Техника - молодёжи 1991-02, страница 17

Алексанлдр ВИКЕНТЬЕВ,

инженер

Беспорядочная жизнь

ство водосбора III ранга. В этом случае формула принимает вид

F= 0,58 • L¹'⁷⁷'⁷⁸,

что не отличается от аналогичных зависимостей, установленных стохастическими методами для реальных речных бассейнов территории США Д. Греем в 1967 году, для европейской части СССР — Р. Не-жиховским в 1971 году.

Елка-фрактал равномерно, компактно и плотно покрывает поверхность, на которой она ветвится и по соотношению площадных и

Елка-фрактал равно черно заполняет поверхность шестиугольника. Цифрами обозначены: 1 - гонка роста; 2— фигура, в которой развивается структура фрактала; 3— внутренняя точка; 4— корень елки-фрактала.

линейных характеристик тождественна речной сети среднестатистического речного бассейна Земли. Ветвясь, она, так же как и речная сеть, не полностью охватывает поверхность «водосбора», то есть имеет «водораздельные пространства».

На конструкцию теоретически совершенной мелиоративной сети,где использован принцип ветвления елки-фрактала, выдано авторское свидетельство на изобретение (приоритет от 29.12.81).

...Ветвятся молнии и реки кровеносная, нервная, дыхательная системы человека, корни и кроны деревьев, многое, многое другое.

Быть может, дробная размерность поможет нам проникнуть и в таинство жизни, ибо последняя, как мне думается, есть не что иное, как переплетение физических, химических и биологических инвариантов дробной размерности, другими словами — фракталов.

Похоже, предположение инженера Корохова о «конструкции» жизни как совокупности фрактальных структур не так уж невероятно. Тому подтверждение — недавно опубликованные в США результаты оригинального исследования, ставшие своего рода научной сенсацией, ибо из них следовал вывод, опровергающий представления, укоренившиеся в медицине за последние, по крайней мере, 50 лет. Поиск велся там, где никто никогда не искал,— изучались фрактальные свойства физиологических систем.

Но к фракталам два доцента Гарвардского университета, Эри Л. Голдбергер, Дейвид Р. Ригни, и профессор физики Университета Северного Техаса Бруст Дж. Уэст пришли несколько позже. Первоначально они искали периодичные закономерности, которые могли бы служить индикаторами развивающихся заболеваний, в частности сердечных. При этом ученые опирались на общепризнанную концепцию гомеостаза, согласно которой все физиологические системы организма стремятся возвратиться в состояние устойчивого равновесия, как только перестает действовать фактор, выводящий их из этого состояния. С такой позиции объясняются, например, нарушения сердечного ритма у старых и больных людей — ослабленному организму труднее поддерживать стабильность сокращений сердечной мышцы. Поэтому считалось: чем ярче выражена аритмия, тем вернее перспектива внезапной остановки сердца. Хотя кардиологам известны значительные даже у здоровых людей изменения частоты пульса в продолжение дня: от 40, иногда от 20 до 180 ударов в минуту. Согласно концепции гомеостаза подобные вариации — просто ответные реакции на изменения в окружающей среде.

Экспериментаторы, обследовав в течение суток добровольцев, отличавшихся «космическим» здоровьем и защищенных, насколько воз

можно, от внешних раздражителей, получили на первый взгляд совершенно случайный, нерегулярный график сердечных сокращений, не несший никакой информации о предмете их поиска — периодичных закономерностях. Однако, проанализированный в различных временных масштабах, он неожиданно «заговорил». Так, на участке кривой, соответствующей нескольким часам, обнаружились более быстрые флуктуации, диапазон и последовательность которых походили на более медленные флуктуации исходного часового графика. В минутном масштабе находились еще более быстрые флуктуации, которые также соответствовали характеристикам исходной кривой. Флуктуации выглядели подобными самим себе, так же как ветки геометрического фрактала. Предписанное теорией стремление к гомео-статической стабильности не наблюдалось. Динамическая система вела себя неравномерно даже без изменений со стороны внешних стимулов.

Итак, если кардиограмма — фрактальная кривая, то, во-первых, причиной ее самоподобия в отсутствие внешних раздражителей должно быть устройство и условия жизнедеятельности самого организма, а во-вторых, признаком здоровья становился не стабильный сердечный ритм, а повторяющиеся в разных масштабах скачки амплитуды сердечных сокращений.

Подтверждение первого вывода напрашивалось само собой. Ведь сердце снабжается кровью с помощью фракталоподобной структуры артерий и вен. В самом сердце ветвящиеся сухожилия прикрепляют митральный и трехстворчатый клапаны к мышцам. Наконец, фрактальная организация прослеживается в картине разветвления некоторых сердечных мышечных волокон и в так называемой системе Гиса, передающей электрические сигналы от предсердий к желудочкам.

Если еще учесть, что управляю-

15