מולקולות ולסדר את אותן המולקולות כדי ליצור את האובייקט. לדוגמה, כדי ליצור צלע חזיר, המשכפל יצור בתחילה אטומים של פחמן, מימן, חנקן, וכו', ואז יסדר אותם לחומצות אמינו, חלבונים ותאים, וירכיב את החלקיקים בצורה של צלע חזיר.
תהליך זה דורש המרה ההרסנית של חומר בתפזורת לאנרגיה והסידור מחדש שלה לדפוס של חומר סרוק מראש. בעיקרון, זה דומה לטרנספורטר, אך בהיקף קטן יותר. עם זאת, בניגוד לטרנספורטרים, אשר משכפלים חומר ברמה הקוונטית, המשכפלים חייבים להיות מסוגלים להתמודד עם מספר גדול של חומרים שונים, השמורים מראש כדפוסים במאגר נתונים, על פי דרישה. אם הדפוסים היו מאוחסנים ברמה הקוונטית, לא ניתן היה לאחסן במאגר הנתונים כמות גדולה של דפוסים, ועל כן הם נשמרים בזיכרון ברמה המולקולרית.
החיסרון בכך הוא שאי אפשר לשכפל אובייקטים בעלי מבני קוונטים מורכבים, כגון יצורי חיים, דילית'יום, זהב או לאטינום. (עם זאת, בפרק "Allegiance" של "מסע בין כוכבים: הדור הבא", חייזרים השתמשו בגרסה שלהם של המשכפלים, כדי ליצור פיקארד מתחזה.) בנוסף, שגיאות בקריאה ו/או בכתיבה עלולות לגרום למספר שגיאות בחומרים משוכפלים. למרות שבדרך כלל בלתי ניתן לגלות זאת באמצעות חושים אנושיים, ניתן להשתמש בסריקת מחשב כדי לחשוף את השגיאות הללו, והן יכולים להסביר את התלונה השכיחה (על ידי אניני טעם מסוימים) שמזון ומשקאות משוכפלים סובלים מטעם ירוד. שגיאות אלה גם עלולות לגרום לחומרים לא רעילים להיות רעילים כאשר הם משוכפלים, או ליצור זנים של נגיפים וחיידקים קטלניים מאלו שבעבר לא היו מזיקים.

שימושים

המשכפל הוא אחת הטכנולוגיות החשובות ביותר ביקום של "מסע בין כוכבים"; המשכפל משמש בעיקר כדי לספק מזון ומים על סיפון ספינות חלל, ובכך מבטל את הצורך באחסון של מלאי גדול (בספינות חלל, תחנות חלל ומתקנים שונים קיים מלאי של מזון, לשימוש במקרי חירום, במקרה של כשל במשכפל או מחסור באנרגיה). בסדרה "מסע בין כוכבים: חלל עמוק 9" צויין כי כל עוד יש מקור אנרגיה לתמיכה במערכות החיים, המשכפל משמש כדי לספק אוויר לנשימה על ספינות תחנות חלל (וכן על מנת לפרק את דו-תחמוצת הפחמן הנפלטת על ידי צוות), ובכך לספק אספקה ​​אינסופית של חמצן ומבטל את הצורך לשאת מכלי אוויר.
אחד מהשימושים בטכנולוגיה הוא יצירת חלקי חילוף, מה שמאפשר לתקן נזקים לספינות חלל, מבלי הצורך לחזור לתחנת חלל. שימושים אחרים כוללים שכפול של מדי צי הכוכבים, כמו גם חפצים יומיומיים כגון צעצועים ומזכרות. שכפול משמש גם את תוכנת ההולודק ליצירת מזון, ביגוד וחפצים אחרים השייכים בתוך הסימולציה שתשמש את המשתתפים בה.
פרוטוקולי הבטיחות של צי הכוכבים מונעים שכפול לא מורשה של חפצים מסוכנים, כגון כלי נשק וחומרים רעילים.
משכפלים יכול גם להמיר חומר לאנרגיה. על פי העיקרון זה, המכשיר יכול לפרק כל אובייקט לחלקיקים תת-אטומיים. את האנרגיה שהתפתחה לאחר מכן ניתן לאחסן לשימוש עתידי, או להשתמש בה באופן מיידי בשכפול הבא. תהליך זה נקרא "מיחזור", וניתן להחיל אותו על כל דבר, החל מכלים מלוכלכים וכלה בבגדי ילדים הקטנים מדי.
בטכנולוגיית המשכפל, גם אם היה מיוצר בקנה מידה גדול יותר, לא ניתן להשתמש לצורך יצירת אובייקטים מורכבים כגון מעבורת חלל או ספינת חלל (צוות ההפקה סבר שלהיות מסוגל לשכפל חלליות שלמות "בלחיצת כפתור" ישפיע לרעה על הפוטנציאל הדרמטי שבסדרה). עם זאת, ב-"מסע בין כוכבים: חלל עמוק 9", משכפלים תעשייתיים משמשים לשכפול רכיבים גדולים של ספינות, מעבורות, וקטעים אחרים מסוג זה, הנמצא בשימוש מאוחר יותר במספנות לבניית ספינות כאלה. באופן זה, 15 משכפלים תעשייתיים בלבד הם די והותר כדי לשכפל את המרכיבים הדרושים כדי לבנות צי של ספינות חלל או כדי לסייע לציוויליזציה להתאושש מאסון טבע בקנה מידה פלנטרי.
על ידי ביטול כמעט לחלוטין של מחסור חומרי, טכנולוגיית המשכפל משחקת תפקיד חשוב בכלכלה האנושית חסרת הכסף ביקום של "מסע בין כוכבים".

וויאג'ר

כאשר וויאג'ר נמשכה אל רביע דלתא, התברר כי טכנולוגיית המשכפל הייתה ידועה רק לחלק מגזעים הילידים של אזור זה. לאורך העונות הראשונות, הקייזון וגזעים אחרים ניסו שוב ושוב להשיג את הטכנולוגיה. קפטן ג'יינוויי חששה שאם ציוויליזציה כלשהי תשיג טכנולוגיה זו לפני שהם היו מוכנים, עלולות לקרות תוצאות הרות אסון (במקרה אחד, ספינת קייזון נפגעה קשות כאשר צוותה ניסה לבנות משכפל; הסיפון הוצף בקרינה ברמות גבוהות). מסיבה זו, ובשל הוראת הצו העליון, ג'יינוויי סירבה לתת את הטכנולוגיה בכל מחיר.
בנוסף, במהלך מסע חזרה אל רביע אלפא, על וויאג'ר היה להתחשב באילוצי האנרגיה שברשותה; כלומר, היה צורך בביקורת קפדנית בכל הנוגע לאספקה שמקורה במשכפלים, בשל צריכת האנרגיה שלהם, מה שהוביל לכך שניליקס הפך להיות השף של הספינה. רכיבים מסוימים של המזון שבישל גודלו על הספינה, במעבדת הידרופוניקה.