Текст книги "Знание-сила, 1997 № 02(836)"

Автор книги: авторов Коллектив

сообщить о нарушении

Текущая страница: 5 (всего у книги 14 страниц)

Бауэр полагал, что устойчиво неравновесное состояние реализуется в особой, «напряженной», «деформированной» конфигурации молекул белка. Такое состояние этих молекул – их «структурная энергия» – обусловливает их ферментативную активность, а стало быть, и все процессы обмена веществ, явления биологической подвижности, асимметричное распределение ионов в системе «клетка – внеклеточная среда» и, следовательно, раздражимость (возбудимость).

Многое в этих идеях плодотворно. В частности, из них следует представление о молекуле белка, как о машине, осуществляющей свои функции – преобразование энергии за счет «целесообразных» движений своих частей. Многое плодотворно и следствия красивы. А само существование молекул белка в устойчиво неравновесном состоянии – неподтвердившаяся гипотеза.

Молекулы белка нуклеиновых кислот и других биологически важных соединений в клетке находятся в термодинамическом равновесии со средой. Свободная энергия запасается в клетках в виде свободной энергии процессов катаболизма молекул пищи или в конце концов в виде макроэргических фосфатов. Можно возразить, что это не противоречит принципу устойчивого неравновесия Бауэра: непрерывно поддерживается определенная концентрация макроэргических соединений как специфическое свойство жизни. Возможно, Бауэр согласился бы с этим. Но он был убит за несколько лет до создания Липманном концепции макроэргичности. И, кроме того, макроэргические соединения, например пирофосфаты, нисколько биологически не специфичны.

В своих построениях Бауэр основывался на экспериментальных данных своего времени. Тоща были опубликованы спектроскопические исследования Жскса и Влэ, полагавших, что в живой клетке не наблюдаются характерные спектры (ультрафиолет!) белков в отличие от белков «ин витро». Следовательно, состояние белков при жизни существенно отличается от состояния «мертвого» белка. Примерно такие же выводы делал знаменитый современник Бауэра А. Г. Гурвич, который объяснял открытое им митогенетическое излучение распадом «неравновесных констелляций» молекул в клетке.

К сожалению, эти романтические концепции не подтвердились: белки «ин виво» такие же, как и «ин витро». Нет особой физики макромолекул, свойственной только живому состоянию.

Особой физики нет, но сама постановка вопросов о сущности жизни, о своеобразии термодинамических характеристик процессов жизнедеятельности и, более того, стремление получить «из общих принципов» дедуктивно все основные свойства изучаемого объекта – идеал науки. В те годы к такому идеалу активно устремлялись физики. Физика становилась для биологии примером. Казалось возможным, подобно теоретической физике, создать и теоретическую биологию. И Бауэр сделал соответствующую попытку. Я уже говорил: попытка удалась – стройная концепция с дедукцией из общих принципов была реализована. При этом замечательно и парадоксально, что логическая конструкция теоретической биологии Бауэра сохраняется и в случае иной физической интерпретации исходного принципа устойчивого неравновесия. (Мне это напоминает русскую сказку «Суп из топора»: суп варится из того, что есть под рукой, а топор во всех перипетиях сюжета сохраняется как неизменный принцип.)

Эрвин Бауэр (1916 год)

Эрвин Бауэр (1908 год)

Стефания Сцимард Бауэр (начало 30-х годов)

Какой физический смысл может иметь принцип устойчивого неравновесия сейчас? Он, без сомнения, верен в вероятностно-информационном смысле.

Вероятностная интерпретация термодинамики Больцмана оказалась особо плодотворной при создании теории информации. Можно только пытаться представить себе волнение, которое испытан бы Бауэр при чтении книг и статей, посвященных связи количества информации с вероятностью, энтропией (свободной энергией), упорядоченностью букв в текстах, переходом от беспорядка к порядку.

В «молекулярно-биологическом» свете истолкование хода биологической эволюции выглядит следующим образом.

