Чтение онлайн

ГИГАНТАМ И ДРАКОНАМ - ХАНА

При описании фантастами инопланетных живых существ или растений часто используется прием увеличения размеров взятых в качестве прототипов земных организмов или некоторых их воображаемых гибридов. Из всего этого нам ближе существование людей-исполинов. Древние египтяне изображали богов человекоподобными, но гораздо больше размерами, как и почти равных богам фараонов, соответственно их понимаемому значению. В древнегреческих мифах часто упоминаются похожие на колоссальных людей циклопы и титаны, боги в них тоже принимают громадное человеческое обличье. Из истории той же Древней Греции мы знаем о стоявшей над проливом и разрушенной землетрясением статуе Колосса Родосского, между ногами которого могли проплывать малые суда. Джонатан Свифт в "Путешествиях Гулливера" описал целую страну Бробдингнег, в которой все люди в несколько раз выше обычного для нас роста. В качестве современного примера можно взять рассказ Джеймса Болларда "Утонувший великан", в котором вынесенный прибоем на берег погибший человек ростом был как огромнейший кашалот или самая большая акула в длину. Прочностные ограничения неизбежно привели бы к искажению пропорций тела подобного великана из-за того, что его опорная часть должна выдерживать увеличившуюся примерно в тысячу раз массу вышележащих частей. Это следствие хорошо известного в биологии закона "квадрат-куб": с ростом линейных размеров тела его поверхность увеличивается примерно пропорционально квадрату характерного размера, а масса - пропорционально его кубу. Пример - увеличившаяся на десять процентов длина китов приводит к росту массы их тел на тридцать процентов (Артур Кларк "Большая глубина"). Поэтому, скажем, при десятикратном увеличении роста исполина его ноги должны вырасти в диаметре раз в тридцать, чтобы удельная нагрузка на них оставалась примерно той же самой. Допустим все же, что такой великан вдруг объявился на Земле и пусть его кости, мускулы и связки способны выдержать вертикальное положение и обеспечить передвижение. В этом случае сердце великана должно гнать кровь вверх на высоту нескольких этажей, а развиваемое им артериальное давление должно во много раз превышать максимально допустимое для обычного человека. Об этом говорит хотя бы пример жирафа, у которого кровь поднимается всего на несколько метров, а показатели артериального давления уже вдвое выше, чем у других животных схожих размеров. Уменьшить давление и, следовательно, приток крови невозможно: через мозг человека проходит около четверти общего кровотока. Нетрудно предсказать результат: великан с таким ростом очень быстро, может быть, моментально, умер бы от инфаркта или инсульта. При пониженном тяготении ограничение на предельный рост человека может измениться (Артур Кларк "Космический Казанова"), хотя не до такой степени (Ларри Нивен "Интегральные деревья", "Дымовое кольцо").

Некоторое увеличение размеров может быть оправданным, но гораздо чаще оно не срабатывает. Один из подобных случаев - генноинженерное выведение огромных летающих ездовых драконов размерами до нескольких десятков метров длиной из файров, их малых крылатых родственников, в пернском цикле Энн Маккефри. Простая идея увеличения файров до драконов упирается в почти столь же простые факты. Подъемная сила при полете в атмосфере пропорциональна обтекаемой снизу воздухом поверхности тела за вычетом аналогичного результата при обтекании сверху, т.е. по грубой оценке - квадрату его характерного размера, как и определяющее силу мышц их поперечное сечение. В то же время масса увеличивается как куб этого размера (и здесь "квадрат-куб"!). Определенный выигрыш при полете дают повышение температуры тела, увеличивающее эффективность мышц, и относительное увеличение площади крыльев более крупных летунов, однако опережающий все прочее рост массы быстро ограничивает их предельный размер. На Земле, на которую очень похожа планета Перн, в том числе силой тяжести и плотностью атмосферы на ее поверхности, летать могут птицы массой не более 13-15 килограммов, и то самые тяжелые из них предпочитают в основном парящий полет и взлет с обрывов - больше мускулы поднять не в силах. "Нечто столь же массивное, как мы.., неспособно само оторваться от земли", правильно рассуждает Джек Макдевит ("Обреченная"). Основная причина - невысокая удельная мощность процессов органического метаболизма, недостаточная для подъема тяжелого тела в воздух при машущем полете.

Даже при пониженной на десять процентов гравитации Перна массивным драконам для полета были бы нужны чрезвычайно высокие удельные энергозатраты. Необходимые значения типичны скорее для горения химического топлива в авиадвигателях, благодаря чему на Земле летают самолеты с взлетной массой в десятки и сотни тонн, а живые ткани не в состоянии ни развить, ни выдержать их. Справедливости ради отметим, что некоторые авторы все же понимают, что здесь не спасает даже максимально ускоренный обмен веществ (Пол Андерсон "Война крылатых людей"). Не помогли бы более прочные кости и более сильные мышцы. Вывод прост: драконы с указанными размерами не могут летать, если только они не пользуются телекинезом по отношению к себе и переносимым им людям и предметам. Видимо, к этому со временем стала склоняться сама Маккефри, когда в поздних романах цикла объясняла случаи переноса драконами ноши с массой больше собственной их непостижимыми особенностями: "дракон может поднять столько, сколько он считает возможным" ("Все Вейры Перна"), и когда описывала телекинетический перенос раненого дракона его собратьями ("Небеса Перна").

