Архитектурная бионика

60

Архитектурная бионика больше теоретичности) , иначе модели теряют свое поз ­ навательное практическое значение. В архитектурной же бионической практике имеются тенденции что-то "зацепить ” в живой природе и затем на этом строить дальнейшие, часто широкие выводы, выдавая за источ ­ ник их формирования живую природу. В этом случае субъективность подавляет ход истинного процесса, а ре ­ зультаты сводятся или к поверхностному заимствова ­ нию биологических процессов, или просто к стилизации (в плохом смысле) этих процессов. Хотя идеальный эксперимент расширяет возможнос ­ ти экспериментального исследования объектов, в нем одновременно таится слабость по сравнению с натурным экспериментом. Включение теории в качестве звена, связывающего модель и объект, может стать источни ­ ком ошибок, что снижает доказательную силу модель ­ ного эксперимента (но ни в коем случае не подрывает его значения) . Несомненно, параллельное ведение на ­ турного эксперимента и моделирования дает более полноценный результат в архитектурно-бионической, интегрированной модели. Поскольку предмет архитектурной бионики двойст ­ вен (природа + архитектура) , то и моделируются факти ­ чески два объекта — природы и архитектуры. Поэтому результаты модельного эксперимента экстраполируются и на природный, и на архитектурный объекты. Экстра ­ поляция на природу дает, с одной стороны, развитие познания живой природы в архитектурно-бионическом аспекте, с другой стороны, данные для биологов, служа ­ щие основой для контактов с ними архитекторов. Теоретические обоснования экстраполяции — необходи ­ мая составная часть описания сущности всякого модель ­ ного эксперимента. В связи с поставленной в исследовании проблемой моделирования возникает целый ряд и других вопросов, которые мы лишь вкратце осветим. Прежде всего вопрос об отношении, с одной стороны, физической модели к биологическому объекту модели ­ рования, с другой стороны, физической модели к объек ­ ту назначения — архитектуре. Теоретической основой физического моделирования должна быть теория подобия. В данном случае, который связан с конструированием архитектурных форм, под ­ разумевается теория подобия, относящаяся к механи ­ ческому движению. В формулировку теоремы подобия включаются ограничительные условия о качественной ОДНОРОДНОСТИ Подобных систем: "Чтобы физические про ­ цессы были подобны друг другу, необходимо и достаточно, чтобы они были качественно одинаковыми, а их одноименные определяющие критерии подобия имели одинаковую величину Фактическим основоположником такой теории подо ­ бия считают Галилея. Его основная идея заключается в утверждении единства геометрических отношений и фи ­ зических свойств механических систем, что очень ценно для архитектурно-конструктивного моделирования и проведения в жизнь принципа "сопротивляемости по форме ” , установленного итальянским инженером П.Л.Нерви. Однако теория подобия, ограничивающая сходство моделей с натурой лишь их физическими свойствами, в частности механическим движением, не дает полной картины отражения действительности и часто приводит к грубым ошибкам. В архитектурно-бионическом моделировании большое значение имеют не только фи ­ зические свойства, но и единство физических и прост ­ ранственно-геометрических свойств, обусловленных как механическим движением, так и более сложными, био ­ логическими процессами, не говоря уже о психологичес ­ ких моментах восприятия формы и ее эстетических свойств. Например, мы привыкли к небольшим раз ­ мерам листа дерева или лепестка цветка, и вдруг в архи ­ тектуре они принимают грандиозные размеры покрытий

пролетами сотни метров. Совершенно очевидно, что нельзя строить на основании простого копирования форм и структуры древесного циста. То же относится и к моделям, которые также значительно отличаются сво ­ ими размерами от природных форм. Поэтому практика моделирования природных объек ­ тов во всех случаях выходит за пределы сравнительно ограниченного круга механических явлений и принимает форму более абстрактной теории подобия — изомор ­ физма, основанной на применении математических способов моделирования. Понятие изоморфизма и более общее понятие гомо ­ морфизма можно рассматривать как уточненные, фор ­ мализованные виды аналогий, предполагающие отноше ­ ние сходства, но не тождества. Как уже говорилось, для аналогий как отношений сходства характерны различие сопоставляемых элементов и одинаковость (тождество) отношений, т.е. законов связи между элементами двух систем. Например, нельзя поставить знак равенства между стеблем растения пухоноса и железобетонной фабричной трубой или Останкинской телевизионной башней. Одна ­ ко отношения элементов их конструктивной системы (расположение арматуры, а в стеблях растений — меха ­ нических волокон по периферии; наличие стягивающих хомутов; спиральная обмотка и в целом структура кон ­ струкций, представляющая род трубы) тождественны. Изоморфизм и представляет собой взаимно однознач ­ ное (двухстороннее) соответствие таких систем, хотя понятие изоморфизма относительно и является строгим только для выделенных анализом элементов и связей. Гомоморфизм же обозначает случаи меньшего сход ­ ства по сравнению с изоморфизмом. Если отношение фотографического отпечатка и негатива — это хорошая иллюстрация изоморфизма, то отношения между геогра ­ фической картой и местностью являют собой пример го ­ моморфизма. Однако и изоморфизм, и гомоморфизм основываются на родственных связях вещей. Основой изоморфизма является тождество математи ­ ческой формы законов разных областей природы — ме ­ ханических, электрических, термодинамических, тепло ­ вых и т.д., т.е. источником аналогий являются основные принципы существования материи, наличие в природе и в обществе закономерностей, отражающих общий харак ­ тер некоторых форм движения (в широком смысле этого слова) . Однако использование математических выражений, касающихся формализации моделей живого в архитек ­ туре, ограничивается сферой объективных закономер ­ ностей самой архитектуры. Вместе с тем нельзя забывать, чТо в основе эстети ­ ческих отношений лежат объективные законы жизни, и поэтому использование математических методов в пере ­ ходе от масштаба натурных объектов к масштабу фи ­ зических моделей, а затем архитектурных объектов 1 весьма эффективно во всех отношениях и в архитектур ­ ной бионике. С использованием математических методов возмож ­ но моделирование существенных, функциональных процессов живой природы и архитектуры. Общей осно­ вой здесь могут быть энергетические процессы. Напри ­ мер, решение проблемы наикратчайших связей между отдельными элементами функционирующей системы архитектуры, а отсюда и экономия человеческой энер ­ гии (принцип наименьшего действия) , коммуникаций; экономия теплопотерь, а отсюда решение вопроса компактности формы и ее соотношения с дифференциа ­ цией; вопросы затрат энергии общества на строительст ­ во зданий; экономия территории застройки и высот ­ ность зданий и т.д. Принцип аналогий (изогомоморфизма) позволяет ис ­ пользовать разные виды моделей, в которых модели ­