Инопланетяне и инопланетные общества. Руководство для писателя по созданию внеземных форм жизни
Шрифт:
Размер
Я уже довольно много говорил на эту тему в ходе обсуждения закона квадрата-куба, но есть ещё кое-какие аспекты, которые заслуживают особого упоминания — например, каковы максимальные и минимальные размеры, возможные для A) организмов в целом и B) разумных организмов?
Некоторые бактерии рода Mycoplasma меньше 0,2 микрометра (или, если вам угодно, одной миллионной доли дюйма, что сравнимо с длинами волн видимого света). Вирусы ещё мельче, но не все единодушно считают их по-настоящему живыми, поскольку в выполнении некоторых своих жизненных функций они зависят от других существ. Для другой крайности мы можем найти множество примеров — всё зависит от того, каковы ваши дополнительные требования. На современной Земле самые крупные живые организмы — это, вероятно, гигантские
Летающие существа ограничены гораздо меньшими размерами, чем наземные животные, а те, в свою очередь, значительно меньше самых крупных плавающих существ. Это наблюдение, очень важное для писателя-фантаста, связано с другим: в некоторые доисторические периоды наземные и воздушные существа становились значительно крупнее, чем сейчас. Некоторые динозавры вырастали до 30 и более метров в длину, их масса во много раз превышала массу любого современного слона; и были открыты птерозавры («летающие динозавры») с размахом крыльев больше, чем у многих небольших самолётов. Все эти факты иллюстрируют, что практические размерные ограничения зависят от планетарных условий. Очевидно, более крупные размеры вымерших наземных и воздушных животных были возможны потому, что их атмосфера была плотнее и богаче кислородом, чем наша, что обеспечивало более оптимальный обмен веществ. Животные, обитающие исключительно в воде, могут вырасти крупнее, чем на суше, потому что выталкивающая сила означает, что им не нужно поддерживать весь свой вес, как вы легко можете продемонстрировать сами себе в бассейне. Однако это также означает, что они должны оставаться в воде. Выброшенный на берег кит попадает в большую беду, потому что не может заниматься такими элементарными вещами, как дыхание, в условиях силы тяжести, действующей в полную силу.
Конечно, на других планетах полная сила притяжения может быть больше или меньше. На планете со слабой гравитацией у живых организмов было бы нечто вроде преимущества, которое получают от воды киты. Поскольку вес каждой части (то есть сила притяжения к земле) будет меньше, опорным структурам не обязательно быть такими прочными, как в мире с высокой гравитацией. Таким образом, объекты любого типа — растения, животные, здания — могут там быть больше и более изящными или «стройными». (См. статью Мартина Дж. Фогга «О долговязых и коротышках».) Если же вы хотите, чтобы телосложение у живых существ было как у насекомых или пауков, но размер — с человека или больше, то мир с низкой гравитацией — это то место, где у вас больше всего шансов заставить их функционировать. Сверхправители из «Конца детства» Артура Кларка, высокие и худые, в экзоскелетах, возникли именно в таком мире. С другой стороны, месклиниты Хола Клемента, которым приходится жить в условиях чрезвычайно сильной гравитации, мелкие и приземистые, напоминающие скорее сороконожку длиной один фут. Вам бы тоже не захотелось быть высоким в мире с сильной гравитацией: в той части Месклина, где гравитация в пятьдесят раз выше земной, падение с высоты шести дюймов было бы равносильно падению с высоты двадцать пять футов у нас!
Можно представить и ещё более крупные живые организмы вроде всепланетного организма на кремниевой основе в «Межпланетной совести» (“Conscience Interplanetary”) Джозефа Грина или разумную туманность протяжённостью 150 миллионов километров в «Чёрном облаке» Фреда Хойла. Они уже выходят за рамки данной главы, но в одиннадцатой главе мы ещё раз вернёмся к рассмотрению подобных вещей.
