Бионика-подсказано природой

Так кто же у кого учится? Читайте – и решайте сами. Что-то природа подолгу выращивает, незаметно подгоняя одну деталь к другой, а какие-то сооружения буквально на наших глазах возводят насекомые, птицы и животные. Необыкновенно разнообразие птичьих гнезд; удивительны по своей сложности и прочности постройки бобров – их плотины могут выдержать вес всадника на коне; термиты сооружают «замки» высотой до семи метров, да такие крепкие, что о них приходят почесаться слоны. Велик природный инстинкт строительства – ведь необходимо располагаться на ночлег, а то и укладываться на долгое время в спячку, надо где-то хранить запасы продовольствия, укрываться от врагов. А главное – иметь надежное и удобное место для выведения потомства. Вот и появляются гнезда, шалаши, норы и берлоги. Тысячи лет всё живое хранит наследственные программы – так сказать, проекты, в точном соответствии с которыми сооружают жилища новые поколения. Муравьи строят свои дома так же, как строили их предки сто миллионов лет назад. Маленький бобренок с рождения знает, как без риска для себя валить деревья и возводить плотины. Но более развитым животным без обучения не обойтись. Например, если шимпанзе не видел, как строят гнезда родители, он вырастет никудышным «зодчим». Человеку же и подавно требуется долго учиться, чтобы стать строителем или архитектором. Однако немалую помощь в этом нам может оказать природа. Неудивительно, что в бионике сложилось даже целое направление, называемое архитектурной бионикой.

Растения и земное притяжение Как ведут себя в условиях тяготения растения? Что помогает им строить себя – расти? Реагируют ли они на гравитацию аналогично животным? Может быть, у них тоже есть подобие сердца, которое гонит по их организму питательные соки? Вопросы сходства и различия внутреннего устройства растений и животных волновали исследователей давно. И пока они не были вооружены достаточно точными приборами, на эту тему оставалось лишь фантазировать. Когда же появились микроскопы с большим увеличением, удалось разглядеть, что в стволах (стеблях) растений находятся сосуды, по которым снизу вверх перемещается живительная влага, насыщенная необходимыми для питания и роста растений веществами, – это показано на рисунке. Но как высоко она может подняться, преодолевая земное тяготение? Ведь даже поршневым насосом воду невозможно поднять на высоту более десяти с небольшим метров. Правда, сосудики растений очень тонкие. В них жидкость может подниматься значительно выше. Такие сосуды или трубки с очень узким каналом называют капиллярами.

Однако только капиллярными силами не объяснить, каким образом поднимаются вытягиваемые из земли вещества к вершинам таких деревьев-гигантов, как эвкалипт или секвойя. Ведь здесь разговор идет уже о более чем сотне метров! Лишь в XIX веке было обнаружено явление, названное осмосом. Им объясняется многое из происходящего с клетками. За счет осмоса внутриклеточная жидкость находится под бол́ ьшим давлением, чем жидкость снаружи. Это явление, кстати, является причиной упругости листьев растений – они вянут, когда давление внутри клетки падает и она «съеживается». Осмос – это односторонний переход воды через клеточную мембрану, которая свободно пропускает воду, но не выпускает из клетки молекулы растворенных солей или сахаров. Вода движется через такую мембрану в сторону большей концентрации раствора. В растительном организме концентрация внутриклеточных растворов возрастает от корней к стеблям и листьям. Такая передача от клетки к клетке «эстафеты» концентраций и обеспечивает постепенный подъем жидкости по стволу дерева через тонкие каналы – «скелеты» омертвелых клеток. Похожим образом, по уровням, происходит подача воды в небоскребах. Биологами были проведены интересные опыты, подтверждающие схожесть реакций растений на земное тяготение и освещение. Верхушка растения стремится ввысь и ориентируется на свет, корень же растет вниз, а в присутствии одностороннего источника света изгибается в сторону тени. Эти явления получили названия «геотропизм» и «фототропизм». Таким образом растение старается обеспечить себя светом и теплом вверху и достичь источника воды и питательных веществ внизу.

Великий биолог Ч. Дарвин писал: «В растении нет структуры, более замечательной по своим функциям, чем кончик корня». Прошло более ста лет, но отнюдь еще не все ясно в механизмах описанного поведения растений. А это важно не только людям, постоянно живущим на Земле, но и космическим путешественникам, желающим выращивать урожаи в условиях невесомости. До сих пор неясно, например, как растения могут нормально расти, не «чувствуя» тяготения?

Кто лучший строитель шалашей? Одним из самых древних жилищ, сооружавшихся человеком, были шалаши. Не исключено, что природа при этом впервые подсказывала людям, как их возводить: хороший пример подавали гнезда птиц, которые они строили на деревьях, а зачастую и на земле. Ведь это только кажется, что сухие веточки, травинки, листья – ненадежный строительный материал. Соединенные вместе, сплетенные между собой, они образуют весьма прочный каркас. А если такое сооружение проконопатить, утеплить мхом, устлать перьями и пухом, то получится довольно удобное жилище. И сегодня можно наблюдать, как строит свои брачные сооружения птица, которую так и называют – шалашник. Каких только разновидностей этих построек не существует! Мало того, что шалашники кропотливо выкладывая веточку к веточке, создают гнезда- шалаши различных форм, они еще и украшают их раковинами улиток и расписывают соком ягод с помощью кисточки из мочалки. Как считают ученые, это необходимо самцам (а только они занимаются подобным строительством) для привлечения самок. У кого самый красивый и надежный шалаш, тот, скорее всего, хороший «хозяин», тому и быть главой будущего семейства.

