Мир будущего: Отрывок из книги «Наука „Звездных войн“»

Может ли в реальности возникнуть жизнь на пустынной планете вроде Татуина? В чем состоит проблема дизайна костюмов штурмовиков и как это связно с тем, что они так плохо стреляют? Сколько будет стоить постройка «Звезды смерти» и может ли один ее выстрел уничтожить Землю? Насколько остр световой меч? Возможно ли создать костюм Дарта Вейдера с помощью современных технологий? Что вообще из описанного в «Звездных войнах» основано на реальной науке? Ответы на эти и многие другие вопросы, возникающие при просмотре любого фильма знаменитой космической саги, попытались найти два английских популяризатора науки, писатели Марк Брейк и Джон Чейз в своей книге «Наука „Звездных войн“», которая недавно была опубликована на русском языке издательством «Э».

Брейк не случайный автор по теме. Уже долгие годы он рассказывает на британском телевидении и страницах своих многочисленных книг («Самые большие загадки времени и пространства», «Наука супергероев», «Наука „Гарри Поттера“» и т. д.) о том, как могут быть устроены с научной точки зрения различные небывалые вещи, которые зрители видят в кино. Со «Звездными войнами» и вообще с жанром научной фантастики Брейка связывает долгая история. Летом 1999 года, вскоре после выхода на экраны ленты «Звездные войны: Эпизод 1 — Скрытая угроза», он разработал и утвердил первый в истории университетский курс, посвященный научной фантастике. Так что факты, гипотезы и объяснения, которые он приводит в своей новой книге, взяты не с потолка, а основаны на изучении различных научных исследований его коллег.

С разрешения издательства КиноПоиск публикует избранные отрывки из книги.

Почему вуки настолько волосатее людей?

Огромный волосатый милашка, друг Хана Соло, с мордой собаки и голосом медведя. Хан может рассчитывать на него в любой переделке, но он больше, чем его лучший друг. Он Чубакка, двухсотлетний вуки. Персонаж, прототипом которого послужила собака Джорджа Лукаса по кличке Индиана, этот говорящий боевой медвежонок давно стал частью нашей поп-культуры. Но если люди, после того как стали прямоходящими, постепенно растеряли свой волосяной покров, почему то же самое не случилось с расой вуки?

Покрыт волосами

У большинства млекопитающих есть плотный волосяной покров, служащий для сохранения тепла тела. Хотя есть и исключения, например слоны, свиньи и голые землекопы. Водоплавающие млекопитающие вроде китов используют для поддержания температуры толстый слой жира, а массивные — те же слоны — гораздо дольше нагреваются и охлаждаются, что делает их более устойчивыми к смене температуры воздуха. В более холодных климатических зонах густые волосы все еще в моде, что видно на примере мамонтов.

У взрослого человека на теле около 5 миллионов волос, распространенных более-менее равномерно. По числу и плотности волосяного покрова человек сопоставим с самым близким своим родственником среди приматов — шимпанзе. Основное различие в толщине, длине и окрасе волос. Большинство волос, производимых нашими волосяными фолликулами, — это непигментированные пушковые волосы, а не толстые пигментированные длинные терминальные волосы вроде тех, что растут у нас на голове. В связи с этим мы выглядим безволосыми, несмотря на то что полностью покрыты волосами.

В подростковом возрасте пушковые волосы в области паха и в подмышках обычно становятся терминальными. Однако в редких случаях подобное случается и с волосами на других частях тела. Это заболевание получило название гипертрихоз, также оно известно как синдром оборотня. Так, может, вуки — раса, подверженная синдрому оборотня? Или же во вселенной они — норма, а мы — исключение?

Волосы и выживание

Считается, что, прежде чем стать менее волосатым, человек встал на две ноги. Это произошло более миллиона лет назад в африканской саванне с нашим предком Homo erectus — человеком прямоходящим. Ученые Грэм Рукстон и Дэвид Уилкинсон отмечают, что жившие в жаркой африканской саванне люди были в основном активны в более прохладное время дня. С уменьшением волосяного покрова и улучшением потоотделения люди смогли увеличить время, когда они могли вести активную деятельность, что давало им преимущество при добыче пищи, воды и всего необходимого для жизни.