Ограничившись на данный момент жизнью, основанной на том, что мы сочли бы более «обычной» биохимией, мы ненадолго вернёмся к вопросу о том, какие особые ограничения накладывает разум на возможные размеры. Я уже обсуждал причины полагать, что разум наподобие человеческого не может проявиться в теле, построенном по тем же общим принципам, если это тело значительно меньше нашего. Предположение Л. Спрэга де Кампа о том, что нижним пределом для взрослого существа с разумом наподобие человеческого будет вес около сорока или пятидесяти фунтов, вероятно, не менее разумно, чем любое другое — по крайней мере, в условиях, похожих на земные.
Очень отличающиеся условия могут значительно изменить ограничения. Обитатели нейтронных звёзд из «Яйца Дракона» Роберта Л. Форварда (см. одиннадцатую главу) значительно меньше нас — но там всё обязательно будет гораздо компактнее. Кроме того, зарождающаяся в наши дни область нанотехнологий показывает, что возможно создать искусственный разум значительно меньшего размера, чем то, что стало результатом нашего варианта «естественной» эволюции, — и вполне возможно, что некоторые «инопланетяне», которых мы встречаем, могут быть «искусственными».
Если же говорить о верхней границе размера, то сложно представить нервную систему, которая окажется слишком уж большой и сложной по своей природе, чтобы делать всё, что ей нужно. Де Камп и Андерсон выдвинули основания для предположения о том, что разумные наземные животные, способные построить цивилизацию, вряд ли будут значительно крупнее медведя гризли — скажем, в одну тонну весом, или около того. С другой стороны, Г. Дэвид Нордли разработал в мельчайших подробностях замечательную и правдоподобную расу чрезвычайно крупных разумных амфибий Ду’утии для цикла своих рассказов «Тримус». Полностью водные существа могут стать довольно крупными, и земные киты отчётливо демонстрируют всё больше признаков высокого интеллекта по мере продолжения наших наблюдений за ними.
Дыхание
Мы уже установили, что если для использования в высокопродуктивных реакциях окисления или восстановления доступен кислород, водород, хлор или какой-либо другой газ, организм, который их использует, получит из своей пищи гораздо больше, чем тот, который этим не пользуется. Следовательно, хотя в некоторых нишах и выживут примитивные организмы, использующие менее продуктивные химические реакции, как это случилось на Земле, нам будет разумно ожидать, что все организмы, кроме самых примитивных, будут использовать самые продуктивные химические процессы, доступные в том месте, где они живут.
Для доставки кислорода (или водорода, или чего-то ещё) к своим клеткам более крупным организмам требуются более сложные дыхательные системы, чем более мелким. Одноклеточные существа просто осуществляют газообмен через стенку своей клетки. Мелкие многоклеточные наземные обитатели могут использовать простые сети трубок, которые открываются наружу — как трахеи у насекомых. Некоторые мелкие рыбы и амфибии дышат прямо через кожу, хотя амфибии, делающие это на суше, должны поддерживать свою кожу влажной.
Ни один из этих методов не может обеспечить поступление достаточного количества входящего газа или удалить достаточное количество выходящего, чтобы удовлетворить потребности очень крупного и/или активного существа. Поэтому такие существа должны найти способ заставить работать на себя закон квадрата-куба. Они могут сделать это путём увеличения отношения поверхности к объёму тех образований, через которые идёт поток жизненно важных газов, и/или скорости, с которой газы перемещаются в сторону этих поверхностей и от них.
Водные животные на Земле делают это с помощью жабр — ветвистых или перистых образований с множеством мелких кровеносных сосудов вблизи их поверхности. Они могут просто выступать из тела, как у личинок некоторых саламандр; или они могут быть заключены в защитные полости, как у большинства рыб. Они могут действенно омываться током воды во время плавания, или животное может обладать средствами принудительной прокачки воды через жабры. В любом случае через тонкие стенки выростов на жабрах происходит обмен растворёнными газами между окружающей водой и кровью; эти газы циркулируют по телу животного в крови, и на этом пути проникают сквозь стенки кровеносных сосудов к другим клеткам и из них. В случае животных, которые живут в каком-то другом жидком растворителе, те же самые механические принципы работали бы так же хорошо.