В результате естественного отбора создаются полимерные молекулы нуклеиновых кислот, а по ним и белков. В ходе эволюции последовательность мономеров в них становится все менее хаотичной, все более упорядоченной, все более сложной. Наследственные тексты становятся уникальными. На вероятностном термодинамическом языке это означает все большее удаление от равновесия, все большую неравновесносгь. Такое устойчиво неравновесное состояние – обязательное условие жизни. Непрерывная работа по сохранению Этой неравновеснссти – условие благополучия индивидуальной жизни и содержание процесса «стабилизирующего отбора». Рост «неравновесности», создание новых уникальных текстов – информационно-термодинамическое содержание дивергентной эволюции, возникновения новых видов.

«Информационно-эволюционная» интерпретация принципа Бауэра делает его логические построения вполне современными, показывая еще раз, как далеко он опередил свое время. В самом деле, в «Теоретической биологии», изданной в 1935 году, предвосхищены многие идеи, которые позже были развиты термодинамикой необратимых процессов, теорией информации, биоэнергетикой, физикой и физической химией биологически важных макромолекул.

Еще до выхода в свет отдельные главы книги Бауэра стали предметом дискуссий. Так, в мае 1935 года состоялась очень интересная конференция под председательством И. П. Разенкова. Там выступали многие ведущие биологи, биохимики, биофизики. Под впечатлением идей Бауэра находились многие исследователи тех лет. Но понимали его с трудом: он плохо говорил по-русски. Наверное, все это вспомнил С. Е. Северин, называя мне имя Бауэра.

После ареста Бауэра его труды были изъяты из библиотек и уничтожены. Сохранилось в личных библиотеках лишь несколько экземпляров «Теоретической биологии». Один из них мне и достался от А. Нейфаха.

После XX съезда КПСС Бауэр был посмертно реабилитировал. В самом начале шестидесятых годов я начал попытки переиздания «Теоретической биологии». Несмотря на активную поддержку директора Института биофизики АП СССР академика Глеба Михайловича Франка, это никак не удавалось. Мы сделали краткое изложение книги на английском языке, пытаясь издать его вместе с основным текстом. Препятствия были невидимы и непреодолимы. В 1963—1964 годах о Бауэре и его книге написал работавший с ним в тридцатые годы Б. П. Токин. Работы Бауэра привлекли внимание философов. Но книгу издать не удавалось.

Выход, как казалось, был найден «в силу политической грамотности». Мы с Г. М. Франком через академика венгерской Академии наук Й. Тидьи обратились в венгерскую академию с предложением совместными усилиями издать книгу выдающегося венгерского и советского ученого в знак дружбы и сотрудничества двух академий. Предложение было принято. Не буду рассказывать, сколько еще было задержек, но когда в 1982 году в Венгрии это издание – факсимильное на русском языке и английский конспект – было осуществлено, в Советский Союз оно не поступило. Компетентной организацией «Международная книга» была проявлена бдительность, и весь (!) «незаконный» тираж остался в Венгрии. «Неугомонный не дремлет враг!» – как сказал по совсем другому поводу А. Блок.

Жизнь и судьба Э. С. Бауэра

Эрвин Бауэр родился 19 октября 1890 года в Австро-Венгрии. Отец, Симон Бауэр, был учителем французского и немецкого языков в реальном училище города Сегеда. Мать тоже была преподавательницей иностранных языков в женской гимназии. Отец умер сорока семи лет от рака. В семье осталось трое детей: Гербер тринадцати лет, Хильда девяти лет и Эрвин шести лет, и матери пришлось очень нелегко. Э. Бауэр окончил медицинский факультет университета в Геттингене в Германии. В 1914 году он сдал экзамены на врача и с началом первой мировой войны был мобилизован в австро-венгерскую армию. В 1915—1918 годах работал в гарнизонной больнице, где выполнил ряд исследований в области медицины и теоретической биологии.