Родная планета вуки Кашиик покрыта обширными лесами и болотами. Возможно, раньше племена вуки имели различный по плотности волосяной покров. Но волосатые вуки оказались более приспособленными к окружающей среде и вытеснили другие, менее успешные племена.

Достаточно шерсти

Из всех существующих приматов мы единственные, потерявшие густой волосяной покров. Мы — исключение. Если бы вуки были как земные приматы, то волосатость была бы нормальным, ожидаемым атрибутом. Но вуки не обязательно являются приматами. Возможно, они что-то вроде гуманоидной собаки, как Мог из «Космических яиц» (1987), пародии Мэла Брукса на «Звездные войны». В таком случае их волосяное покрытие — это шерсть.

У шерсти есть подшерсток — более короткие волосы, служащие для удержания тепла в организме. Внешний слой шерсти состоит из остевых или покровных волос, защищающих от травм и осадков. Есть промежуточные волосы средней длины, совмещающие функции теплоизоляции и защиты.

Как и среди приматов, среди собак бывают крайне волосатые, как Чубакка, и голые, как люди. Хотя шерсть и дает собакам защиту от ран и укусов насекомых, при ее отсутствии собаки чище и у них меньше паразитов. Лысые породы собак чаще всего происходят из жарких стран. Возможно, этот фактор повлиял на эволюцию и людей, и вуки?

Температурный контроль

В жаркой африканской саванне двуногое существо с меньшим волосяным покровом может легче переносить жару. Кроме того, эволюция человека затрагивала не только его физический облик — рос его мозг. А чем больше становился мозг, тем сильнее увеличивалась опасность его перегрева. Профессор антропологии Нина Яблонски рассказала, что, возможно, человек потерял волосы, чтобы мозг не так сильно нагревался. По ее словам, «потеря волос, несомненно, была ключевым шагом на пути к тому, что мы стали умнее».

Потоотделение помогает нам охладиться, но при густом волосяном покрове волосы от пота быстро слипнутся, что помешает охлаждению. Таким образом, потеря волос является большим плюсом. Потоотделение более эффективно охлаждает в сухом климате, при повышенной влажности от него меньше толку.

Кашиик покрыт лесами, климат там умеренный. В зависимости от того, есть ли там смена времен года или нет, большую часть года температуры могут держаться относительно низкие, из-за чего у вуки будет потребность в волосяном покрове, как у мамонтов на Земле.

Таким образом, если за причину потери волос человеком принять теплорегуляцию, то вуки могут быть волосатыми, так как их родная планета недостаточно солнечная и жаркая. Но высокая активность при работе или беге тоже может привести к перегреванию при таком количестве волос. Собаки в подобных случаях высовывают язык, чтобы снизить температуру тела, но мы ни разу не видели, чтобы Чубакка или другие вуки так поступали.

Возможно ли, что мозг вуки меньшего размера, чем наш?

Средний размер человеческого мозга — около 1400 кубических сантиметров. Мозг первого представителя рода Homo — человека умелого (Homo habilis) — был более чем в два раза меньше. Считается, что именно человек умелый создал первые семьи, в которых мужчина охотился, а женщина была домохозяйкой. Кроме того, возможно, они использовали примитивный язык. Достаточно похоже на вуки.

Правда, мы не знаем, сможет ли человек умелый, помещенный в современное общество, добиться такого же успеха, как вуки в «Звездных войнах». Но, если бы смог, это подтвердило бы версию, что вуки может обладать небольшим мозгом, в связи с чем перегрев для него не проблема. И от волос ему избавляться нет причины.

Эктопаразиты и потеря волос

Марк Пейгл и Уолтер Бодмер представили теорию о связи потери волос с эктопаразитами (паразиты, живущие на наружных органах и поверхности тела животных или человека; часто являются переносчиками заболеваний — Прим. пер.), по которой снижение числа паразитов в результате потери волос было более выгодным человечеству, чем наличие волосяного покрова. Поскольку кровососущие паразиты могут заразить смертельной болезнью, генетическая мутация, приводящая к меньшему количеству волос, повышает шанс животного на выживание и размножение. За тысячи лет это привело к возникновению менее волосатых людей.

