Текст книги "Воля Вселенной"

Жилища. Оранжереи

Каждое растение, каждый человек требует для своего благоприятного существования особой своей наиболее выгодной температуры, зависящей еще и от возраста человека или растения. Нужен и свет особенный, и пища, и состав атмосферы, и ее давление.

* * *

Для воспитания растений не требуется большого количества газов. Не надо, значит, и крепких сосудов и толстых стенок. Человек, напротив, привык к высокому внешнему давлению атмосферы и обильному количеству кислорода. Вот почему, помимо особого состава среды, выгоднее делать особые помещения для человека и особые для растений. Растение довольствуется на Земле количеством углекислого газа в 0,3 мм, которое производит в 2000 раз меньшее давление, чем воздух на Земле. Почва должна быть влажной, но упругость паров воды тоже может быть очень незначительной, например, 7–8 мм и гораздо меньше, что зависит от температуры холодильников, от проницаемости растений для паров и от закрытости почвы. Чем ниже температура холодильника, тем меньше давление. Она же может быть очень низка, до –270 °C холода. Давление азота, кислорода и других газов может быть еще меньше. В конце концов общее давление газовой среды для растений может быть от 1 до 10 мм, т. е. в 80 или в 800 раз меньше атмосферного. Это даст возможность даже громадные оранжереи делать со стенками очень тонкими. Может быть, даже и растения переработаются так, что будут жить без внешней газовой среды, перерабатывая все внутри себя, как зоофиты (кактусы). Если мы мечтаем о таком преобразовании для животных, то тем более можем научно думать о том же для более простых существ, каковы растения.

Для человека давление газовой среды будет гораздо больше. Для начала не менее 200 мм (0,25 атмосфер) – с преобладанием кислорода или с чистым кислородом. Это будет соответствовать давлению воздуха на высоте 10 километров и содержанию кислорода в ⁵/₄ раза больше, чем у уровня океана. Но подбор и воспитание младенцев в разреженной кислородной атмосфере может значительно понизить эту пустоту среды. Человек свободно дышит на высоте 5 верст, где количество кислорода составляет только 10 % всего воздуха. Поэтому я думаю, что уже очень скоро человек приучится довольствоваться этим количеством чистого кислорода при давлении в ¹/₁₀ атмосферы. Это количество вдвое меньше, чем у уровня моря на Земле, но ввиду чистоты кислорода действие его будет достаточно оживляющее.

Вычислим вес цилиндрического сосуда значительной длины, приходящейся на 1 кубический метр газообразной среды.

Из расчетов следует, что масса цилиндра, приходящаяся на 1 кубический метр его объема, не зависит от диаметра цилиндра и его длины. Для человека нужен определенный объем не менее 10–20 кубических метров на особу. Следовательно, масса затраченного материала независима от размеров жилища и пропорциональна населению.

Значит, если даже положить огромное пространство в 100 кубических метров на человека, т. е. в 10 раз больше, чем нужно, то и тогда потребуется масса стали, не превышающая массу самого человека.

На 1 квадратный метр солнечного освещения количество материала пропорционально радиусу. Итак, нам выгодно делать цилиндры возможно малого поперечника. Как для человека, так и для растений этот диаметр должен быть таков, чтобы не стеснять движения людей, наблюдающих за растениями. Следовательно, он не может быть меньше 2 метров как для жилищ, так и для оранжерей. Но мы видели, что практически толщина оболочки требует размеров гораздо больших. Все же выгоднее сделать толщину стенок более толстую, чем нужно для малых размеров. Тогда прочность увеличится. Это же не мешает, а, напротив, позволит употребить более плотную атмосферу, что до известных пределов может быть выгодно как растениям, так и человеку.

