Текст книги "Изобретения Дедала"

Автор книги: Дэвид Джоунс

сообщить о нарушении

Текущая страница: 13 (всего у книги 22 страниц)

Полые молекулы

Существует любопытный разрыв между значениями плотности газов (порядка 0,001 г/см³), с одной стороны, и жидкостей и твердых тел (от 0,5 до 25 г/см³) – с другой. Размышляя над тем, как заполнить этот разрыв, Дедал пришел к идее полой молекулы. Такая молекула могла бы представлять собой замкнутую сферическую оболочку плоской полимерной молекулы, подобной «молекуле» графита, имеющей плоскую гексагональную структуру – нечто вроде сетки с шестиугольными ячейками. Дедал предлагает модифицировать процесс высокотемпературного синтеза графита путем введения соответствующих примесных атомов или молекул, что вызвало бы изгиб плоской структуры (подобным образом с помощью примесей добиваются нужной структуры полупроводникового кристалла). Искривление плоского листа в конечном счете приведет к смыканию растущих краев и образованию замкнутой поверхности. Радиус пустотелой молекулы будет зависеть от количества введенной примеси. По расчетам Дедала, вещество, состоящее из полых молекул радиусом 0,05 мкм, будет иметь плотность около 0,04 г/см³, т. е. что-то среднее между плотностью жидкости и плотностью газа; такое вещество можно рассматривать как некое «пятое состояние» вещества. Эти гигантские молекулы (с молекулярной массой до 100 млн. единиц) едва ли способны «испаряться», а взаимодействовать между собой они будут так слабо, что подобное «состояние» вещества нельзя будет отнести ни к газообразному, ни к жидкому. Скорее всего, его можно рассматривать как «разреженную» жидкость, не улетучивающуюся из открытого сосуда, но и не принимающую его форму; при нагревании это вещество будет расширяться и переходить (не закипая) в газообразное состояние.

Столь замечательные вещества, безусловно, найдут множество применений – они открывают путь к созданию новых конструкций барометров и автомобильных амортизаторов, к новым принципам ожижения; вероятно, они окажутся идеальными смазочными материалами, обладающими, помимо ничтожно малой вязкости, еще и «эффектом шарикоподшипника». Вначале Дедал беспокоился, что внешние нагрузки приведут к деформации этих молекул, но затем понял, что, если их синтезировать в нормальной атмосфере, они будут упругими, как крошечные мячики. Теперь Дедал ищет способ оставлять в оболочках этих молекул небольшие «окошки», благодаря чему они могли бы поглощать молекулы внешней среды или обмениваться своим содержимым со средой, действуя как исключительно эффективные молекулярные сита. Таким образом, они могли бы накапливать внутри себя молекулы внешней сферы в количестве, в сотни раз превышающем их собственный вес.

New Scientist, November 3, 1966

Из записной книжки Дедала

Будет ли полая молекула стабильной? Есть вероятность, что под внешним воздействием она легко деформируется и «сплющится», изменив свою форму примерно так, как показано на рисунке.

Чтобы молекула была устойчива и не подвергалась такому «выворачиванию», энергия, соответствующая сближению двух полушарий молекулы, должна быть меньше энергии, необходимой для образования экваториального перегиба. Попробуем оценить величину каждой из этих энергий.

а. Сила, необходимая для поворота химической связи на угол θ относительно равновесного положения, равна krθ, где r – длина связи, k – константа жесткости химической связи, а соответствующее значение энергии равно 1/2k(rθ)². Чтобы «вывернуть» полую молекулу, необходимо повернуть все связи вдоль «экватора» на 180°, или π радиан. При длине «экватора» 2πR (где R – радиус молекулы) и расстоянии между отдельными атомами r (длина связи между атомами в плоской решетке) число повернутых связей составляет 2πR/r, а необходимая для «выворачивания» молекулы энергия равна E_выв = (2πR/r) × (1/2kr²π²) = π³kRr.

