Полеты воображения. Разум и эволюция против гравитации - Докинз Ричард

В научно-технической сфере требований, направленных в несовместимых направлениях, великое множество. В этом случае они реализуются не на протяжении эволюционного времени, а хронологически, когда последовательно проекты сменяются на чертежных досках. Самолеты должны быть как можно легче, как птицы, должны быть еще и прочными, как скорлупа. Эти два идеала несовместимы друг с другом, поэтому необходимо найти компромисс. Полеты в самолетах могли бы быть безопаснее, чем сейчас. Но за это пришлось бы платить не только деньгами, но и неудобствами и задержками. Однако и здесь нужно достигать равновесия. Если бы ценность безопасности была бесконечной, каждого пассажира досматривали бы, раздевая донага, и служба безопасности потрошила бы все чемоданы до единого. Но допустимые компромиссы позволяют не доводить дело до таких крайностей. Мы миримся с некоторым риском. Как бы ни возмущала подобная мысль идеалистов в розовых очках, ценность человеческой жизни не бесконечна, ее можно оценить в денежном эквиваленте. Правила безопасности полетов на военных и гражданских воздушных судах уравновешены на уровне разных компромиссов. Экономический баланс расходов и доходов и компромиссы – основа и технологии, и эволюции. Почему летучие мыши – единственные млекопитающие, которые умеют летать? Они составляют существенную долю млекопитающих, примерно пятую часть всех их видов. Но почему мы не видим крылатых львов, пикирующих с небес на крылатых антилоп? Как ни странно, ответ на этот вопрос очень прост. Львы и антилопы слишком большие. А как же тогда летающие крысы? Около 40 % видов млекопитающих – грызуны. Почему никто из них не отрастил себе крылья за те 50 миллионов лет, которые они прогрызали себе дорогу в эволюционной истории? Вероятно, дело в том, что летучие мыши успели первыми. Если бы случилась пандемия какого-то вируса, который истребил бы всех летучих мышей, осмелюсь предположить, что грызуны воспользовались бы случаем и научились не только парить (это они уже умеют), но и летать по-настоящему. Но не станем забывать об экономике. Крылья дорого отращивать и еще дороже использовать, особенно махать ими. Нужно, чтобы они оправдывали эти расходы. И, как мы видели на примере муравьев, крылья могут и мешать. Если ведешь подземную жизнь наподобие голых землекопов (это на диво уродливые маленькие роющие грызуны, живущие социальными группами вокруг суперплодовитой “матки”), крылья могут превратиться в тяжкое бремя.

Итак, мы начинаем составлять список способов, позволяющих животным оторваться от земли при воздействии силы тяжести. Самый простой и наименее трудоемкий способ оторваться от земли: нужно впасть в другую крайность, чем легендарная птица Рух или реальные страус и фороракос. Не будь большим. Будь маленьким.

Глава 4

Маленьким летать проще

Жаль, что феи из Коттингли оказались выдумкой, поскольку, в отличие от ангелов, Бурака и Пегаса, этот маленький народец был как раз нужного размера, чтобы летать без затруднений. Чем ты больше, тем труднее летать. Если ты маленький, словно зернышко пыльцы или мошка, тебе не приходится даже напрягаться – тебя подхватит ветерок, и все. Но если ты большой, как лошадь, полет требует колоссальных усилий, если вообще возможен. Почему размер имеет значение? По одной любопытной причине. Обратимся к математике.

Если увеличить вдвое любой габарит предмета, увеличив пропорционально и остальные габариты, можно предположить, что его объем и вес тоже возрастут вдвое. Но на самом деле предмет станет тяжелее в 8 раз (2×2×2). Такое масштабирование применимо к предметам любой формы, в том числе к людям, птицам, летучим мышам, самолетам, насекомым и лошадям, но особенно это наглядно на примере детских кубиков. Возьмите один кубик. Теперь составьте несколько кубиков, чтобы получился предмет той же формы, но с ребром вдвое больше. Сколько маленьких кубиков в большом кубике? 8. Кубик с ребром вдвое больше исходного весит в 8 раз больше, а форма у них одинаковая.

