Инопланетяне и инопланетные общества. Руководство для писателя по созданию внеземных форм жизни (ЛП)

Многие величины, важные для жизни, представлены связанными парами, одна из которых пропорциональна квадрату, а другая — кубу линейных размеров. Поскольку при изменении размера две величины в этой паре изменяются не в одинаковое количество раз, вы не сможете просто произвольно изменять размер организма, сохраняя всё остальное неизменным.

Рассмотрим, например, массу тела и силу. Люди часто удивляются тому, что некоторые насекомые могут совершать прыжки, во много раз превышающие длину своего тела, но мы тоже смогли бы это, если бы нас уменьшили до размеров насекомого. Рост мужчины может составлять 180 см, а длина сверчка — 1,8 см. Человек ростом 1,8 см, то есть, уменьшенный в сто раз, но в остальном сложенный в точности как обычный человек, обладал бы силой в одну десятитысячную (пропорциональной площади поперечного сечения мышц и костей рук и ног), но весом всего лишь в одну миллионную (пропорционально общему объёму) от исходного. Таким образом, он обладал бы в сто раз большей силой, доступной для подъёма каждого грамма его тела, и он, естественно, смог бы прыгнуть гораздо дальше.

Разумеется, если бы он вообще смог жить. К несчастью для нашего потенциального лилипута, сила и вес — это не единственные вещи, на которые влияют изменение размеров и закон квадрата-куба. Уменьшение объёма и, следовательно, массы тела в миллион раз означает, что нужно будет снабжать пищей и кислородом гораздо меньший объём биомассы; но это также означает, что скорость потери тепла за счёт его излучения с кожи снижается лишь в десять тысяч раз. Таким образом, каждый грамм этого маленького тела теряет тепло в сто раз быстрее, чем каждый грамм тела взрослого человека. Поскольку для функционирования организма как человеческого существа требуется поддержание постоянной температуры 37°C, малышу, при прочих равных условиях, в пересчёте на один грамм придётся питаться и дышать в сто раз интенсивнее, чем вам или мне. Мы могли бы съедать за день одну пятидесятую часть веса своего тела; уменьшенным в сто раз, нам пришлось бы съедать вдвое больше собственного веса — и соответствующим образом ускорить частоту дыхания и пульса, чтобы получить достаточное количество кислорода для окисления всей этой пищи. Вот причина того, что у мышей, землероек и певчих птиц такая высокая скорость обмена веществ («есть как птичка» — это совсем не то, что мы имеем в виду в разговорной речи!), и ещё того, почему вы не найдёте теплокровных существ значительно меньшего размера, чем они.

Существуют и другие проблемы. Люди состоят из очень большого числа очень маленьких клеток. Если вы попытаетесь уменьшить кого-то, сделав все его линейные размеры в сто раз меньше, это означает, что каждая клетка будет уменьшена в такое же число раз. Поскольку ни одна клетка на Земле и близко не имеет таких размеров — все клетки на Земле различаются по массе всего лишь в рамках примерно одного порядка, — нам стоит догадаться, что из материалов, используемых земной жизнью, клетки требуемой сложности нельзя будет сделать такими маленькими. Таким образом, у нашего крошечного человечка было бы гораздо меньше клеток всех типов, в том числе нервных клеток. Поскольку разум зависит от наличия большого количества нервных клеток и множества связей между ними, у маленького человечка не могло бы быть ничего подобного человеческому разуму.

Раз уж мы заговорили о клетках, то что же говорит нам закон квадрата-куба о возможности существования очень крупных одноклеточных существ вроде «гигантских амёб», которых, взбесившихся, иногда можно встретить в ранней научной фантастике? Их перспективы не слишком хороши. Клетка — это, по сути, мешочек с жидкостью. Сделайте его очень большим, и мембрана больше не сможет служить опорой содержимому. В лучшем случае такое существо расползётся по сторонам, фактически не способное к движению; в худшем — клеточная стенка разорвётся, и содержимое растечётся лужей. Таким образом, мы можем ожидать, что макроскопические формы жизни будут многоклеточными, где бы они ни встречались. (Если только сама окружающая среда не выступит в качестве опоры — см. статью Уильяма П. Джейкобса об исключении в океанах Земли.)