На пути к бионике

Первая. Биологии было давно известно о многочисленных полезных механизмах живой природы. Однако накопленные биологией знания не могли быть материализованы, претворены в реальные технические системы, поскольку в биологии преобладали анализ и словесное описание, отсутствовала теория и практика биологического моделирования.

Вторая. Биология столетиями развивалась вне связей с техникой. Она не составила для инженеров путеводителя по "патентной библиотеке" природы - где и у кого искать нужный аналог для создания той или иной технической системы. Эйфелю, например, и невдомек было (хотя он, вероятно, не раз видел человеческий скелет и слышал о прочности его костей) искать прообраз своей чудо-башни в берцовой кости человека. Он рассчитал ее сугубо математическими методами. Точно так же и авиаконструкторам не приходила на ум мысль, что у стрекоз нужно искать птеростигмы - единственное эффективное средство борьбы с флаттером.

Третья. Анализ творчества инженеров, зодчих, строителей, пытавшихся в прошлом копировать природу, показывает, что мало кто из них задумывался над тем, что природа не только красиво "построена", но и едва ли не идеально "рассчитана", что, создавая в процессе эволюции любое из своих творений, природа связывала в нем воедино гармонию красоты с гармонией целесообразности - придавала ему ту единственно верную форму, которая с точки зрения инженера является оптимальной. Но и при самом горячем желании порой не так-то легко разобраться в принципах формообразования биосистем. Биологические формы зачастую не могут быть ни рассчитаны современными методами инженерной и математической науки, ни даже вычерчены из-за своей сложности. Это, разумеется, не означает, что они незакономерны. Просто мы еще не знаем законов их формирования.

Четвертая. Природа нелегко раскрывает секреты своего творчества. Расспрашивать ее о тайнах структурообразования живых организмов, о происходящих в них жизненных процессах, об устройстве и принципах функционирования многочисленных тончайших механизмов можно лишь путем кропотливых исследований с помощью специально разработанных методов, с помощью новейшей экспериментальной техники - электронной, киносъемочной, химической и другой аппаратуры. Весь этот арсенал методов и средств научных исследований начал создаваться лишь недавно.

Пятая. Живые системы значительно многообразнее и сложнее технических конструкций. Чтобы познать "конструкцию" и принцип действия биологической системы, промоделировать ее и претворить в металле, исследователю необходимы универсальные знания. Между тем до сравнительно недавнего времени шел интенсивный процесс дробления научных дисциплин. На определенном этапе такая дифференциация знаний способствовала успешному развитию всех или почти всех отраслей науки и техники. Но в дальнейшем узкая специализация ученых стала тормозить прогресс: усложнилось общение специалистов, работающих даже в смежных областях. Ученые начали говорить на разных "языках" и подчас плохо понимать друг друга. Изобретать, творить - это значит сопоставлять явления. Но для этого необходимо объединить специалистов разных профилей, нужно, чтобы они научились понимать друг друга, нашли общий язык. Тогда вместо одного индивидуального мозга возникнет как бы коллективный мозг, обладающий универсальными знаниями. Иными словами, появилась настоятельная потребность такой организации знаний, которая позволила бы охватить их целиком, интегрировать на основе единых всеобъемлющих принципов.

Устранимы ли все перечисленные причины, мешающие человеку широко использовать богатейший опыт инженерного творчества живой природы? Вполне! Начало этому положила родившаяся в середине нашего века кибернетика - наука, изучающая процессы передачи и преобразования информации в технических устройствах, в живой природе, в обществе; наука о процессах управления.

В кибернетике нашла наиболее яркое отражение одна из главных особенностей современной научно-технической революции - взаимопроникновение самых различных и даже противоположных по своим предметам и методам наук. Она первая перебросила мост от биологии к технике, способствовала синтезу биологических и технических знаний. Кибернетика не только установила принципиальную аналогию в построении и функционировании живых и технических систем, но и выработала единый подход к изучению процессов управления и организации в мире животных и машин.

Развитие кибернетики привело к бурному развитию автоматики и телемеханики, радиоэлектроники, связи, вычислительной техники. Возникло множество новых научных и инженерных проблем. Появилась необходимость в повышении надежности радиоэлектронных систем, в создании электронно-вычислительных машин, решающих задачи без предварительного программирования, в разработке методов сбора, кодирования, обработки и накопления информации для самоорганизующихся систем и машин, в создании систем, обладающих свойством автоматически менять свои параметры в соответствии с изменением внешних условий и т. п.*.