Выкладывая разнообразными предметами площадку перед выстроенной «беседкой», шалашники оказали помощь… археологам и палеонтологам. Так, у одного шалаша ученые обнаружили свыше ста пятидесяти костей млекопитающих, раковины доисторических моллюсков и множество остатков материальной культуры древнего человека – даже каменные орудия труда! Возможно, в глинистом обрыве у реки вам приходилось видеть небольшие пещерки – гнезда береговых ласточек. В лесу найти жилища птиц сложнее, – они обычно расположены в укромных местах. Но если набраться терпения и долго наблюдать за пернатыми, то можно найти и служащие им жилищами дупла, и висячие домики, и даже земляные норы. Наш далекий предок был намного ближе к природе, и ему было нетрудно находить жилища птиц, например, когда он выслеживал их во время охоты или хотел полакомиться их яйцами. Подмечая особенности уже построенных гнезд и наблюдая за их отделкой, он наверняка запоминал инстинктивные «трудовые навыки» птиц и перенимал их, чтобы затем использовать для своих нужд. Но учили его не только птицы…

В чем загадка паутины? Гуляя в лесу или заходя в какое-нибудь заброшенное помещение, мы нередко натыкаемся на паутину. Ощущение этих липких нитей вызывает у нас желание как можно быстрее стряхнуть их с себя. Но ведь это – прекрасный строительный материал, которым порой даже птицы «цементируют» гнезда. А сама паутина – истинное произведение архитектурного искусства! Постарайтесь понаблюдать за растянутыми между кустами или в углах подвалов паутинами, а если повезет, за процессом их сооружения, когда паучок мастерски создает узор своей ловчей сети. Очевидно, что паутина – это прежде всего средство, с помощью которого паук охотится. Поразительным образом природа заложила в него программу создания довольно сложных конструкций. Более того, для нитей, выполняющих разные функции, паук вырабатывает различные виды шелка. Одно дело – сердцевинное волокно ловчей спирали, другое – сигнальная нить, третье – нить для яйцевого кокона, четвертое – для обматывания добычи и так далее. Многие паучьи «конструкции» буквально один к одному были использованы архитекторами при проектировании перекрытий большой площади. Возможно, вы видели похожее сооружение над огромным современным стадионом. Напоминает паутину и переплетение тросов подвесных мостов. Но дело еще и в другом.

Почему паутинки обладают столь большой эластичностью? Почему, заметно удлиняясь, нити не рвутся, а выдерживают давление ветра, натяжение от движения самого паука во время плетения сети или когда он бежит к запутавшемуся насекомому? Оказывается, сухой шелк – основа нити – довольно жесткий материал, плохо поддающийся растяжению. Но в момент выделения шелковая нить обволакивается вязкой жидкостью, вырабатываемой пауком. Затем эта жидкость впитывает атмосферную влагу и собирается в мельчайшие капельки. Поверхностное натяжение капелек заставляет шелковое волокно скручиваться внутри них в «мотки». Растягивая нить, вы словно разматываете эти моточки, поэтому нить и может без провисания в несколько раз менять свою длину. Недаром в Индонезии из паутины до сих пор делают рыболовные лески. Совсем недавно, в 2017 году, ученым удалось создать искусственную паутину, не уступающую по своим свойствам настоящей. Волокно из гидрогеля, состоящего из воды, оксида кремния и целлюлозы, вытягивали в тончайшие нити и давали подсохнуть. Эти нити выдерживали механическое напряжение в 100–150 мегапаскалей и были прочнее вискозы, искусственного шелка и некоторых сортов стали. А еще они могли растворяться в воде, подобно настоящей паутине. Разработчики надеются использовать эти свойства в производстве суперпрочных тканей.

Подсказки жуков и водорослей Порой человек умудряется очень быстро пройти путь, на который природа потратила миллионы лет. Особенно интересно сравнить результаты, когда инженеру или конструктору не приходило в голову с ней советоваться. Взгляните на картинку, где показано, как эволюционировало искусство перекрытия сооружений, и как менялись с течением времени строение и форма жестких надкрылий жуков. По рисункам в нижнем ряду (слева направо) заметно, что первоначально вдоль надкрылья располагались продолговатые трубочки. Затем они вытягивались, число их росло, потом уменьшалось, и сами они словно подрастали, превращаясь в то, что инженеры называют ребрами жесткости. Еще позже эти ребра расширялись в верхних своих частях, которые в дальнейшем сливались. В итоге получилась так называемая рамная конструкция с вертикальными колонками-перемычками. Это довольно легкое и весьма прочное покрытие. Цель, которую «ставила» перед собой природа, была достигнута.

Если же проследить по рисункам в верхнем ряду за различными вариантами конструкций, создаваемых человеком, то, разумеется, полного совпадения не обнаружится. Путь, по которому шли конструкторы, изобиловал находками и неудачами. Но развитие техники привело, в конце концов, к тому же результату, которого достигла природа. Не всегда, конечно, схожи пути развития конструкторской мысли человека и «инженерных» задумок природы. Однако, если ставятся одинаковые цели, решения удивительным образом копируют друг друга. Когда человек выясняет, как ту или иную архитектурную проблему пыталась разрешить природа, он часто обращается к ней за советом. Интересен пример из практики одного отечественного изобретателя. Наблюдая за морским прибоем, он обнаружил, что голые камни на береговой линии испещрены ямками и царапинами, а валуны, покрытые водорослями или мхом, почти не разрушаются от ударов волн. Это привело его к изобретению защитного слоя, содержащего упругие стержни, волокна или пластинки для бетонных гидротехнических сооружений.

Не хотите ли пожить в улье? Удивителен подарок природы – мед. Вкусный, душистый, сладкий, полезный… Но не менее удивительны и те, кто его производят. Много занимательного можно рассказать о пчелах, однако сейчас для нас наиболее важно их архитектурное мастерство. Конечно, вы видели, а может быть, даже держали в руках соты – эти маленькие пчелиные домики. Строят их насекомые и для жилья, и для хранения меда, и для выведения потомства. А материал, из которого лепятся соты, пчелы изготавливают сами, выделяя вещество, которое после растирания челюстями и смачивания пчелиной слюной превращается в светлый и мягкий воск. Сначала пчелы возводят в улье опорную стенку, затем на ней «моделируют» соты. Поначалу круглые ячейки в стене пчелы выскабливают изнутри под углом шестьдесят градусов. Именно такой угол обеспечивает затем сотам правильную шестигранную форму и отменную крепость. Аристотель (384–322 до н.э.) – древнегреческий философ. Создал первую классификацию животных, определил пять основных типов чувств: зрение, осязание, обоняние, слух и вкус. Ему принадлежат сочинения «Описание животных» и «О возникновении животных». Считал, что научному объяснению всегда должно предшествовать

свободное от предвзятости наблюдение. Замечено это было еще в древности, например, Аристотелем, писавшим, что пчелиный улей настолько прочен и тверд, что его трудно разрушить даже острой палкой. Однако долгое время было неясно, почему пчелы выбрали для улья именно такую форму. Давайте попробуем воспроизвести ход рассуждений исследователей, пытавшихся разгадать эту загадку. Очевидно, что пчелам требовалось найти такое решение, чтобы и домики были крепкими, и разумно использовалось их пространство. Из отложенных в соты яиц в течение нескольких дней развиваются куколки. Просторней всего они чувствовали бы себя в помещении округлой формы (вроде цилиндрика). Но тогда между домиками оставалось бы много свободного места, да и сами домики надо было бы строить по отдельности. Ни квадраты, ни равносторонние треугольники, заложенные в основание ячейки, не подходят для достижения поставленной цели, поскольку куколка находилась бы в середине ячейки, оставляя пустыми ее углы.

