Людина дивиться в завтра

ІНЖЕНЕР НАВЧАЄТЬСЯ В ПРИРОДИ

Оез приладів не здійснилося б чимало наших мрій. Лише завдяки їм ми змогли довідатись про своїх небесних сусідів «зірки, від яких до нас мільйони світлових років. Ми проникли поглядом у мікросвіт, побачили в надмікроскопі молекулу і навіть окремий атом. Нам стає відомо те, що відбувається протягом тисячної, мільйонної чи мільярдної частки секунди: розкриваються таємниці польоту кулі, спалаху блискавиці та багатьох інших явищ.

Прилади помічають, здавалося б, невловиме «сліди частинок, котрі нездатне вловити око. Вони дають змогу виміряти час із точністю до найменшої часточки секунди. Вони сигналізують про присутність речовини в такій кількості, яку навіть важко собі уявити.

З першого погляду це ніби наукове штукарство, нас вражає лише мистецтво найтоншого експерименту. Та річ не в тім. Сучасна техніка і в значній мірі сучасне виробництво вимагають підвищеної точності вимірювань. Від цього залежить успіх досліджень і часто-густо виробничого процесу. Від цього залежить «без будь-якого перебільшення «розкриття нових таємниць природи. Так, скажімо, точне вимірювання часу лягло в основу радіолокації, що допомагає нині водити морські й повітряні кораблі, стежити за польотом космічних ракет, пізнавати загадки Місяця та планет.

Прилади, що відмічають сліди елементарних частинок матерії, незамінні в ядерній фізиці, а вона «основа атомної енергетики, яка набуває дедалі більшого поширення в наші часи. Прилади допомагають хімікам у створенні синтетичних матеріалів. Надшвидкісна фото"і кінозйомка «чудовий засіб у руках дослідника швидкоминучих процесів: електричних розрядів, вибухів тощо.

Здавалося б, у приладобудуванні досягнуто межі досконалості, точніше, вона дуже близька, і далі йти нікуди.

Очевидно, не вдасться істотно поліпшити характеристики локаторів, бо для кожного елемента локаційної системи вже вимальовується своя вершина.

Ймовірно, вже досягнуто межі збільшення, на яке здатний електронний мікроскоп.

Можливо, у «малій електроніці», що має справу із слабкими струмами та потужностями, не пощастить відвоювати нові рубежі.

І, очевидно, немає змоги значно збільшити швидкодію та надійність різноманітних приладних систем і автоматичних пристроїв, що працюють як на землі, так і в космосі.

Нарешті, й зменшенню, мініатюризації всілякої апаратури теж ніби настає кінець. Відійшли в минуле громіздкі радіоелектронні прилади. На зміну лампам прийшли напівпровідники, дротам «друковані схеми. Крихітний приймач тепер уже не дивина. Спершу розміри цих маляток порівнювали з цигаркою, потім «із сірниковою коробкою або з тюбиком губної помади, а нині «мало не з сірниковою голівкою! Здавалося б, цим вичерпано все.

Такі міркування були б цілком слушні, якби в техніці не сталися події, що підготували народження кількох нових її галузей.

А сталося те, що, власне, повторювалось уже не раз. Певний час відбувалися процеси невідчутні й непомітні, про них не знало навіть чимало спеціалістів, у всякому разі не віддавали їм належне. Ніякого видимого руху, ніяких змін не було.

І все-таки назрівало кардинальне зрушення. Накопичені факти й ідеї поступово було систематизовано, зроблено перші, хай ще приблизні висновки, з’ясовано причини невдач. І стало зрозуміло «здійснено ще один прорив, котрий дає змогу наступати по всьому фронту науки.

До того ж виявилось, що наступ цей може подеколи піти в таких несподіваних напрямках, про які годі було й думати.

Коли народилась кібернетика, «а офіційна дата її народження 1948 рік, — то навряд чи думали тоді, до яких разючих наслідків це приведе. «Керування і зв’язок у тварині й машині» «таке визначення дав своєму дітищу «батько кібернетики» американський математик Норберт Вінер. Для кібернетики байдуже, про який об’єкт ідеться: чи то радіо, телеграф, телефон, чи то будь-який автомат у будь-якій галузі техніки, чи то «машина», що зветься людиною.

Співставлення людини й машини може здатись найгрубішою аналогією, суто формальною схожістю. Двигуни «м’язи, біохімічна фабрика, яка переробляє їжу «джерело енергії, виконавчі органи «руки й ноги, керівний пристрій «мозок. Людина в своїх діях і вчинках незрівнянно досконаліша за машини хоча б тому, що вона сама їх створює. Та коли вона опинилася в орбіті математичних досліджень, між технікою й людиною проявилась аналогія куди глибша, ніж можна було припустити.

Відкрились дивні паралелі.

Мозок «справжня обчислювальна машина, проте не просто математична, а логічна, самонавчальна, з запам’ятовуючим пристроєм.

Безперервно надходить у нього потік інформацій від датчиків «органів чуттів. До речі, їх не п’ять, а далеко більше. До нюху, дотику, зору, слуху та смаку слід додати здатність відчувати зміни температури, біль, втрату рівноваги. Не можна забувати й про почуття часу «здатність нашого організму відраховувати певні часові проміжки.

Безмежно розмаїтий цей потік інформацій, що не припиняється ні на секунду. Він лише слабшає уві сні. Всі відомості про навколишній світ опрацьовуються, сортуються І, врешті-решт, служать вихідним матеріалом для вироблення керуючих команд. Тоді настає черга дуже складних біохімічних реакцій. Починають працювати нерви, потім «м’язи.