Быстро сменяются поколения. Еще совсем недавнее прошлое кажется им далекой древностью. Что моим внукам даже не Сталин или Берия, а совсем недавний Брежнев или даже только что бывший Горбачев?! Они, внуки, знают, что «коммунизм» – это плохо, и не могут понять, как получилось, что столько людей в первой трети нашего века были увлечены этой идеей и в самом деле отдавали за нее свои бесценные жизни. Они знают, что эти первые коммунисты-идеалисты почти все погибли и их убили другие коммунисты. И их убийцы говорили при этом высокие слова, а толпы «трудящихся» ревели при этом: «Смерть врагам народа!»

Нет в истории другого примера такого кровавого несоответствия идей и действительности или, как сказали бы мы, научные работники, теории и эксперимента. Опыт оказался ужасным... Ну а как же они, интеллигенты, мыслители, цвет человечества?

Многие деятели науки, не предвидя эту трагическую перспективу, считали революции благом. Помимо нравственного чувства, стремления преодолеть социальную несправедливость, здесь, по-видимому, существен особый, романтический характер марксизма рубежа веков, а главное, то, что марксизм – стройная теория, нуждающаяся лишь в экспериментальном подтверждении.

Михаил Эрвинович Бауэр с женой, Надеждой Николаевной (50-е годы)

Титульный лист книги– трудов Симпозиума, посвященного 100-летию Э. С. Бауэра. Пущино. 1990 год

Василий Васильевич Бычков (Карл Эрвинович Бауэр), 60-е годы

Василий Бычков (первый слева) и Михаил Бауэр (третий слева) среди участников симпозиума, посвященного 100-летию Э. С. Бауэра. Пущино, 1990 год

А как писали теоретики! Жаль мне, что сейчас немногие захотят получить удовольствие от литературных достоинств, живости и яркости языка, убедительности логики, того, что зовется «стилем» первого тома «Капитала» Маркса, «Анти-Дюринга» или «Диалектики природы» Энгельса. Нет-нет, не случайно увлечение марксизмом было всеобщим. Другое дело, что и тогда марксизм не означал «большевизм».

Эрвин Бауэр в юношеском возрасте увлекся марксизмом и, насколько известно, принял активное участие в венгерской революции 1919 года. Настолько активное, что после поражения революции, падения республики осенью 1919 года, вместе со своей второй женой Стефанией Сциллард эмигрирует сначала в Вену, а затем в Геттинген. В 1920 году Бауэр публикует первую свою книгу, посвященную общим проблемам биологии.

В 1925 году по приглашению Института профессиональных заболеваний имени Обуха Бауэры приехали в Москву. В 1930 году Э. С. Бауэр издает на русском языке книгу «Физические основы в биологии», дальнейший шаг в развитии его теоретических представлений.

В 1931 году Б. П. Токин, бывший тогда директором Биологического института имени К. А. Тимирязева, пригласил Бауэра для организации лаборатории общей биологии и разработки проблем теоретической биологии. В этом институте работали видные ученые: С. М. Гершензон, М. М. Камшилов, М. С. Мицкевич, А С. Серебровский, X. С. Коштоянц. Непосредственно с Бауэром работали протистолог А. М. Лунц, зоолог А. М. Грановская, физиолог В. А. Мужеев, биохимик С. Д. Борздыко, иммунолог А. Г. Филатова.

В 1934 году в Ленишраде создается Всесоюзный институт экспериментальной медицины (ВИЭМ). Бауэр был приглашен в него для организации отдела общей биологии.

Э. С. Бауэр установил тесную связь с выдающимися физиками А. Ф. Иоффе, Н. Н. Семеновым, Я. И. Френкелем. В Физико-техническом институте проходили совместные семинары физиков и биологов. Так, Я. И. Френкель делал доклад о злокачественных опухолях и о действии на ткани ионизирующих излучений.

В 1935 году выходит в свет главный труд Э. С. Бауэра «Теоретическая биология». В 1925 году в семье Бауэров родился сын Михаил, в 1934 – сын Карл.