После долгих, продолжавшихся, возможно, миллионы лет проб пчелы выбрали шестиугольник. А человек своими расчетами подтвердил, что это идеальная форма для наиболее полного использования площади. Согласитесь, что контур шестиугольника близок к кругу и почти весь объем ячейки заполняется куколкой, а общие стенки домиков ведут к большой экономии строительного материала – воска. Архитекторы и строители уже убедились, насколько выгодны такие ячеистые элементы для сборных конструкций, и активно их применяют. Появились сотообразные плотины, элеваторы, гостиницы, жилые дома…

Почему прочны кости? Достигнув в строительстве зданий высокого мастерства, люди, тем не менее, долгое время не рисковали строить высотные дома. Ведь строительные материалы были не настолько прочны, чтобы выдерживать огромные нагрузки, возникающие при возведении небоскребов. К тому, о чем мы говорили ранее, обсуждая, на какую высоту поднимаются в деревьях соки, надо добавить, что ограничения на рост растений накладывает и их вес. Дерево циклопических размеров раздавит само себя. Проблема, однако, заключается не только в прочности материала, но и в способах соединения изготовленных из него деталей сооружения. Скажем, из легких и длинных деревянных бревен можно соорудить каркасы различной формы, а вот из камня нет смысла вырубать длинную перекладину – при испытываемых ею нагрузках от собственного веса такое его применение будет совсем неоправданным. Использование металла в строительстве довольно быстро привело к появлению так называемых ажурных конструкций. Иными словами, монтировался «скелет» здания, а уже к нему крепились остальные элементы – стены, оконные и дверные блоки, лестницы и прочее. Сказав слово «скелет», мы не просто прибегли к наглядной аналогии. Не только медикам и физиологам известно, какой прочностью обладают составляющие его кости. Например, бедренная кость человека выдерживает нагрузку до полутора тонн (это вес автомобиля). Конечно, хорошо, что природа «сооружает» нас с таким запасом прочности. Но как ей это удается? Сотни миллионов лет она словно ставила опыт за опытом, отрабатывая жизнеспособные «конструкции». В последние десятилетия были найдены останки нескольких гигантских древних ящеров. Сначала – сейсмозавра («сотрясателя земли»), весившего около восьмидесяти тонн. Позже – аргентинозавра ростом свыше тридцати метров и весом более 100 тонн. И маменчизавра, вес которого доходил до 120 тонн. Какие же прочные им были нужны скелеты! Исследование костей показывает, что прочность их строения определяется в том числе и своеобразным распределением

составляющих их тканей. Они выстилаются таким образом, что разносторонние – и с торцов, и с боков – нагрузки вызывают прежде всего сжатие или растяжение костей, а не их изгиб. Для сравнения вспомните: как легче сломать палку – вдоль или поперек? К тому же основная масса костей сосредоточена в их внешней части, а внутри они пористы, практически пусты. Особенно это заметно у птиц. Такое созданное природой распределение материала удивительным образом совпадает с инженерными находками человека. Например, люди уже давно поняли, что столбы и опоры не обязательно делать сплошными, можно вполне обойтись трубами. В конструкциях различных металлических башен порой можно обнаружить буквальное повторение конструкции костей. Таково, например, устройство знаменитой Эйфелевой башни. А вот выяснилось это чуть ли не через сто лет после ее создания. Так что теперь при постройке высотных сооружений люди уже намеренно стремятся заимствовать решения, найденные и опробованные природой.

Чья скорлупа крепче? Помните выражение «не стоит выеденного яйца»? В этих словах кроется пренебрежительное отношение к яичной скорлупе. А ведь это не что иное, как пример чудесной природной конструкции. Толщина скорлупы куриного яйца – доли миллиметра, но попробуйте раздавить его, сжав ладонями с концов. Не так-то легко, правда? Недаром свое потомство «заключали» в яйца не только птицы, но и черепахи, змеи, крокодилы и даже громадные динозавры. Примером прочности может служить скорлупа страусиного яйца, выдерживающего груз в 105 килограммов. В чем причина прочности яичной скорлупы? Главным образом в ее геометрической форме. На рисунке показано, что при внешнем давлении на скорлупу усилие передается таким образом, что сжатие скорлупы происходит в направлении, почти перпендикулярном силе. Иными словами, давление воспринимается не отдельно каким-либо участком скорлупы, а распределяется по всей ее поверхности. Поэтому сидящая на яйцах курица не расплющивает их, но в то же время удары вылупляющегося птенца изнутри сравнительно легко разрушают его обитель.

Скорлупа куриного яйца состоит из семи оболочек, причем они не расслаиваются даже при резких перепадах температуры и влажности. Это объясняется тем, что хотя слои не одинаковы по составу, некоторые их физические свойства весьма близки. Важный элемент скорлупы – тонкая внутренняя пленка, порой мешающаяся нам добраться во время еды до сердцевины яйца. Эта пленка в свое время здорово помогла строителям. Они возводили театр, крыша которого должна была иметь форму огромной яичной скорлупы. Во время строительства по крыше пошли трещины. Что же здесь упустили проектировщики? Или природа «дала маху»? Изучив скорлупу более тщательно, заметили, что к ней «крепится» изнутри тонкая эластичная пленка, создающая предварительное напряжение, как бы стягивая всю конструкцию скорлупы. Выход из сложного положения был найден: крышу снабдили подобной пленкой, и театр благополучно достроили. Теперь уже не вызывают удивления ни давно используемые арочные конструкции, ни сравнительно недавно вошедшие в обиход строителей гигантские сплошные своды, напоминающие формой яйцо. Но скорлупа – всего лишь один из образцов прочных природных оболочек.

