Принципы построения живых организмов

Принципы построения живых организмов

23.07.2012 14:57
Принципы построения живых организмов

Исследования принципов построения живых организмов служат основой для совместной работы биологов с архитекторами и инженерами.

По мнению многих ученых, современный уровень развития науки позволяет сделать вывод о том, что центр тяжести исследований, связанных с проблемами строительства, находится в области анализа отдельных элементов живых организмов; усиление исследований именно в этой области способствует эффективному выходу результатов научно-исследовательских работ в практику проектирования и строительства. Так, согласно мнению Ю.С. Лебедева, С.Б.Вознесенского и О.А.Гоциридзе, изучение "природной конструкции" корневой системы деревьев может оказаться полезным при проектировании упругих несущих конструкций многоэтажных зданий, возводимых в районах с ураганными ветровыми нагрузками. Биотехническая интерпретация этой идеи былв уже в 1921 г. выдвинута A.M. Лавинским в его проекте "дома-квартала на рессорах" . Заимствованные из арсенала живой природы принципы построения несущих структур нашли в наше время свое отражение в развитии эластичных вантовых мембранных структур.

Следующим существенным аспектом в сравнительных исследованиях природы и техники является проблема мощности структур и систем. В настоящее время подобные сравнения связаны в основном с изучением функций регулирования, управления и преобразования.

Ниже дается несколько примеров сравнения мощности биологических и технических систем.

При оценке часто встречающихся преимуществ биологических систем именно в этой сравнительной плоскости мы не должны оставлять без внимания тот факт, что эти преимущества живых организмов являются результатом процесса развития, продолжительность которого несоизмерима с временем развития техники и который в своем ходе был связан с бесчисленным количеством неудачных, ошибочных вариантов.

В примерах природных структур мы наиболее часто прибегаем к рассмотрению выявляемых с помощью электронного микроскопа тонких оболочечных структур диатомовых водорослей и представителей простейших животных - радиолярий, которые в соответствии со своей формой могут считаться природными образцами, противопоставляемыми структурам, используемым в строительном деле.

Здесь мы отчетливо различаем принципы распределения материала как в микроструктурах костной ткани, тек и в ребристых конструкциях листьев растений.

В тонкостенных оболочках многочисленных природных конструкций, например в гладких раковинах, в скорлупе яйца, в человеческом черепе, выражен сформулированный П.Л.Нерви принцип "работы по форме". Следует также обратить внимание еще на одно весьма существенное обстоятельство, бросающееся в глаза при изучении подобных конструкций, — на асимметричность формообразования как результат приспособления к постоянно действующим асимметричным нагрузкам. В отношении нагрузок здесь очевидна аналогия со строительной техникой, однако клетка с информацией, закодированной в молекулах нуклеиновой кислоты. Объем запоминающего устройства человеческого мозга в 7 - 8 раз выше, чем у запоминающего устройства современной счетной машины, причем это качество человеческого мозга постоянно повышается с каждым новым поколением.

Восприимчивость, а частично и скорость функци-онирования превосходят соответствующие параметры биологических систем. Скорость работы ЭВМ по сравнению с человеческим мозгом равна 105/1. Нейробионика поэтому и исследует механизм работы мозга, чтобы на основе соответствующих наблюдений и анализа совершенствовать кибернетические машины и разрабатывать новые виды вычислительных машин.