б. Высвобождение энергии при сплющивании молекулы обусловлено уменьшением свободной поверхности молекулы на величину 4πR² при слиянии двух полушарий; таким образом, E_пов = 4πR²γ, где γ – удельная поверхностная энергия. Как можно было предвидеть, поверхностная энергия E_пов, способствующая сплющиванию молекулы, увеличивается пропорционально R², в то время как энергия, необходимая для выворачивания молекулы, E_выв, пропорциональна первой степени R. Поэтому с увеличением радиуса молекулы E_пов на каком-то этапе неизбежно превысит E_выв – и молекула сплющится. Предел устойчивости соответствует случаю, когда E_пов = E_выв, так что максимальный радиус молекулы получим, приравняв выражения для названных энергий:

(Наши рассуждения, конечно, не слишком строги. При выворачивании молекулы будет поворачиваться не одна связь на «экваторе» на 180°, а несколько последовательно расположенных связей повернутся на меньший угол, что приведет к уменьшению полной энергии выворачивания. С другой стороны, в образующейся экваториальной «впадине» сохранится свободная поверхность, следовательно, высвобождается не вся поверхностная энергия. Эти два эффекта взаимно компенсируются, так что результирующая ошибка может быть не слишком большой.)

Подставим в уравнение (1) соответствующие численные значения, характерные для кристаллической решетки графита: r = 1,4×10^-10 м, k = 20 Н/м (эти значения получены для бензольного кольца, которое в некотором смысле можно рассматривать как единичную ячейку гексагональной решетки графита); γ = 0,3 Дж/м (по грубой оценке, сделанной для плоской чешуйки графита). Тогда находим

Получается, что наша полая молекула имеет в поперечнике 0,05 мкм – примерно 330 диаметров атома! Такая молекула будет состоять примерно из 260 000 атомов углерода, а ее масса достигнет 12×260000 = 3,1×10⁶ единиц. Считая, что каждая молекула занимает объем, равный примерно кубу со стороной 5×10^-8 м, мы получим плотность нашего «вещества»: масса/объем = (3,1×10⁶ × 1,67×10^-27)/(5×10^-8)3 = 40 кг/м³. Вещество оказывается очень легким – в 25 раз легче воды. Вероятно, можно получить полые молекулы и большего размера, так что плотность вещества не превысит 5 кг/м³, а молекулярная масса достигнет сотен миллионов единиц, однако, чтобы обеспечить устойчивость таких молекул, придется внутри их поддерживать избыточное давление газа.

Теория многогранных молекул. Согласно теореме Эйлера, у любого многогранника (число вершин) + (число граней) – (число ребер) = 2 (В + Г – Р = 2). В силу этой теоремы невозможно построить многогранник с шестиугольными гранями, поскольку в этом случае было бы В + Г – Р = 0. В своей замечательной книге «Рост и форма» (Growth and Form, Cambridge University Press, p. 708, 738) Д'Арси Томпсон рассматривает эту задачу в применении к радиоляриям – микроскопическим морским обитателям, чьи известковые скелеты нередко имеют вид гексагональной сетки. Даже восхитительная в своей симметричности Aulonia hexagona (которую можно было бы рассматривать как увеличенное в 105 раз изображение полой графитовой молекулы, состоящей из 1200 атомов) имеет несколько нешестиугольных граней:

Aulonia hexagona; увеличение примерно 200 крат (из книги Д'Арси Томпсона «Рост и форма»; с разрешения изд-ва «Кембридж юниверсити пресc).

Томпсон показывает, что гексагональную сетку произвольной величины можно замкнуть в многогранник[27]27
  Молекулы, имеющие форму широкого кольца и обладающие высокоизбирательной поглощающей способностью по отношению к катионам («краун»-эфиры), широко используются на практике; см. ([20], с. 460 [21]). – Прим. ред.


