Великаны - от мифа к биофизике

Логическая реконструкция возможного существования «великанов» в свете законов физики и биологии

Мой интерес к великанам появился давно, и здесь я уже когда-то публиковал статью об этих человекоподобных существах с фотографиями огромных костей и орудий труда. Вчера о гигантах в Китая рассказал в своём блоге Александр Пархоменко. Не ручаюсь за достоверность опубликованного, но для ненаучного сайта это и не требуется... Здесь люди творят, общаются и развлекаются!

 Однако, всегда находятся шибко умные заклёпочники, которые с ходу отрицают всё, что не вписывается в их закостенелый ум, потому что официальная наука это отвергает по принципу: "Этого не может быть, потому что не может быть никогда!" Короче, камни с неба падать не могут, потому что их там нет.. 

Как обычно у нас бывает - завязался спор между сторонниками существования в прошлом великанов и невозможниками, после чего  я решил опубликовать статью по поводу возможного существования великанов. Какими они могли быть, чтобы вписаться в физические и биологические законы природы?!

  1. Дилемма между наукой и легендой

  На протяжении столетий легенды о великанах — могучих, грубых и огромных человекоподобных существах — считались исключительно плодом человеческой фантазии. Главным научным аргументом против их реальности служит закон квадрата-куба, сформулированный Галилеем. Он гласит: при пропорциональном увеличении линейных размеров тела его площадь (и, следовательно, прочность костей, сила мышц) растёт в квадрате, а объём (масса, нагрузка) — в кубе. Таким образом, гипотетический «пропорционально увеличенный» человек ростом 5 метров был бы раздавлен собственным весом в 1250 кг, не смог бы двигаться и быстро перегревался. На этом основании возможность существования сухопутных прямоходящих гигантов часто отвергается целиком.

  В палеоантропологии нет достоверных доказательств существования людей-гигантов ростом 3–5 метров.   Все находки «гигантских скелетов» либо оказывались подделками, либо ошибками интерпретации (например, кости динозавров или крупных млекопитающих).

  Наиболее высокий человек в истории — Роберт Уодлоу (272 см), живший в XX веке, весил примерно 199 кг (439 фунтов). Был генетически болен, ходил на костылях и умер в 22 года.

  Давайте разложим по пунктам, почему «просто изменить пропорции» человека недостаточно.

1. Предел прочности материалов (костей).
  Это главный аргумент. Да, кости можно сделать толще. Но во сколько раз?

  Допустим, великан ростом 5 м (в 2.5 раза выше человека в 2 м и примерно в 3 раза выше среднего человека). По закону куба, его масса стремится увеличиться в 2.5³ ≈ 15.6 раз. Если человек весит 80 кг, великан будет весить ~1250 кг. Чтобы выдержать такую нагрузку (увеличенную в 15 раз), площадь сечения его бедренной кости должна увеличиться тоже примерно в 15 раз. Это значит, что её диаметр должен увеличиться в √15 ≈ 3.9 раз.У обычного человека диаметр бедренной кости ~3-4 см. У великана он должен быть 3.9 * 3.5 см ≈ 13.6 см. Это уже не кость, а бревно. Его ноги будут представлять собой почти сплошные колонны из кости и мышц, с очень маленьким диапазоном движения. Он станет крайне неповоротливым и медленным, с колоссальной инерцией.

  2. Мышечная сила — тоже «квадратная»
Сила мышцы пропорциональна её поперечному сечению (квадрат). Но ей нужно двигать массу (куб). 

Муравей может таскать грузы в 50 раз тяжелее себя.. Слон уже не  может поднять собственный вес.

Гипотетический великан был бы очень слабым относительно своего веса. Ему было бы трудно даже быстро встать или поднять руку. Его движения были бы очень медленными и энергозатратными..

  3. Кровообращение и гравитация
Сердце качает кровь вверх, против силы тяжести. Давление, необходимое для подъёма столба крови, пропорционально высоте столба..

  У великана рост 5 м. Сердце должно создавать давление, чтобы поднять кровь на ~2.5 метра до мозга (против ~1.2 м у человека). Это требует более мощного сердца и более толстых, прочных стенок артерий.. Но самое главное — в ногах возникнет чудовищное венозное давление. Кровь будет застаиваться. Великан рисковал бы варикозом, отёками и тромбами просто от того, что стоит. Ему пришлось бы постоянно двигаться или лежать.

  4. Теплообмен (проблема перегрева)
Тепло вырабатывается всем объёмом тела (куб), а отдаётся через поверхность кожи (квадрат). У великана соотношение объёма к поверхности будет гораздо хуже, чем у человека.

  Его тело постоянно перегревалось бы. Ему потребовались бы гигантские радиаторы — например, огромные уши, как у слона, или складчатая кожа, чтобы увеличить площадь охлаждения. Он бы не был похож на пропорционально увеличенного человека. Он был бы уродцем с точки зрения наших пропорций..