Така дуже поверхова і приблизна схема. А ось цікаві ілюстрації до неї.

Мозок має близько чотирнадцяти мільярдів нервових клітин і до десяти трильйонів нервових каналів. Жодна з створених досі електронних машин не обладнана так складно. Для машини поки що верхня межа «це кілька сотень тисяч елементів («нервових клітин»!) і всього кілька мільйонів сполучень («нервових волокон»!).

Мозок «змонтовано» надзвичайно компактно. В одиниці його обсягу заховано безліч «деталей». Якби створити тотожну за складністю й будовою електронно-обчислювальну машину, вона була б гігантських розмірів, більша за обсяг мозку в сотні мільйонів разів!

Мозок надзвичайно економічний, за добу при напруженій роботі він потребує всього лише тисячу великих калорій «приблизно п’яту частину тієї енергії, яку споживає за той самий час весь людський організм. Співставлення мозку з обчислювальною машиною щодо споживання енергії явно не на її користь.

Мозок дуже надійний. Його точність, безперебійність, здатність працювати за найнесприятливіших умов, до того ж неймовірно довго, «поза конкуренцією. Лише найтяжче пошкодження виводить його з ладу. Людина може зносити перевантаження і невагомість, спеку й холод, вібрації, одне слово, потрапляти в найнезвичайніші ситуації, а природна електронна машина «мозок «діятиме бездоганно. Природа подбала про те, щоб багаторазово продублювати роботу відповідальних елементів системи, ніби передбачивши можливість будь-якої аварії. Машині «витвору людських рук «до цього ще дуже й дуже далеко.

Тому визначення мозку як неперевершеної, створеної самою природою кібернетичної машини навряд чи здасться кому перебільшенням. І коли кібернетика тільки-но почала свій переможний шлях, одразу з’ясувалось, який він має бути довгий.

Отже, людський мозок ««живу машину» «збудовано так досконально, що годі й сподіватись кращого… До речі, це стосується не лише мозку. Весь виконавчий механізм, що підкоряється його командам, теж заслуговує найвищої оцінки. Він гранично автоматизований: як правило, чимало дій ми виконуємо не замислюючись. Нам і невтямки, яка неймовірно складна ланка процесів «фізичних, хімічних, фізико-хімічних, біохімічних «відбувається перед втіленням думки в дію.

Паралель між людиною та кібернетичною машиною з часом ставала все очевидніша, і такою ж очевидною виявлялась різниця між ними. Перевага природи незаперечна «ось висновок, до якого неминуча підштовхувала кібернетика. Та водночас вона зробила й інше.

Інженер подивився на все живе, що нас оточує, саме поглядом інженера. Біолог «згадав» про існування машин І виявив їхню схожість з природою. Шляхи техніки та біології почали зближатись.

І тут виявилося, що людина, яка створила найдивовижніші речі, творець і володар найскладніших приладів і машин, мусить навчатися, бо вона багато в чому відстала. Уроки ж слід брати в тих, хто стоїть на незрівнянно нижчому ступені розвитку «в рослин, комах, тварин, птахів, риб. Почавши вивчати самих себе, люди вдалися й до інших живих істот і одразу ж зустріли несподіване буквально на кожному кроці.

Звичайно, розумний людський мозок «це найвище, що створила природа, це вінець її творчості. Звичайно, з людиною ніщо не може зрівнятись, якщо… десь у Всесвіті не живуть ще досконаліші розумні істоти.

В такому припущенні нічого неймовірного немає. Всесвіт безмежний, чому ж слід гадати, що природа зупинилась у своєму розвитку? Чому людину слід вважати за найвищий її ступінь? А чи не може вищий для нас ступінь бути лише проміжним для інших світів?

Та поки що ми лише готуємося до радіорозмов з гаданими сусідами в Галактиці. Поки що ми робимо спроби відшукати серед хаосу шумів, які приймають наші радіотелескопи, будь-які осмислені сигнали. І ніщо, крім логіки, не підтверджує досі думки про наявність вищого, розумного життя поза Землею.

А тим часом повернімося на Землю та оглянімося довкола.

Пролетів птах. Можна дивуватися, як легко, граційно і красиво рухається він у повітрі. Жодна машина не зрівняється з птахом у спритності літати «літати вільно, відчуваючи себе повним господарем повітряної стихії.

Недарма польотом птахів цікавилось чимало великих учених «від Леонардо да Вінчі до Жуковського. Недарма таємниці пташиного лету досліджує аеродинаміка й нині. Недарма апарат з рухливим крилом залишається мрією, і зроблено лише несміливі спроби, щоб побудувати орнітоптер (птахоліт).

Подивимось, одначе, на пташку не просто як на живий літальний апарат. Чи нема в ній іще чогось дивовижного?

Десятки тисяч кілометрів долають перелітні птахи, прямуючи у вирій, і щоразу дотримуються свого маршруту з ідеальною точністю. Це вчені-орнітологи перевіряли не раз. З півночі на південь і з півдня на північ, здіймаючись на величезні висоти, пернаті мандрівники щороку повторюють шлях своїх предків. Не було випадку, щоб вони заблукали. Такої точності орієнтування ще не мають наші навігаційні прилади.

Про те, що кажан має звуколокатор, довідались вже давно. Він може виявити перешкоду тоншу трьох десятих міліметра. Різні види кажанів мають свій особливо влаштований локаційний апарат, надзвичайно добре пристосований до умов їхнього життя. Така висока техніка звуколокації для людини поки що недосяжна.

