Видео, на котором человек бежит по воде, почти гарантированно окажется фейком. Видео, где по воде несётся ящерица, — нет. Шлемоносный василиск, «ящерица‑Иисус», совершенно честно пробегает по поверхности пруда десятки метров, отталкиваясь задними лапами и держа хвост, как балансир. Никаких невидимых досок и монтажёров.
Но если василиск может, почему мы не можем? Чтобы ответить, придётся разобраться, как именно разные существа вообще умудряются не тонуть там, где по идее должны.
Лёгкий путь: водомерка и сила поверхностного натяжения
Начнём с самых маленьких. Водомерка весит 5–10 миллиграммов — в десять раз меньше обычной иголки. При таком весе она вполне может «сидеть» на силе поверхностного натяжения: молекулы воды на поверхности притягиваются друг к другу и образуют тонкую плёнку.
Лапки водомерки покрыты водоотталкивающими волосками, поэтому она не прорывает плёнку, а лишь чуть вдавливает её. Отталкиваясь длинными ногами, насекомое разгоняется до полутора метров в секунду и скользит по воде, как конькобежец по идеально ровному льду. Никакой магии: просто крайне малая масса плюс гидрофобные лапки.
Но стоит увеличить вес — и этого трюка уже не хватит. Поверхностное натяжение ломается, и животное уходит под воду.
Силовой спринт: василиски и другие ящерицы‑«чудотворцы»
Шлемоносный василиск весит около 100 граммов — это уже в десять тысяч раз тяжелее водомерки. На одной только плёнке поверхностного натяжения ему не устоять, значит, нужен другой фокус. И он у ящерицы есть: скорость.
Когда василиска пугают, он:
- встаёт на задние лапы;
- разгоняется до ~1,6 м/с;
- начинает бешено шлёпать по воде длинными пальцами задних ног.
Каждый шаг — это короткий, но мощный удар по воде. Лапа вдавливает её вниз, под стопой образуется углубление и пузырёк воздуха, который на долю секунды увеличивает площадь опоры. Пока пузырёк не схлопнулся, лапа уже выдёрнута вперёд. Получается серия мини‑прыжков: вода не успевает «расползтись», и её инерция создаёт поднимающую силу.
Молодые василиски, весящие всего пару граммов, бегут по воде дальше взрослых: чем меньше масса, тем легче набрать нужную частоту ударов и тем дольше можно «обманывать» гравитацию.
Эволюция пришла к идее: если ты лёгкий и очень быстрый, вода на мгновение может стать почти твёрдой.
Дельфины на хвостах и птицы‑спринтеры
У более крупных животных бег по воде встречается реже, но и тут есть мастера.
Многие водоплавающие птицы при взлёте буквально бегут по поверхности, разгоняясь крыльями и отталкиваясь лапами. А североамериканские поганки — западноамериканская и Кларка — превратили это в брачный танец: пара птиц бежит бок о бок по озеру до 20 метров, делая около 20 шагов в секунду. Их широкие лопастные ступни и сплющенные кости стоп усиливают удар по воде и уменьшают сопротивление при возврате ноги.
Среди млекопитающих почти единственное «исключение» — дельфины, которые умеют «ходить» на хвосте: мощно работая хвостовым плавником, они выстреливают туловище из воды и какое‑то время скользят вертикально по поверхности. Интереснее всего, что это поведение может распространяться как мода: дикие афалины копируют трюк у бывших «артистов» дельфинария, хотя практической пользы у такого хождения почти нет.
Думаю, фокус дельфинов больше похож на принцип водных лыж, а это другой процесс.
Почему человеку это не светит
На этом месте обычно возникает вопрос: «Хорошо, а вдруг мы всё‑таки можем?» Сухие расчёты отвечают: почти наверняка нет.
Физика здесь в общем проста. Чтобы не провалиться, за время контакта ноги с водой она должна передать вам импульс, сравнимый с вашим весом. Чем больше масса тела, тем больше нужна либо площадь стопы, либо ускорение, либо и то и другое.
Для человека массой около 80–85 кг получается неприятное число: чтобы бежать по воде, нам пришлось бы развить скорость порядка 100 км/ч (а по другим данным 500 км/ч) и делать чрезвычайно частые и мощные шаги. Это уже территория скоростных катеров, а не биологических существ.
Усэйн Болт на пике формы разгонялся до 44 км/ч — и это по твёрдой дорожке, где каждая опора надёжна. Наши кости, мышцы и суставы не рассчитаны на то, чтобы шлёпать по воде вдвое быстрее, чем олимпийский чемпион бежит по стадиону.
Можно обмануть систему, подстелив под ноги фанерные листы или широкие пластины, которые сами по себе человека не держат, но за счёт увеличенной площади воздействия на воду позволяют коротко оттолкнуться. Так бегают болотные птицы по тонким листьям, так можно перескакивать по льдинам во время ледохода, так в принципе можно устроить фанерную дорожку для аттракциона «бег по воде». Но это уже не трюк василиска, а совместное предприятие человека и гидродинамики.
Вывод: проваливаться под воду — это нормально
Мы любим истории про тех, кто «нарушает физику» — ящериц‑Иисусов, бегущих поганок, дельфинов на хвостах. Но на самом деле они ничего не нарушают: просто используют законы механики до предела, на что мы, тяжёлые и не слишком быстрые приматы, уже не способны.
Хорошая новость в том, что наш способ обращаться с физикой другой. Василиск может убежать по воде от хищника, но не построит фанерную дорожку, плавучий мост из досок или подводную лодку с атомным движителем. Мы не умеем бежать по поверхности пруда, зато умеем делать так, чтобы по той же воде шли корабли, ездили машины.
Животные показывают нам, насколько пластичны законы природы: где‑то на границе параметров почти всё, что кажется чудом, оказывается вполне расчётным трюком. Осталось решить, что именно мы хотим сделать со «своим» участком физики — продолжать снимать фейковые ролики про людей, бегущих по воде, или придумывать новые, уже человеческие чудеса, в которых никто не утонет, но всем станет очень интересно.