Поэтому крылья драконов и несколько меньших родственных им стражей, скорость и ощущения их машущего полета - это не более чем привлекательные художественные приемы. Ими охотно пользуются многие фантасты: кто только у них не летает, невзирая на "глупые" ограничения! Взять хотя бы способных к волшебству драконов Урсулы Ле Гуин в серии "Земноморье", разноцветных драконов-магов Барбары Хэмбли ("Драконья погибель", "Тень дракона"), драконов, способных унести в когтях корову (Клиффорд Симак "В логове нечисти"). Или последнего дракона, оставшегося от древней цивилизации, существующей ныне в нематериальном виде (Клиффорд Симак "Заповедник гоблинов"), дракона, сотворенного неумелым волшебником (Алан Дин Фостер "Что натворил Ву-Линг"), драконов, в которых превращаются стремящиеся к этому путники трансвременной дороги (Роджер Желязны "Знаки дороги"). А также способных нести человека крупных динозавроподобных ящеров в романе Бертрама Чандлера "В альтернативную Вселенную", птеранодонов-телепатов (Питер Каннингем "Убить дракона"), генетически сконструированных летающих ящеров с пятнадцатиметровыми крыльями (Питер Гамильтон "Иуда освобожденный"). По внешнему облику их напоминают разумные экзопланетные дракхоны и их соперники ланнахи, массой с человека (Пол Андерсон "Война крылатых людей").

От стандартного "драконьего" облика отступает хищная птица-крака с размером тела немногим меньше взрослого мужчины и девятиметровым размахом крыльев (Пол Андерсон "Память"). Или гигантские летучие мыши размером в человека (Джек Чалкер "Полночь у Колодца душ"), мутировавшие в результате ядерной войны летучие мыши с размахом крыльев в несколько метров (Роджер Желязны "Долина проклятий"), летающие драконьи мыши массой в четверть тонны (Джек Уильямсон "Прикосновение гуманоидов"). Человеческий облик имеют похожие на ангелов крылатые гуманоиды планеты Азурн (Билл Болдуин "Рулевой", "Защитники"), ангелоподобные обитатели верхнего яруса последнего на будущей Земле города (Аластер Рейнольдс "Обреченный мир"), генетически созданные из людей легкие крылатые летатели будущего (Роберт Силверберг "Ночные крылья"). От всех отличаются перевозящие людей и грузы полуразумные крупные нэрилы или еще большего размера прирученные парители (Джек Чалкер "Харон: дракон в воротах"). По размерам с ними схожи объезженные крылатые насекомые-безили (Джек Чалкер "Лилит: змея в траве"), верховые насекомообразные глагоциты (Лин Картер "Амалрик"), хищные инопланетные "стрекозы" с телом больше человеческого и девятиметровым размахом крыльев (Джек Уильямсон "Легион пространства"). О возможности существования огромных инсектоидов см. далее. А вспомните сказочную птицу рух (или рок) из "Тысячи и одной ночи", которая охотится на слонов, поднимая их и сбрасывая на камни! Существованию последней не поможет даже то, что будто бы страус является ее неотенической стадией (Ларри Нивен, сборник "Полет лошади"). В действительности всем им, допустив на минуту их существование, не удалось бы даже взлететь, разве только бесполезными крыльями помахать ради разминки и, может быть, подпрыгивания. В числе немногих это понятно Роберту Силвербергу, подчеркивающему при описании плавающих крылатых морских драконов планеты Маджипур длиной до ста метров и более, что такие громадные существа просто не могли бы подняться в воздух ("Замок Лорда Валентина").

Более интенсивное сгорание пищи в организме, обеспечиваемое дополнительным поступлением воздуха в легкие в ходе полета, будто бы способствует машущему полету и дает возможность летунам достигать большей массы и даже переносить немалый груз (Пол Андерсон "Крылья победы"). Одного дополнительного притока воздуха совсем недостаточно для описанных действий. Понадобилась бы еще повышенная прочность всех участвующих в полете биологических органов: мускулов, костей, связок, перьев. Но важнее всего то, что коэффициенту полезного действия мышц как тепловой машины далеко до 100%, и более интенсивное потребление энергии автоматически приводит к повышенному выделению тепла, означая гибельный для организма перегрев тканей (Паоло Бачигалупи "Заводная") выше температуры денатурации многих белков. Земные птицы на самом деле действуют вблизи этого предела, лишь на несколько градусов не достигая его. Пользующиеся описанным приемом легкокрылые, мыслящие аринниане-итри эволюционировали при биохимической основе, почти одинаковой с земной (Пол Андерсон "Крылья победы", "Люди ветра"). Поэтому использование ими подобного биологического форсажа весьма сомнительно.