Гідролокатор дельфіна «пляшконоса» має радіус дії не менший, ніж локатори сучасних підводних човнів. А за точністю він набагато перевершує їх. Адже дельфін не лише «засікає» риб, на яких полює, а може відрізнити їхню породу «навіть на відстані до трьох кілометрів.

Ще не цілком ясно, як діє ультразвуковий локатор дельфінів і зубатих китів. Але що діє він дуже точно, немає сумніву. Дельфін, приміром, може виявити кинуту у воду маленьку шротинку на відстані два-три десятки метрів. Він безпомилково знаходить саме ту рибу, котрою живиться. Гадають, що ці тварини мають своєрідний ультразвуковий прожектор, який випромінює досить потужну енергію. Можливо навіть, що і свою жертву вони приглушують звуковим ударом, паралізуючи її на певний час.

А тюлень, як виявилось, має дотикові волосинки «своєрідні ультразвукові антени. Ехолокаційні та приймальні обладнання таких тварин дуже досконалі.

Ще одну цікаву здатність мають вусаті кити. Вони живляться планктоном і відшукують його скупчення у водяній товщі, завжди рухаючись до нього найкоротшим шляхом. Але ж китова їжа є не всюди, а лише в певних місцях, з певною солоністю води. Кит, очевидно, визначає з високою точністю (до сотих часток процента!), як насичена солями морська вода, а тому й знаходить так швидко дорогу до свого «пасовиська».

В нас немає радіолокатора, що працює у воді. А ось одна тропічна рибка забезпечена випромінювачем електромагнітних хвиль, який допомагає їй «бачити» під водою. Електроімпульсний локатор цієї рибки має приймач відбитих сигналів, чутливіший за нервову клітину «нейрон «у сто тисяч разів!

Ми ще не створили приладу, що відчував би такі слабкі запахи, на які реагує метелик чи риба. Рибка відчує аромат, навіть коли в кубометрі води є всього мільйонна частка грама запашної речовини. Метелик виявляє присутність такої речовини, якщо в кубометрі повітря є бодай одна її молекула.

Ми не сприймаємо ультрафіолетових променів, ми не розрізняємо поляризоване світло, як це робить око бджоли.

Ні ми, ні наші прилади не помітять зміни температури на тисячну частку градуса, а гримуча змія робить це зовсім легко. Мабуть, тому підсліпувата змія знаходить свою жертву в темряві. їй допомагає надчутливе сприймання теплових променів. Мухи й метелики чудово бачать в ультрафіолетових променях.

Наше око не здатне штучно підсилювати контрастність, допомагаючи тим самим бачити малоосвітлені предмети. А око одного з видів крабів здатне на це.

Ми лише почали створювати самонавідні системи. Вони дають змогу снарядові автоматично вражати ціль. Акули ж мають у своєму розпорядженні звуковий та вібраційний локаторні механізми, щоб самонаводитись на жертву.

Людина не має електричного чуття. Малі струми вона взагалі не помічає, не може на відстані приймати електричні сигнали. А чимало риб «можуть. Більше того, вони, виявляється, мають своєрідний електролокатор, такий чутливий, що він допомагає їм орієнтуватись. Оточена власним електричним полем, риба реагує на найменшу, викликану будь-яким зустрічним предметом, зміну в ньому. Мільйонні частки вольта на міліметр «така електрочутливість риб!

Ми маємо високочутливі приймачі коливань. Проте жоден з них не зрівняється з коником, у ніжках якого містяться звуколокатори. Навколишні звуки викликають коливання в його тілі, і коник їх помічає. Помічає, навіть якщо амплітуда коливань менша за півдіаметра атома водню! Важко уявити собі таку неймовірно малу величину. Фактично коник відчує будь-яке коливання і, отже, будь-який звук.

Ось іще кілька прикладів «технічної досконалості» живої природи.

Піщана блоха має своєрідний навігаційний пристрій і, обираючи собі шлях, орієнтується за місяцем. Нічний метелик вловлює ультразвук від кажана і тому легко рятується, «перехитрувавши» його тонкий локаційний апарат.

Очі багатьох комах можуть за часточку секунди визначити, як швидко рухається якийсь маленький предмет.

Совине вухо «неперевершений гостронапрямлений звукопеленгатор.

Собачий нюх такий тонкий, що навіть не шукач, а простий дворняга розрізняє приблизно півмільйона запахів.

У рака є надчутливий орган рівноваги, завдяки якому він реагує на найменші переміщення й вібрації.

А сітчатка людського ока має, очевидно, чутливі елементи, що розрізняють кольори, сортують промені за довжиною хвиль та забарвленням. Розгадавши таємницю їхньої будови, ми зможемо вдосконалити кольорове телебачення, створити нові прилади «кольоророзрізнювачі, в яких мають потребу виробництво, наука і техніка.

Людське вухо здатне сприймати звуки дуже незначної сили. Якщо звукові хвилі зсунуть «датчик» (елемент, що сприймає) у вушній раковині всього на одну стомільярдну сантиметра, людина відчує звук.

Як бачимо з прикладів, органи чуття тварин досконаліші багатьох приладів, а також людських органів чуття. Тварини, риби, птахи, комахи сприймають світ по-іншому, і в кожного з них це сприйняття не таке вже й бідне. Як би розширилися рамки наших звичних відчуттів, коли б ми були наділені «на додачу до своїх «зором бджоли, гостротою коникового слуху, нюхом метелика, електричним чуттям риби!

Останнім часом роблять чимало спроб відтворити «живі прилади». Вже виготовлено, щоправда примітивний, електронний «ніс», здатний розрізнити за запахом кілька речовин. Зроблено найпростішу модель очей краба і жаби. Є пристрій, аналогічний органові слуху медузи: адже медуза ніби чує шторм, який наближається, вловлюючи недоступні нашому вухові інфразвуки.

