За миллионы лет естественного отбора природа создала такие организмы, которые могут служить — и уже начали служить — образцом для конструкторов самых различных приборов, аппаратов, устройств. Поисками и изучением таких образцов занимается наука бионика. По надежности созданных природой сложнейших устройств, по чувствительности, по способности приспосабливаться к новым условиям с живыми организмами не могут сравниваться даже самые совершенные механизмы, рожденные человеческой мыслью.
Удивительным органом обладает гремучая змея. Это — две ямки на голове, внешне напоминающие вторую пару ноздрей. Когда биологи занялись их изучением, оказалось, что это исключительно чувствительный орган, при помощи которого гремучая змея видит невидимые инфракрасные (тепловые) лучи. А зоркость такова, что змея улавливает разницу температуры в тысячную долю градуса! Достаточно ночью появиться полевой мыши в 200 метрах от гремучей змеи, и ее сверхчуткий прибор подскажет присутствие зверька.
Всем известна летучая мышь. У нее замечательный ультрафиолетовый локатор. О совершенстве маневров этого животного и точности обнаружения им насекомых говорит то, что за 15 минут мышь может поймать до 175 москитов. А гидролокационный аппарат дельфинов? Это настоящий образец для инженеров, разрабатывающих гидролокационную технику.
Если вы наблюдательны, то, возможно, видели, как ловит комаров и мошек лягушка. Она сидит неподвижно, пока одно из насекомых окажется на таком расстоянии от нее, что его можно достать языком. Тогда лягушка мгновенно, с большой точностью выбрасывает свой язык, — и жертва попадает в желудок.
Лягушке помогает особая «система оповещения». Исследователи установили, что она видит насекомых только тогда, когда они пролетают перед ее глазами по определенной траектории и в непосредственной близости от языка. Только в этом случае в мозг лягушки от глаз поступает сигнал «вижу пищу!» При этом сигналы поступают в мозг не от одной, а от двух групп нервных клеток. Одна из них передает информацию о форме насекомого, а вторая — о том, насколько четко, контрастно выглядит это насекомое. Такая раздельная передача увиденного в мозг лягушки помогает ей быстро и с большой точностью определить положение летящей мошки в пространстве.
В настоящее время этот принцип «раздельного видения» применен в электронных машинах, предназначенных для чтения рукописных текстов. Один узел «электронного мозга» машины следит за формой знаков, а другой — за их контрастностью. Уже давно зоологов интересовал один загадочный орган у двукрылых насекомых (например, у обычной мухи) — жужжальце. Оно похоже на булавку: головка на тонком черенке. Каково его назначение? Только ли для жужжания? Ответ теперь найден. Оказалось, что без жужжалец, насекомое не может летать по прямой.
Во время полета жужжальца вибрируют. При этом всякий раз, как только изменяется направление полета, черенок у жужжальца вытягивается и насекомое тут же выравнивает путь своего полета. Когда этот секрет насекомых был открыт, его использовали для создания нового важного прибора — вибрационного гироскопа. Он очень чувствителен и мгновенно определяет изменение полета у сверхзвуковых самолетов. Обычный же гироскоп «волчок» в этом случае работает неточно. Прибор, заимствованный инженерами у живой природы, оказался куда лучше.
Весьма мало уважаемое нами насекомое — муха — для бионики оказалось очень полезным. Известно, что глаза мух сильно отличаются от глаз человека. Короче говоря, муха одновременно видит не одно, а много изображений какого-либо предмета. Когда этот предмет движется, то он как бы переходит от одного изображения в другое. А это дает возможность с большей точностью определять скорость движения тела. После того как принцип устройства мушиных глаз был изучен, инженеры создали новый прибор — «глаз мухи», предназначенный для определения скоростей летящих самолетов.
В Китае одну из рыбок — гольца — держат в аквариумах, чтобы узнавать о предстоящей погоде. Пока стоит ясная погода, рыбка спокойно лежит на дне. Как только атмосферное давление начинает падать, голец приходит в движение, он носится в воде, предсказывая скорый дождь. В надежности этого живого барометра можно не сомневаться: в 96–97 случаев из 100 голец безошибочно предсказывает изменения погоды.
