Техника - молодёжи 1997-09, страница 50

Техника - молодёжи 1997-09, страница 50

УПОРЯДОЧЕННЫЙ БЕСПОРЯДОК ИЛИ БЕСПОРЯДОЧНАЯ УПОРЯДОЧЕННОСТЬ?

Осмелюсь предположить, что «интегрированная» био(меха)ника, сумбурно и прови-зорно описанная здесь, поможет создать ту самую технику по образцу органической эволюции — «высшее от низшего в низшем»: материалом для каждого качественно нового уровня развития технических устройств послужат не наилучшие, а наиболее примитивные образцы предшествующего уровня (см. «ТМ», №4 за 1997 г.). И вот почему.

Мы договорились до того, что идеальный биомеханик должен виртуозно владеть индуктивным мышлением — от частного к общему. А поскольку в природе ВСЮ совокупность частностей, относящихся к данному общему, выявить иногда трудно — необходимо уметь, натолкнувшись, ска-

Насколько упорядочены живые механизмы (технические устройства) как системы?

Начнем с того, что все они — совокупности клеток. Уточняю: огромного множества либо однородных клеток, либо разнородных, распределенных более-менее равномерно! За примером недалеко ходить: печень. Куча одинаковых гепатоцитов, пронизанная мельчайшими кровеносными сосудами! Или мышца: ее сократительные элементы — актиновые и миозиновые во локна, чередующиеся друг с другом. Какова вероятность найти кровеносный капилляр в печени или молекулу актина в мышце? Ну, не совсем, конечно, она равна их концентрации, но близка к ней. Даже структура мозга во многом диффузна! Выходит, живые механизмы малоупорядоче-ны... правда, на макроуровне. Если же исследовать сами их элементы — клетки, — окажется, что любая из них как система

сплавы: хаос из примитивнейших элементов, равномерно перемешанных. Как насчет функциональной сложности' О, конечно, она велика, но достигается такой высокой структурной макроупорядоченностью, что как-то, знаете, перед амебой — и то неудобно...

Физика приучила нас к тому, что выполнять сложные функции способны только структурно упорядоченные системы. Да, но на каком уровне нужна упорядоченность? Мы ее загнали целиком в «мак-ро» — и, будьте любезны, достигаем лишь УМЕРЕННОЙ функциональной сложности. Природа же учит, что лучше наоборот: намудрить побольше в молекулах и клетках, но из них скроить малоупорядо енный агрегат — и останется только глядеть как он работает, да похваливать.

Выходит, надо оттолкнуться от представления о живом механизме как о системе с

Компьютерная модель обыкновенного человеческого шага: разными цветами показвны мышцы ноги.

жем, на две очень разнородные частности, догадаться, что они относятся к ОДНОМУ общему, да еще понять, к какому именно и по каким признакам.

Мировоззренческий (если не сказать «тектологический» — см. «ТМ», № 6 за 1997 г.) инструмент, позволяющий делать верные выводы на ограниченном материале, давно изготовлен и отточен. Я имею в виду общую теорию систем австрийского биолога-теоретика Людвига фон Берта-ланфи, выявляющую фундаментальные закономерности структуры и функционирования системы КАК ТАКОВОЙ, независимо от ее конкретной природы. Безусловно, зта теория — один из величайших триумфов человеческого разума за последние два-три столетия. Биологи пока пользуются ею робко и редко, но биомеханикам и бионикам с их технической хваткой, по-мо-ему, сам Бог велел поднять ее на щит — надо только найти, с чего приступать к ее эксплуатации. Разрешите принять участие в поиске.

Существует объективное стремление любой системы к максимальной неупорядоченности. В полностью упорядоченной системе вероятность найти данный элемент в произвольно выбранном объеме равна нулю или единице; в полностью неупорядоченной — вероятность найти данный элемент в произвольно выбранном объеме численно равна концентрации элементов такого типа.

высокой микроупорядоченностью и низкой макроупорядоченностью, что в сочетании дает функциональное совершенство. Чем не отправная точка для биомехани-кибионики? Попытаться для начала смоделировать органические молекулы — не скопировать, а понять, какие ПРИНЦИПЫ их организации и интеграции дают систему с только что описанными свойствами, и создать МАТЕРИАЛЫ из элементов, ПРИНЦИПИАЛЬНО РОДСТВЕННЫХ органическим молекулам,— но не КОПИРУЮЩИХ последние! Если просто начнем «списывать» с натуры... Ну, сделаем искусственную стрекозу — а зачем она, раз есть настоящие? Да еще, чего доброго, не полетит...

P.S. Творчество неотделимо от сомнений. Нужно ли вообще лезть в биологию ради совершенствования техники? Не довольно ли физических законов, которые помогали и помогают ее создавать?

Может, и довольно. Но ведь человеку насущно нужны машины, которые не ломаются — или, по крайней мере, не ломаются так глупо, как ныне существующие. А единственный нерукотворный прототип технического устройства — живой организм. ■ Использованы материалы зарубежной печати

Штриховая диаграмме, составленная мюнхенскими исследователями по виде омете ривл ем, свидетельствует: когдв горнолыжник, падая, откидыввется нвзвд и его икроножная мышцв упирается в задник ботинка, центр тяжести тела резко «ухает» вниз. Ноаая конструкция обуви должнв снизить травматизм.

очень высоко упорядочена. Вероятность найти хромосому вне ядра — О, в любом месте ядра — близка к 1. Вероятность обнаружить центриоли — единица там, где они есть, и нуль — в остальном объеме клетки, и т.д. Если углубиться в структуру молекул — вообще ум за разум зайдет: углеводы, липиды, белки — один другого упорядоченней, а уж ДНК...

Итак, живые механизмы обладают низкой упорядоченностью на макроуровне и высокой — на микроуровне. При зтом, как правило, они очень сложны ФУНКЦИОНАЛЬНО и в работе надежны — благодаря многократному ДУБЛИРОВАНИЮ подсистем: вышла из строя одна — ну, и ладно, остальные-то целы!

А машины? А у них все наоборот: на макроуровне упорядоченность — без пяти минут единица, зато среди молекул, слагающих детали, преобладают металлы и их

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 9 ' 9 7

48

Обсуждение
Понравилось?
Войдите чтобы оставить комментарий
Понравилось?