Інженери прагнуть збудувати прилад, такий же чутливий до змін температури, як подібний орган у тварин.

І вже наша приладна техніка зробила перші запозичення в природи.

Гіроскоп, необхідна частина систем автоматичного керування літаком, кораблем, ракетою, працює за принципом гіроскопічного органа літаючих комах. Інший приклад «компас, що діє як око мухи чи бджоли і визначає положення, наприклад, корабля щодо сонця. Вимірювач швидкості теж підказаний будовою ока комах.

У світі тварин і комах, риб і птахів природа проявила свої здібності, створюючи не самі лише надчутливі, надточні, надмініатюрні прилади. Чимало тварин, риб, птахів, комах» чудові транспортні апарати: високошвидкісні, економічні, маневрені, з досконалою системою керування.

Швидкість понад сто кілометрів на годину «не рідкісне явище для перелітних птахів. Трапляються ще й бистрокриліші: стриж може пролетіти двісті. Навіть маленькі метелики, бабки та коники теж своєрідні рекордсмени-їхня межа шістдесят. А шістдесят кілометрів на годину «це швидкість поїзда.

Дельфіни, акули й чимало інших риб долають за годину відстань у сімдесят-вісімдесят кілометрів; Є серед жителів моря й такі, що поєднують у собі якості плавців та літунів. Це літаючі рибки. Вискочивши з води, вони можуть пролетіти над нею майже кілометр зі швидкістю п’ятдесят «сімдесят кілометрів на годину. Яку ж потужність повинен розвивати їхній рушійний механізм, як добре має бути пристосована форма їхніх тіл до пересування у воді та в повітрі!

Вдаючись до всіляких хитрощів, учені досліджують, як саме діють живі машини і прилади. За допомогою крихітної радіоапаратури вони стежать за польотом птахів. У аеро"і гідродинамічних трубах досліджують обтічність тіл повітрям чи водою, записують на плівку сигнали, які випромінюють живі локатори. Прилади дають змогу розкривати таємниці тварин, щоб можна було створювати ще досконаліші прилади і ще досконаліші машини.

Перший же корабель китоподібної форми виявився економічніший за інші сучасні судна. Вже перші досліди зі штучною шкірою, що копіює дельфінову, дали цікаві результати. Дельфінова шкіра пронизана порами, через які виділяється особливе мастило. Тому під час руху його тіла у воді не виникає завихрень. Опір і тертя різко зменшуються, і дельфін може плисти з великою швидкістю. В глибинах моря з часом з’являться незвичайні кораблі. За прообраз їм будуть кити і дельфіни.

А щодо орнітоптера, то, безумовно, і його збудують. У цьому переконують досягнення науки.

Близько тридцяти років тому вийшов цікавий фантастичний роман Олександра Бєляєва «Володар світу». Якщо припустити, ніби мозок людини «це своєрідна приймально-передавальна радіостанція, то можна збудувати підсилювач сигналів, які випромінює мозок (для радіотехніки це зовсім неважко). Тоді з’являється можливість передавати свою думку, свою волю іншим. Завдяки цьому один з героїв роману О. Бєляєва Штірнер «став володарем світу.

А інший герой «винахідник Качинський «зумів побудувати ще потужніший думковипромінювач і знешкодив Штірнера. «Мирні» ж думкопередавачі та приймачі послужили новим засобом напрочуд швидкого і наддалекого зв’язку. Це допомагало відроджувати минуле чи забувати сучасне; приборкувати диких звірів тощо.

Бєляєв наводив у романі навіть схеми розумового радіозв’язку. Вони були дуже переконливі.

Один англійський учений нещодавно провадив досліди над метеликами і переконався в тому, що вони подають сигнали один одному. Слід визнати, що механіку такого зв’язку ще не розгадано. А ось електромагнітне випромінювання в деяких риб «твердо встановлений факт! Можливо, й інші живі істоти мають своєрідні радіогенератори, але від них ідуть надто малі струми, щоб їх можна було вловити сучасними приладами. Можливо, Бєляєв мав рацію?

Перед нами інша книжка, видана на Україні. Її автор Б. Б. Кажинський, учений, що працює в галузі біологічного радіозв’язку. До речі, саме він правив Бєляєву за прототип Качинського.

Спираючись на численні дані, Кажинський доводить, що мозок «справді природний випромінювач. У цій галузі ще не все ясно, недарма на обкладинці книги стоїть великий знак питання. І все-таки інтуїція письменника-фантаста і дослідницький шлях ученого лежать до певної міри в одному руслі. Апарат Штірнера збудувати неможливо, однак цілком можливі інші прилади, що теж по-своєму роблять, здавалося б, неймовірне.

Є в нас чимало таких місць, де треба докласти рук, але куди людині не можна й потикатись. Найтиповіший приклад «небезпечно радіоактивна зона, ядерний реактор на електростанції чи атомоході або «гаряча» лабораторія, де доводиться мати справу з радіоактивними речовинами. Треба перезарядити реактор, провадити досліди і, отже, брати якісь предмети, переливати якісь рідини, одне слово, виконувати все, що звичайно робить людська рука.

Однак людина беззахисна перед великою дозою радіації. Знову доводиться проводити паралель з природою, що показує, як далеко пішла вона вперед. Тварини, особливо найпростіші, зносять опромінювання в тисячі разів більше за те, що витримала б людина. Коли ж говорити про найдрібніші істоти, про мікроби, то вони ще стійкіші.