  5. Энергетика и питание
Масса в 1250 кг требует колоссального количества пищи. Его метаболизм был бы неэффективен. Чтобы прокормить одного великана, потребовалась бы огромная территория. С точки зрения эволюции, это крайне невыгодная стратегия в условиях конкуренции с более мелкими, подвижными и экономичными видами.

  Почему же учёные говорят о «пропорциональном увеличении»?
  Это мысленный эксперимент для наглядности. Они показывают: «Смотрите, даже если мы оставим красивые человеческие пропорции, всё развалится. А чтобы оно не развалилось, пропорции придёся исказить так сильно, что это уже будет не человек, а нечто иное, медлительное, неуклюжее и биологически нецелесообразное».

  Однако такой подход содержит логическую ошибку — подмену тезиса. Он отрицает не возможность существования крупных двуногих существ вообще, а лишь их сходство с пропорционально увеличенным человеком.   Эта статья предлагает последовательный логический анализ, который, отталкиваясь от законов физики, приводит к выводу: существование вида крупных прямоходящих гоминид или приматов с радикально изменённой анатомией не только возможно, но и согласуется с палеонтологической летописью и механизмами эволюции.

  2. Примеры реального гигантизма.

  Прежде чем моделировать великана, можно обратиться к реальным примерам гигантизма в истории Земли. Эти существа не нарушали законы физики — они эволюционировали в их рамках, находя гениальные обходные пути.

  Динозавры-завроподы (диплодоки, брахиозавры): Животные массой до 80 тонн успешно существовали десятки миллионов лет. Их секрет — специализированная, горизонтальная архитектура тела: колоннообразные ноги, расположенные прямо под туловищем, сверхдлинная шея как лёгкий балансир, вероятно, наличие эффективной системы воздушных мешков, облегчавших скелет и терморегуляцию.

  Гигантские членистоногие каменноугольного периода (меганевра, артроплевра): Их гигантизм стал возможен благодаря повышенной концентрации атмосферного кислорода (до 35%), что позволяло эффективно снабжать кислородом огромные тела через трахейную систему.

  Ледниковый период был временем процветания мегафауны — крупных и гигантских млекопитающих. Многие из них вымерли в конце плейстоцена (около 10–12 тыс. лет назад), вероятно, из-за сочетания изменений климата и охоты человеком.

1. Шерстистый мамонт (Mammuthus primigenius). Рост до 3–3,5 м в холке. 

2. Шерстистый носорог (Coelodonta antiquitatis). Длина до 3,5 м, вес до 3 тонн. 

3. Ирландский лось (Megaloceros giganteus). Самый крупный из известных оленей. Рога размахом до 3,65 м. Вес до 700–800 кг. 

4. Саблезубый тигр (Smilodon fatalis и S. populator). Не настоящий тигр, а представитель семейства Machairodontina. S. Вес до 400 кг. 

5. Гигантская ленивица (Megatherium americanum). Длина до 6 м, вес до 4 тонн. Могла вставать на задние лапы, чтобы доставать листву. 

6. Гигантский броненосец (Glyptodon). Размером с маленький автомобиль (до 3 м в длину). Панцирь весил до 1 тонны. Родственник современных броненосцев. 

7. Пещерный медведь (Ursus spelaeus) Масса до 1 тонны (в 2 раза тяжелее бурого медведя).

Крупнейшие современные млекопитающие (слоны, жирафы): Они демонстрируют непропорциональное утолщение опорных структур (ног, шеи), изменение центра тяжести и специфические физиологические адаптации (особое строение сердца у жирафа).

Из этого делаем вывод, что  Эволюция не создаёт пропорционально увеличенные копии. Она меняет саму конструкцию, чтобы та соответствовала физическим ограничениям. Гигантизм — не аномалия, а специализация, возникающая при стечении благоприятных условий.  

3. Конструирование правдоподобного «великана».

Современные учёные, закостеневшие в своих взглядах, вбитых им в голову со школьной парты, не желают смотреть на вещи под иным углом, если новые идеи или какие-то находки, которых множество по всему миру, противоречит заявлениям авторитетов от науки. Однако, отрицая «пропорционального человека», мы обязаны рассмотреть иную морфологию.

  Модель Oreogigas troglodytes (Пещерный горный гигант)

Возьмём простой пример:

Дети при росте 1 м весят в среднем 20 кг. Дальше вырастая на каждые 10 см, они прибавляют примерно 10 кг веса. То есть человек 2 м весит около 100 кг, и это нормально. Но сразу возникает логический вопрос.  Почему вес увеличился не в 8, а в 5 раз?

Потому что ребёнок и взрослый — не геометрически подобные фигуры. Закон квадрата-куба работает для идеального масштабирования,  когда все линейные размеры меняются одинаково. Но при биологическом росте пропорции тела меняются:

• У взрослого относительно короче туловище и длиннее ноги.
• Иначе распределяется мышечная и жировая масса (у взрослого больше мышечной массы относительно объёма).
• Изменяется плотность костей и тканей.

Если бы человек рос как идеально масштабируемая кукла, ребёнок ростом 1 м и весом 20 кг превратился бы во взрослого ростом 2 м и весом (20 кг × 2³ =) 160 кг. Такой человек был бы нежизнеспособным монстром с непропорционально тонкими костями, которые сломались бы под его весом.