Есть такие «барометры» и у японцев. Красивую маленькую рыбку можно часто увидеть в аквариумах у жителей океанических побережий, в капитанских каютах морских судов. Эти рыбки весьма чувствительны к малейшему изменению атмосферного давления. Органом, выполняющим роль синоптика, служит их плавательный пузырь. Едва-едва изменится давление — и японская рыбка изменяет свое поведение.
Впрочем, в поисках живых барометров нет необходимости разыскивать экзотических животных. Вспомните обычных дождевых червей. Если они вылезают на поверхность — ждите дождливой погоды. Еще более наглядно предсказывают медицинские пиявки: перед грозой и сильными ветрами от их спокойствия не остается следа. Находясь в банке, они стремятся выбраться из воды извиваются, быстро плавают. Чем не барометры?
В потоке открытий
Летом 1923 года на морском побережье близ Токио была обнаружена глубоководная усатая треска. Два дня спустя здесь разразилось страшное землетрясение, унесшее 143 тысячи человеческих жизней. Подобные случаи i были отмечены неоднократно. Прошло несколько десятков лет, и теперь ученые уже самым внимательным образом изучают это явление. Разве не заманчиво выяснить, как и почему глубоководные рыбы предчувствуют землетрясение? А затем и создать столь нужный прибор. В нашей печати уже было сообщение о первых успехах в этом направлении. «Недавно группа сотрудников ВНИИГеофизики, а также Института морфологии животных АН СССР — В. Протасов, Л. Рудаковский, В. Васильев и др. — открыла новое чувство — «сейсмический слух» (предчувствие землетрясений). Исследования, проведенные в аквариумах и бассейнах Подмосковья, уже позволили приступить к разработке опытной установки, которая будет управлять поведением рыб в естественных условиях. А впереди создание нового типа сейсмоприемника». Бионика и архитектура. Есть ли между ними плодотворная связь? Еще какая! Как известно, знаменитая башня Эйфеля в Париже создавалась по конкурсу. Из 700 проектов был выбран наилучший — инженера Александра Эйфеля. И вот что оказалось совершенно неожиданным. Уже позднее архитекторы и биологи, присмотревшись к ажурным формам выстроенной башни, обнаружили, что ее конструкция заимствована у живой природы — это не что иное, как скопированная… большая берцовая кость нашей ноги!
Совпадение это знаменательно: в поисках наилучшей формы своего детища инженер Эйфель, сам того не ведая, пришел к тем же результатам, что и природа.
Теперь архитекторы уже сознательно стремятся к тому, чтобы найти и позаимствовать у нее то, что еще не смогла создать человеческая мысль.
И, как часто бывает, прозрения приходят порой по велению его величества случая.
Автор проекта здания театра на Елисейских полях в Париже архитектор О. Перре вспоминает: «Однажды я услышал в Лурде пение странников под деревьями. Никогда я не слышал более прекрасного звучания, чем здесь, в пространстве, ограниченном землей и покровом из листьев. Я решил тогда, что такого рода звучание может быть достигнуто, если построить зал, «просверленный» в той же пропорции, как покрытие у листьев. По этому принципу и построен большой музыкальный зал театра на Елисейских полях. Я построил сперва закрытый зал, а внутри него — другой зал, «просверленный», как корзина. Эта система оказалось настолько удачной, что один из наиболее требовательных руководителей оркестра говорил об акустике зала, что она является «чудом». Находкам живой природы не видно конца. Да и что в этом удивительного? Ведь природные творения — аппараты управления и регулирования — создавались и совершенствовались миллионы и миллионы лет.
Японские судостроители уже придают крупным судам китообразную форму; это на 25 процентов увеличило их скорость. Советские инженеры создали машины «Пингвин» и «Крот», которые в своих действиях имитируют движения соответствующих живых организмов, чтобы применить их при блочном
