А что, если?.. Научные ответы на абсурдные гипотетические вопросы - Рэндалл Манро

Возможно, самое точное представление о, том, что случится, вы получите, если изо всех сил запустите очень спелый помидор в торт с кремом.

Вот на что примерно это будет похоже.

Истребление простуды

ВОПРОС: А что, если бы все люди на планете не подходили близко друг к другу в течение пары недель? Вымерли бы за это время вирусы простуды?

ОТВЕТ: А стоит ли оно того? Обычную простуду вызывают разнообразные вирусы, но наиболее частые ее виновники – риновирусы[55]. Эти вирусы оккупируют клетки в вашем носу и горле и используют их, чтобы порождать новые вирусы. Спустя несколько дней ваша иммунная система замечает вирусы и уничтожает их[56], но в среднем это происходит уже после того, как вы заразили еще одного человека[57]. Зато у вас на многие годы после выздоровления будет иммунитет к этому конкретному риновирусу.

Если бы Сара поместила нас всех в карантин, вирусы простуды, которыми мы заражены, не смогли бы перейти на новых хозяев. Но способна ли наша иммунная система уничтожить все вирусы в нашем теле до последнего?

До того как ответить на этот вопрос, оценим практические последствия подобного карантина. Мировой валовой продукт составляет более 72 миллиардов долларов в год, из чего следует, что перерыв в экономической деятельности на несколько недель будет стоить несколько миллиардов. Шок, который мировая экономическая система испытает от всемирной «паузы», может легко спровоцировать глобальный коллапс.

Всемирных запасов еды, возможно, хватит, чтобы обеспечить нас на четыре-пять недель карантина, но всю эту еду пришлось бы заранее поровну распределить. Откровенно говоря, не знаю, чем бы мне помог 20-дневный запас зерна, окажись я в полном одиночестве где-то посреди чистого поля.

С всемирным карантином связан и другой вопрос: насколько далеко друг от друга мы сможем разойтись? Мир велик [источник не указан], но и людей в нем немало [источник не указан].

Если разделить всю сушу на Земле поровну, на каждого придется чуть больше 2 га, так что ближайший человек будет находиться в 77 метрах.

Дистанция в 77 метров, вероятно, достаточна для предотвращения передачи риновирусов, но это решение будет иметь определенные последствия. Довольно значительная часть суши не слишком подходит для того, чтобы простоять там недель пять. Многим из нас[58] придется застрять в Сахаре, а еще кому-то[59] – в Антарктиде.

Более практичным – хотя необязательно более дешевым – решением будет выдать всем костюмы биологической защиты. Таким образом, мы могли бы перемещаться и общаться, и даже отчасти вести нормальную экономическую деятельность:

Но оставим в стороне практичность и обратимся собственно к вопросу Сары: поможет ли это?

Чтобы узнать ответ, я поговорил с профессором Иэном Маккеем, специалистом-вирусологом из Австралийского исследовательского центра инфекционных заболеваний университета Квинсленда.

Доктор Маккей сказал, что с чисто биологической точки зрения эта идея и в самом деле имеет смысл. Он добавил также, что иммунная система человека полностью уничтожает риновирусы и другие РНК-вирусы, ответственные за респираторные инфекции. Более того, похоже, что мы и другие животные не передаем друг другу риновирусы, а значит, нет животных, которые могли бы послужить резервуаром возбудителей человеческой простуды. Если риновирусам не хватает людей, между которыми они могли бы перемещаться, они вымирают.

Мы уже знаем, как это вымирание вирусов происходит в изолированных популяциях. На уединенном архипелаге Сент-Килда на северо-западе Шотландии в течение столетий проживала всего сотня человек. Жители островов, на которые заходило лишь несколько кораблей в год, периодически страдали от необычного синдрома, который они называли cnatan-na-gall – «кашель чужестранца». В течение нескольких столетий кашель, словно по часам, поражал весь остров всякий раз, когда прибывало новое судно.