У МАЛЕНЬКИХ ПРЕДМЕТОВ ОТНОСИТЕЛЬНО БОЛЬШАЯ ПЛОЩАДЬ ПОВЕРХНОСТИ

Если пропорционально увеличивать какой-то предмет, то его объем и, следовательно, вес увеличиваются более резко, чем площадь поверхности. Особенно это очевидно на примере кубиков, однако на самом деле этот закон относится к любым предметам, в том числе к животным.

Если вы попробуете составить кубик с ребром втрое больше, вам нужно будет 27 кубиков – 3×3×3, или 33. Если же выстроить куб с ребром в десять раз больше, у вас, скорее всего, кончатся кубики, поскольку 103 – это целая гора кубиков (1000).

Возьмите предмет любой формы и умножьте его размеры на какое-то число, чтобы пропорционально увеличить его. Объем масштабированного предмета, как и вес, в таких случаях всегда увеличивается на куб этого числа. Эта формула применима не только к кубикам, но и к предмету любой формы, который вам зачем-то нужно масштабировать. Однако, хотя вес увеличиваемого предмета растет как куб, площадь поверхности растет лишь как квадрат. Посчитайте, сколько краски нужно, чтобы покрасить один кубик. Теперь масштабируйте кубик – постройте куб побольше со стороной в два единичных кубика. Сколько вам потребуется краски, чтобы покрасить его? Не вдвое больше и не в 8 раз больше, а всего в 4 раза больше краски. Теперь сделайте куб со стороной в 10 единиц – 10 кубиков по всем измерениям. Мы уже знаем, что такой большой куб весит в 1000 раз больше единичного, потребуется в 1000 раз больше дерева, краски всего в 100 раз больше. Таким образом, чем ты меньше, тем больше отношение площади твоей поверхности к твоему весу. Мы еще поговорим о площади поверхности и о том, почему это так важно, в следующей главе. А пока достаточно сказать, что большая поверхность захватывает больше воздуха.

Продолжим полет воображения: представим себе ангела как человека с крыльями, масштабированную фею. Архангела Гавриила принято изображать примерно того же роста, что и обычного человека – скажем, 170 сантиметров. Примерно в 10 раз больше, чем фея из Коттингли. Значит, Гавриил тяжелее феи не в 10, а в 1000 раз. Только подумайте, насколько больше работы пришлось бы проделать крыльям, чтобы поднять в воздух ангела. А масштабированные крылья были бы по площади не в 1000 раз больше, а всего в 100.

ЗАДУМЫВАЛСЯ ЛИ ЛЕОНАРДО, НЕ МАЛОВАТЫ ЛИ КРЫЛЬЯ ГАВРИИЛА?

“Благовещение”, но с крыльями, которые достаточно велики, чтобы Гавриил мог подняться в воздух. Но даже если так, где архангел прячет мощные грудные мышцы, необходимые, чтобы двигать крыльями? Н где у него “киль” на грудине, к которому крепятся эти мышцы? Леонардо слишком хорошо знал анатомию, чтобы не задумываться об этом.

Если вы бывали в галерее Уффици во Флоренции, вы видели восхитительно прекрасное “Благовещение” Леонардо да Винчи. На нем у архангела Гавриила на удивление маленькие крылышки. Ими было бы трудно поднять даже младенца, не то что Гавриила размером со взрослого человека (даже женственно-хрупкого, каким изобразил его Леонардо). К тому же предполагают, что сначала Леонардо написал крылья еще меньше, а позднее их увеличил какой-то другой художник. Но увеличил недостаточно. Мы подправили репродукцию, чтобы крылья больше соответствовали своему предназначению. Увы, это, мягко говоря, навредило красоте картины. Крылья нелепо торчат из рамы.