[Закрыть], включив в нее ровно 12 пятиугольников. Поэтому если для сворачивания решетки графита в сферу использовать примеси, вызывающие образование пятиугольных ячеек в гексагональной сетке, то понадобится ровно 12 атомов примеси на то число атомов графита, которое содержится в одной полой молекуле. Например, для самых больших молекул, состоящих из 260000 атомов графита, потребуется вводить примесь в количестве 12/260000 = 46 молярных долей на миллион. Это значительная концентрация примесей по сравнению с тем количеством примесей, которое обычно вводят в полупроводники.

Комментарий Дедала

Со времени опубликования моего предложения химия полых молекул не продвинулась сколько-нибудь заметно. Рекордом в химии углеводородов можно считать синтез молекулы, представляющей собой двенадцатигранник с пятиугольными гранями (Science, 211, 1981, р. 575). Так держать, ребята!

Деньги любят счет

Старый «золотой стандарт»[28]28
  «Золотой стандарт» – форма организации денежного обращения в капиталистических странах, при которой существует размен банкнот на золото (монеты или слитки). Отменен в Великобритании в 1932 г. – Прим. перев.


[Закрыть], ограничивавший количество находящихся в обращении бумажных денег золотым запасом государства, обладал немаловажным достоинством: он не позволял правительству печатать столько денег, сколько ему заблагорассудится. Развитие вычислительной техники подсказало Дедалу новый способ борьбы с инфляцией – «цифровой стандарт». Учитывая, что каждая банкнота имеет порядковый номер, Дедал рекомендует ввести в центральный компьютер номера всех банкнот, находящихся в обращении. В каждом банковском расчетном счете будет указываться не только общая сумма, но и конкретные номера банкнот. Соответственно бухгалтеры будут не только получать, выплачивать или переводить деньги, но и указывать, какие именно. Конечно, бухгалтерские операции сильно усложнятся, но современная вычислительная техника вполне справится и с этим. Пути обращения денег станут известны во всех подробностях, казнокрады и прочие мошенники столкнутся с непреодолимыми трудностями, а инфляция будет поставлена под жесткий контроль. Действительно, для выпуска новых денег правительству или эмиссионному банку потребуются новые порядковые номера. Однако количество разрядов в числах, с которыми оперирует вычислительная машина, ограничено. Обусловив с самого начала предельное число знаков в номерах банкнот, мы сделаем инфляцию невозможной; трудно даже представить, чтобы кто-нибудь взялся за невероятно сложную задачу – переписать заново все программы с целью найти место для новых порядковых номеров.

Не исключено, однако, что в наши дни инфляция вполне желательна и даже кое-кому необходима: она создает у людей иллюзию роста благополучия и материальной обеспеченности и вместе с тем, в отличие от подлинного экономического прогресса, не сопряжена с истощением природных ресурсов и развитием производства. При нынешней денежной системе инфляция находится под контролем правительства: оно печатает новые деньги и закупает на них все, что ему необходимо. Это, конечно, несправедливо по отношению ко всем остальным. С предлагаемой Дедалом цифровой системой, если изначально предусмотреть большой объем резервных номеров, дело будет обстоять совсем иначе. В качестве образца Дедал воспользовался одной из теоретических моделей Вселенной, согласно которой новые элементарные частицы спонтанно рождаются из вакуума во всем пространстве. Аналогично новые деньги будут самопроизвольно возникать повсюду: генератор случайных чисел будет время от времени вписывать новые номера банкнот во все банковские счета. Процесс появления новых денег будет зависеть от уже имеющегося их количества: чем больше сумма вклада, тем более обильно станут появляться на нем новые деньги. Таким образом, на все вклады будет начисляться одинаковый годовой процент и инфляция никому не принесет убытков. Даже те, кто предпочитает хранить деньги под матрацем, смогут приносить свои кубышки в банк и получать соответствующее количество новых купюр.

Наконец, Дедал хотел бы отметить еще одно любопытное следствие. В настоящее время все купюры одного достоинства полностью тождественны между собой, подобно элементарным частицам, подчиняющимся статистике Бозе – Эйнштейна. Если же мы начнем различать их по номерам, то они должны вести себя в соответствии с распределением Ферми – Дирака и проявлять гораздо меньшую склонность к «скучиванию». Это создаст предпосылки к более справедливому распределению богатства в обществе.