Людину, зрозуміло, не порівняти з мікробами, та чому б не спробувати проникнути в цю таємницю природного радіаційного захисту? Можливо, природа підкаже біології нові шляхи до захисту людини від опромінювання.

Поки що на допомогу приходять хімія й техніка. Хімія створює захисні препарати, техніка в союзі з хімією «захисні екрани та одяг для космонавтів, учених, інженерів і робітників «атомників.

І все ж таки не можна працювати в безпосередній близькості до реактора і брати до рук матеріали, що розщеплюються. Замінити людську руку на механічну «таке напрошується рішення.

Металева «клешня» з гнучкими пальцями здатна виконувати навіть найскладніші дії. Вона бере пробірки, наповнює колби, навіть запалює сірники! Гнучкістю та рухливістю металеві пальці не поступаються перед людськими. Тому й користуються механічною рукою ««маніпулятором» там, куди людині вхід заборонено.

Тут сказано «механічна» рука, бо вона механічно повторює всі рухи людської. По суті, це система важелів.

А ось інша система, що не має такого механізму. Людині варто подумати, уявити собі, як повернулася б її рука, як поворухнулися б пальці, як би вона стислась у кулак. І штучна рука «вже не механічна, а біоелектрична «втілить думку в дію: зігнеться, поворушить пальцями, стисне їх у кулак.

Кожний працюючий орган виробляє струми. їх можна вловити і записати на стрічці у вигляді кривої. Біоструми мозку розкажуть про те, спить людина чи ні, відпочиває чи працює. Струми мозку існують! Звідси висновок: повинні бути й біологічні електромагнітні поля, адже електричний струм і магнетизм невіддільні.

Тут ми, відверто кажучи, забігли наперед. А ось, ґрунтуючись на твердо встановлених фактах, можна сказати: живий організм «своєрідна електростанція. Генератори в ньому розкидані всюди. Одні з них «у м’язах, і будь-яке скорочення м’язових волокон негайно викликає струм. Цей струм, звісно, надто малий, всього незначні частки вата. Але його зміни точно відображають те, що відбувається з м’язом, який одержав від мозку по нервах відповідний наказ.

Вловити електричні коливання, хоча б і найслабкіші, наші прилади можуть. Вони можуть також підсилити струм. Тепер стає зрозуміло, як обладнати біоруку. Датчики «знімуть» з людської руки струм, що виникає під час її руху. Струм буде спрямований до підсилювачів, потім «до перетворювачів, котрі з великої кількості біострумів виділяють саме ті, що нам потрібні. Звідси остаточно сформований керований сигнал надійде у гідропривід і змусить поршень переміститися. А той, у свою чергу, змусить пальці біоруки виконувати рухи, що повторюють рухи живих пальців живої руки.

Нічого не слід пересувати, нічим не треба маніпулювати, а лише в думці уявити собі, що І як має статися. І десь, можливо навіть дуже й дуже далеко, за прийнятим радіосигналом, усе це буде точно виконано.

Такі перспективи. А сьогодні інженери створюють протези, здатні хоч і не цілком, однак багато в чому замінити людині втрачену руку. Сьогодні створюють біоруки-підсилювачі. Вони можуть у кілька разів збільшити м’язову силу людини. Така серводюдина («серво» «допоміжний) буде силачем і чудовим бігуном. Він зміг би також привести в дію м’язоліт.

Так, почавши з майбутнього, ми через сучасне знову повернулися до нього. Людина на крилах «це мрія, а здійснити її допоможе біоніка «наука, яка щойно народилася. Ледь з’явившись на світ, вона зразу ж зробила відкриття там, де раніше не бачили нічого цікавого.

Варто згадати «лише самих видів комах у природі понад півмільйона, а морських тварин «сотні тисяч. Скільки ж несподіванок чекає на нас! Адже людина познайомилась поки що тільки з небагатьма представниками тваринного світу!

Знаменно, що інженер негайно став навчатися в природи. Він удосконалює свої машини і прилади, але він створює й нові.

Він проектує підземохід, маючи перед очима приклад крота. Він будує снігохід, спостерігаючи пінгвіна, котрий відштовхується від снігу ластами. Він створює паливні елементи, подібні до природних біохімічних, в яких працюють бактерії чи водорості. Який же простір відкриється перед ним, коли біоніка розгадає таємниці живих приладів і механізмів! Про що б він міг тоді помріяти?

У своїх мріях він продовжить насамперед подорож у світ малих величин «туди, де без приставки «мілі» та «мікро» не обійтись. Скориставшись прикладом надгострих органів чуття, які має в своєму розпорядженні природа, він створить прилади, що значно перевершують сучасні.

Тоді вимірюванню й спостереженню будуть доступні всі ті відстані, коливання, кількості речовин, світла й тепла, що нині недосяжні для нас. Тоді фактично відкриється ще один світ, як сталося недавно в астрономії: за межами нашої Галактики було виявлено величезну кількість інших галактик, цілий Мегасвіт.

Подібно до того, як надшвидкісна кінозйомка «лупа часу «дала змогу зрозуміти, яка велична мить, яка вона багата на події, так і проникнення за межі сьогоднішньої чутливості приладів, напевно, прочинить двері до над-малого.

З малого виростає велике. Адже маючи справу з неймовірно малими кількостями речовин, змогли відкрити й вивчити властивості нових елементів, добути речовину надвисокої чистоти, застосувати «мічені» атоми, розділити ізотопи.