Чем хороши складки? Кроме куриного яйца, к естественным оболочечным конструкциям относятся, как упоминалось, и яйца других птиц, а также земноводных. Сюда же следует зачислить и твердые оболочки орехов, панцири черепах, крабов, раковины моллюсков. Да и многие насекомые могли бы похвастать крепостью своей кутикулы – так называется их внешний скелет. Однако все это гладкие поверхности. Но в природе встречаются и обладающие большой прочностью оболочки несколько иной формы. Например, некоторые раковины напоминают развернутый складчатый веер. Эту форму не обошли своим вниманием архитекторы, издавна используя ее как деталь свода. Подобная форма представляет собой набор соединенных между собой маленьких выпуклых поверхностей, даже по отдельности выдерживающих, как та же скорлупа, большие внешние воздействия. Чем же хороши складки? Обычный бумажный лист легко гнется даже под своим весом. Однако если мы сложим лист гармошкой, его прочность возрастет. Даже просто согнутый пополам (в виде крыши

домика) лист сможет выдержать большие, чем плоский лист бумаги, нагрузки. Стоит ли говорить о том, насколько жестче он станет при сворачивании в трубочку. Хороший пример, дающий почувствовать изменение жесткости конструкции, – «охота» на мух. Вы хотите прихлопнуть непрошеную назойливую гостью, а под рукой нет ничего, кроме газеты. Что вы предпримете? Не будете же шлепать развернутым листом! Такой удар насекомое и не почувствует. Невольно руки сами складывают или скручивают газету, – теперь уж мухе не поздоровится. Понятно, что архитекторам приходится решать задачи гораздо сложнее этой. Однако они уже неплохо научились использовать складчатые формы. Конструкции выставочных павильонов, зданий аэропортов, театров носят на себе явный отпечаток природных аналогов – и не только створок раковин, но и свернувшихся опавших листьев, еще не потерявших упругости. Припомните рассказ о надкрыльях жуков. Прожилки, которыми они, как и крылышки многих других насекомых, пронизаны, играют роль арматуры – железных прутьев, укрепляющих бетон. Такую же роль выполняют прожилки зеленого листа. Использовав его «конструкцию», удалось перекрыть без опор стометровый пролет, причем толщина рукотворного «листика» составила всего 4 сантиметра. Все это – примеры подражания отобранным длительной эволюцией конструкциям, в которых необычайно высокая сопротивляемость нагрузкам достигается при крайне малых затратах строительного материала.

Кто изобрел дырчатые купола? Прочные природные конструкции не всегда представляют собой сплошные оболочки – гладкие, как, например, у яйца, или складчатые, как у раковины. Мы уже говорили о паутинах и решетчатых внутри надкрыльях насекомых, которые также обладают завидной крепостью. Правда, они не были замкнутыми поверхностями, такими, скажем, как шарообразная скорлупа ореха. Человек догадался сооружать купола и различной формы выпуклые перекрытия из ажурных – дырчатых – конструкций. При этом создавался как бы внешний, вынесенный наружу, «просвечивающий» скелет, а изнутри к нему крепились уже легкие сплошные конструкции. Интересно, что среди возможных вариантов подобного рода сооружений были и обладавшие особой устойчивостью. Их форма была найдена американским архитектором и инженером Бакминстером Фуллером. Ее назвали геодезическим куполом, и стали широко применять при проектировании зданий. Один из таких куполов можно увидеть на рисунке слева. Сам Фуллер указывал, что все подобные конструкции представляют собой сеть из пяти- и шестиугольников. Но еще в XVIII веке

знаменитый математик Леонард Эйлер рассчитал, что для образования замкнутой сферической фигуры необходимо иметь двенадцать пятиугольников, а число шестиугольников может меняться в широких пределах. Скажем, в оболочке одной из разновидностей современного футбольного мяча можно найти двадцать шестиугольников. Прошло не так уж много времени с начала использования в архитектуре геодезических куполов, как в природе были открыты так называемые фуллерены – состоящие из атомов углерода молекулы, форма которых в точности повторяла очертания этих куполов. Тем самым была обнаружена еще одна, помимо алмаза и графита, форма существования углерода. Вариант структуры этой молекулы представлен на рисунке справа. Сравните! Сейчас ученые разных стран исследуют фуллерены. Необычная структура молекул, определяющая их устойчивость, объясняет и многие новые свойства построенного из них вещества. Как видите, в данном случае человек самостоятельно подобрал строительные конструкции, которые, как выяснилось чуть позже, природа успела изобрести. Этот факт тем более ценен, что вновь подтверждает сходство результатов бессознательного и разумного поисков, – вопрос лишь в том, сколько на тот и другой уходит времени.

Какие домики у планктона? Впрочем, ажурные замкнутые структуры природа создала отнюдь не только на молекулярном уровне. Во много раз более крупные объекты – простейшие организмы – она также давно научилась заключать в ячеистые панцирные оболочки. Взгляните на рисунок, где показаны всего лишь три вида подобных оболочек из нескольких тысяч вариантов, созданных природой для населяющих океан микроорганизмов. Это «раковинки» представителей фитопланктона и зоопланктона, построенные из крепчайших соединений кальция и кремния.

Эрнст Геккель (1834–1919) – немецкий ученый, один из крупнейших биологов XIX века Автор книги «О радиоляриях». Изобразил первое родословное древо всех живых существ, установил закономерность: каждый организм в своем индивидуальном развитии повторяет стадии развития предков. Распространял законы живой природы на человеческое общество, которое сравнивал с живым организмом. На необыкновенное разнообразие этих естественных конструкций, нередко называемых шедеврами природы, обращал внимание инженеров известный немецкий естествоиспытатель Эрнст Геккель. При изучении этих простейших существ очень важны два момента – структура раковины, обеспечивающая надежную защиту, а также поразительная экономия материала при построении защитной оболочки. Исследуя строение панцирей радиолярий и других простейших, архитекторы и конструкторы разработали различные ячеистые конструкции, которые могут быть использованы при строительстве зданий и возведении мостов и плотин. Мы уже говорили о том, что сплошные конструкции испытывают дополнительную нагрузку от собственного веса. Ячеистые замкнутые оболочки имеют значительно меньший вес, сохраняя при этом удивительную прочность. Все дело в характере взаимного расположения ячеек и ребрышек таких решеток. На рисунке показаны обладающие высокой прочностью хитроумные формы этих конструкций, которые природа путем многократных проб смогла создать задолго до человека.