«На квартире Бауэров в редкие часы отдыха собирались друзья по науке. Музицировали. Я. И. Френкель и Ст. Бауэр играли на скрипке. Э. Бауэр аккомпанировал на фортепьяно или также играл на скрипке...» Эта идиллическая картина из воспоминаний Б. Л. Токина о Бауэре, конечно, не отражает трагического содержания тех дней. Эрвин и Стефания Бауэры приехали в Советский Союз в 1925 году в период удивительного, парадоксального расцвета естественных наук в стране. (Гуманитарные науки были задавлены еще при жизни Ленина и по его инициативе.) Этот расцвет был очень кратким, с 1925 по 1929 год. В это время формируются и расцветают научные школы физиков А. Ф. Иоффе, Н. Н. Семенова, Л. И. Мандельштама, Д. С. Рождественского, химиков А. Е. Чичибабина, В. Н. Ипатьева и Н. Д. Зелинского, математика Н. Н. Лузина, биологов Н. К. Кольцова, Ю. А. Филипченко, Н. И. Вавилова, А. А. Ухтомского, И. П. Павлова. Создает свою школу В. И. Вернадский...

После трудных лет мировой и гражданской войн, после революции начался переход к мирной жизни и нэпу. Носители духа науки и просвещения, прогрессивные интеллигенты дореволюционного времени и их молодые ученики, с огромной энергией и страстью устремились к прерванным занятиям. Можно представить себе, как воспринял этот дух энтузиазма коммунист-эмигрант Э. С. Бауэр. Тем более, что в чужой стране неизбежно долгое время не видны сложные взаимоотношения и проза жизни.

А тем временем все более тягостным становилось партийное руководство наукой. В 1927 году началась борьба с «меньшевиствующим идеализмом». В 1929 году арестован и затем сослал выдающийся генетик С. С. Четвериков. Были арестованы выдающиеся экономисты Чаянов и Кондратьев. Арестована большая группа крупнейших инженеров («шахтинское дело»).

Наиболее тяжелый период начался после убийства С. М. Кирова 1 декабря 1934 года. И особенно трудной была ситуация в Ленинграде, куда в 1934 году переехали из Москвы Бауэры. Еще продолжалась интенсивная работа. Шли дискуссии на конференциях и семинарах, но каждый день появлялись известия о новых арестах и ссылках.

Истинный террор (террор по-гречески – ужас) начался в 1937 году. Эрвнн и Стефания Бауэры были арестованы днем, на работе. И никогда более не видели друг друга и своих детей. Возможно, что их арестовали именно как венгерских коммунистов – Сталин проводил тогда уничтожение нашедших пристанище в СССР членов III Интернационала, немцев, поляков, венгров и всех прочих. Уничтожение лучших людей страны, как и полагается в социалистическом государстве, было плановым. Были определены «контрольные цифры» – число подлежащих уничтожению людей в данной области, городе, республике. Поощрялось перевыполнение этих планов.

Среди десятков тысяч жертв этого ужаса были Э. Бауэр и Стефания Сциллард– Бауэр.

Судьба детей Бауэров, Михаила и Карла, родившихся в 1925 и 1934 годах, тоже типична для того времени террора и геноцида. Тогда существовали специальные бригады активистов-комсомольцев, которые отлавливали оставшихся после арестов детей и помещали их в «Детприемники НКВД». Мише было двенадцать лет, Карлу – три года. Когда за ними пришли, Миша взял брата на руки. После месяца содержания в детприемнике их под охраной отвезли в специальные детские дома в Ивановской области. Детей, по принятым правилам, разлучили и поместили в разные детские дома в разных городах. Система была продумана. И бесчеловечна. И казалась непреодолимой. Как удалось Мише добиться перевода младшего брата в детский дом города Шуи, где был и его детдом? Он писал письма в разные места, и его просьбу удовлетворили. Он говорит, что всюду были хорошие люди. Миша стал навешать младшего брата, как мог, утешал и согревал его. (Чем мог он утешить, сам безутешный?)