Ученые также связывают облысение с тем, что около 1,8 миллиона лет назад наши предки жили в тесных пещерах, что повышало активность эктопаразитов. Около 1,2 миллиона лет назад древние люди начали терять волосы. По словам ученых, эта гипотеза также объясняет, почему женщины менее волосатые, чем мужчины. Им приходилось больше времени проводить в пещерах, в связи с чем риск быть зараженной эктопаразитом для них был выше. Как результат, женщина с меньшим количеством волос имела более высокие шансы выжить и оставить потомство, которому она передавала по наследству свое преимущество.

Вуки тоже живут общинами, строя дома на огромных деревьях врошир, растущих по всей планете. Конечно же, близкие контакты могут привести к быстрому распространению паразитов. Пейгл считает, что «можно предположить, что число паразитов у них такое же, как у крупных обезьян — шимпанзе и горилл, — которые также живут социальными группами».

Как и обезьяны, вуки вычесывают друг друга, в их обществе это считается самым лучшим комплиментом. Учитывая густоту их волос, можно только представить, сколько времени занимает вычесывание, если только у них нет естественного репеллента или какого-нибудь прибора вроде ошейника от блох. Отношения Хана и Чуи были бы совсем другими, если бы «Тысячелетний сокол» был полон кашиикских паразитов.

Подведем итог. Вне зависимости от того, покрыты вуки волосами или шерстью, основной причиной потери волос мог бы стать жаркий климат. Обилие лесов и отсутствие пещер подразумевает, что Кашиик не такое сухое и жаркое место, как Африка. Потоотделение там не так эффективно. Если к этому прибавить относительно прохладный климат, то наличие волос для вуки предпочтительнее, чем их потеря для улучшения потоотделения. Возможно, их мозг меньше нашего, в связи с чем у него ниже потребность в охлаждении. Но остается проблема эктопаразитов. Если именно это является главной причиной потери волос, то вуки остаются волосатыми, потому что нашли другой эффективный способ разобраться с паразитами.

Можно ли пережить заморозку в карбоните?

Хан Соло подтвердит, что путешествовать во времени можно разными способами. Во-первых, есть способ Эйнштейна. Если долгое время лететь в космосе со скоростью, близкой к световой, вы можете вернуться на Землю, где прошло несколько столетий. Желающие осуществить путешествие во времени все еще живут секунда за секундой в ожидании появления подобного корабля.

Во-вторых, есть криоконсервация.

В ней для путешествия во времени используется не космический корабль, а холодильник. Современная медицина позволяет на некоторое время «выключать» людей, оставляя их без сердцебиения или мозговой активности. Пациенты, пережившие подобную процедуру, говорят, что время остановилось... и вновь пошло спустя час.

Жертвы сердечных приступов ежедневно возвращаются к жизни с помощью дефибрилляторов и сердечно-легочной реанимации. Нейрохирурги регулярно охлаждают тела пациентов, чтобы оперировать аневризму сосудов головного мозга (расслоение кровеносного сосуда), поскольку это помогает снизить вероятность разрыва сосуда. Дети рождаются из эмбрионов, замороженных, размороженных и имплантированных матери в клиниках искусственного оплодотворения.

Крионика

Крионика амбициозна. Ее цель — сохранение человеческого тела при крайне низких температурах для возвращения к жизни в будущем. Смысл идеи в том, что если кто-то умирает от болезни, неизлечимой сегодня, то в светлом будущем она может быть излечима. Поэтому пациента замораживают и возвращают к жизни, когда появится способ лечения. Подобный метод сохранения человека называется криоконсервацией. Для понимания концепции крионики можно вспомнить истории из новостей о людях, выживших после того, как они провели около часа под водой после падения в замерзшее озеро. Они сохранили жизнь, потому что ледяная вода ввела их в состояние анабиоза, когда жизненные процессы в организме и функции мозга замедляются настолько, что кислород организму практически не нужен.