Кстати, присмотревшись к изображению радиолярии, вы обнаружите, что ее кремниевый скелет как будто бы составлен из различных геометрических фигур. Любопытно, что на изображениях этих существ, сделанных в начале нашего века, можно видеть и пяти-, и шестиугольники. Иными словами, некоторые из радиолярий – не что иное, как «живые фуллерены»! Еще один ошеломляющий пример совпадений…

В чем жить на океанском дне? А какие архитектурные идеи позаимствовал человек у морских организмов для обеспечения своего пребывания под водой? Ведь пока мы говорили лишь о том, что некоторые оригинальные формы оболочек морских обитателей он с успехом использовал на суше. Однако природа заботилась о них, учитывая среду, в которой эти организмы находятся, – океанские глубины. Немудрено, что, как только человек поставил задачу долгого пребывания под водой, он начал внимательно присматриваться к тем, для кого условия подводного пребывания были обыденными. Однако при разработке формы аппаратов, в которых люди опускались все глубже и глубже, следовало использовать «достижения» не только движущихся под водой или зависающих в ее толще существ. Важнее обратиться к обитателям морей и океанов, живущих на дне, тем более когда встал вопрос о создании стационарных подводных поселений. Посмотрите на конструкцию лаборатории «Преконтинент II», в которой работали акванавты под руководством знаменитого исследователя подводного мира Жака Ива Кусто. Она находилась на глубине одиннадцати метров вблизи кораллового рифа в Красном море.

Легко заметить, что по своим очертаниям этот воистину подводный дом напоминает морскую звезду. Крупная американская подводная станция «Силэб», рассчитанная на размещение сорока акванавтов на глубине двухсот метров, схожа по виду с распластавшимся на дне осьминогом. Выпуклые формы, прочный корпус, большое давление закачиваемой внутрь станции дыхательной смеси позволяют выдержать внешнее давление. Огюст Пиккар (1884–1962) – швейцарский физик, стратонавт и акванавт. Совершил рекордные подъёмы на аэростате собственной конструкции и погружения в океан на сконструированном им батискафе. Предложил отказаться от использования стали для подводных аппаратов и перейти к пластикам, а также изготовлять корпуса глубоководных кораблей и лабораторий из сферических многогранников. Подобное подражание природным формам позволит, видимо, будущим исследователям обеспечить себе наиболее подходящие условия для обитания и на еще больших глубинах. Не зря же за месяц пребывания под водой исследователям с «Преконтинента» удалось выполнить огромный объем работ. «Море стало нашим домом», – вспоминали акванавты. Это ли не лучшая оценка их подводному

жилищу!

Почему так красива бабочка? Легко заметить, что при создании многих архитектурных сооружений на замысел зодчего влияла природа. И дело не только в том, что она подсказывала наиболее экономные решения и предлагала прочные конструкции, но и в ее сильном эстетическом воздействии. Как часто нас буквально завораживает великолепие природных объектов, и мы удивляемся, каким тонким художником может быть природа. Важно, что внешняя красота созданных ею форм неразрывно связана с их целесообразностью. Иными словами, грубые, тяжеловесные, неуклюжие растения и животные, как вы уже убедились, нередко оказываются и менее приспособленными к жизни в меняющихся условиях. А изящная архитектура живого всего лишь отражает долгий путь перебора различных вариантов, в результате которого выиграли – выжили – именно те существа и организмы, которые сегодня радуют наш глаз. Самые привлекательные архитектурные сооружения часто обладают симметрией. Припомните виденные вами старинные усадьбы или церкви, дворцы или высотные здания. Их правая и левая стороны, как правило, представляют собой зеркальные отражения друг друга. А разве не такие же решения реализовала природа в сверкающих кристаллах, об удивительной симметрии которых писали еще в древности? Однако не только в мертвом мире камней нашли свое место различные виды симметрии. Примеры ее зеркального варианта мы можем найти и в формах листьев, и в очертаниях множества живых существ – скажем, бабочек.

Но природа была бы слишком незатейлива, если бы ограничилась только этой простейшей формой повторения или подобия. Еще не совсем ясно, почему порой она такую симметрию нарушает. Например, некоторые виды вьющихся растений при росте закручиваются вокруг опоры по часовой стрелке, другие – против. Так же – по часовой или против часовой стрелки – «завернуты» раковины некоторых моллюсков (соответственно «правши» и «левши»), причем «правшей» оказывается намного больше, чем «левшей». Разницу в их количестве можно обнаружить даже в мире бактерий. Эти и подобные им нарушения симметрии используют и архитекторы. Вот, к примеру, луковицы куполов на соборе Василия Блаженного не привычно гладкие, а «скрученные», что вносит живость и разнообразие в его внешний вид. Таким образом, подсказанные природой варианты различных симметрий и отступлений от них ведут к богатству создаваемых человеком архитектурных форм.

Как освещаются початки? В начале этой главы мы уже отмечали связь между ростом растения, с одной стороны, и земным тяготением и светом – с другой. Но мало просто отметить эту связь, хорошо бы ею воспользоваться. Действительно, можно было бы, например, попытаться построить дом, подобный подсолнечнику, чтобы весь световой день получать в своей квартире наибольший поток солнечных лучей. Но представьте, насколько сложной оказалась бы конструкция такого здания. К тому же его обратная сторона постоянно находилась бы в тени. Если поставить задачу не получения максимума световой энергии, а просто более равномерного освещения разных сторон здания, то и здесь можно найти примеры природных решений. Вам хорошо известны колосья злаковых культур или кукурузные початки. Выпуклые зерна в течение дня получают примерно одинаковую порцию света за счет того, что перемещающееся по небосводу солнце постоянно касается их своими лучами. (Это аналогично тому, как если бы вы неподвижно сидели на месте, а кто- нибудь обходил вокруг вас с зажженной лампой, облучая ваше лицо

более или менее равномерно со всех сторон.) Климент Аркадьевич Тимирязев (1843–1920) – российский естествоиспытатель, основоположник отечественной школы физиологов растений. Начал исследования проблемы фотосинтеза – процесса питания зеленых растений при помощи световой энергии, – в решение которой внес огромный вклад. В начале XX века прочел знаменитую лекцию «Космическая роль растения», говоря о растениях как об основе существования всего животного мира на Земле. Такое выгодное расположение зерен, когда они как можно меньше мешают друг другу получать свет и тепло, натолкнуло архитекторов на мысль о проектировании жилых домов в форме кукурузных початков. Удобство этого технического решения заключалось еще и в том, что все коммуникации – провода электропитания и телефонной связи, водопроводные трубы и канализация, а также лифт – помещаются в одном стволе. Разве это не напоминает деревья и колосья, в которых все питательные вещества «подаются» по стволам или стеблям, а потом распределяются по веточкам к листьям и плодам? Более ста лет назад наш выдающийся ученый К. А. Тимирязев отмечал: «Роль стебля, как известно, главным образом архитектурная… Именно на стеблях узнали мы целый ряд поразительных фактов,

доказывающих, что они построены по всем правилам строительного искусства». Эти конструкции вызвали большой интерес архитекторов, и здания- стволы или здания-початки сегодня можно встретить в самых разных странах мира.