С начала войны Миша просился на фронт, но весной 1942 года был отправлен в концлагерь... Карлу Бауэру в это время было уже восемь лет. Без поддержки брата, с немецкой фамилией в детдоме жить ему было крайне плохо. Он неоднократно убегал из детдома. Его ловили. Он назывался другим именем в другом детдоме. Так он сменил несколько имен. Из детдома его «вывели» в ремесленное училище, а оттуда взяли в армию, где он и получил «окончательное» имя: Василий Васильевич Бычков. Следы его на долгие годы затерялись.

«Пепел Клааса стучит в мое сердце» – эта поэтическая формула Тиля Уленшпигеля (точнее, Шарля де Кестера) стала содержанием жизни многих и многих детей убитых родителей. Нет, нельзя отказать Сталину и его «коллегам» в понимании природы человека – они приняли в те годы специальное секретное постановление о возможности смертной казни детей старше двенадцати лет. Они боялись мстителей. Но публично провозгласили: «Сын за отца не отвечает!»

Миша, Михаил Эрвинович Бауэр, после XX съезда КПСС и реабилитации родителей вернулся в Ленинград. Сведений о Карле не было. М. Бауэр в начале пятидесятых сумел получить образование инженера, но работал рабочим на заводе– нужно было кормить семью.

За убитых родителей полагалась компенсация. На самом деле деньги выплачивали за имущество, изъятое при аресте. Но нужно было дать сведения об этом бывшем имуществе, подтвержденные свидетелями. Свидетели – друзья дома, бывавшие в нем до ареста. Еще сильны были воспоминания о терроре, не все соглашались давать такие подтверждения. Тем ценнее готовность и душевное участие в детях Бауэров Б. П. Токина и А. Д. Сперанского. И более всех – одного из немногих уцелевших сотрудников и друзей отца В. А. Мужеева.

В Москве в это время жили брат матери – дядя и его жена. Дядя – авиаконструктор из команды А. Н. Туполева – также был до войны арестован и провел десять лет в заключении. Он был освобожден после выхода на свободу Туполева и по его представлению. Дядя и тетя все душевные силы отдавали поиску Карла. В системе детских домов страны сведений о Карле Бауэре не было. По возрасту Карл мог быть уже в армии. И однажды на запрос командир одной из воинских частей ответил, что есть у них Карл Бауэр.

Могу лишь вообразить накал чувств и встречу Карла с дядей и теткой. Но Миша брата не признал – ничего не осталось от того мальчика, которого он помнил. Холодность старшего брата возмутила родственников. Начались нелегкие конфликты... Младшему брату полагалась его доля компенсации за родителей. Деньги пришлось зарабатывать – выданные давно были истрачены. И как-то случайно был услышан разговор Карла с женой. Он не Карл, а однофамилец; Виктор Бауэр. Но командир сказал: «Какая разница, тебе хорошо и им утешение». Дядя не вынес потрясения и умер.

А Карл Бауэр нашелся. Василии Бычков помнил, что у него был брат Миша, что он Бауэр, и убедился в этом почти случайно, прочитав в третьем издании Большой советской энциклопедии краткую статью «Э. С. Бауэр – выдающийся советский и венгерский ученый биолог». И написал письмо автору статьи Б. П. Текилу...

Василию Васильевичу Бычкову также трудно было получить образование. Какие силы, кроме почти неосознаваемых воспоминаний детства, поддерживали его? После армии он окончил вечернее отделение Педагогического института по факультету иностранных языков. Сейчас он живет в Пензе и преподает в школе иностранные языки. А «проблемы узнавания» у братьев не было – они помнили друг друга. И старший остался главным авторитетом для младшего, а младшему в 1994 году исполнилось шестьдесят...

Чего это я о братьях? Меня волнует тема «семейного импринтинга» – возраста, от которого на всю жизнь сохраняется влияние семьи, запечатлевается образ родителей. В сущности, речь идет о немолекулярной наследственности – о передаче в потомстве своих признаков посредством воспитания и обучения. Так что речь на самом деле – о продолжении жизни Эрвина и Стефании Бауэров (Сциллард).