New Scientist, September 12, 1974

Не так давно в газетах промелькнуло сообщение о негодовании австралийских властей по поводу того, что пластмассовые жетоны, выпущенные в качестве денег для находящихся под протекторатом Австралии Кокосовых островов, оказались менее подвержены инфляции и стали котироваться выше основной валюты – австралийского доллара. Относясь скептически к словесным баталиям экономистов по поводу причин инфляции, Дедал предлагает поставить экономику на прочную экспериментальную основу. Уже сейчас в Ирландии и Шотландии выражается неудовольствие в связи с необходимостью пользоваться в денежных расчетах ненадежным английским фунтом стерлингов. Попытаемся же извлечь пользу из этих зачаточных разногласий, призывает Дедал. Пустим в обращение в Великобритании полдюжины разных валют и будем контролировать каждую из них согласно критериям определенной экономической теории. Сторонники высокой заработной платы получат валюту, которая позволит немедленно удовлетворять самые немыслимые требования о повышении зарплаты путем выдачи новеньких купюр. Экономисты более консервативного толка будут ограничивать находящуюся в обращении массу своей валюты в соответствии с наличной массой потребительских товаров. Правительство – в своей валюте – будет добиваться скрупулезного баланса между налогами и расходами, что, конечно, не помешает ему завести еще одну валюту – для планирования бюджета с огромным дефицитом. Появляются валюты для выгодных займов с низкими учетными ставками и валюты с высоким банковским процентом для привлечения иностранного капитала и т. д. Обменные курсы для некоторых валют будут фиксированными, для других же станут определяться биржевой конъюнктурой. При заключении сделок стороны будут заранее оговаривать, в какой валюте должны производиться платежи.

Едва ли вся валютная неразбериха будет хуже того, что мы имеем сейчас; наблюдать же за нею будет весьма поучительно. Судя по всему, между валютами начнется настоящая война: одни из них окажутся непопулярными, другие, завоевав доверие общественности, затем с треском лопнут, третьи не смогут получить признание за пределами страны. В конечном счете, вероятно, останется только одна валюта. Возможно, это чему-то научит экономистов, и есть шанс, что экономика, наконец, станет серьезной наукой.

New Scientist, October 30, 1975

Люди-поплавки

Любопытно наблюдать за наполненным водородом или гелием воздушным шаром, подвешенным на нитке в салоне автомобиля. При резком торможении автомобиля пассажиров бросает вперед, шарик же летит назад: поскольку он легче окружающего воздуха, он ведет себя как объект с отрицательной массой. Объект с плотностью, равной плотности воздуха, вообще не почувствует рывка. Действующие на него силы полностью уравновешиваются, так что его масса становится как бы равной нулю и объект никак не реагирует на самые резкие ускорения и торможения. На этой основе фирма КОШМАР создает новую систему, обеспечивающую безопасность пассажиров при автомобильных авариях. Если заполнить салон жидкостью, имеющей в точности такую же плотность, как человеческое тело (а вода в этом отношении является оптимальной средой), то пассажиров удастся надежно защитить от самых резких ударов, поскольку их тела будут находиться в состоянии невесомости. Конечно, наличие воды в салоне создаст определенные неудобства, однако жидкость должна присутствовать здесь только в момент аварии. Поэтому в экспериментальной модели безопасного автомобиля КОШМАР водой заполняется пространство под полом салона до высоты примерно 30 см. При резком торможении произойдет прилив жидкости к передней стенке салона, что и смягчит удар.