Когда поднимут солнечные паруса? Всего лишь за несколько последних десятилетий в зодчестве возникло такое направление, как космическая архитектура. В середине пятидесятых годов прошлого века на орбиту вокруг Земли был выведен первый искусственный спутник. Диаметр этого шарика составлял всего несколько десятков сантиметров. Теперь же в космосе находятся тысячи объектов, в том числе обитаемые корабли, спутники связи с огромными передающими антеннами и даже орбитальные телескопы. Проектируются новые станции для долговременного пребывания людей, а также совершенно необычные межпланетные корабли, которые будут двигаться под действием солнечного ветра. Казалось бы, что может подсказать здесь живая природа? Ведь в условиях космоса нет природных объектов, которые могли бы поделиться своими секретами с космическими строителями. Но это только на первый взгляд. Во-первых, эти условия можно имитировать, погружая корабли и космонавтов в воду. Помните разговор о борьбе с перегрузками? Кстати, тренировки будущих космонавтов как раз и происходят в огромных бассейнах. Там отрабатываются действия, которые затем придется повторять уже на орбите, в невесомости, в том числе и монтаж конструкций. А многое для их ажурных, сетчатых, дырчатых, пленочных форм вполне можно позаимствовать, как вы уже знаете, у пауков, жителей морей и океанов или растений. Во-вторых, существует проблема доставки конструкций на орбиту с Земли. Ведь одним махом забросить в космос гигантское сооружение невозможно. Поэтому надо доставлять элементы станции частями, производя сборку в условиях открытого космоса. Однако здесь можно использовать легкие и прочные материалы, сложенные и плотно упакованные на Земле и разворачивающиеся в космосе. Может быть, вы читали рассказ Виталия Бианки «Как муравьишка домой спешил». В нем упоминается жук, расправлявший свои тоненькие крылышки, сложенные под жесткими надкрыльями. Это прекрасный пример упаковки довольно протяженной прочной

конструкции в малом объеме. Так что и в совсем непривычных для землян условиях можно воспользоваться тем, что придумала природа. И похоже, что таких необычных задач и нетрадиционных методов их решений со временем будет становиться все больше.

Легко ли строить под землей? Спустимся теперь с космических высот в «подземное царство». Несмотря на то, что человек давно уже создавал убежища, рыл ямы, землянки, строил подвалы и погреба, он не очень хорошо представлял себе мир подземных строителей. Но когда масштабы подземных работ возросли, волей-неволей пришлось задуматься, как природа справляется с подобными задачами. Ведь вручную рыть огромные котлованы для подземных гаражей, магазинов и складов, прокладывать тоннели для метрополитена и различных трубопроводов просто невозможно. И тут вспомнили о таких великолепных землекопах, как кроты. Эти почти слепые существа прекрасно приспособлены для жизни под землей, причем прокладывают в ней ходы со скоростью до тридцати сантиметров в минуту. Своими лопатообразными лапами с мощными когтями крот разрыхляет грунт и отгребает его вбок и назад. Причем, хотя мы видим иногда горки вытолкнутой кротом наружу земли, большей частью он ее не выбрасывает, а утрамбовывает ею стенки тоннелей.

Еще более интересным подземным жителем оказался так называемый голый землекоп – африканский грызун, открытый биологами полтора века назад. Эти животные не имеют ничего общего с кротами, ведут не уединенный образ жизни, а обитают под землей целыми колониями. Функции между этими существами строго разделены. Ходы они роют, выстраиваясь цепочкой, причем когда самое первое животное вгрызается в твердую почву и разрыхляет ее, остальные по очереди транспортируют ее к отверстию, выгружая на поверхность. Самый настоящий живой конвейер! Эти невзрачные грызуны, иногда шутливо называемые учеными саблезубыми сосисками, обладают поразительной особенностью: четверть массы их мускулатуры сосредоточена в области челюстей. Благодаря этому они могут своими огромными резцами прогрызать не только твердый грунт, но даже толстый пластик и бетон. В общем, голый землекоп – неплохой пример для подражания. Упомянем еще ящерицу – ушастую круглоголовку. Известно, что она способна исчезать из поля зрения своих врагов, мгновенно погружаясь в песок. Оказалось, что ящерица достигает этого, заставляя свое тело вибрировать. Силы сцепления между песчинками при вибрации резко ослабевают, и песок становится словно бы жидкостью, в которую ящерица погружается. Пятьдесят лет назад люди догадались применить этот способ при забивании свай. Вибрирующий рельс десятиметровой длины под действием только собственной тяжести входит в грунт, как нож в масло. Отметим, что подземные машины, работающие по принципам, подсказанным животными, уже изготовлены. Известна, например, конструкция отечественных инженеров, в основу которой была положена «работа» крота – так называемый подземоход. Однако и создать такие машины оказалось нелегко, и по производительности они уступают своим природным аналогам. Пока здесь человек применяет несколько иные, так сказать, искусственные технические решения. Вновь мы вынуждены признать: нам еще есть чему поучиться у природы…

Биоакустика Акустика прекрасна. На трибунах Одни мужчины. Солнце золотит Кудлатых львов правительственной ложи. Весь стадион – одно большое ухо. И. Бродский.

Мир звуков окружал человека всегда. В далекие доисторические времена они выручали его так же, как и других живых существ: помогали общаться, ориентироваться в пространстве, охотиться и просто выражать свои эмоции. Люди, пытаясь поставить звуки себе на службу, занялись их изучением, создав науку о звуках – акустику. Шелест листьев в лесу, стрекотание кузнечика, пение птиц, шум морского прибоя – эти природные звуки человек, поначалу просто имитируя, со временем «организовал», и появилась музыка.

Но около четырех столетий назад людям еще было не ясно, что представляет собой звук и как он распространяется. Откачивая, скажем, воздух из-под стеклянного колпака, ученые пытались узнать, будет ли звучать помещенный туда звонок. Однако звучащий предмет был плохо изолирован от подставки и звук был слышен. Ошибки не заметили, и сделали неправильный вывод: звук передается через пустоту. И только опыты англичанина Роберта Бойля привели к верному умозаключению. Для распространения звуку необходима среда – воздух, вода, дерево или металл. Именно ее колебания и переносят звук к нашим ушам. История биоакустики – науки о роли звуков для живых существ – шла непростым путем, принося то неожиданные приятные открытия, то разочарования. Были и заблуждения, развеять которые помогли время да кропотливый труд ученых. Давайте перелистаем ее страницы и послушаем, о чем они поведают нам в самые разные времена, в том числе и сегодня.