Для человека довольно диаметра в 10 метров или радиуса в 5 метров. По таблице видим: толщина в 0,25 миллиметра. Если практическую толщину принять в 4 раза больше, то или прочность можно увеличить вчетверо или давление газов во столько же раз. Тогда на кубический метр помещения придется масса цилиндра в 4 раза больше табличной, именно 3,2 килограмма, а для 20 кубических метров 64 килограмма, что еще немного. Для растений довольно диаметра в 2 метра, или радиуса в 1 метр. По таблице находим толщину стенок в 0,005 миллиметра. Если толщину сделать в 1 миллиметр, или в 200 раз толще, то прочность увеличится в 200 раз или во столько же раз можно увеличить давление газов. А лучше увеличить и то и другое. Давление газов, например, в 20 раз да прочность в 10 раз. Тогда давление дойдет до ¹/₅ атмосферы, т. е. будет почти достаточно для жизни человека. Можно его увеличить в 40 раз, а прочность стенок в 5 раз. Тогда уже давление составит 0,4 атмосферы, что еще лучше для человека, который должен работать в оранжереях и собирать в них плоды. Можно только во время работ наполнять их подходящей для человека атмосферой. Первое время – так как человек приспособился к совместной жизни с растениями, – может быть, найдут возможным делать одно жилище для тех и других. Но едва ли это будет экономно и гигиенично. Оно, пожалуй, так же неразумно, как иметь одно помещение со свиньями, курами и телятами. Только человек еще не осознал этого.

Приняв толщину стенок цилиндров для человека и растений в 1 миллиметр, найдем, что кубический метр помещения потребует для человека 0,8, а для растения 0,08 килограмма. Вычислим массу цилиндра для человека – 25 килограммов. Столько же получим и для растений. Материал, собственно, нечего жалеть, так как его сколько угодно в планетоидах – и железа, и никеля, и алюминия, и магния…

Изменение температуры помещения

Как для растений, так и для человека придется менять температуру помещения очень незначительно, например, для человека – от 15 до 35 °C, а для растений и того меньше. Для многих растений можно давать даже одну температуру. Устройство таких оранжерей особенно просто. Мы тут опишем помещение, в котором можно изменять температуру от абсолютного нуля (–273 °C) до +150 °C и более. Тогда будет более понятно и устройство камер, где температура меняется не так резко. Мы имеем вычерненный снаружи и внутри стальной цилиндр, третья передняя доля которого решетчатая с прозрачными для солнечной энергии стенками. Снаружи и внутри черный цилиндр может покрываться надвигающейся блестящей с обеих сторон чешуею, похожею геометрически на рыбью. Плоскости чешуек могут стоять перпендикулярно к стенкам, вдоль солнечных лучей, не давая тени, – а могут и наклоняться, совершенно прикрывая поверхность жилища как от солнечных лучей, так и от потери теплоты лучеиспусканием. Чешуя может быть двойная и даже многослойная, для лучшей защиты от потери и получения теплоты. Положим, что чешуя у стекол стоит торчком, как иглы ежа, а в закрытых частях помещения чешуя приглажена, как перья у птиц. Тогда помещение будет получать много тепла от Солнца и мало терять его лучеиспусканием. Температура должна дойти, по вычислению, до 150 °C.

Теперь пусть будет обратное: стекла прикроются чешуею, а на остальных непрозрачных частях цилиндрического жилища чешуя станет перпендикулярно к стенкам. Тогда помещение от солнечных лучей будет получать самую малость тепла, но будет свободно лучеиспускать его в пространство. В результате температура будет близка к абсолютному нулю (–273 °C). Чешуя, как видно, должна иметь возможность более или менее склоняться к поверхности помещения, в зависимости от нашего желания, для чего должна иметь соответствующий механизм. Ради простоты конструкции и удобства отдельные чешуйки не должны быть малы. Чтобы дело было еще проще, их можно заменить для цилиндров длинными полосами, вращающимися вокруг своих длинных сторон, расположенных по длине цилиндра. Вместо поворачивания или изменения угла наклона чешуйки могут выдвигаться друг из друга или сдвигаться вместе, когда нужно открыть доступ лучам. Это – как у пластинок веера. Может быть и устройство, подобное бумажному складывающемуся фонарю, гармонии или меху.

Иногда требуется общее охлаждение или нагревание, иногда местное, сообразно этому устраивается и блестящая с обеих сторон чешуя.

Чем более мы будем открывать пластинками стекла и чем более закрывать непрозрачные части ракеты блестящей чешуей, тем температура помещения будет выше. Таким образом, она может изменяться от –273 °C, или от абсолютного нуля, до 150 °C. Потянул за рычаг в одну сторону – температура повысилась, потянул в другую – понизилась. Рукоятка связана со стрелкой, и стрелка показывает желаемую температуру. Будем двигать рукояткой, пока стрелка не покажет 30 °C. Через несколько минут наступает тропическая жара; это будет температура среды в тени, точнее средняя температура газа, заключенного в аппарате. Поставим стрелку на 0 °C – дрожим от холода. Поставим на –50 °C – замерзнет ртуть, вода и многие жидкости; мы должны облачиться в двойные эскимосские одежды, чтобы не погибнуть от холода. Поставим рукоятку на –100 °С – все гибнем от холода. Поставим на + 100 °С – все жаримся, вода кипит.

