7 років тому
Немає коментарів

Sorry, this entry is only available in
Російська
На жаль, цей запис доступний тільки на
Російська.
К сожалению, эта запись доступна только на
Російська.

Когда-то в первобытные времена человек получал и пищу, и одежду, и двигательную силу, и лекарственные вещества из живой природы. Потребовались тысячелетия для того, чтобы он смог накопить знания, благодаря которым стало возмож­ным физическими и химическими способами производить мно­гие предметы, необходимые человеку.

Бионика как самостоятельное научно-техническое направ­ление означает внешне возврат к старым и даже древним иде­ям, но этот возврат не механический, не простое воспоминание о забытом, это качественно новый этап в развитии научно-тех­нической мысли. Бионика учит, как нужно использовать жи­вую природу в современных условиях для повышения темпов научно-технического прогресса, для скорейшего разрешения наиболее трудных инженерных задач производства.

Живая природа располагает наиболее сложными материа­лами, устройствами и технологическими процессами по срав­нению со всем известным науке. Как уже было сказано, био­ника изучает бионические системы и процессы с точки зрения возможности использования этих знаний в технике в широком смысле этого слова. Поэтому помимо моделирования биологи­ческих систем известными искусственными средствами биони­ки исследуют и возможность непосредственного использования живых систем в технике. Речь здесь идет, конечно, не о «раз­витии новых методов упряжки лошадей для эффективности их использования в качестве тягловой силы». Речь идет, ска­жем, об использовании регулирующих и управляющих меха­низмов животных в технических системах управления.

Что же дает непосредственное использование живой приро­ды в технике и почему нельзя ограничиться только моделиро­ванием биологических систем и процессов?

Во-первых, многие биологические системы и процессы в настоящее время еще не изучены в такой степени, какая тре­буется для моделирования. Необходимы и специальные биоло­гические исследования, для того чтобы приступить к задаче моделирования.

Во-вторых, современные средства и возможности техники часто ставят предел сложности синтезируемых систем. Эти средства часто оказываются неэффективными для построения систем, аналогичных биологическим.

В-третьих, изучение биологических систем и процессов час­то показывает, что изучаемые конструкции оптимально устрое­ны. В этом случае необходимо наиболее точное воспроизведе­ние соответствующего механизма или технологического про­цесса, что подчас очень трудно.

Наконец, в-четвертых, в условиях, когда возможно непо­средственное использование биологических систем и процес­сов в технике, человек получает как бы «даровые» устройства, которые не надо специально строить.

Мысль о биологизации производства в настоящее время можно услышать от специалистов самых различных отраслей производства. Об этом говорят инженеры-специалисты по тех­нике автоматического регулирования и вычислительной техни­ке, инженеры по измерительным приборам и воспринимающим системам, инженеры-энергетики, специалисты в области добы­вающей промышленности, инженеры-технологи по производ­ству сложных химических соединений, геологи, строители и многие другие.

В геологии с давних времен существуют так называемые биологические методы разведки полезных ископаемых. Дело в том, что в подземных водах растворяются в малых количе­ствах самые различные вещества. В случае наличия подзем­ных вод в районе залежей, например руд, процентный состав соответствующих металлов в воде значительно больше. Выхо­дя на поверхность земли, вода питает растения, которые на­капливают те или иные металлические элементы. Поэтому анализ химического состава растений определенного района служит одним из методов разведки полезных ископаемых.

Помимо специальных приборов у геологов есть и немало живых помощников, которые помогают им изучать химический состав растений. Так, пчелы одного улья, собирающие нектар на площади 40 квадратных километров, оказывают неоцени­мые услуги разведчикам полезных ископаемых. Их мед со­держит подробную «карту», рассказывающую геологам о на­личии залежей полезных ископаемых в районе сбора нектара.

Взгляните на карту мира. Какие огромные пространства занимают на ней моря и океаны! Они снабжают нас рыбой и другими полезными человеку морскими животными и растени­ями. Воды морей и океанов являются замечательной «печкой» для многих стран, обогревая их и делая климат более мягким и теплым. Однако далеко не каждый знает о том, что моря и океаны — это колоссальные кладовые неисчерпаемых бо­гатств, которые даже не снились самым лучшим сказочни­кам. Ведь в их водах в огромных количествах растворены са­мые разнообразные химические элементы, в том числе и такие, как серебро, золото и платина.

Большое содержание почти всех веществ в мировых водах и истощение известных источников полезных ископаемых на суше привело ученых к идее добычи этих веществ. В качестве метода добычи наибольший интерес, по их мнению, представ­ляет выведение специальных разновидностей морских живот­ных, водорослей, бактерий и даже микробов, которые избира­тельно накапливают в своих организмах определенные веще­ства. Многие ученые считают разработку таких методов наи­более перспективной. Уже сейчас найдены виды водорослей и различных морских живых организмов, которые накапливают йод, магний, титан и другие дефицитные в современном произ­водстве вещества. Найдены также водоросли, которые интен­сивно поглощают азот из воздуха. Проделаны первые исследо­вания по использованию этих водорослей, как азотных удоб­рений на рисовых плантациях, которые дали очень обнадежи­вающие результаты.

Инженеры-химики и особенно специалисты, работающие в области производства полимеров, большое внимание уделя­ют изучению «технологии», которой пользуется природа при синтезе самых разнообразных и поразительно сложных хими­ческих соединений. Они научились использовать в промышлен­ности ферменты — специальные вещества, без которых не мо­жет происходить ни одна биохимическая реакция. Открылась возможность проведения технологических процессов в очень выгодных энергетических условиях. Ученые пристально следят за успехами в области изучения механизмов, осуществляющих синтез белков. Все накопленные здесь знания стимулируют получение искусственных волокон и пластических масс, значи­тельно более совершенных, чем имеющиеся в настоящее время.