Можно ли видеть ушами? Летучие мыши, с которыми люди знакомы давным-давно, представляют собой удивительно любопытный объект для исследования. Они прекрасно ориентируются в полной темноте, ловят на лету насекомых, хотя зрение у них слабое. Известный итальянский ученый Л. Спалланцани задался целью выяснить, как им это удается. В 1793 году он начал проводить эксперименты с летучими мышами. И вот что он обнаружил: даже лишение зрения никак не отражалось на летных способностях этих животных. Но стоило заткнуть им уши плохо проводящим звук материалом, как мыши начинали беспорядочно метаться. Попытка объяснить ориентирование летучих мышей в пространстве их необыкновенным слухом была встречена насмешками. Никто не мог поверить, что они «видят» ушами. И насколько несерьезным кажется нам теперь то, что эту уникальную способность животных к ориентированию в то время предпочли объяснить через… осязание. В результате более чем на 100 лет опыты Спалланцани были забыты. Ладзаро Спалланцани (1729–1799) – итальянский натуралист, разносторонне образованный ученый. Был противником теории самопроизвольного зарождения микроорганизмов. Занимался экспериментами по регенерации органов у животных и вопросами оплодотворения. Исследовал кровообращение, дыхание и пищеварение.

Известен опытами по выяснению ориентации ночных животных. И лишь перед Первой мировой войной в связи с попытками создания эхолота вернулись к изучению летучих мышей. Ученые стремились сконструировать прибор, предотвращающий столкновение кораблей с айсбергами, – всем была памятна гибель «Титаника». Постепенно, прибегая к более совершенной аппаратуре, ученым удалось отчасти раскрыть секреты летучих мышей. Выяснилось, что этот зверек, двигаясь практически бесшумно, испускает звуки, которыми словно ощупывает все вокруг себя. Мы эти звуки не воспринимаем, поскольку их частота (ультразвуковая) лежит за порогом слышимости человека. Составляет она свыше 20 килогерц, иными словами, издающий их «прибор» должен совершать более двадцати тысяч колебаний в секунду. Таким образом, летучая мышь является природным эхолокатором. Отраженные от препятствий и неподвижных (стены и деревья), и перемещающихся (насекомые), сигналы она воспринимает и обрабатывает с фантастической эффективностью. Свидетельством этого является способность летучей мыши определить расстояние до цели,

направление и скорость ее движения, размеры и даже характер ее поверхности. Летучая мышь может заметить в темноте преграду толщиной в волосок и никогда не спутает насекомое с хлебной крошкой. На что способен этот живой локатор, неоднократно проверялось в самых разных условиях, таких, например, как изображено на рисунке. Предположения Спалланцани были окончательно подтверждены. Не прояви ученые такого пренебрежения к его давним опытам, они смогли бы использовать их результаты значительно раньше. Реагировать на ультразвук могут, как оказалось, многие живые существа. Так, собаки прекрасно слышат летучую мышь. В цирке нас порой удивляют счетные способности этих четвероногих друзей человека. Однако секрет прост: дрессировщики незаметно подают им сигналы ультразвуковым свистком. И даже кое-кого из жертв летучих мышей – ночных бабочек совок – природа оснастила защитой. Они воспринимают издаваемые хищником сигналы и могут вовремя скрыться. Или даже испускать такие ультразвуковые сигналы, которые сбивают летучую мышь с толку, а то и вовсе отпугивают ее. По примеру этого «живого локатора» созданы сегодня «акустические очки» – приборы, которые, возможно, помогут слепым. Отраженные от препятствий ультразвуковые импульсы это устройство преобразует в слышимые сигналы, подаваемые в наушники.

Как ориентироваться под водой? Еще более неожиданным открытием оказалась возможность ультразвуковой ориентации морских млекопитающих, обнаруженная лишь немногим более полувека назад. Она осуществляется несколько иначе, чем у летучей мыши. Дело в том, что в воздухе и в воде звук распространяется по-разному. Долгое время было неясно, почему та же летучая мышь умудряется ловить рыбу, которая вроде бы не должна быть «видна» на ее локаторе. Оказалось, что именно из-за отражения ультразвука на границе воздуха и воды возникает принимаемый летучей мышью сигнал – ведь внутри рыбы находится наполненный воздухом пузырь. Так рыба становится заметной для летучей мыши, даже не высовываясь из воды. Американские ученые 20 лет бились над проблемой, как обнаружить с воздуха подводные лодки противника. Разработанный ими чувствительный локатор самолета оказался способен регистрировать малейшие колебания поверхности воды над невидимым судном. Не пришла ли здесь на помощь инженерам летучая мышь? Но вернемся к обитателям океана. Считается, что далеким предкам дельфинов и китов, уже вышедшим из океана на сушу, пришлось затем по каким-то причинам вернуться обратно. Об этом говорят, например, зачатки задних ног в китовом скелете. Как бы то ни было, млекопитающим нужно было уметь ориентироваться в воде, где уже на небольшой глубине темно, да и прозрачность среды низкая. Вот и пришлось дельфинам и китам превратиться в сонары – гидролокаторы, то есть развивать иную, чем у земных животных, систему звуковой локации. В принципе, она схожа с той, что имеется у летучей мыши. Дельфин издает ультразвук, который, отражаясь от препятствия, вновь поступает к нему. Но у дельфина нет таких ушей, как у летучей мыши, чем же он воспринимает отраженный звук? Взгляните на изображение головы дельфина. В возникновении звука, рождающегося в воздушных мешках, принимает участие жировая лобная подушка, играющая роль фокусирующей линзы, отражателем же служит вогнутый, подобно чаше, череп. А отраженный от препятствия сигнал воспринимает и передает к уху дельфина его широкая нижняя

челюсть. Благодаря такому устройству дельфин, прекрасно ориентируясь даже в мутной воде, определяет расстояние до преград, находит рыбу. Хорошо известен опыт, когда он моментально среагировал на крохотную дробинку, опущенную в совсем непрозрачную воду более чем в 20 метрах от него. Разумеется, ученые не упустили возможности воспользоваться таким совершенным «прибором», как дельфиний локатор. Они знали, что еще во время Первой мировой войны американский физик Р. Вуд предложил обучить тюленей поиску вражеских (германских) подводных лодок по звуку их винта. И хотя из этого ничего не получилось, опыты с тюленями доказали, что они прекрасно слышат под водой. Изучив очертания ушей тюленей, ученым удалось усовершенствовать форму гидрофонов – приборов, улавливающих звуки под водой. После этого начались активные исследования локационных способностей дельфинов, продолжающиеся до сих пор. Одна из надежд биоакустиков связана с созданием переносного устройства по принципу эхолокатора дельфина, позволяющего человеку

ориентироваться в воде. Правда, пока подобные аппараты весьма громоздки и, увы, не столь совершенны, как у животных.