Создание аналогичной системы для самолетов – а ведь именно авиапассажиры подвергаются особому риску в случае аварии – осложняется тем, что в таком случае придется поднимать в воздух дополнительную огромную массу воды. Обычный авиационный керосин не подойдет в качестве заменителя воды, однако Дедал возлагает большие надежды на новые тиксотропные желеобразные топлива. Эти вещества не только не проявляют склонности к случайному самовозгоранию, но и обычно обладают чрезвычайно высокими амортизирующими свойствами. Гораздо более реальной выглядит аварийная система фирмы КОШМАР для лифтов, которая заполняет кабину лифта жидкостью в случае обрыва троса. Дедал утверждает, что ни одна из этих аварийных систем не подвергает пассажиров риску захлебнуться, поскольку в момент опасности человек инстинктивно задерживает дыхание. В настоящее время ведутся испытания предлагаемых аварийных систем, в ходе которых аквалангистов-добровольцев сбрасывают в больших цистернах с водой с крыши здания отдела космической гидравлики фирмы КОШМАР.

New Scientist, December 18, 1969

Предварительные испытания по сбрасыванию с большой высоты аквалангистов-добровольцев в цистернах с водой к настоящему времени закончены. Их результаты заставляют Дедала несколько по-новому взглянуть на свой проект. Дыхательные пути и легкие аквалангистов, заполненные воздухом, испытывали при ударе сильное ускорение вверх, что вызывало по меньшей мере жестокий приступ икоты. Теперь Дедал понимает, что эффективное гашение удара возможно лишь при условии, что жидкость, плотность которой равна плотности тела, должна не только находиться снаружи, но и заполнять все полости тела. Такой средой может служить сжиженная смесь ксенона с кислородом (см. ниже). Плотность этой дыхательной смеси соответствует плотности человеческого тела, так что она является идеальным наполнителем для транспортных средств. Сиденья при этом становятся излишними – все пассажиры плавают в жидкости, а самые резкие толчки совершенно незаметны. Вначале Дедал планировал заполнить своей смесью вагоны лондонской подземки, чтобы в часы пик забивать поезда пассажирами под самую крышу. Это избавило бы людей и от утомительного стояния, и от толчков и рывков при движении поезда. Теперь, однако, Дедал понимает, что применение подобного принципа делает поезда вообще ненужными. Можно загерметизировать весь тоннель метрополитена и прокачивать через него пассажиров, свободно плавающих в виде «взвеси» в жидкой дыхательной смеси. При этом нет никаких ограничений ни на скорость движения, ни на величину ускорения: пассажиры будут избавлены от неприятных ощущений. По своей пропускной способности новый транспорт не будет иметь себе равных: при скорости движения всего в 45 км/ч тоннель диаметром 6 м сможет пропускать до миллиона пассажиров в час! Некоторые сложности, безусловно, будут связаны с традиционной одеждой: шляпы не будут держаться на головах, а дамские юбки перестанут выполнять свое (драпирующее) назначение. Кое-кто, возможно, сочтет подобный способ передвижения унизительным для человеческого достоинства. Но время и растущая плотность населения работают на Дедала!

New Scientist, December 25, 1969

Комментарий Дедала

Эти проекты оказались не столь новыми, как я поначалу предполагал. Есть сведения, что в конце второй мировой войны в немецких ВВС был разработан водонаполненный комбинезон для пилотов реактивных самолетов; такой костюм, как предполагалось, должен был предотвратить потерю сознания при крутых виражах и других маневрах, связанных с большими мгновенными ускорениями. В 1958 г. итальянские физиологи Р. Маргариа, Т. Гвальтериотти и Д. Спинелли подвергали беременных крыс действию огромных ускорений – до 10000 g. Сами крысы мгновенно погибали, но находящийся в утробе плод, окруженный со всех сторон жидкостью, оставался невредим и нормально развивался после хирургических родов. Опять же во время второй мировой войны эксцентричный изобретатель Джеффри Пайк предложил использовать трубопровод для ускорения переброски войск в Бирме. По его проекту солдаты перекачивались по трубе в напоминающих гробы контейнерах – это, конечно, весьма примитивно в сравнении с моей идеей.

Куда может завести вегетарианство?