Точная причина этих эпидемий неизвестна[60], но скорее всего за многие из них ответственны риновирусы. Каждый раз, когда прибывал корабль, он привозил новый штамм вируса. Этот штамм распространялся по острову, заражая буквально всех жителей. Спустя несколько недель все жители вырабатывали свежий иммунитет к этому штамму, и поскольку вирусу больше некуда было деться, он вымирал.

Подобное же очищение от вирусов, вероятно, произойдет и в любой другой маленькой и изолированной популяции – например в группе моряков, выживших после кораблекрушения.

Если бы все люди были изолированы друг от друга, сценарий островов Сент-Килда повторился бы в масштабах всего вида Homo sapiens. Спустя неделю-другую все мы вылечились бы от простуды, и у здоровой иммунной системы было бы достаточно времени, чтобы избавиться от вирусов.

К сожалению, есть одна проблема, и ее достаточно, чтобы разрушить весь наш план: не у всех из нас здоровый иммунитет.

У большинства людей риновирусы в организме будут полностью уничтожены примерно за десять дней. Все обстоит иначе у тех, у кого иммунная система серьезно ослаблена. Например, у пациентов с пересаженными органами, чей иммунитет подавлялся искусственным путем, обычные инфекции, включая риновирусные, могут длиться неделями, месяцами и даже годами.

Сравнительно небольшая группа людей с ослабленным иммунитетом послужит надежным убежищем для риновирусов. Шансов уничтожить эти вирусы немного: вирусу достаточно выжить всего в нескольких носителях, чтобы распространиться и вновь захватить мир.

Так что план Сары не только вызовет масштабный кризис цивилизации, но и не уничтожит риновирусы[61]. Однако это, может быть, к лучшему!

Хотя в простуде мало радости, ее отсутствие может оказаться еще хуже. В своей книге «Планета вирусов»[62] писатель и популяризатор науки Карл Циммер пишет, что дети, которые не болели в детстве простудой, по мере взросления начинают страдать разнообразными иммунными заболеваниями. Возможно, слабые инфекции тренируют и настраивают нашу иммунную систему.

С другой стороны, простуда – отвратительная штука. Помимо того, что это вообще неприятно, некоторые исследования показывают, что заражение риновирусами также ослабляет нашу иммунную систему и делает нас более уязвимыми для будущих инфекций.

Подводя итоги: я не стал бы стоять пять недель посреди пустыни ради того, чтобы навсегда избавиться от простуд. Но если когда-нибудь появится вакцина от насморка, я – первый в очереди.

Наполовину пустой стакан

ВОПРОС: А что, если стакан воды внезапно станет в буквальном смысле наполовину пустым?

ОТВЕТ: Пессимист, скорее всего, предскажет результат точнее, чем оптимист.

Когда люди говорят, что стакан наполовину пуст, они обычно имеют в виду стакан, который поровну заполнен водой и воздухом.

Согласно известному афоризму, оптимист считает, что стакан наполовину полон, а пессимист – что он наполовину пуст. Из этого парадокса родилось невероятное количество других шуток: например, инженер видит стакан, который в два раза больше, чем он должен быть, сюрреалист видит вместо стакана жирафа, жующего галстук, и так далее.

Но что, если пустая половина стакана была бы по-настоящему пустой – то есть представляла собой вакуум?[63] Этот вакуум, безусловно, не просуществовал бы долго. Но что именно с ним произойдет – зависит от ключевого вопроса, который обычно никто не задает. Какая именно половина стакана пустая?

Давайте представим себе три по-разному заполненных стакана и проследим, что с ними будет, микросекунда за микросекундой.

В середине – обычный стакан с водой (внизу) и воздухом (наверху). Справа – такой же стакан, как и в центре, только воздух заменен вакуумом. Стакан слева наполовину заполнен водой и наполовину вакуумом, но на этот раз вакуум находится в нижней половине.

Представим, что вакуум появляется в момент t=0.

В первые микросекунды ничего не происходит. В таком временном промежутке даже молекулы воздуха практически неподвижны.

По большей части молекулы мечутся туда и сюда со скоростью несколько сотен метров в секунду. Но в любой момент времени одни из них движутся быстрее других. Самые быстрые движутся со скоростью свыше 1000 м/с. Это и будут первые молекулы, которые устремятся в вакуум в правом стакане.