Шестиногие богатыри. 
Занимательная геометрия

Удивительные создания муравьи! Проворно взбегая по стебельку вверх с тяжелой для своего крошечного роста ношей в челюстях (рис. 24), муравей задает наблюдательному человеку головоломную задачу: откуда у насекомого берется сила, чтобы без видимого напряжения втаскивать груз в десять раз тяжелее его самого?

Ведь человек не мог бы взбегать по лестнице, держа на плечах, например, пианино (рис. 24), а отношение веса груза к весу тела у муравья примерно такое же.

Выходит, что муравей относительно сильнее человека!

Так ли?

говорит специалист Без геометрии здесь не разобраться. Послушаем, что (проф. А.Ф. Брандт), прежде всего, о силе мускулов, а затем и о поставленном сейчас вопросе соотношения сил насекомого и человека:

«Живой мускул уподобляется упругому шнурку; только сокращение его основано не на упругости, а на других причинах, и проявляется нормально под влиянием нервного возбуждения, а в физиологическом опыте от прикладывания электрического тока к соответствующему нерву или непосредственно к самому мускулу.

Опыты весьма легко проделываются на мускулах, вырезанных из только что убитой лягушки, так как мускулы холоднокровных животных весьма долго и вне организма, даже при обыкновенной температуре, сохраняют свои жизненные свойства. Форма опыта очень простая. Вырезают главный мускул, разгибающий заднюю лапу, — мускул икр — вместе с куском бедренной кости, от которой он берет начало, и вместе с концевым сухожилием. Этот мускул оказывается наиболее удобным и по своей величине, и по форме, и по легкости препаровки. За обрезок кости мускул подвешивают на станке, а сквозь сухожилие продевают крючок, на который нацепляют гирю. Если до такого мускула дотрагиваться проволоками, идущими от гальванического элемента, то он моментально сокращается, укорачивается и приподнимает груз. Постепенным накладыванием дополнительных разновесок легко определить максимальную подъемную способность мускула. Свяжем теперь по длине два, три, четыре одинаковых мускула и станем раздражать их сразу. Этим мы не достигнем большей подъемной силы, а груз будет подниматься лишь на большую высоту, соответственно суммированию укорочений отдельных мускулов. Зато если свяжем два, три, четыре мускула в пучок, то вся система будет при раздражении поднимать и в соответственное число раз больший груз. Точно такой же результат, очевидно, получился бы и тогда, если бы мускулы между собою срослись. Итак, мы убеждаемся в том, что подъемная сила мускулов зависит не от длины или общей массы, а лишь от толщины, т. е. поперечного разреза.

После этого отступления обратимся к сличению одинаково устроенных, геометрически подобных, но различных по величине животных. Мы представим себе двух животных; первоначальное и вдвое увеличенное во всех линейных измерениях. У второго объем и вес всего тела, а также каждого из его органов будет в 8 раз больше; все же соответственные плоскостные измерения, в том числе и поперечное сечение мускулов, лишь в 4 раза больше. Оказывается, мускульная сила, по мере того как животное разрастается до двойной длины и восьмерного веса, увеличивается лишь в четыре раза, т. е. животное сделалось относительно вдвое слабее. На этом основании животное, которое втрое длиннее (с поперечными сечениями, в 9 раз обширнейшими, и с весом, в 27 раз большим), оказывалось бы относительно втрое слабее, а то, которое вчетверо длиннее, — вчетверо слабее и т. д.

Законом неодинакового нарастания объема и веса животного, а вместе с тем и мускульной силы объясняется, почему насекомое, — как мы это наблюдаем на муравьях, хищных осах и т. д., может тащить тяжести, в 30, в 40 раз превосходящие вес собственного их тела, тогда как человек в состоянии тащить нормально — мы исключаем гимнастов и носильщиков тяжестей— лишь около ⁹/ю, а лошадь, на которую мы взираем как на прекрасную живую рабочую машину, и того меньше, а именно лишь около /ю своего веса" .

После этих разъяснений мы другими глазами будем смотреть на подвиги того муравья-богатыря, о котором И. А. Крылов насмешливо писал:

Какой-то муравей был силы непомерной, Какой не слыхано и в древни времена;

Он даже (говорит его историк верный) Мог поднимать больших ячменных два зерна.^[1]

• [1] Подробно об этом см. «Занимательную механику» Я.И. Пе-рельмана, главу десятую «Механика в живой природе».