Разум и природа

Доктор Посиф не уставал повторять, что это животное отличается необыкновенным умом. Действительно, ее мозг был в восемь раз больше (по весу), чем у любой другой лошади, но я никогда не видел, чтобы ее занимали более сложные вопросы, чем те, что занимают других лошадей. У нее было очень мало свободного времени, она всегда была чем-то занята, всегда тяжело дышала – отчасти, чтобы охладиться, отчасти, чтобы насытить кислородом свое восьмикратное тело. Ведь площадь сечения ее дыхательного горла была больше обычного всего в четыре раза.

А питание? Каждый день она должна была ухитриться съесть в восемь раз больше пищи, чем требуется обычной лошади, и всю эту пищу ей приходилось проталкивать по пищеводу лишь вчетверо больше обычного. Относительный размер кровеносных сосудов тоже был меньше обычного, и это затрудняло кровообращение и увеличивало нагрузку на сердце.

Бедное животное.

На примере этой истории видно, что неизбежно происходит, когда сталкиваются две или более переменных с несовместимыми графиками. Именно так возникает взаимодействие между изменением и его допустимым пределом. Например, постепенный рост численности – автомобилей или населения – не оказывает заметного влияния на транспортную систему, пока  внезапно не достигается пороговое значение, и тогда возникают пробки. Критическое значение одной переменной выявляется при изменении другой.

Из всех примеров этого рода наиболее известно поведение расщепляющегося материала в атомной бомбе. Естественный уран встречается в природе, и в нем постоянно происходит деление атомных ядер, но это не приводит к взрыву, так как не возникает цепная реакция. При делении из каждого атома вылетает нейтрон, и если он попадает в другой атом урана, то может расщепить его, но бOльшая часть нейтронов просто теряется. Пока кусок урана не достигает некоторого критического размера, на каждое испускание нейтрона в среднем приходится менее одного столкновения нейтрона с каким-либо атомом, и реакция угасает. Если размер этого куска увеличить, то в атомы будет ударять бOльшая доля нейтронов, вызывая их деление. В этом случае процесс будет усиливаться по экспоненте и окончится взрывом.

В случае нашей воображаемой лошади размеры, площадь поверхности и объем (или масса) приходят в противоречие друг с другом, так как эти величины возрастают по отношению друг к другу нелинейно. Поверхность меняется, как квадрат длины, объем – как куб длины, и поверхность – как объем в степени 2/3.

Для лошади (как и для всех живых существ) этот вопрос становится особенно серьезным, потому что для сохранения жизни необходимо поддерживать множество внутренних процессов. Между кровью, пищей, кислородом и продуктами выделения существует внутренняя система равновесия, а также система обмена информацией, передающейся в форме нервных и гормональных сообщений.

Дельфин вида морская свинья, имеющий длину около трех футов, слой подкожного жира толщиной около одного дюйма и площадь поверхности около шести квадратных футов, обладает известным запасом тепла, с легкостью позволяющим ей поддерживать равновесие с окружающей средой в арктических водах. Можно только догадываться, каким должен быть запас тепла у большого кита, длина которого примерно в десять раз больше, чем у такого дельфина (а значит, объем – в 1000 раз, а площадь поверхности в 100 раз), и слой подкожного жира которого составляет почти двенадцать дюймов. Наверное, у этих китов прекрасно развита система снабжения, управляющая движением крови в спинном и хвостовом плавниках, куда все китообразные отводят лишнее тепло.

Проблема размера усложняется еще и тем, что живые существа растут. Изменятся ли в процессе роста пропорции организма? Эти проблемы ограничения роста встречаются в самых разных формах у разных живых существ.

Простой пример – пальма, у которой толщина ствола возрастает недостаточно, чтобы компенсировать его высоту. У дуба растущая ткань (камбий) находится между древесиной и корой, поэтому он растет в высоту и в ширину всю жизнь. Но кокосовая пальма, у которой растут только ткани на верхушке ствола (так называемый «салат миллионера», который можно добыть только погубив пальму), вытягивается все выше и выше, а толщина ствола в нижней части растет очень медленно. Ограничение высоты для этого организма – просто естественная часть адаптации к его экологической нише. Пальма умирает естественным образом, когда избыточная высота ствола, не уравновешенная его толщиной, приводит к потере механической устойчивости.