Изот Литинецкий - На пути к бионике

Примером могут служить "навигационные системы" ряда животных. Так, гигантские морские черепахи для кладки яиц ежегодно совершают по безбрежным просторам Тихого и Атлантического океанов длительные путешествия протяженностью до 6000 километров и с завидной для самого заправского штурмана точностью находят обратную дорогу домой. Североамериканская золотистая ржанка каждую осень совершает перелет из мест гнездования в Северной Канаде на зимовку к Гавайским островам. Эта птица не может отдыхать на воде, как водяные птицы. Чтобы достичь своей цели, она вынуждена лететь непрерывно в течение нескольких недель над океаном. Малейшее отклонение от курса грозит ей тем, что она "проскочит" мимо цели, затеряется в океанских просторах и погибнет от истощения. Меняется ветер, сбивая ржанку с пути, ночь опускается над морем, утром встает над водой туман. Но крошечная птичка уверенно достигает цели, словно ее привел самый точный и верный компас, о котором мы, люди, можем только мечтать.

Даже пустынные муравьи, и те, оказывается, могут ориентироваться по космическим "маякам", "читать" карту звездного неба и осуществлять по ней свои близкие и далекие странствия. Они способны, как установил известный тунисский мирмеколог Санчи, днем видеть звезды! Длинные узкие фасетки сложного глаза этих насекомых с одной-единственной светочувствительной клеткой на дне ученый образно сравнивает с глубоким колодцем, со дна которого человек днем, при свете Солнца, может увидеть звезды. Санчи даже написал философский трактат в стихах о маленьком муравье, заставляющем человека поднять глаза от Земли к великим мирам, проплывающим в небе...

Мы взяли в качестве примера лишь одну узкую область творчества природы - ориентацию и навигацию. Но на какое бы современное живое существо ни посмотрел сегодня пытливый глаз ученого или инженера, он обязательно найдет у него ту или иную оригинальную систему, устройство или механизм, которые представляют собой последние модели, сходящие со сборочного конвейера универсальной мастерской природы. И в подавляющем большинстве своем они далеко превосходят все то, что создано до последнего времени человеком. И в этом нет ничего удивительного: ведь у природы было несоизмеримо больше времени для творчества, нежели у человека. Фабрика жизни без устали работает по крайней мере 2,7 миллиарда лет, системы же технические создавались и улучшались только на протяжении нескольких тысячелетий существования развитой материальной культуры.

Живая природа с незапамятных времен служила человеку источником вдохновения в его стремлении к научному и техническому прогрессу. В течение всей своей истории человек учился у природы, копировал ее "изобретения", был самым прилежным ее учеником. Еще древнегреческий философ Демокрит (ок. 460-370 годов до н. э.) отмечал, что люди в своей изобретательской деятельности подражали природе. "От животных,- писал он, - мы путем подражания научились важнейшим делам, [а именно, мы - ученики паука] [подражая ему] в ткацком и портняжном ремеслах, мы ученики ласточек - в построении жилищ и певчих птиц, лебедя и соловья - в пении... Природа сама научает нас сельскому хозяйству..."*.

* ( "Демокрит в его фрагментах и свидетельствах древности". М.- Л., Соцэкгиз, 1935, стр. 139. )

Это стремление подражать творчеству живой природы, созданным ею биологическим системам, нашло свое яркое выражение уже в первых орудиях труда, созданных человеком на заре его трудовой деятельности. Так, археологические данные о первых топорах показывают, что режущим элементом в них был острый камень, напоминающий естественный зуб медведя, то есть являлся прямым подражанием естественному образцу. Другой пример. Изучение хрусталика глаза в процессе хирургических операций натолкнуло врачей древности на мысль об использовании линз, изготовленных из хрусталя или стекла, для увеличения изображения. "Создание линзы,- отмечает Джон Бернал,- является первой попыткой расширить сенсорный аппарат человека... Линза стала прототипом телескопа, микроскопа... и других оптических приборов позднейшего времени. Если бы арабские врачи создали только оптику и ничего больше, то и в этом случае они внесли бы важнейший вклад в науку"*.

* ( Дж. Бернал. Наука в истории общества. М., Изд-во иностр. лит., 1956, стр. 165. )

Начав с изучения внешней, наблюдаемой стороны творений природы, с копирования того, что было доступно непосредственно созерцанию, человек в дальнейшем стал вникать в сущность вещей и процессов окружающего мира, научился вскрывать их глубокие взаимосвязи, познавать законы природы и, опираясь на добытые знания, перешел к преобразованию познанных вещей и процессов в соответствии с запросами практики. Так, в области физики изучение многих основных принципов учения об электричестве было начато с исследования, так называемого животного электричества. В частности, знаменитые опыты итальянского физиолога XVIII века Луиджи Гальвани (1737-1798) с лапкой лягушки привели в конечном итоге к созданию гальванических элементов - химических источников электрической энергии. Французский физиолог и физик XIX столетия Жан Луи Мари Пуазейль (1799-1869) на основе экспериментальных исследований тока крови в кровеносных сосудах установил (в 1840-1841 годах) закон течения жидкости в тонких трубках.

И еще пример. Тысячи лет человек мечтал летать, как птица, и это вдохновляло его на создание бесчисленных проектов летательных аппаратов. В дошедших до нас трудах алхимика Иакова IV Шотландского, Джоана Домиана (ок. 1500 года), в тетрадях гениального художника, замечательного инженера, гидравлика и механика Леонардо да Винчи (1452-1519) можно найти множество схем, набросков, рисунков летательных аппаратов с машущими крыльями. Но все попытки построить летательный аппарат на принципе машущих крыльев птицы неизменно терпели неудачи. Изобретателям не хватало одной существенной детали - двигателя, достаточно легкого и мощного, чтобы приводить в движение крылья; в их распоряжении была только мышечная сила человека, заведомо непригодная для этой цели. Великий русский ученый Н. Е. Жуковский (1847-1921), анализируя полет птиц, открыл "тайну крыла", разработал методику расчета подъемной силы крыла, той силы, которая держит самолет в воздухе. Результаты изучения особенностей полета птиц ученый не замедлил использовать в начавшем развиваться отечественном самолетостроении. Его работа "О парении птиц" (1881 год) лежит в основе современной аэродинамики. Таких примеров успешно заимствованных человеком у живой природы замечательных идей, конструкторских, технологических и других решений, сыгравших выдающуюся роль в развитии ряда областей науки и техники, можно было бы привести еще десятки и сотни.