«Полторы десятины и корова», – этот традиционный идеал фермера, живущего в единении с природой, представляется во многих отношениях явно завышенным. Получать молоко и мясо от животных, питающихся растительным кормом, – это далеко не самый эффективный способ использования солнечной энергии. Дедал вспоминает, что существуют организмы (ленточные черви, гидры, лишайники), которые способны к симбиозу с определенными видами зеленых водорослей, живущих внутри организма-хозяина. За уютное жилье «постояльцы» расплачиваются глюкозой и другими питательными веществами, которые они вырабатывают в процессе фотосинтеза, а организм-хозяин не в состоянии производить самостоятельно. Дедал указывает, что подобное взаимовыгодное сосуществование было бы идеальным для человека, организм которого получает энергию за счет окисления глюкозы до воды и углекислого газа, в то время как растения используют эти самые продукты для фотосинтеза глюкозы. Растения также утилизируют азот, содержащийся в биологических отходах организма.

Вначале Дедал придумал особую шляпу-оранжерею, из которой через шланг поступает воздух для дыхания. Кресс-салат, выращиваемый в этой «оранжерее», используется в пищу. Можно было бы также заселить кишечник микрофлорой, способной синтезировать питательные вещества, и подводить туда солнечный свет посредством гибких оптических волокон. Однако эти простые проекты не обеспечивают полностью автономного существования, поскольку они явно не обеспечат достаточного количества солнечной энергии. Кроме того, сохраняются все потери, связанные с естественным малоэффективным способом питания. Поэтому Дедал решил приспособить аппарат «искусственная почка» для того, чтобы прокачивать плазму крови через культуру водорослей, удаляя таким образом из крови углекислый газ и воду и насыщая ее глюкозой и кислородом. При этом иммунные системы двух организмов изолированы друг от друга, так что подобный симбиоз не вызовет нежелательных последствий. По расчетам Дедала, потребность человека в пище и кислороде сможет полностью удовлетворяться с поверхности площадью в 1 м², содержащей 1 кг водорослей, – это вам, конечно, не «полторы десятины и корова». Одним ударом полностью разрешаются все проблемы питания и загрязнения окружающей среды в мировом масштабе! Человек, подключенный к небольшому аппарату, выставленному на солнце, будет представлять собой замкнутую экосистему и тем самым полностью избавится от необходимости дышать и принимать пищу (хотя, конечно, может время от времени позволять себе эти удовольствия). По ночам придется, правда, дышать: в темноте фотосинтез прекращается, и хотя глюкозу нетрудно запасти впрок, для создания ночного запаса кислорода потребовался бы большой и неуклюжий резервуар.

Казалось бы, с энергетической точки зрения этот проект выглядит вполне реальным, однако его осуществление сопряжено с некоторыми неудобствами: например необходимостью быть постоянно подключенным к ящику с водорослями. Поэтому Дедал не может остановиться на достигнутом. Он мечтает о подлинном симбиозе, подобном симбиозу ленточных червей с зелеными водорослями. Биохимики фирмы КОШМАР ведут изучение этих оранизмов, пытаясь понять, почему их защитные иммунные системы не вступают в конфликт между собой. Один из возможных ответов заключается в том, что клеточные оболочки водорослей пропускают только небольшие молекулы – такие, как молекулы глюкозы и углекислого газа; эти молекулы, будучи, так сказать, разменной монетой биохимии, не провоцируют защитной реакции организма. Специальная группа исследователей подвергает добровольцев действию ионизирующего излучения и лекарств, подавляющих иммунитет, пытаясь поселить соответствующие культуры прямо на поверхности кожи. Дело в том, что кожа, по крайней мере ее самый верхний слой, состоит в основном из мертвых клеток, постоянно заменяемых свежей тканью. Поэтому культура водорослей на поверхности кожи не причинит человеку вреда, а ее прорастание вглубь будет невозможным из-за постоянного обновления кожных клеток. В любом случае из-за отсутствия солнечного света водоросли не смогут расти глубоко под кожей. А вырабатываемая ими глюкоза с легкостью будет проникать в кровеносные капилляры.

