В период строительства Эйфелевой башни было довольно много критиков, в том числе и среди известных во Франции людей. Вот как о ней отозвался писатель Мопассан: «Этот гигантский неуклюжий скелет на основании, который выглядит колоссальным памятником Циклопу, но который просто превращается в смехотворно тонкую форму, как фабричная труба». Между тем Эйфель строил эту башню, ориентируясь на науку о костях и исходя из своих представлений о красоте, что, по его мнению, должно было быть связано с экономичностью, структурной эффективностью и достижением наибольшей прочности при использовании наименьшего количества материала. Напомню, что Эйфелева башня была построена в 1889 году, ее высота 324 метра, а ширина основания 125 метров. В основе конструктивной концепции этого строения лежит структурная иерархия кости, позволяющая ей быть и легкой, и прочной.
Самая прочная наружная часть кости (компактная кость) состоит из остеонов, представляющих собой цилиндрические структуры из вставленных друг в друга концентрических костных пластинок. То есть костная иерархия – это трубки внутри трубок внутри трубок внутри трубок. Во внутренней части кости – эта часть называется губчатой – находятся трабекулы (пластинки, перегородки, тяжи), которые располагаются упорядоченно: по функциональным линиям сжатия и растяжения. На эту особенность строения губчатой части верхнего отдела бедренной кости обратил внимание немецкий инженер, математик, профессор, основатель графической статики Кульман. Когда Кульман занимался проектированием высотного крана, он посетил прозекторскую (морг). Будучи инженером-математиком, он определил, что устойчивость и прочность кости определяется сочетанием кривых сжатия и кривых растяжения, расположенных на местах наибольшего сопротивления. Между этими местами (кривыми) остаются свободные места.
Ученик Кульмана, Морис Коехлин, работая у Эйфеля, представил первоначальную концепцию Эйфелевой башни, основанную на структурных особенностях кости. В дальнейшем эта концепция была использована инженерами для проектирования и строительства башни, что в конечном счете позволило минимизировать использование строительных материалов. В итоге Эйфелева башня получилась высокой, крепкой, легкой и устойчивой, как кость. А если переплавить все железо Эйфелевой башни в шар, его диаметр будет всего 12 метров [3].
Органами, осуществляющими движение суставов, являются скелетные поперечнополосатые мышцы. В организме человека более 600 скелетных мышц. Общая масса скелетных мышц составляет 40 % массы тела. Мышцы прикрепляются к костям, образующим сустав, при помощи сухожилий. В месте прикрепления сухожилия мышцы к кости есть слизистая сумка (бурса). Кости – это рычаги, а места прикрепления мышц к ним – это точки опоры. Мышца имеет неподвижную точку фиксации в самом начале и двигающуюся подвижную точку в месте прикрепления к кости, образующей сустав. При сокращении мышцы происходит воздействие на эту точку опоры, что приводит рычаг (кость) в движение. Чем подвижнее сустав, тем больше мышц, отвечающих за то или иное движение, прикрепляется к костям, образующим этот сустав.
Приведу пример. За отведение руки в плечевом суставе отвечает надостная мышца, идущая над остью лопатки, – она прикрепляется к большому бугорку головки плечевой кости. Поворот руки в плечевом суставе наружу (наружная ротация) происходит благодаря подостной мышце, идущей под остью лопатки, – она прикрепляется к большому бугорку головки плечевой кости. Поворот руки в плечевом суставе внутрь (внутренняя ротация) и приведение руки к туловищу происходит благодаря подлопаточной мышце, идущей от тела лопатки, – она прикрепляется к малому бугорку плечевой кости. Положение согнутой в локтевом суставе руки и указывающего назад первого пальца кисти – это работа малой круглой мышцы, идущей от лопатки: она также прикрепляется к определенному месту большого бугорка плечевой кости. Благодаря этим четырем мышцам, которые объединены одним названием «вращательная манжета плеча», плечевой сустав человека стабилен и может вращаться во всех направлениях. При заболеваниях или повреждениях какой-либо из мышц вращательной манжеты страдает функция плечевого сустава, за которую отвечает эта мышца.