Архитектурная бионика

Гпава III. Основные принципы архитектурно-бионического моделирования 61

руемое явление может воспроизводиться различными материальными средствами, не подобными друг другу. Так, механическую систему можно моделировать через электрическую, если за основу брать упругость, накоп ­ ление энергии (массу) , рассеивание энергии (демпиро- вание), что дает возможность при их взаимодействии получать тождественные показатели на измерительных приборах. В архитектурно-бионическом моделировании, например, природную конструкцию можно моделиро ­ вать из привычных нам материалов, абстрагируясь от природных, или всю систему архитектуры на большом отрезке истории представить в виде термодинамической системы. Еще более общим, чем математический, является метод моделирования, применяемый в кибернетике. Рамки его применения значительно расширяются. Он проникает в области, которые до этого многие филосо ­ фы и естествоиспытатели, опасавшиеся возрождения механицизма, считали запретными для моделирования, т.е. в области биологических и социологических систем и процессов. Кибернетический метод моделирования проявляется и в том, что он дает возможность абстра ­ гироваться не только от конкретных форм вещей и явлений, но и от ряда конкретных и специфических отношений между элементами, т.е. от частных законо ­ мерностей. Кибернетика фиксирует свое внимание на общих законах функционирования управляющих и са ­ моорганизующихся систем независимо от того, являют ­ ся ли они социальными процессами, техническими уст ­ ройствами (машинами), созданными человеком, или живыми организмами. Использование кибернетических способов моделиро ­ вания очень полезно для архитектурной бионики по двум причинам. Во-первых, этот способ дает возмож ­ ность абстрагироваться от структур и вести моделирова ­ ние только лишь на уровне функционирования. Вместе с тем он позволяет глубже познать взаимодействие функции и структуры. Во-вторых, кибернетический ме ­ тод моделирования универсален и потому применим в различных отраслях архитектурной бионики. Однако в универсальности таится и опасность ухода от специфики моделируемого объекта, что, как известно из предыду ­ щего материала, восполняется методами моделирова ­ ния, основанными на принципах аналогий и гомологий, проводимых в моделировании не только на уровне ре ­ зультатов "на выходе" сравниваемых функционирую ­ щих систем и их функций или в поведенческом срезе, но и на уровне структур, материалов или элементов, из которых состоят структуры!. Надо сказать, что послед ­ ние уровни именно и характерны для вещественных (физических) моделей в архитектурной бионике. Взаимосвязи функции и структуры будет уделено специальное внимание в гл. 1У. Здесь же мы, забегая вперед, выскажем лишь несколько предварительных соображений по этому вопросу, ориентируясь на моде ­ лирование. Несмотря на отсутствие однозначной зависимости функции от структур и жесткой связи между ними, все же известная взаимосвязь между ними имеется. Диалектическая точка зрения на взаимосвязь функции и структуры в архитектурно-бионическом моделиро ­ вании может способствовать его результативности. По мнению ученых, модель можно считать удачной по крайней мере при двух условиях. Во-первых, когда она демонстрирует поведение, подобное поведению мо ­ делируемого объекта. Во-вторых, когда на основе изу ­ чения поведения (функции) и структуры этой модели

можно обнаружить новые, не известные до сих пор осо ­ бенности или свойства оригинала, не содержащиеся в нем в явном виде. В архитектурной бионике на этапе бионического, экспериментального моделирования возможно также воспроизведение функционального, поведенческого процесса живой природы (технология производства материалов, моделирование роста и развития природных структур — алгоритма взаимодействия этапов роста и др.) . В этом случае используются технические средства, в задачу которых не входит воспроизведение в модели всех конструктивных деталей оригинала. Причем, име ­ ется стремление к совершенствованию структуры (на ­ пример, конструкции) , к приданию ей гибкости, надеж ­ ности, экономичности и т.д. на основе изучения ориги ­ нала. Возможна и другая линия — моделирование структу ­ ры (конструкции) оригинала, выполняющей те или иные функции, например трансформации. В этом случае система движения элементов в пространстве, удовлетво ­ ряющая определенным функциям организма, тесно связана с его структурой и формой отдельных его эле ­ ментов (спиралевидное раскрытие элементов цветка флоксы, радиальное — лепестков календулы и пр.) . Сюда же входит наличие каналов обратной связи, по ко ­ торым циркулируют вода или газы, регулирующие давление в узлах, а следовательно, и движение элемен ­ тов формы организма. Поэтому изучение структуры может стать основанием для расширения функциональ ­ ных возможностей моделируемого объекта (трансфор ­ мируемая кровля, координация движения элементов конструкции зданий в сейсмических условиях, аморти ­ зация вибрации звуковых стрессов и т.п.) . Обе линии моделирования основываются на имеющей место, хотя и диалектически противоречивой, взаимо ­ связи функций и структуры. В итоге такое взаимодей ­ ствие дает возможность экстраполировать и формооб ­ разование живого оригинала, т.е. выявить на модели с различной степенью достоверности возможные вариан ­ ты поведения живого организма. Естественно, при этом необходимо стремиться к максимальной достоверности, иначе теряется смысл всего архитектурно-бионического моделирования и приобретает приоритет субъективный фактор, остро ставящий вопрос о целесообразности архитектурно-бионических исследований. Все это не исключает вероятности и пользы получения отрица ­ тельных выводов. Диалектическая точка зрения на взаимосвязь функ ­ ций и структуры открывает как в экспериментальном, так и в результативном моделировании возможность прогнозирования моделируемых процессов. ЭЛЕМЕНТЫ АРХИТЕКТУРНО - БИОНИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ФОРМ ЖИВОЙ ПРИРОДЫ ". . . Парашют мы изобрели в двадцатом веке. Одуванчик изобрал его миллионы пет назад- . . . вся графика этого удиви ­ тельного приспособления достойна самого точного и красивого чертежа, не говоря об инженерных и математических расчетах. Вес семечка, длина ножки, площадь зонтика — все находится в строгом математическом соответствии, и если бы современные инженеры при помощи логарифмических пинеек и счетных ма ­ шин взялись рессчитать подобный воздухоплавательный аппарат с точки зрания оптимальности его пропорций, то они пришли бы к пропорциям и форме аппарата, который вы держите на своей ладони и которые во множестве летают по воздуху в вет ­ реный летний дань"[э]. Эта цитата, заимствованная из очерка "Травы" Вла ­ димира Солоухина (1972 г.), могла бы послужить свое ­ го рода программой для интересного и практически по ­ лезного бионического исследования, направленного на разработку не только конструкции нового летательного аппарата, но и конструктивной архитектурной формы. (Кстати, это "удивительное приспособление" находится

Г. Клаус делает вывод о том, что совпадение этих четырех уровней аналогий является в идеале предпосылкой перехода от аналогий к тождеству [8].