Открытый научный семинар:Феномен человека в его эволюции и динамике. 2005-2011 - Сергей Хоружий

Вопрос: А все логарифмы соотносятся линейно?

Воейков В.Л.: Логарифмы соотносятся линейно, совершенно верно. Это закон эмбрионального роста. Им очень много занимаются, и там есть масса интересных вещей, но это не гиперболический рост. Хотя в эмбриологии есть одно слабое место. Перед этим докладом мне пришлось поговорить с эмбриологами. Я спрашивал, когда начинается аллометрический рост эмбриона? Дело в том, что когда у животных происходит оплодотворение яйцеклетки, то яйцеклетка сначала не растет, она дробится. Происходит дробление на 2, 4, 8, 16 и более яйцеклеток, и увеличения массы при этом не происходит, или, по крайней мере, утверждается, что не происходит. Таким образом, аллометрическому росту, который наблюдается у эмбрионов разных животных, предшествует некая лаг-фаза, когда роста клетки не происходит. Но с какого момента тогда начинается отсчет роста эмбриона? Эмбриологи начинают мерить массу этого самого эмбриона где-то с двух грамм. Те, кто пошустрее, начинают мерить с полутора грамм. Но какая масса была у яйцеклетки? А она была 0,005 миллиграмма, то есть 5 микрограмм. Таким образом, степенной рост у эмбриона человека по одним данным можно начать измерять только через 40 дней после оплодотворения, а по другим — через 60 дней, то есть когда эта масса становится двухграммовой. Что же происходит за эти 30–60 дней, когда эта масса с 2–5 микрограмм увеличивается до двух миллионов микрограмм? Причем, в начале роста вообще нет. Не является ли этот этап, предшествующий росту эмбриона по аллометрическому или гармоническому закону, гиперболическим ростом? Очень высока вероятность того, что этот процесс тоже идет по гиперболическому закону — то есть, процесс, предшествующий росту и развитию эмбриона, который уже достаточно хорошо известен.

Вот здесь [график на экране] в двойных логарифмических координатах показаны два этапа. Цифрами написано: вот — 5 микрограмм, на 7-ой день — 100 микрограмм, 10-й день отмечен — это просто некая опорная точка; на 12 день — 380 микрограмм, а на 28 день — уже два миллиона микрограмм. Происходит вот такой стремительный прирост этой массы, что очень похоже на гиперболический закон. У человека этот период более длинный, примерно на треть больше, чем у лошади или у обезьяны. То есть я показал, что гиперболический закон не является чем-то уникальным для человечества, как это утверждают физики (им это простительно, они биологию не знают, тем более такую, в которой нужно рыться, поскольку в учебниках этого нет).

Но все-таки человек — это что-то особое среди всего живого мира, особая живая система. Чем он отличается от других живых систем? Есть еще один биологический закон — закон зависимости численности вида животных от массы индивидуальных представителей каждого вида.

Рис. 7. Численность видов животных в зависимости от их массы

(Источник: С.П. Капица. Сколько людей жило, живет и будет жить на земле. Очерки теории роста человечества. М., 1999. С.)

Вот, например, мелкое животное — мыши, определенный вид. Сколько мышей — представителей этого вида на земном шаре? Число их на земном шаре где-то в районе 109, то есть примерно миллиард особей. Если мы посмотрим на каких-то животных ближе к нам по размерам — например, медведь, лошадь и так далее, то численность представителей видов этих животных будет существенно меньше. Какова, например, численность особей шимпанзе? Или горилл? Или макак? Это будет величина порядка 100 000 штук данного вида (не обезьян вообще, а принадлежащих к конкретному виду с соответствующей конкретной массой). Численность же человека уже сегодня превышает на пять порядков ту величину, которую он должен был бы иметь как представитель соответствующего биологического вида. Вот это — особенность человека, только он вылетает из этой, опять же гиперболической, зависимости. (Человек и, конечно, домашние животные, которые сами по себе существовать просто не могут; они, вообще, являются инструментами человека, он их создал).

