На протяжении всей истории развития человек обращался к живой природе в поисках решений стоящих перед ним проблем и находил полезные для практической деятельности решения.
Во времена язычества «древние конструкторы» заимствовали у живой природы формы строения, способы действия и принципы передвижения, создавая колонны, копировали формы стеблей цветов и стволов деревьев, при строительстве арок и куполов заимствовали формы яйца и черепа.
В эпоху Возрождения (15-16 века) в период расцвета искусств, науки и техники конструкторы, создавая хитроумные машины и механизмы (подъемные, военные, горные, текстильные и другие), пристально изучали живую природу и многое заимствовали у нее. Научные деятели тех времен считали, что живая природа является первым учителем человека и основным источником подражания при создании машин. Так, Л.Б.Альберта в своих трактатах сравнивал машины с очень сильными живыми существами. Леонардо да Винчи выявил общность в принципах действия машин и живых организмов и разработал научный метод изучения природы, который нашел полное воплощение в результатах его технического творчества: при создании зубчатых передач, пушек, подъемных кранах, текстильных и других механизмов и т.д.
Русские умельцы в средние века также создавали и даже испытывали летательные аппараты, копирующие полет птиц, за что по приказу духовенства им отрубали головы. Арабские ученые, изучив строение глаза, уже в то время создали оптические линзы.
Великие открытия в небесной механике в 17-18 веках совершили переворот в сознании людей. Постепенно наука освобождалась от религиозных догм, развивались естествознание и механика, началось активное изучение природы и живых организмов. Итальянец Гальвани открыл биоэлектричество и разработал учение об общих закономерностях организации технических устройств и животных. Физик А.Вольта, изучая возникновение биотоков в живых организмах, создал химический источник электрической энергии – гальванический элемент.
Основополагающие открытия в механике повысили интерес инженеров к живой природе, как источнику творчества. Начался интенсивный процесс переноса принципов и форм движения животных на технические объекты. Использование биомеханики позволило создать всевозможные программные механические автоматы (птиц, поющих и машущих крыльями; фигурки людей, танцующих, играющих или поющих и т.п.), способствовало появлению целого ряда проектов машин и летательных аппаратов. Однако уровень развития науки и техники, а также знаний свойств живых организмов был явно недостаточным для осуществления этих идей – ведь за основу бралось лишь чисто внешнее сходство с живыми существами. Например, изобретатели паровоза не представляли себе возможности передвижения на колесах без подталкивания, поэтому первые паровозы были снабжены «ногами», которые попеременно поднимались как у лошади. Естественно, что эти конструкции не имели успеха.
Неудачи переноса биомеханики в технику в определенной мере дискредитировали живую природу как источник подражания, а достижения естествознания разрушили механистическую картину мира. Вследствие этого в середине 19 века появилось учение о том, что принципы устройства живых существ и машин различны, поэтому, создавая технику, не следует подражать живой природе. Тем не менее, и в этот период многие ученые продолжали изучать живую природу и черпать из ее кладовых новые изобретения. Физиолог Пуазейль, исследуя ток крови в сосудах, установил основополагающие законы тонкотрубной гидравлики. Немецкий врач Мейер, изучая энергетический баланс живых организмов, установил закон сохранения и превращения энергии. Русский ученый П.Л.Чебышев, исследовавший биомеханику животных, построил шагающую машину. Русский физик Н.А.Умов разработал принципы построения всех организованных систем – животных, человека и машин – и выявил их общие закономерности. Основоположник современной аэродинамики Н.Е.Жуковский изучал строение и механику полета птиц. Его работы до сих пор являются образцом инженерного изучения биологических систем.
В 1936 году в США Н.Винер организовал группу ученых – физиков, математиков и физиологов, которые, используя аналогии между живыми организмами и автоматами, исследовали общие закономерности в физиологических процессах и управлении машинами, описали их одними математическими выражениями. Теоретическое обобщение полученных материалов привело к возникновению кибернетики – новой науки об оптимальном, целенаправленном управлении сложными динамическими системами.
В 50-х годах стали интенсивно развиваться приборостроение, вычислительная техника и автоматика, что привело к созданию множества новых измерительных систем: радиолокационных, манометрических, инерциальных, акустических и других. Все эти изобретения человек создал, не обращаясь за помощью к живой природе. Однако затем выяснилось, что в природе все эти измерительные
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
