Бионика
Бионика – наука на границе биологии и техники. Задачи бионики – черпать у природы идеи, принципы, создававшиеся десятки и сотни тысяч лет, и применять их в технике. Поучиться же у природы есть чему. До сих пор мысль человека не может создать таких миниатюрных, компактных, высокочувствительных, безотказных приборов, с высшим запасом прочности, надежности, взаимозаменяемостью одних элементом другими, какие изобрела, сконструировала природа.
Очень интересно с точки зрения бионики изучение устройства и работы мозга, отдельных нервных клеток. При громадном числе отдельных элементов – «деталей» мозг человека занимает всего 1,5 дм3. Когда пробовали подсчитать, какое место занимает машина, действующая, как мозг, то оказалось, что для этого потребуется площадь в несколько тысяч кубических метров. Как сделать ее компактнее? Ведь запоминающее устройства типа памяти животных, «думающие» машины очень нужны для развития кибернетики, автоматизации процессов управления и производства. Каждый анализатор животных – глаз, ухо, орган осязания, обоняния, вкуса – неповторимый по чувству и действию «прибор». Изучение их строения и принципа действия помогает развитию различных направлений техники, промышленности и других отраслей хозяйства человека.
Глаз может воспринимать отдельные кванты света и интенсивные световые потоки, регулировать четкость восприятия изображения с различных дистанций и т. п. на этих принципах создаются следующие устройства с автоматическим распознаванием объекта и др.
Термочувствительный орган змей улавливает изменение окружающей температуры в 0,20, а электрический орган электрического ската и угря – разницу потенциалов в доли микровольта, что помогает им обнаружить добычу. Человек по этому принципу создает приборы, предупреждающие о пожаре или других опасных явлениях, связанных с изменением температуры и электрического потенциала.
Некоторые медузы своим «ухом» улавливают инфразвуковые колебания; летучие мыши, бабочки, совы, дельфины используют в поисках добычи ультразвуковые колебания. По этому принципу уже созданы приборы, предупреждающие приближение шторма, локаторы и др.
Изучение строения животных и растений, их отдельных органов также находит применение в практике. Раскрытие секретов строения кожи дельфинов помогло увеличить скорость кораблей на 20%. Строение кости животных и соломы (стебля злаковых растений) подсказало, как создать легкие и прочные конструкции; биосинтез и биоэнергетика помогли при проектировании безотходных, экономичных, быстродействующих технологических линий. Люди издавна интересовались взаимоотношениями растений и животных со средой, в которой они живут, границами распространения жизни на нашей планете. Подмечали неразрывную связь живых организмов с «неживой» природой. Такие знания необходимы как основа правильного использования природы, оценки ее продуктивности и ресурсов. Поэтому начиная с XVII века передовые ученые Б. Варениус, Ж. Б. Ламарк, А. Гумбольдт, Ж. Л. Бюффон, а в конце XIX века В. В. Докучаев попытались показать, что все живое на Земле и его окружение – единое целое, все части которого тесно взаимосвязаны. Изменение в какой-либо из них всегда приводят к нарушению взаимоотношений между всеми частями.
В 1875г. австрийский геолог Э. Зюсс впервые назвал биосферой оболочку Земли, где обитают живые организмы. Выдающийся советский ученый-геохимик В. И. Вернадский расширил это понятие, включив в него другие структуры Земли, связанные с живым веществом. В 20-30-х гг. он создал общее учение о биосфере.
Следовательно, биосфера – это область распространения жизни на Земле, точнее оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой обусловлены главным образом прошлой или современной деятельностью живых организмов. Верхняя ее граница охватывает тропосферу и нижнюю часть стратосферы, нижняя – дно океанов и толщу Земли на глубину проникновения живых организмов. Главный источник энергии, обеспечивающий жизнедеятельность биосферы, - Солнце.