Чем еще человек отличается от всех других живых систем? Возвращаемся к Бауэру, к его теоретической биологии, которая основана на особой энергетике. Это энергетика собственной внутренней активности живой системы. Из теории Бауэра (теории увеличения внешней работы, обеспечивающей эволюционный рост и развитие) следует, что по ходу эволюции, если подниматься по эволюционной лестнице все выше и выше, то энергетика биологических видов увеличивается. Как можно измерить эту энергетику? Бауэр ввел такой параметр, который он назвал «константой Рубнера». Макс Рубнер — немецкий физиолог, который в конце XIX — начале ХХ века впервые занялся проблемами биологической энергетики у животных. Кстати говоря, он тоже вывел аллометрический закон, что количество энергии, которую потребляет животное, деленное на единицу массы и умноженное на время его жизни, для животных более или менее постоянная величина. Например, для млекопитающих, это будет одна величина. Если спуститься на более низкий уровень, перейти к сумчатым, то это будет более низкая величина, но тем не менее примерно одинаковая для всех представителей сумчатых. И только человек выбивается из этого соотношения.

Бауэр корректно подсчитал эту константу Рубнера. Что она из себя представляет? Это продолжительность жизни представителя данного вида в годах, умноженная на интенсивность потребления кислорода (собственно, дыхание и есть основной источник энергии) на единицу массы. То есть, сколько энергии преобразует данное живое существо за время своей жизни. И оказалось, что у приматов константа Рубнера — 2200, а у homo sapiens — 3700. У ластногих — 1800, у хоботных — 1100. То есть у животных эта константа растет по одному закону, а человек оказался также вылетевшим из этой зависимости. Он энергетически совсем другой. Более того, эта константа для человека сильно недооценена, поскольку под продолжительностью жизни здесь нужно иметь в виду период биологически осмысленной жизни, то есть период, необходимый для того, чтобы оставить жизнеспособное потомство. Человеку для этого не надо жить 100 лет, достаточно в среднем 25 лет. Меньше брать нельзя, поскольку тогда потомство будет не жизнеспособным. А обезьяне нужно жить гораздо меньше для того, чтобы оставить жизнеспособное потомство. И если теперь с этой точки зрения посмотреть на константу, то она у человека будет на порядок отличаться по сравнению со всеми другими млекопитающими. Это физиологическое отличие человека от животных по константе Рубнера, то есть по измерению его энергетики — энергетики индивидуума. Это одно отличие, которое обнаружил еще в 1920-х годах Рубнер, а в 1935 году его подтвердил Бауэр.

Есть еще один показатель, который у человека сильно отличается от животных. За счет чего, в конце концов, человек столь энергетичен по сравнению со всеми животными? За счет определенного органа, который есть у всех животных, но у человека он сильно чем-то отличается. Чем он отличается? Отношение скорости потребления кислорода мозгом человека к скорости потребления кислорода телом вместе с мозгом в 2,3 раза больше, чем у приматов, и у дельфинов и всех остальных. Это приведенная величина, приведено все к массе. Что это значит — повышенная энергетика человека? Вообще для чего нужна энергетика с биологической точки зрения? Она нужна для того, чтобы за время биологически осмысленной жизни накопить столько энергии, чтобы можно было оставить жизнеспособное потомство, которое опять накопит столько же энергии, чтобы оставит жизнеспособное потомство и так далее. А у человека появился избыток. В результате человек располагает большим запасом свободной энергии, чем нужно для его выживания как биологического вида.

Откуда взялся этот избыток? Это уже другой вопрос. Это и есть проблема происхождения человека. Человек произошел тогда, когда у него появился этот самый избыток. И этот избыток он может начинать тратить уже не только на то, чтобы оставить жизнеспособное потомство, а дополнительно на всякие другие цели. И в частности, другая цель, которую может осуществлять человек, — это сочинять и изобретать жизнесберегающие технологии. Первой такой технологией является овладение энергией, которой не могут овладеть никакие другие виды, живущие на земле. Это энергия огня. Если посчитать константу Рубнера с учетом и этой энергетики человека, то она уже вырастет не на порядок, а на порядки по сравнению со всеми другими видами. Это увеличит его продолжительность жизни и позволит ему овладевать все большим и большим количеством энергии.

Возвращаясь к кривой зависимости роста свободной энергии человека (в зависимости от численности людей), я бы хотел нарисовать здесь еще одну картинку. Свободная энергия возрастает как квадрат числа людей, следовательно, на каждого человека приходится все больше и больше энергии. И в 1990 году на душу населения на земле приходилось в 4,2 раза больше энергии по сравнению с 1850 годом. То есть, той свободной энергии, которую можно употребить на продолжение, на преобразование мира под себя. Значит, в 4,2 раза больше (по сравнению с 1850-м годом) это было в 1990 году. Правда, обратите внимание, что, начиная с 1970 года эта кривая начинает изгибаться.