Коли навчились приймати і підсилювати слабкі сигнали, слабкі струми і світло, тоді прочинили вікно у Всесвіт. Розширилась його досліджена частина, крім того, він виявився іншим «Радіовсесвітом, Всесвітом ультрафіолетового та інфрачервоного випромінювання. І були відкриті радіозірки та радіогалактики, зірки, що не світять, а лише гріють.

То чому не припустити, що тварини й комахи відкриють нам запону того, що нині приховано?

Хімік, наприклад, дістане змогу переконатися суто дослідним шляхом у наявності в морській воді величезної кількості елементів. Нині їх там виявлено сорок чотири. Немає сумніву, що повинні бути й усі останні, які входять до таблиці Менделєєва. Адже знаходять у тілах морських тварин ті елементи, яких не виявлено у воді. Просто ще немає надтонких методів аналізу, просто ми не вміємо поводитися з такими слабоконцентрованими розчинами.

Коли ж згадати про гігантський об’єм Світового океану, мале знову обернеться на велике. Дізнавшись усе про воду, ми зуміємо тоді до кінця використати «рідку руду». Вона постачатиме нам усі елементи менделєєвської таблиці…

Підвищиться точність наших навігаційних приладів. Це значить «літаки й кораблі, а в ще віддаленішому майбутньому і пасажирські геокосмічні ракети зможуть підтримувати безвідмовний зв’язок між найвіддаленішими точками нашої планети.

А розміри хоча б тих самих локаційних систем? Адже системи ці досить громіздкі й важкі. Проте ми не помічали цього, доки не втрутилась біоніка. Метелик сам малесенький, зате його інфрачервоний локатор, «а в тому, що він є, вчені вже переконались, «виявляє перешкоду за десятки кілометрів. І хто знає, може, завдяки метеликам та іншим комахам у багато разів зросте далекість нашого штучного бачення-електромагнітного, теплового, інфра» та ультразвукового!

Згадаймо перешкоди, це лихо всіх приладів, що мають приймати відбиті чи кимсь послані слабкі сигнали. Врешті, гострота такого бачення й залежить від того, чи зуміємо ми відрізнити потрібний нам сигнал від стороннього шуму. Кажан чудово відрізняє «свою» луну серед численних чужих звуків, у тому числі й серед крику та писку інших кажанів. От коли б довідатись, як він це робить! Тоді й перешкоди були б не страшні.

І останнє. Не виключена можливість, що ми виявимо в тваринному світі локаційні системи, які ґрунтуються на певних, поки що невідомих нам принципах роботи. Таке припущення все частіше й частіше висловлюють учені-біоніки.

Нічого неймовірного в цьому немає. Загадкове в поведінці тварин, їхніх звичках та способі життя буде з часом з’ясоване. Живі прилади послужать за прототипи нашим штучним органам чуттів, незрівнянно гострішим, ніж ті, що є тепер.

Отже, що дало б інженерові навчання в природи? Спробуємо перелічити.

Локатори, чутливіші за сучасні, як гадають, не менше ніж у двадцять мільярдів разів. Підводний радіозв’язок, котрий ми поки що не можемо налагодити. Прилади для просвічування земних надр, аж до найбільших глибин. Прилади, що дозволяють з величезною точністю визначати місцеперебування під водою, в земних надрах, у повітрі та в космосі. Нові «виявники» радіації. Нові прилади, здатні вловлювати запах, розрізняти найтонші кольорові відтінки. Вже чимало!

Інженер поки що не може сказати, яку будову матимуть нові прилади і чого від них конкретно слід сподіватись. Він лише виразно уявляє собі, де краще використати нагромаджені біонікою факти.

Він думає, наприклад, виготовити таке штучне око, яке зможе не просто сприймати видиме чи невидиме світло, як це роблять, скажімо, фотоелементи. Він прагне створити пристрій, що буде автоматично підсилювати контрастність зображення «згадаймо крабове око! І це дасть змогу дешифрувати аерофотознімки, розглядати телевізійні зображення, передані з великих висот, із супутників Землі та планет.

Лише фототека Місяця налічує вже тисячі знімків. У майбутньому станції-автомати передадуть фотознімки дальших наших сусідів-передусім Марса (першу таку спробу вже зроблено). Дуже важливо в найретельніший спосіб вивчити марсіанські фотокартки. Від цього залежить вирішення питання про марсіанські канали. Через те, що астрономи не можуть як слід розгледіти поверхню червонястої планети, яка перебуває за десятки мільйонів кілометрів од Землі, і виникла суперечка: є канали чи немає, є рослинність чи ні, є відкриті водоймища чи немає, і, власне, чи є марсіани? Можливо, суперечку буде вирішено ще до висадки на Марс перших космонавтів.

Інженер фантазує про те, що могла б ще зробити біоніка для подорожуючих на Місяць та планети, і перед його уявою постає така, скажімо, картина.

…Бездоріжжям, незграбно переставляючи ноги-ходулі, поволі рухається якась дивна істота. Обережно обходить великі перешкоди, через малі переступає. її тулуб виблискує в сонячних променях. Над нею «куля з ілюмінатора-ми-очима, вгорі стирчать вусики антен, а одна рамкова антена весь час обертається, ніби прислухаючись до чогось.

Час від часу істота зупиняється, згинається, її металеві руки щось підіймають. Свою здобич вона підносить до прозорих очиць, а потім чи викидає геть, чи ховає в металеву «кишеню».

Та ось вона заходить у тінь від стрімкої скелі і зникає, ніби розчиняється в непроглядній темряві. Хвильку по тому морок розтинають промені прожекторів. Жаринками яріє в цих променях різнобарвне каміння. То істота ввімкнула потужні світильники на грудях і на голові. Коли вона знову вийде на світло, прожектори погаснуть.

