Почему люди не не могут вырасти в великанов и прыгать как кузнечики.
Ответ на этот вопрос дают ответ обычные детские деревянные кубики, но при этом 9 из 10 человек не могут найти правильный ответ.
Если мы начнём складывать из этих кубиков большие кубы, то увидим, что объём их растёт в четыре раза быстрее, чем площадь поверхности. Правило гласит: «Площадь увеличивается пропорционально квадрату размеров, тогда как объём увеличивается пропорционально их кубу».
Именно этим объясняется большая толщина ног слона, невозможность существования гигантов и меньшая прочность большого моста относительно меньшего прототипа.
Так, если мы возьмем два бревна, сечения которых будут различаться в два раза, то большее бревно сможет выдержать нагрузку в четыре раза большую, чем меньшее. Но при этом объёмы и вес этих двух бревен будут относиться к друг другу как кубы их диаметров.
Следовательно, большее бревно, хоть и в четыре раза более прочное, будет весить в восемь раз больше. То же самое относится и к костям наших воображаемых великанов.
Представим, что мы попытались увеличить 75 метровый мост до длины 150 метров, просто увеличив все его элементы. Если мы сделаем это, нам придется увеличить длину, ширину и толщину каждого элемента конструкции. Эта операция увеличит несущую способность моста в четыре раза, но увеличит его массу восемь раз.
Если мы просто увеличим размеры моста в два раза, он не станет в два раза более грузоподъёмным. Это очевидно, потому что часть его конструкций будут вынуждены дополнительно нести его увеличившийся собственный вес.
Это также объясняет, почему мосты высокие здания строятся с применением швеллеров, уголков и другого металлопроката — их форма позволяет получить максимальную прочность пропорционально к их весу.
РАЗДАВЛЕННЫЙ СОБСТВЕННЫМ ВЕСОМ
Предположим, что человек ростом 180 см весит 80 кг. Тогда при росте в 5,5 метров он будет весить в 27 раз больше — примерно 2200 кг. Пропорции тела будут увеличены соответственно. Если бедренная кость человека имеет диаметр чуть более трех сантиметров, то кость такого гиганта должна была бы иметь диаметр около 20 см, тогда как длина её увеличилась бы только в три раза.
Для того, чтобы кости гиганта имеющего такие же пропорции, что и обычный человек, не сломались, они должны были бы быть гораздо прочнее (либо плотность его тела — гораздо меньше), иначе он был бы раздавлен собственным весом.
Это касается и небоскрёбов — если бы их строили из камня или кирпича, толщина стен было бы такой большой, что в здании просто не осталось бы места для помещений. Поэтому все небоскребы имеют ферменный стальной каркас.
«А СЛОНЫ?»
Потому и слоны не могут прыгать — подчиняясь закону кубов, их толстые кости ног слишком массивны и недостаточно прочны для лёгкой атлетики.
Каждый замечал, что молодые деревья более «грациозны» чем старые. Причина та же — масса ствола с высотой увеличивается кубически, а толщина — как квадратный корень из куба высоты. Большие деревья, как большие животные, требуют более массивных «подпорок».
Из того, что мы выяснили, становится очевидно, что сила гравитации накладывает определённые ограничения на размер животных, включая человека. Жираф и страус и — великолепные примеры того? как природа подтверждает это правило, придавая высоким животным лёгкое строение.
А как же киты? Не нужно забывать, что кит вытесняет огромное количество воды, и вода, пытаясь занять место, занятое китом, оказывает на него выталкивающее действие. Поэтому кит в океане пребывает «в невесомости». Закон, ограничивающий рост человека и размеры слона, не распространяется на кита, и освобождает его от ограничений, действующих для животных, ходящих по суше.
Поэтому и мышь остается невредимой, упав с 5 этажа, тогда как для человека подобный опыт скорее всего станет фатальным. Зависит это от того же правила — площадь тела изменяется пропорционально квадрату линейных размеров, тогда как масса растёт пропорционально их кубу. Следовательно вес мыши во много раз меньше по сравнению с площадью её тела, чем вес человека по сравнению с площадью его тела. Падающий человек испытывает очень маленькое сопротивление воздуха, тогда как мышь, при очень большой площади по отношению к её крохотном весу, опускается словно на парашюте и сталкивается с землёй с небольшой силой.
ЧЕЛОВЕК НЕ ПОЛЕТИТ
Неспособность человека летать с помощью крыльев, которые будут приводиться его собственными мускулами, можно понять, если принять во внимание необходимую площадь крыльев, чтобы они поддерживали человека в воздухе, и массу грудных и спинных мышц человека. Они довольно маленькие и слабые, если сравнить их относительныый размер с мышцами птицы, например, чайки.
Давняя мечта человека о машущем полёте с помощью собственных крыльев приговорена всё тем же «законом кубов». Увеличение мышц, необходимых для такого полёта увеличит их массу и массу костей, которые придётся поднимать в воздух. Сомнительно, чтобы птица размером и массой человека тоже смогла бы летать — даже несмотря на то, что она анатомически лучше приспособлена к полёту.
То, что человек не сможет прыгать как кузнечик, становится ясным из его неспособности летать. Он прикован к земле гравитацией, точнее, собственным большим весом по сравнению со слабыми мышцами. Даже если не принимать во внимание то, что у кузнечика устройство ног специально приспособлено для прыжков. Это даёт ему допольнительное преимущество.