Вот почти все. К столетию Э. С. Бауэра осенью 1990 года в Пущино состоялся Всесоюзный симпозиум, посвященный его творчеству. Труды этого симпозиума изданы. Они есть в библиотеках. Остаток тиража хранится у нас в лаборатории.

Память о замечательном мыслителе и его трагической судьбе не исчезает. А страна, в которую он с таким энтузиазмом и доверием приехал когда-то, страна, убившая его и предполагавшая существовать вечно, уже не существует. •

В следующем номере – очерк о А. Л. ЧИЖЕВСКОМ.

УМА НЕ ПРИЛОЖУ

Назовите год, когда это случилось

1. Жюль Жаккар изобрел перфокарты.

2. Выдел императорский манифест о присоединении Грузии к России.

3. Томас Юнг открывает интерференцию света.

4. В новогоднюю ночь астроном Джузеппе Пьяцци открыл первый астероид, Цереру.

5. Тайное бракосочетание графа Николая Петровича Шереметева и Прасковьи Ивановны Ковалевой-Жемчуговой.

6. Бетховен пишет «Лунную сонату».

7. Наполеон учреждает орден Почетного легиона.

8. Поход казаков под командованием Платова на Индию.

9. Убийство императора Павла I заговорщиками.

Правильно ли вы ответили?

Сверьте ваши ответы на наши вопросы, в №1.

1695;

1963;

Христофор Колумб;

Это сказал Сократ.

Назовите год, когда это случилось

1. На полуострове Юкатан экспедиция Томпсона обнаружила города древних майя.

2. Вошла в моду короткая женская стрижка.

3. На заводах Форда впервые начато производство новой машины – трактора.

4. Спущен на воду первый в мире авианосец – английский ««Хоук».

5. Выпущены первые пластинки с записью джаза; собрался первый диксиленд.

6. В России восстановлено патриаршество.

7. Сергей Есенин написал стихотворение:

Разбуди меня завтра рано.

О моя терпеливая мать!

Я пойду за дорожным курганом

Дорогого гостя встречать.

8. Объявили о своей независимости Украина и Финляндия.

9. Вместо упраздненной полиции появилась милиция.

Кто это сказал?

1. Нет ничего приятнее, чем жить с дураками и поддакивать им: выгодно!

2. Вранье есть единственная человеческая привилегия перед другими организмами.

3. Любить своего ближнего и не презирать его невозможно.

4. Умная женщина и ревнивая женщина – два предмета разные.

5. Любовь заключается в добровольно дарованном от любимого праве над ним тиранствовать.

6. Краткость есть первое условие художественности.

7. Злых лгунов у нас нет. А, напротив, почти все русские лгуны – люди добрые.

8. В России истина почти всегда имеет характер фантастический.

9. Я тысячу раз дивился на способность человека лелеять в душе своей высочайший идеал рядом с высочайшей подлостью и все совершенно искренно.

Назовите имя этого человека

1. Этот человек в тюрьме написал книгу, которую назвал именем начальника тюрьмы. Из этой книги Данте взял сюжет для своей «Божественной комедии».

2. Это один из наиболее часто цитируемых в древнерусских книгах иностранных авторов.

3. Когда он стал первым министром, он отменил налоги с бедных и сократил армию, что привело к восстанию и его отставке.

4. Хотя ислам и запрещает изображать людей, султан заказал 40 его портретов и разослал их в соседние государства.

5. Каждому, кто узнает его и поможет султану Махмуду Газневи его изловить, было обещано вознаграждение.

6. Он умел по пульсу человека узнать, кто его любимая и где она живет.

7. Ночью тайком ходил на кладбище.

8. Установил разницу в причинах заражения чумой и холерой, первым описал проказу, желтуху и сибирскую язву.