Если ограничиться маленьким круглым отверстием, закрытым лучепрозрачным стеклом и впускать пучок сходящихся лучей через это отверстие, чтобы там они падали расходящимся пучком на черный с обеих сторон экран, то температура может изменяться теми же способами от 273 °C холода до весьма высокой степени, значительно превышающей 150 °C, но не доходящей до температуры Солнца. Вероятно, можно на практике получить до 1000 °C, при неплавящемся стекле и других подходящих материалах. Необходимы тогда многослойные и тугоплавкие чешуйки. Если ближайшие и дойдут до температуры свечения, то дальние будут иметь более низкую температуру. Заметили, что при получении этой высокой температуры мы поглощаем солнечного света не больше, чем прежде – до схождения лучей, короче: поверхность зеркал или стекол не будет больше наибольшего сечения цилиндра, перпендикулярного к лучам Солнца.

Но редко помещения для людей, растений и технических целей нуждаются в таком чудовищном изменении температуры. Многие камеры требуют известной высокой или низкой температуры, смотря по целям. Изменение, обыкновенно, требуется лишь очень маленькое, притом без уменьшения количества света. Тогда затененную часть помещения делают более или менее светлой, более или менее способной испускать лучи. Это устраивается раз навсегда; подвижные же чешуйки будут играть роль незначительную, ограниченную и будут только кое-где накрывать помещение и передвигаться по надобности. Однако потребность в дезинфекции почв и помещений для человека и растений требует периодического повышения температуры до 100 °C. Это можно делать одним и тем же аппаратом для многих жилищ или оранжерей. Он состоит из металлического покрывала, которое надвигают на непрозрачную часть помещения.

Устройство помещений для людей и растений

Так как температура для людей нужна очень умеренная, градусов в 30 Цельсия, чтобы только обходиться без одежд и обуви, то жилища можно устраивать почти прозрачные, с прекрасным во все стороны видом звездного неба, Солнца, лун, планет и многочисленных и разнообразных человеческих сооружений. Регулировка температуры внешняя или внутренняя и предоставлена вкусу каждого. При дезинфекции люди удаляются. Тогда передвижением блестящих щитов или другими способами получается уничтожающая все живое температура.

Помещение для людей должно быть ячейкой, вмещающей определенного размера общество, которого общественные и индивидуальные потребности должны быть хорошо удовлетворены.

Община содержит до тысячи человек народу обоего пола и всех возрастов. И помещение должно быть приспособлено для такого населения. Цилиндр с большим диаметром нехорош, потому что дает мало света на человека. Узкий тоже некрасив и неприятен ограниченностью пространства. Мы выберем средние размеры, имея в виду, что человек не растение и не так уже нуждается в свете; излишнее количество его может быть вредно для глаз и кожи и утомительно, особенно принимая во внимание его девственную силу в эфире. Предоставим лучше как можно больше света растениям.

Я думаю, для цилиндра довольно диаметра в 10 метров. Это соответствует комнате в 5 сажень высотою. Такой потолок, или свод, не покажется низким. На человека полагаем 100 кубических метров, на тысячу человек понадобится 100 000 кубических метров. Длина такого цилиндра будет 1333 метра. Цилиндр может быть изогнут кольцом (диаметр 420 метров) или оставаться прямым, оканчиваясь полушаровыми поверхностями. Предположим последнее. Население, согласно статистике, имеет столько-то семейств, столько-то свободных мужчин и свободных женщин. Каждой семье полагается особое отделение из трех камер: для мужа, жены и детей. Свободные имеют каждый особую камеру. К теневой стороне цилиндра будут примыкать эти камеры, занимая, например, 2 метра поперек. Сначала будут идти рядом камеры семейные, потом камеры свободных мужчин, наконец, – камеры свободных женщин. Все они не будут проходными и имеют каждый особый выход, у семей – два выхода. Против камеры семейных находятся две длинные залы: одна для собирания женатых, другая для замужних. Следующая зала – ближе к центру – для собирания семейных обоего пола. Против свободных мужчин находится зала для них, также против свободных женщин – зала для женщин. Затем зала для собирания тех и других. Остальное пространство отдается для собирания всех жителей поселка вообще. Вот поперечный разрез цилиндра.