Таким образом, Дедал изобрел «зеленого человечка», о котором столько писали фантасты. Подобно своим фантастическим собратьям, он не нуждается в пище и воздухе, однако его непривычный облик делает его социально чуждым нам элементом. Чтобы избежать столь необычного облика, вместо зеленых водорослей можно использовать бурые: у содержавшегося в них фукоксантина процесс фотосинтеза протекает не менее активно, чем у зеленого хлорофилла, но на коже слой таких водорослей будет выглядеть как густой загар. Однако, чтобы «фотосинтетический человек» был полностью автономным, необходимо использовать все полтора квадратных метра поверхности тела. Но сегодня это вряд ли представляет проблему – ведь благодаря современному кинематографу нагота стала вполне привычным явлением, во всяком случае на экране. Дедал, впрочем, рассчитывает придумать «матовую» полупрозрачную одежду, которая обеспечила бы соблюдение приличий и сохранение тепла, но в то же время хорошо пропускала солнечный свет. Такая одежда могла бы даже повысить эффективность фотосинтеза за счет парникового эффекта, делая возможным существование «фотосинтетического человека» даже в условиях английского климата. В любом случае потребность человека в воздухе и пище будет если и не устранена полностью, то по крайней мере значительно снижена[29]29
  Важность проблемы, поднятой Дедалом, несомненна. В настоящее время ведутся широкие исследования фотосинтезирующих животных (простейшие жгутиковые – хламидомонада) и животных, живущих в симбиозе с фотосинтезирующими водорослями (ленточные черви). – Прим. ред.


[Закрыть].

New Scientist, September 17, 24, 1970

Специальная шляпа-оранжерея, из которой через шланг воздух поступает для дыхания.

Из записной книжки Дедала

Взрослый человек расходует за день в среднем 3000 ккал (Е = 12 МДж). Если вся эта энергия должна получаться за счет фотосинтеза, идущего в светлое время суток (допустим, в течение t = 10 ч = 36000 с), то необходимая мощность составит Р = E/t = 330 Вт. К сожалению, кпд процесса фотосинтеза даже у хлореллы не превышает 8%, так что для получения такой полезной мощности понадобится получать от Солнца мощность Р = 330/0,08 = 4,2 кВт. Учитывая, что даже при ярком солнечном свете на 1 м² освещенной поверхности приходится примерно 1 кВт мощности, «фотосинтетическому человеку» нужно иметь поверхность не меньше 4 м², т. е. существенно больше, чем 1,5 м², составляющих площадь поверхности нашей кожи.

Однако дело, быть может, обстоит не так уж безнадежно. Судя по всему, по крайней мере три четверти энергии, поступающей в организм человека с пищей, превращаются в тепло. А те 92% солнечной энергии, которые не используются в фотосинтезе, пойдут в основном на нагревание культуры водоросли, и выделившееся тепло будет в значительной мере передаваться крови за счет прямого теплообмена. Поэтому есть шанс, что – вся потребность в тепловой энергии будет удовлетворяться за счет «тепловых отходов», так что через фотосинтез понадобится получать лишь оставшуюся четверть от общей потребности в энергии. Для этого хватит и 1 м² поверхности, хотя на практике, по-видимому, обеспечить полную автономность «фотосинтетического человека» не удастся. На 1 м² культуры приходится примерно 1 кг водоросли. Это не слишком большая тяжесть для «зеленого человечка», если равномерно распределить ее по всей поверхности его тела.

И все же следует признать, что устройство наружного «парника» является более реалистическим подходом. Обмен веществ между водорослями и кровью будет осуществляться через полупроницаемую мембрану, пропускающую только простые молекулы: углекислоту, глюкозу, мочевину и т. п. В проблеме же создания «зеленого человечка» остается много неясного. Стоит еще внимательно присмотреться к симбиозу ленточных червей. Откуда в них берутся водоросли? Как эти водоросли размножаются и что происходит с отмирающими клетками водорослей? Какими веществами обмениваются особи, участвующие в симбиозе? Кто-то должен все это знать…