Никто из нас не любит подгорелую пищу. Но есть место, где она воспринимается как приемлемая. Указатели содержания калорий в продуктах, которые мы видим на пакетах в магазинах, рассчитываются при сжигании минимальных объемов соответствующих пищевых изделий в мини-печках, называемых калориметрами. Классический калориметр носит название жидкостный калориметр-интегратор (бомбовый калориметр). Он состоит из сосуда с жидкостью (обычно водой), внутри которого есть небольшая металлическая камера сгорания, где сжигают пищевые продукты, за счет чего нагревается окружающая водяная оболочка. По определению, одна килокалория – это столько энергии, сколько нужно для подогрева одного литра воды на один градус Цельсия. Зная объем воды и измерив изменение ее температуры, мы можем вычислить, какое количество энергии содержал продукт, сожженный в камере сгорания (практически вся она будет поглощена водой).

Большинству трудно зрительно представить себе энергию, заключенную в пище. Причин тому три. Во-первых, на первый взгляд практически невозможно определить содержание энергии в том или ином продукте питания. В чем ее больше – в бигмаке или пяти бананах? Кстати, энергии в них примерно поровну. Во-вторых, как мы уже видели в , многие плохо представляют себе, сколько энергии нужно, чтобы подняться по лестнице или сыграть партию в теннис. Поэтому мы не знаем, сколько энергии нам на самом деле нужно. Вместо достаточно точного прибора – топливного манометра, – показывающего нам количество оставшегося бензина в баке машины, в отношении себя мы должны пользоваться очень грубыми и приблизительными показателями – голодом или, наоборот, пресыщением. В-третьих, знакомые нам единицы, которые мы используем для оценки энергетического содержания продуктов, – калории – часто нас запутывают. 1 американская калория на самом деле эквивалентна 1000 калорий или 1 килокалории (научная, строгая мера измерения), которая равноценна 4200 Дж, или 4,2 кДж энергии.

Есть еще один осложняющий дело фактор. Чудовищно неэффективны наши машины, которые с пользой расходуют всего 15 % топлива. Неэффективно и человеческое тело с точки зрения использования потенциальной химической энергии, которая в него поступает (мы называем ее пищей). Обычно наше тело превращает в механическую энергию только 20–25 % потенциальной. Если мы создаем в процессе дыхания 100 кДж энергии, наши мышцы используют 20–25 кДж. Куда уходит остальное? 60–70 % тратится на поддержание жизнедеятельности организма, а остальные 10 % – «административные расходы» на переработку того, что мы едим. Стоит извиниться перед техником Энди из . Конечно, вы достойны того, чтобы съесть пару шоколадных печенюшек после того, как заберетесь пешком на Эмпайр-стейт-билдинг. Ведь ваше тело сожжет гораздо больше энергии, чем тот минимум, который, по моим расчетам, необходим, чтобы поднять вашу массу, преодолевая силу земной гравитации.

Так же как наши неэффективные машины могут покрыть достаточно большое расстояние на баке бензина, наше тело способно произвести поразительное количество работы на том, что мы употребляем в пищу. Энергетическая ценность еды станет гораздо понятней, если мы забудем о килокалориях и представим ее себе в джоулях и килоджоулях. Тогда можно прямо сравнить энергетическую ценность продукта с тем, что за ее счет можно сделать. В табл. 4 приведены данные о некоторых привычных продуктах, их энергетической ценности в килокалориях и килоджоулях и примеры того, что (теоретически) мы могли бы сделать, потребив их. Кусок хлеба обеспечит нас энергией на полчаса чтения (чтобы закончить эту книгу, вам понадобится еще батон хлеба). А если вы проглотите жирный и сочный чизбургер, то вам хватит этого для того, чтобы в течение часа плыть кролем. Старая реклама увещевала людей «ходить на работу на энергии одного яйца». И, скорее всего, это вполне возможно, если идти придется не больше 1 км. Более жирная пища содержит больше калорий. Это вполне соответствует известной истине: жир содержит больше энергии, чем белки или углеводы.

Таблица 4. Что даст вам еда? Я сопоставил энергию некоторых привычных продуктов (в килокалориях и килоджоулях) с энергией, необходимой для осуществления ряда привычных действий

Даже наш сон, размышления и досуг требуют энергии, кстати немалой. Помните северных овцебыков, которые используют ленивую тактику выживания в суровых зимах благодаря нахождению в стоячей спячке? Живые существа не могут прекратить расходовать энергию, но способны существенно сократить расход за счет замедления метаболизма. В этом весь смысл зимней спячки животных: они уменьшают потребление энергии, потому что в природе ее меньше (меньше доступной пищи). Люди такого выбора не имеют. Даже когда мы спим или сидим и отдыхаем, наш так называемый базальный метаболизм (основной обмен) требует в секунду около 80 Дж, или 80 Вт, то есть примерно столько же, сколько старомодная лампа накаливания. Чудовищное расточительство, но такой расход энергии – ничто по сравнению с тем, сколько ее расходует на единицу массы колибри: почти в 10 раз больше, чем человек! Полеты и передвижения этой птички заставляют ее проводить почти все время в поисках и потреблении богатого энергией нектара. Для чего? Чтобы дальше летать, зависать над растениями и питаться нектаром. Маленькие животные нуждаются в больших количествах пищи для поддержания высоких метаболических потребностей и обеспечения организма теплом. Мышь должна съедать до 12 % своего веса в виде растительной пищи каждый день. Для человека массой 75 кг это равнялось бы 9 кг еды в день, или 140 шоколадных батончиков.

Кстати, если вы думаете, что топливо стоит дорого, то, бросив взгляд на приведенную выше таблицу, поймете, что это вовсе не так. Литр бензина содержит 34,8 мДж энергии (34 800 кДж), и когда вы заливаете полный бак, то обращаете внимание на сумму расхода. Однако сравните бензин, например, с фастфудом. Обычный бургер содержит всего 2000 кДж (в 17 раз меньше), а стоит втрое дороже, чем литр бензина. Даже электроэнергия примерно вдвое дороже бензина.

Так что если мы посчитаем исключительно по запасам энергии, то фастфуд выходит в 50 раз дороже, чем бензин. Справедливо ли это сравнение? Все зависит от того, какую работу вы хотите выполнить, затратив определенное количество энергии, и как быстро. 3,7 л бензина позволят машине проехать около 65 км, а один бургер, обеспечивающий ваш организм 490 килокалориями, даст вам возможность идти час со скоростью 7 км/ч. Для поездки на автомашине на расстояние 65 км вам нужно около 5 л бензина. А чтобы пройти то же расстояние пешком, вам теоретически потребуется девять бургеров, что будет стоить вам впятеро дороже по сравнению с бензином. Правда, чтобы передвигаться на машине, вы должны сначала купить ее и потратить немалые деньги на ее содержание (налог, страховку, техническое обслуживание и т. д.).