Природа «нарушает» простое масштабирование, чтобы выжить. Вес в 100 кг вместо 160 кг — это уже результат оптимизации, но и он требует серьёзных изменений в опорно-двигательном аппарате.

Мог ли 5-метровый гоминид весить 400-500 кг?

  Если использовать формулу индекса массы тела: +10 см = +10 кг, для человека от 170 см (70 кг) до 500 см это дало бы 70 + 33*10 = 400 кг. Можно накинуть ещё 100 кг при  активном существовании и физических нагрузках.  Возможно ли это теоретически? Да, но ценой радикальных изменений, которые мы и наблюдаем в легендах.

Как же снизить массу в 3 раза относительно «кубического» прогноза 

1. Каркас: полые или пористые кости. Как у птиц. Но птицы не ходят на двух ногах по земле и не достигают таких размеров. Такие кости были бы крайне хрупкими на излом и кручение при наземной локомоции. Нужен компромисс: кости очень толстые, но с пористой внутренней структурой. Это объясняет массивность скелета в описаниях.
2. Телосложение: грушевидное, жилистое. Минимум подкожного жира, длинные, но не объёмные мышцы. Это снизит массу, но резко уменьшит запас энергии и термоизоляцию. Великан должен был бы постоянно есть (что и отражено в мифах о ненасытности).
3. Пропорции: гипертрофия нижней части тела. Чтобы снизить нагрузку на скелет, центр тяжести должен быть максимально низко. Это значит короткое туловище, длинные и мощные ноги-колонны, относительно короткие руки. Это счастично объясняет «несуразность» великанов.
4. Физика движения: Даже при массе в 400-500 кг, сила мышц растёт по квадрату, а инерция (которая определяет подвижность) всё равно растёт быстрее.Сила для прыжка или быстрого шага будет огромной, но скорость сокращения мышц ограничена биохимией. Он физически не сможет двигаться быстро. Его движения будут медленными, плавными.
5.  Среда обитания: горные системы с сетью пещер (Кавказ, Алтай, Пиренеи в плейстоцене). Пещеры предоставляют укрытие, а гористый рельеф компенсирует низкую мобильность.
6.   Анатомические адаптации:Низкий центр тяжести: толстые ноги с широкими бёдрами и  стопами, бочкообразное, укороченное туловище. Медленный, «сидяче-лежачий» образ жизни, минимизирующий нагрузку на суставы и сердце.
7. Позвоночник и шея: Короткий, малоподвижный позвоночник-колонна. Короткая, мускулистая шея, маленькая голова с мощными челюстями для перетирания грубой пищи.
8. Физиология и поведение: Питание: Всеядность-падальщичество с уклоном в растительность (лишайники, коренья, кора, грибы, падаль). Длинный пищеварительный тракт для извлечения максимума питательных веществ из низкокалорийной пищи.
9. Интеллект: Уровень достаточный для  примитивной жизни, но недостаточный для сложной социальной организации или создания полноценных орудий труда.
10. Образ жизни: Одиночный или семейно-групповой. Медленные кочевки между пещерами и кормовыми участками.

  Данная модель не вступает в противоречие с законом квадрата-куба. Напротив, она полностью подчиняется ему: утолщённые пористые кости, изменённые пропорции, низкая подвижность — всё это прямые следствия адаптации к большой массе в условиях земной гравитации.

  Легенды описывают великанов не как изящных гигантов, а как существ грузных, неуклюжих, часто живущих в пещерах и горных местностях. Это не случайные детали из мифологии, а ключ к их возможной биологии.  

Сводя данные из мифологий (скандинавской, греческой, библейской, и др. ), получаем портрет:

1. Внешность: Почти никогда — пропорционально увеличенный человек. Часто описываются как грубые, массивные, косматые, с непропорционально крупными чертами лица, руками и стопами. Иногда — со лишними пальцами/зубами.
2. Интеллект и характер: Почти всегда — глуповаты, наивны, легко обманываются, обладают примитивной речью или вообще немы. Это не строители цивилизаций. Чревоугодники, дикари. Исключения (как мудрые ётуны в скандинавских мифах) редки.
3. Подвижность: Их чаще не изображают спринтерами. Они сильны, но неуклюжи, медлительны. Их побеждают не в честном бою, а хитростью, ловкостью или магией.
4. Выносливость и уязвимости: Часто обладают слабым зрением (циклопы) или чудовищным аппетитом и сном. Уязвимы для удара в глаз, подрезания сухожилий (Давид и Голиаф) — то есть к точечным атакам на критичные, непропорционально большие органы.

Вывод из легенд: Мифологический великан — это не «большой человек». Это существо с искажёнными пропорциями, примитивным интеллектом и рядом физических уязвимостей, что идеально вписывается в прогнозы биомеханики, а не противоречит им!.

Ну, как-то так. А теперь пусть невозможники и критики предъявят свои аргументы против, кроме того, что им лично никто не показывал кости великанов, а значит их никогда не было....