Ця дивна істота «робот, автоматичний розвідник. Він мандрує Місяцем, оглядаючи заданий йому район. А ті, хто послав його, лишились далеко «вони щойно вийшли з корабля і ще не робили тривалих переходів. Вони тільки готуються до подорожей і чекають, що доповість їм робот.

А можливо, його послали ті, хто вже обживає Місяць. Чи ті, хто оселився на штучному супутникові Землі або взагалі не покидав нашої планети.

Як же виконує робот завдання своїх господарів і як повідомляє їм про те, що надибав на своєму шляху?

Він має передавальні телевізійні камери з такою контрастністю зору, як у деяких тварин. А також радіолокатор кругового огляду, здатний помітити будь-який найдрібніший предмет, як це роблять локаційні системи деяких тварин.

Робот має маніпулятори-біоруки, і оператор, бачачи те ж саме, що й автоматичний посланець, наказує йому в думці виконати певну роботу «підняти камінь, відбити геологічним молотком шмат якоїсь породи, взяти жменю пилу тощо. Робот виконує ці накази. Все, що він підіймає, попадає до обладнаної всередині роботового тулуба похідної лабораторії-автомата. Аналіз триватиме лічені хвилини, і прилади, що мають таку ж гостроту сприймання, як деякі тварини, зафіксують навіть найменшу кількість речовини.

Наслідки аналізу робот або ж запам’ятає своїм запам’ятовуючим пристроєм, або повідомить через спеціальний канал радіозв’язку. Автоматом керує оператор, але робот має і свою «голову» «електронний мозок, лічильно-розв’язувальний пристрій. Наче до справжнього мозку, сюди надходить інформація про все, що діється довкола. її збирають чутливі датчики, до яких належить і «бачення» робота «телекамера. Електронний мозок миттю оцінює обстановку, відбирає з усіх можливих рішень найкраще, виробляє команди для самого себе.

Скоряючись командам, діють його ноги, руки, тулуб, засвічуються та вимикаються прожектори. Всі ці пристрої витрачають дуже мало енергії. Вони займають дуже мало місця «подібно до «механізмів» живої природи.

Інженер уявляє собі також інший варіант механічного космонавта. Йому вимальовується інша картина.

…Дивовижний краєвид супутника великої планети, приміром Нептуна, оточеного аміачно-метановою атмосферою. А може, це й сам Нептун чи Юпітер, що теж має отруйну газову оболонку. Сила тяжіння на цих планетах-гігантах величезна. Тут, у цих віддалених краях Сонячної системи, людина не зможе покинути свій корабель. Вихід один «послати автомата.

І ось автомата» людську подобу «доставлено на поверхню планети. Він може виконувати все, що й попередній робот, але руки й ноги його діють завдяки штучним м’язам.

Це дуже досконалі двигуни, що створені за принципом м’язів людини чи тварини. Роль м’язового волокна відіграє полімерна плівка. Навпереміну, автоматично надходить до неї то луг, то кислота, примушуючи «м’яз» скорочуватися. Такий двигун працюватиме за будь-яких умов.

І, нарешті, вчені спробують створити наслідувача людської нервової системи, штучну модель нервових клітин та фізико-хімічних процесів, що відбуваються в мозкові. Це, звичайно, буде не мозок. Однак найпростіші розумові процеси такий пристрій зможе відтворювати. Він зуміє зважити побачене, помітити небезпеку, прийняти самостійне рішення.

Такого «розумного» робота можна послати до планет, навіть не керуючи ним із Землі. Всю зібрану інформацію він запам’ятає і передасть по радіо людям.

Невеликий відступ. Що може дати людям вивчення таємниць мозку «надзвичайно досконалої природної кібернетичної машини? Це допоможе створити машини, які самонавчаються і мають практично всеохоплюючу пам’ять; пристрої, які використовують біоструми, щоб навчати праці й мистецтву, виправляти хиби тощо.

Нервові клітини мозку гальмуються, і в цей час вони «ремонтуються» та спочивають. Складна будова нервової системи, що має захисні механізми, «ось яким взірцем скористаються конструктори автоматичних машин. Автомати майбутнього зможуть перебудовуватись на ходу, окремі їхні елементи діятимуть так доцільно, як і клітини мозку. Випадковість не порушить роботи, вихід із ладу окремих частин не зупинить машину.

Мікроелектроніка вже почала розвиватись. Вона створює деталі електронних приладів, які доводиться роздивлятися через збільшувальне скло, а в майбутньому доведеться користуватись і мікроскопом. Із надмаленьких деталей, де роль опору, котушок, конденсаторів виконують лінії та крапки із струмопровідної фарби, збирають блоки «теж малятка. Комбінуючи мікроелементи, можна виготовити складні електронні пристрої. З мікроелементів, можливо, пощастить створити в майбутньому електронну машину, що скидатиметься на людський мозок. За розмірами вона не була б надто громіздка. Для космонавтики це дуже істотно!

Однак не лише космос відкриває перед інженером-біоніком широкий простір. Створені ним автомати знадобляться також дослідникам океанського дна, розвідникам великих земних глибин, неприступних гір, непрохідних джунглів та пустель. Керована по радіо біорука замінить людину всюди, куди вона сама не зможе дістатися.

Та автомати «витвори біоніки «це, так би мовити, одна сторона справи. У майбутньому біоніка проявить себе ще й з іншого боку. Коли ми до кінця розгадаємо таємниці деяких природних процесів, то зможемо керувати ними, змусимо їх послуговувати людям. І ^ в цьому допоможе біоніка.