Перегородки камер пропускают свет, но не пропускают образов. Перегородок в залах может не быть, пространство должно быть отмежевано редкой сеткой или другим способом.

Влажность регулируется холодильником. Он же собирает всю излишнюю воду, испаряемую людьми. Общежитие сообщается с оранжереей, из которой получает очищенный кислород и куда посылает все продукты своих выделений. Одни из них в виде жидкостей и пронизывают почву оранжерей, другие прямо выпускаются в их атмосферу.

Если в жилище находятся и растения, поглощающие углекислоту и другие животные выделения и выделяющие чистый кислород, то дело упрощается. Холодильник постоянно дает обилие чистой воды. Она сначала употребляется людьми для питья, пищи, омовений, мытья вещей и т. д., а потом пропускается насосами через почву, где поглощается растениями.

Толщина стенок цилиндра около 5 миллиметров, в рамной решетке гораздо больше, вес его на человека – 80 килограммов. Объем 100 кубических метров. Солнца приходится на субъекта 13,3 квадратных метра. Теоретически 1 квадратный метр может дать 14 килограммов кислорода, а 13 квадратных метров – 182 килограмма. Если утилизируется растениями только 1 % (бананы дают до 5 %), то кислорода окажется вдвое больше, чем нужно. При этом получится углерода 5 килограммов в сутки на 1 квадратный метр, а на 13 квадратных метров – 65 килограммов углерода, что в виде муки даст 130 килограммов. Если утилизируется 1 % (бананы и корнеплоды до 5 %), то получим 1,3 килограмма, что опять-таки вдвое больше, чем нужно для пропитания в тропическом климате эфира, так как даст 3¹/₄ фунта муки, или 4 с лишком фунта печеного хлеба. Конечно, можно и еще увеличить солнечную поверхность и вполне обеспечить себя кислородом и пищей, но не всегда атмосфера растений и их почва и удобрения подходящи для человека. Потом, и это главное, для удержания почвы от рассыпания и распространении в виде пыли и мелких кусочков по всему жилищу нужны особые приспособления, проще всего – слабая тяжесть, получаемая вращением. Это тоже может не совсем понравиться людям. Оранжерея, благодаря этому, должна иметь совсем особое устройство и форму, не вполне подходящие для жилища. Итак, в идеале, жилища, хотя и могут быть соединены в одно целое с оранжереями, но в них может быть только ограниченное количество определенного сорта растений.

Устройство оранжерей или питомников для растений

Когда третья доля поверхности цилиндра занята окнами, то получается 87 % наибольшего количества света, а 13 % теряется.

Везде неудобны проходы…

(На этом рукопись обрывается)

Биология карликов и великанов

Человек, уменьшенный вдвое

Если рост человека был 180 см, то, уменьшенный вдвое, он будет 90 см. При сохранении геометрического подобия, поверхность тела уменьшится в четыре раза, объем в восемь раз. Во столько же раз уменьшаются вес тела и масса. Если человек весил 64 кило, то теперь весит 8 кило. Объем, вес и масса мозга, как и всех других органов, уменьшаются тоже в восемь раз, поверхность – в четыре, а линейный размер, т. е. длина, ширина и высота, – в два раза. Способность логического мышления должна от этого значительно ослабеть, так что едва ли наш карлик мог бы понять и описать свои ощущения. Нам самим придется это сделать за него. Только при другом устройстве мозга, при другом отношении между его частями, разум может остаться достаточной силы, несмотря на уменьшение общей массы мозга.

Общее абсолютное выделение теплоты уменьшится в четыре раза, что вполне будет соответствовать уменьшению поверхности тела, так что его температура как будто должна остаться прежней. Но холод будет глубже проникать в тело, и потому температура центральных частей его должна понизиться.

Относительный объем поглощенной пищи, кислорода и выделений должен увеличиться в два раза. Если прежнее нормальное существо поглощало в сутки два килограмма пищевых веществ, то карлик будет поглощать полкило, что по отношению к массе тела будет в два раза больше. Таким образом, наш карлик будет прожорливее нас. Ему на обед нужна сравнительно вдвое более длинная колбаса, хлеб вдвое большего объема.