Чем «стреляют» киты и дельфины? Что вы сделаете, если заблудитесь в лесу? Начнете аукать в надежде, что где-нибудь вас услышат. А если будете точно знать, куда направить звук, то приложите ко рту ладони рупором. Одно дело, когда звук распространяется во все стороны, – тогда он рассеянный, слабый. Другое – если его собрать в узконаправленный пучок – в этом случае он может достигать заметной мощности. Так поступают и морские животные. На рисунке вы можете видеть две области, в которых дельфин по-разному «распоряжается» звуком. Высокочастотные сигналы, нужные ему для эхолокации, он словно бы собирает в плотный пучок и прослушивает с его помощью окрестности, как лучом звукового прожектора. Это довольно узкая зона спереди и позади дельфина (она выделена частой штриховкой). Таким пучком он водит в воде подобно тому, как люди пользуются в темноте карманным фонариком. Однако у дельфина есть и обычный, не ультразвуковой слух. Хотя его уши почти заросли, они прекрасно воспринимают практически со всех сторон звуки меньшей частоты. Кстати, эти звуки распространяются в воде дальше, чем ультразвук, поскольку могут огибать препятствия, не отражаясь целиком. Поэтому китообразные используют их для общения

между собой. Кашалоты, например, слышат друг друга на расстоянии более пяти километров. Зона восприятия такого ненаправленного слуха почти круговая – сравните по рисунку. Выяснилось и еще кое-что, не менее удивительное. Бывало, рыбаки недоумевали, наблюдая, как дельфины курсируют вокруг стаи зависшей в воде, будто бы снулой рыбы. И время от времени подплывают к ней, чтобы не спеша полакомиться. Оказалось, что это – результат воздействия на рыбу мощных звуковых импульсов. Такую же ситуацию наблюдали и в случае с китами. Действительно, если дельфин, резво движущийся в воде, может охотиться и «на ходу», то огромный кит старается экономить свои усилия. Ведь для того, чтобы угнаться за рыбой, нужно «подсуетиться». А тем более, если требуется догнать кальмара, способного двигаться со скоростью 55 километров в час. Многие юркие рыбы, которым не составило бы труда увильнуть из-под пасти кита, тем не менее вяло болтались перед ним. Анатомические исследования показали, что в массивной голове китообразных, составляющей порой треть длины всего их туловища, действительно может сфокусироваться очень мощная звуковая волна. Попадая в зону ее действия, рыба обездвиживается, а то и погибает, поскольку выдержать сильный перепад давлений, создаваемый этой «звуковой пушкой», ее организм не в состоянии. Почему же исследователи не сталкивались с действием такого акустического оружия в океанариумах? Видимо, в закрытых водоемах животные не решаются им пользоваться, чтобы не нанести самим себе вреда отраженным от бортиков водоема ультразвуковым импульсом. Впрочем, давайте продолжим разговор о «живых приборах», так сказать, мирного назначения.

Где – полезный сигнал, а где – помеха? Результаты исследований феноменальных возможностей дельфинов и китов нередко помогают человеку в решении проблем, связанных с освоением океана. Например, радиосвязью в воде, к сожалению, не воспользуешься – радиоволны в ней быстро затухают. Вот и остаются для связи только звуки, в использовании которых эти животные большие «специалисты». Для нас также очень важны вопросы локации морских глубин. Например, для построения карты дна морей и океанов, нужной при поиске там полезных ископаемых; для решения вопросов, связанных с безопасным движением судов и подводных лодок; для выяснения структуры литосферных плит, из которых, как уже нам стало известно, построена вся поверхность земного шара. На границах этих плит рождаются горы и вулканы, происходят землетрясения. Но недостаточно научиться только посылать и принимать отраженные препятствиями звуки, надо суметь их расшифровать. Животные с удивительной точностью отсеивают, отфильтровывают сигналы, не несущие для них полезной информации. В то же время они отлично усваивают и обрабатывают звуки, необходимые для ориентации, поиска пищи, общения с сородичами. К примеру, летучие мыши, миллионами обитающие в пещерах, умудряются не только не глохнуть в невероятном ультразвуковом шуме, но и выделять необходимые им сигналы. Вот небольшая локационная задача, с которой сталкивается человек. На рисунке слева показано в плане, как выглядит информация, полученная от кругового радара – радиолокатора, принцип действия которого схож с сонаром (от sound, по-английски «звук») – звуковым локатором. Видно, что близкие к нему предметы могут экранировать (заслонять) те цели, за которыми ведется наблюдение. Каким же способом избавиться от помех?

Теперь посмотрим на правый рисунок. Из него следует, что сигнал, пришедший от удаленной цели, выглядит слабее, чем от близкой. По этим данным можно было бы определить расстояние до интересующего нас объекта. Однако для этого нужен мощный излучатель сигналов, но его могут заметить раньше, чем он сам «поймает» цель. Также необходим высокочувствительный приемник, но его легко «забить» ложными сигналами – помехами. Конструкторы радаров и сонаров научились решать многие из подобных задач. Например, принимать сигналы от неподвижных целей так, чтобы они «гасили» друг друга, не мешая следить за движущимся объектом. Или придавать испускаемому импульсу особую форму, которая отличает его от «паразитных» сигналов. При этом вот что важно: продвижение как в радио-, так и в эхолокации позволило нам лучше разобраться, как работают подобные сложные системы в природе. И наоборот, благодаря этому прогрессу в понимании природы ее подсказки дали нам возможность совершенствовать свои приборы. Например, недавно немецкие ученые создали эхолот, излучающий волны в ультразвуковом диапазоне, близком к тому, который использует летучая мышь. И с его помощью стали определять состав донного грунта с недостижимой прежде точностью. Радар,

изобретенный группой американских конструкторов, способен воспринимать биение человеческого сердца на расстоянии ста метров и «чувствовать» человеческое дыхание даже через бетонную стену метровой толщины.