И вот на очередь встал вопрос об использовании и созда­нии живых фабрик вещества. Очень большое распространение такие фабрики уже получили в области производства биоло­гически активных веществ — антибиотиков, гормонов, витами­нов, токсинов, гибберелинов, аминокислот, полноценных бел­ков, жиров, углеводов. Ученые изыскивают такие виды бакте­рий, которые эффективно производят эти сложные вещества из сравнительно простых соединений.

Каждый читатель знает, что в нашу, пищу обязательно должны входить жиры, белки и углеводы. Но если бы нам предложили вместо картофеля, масла и яиц питаться специ­альными брикетиками, ну скажем, из березовых дров, то такое предложение вызвало бы у нас, по меньшей мере, улыбку. А вот некоторые животные посчитали бы эту пищу изыскан­ным лакомством. Дело в том, что у некоторых из них имеется специальный аппарат, с помощью которого они могут перера­батывать древесину в питательные продукты. Так, ученые от­крыли в пищеварительном тракте термитов особый вид бакте­рий, которые перерабатывают древесину в белки и жиры. Кстати, именно поэтому термиты могут жить в древесине.

Ученые нашли виды микробов, которые производят заме­чательный стимулятор роста — глютаминовую кислоту. Это ве­щество называют веществом универсального действия. Оно необходимо в животноводстве, в медицине, в пищевой про­мышленности, где используется как прекрасный заменитель белка. Ежегодно растут темпы производства глютаминовой кислоты. Теперь ее получают около 200 тысяч тонн в год! Мик­робиологический синтез глютаминовой кислоты и других био­логически активных веществ уже теперь имеет широкое прак­тическое применение. И можно быть уверенным, что в ближай­шем будущем его роль в производстве самых различных ве­ществ неизмеримо возрастет.

Наступит время, когда для получения вещества с опреде­ленными свойствами человек сначала выведет специальные ви­ды микроорганизмов, которые в естественных природных ус­ловиях не встречаются; они станут синтезировать нужные лю­дям материалы. И микробы, которые до сих пор большей час­ти людей известны как причины их болезней, будут работать на человека.

Два зловещих гриба над Хиросимой и Нагасаки, унесшие сотни тысяч человеческих жизней, возвестили миру о страш­ном злодеянии против человечества — использовании энергии атома для военных целей. С этого момента усилия многих уче­ных разных стран мира направлены на борьбу с радиоактив­ной опасностью. В этой священной борьбе принимают участие представители различных наук. Плечом к плечу работают биологи и физики, медики и химики. В последние годы к ним присоединились и ученые-бионики, которые изыскивают био­логические средства защиты от радиоактивного излучения, биологические средства очистки воздуха, воды и почвы от ра­диоактивности.

4 октября 1957 года весь мир был восхищен успехами со­ветской науки и техники, когда впервые в истории человечест­ва был осуществлен успешный запуск искусственного спутни­ка Земли. За ним второй, третий, космические корабли с подо­пытными животными на борту, и наконец наступил день, когда в космос устремился сам Человек!

Успешный полет нашего соотечественника Ю. А. Гагарина на космическом корабле «Восток» словно перерезал ленточку и открыл для человечества путь в необозримые просторы все­ленной.

В связи с успехами в области завоевания космоса стала реальной перспектива космических путешествий человека к другим мирам. Эти путешествия во многом напоминают путе­шествия эпохи великих географических открытий, когда муже­ственные люди очень надолго уплывали в неизведанные края, чтобы прибавить людям знания об их планете.

Космические путешествия тоже будут долгими. И если у моряков-путешественников всегда остро стояла проблема во­ды и пищи, то у космонавтов к этому прибавляется еще и про­блема воздуха. Каким образом запасти эти необходимые для жизни человека продукты на долгий срок полета в межзвезд­ные дали? Ведь габариты и вес космического корабля всегда будут ограничены.

В настоящее время большинство специалистов основные надежды возлагают на водоросль под названием хлорелла, ко­торая производит кислород из углекислоты и света в несколь­ко раз интенсивнее и экономичней всех известных способов. Более того, оказывается возможным регулировать скорость этого процесса у хлореллы. Космический корабль, по мнению ученых, должен нести на своем борту, помимо хлореллы, це­лую оранжерею, ибо другим способом в настоящее время не представляется возможным заготовить продукты питания на длительный срок путешествия.

Известна роль, которую выполняли первые «космонав­ты» — Лайка, Белка, Стрелка, Звездочка и другие животные, совершая свои космические полеты. 1 ноября 1962 года был дан старт мощной космической ракете с автоматической меж­планетной станцией «Марс-1». Вполне возможно, что в первые межпланетные путешествия животные отправятся раньше чело­века. Может быть, они будут сочетать в себе и первых развед­чиков воздействия новых природных условий на живой ор­ганизм и автоматов-роботов, предназначенных для управления кораблем, ведения научных наблюдений и связи с Землей.

Развитие бионики уже в ближайшие годы многое сделает непривычным в мире техники для современного инженера. И самые неожиданные сюрпризы ждут его, вероятно, в облас­ти биологических методов добычи и производства веществ, в разработке новых приборов обнаружения, которые будут включать в себя живые органы чувств, и в технике автомати­ческого управления, где появятся новые биологические ма­шины.

Поэтому непосредственное использование биологии в тех­нике, одна из наиболее ярких «страниц» бионики, уже в бли­жайшие годы получит самое широкое практическое призна­ние.