Его механическая работа будет относительно вдвое больше: он может вдвое быстрее восходить на гору или лазить по лестнице, вдвое быстрее бежать (если принимать в расчет только трение и пренебречь сопротивлением воздушной среды). По отношению же к размерам уменьшенного тела эффект даже будет вчетверо сильнее. Так, нормальный человек восходит в минуту на один рост своего тела, а малый – на четыре роста своего тела.

Абсолютная сила мускулов уменьшится в 4 раза, так что борьба с великаном или вообще с людьми большого роста окажется невозможной: карлик будет побежден. Но относительная сила мускулов возрастет вдвое: если раньше он руками подымал одного человека, то теперь с большей легкостью подымет двух себе равных.

Сравнительное сопротивление костей и хрящей раздроблению увеличится вдвое, как и сопротивление сухожилий и кожи разрыву. Если нормальный человек свободно носит себя и еще одного такого же человека на плечах, то карлик, считая и его самого, понесет шестерых, а без него – пятерых. Покажется, что карлик может тащить бревно сравнительно вдвое длиннее или тяжелее. Он может волочить по земле камни вдвое объемистее, везти вдвое более нагруженную и тяжелую телегу. Абсолютная безопасная высота падения вдвое больше, но сравнительно с размером тела она окажется в четыре раза больше. Если нормальный человек может безвредно для себя падать с высоты своего роста, то карлик может безопасно упасть с высоты своего учетверенного роста.

Работа всякого мускула, при одном сокращении, уменьшается в восемь раз, так как напряжение его будет в четыре раза меньше, да величина сокращения вдвое короче. Вследствие этого прыжок остается той же абсолютной величины, но относительная его величина возрастет. Действительно, человек обыкновенного роста, подготовляясь к прыжку, распрямляется на 30 см и подпрыгивает, положим, на столько же, а всего поднимает тело на 60 см. Настолько же должны поднять мускулы и карлика; но распрямление ног у него составляет только 15 см. Остается подъем над почвой в 45 см, значит, по отношению к росту прыжок будет в три раза выше. Если нормальный человек вспрыгнет на стул, то карлик вскочит легко на стол. Если бы при работе число мускульных сокращений в минуту осталось то же, то абсолютная работа уменьшилась бы в восемь раз, а относительная работа осталась бы неизменной. Но мы знаем, что последняя у карлика в два раза больше. Следовательно, число мускульных сокращений в единицу времени должно удвоиться. Иначе говоря, частота движений, число взмахов руками, ногами, головой и т. д. должно возрасти вдвое. Это как раз соответствует ускорению нервных сообщений. Карлик окажется не только силачом, неподражаемым прыгуном и акробатом, но и очень живым, быстрым и поворотливым.

Абсолютная высота бросаемых рукою камней пропорционального размера останется та же, но по отношению к росту она будет вдвое больше. Если человек обыкновенного роста кинет камень величиною в свой кулак на высоту, в 10 раз большую своего роста, то карлик бросит камень величиною в свой кулачок на высоту, в 20 раз большую своего размера. Если первый перебросит вещь через свое жилище, то карлик перебросит ту же вещь через дом, вдвое больший по отношению к нему.

Удар руки или ноги будет пропорционален его массе, т. е. в восемь раз слабее, так как скорость вооруженной или невооруженной руки останется та же. Итак, относительная сила кулака, молота, сабли, ножа останется неизменна, но частота ударов удвоится.

Плавание будет легким, так как энергия карлика вдвое больше, а абсолютная скорость падения в воде уменьшится почти в полтора раза; полезное же действие рук и ног сравнительно удвоится, потому что относительная их поверхность увеличится в два раза.

Из сказанного ясно, что борьба с тяжестью для карлика значительно легче, что он энергичнее, живее, даже абсолютно быстрее. Что же мешало существам меньшего роста оттеснять в борьбе за существование людей нормального роста? Прежде всего карлики проигрывают вследствие уменьшения абсолютной силы мускулов: в борьбе с тяготением они выгадывают, но в борьбе с существами большего размера – прогадывают. Кроме того, уменьшение объема мозга должно сопровождаться ослаблением умственных способностей.