9. Его называли отцом Али, хотя у него никогда не было сына с таким именем.

Михаил Шифрин дежурный сфинкс радиостанции «Эхо Москвы»

КЛУБ «ГИПОТЕЗА»

По материалам зарубежной печати подготовил Е. СОЛДАТКИН.

Тайна полета

Почему и как летают птицы?

Почему и как летают птицы? Почему одни могут парить, а другие нет? Почему стая птиц может мгновенно и одновременно изменить направление полета? Человечество издавна задумывается над вопросами, касающимися полетов птиц, летучих мышей, насекомых.

На многие из них биологи могли бы дать ответ уже сегодня, если бы не одно обстоятельство – если бы воздух нс был прозрачным. До сих пор при съемке полета птиц даже высокоскоростной камерой чрезвычайно трудно проследить совершенство полета с точки зрения законов аэродинамики.

Что только не придумывали для облегчения поисков ответа на возникающие вопросы! Так, американский исследователь из Южнокалифорнийского университета Джефф Спеддинг стал использовать при съемках полетов птиц мыльные пузыри, заполненные гелием. Если такой пузырь достаточно мал, например с булавочную головку, находящийся внутри газ заставляет его стремиться вверх. Этими пузырьками можно заполнить относительно большие емкости. В начале восьмидесятых годов Спеддинг изучал полет голубей. Он заставлял их пролетать сквозь облако таких пузырьков, созданное в большом просторном помещении, а затем высокоскоростной камерой фотографировал оставленный ими в этом облаке след полета. Съемка показала, что при пролете голубей воздух закручивается совсем не так, как это должно быть согласно теории аэродинамики. При съемке можно было бы использовать и дым, но пузырьки с гелием оказались лучше; за ними было легче следить. Благодаря этому Джефф Спеддинг сумел довольно точно описать, как движется крыло голубя.

Такую гигантскую фотографическую камеру применяли в США для съемки птиц.

Чтобы проанализировать полет птиц, исследователи по традиции полагаются на теоретические законы аэродинамики, выведенные для летательных аппаратов с неподвижным крылом. Но оказалось, что при перенесении их на действия живых существ они уже не верны. Птицы и более сложны, и более совершенны, чем любые из современных летательных аппаратов. Рассматривая птицу как модель самолета, ученые исследуют ее в аэродинамической трубе. Создают они и особые роботы-крылья. И все это делается с целью определить, что же делает птица, когда летит, и произвести соответствующие измерения. Зачем это нужно? Чтобы помочь человеку улучшить конструкции проектируемых им летательных аппаратов и в первую очередь военных самолетов с высокой маневренностью.

Полет птиц за счет мускульной энергии – это чудо, которому люди не перестают удивляться и сегодня. Ведь чтобы поднять в воздух человека с помощью мускулов, нужны крылья размером 42,7 метра! А его грудная клетка должна иметь толщину 1,8 метра, чтобы вместить мускулы, достаточно мощные для производства взмахов.

Фоторужья различных конструкций

Птицы, как, впрочем, и летательные аппараты, должны быть легкими, но мощными. Сегодня птицы могут летать, поскольку в процессе эволюции их внутренние органы и кости стали намного легче, чем у их предков рептилий. Пример ультралегкой конструкции являет собой океаническая птица фрегат: при размахе крыльев более двух метров его скелет весит менее ста двадцати граммов – вдвое меньше общего веса перьев. Кстати, летучие мыши – превосходные летуны – также получили в результате эволюции суперлегкие кости. Потому они и висят отдыхая, вниз головой, просто не могут встать на ноги. Их кости слишком тонки, чтобы выдержать нагрузку тела в стоячем положении. А черепа птиц вообще напоминают скорее яичную скорлупу, чем бронезащиту. Крылья же птиц, состоящие в основном из перьев, являют собой прямо-таки шедевр инженерного искусства природы: легкие и гибкие, но почти не поддающиеся разрушению.