Производящие ядерное оружие трехметровые летающие строны с семиметровыми крыльями якобы живут на планете с плотной атмосферой, состоящей из водорода, гелия, азота с примесями метана и аммиака (Пол Андерсон "Звездный лис"). В настоящее время недостаточно данных для ответа на вопросы, возможны ли такие существа биологически и каковы их энергетические возможности, хотя сам автор отмечает меньшее выделение энергии в реакциях органики с водородом по сравнению с аналогичными реакциями ее окисления кислородом. Дэвид Брин совершенно правильно уверен в более медленном метаболизме подобных воображаемых существ ("Небесные просторы").

Более плотная атмосфера (Пол Андерсон "Война крылатых людей", "Звездный лис") не облегчает, а лишь затрудняет мускульный полет, потому что в таком случае крыльям при каждом взмахе приходится перемещать повышенную массу воздуха, что опять же невозможно из-за тех же ограниченных удельных энергозатрат биотканей. По схожей причине еще меньше шансов на существование птиц, которые летают при силе тяжести, втрое превышающей стандартную земную, и при этом имеют длину пятнадцать и размах крыльев двадцать пять метров (Джеймс Уайт "Скорая помощь").

Давно пора всерьез понять, что лобовая попытка обойти указанные выше ограничения на машущий полет за счет простого увеличения размеров, в том числе путем генных технологий, так просто не работает, нужно минимум еще одно невероятное событие - телекинез. Но это не повод тормозить фантазию: стремление летать во многом подтолкнуло человека к изобретению и строительству самолетов и ракет. Никогда не следует забывать, что та часть фантазии, которая проходит все испытания в столкновениях с видимыми и невидимыми препятствиями, способна изменить нашу реальность.

Следующий случай фантастического гигантизма - червеобразный "змей Мидгарда" длиной до пяти километров, составляемый из двадцатиметровых секций поперечником до трех метров. Каждая секция имеет продольный нервный ствол с тремя утолщениями, семь-восемь пар коротких ног на брюхе для передвижения, на спине - шесть длинных мощных щупалец с когтями для защиты и пятнадцать более коротких щупалец с пальцами для захвата растительной пищи. Ближе к торцам секции расположено по три глаза с каждого торца, ртов - тоже по три с обоих боков, внутри - три пары желудков, связанных со своими ртами, и одно большое легкое, соединяющееся с дыхательными отверстиями по бокам. Секция вполне может существовать самостоятельно, но обычно несколько секций последовательно и прочно стыкуются своими торцами с соединением нервных стволов в единый продольный супермозг и образованием удлиненного и намного более интеллектуального существа (Джеймс Уайт "Чрезвычайные происшествия").

Из всех незадач мегачервя пока выделим две. Массу одной секции можно оценить примерно в 185 т, если считать плотность ее тканей равной плотности воды (на самом деле она может быть даже выше, так как черви зимуют в спячке на дне водоемов). На каждую ногу должно приходиться в среднем по 12-13 т при ее диаметре всего 8-10 см. Для сравнения, у слона на Земле намного более толстые ноги несут массу максимум 2,5-3 т на каждую. Вряд ли инопланетные ноги со схожим органическим строением могут вынести удельную нагрузку в несколько десятков раз выше, даже если тяготение на планете обитания чуть ниже земного. Итог будет неутешительным: подломятся хлипкие конечности под такой исполинской тушей. Еще хуже дела с питанием мегачервя. Принципиальное ограничение предельных размеров живого существа с внешним питанием вытекает из той же самой закономерности, что и невозможность чересчур крупных летунов - из примерной пропорциональности его массы кубу характерного размера, а наружной поверхности - его квадрату. Чтобы обеспечить тот же уровень питания на единицу массы тела, как у вдесятеро более мелких существ, крупный организм должен увеличить объем поглощаемой еды в тысячу раз. Так как эта еда поступает через некоторую часть поверхности тела, возросшей всего в сто раз, уровень питания, начиная с некоторого размера, начнет отставать от запросов потребления. У растительноядных животных на это дополнительно накладывается невысокая питательная ценность корма (Пол Андерсон "Крылья победы"): "кентавры истребляли невероятное количество пищи, чтобы поддержать свои огромные тела" (Джек Чалкер "Полночь у Колодца душ"). Даже меньшие размером, чем мегачервь, похожие на него и питающиеся растениями животные обречены на то, чтобы тратить на еду значительную часть своего времени, поглощая и переваривая большой ее объем (Чарлз Шеффилд "Объединенные разумом"). Пусть мегачервь двигается боком, чтобы все рты на одной стороне работали без помех друг другу, все равно ему пришлось бы буквально лететь над землей, хватая и отправляя в эти рты всю встречающуюся растительность, чтобы насытить свою необъятную тушу. Но быстро бежать не позволят короткие ноги, на них можно только семенить. Более того, как описано у автора, червь передвигается не спеша обычным "продольным" манером, при котором шансы сорвать немного корма есть только у передней секции, а все последующие неизбежно останутся голодными. Такому червю некогда заниматься мудрыми делами, на уме у него постоянно будет одна еда, до которой он к тому же не сможет добраться на своих тоненьких коротеньких ножках.