Звернемось для прикладу до океанських глибин. Скільки тут усяких бактерій, мікробів! День і ніч невтомно «працюють» вони. В придонному шарі накопичуються органічні речовини. Завдяки бактеріям «природним «каталізаторам» «відбувається окислення і при цьому виділяється енергія… Велетенський біохімічний паливний елемент на океанському дні! Та люди поки що не вміють скористатися ним.

А ось інший представник морських глибин «мікроскопічна водорість хлорела. В рослинному світі вона не має подібних до себе за врожайністю та поживністю. П, як і інші водяні рослини, ми будемо вирощувати на прибережних плантаціях. Це чудовий корм для худоби і колись, можливо, «їжа для людини.

Тут знову доведеться згадати про космос, бо хлорелу ладять у супутниці космонавтів. Адже вона не лише постачальник харчових продуктів, а й кисню. В цьому теж жодна рослина не зрівняється з нею. Гадають, що акваріум з хлорелою забезпечить екіпаж ракети в далекому рейсі або на позаземній станції їжею та киснем.

Є ще одна дуже цікава ідея «влаштувати біохімічний паливний елемент… у шлунку людини, використавши бактерії, які там живуть. Це теж вельми згодилося б в умовах космосу, де потрібне своєрідне «натуральне господарство», бо покладатися на привізну сировину та енергію не можна.

Варт згадати також про здатність деяких видів бактерій, водоростей та морських тварин нагромаджувати в собі хімічні елементи, і не всі підряд, а лише певні. То чи не з’являться з часом плантації «живих руд» поблизу берегів, чи не стануть бактерії помічниками металургів, добувачами рідкісних і коштовних металів?

Чи не добуватимуть бактерії на суходолі азот із повітря, щоб удобрювати ним ґрунт? І чи не зуміємо ми примусити бактерії виробляти для нас білки та жири з рослинної сировини, готувати штучну їжу, наприклад із деревини?

Цілком серйозно геологи вже тепер говорять про можливість створювати рудні родовища не за мільйони років, а значно швидше. Бактерії і в цьому допоможуть нам. Вони, ці крихітки, взагалі велика сила на нашій планеті.

Бактерії «хіміки, вони виробляють складні речовини з простих краще, ніж на будь-якому хімічному заводі. Розгадавши природу такого «виробництва», ми спробуємо використати його для своїх потреб.

Ми налагодимо в широких масштабах синтез різноманітних сполук» антибіотиків, вітамінів, вуглеводів, білків і жирів, стимуляторів росту. Ми почнемо добувати корисне всюди, де воно є, і, що дуже важливо, ми виведемо нові види бактерій, примусимо їх синтезувати саме те, що нам потрібно.

Тут ми, щоправда, трохи відірвались від інженерної практики, але техніка, біологія й хімія тепер щільно пов’язані між собою.

Польоти в космос важко уявити без біолога. Хтозна, можливо, саме біолог привезе на Землю якісь корисні для нас мікроби. І марсіанські рослини, якщо вони, звичайно, існують, теж, можливо, приживуться на Землі. Поріднившись із земними одноплемінцями, протягнуть вони зону життя ще далі на північ, Іще вище «в гори.

Тварини нададуть велику послугу техніці. Вони підкажуть нові шляхи, якими підуть учені, щоб удосконалювати старі машини та прилади і створювати нові. Природу використають і за прямого помічника, насамперед для розв’язання кібернетичних завдань.

Електронні машини здаються нам нині вінцем досконалості. Насправді ж це далеко не так. Ми вже говорили про переваги мозку, з яким не зрівняється жоден автомат. Штучний мозок ще потрібно вдосконалювати, поліпшувати його окремі елементи.

Окремі елементи… Комірка машини і нервова клітина «нейтрон; сполучення комірок і нервове волокно «здавалося б, речі різні, несумісні. Та чому б не пристосувати одне до одного, не «вбудувати» в електронну схему біоелемент? Звичайно, поки що все це здається фантастичним припущенням, чистим здогадом.

Комбінація з тварини й машини «такий ще один напрям у біоніці.

Обчислювальний пристрій, в якому роботу виконує живий мозок у поєднанні з електронною апаратурою «ось один із прикладів майбутнього біоелементів у автоматиці. Пристрій далеко надійніший за сучасні, з незрівнянно більшим обсягом пам’яті…

Керований твариною автоматичний регулятор «другий приклад. На всяке відхилення від нормального режиму роботи вона реагує дуже чутливо. Біоструми її організму керуватимуть якимсь процесом.

Коли вже нині створено приймачі біологічної енергії чи, інакше кажучи, енергії живого організму, то на що ж можна сподіватись у майбутньому?

Енергія голосу, точніше коливань голосових зв’язок, сприймається п’єзоелементом, і одержаний струм живить мініатюрний радіопередавач для ближнього зв’язку.

Енергія руху і робота м’язів, ба навіть пульсування крові в судинах, не кажучи вже про тепло, біоструми та хімічні процеси в організмі «все це резерви, які починають використовувати конструктори різних медичних приладів.

Біологічна техніка «навіть саме словосполучення здається нині фантастичним. Проте ми живемо в такий час, коли дійсність наздоганяє і випереджає мрію.

Біоніка поки що не стала інженерною наукою в цілковитому розумінні цього слова. Вона ще тільки намацує шляхи майбутніх практичних рішень. Однак уже нагромаджено численну кількість фактів, які ще треба осмислити, вивчити, привести в систему. І тоді явища живої природи допоможуть інженерові в його пошуках найвигідніших, найрозумніших, рішень тих завдань, що перед ним висуне майбутнє.