Подъемная сила птицы создается за счет того, что воздух равномерно обтекает изогнутую поверхность крыла. А поступательное движение – за счет взмахов. Они-то и ставят в тупик многочисленных исследователей полета. Крыло – это не просто весло, которым птица «гребет» в воздухе, как полагал Леонардо да Винчи. Некоторые исследователи считают, что птица осуществляет повороты, вывернув внутреннюю часть крыла так, чтобы создать сопротивление на той стороне, куда она поворачивает, подобно действиям спортсмена на каноэ.

Сопротивление воздуха замедляет полет, а ведь от его скорости зависит иногда жизнь или смерть птицы. Американский биолог и летчик Кен Дайал обнаружил, что птицы часто осуществляют поворот за счет наклона крыла вниз, наподобие того, как отклоняются элероны у самолета. Используя рентгеновский аппарат, Дайал провел наблюдения за полетами птиц в аэродинамической трубе, благодаря чему увидел движение скелета во время полета, а также во время вдохов и выдохов птицы.

Иногда фотографу, чтобы сделать удачный снимок, приходилось самому побывать в птичьем обличии.

Совершая различные маневры, птицы должны координировать множество точных движений, начиная от изгибов и полного поворота крыла до изменения амплитуды взмахов. В полете им помогает центральная нервная система, управляющая мускулами. Но во многом птицы все же похожи на самый современный реактивный истребитель, обладающий высокой маневренностью и управляющийся компьютерной системой, позволяющей производить корректировку на большой высоте за доли секунд. Конечно, у птиц нет компьютера, зато есть крупный мозжечок, а, как известно, именно он участвует в координации движений животных.

Немало известно о полетах птиц и шведскому зоологу и ветеринару Ричарду Брауну. Если к крыше кабины планера прикрепить короткие нити, то при нормальном планировании они спокойно «летят» назад, но как только планер станет терять скорость, воздушные вихри поднимут нити вверх и даже могут направить их вперед – своего рода предупреждение об опасности. Точно так же, считает Браун, тысячи перьев, покрывающих крылья и тело птицы, могут работать как датчики воздушных потоков. Благодаря нервным окончаниям, птица сразу же чувствует движение перьев. Мускулы, на которых расположены перья, в основном действуют как пассивные датчики информации для нервной системы и в меньшей степени как движители. Чувствительные элементы на крыльях и определяют начало турбулентности (вихревого движения при активном перемешивании слоев воздуха) в обтекающем потоке, заставляя птицу изменить темп движения крыльев или несколько опустить их вниз.

Очень важны для птиц и акробатические способности. Ласточки, например, проводящие в воздухе до восьми часов в день, то и дело взмывают высоко в небо и бросаются вниз в погоне за насекомыми. А вот малиновки находятся днем в воздухе всего лишь несколько минут, совершая короткие перелеты, длящиеся обычно несколько секунд. Большая часть их полетов приходится на взлеты и посадки – самые утомительные моменты любого полета. Поэтому многие крупные птицы стараются делать их как можно реже.

Грифы, соколы, альбатросы и другие крупные птицы почти все время проводят в парящем полете на воздушных течениях с распростертыми и почти неподвижными крыльями. Для большей эффективности полета птицы искусно используют характерные особенности своих перьев. Например, грифы, совершая медленный полет по Kpyiy, чтобы не потерять высоту, выпрямляют длинные, жесткие перья на концах крыльев и разворачивают их веером так, чтобы между ними образовались щели, препятствующие перемешиванию воздуха в потоке за птицей. В результате сопротивление снижается, а подъемная сила возрастает.

Сокол же, наоборот, пикируя на добычу, укладывает свои перья так, чтобы сократить площадь их поверхности. Ему нужна скорость, а не подъемная сила. Построить диаграмму полета птицы, пикирующей со скоростью 320 километров в час, непросто, и обычно скорость пикирования определяется приблизительно. Но специалисты надеются, что однажды им удастся вывести формулу построения диаграммы полета, применяемую к птицам любых размеров и форм.