Вдохновением для многочисленных фантастических произведений, использующих идею крионики, послужила традиция мумификации мертвых в Древнем Египте. Не требуется большого полета фантазии, чтобы перейти от процесса, сохраняющего красоту египетских принцесс, к возможности их возрождения в будущем.

На экране криоконсервацию можно увидеть в фантастической комедии Вуди Аллена «Спящий» (1973), герой которой ложится на операцию, а просыпается спустя 200 лет в стране под властью диктатора. Подобное произошло и с Фраем из мультсериала «Футурама». Фрай работал разносчиком пиццы и случайно угодил в криогенную камеру в первые секунды 2000 года, доставляя пиццу в компанию «Прикладная криогеника». Он просыпается в конце 2999 года и знакомится с Лилой, одноглазой консультанткой по крионике. Конечно, нельзя забывать и Хана Соло, замороженного Дартом Вейдером в Облачном городе. Хан Соло пережил это испытание, но все могло закончиться намного хуже.

Карбонит

Так что это за штука такая — карбонит?

В соответствии с каноном «Звездных войн» карбонит — жидкая субстанция на основе углерода, которую можно перевести в твердое состояние путем быстрой заморозки. Во-первых, углерод — отличный выбор. В главе «Сможет ли экзогорт вырасти на астероиде?» мы уже писали о космической повсеместности углерода и его способности легко соединяться с другими элементами при формировании химических основ биологии.

Считается, что до изобретения гипердрайва карбонит использовался космическими путешественниками, для того чтобы выжить при длительных путешествиях. Но был у этого способа и серьезный побочный эффект — анабиозная болезнь. Поэтому нет ничего удивительного в том, что Боба Фетт волновался, переживет ли Хан Соло заморозку в карбоните.

Идея использовать глубокую заморозку для путешествия во времени впервые была описана Джеком Лондоном в его первом рассказе «Тысяча смертей» (1889). Героя произведения раз за разом убивает и возвращает к жизни его безумный отец: «После удушения он продержал меня в холодильнике три месяца, предохраняя меня от разложения и полного замерзания. Это произошло без моего ведома, и я был сильно напуган, когда узнал, сколько прошло времени».

С тех пор экстремальный холод неоднократно использовался в научной фантастике, чтобы помочь героям и злодеям путешествовать во времени.

Не пытайтесь это повторить

Как выяснилось, тревоги Бобы Фетта не были беспочвенными. На Земле запрещена законом крионная заморозка живых людей. Поэтому не пытайтесь это повторить. Исследования земных ученых показали, что заморозка повреждает структуру и цельность тканей. Вот что вы можете попробовать сделать самостоятельно: заморозьте и разморозьте клубнику, и вы получите представление, во что мог превратиться Хан.

Хоть на вид человек может казаться неизменившимся, на клеточном уровне ущерб катастрофический. В природе есть несколько существ, способных перенести заморозку, — некоторые виды лягушек, рыб, черепах и насекомых. Их тела производят большое количество основанной на углероде глюкозы — естественного антифриза, предотвращающего образование кристаллов льда в организме. К сожалению, количество глюкозы, необходимое для безопасной заморозки человеческому телу, приводит к такому нежелательному побочному эффекту, как смерть. Но земная версия заморозки людей открывает возможные секреты того, что могло случиться с Ханом.

После доставки пациента в крионную лабораторию его не просто запихивают в капсулу с жидким азотом. Это привело бы к замерзанию воды в клетках. При замерзании вода расширяется, а клетки просто разрывает. Специалисты по крионике должны каким-то образом извлечь воду из клеток и заменить ее криопротектором — подобием антифриза для человека.

Криопротекторы (такие как химическая смесь, основанная на глицероле) — это попытка создать человеческий аналог природного антифриза, который лягушки и рыбы вырабатывают самостоятельно. Его цель — защита тканей и органов от образования кристаллов льда при низких температурах. Процесс глубокого охлаждения без заморозки называется витрификацией. Он погружает клетки в состояние анабиоза, о котором раньше мы могли читать лишь в научной фантастике.

Марк Брейк, Джон Чейз. «Наука „Звездных войн“». М.: «Э», 2018