Созданное человеком средство для управления силами природы

Созданное человеком средство для управления силами природы

Вертолет, похожий на стрекозу, поезд — на птицу, самолет — на дельфина и многое другое

Человек с незапамятных времен мечтал летать, как птица, плавать, как рыба, и бегать, как лошадь. Все его мечты в итоге сбылись с приходом XX века. И теперь в небе давно уже летают самолеты, под толщей воды бороздят океаны подводные лодки, а по дорогам ездят автомобили, под капотами которых заключены многие десятки лошадиных сил.

Очевидно, что в некоторых нюансах своих технических разработок человек черпал вдохновение от этой самой природы. Это можно увидеть либо в дизайне созданных инженерами технических средств, либо в технологии их работы. Особенно подход заимствования технологий у природы важен на современном этапе, когда это становится все более и более технически реализуемой задачей. Придуман и отдельный термин такому заимствованию — биомиметика.

В нашем топе мы приведем лишь два десятка интересных примеров этой самой биомиметики, но на самом деле заимствований «природных задумок» человеком насчитывается тысячи, и каждая из них по-своему облегчает нашу жизнь.

Биомиметика — это подход к созданию технологических устройств, при котором идея и основные элементы устройства заимствуются из живой природы.

Смотрите также

1. Почему стрекоза похожа на вертолет

Когда вы впервые увидели стрекозу, маловероятно, что вы заметили, насколько она похожа на вертолет. А ведь присмотревшись к крыльям стрекоз, вернее к их работе в замедленной съемке, можно определить, что они функционируют аналогично лопастям винтокрылых машин — начиная от принципа работы до баланса, оба механизма работают идентично. Угадайте, кто первым придумал непростой баланс работы — природа или человек?

2. Скоростной поезд и птица: какое у них сходство

Инженер по имени Эйдзи Накацу разрабатывал скоростные поезда в Японии. Работая над аэродинамикой, легендарный инженер задался вопросом: как снизить акустический удар при выезде из тоннеля?

Ответ пришел, откуда не ждали, — оказывается, у зимородка природой отточена такая форма клюва, что он способен входить в воду при пикировании, не поднимая брызг. Так клюв зимородка послужил прототипом переднего обтекателя сверхскоростного поезда .

Источник



"Вторая природа" : та, что создана человеком

Вторая природа — это понятие, возникшее в науке для обозначения того, как человек преобразовал Природу первую, естественную.
Города, парки, сады, поля, разработанные месторождения, водохранилища, ирригация и мелиорация, каналы и дороги, свалки.
Это пути ( водные, например каналы, железная дорога, крупные автомагистрали ) и обычные дороги, это вещи, механизмы, заводы и фабрики, деревни и посёлки.
Всё это — вторая природа.
Это то, что отличает её от первой, то, что соперничает с естеством Земли.
Это соперничество выражается в том, чтобы приспособить пригодные ландшафты под нужды людей.
Это «второе» пространство материального мира включает в себя дома, вещи и предметы, технику, коммуникации, связь, и образ жизни.

Города никогда не спят. В них всегда происходит внутренняя жизнь, отличающаяся от естественной : правоохранители, пожарные, медики, сторожа, пекари, таксисты, работники других служб и профессий часто работают по ночам.

Чтобы вырастить дерево, Природе нужны годы, десятилетия, а то и столетия. Чтобы его срубить — минуты, или часы. Чтобы распахать целину, создаваемую столетиями нужны недели. Но чтобы вывести новую породу животных или новый сорт растений, тоже нужны десятилетия и столетия.

Одной из стран, где вторая природа превзошла первую, является Китай.
На протяжении как минимум пяти тысяч лет миллионы и миллионы людей преобразовывали почву, ручьи и реки, озёра и горы, пустыни, степи и джунгли на этой территории. Сейчас там второй природы больше, чем первой — за тысячелетия эти земли очень изменились.

Но в Китае много парков, садов и заповедников, где берегут нетронутую первую Природу, которую очень любят и гордятся ею.
То же можно сказать и о Японии. В Японии, из-за недостатка земли строят искусственные берега и острова, где селятся люди, и окружают себя привычными вещами, и элементами живой естественной природы.

Также, Европа, или географическая Европейская часть России — преобразованы довольно существенно.
В Европе Нидерланды являются лидерами преобразования природы, этот процесс там начался столетия назад. Болотистые низинные почвы, представляющие собой почти бесплодную грязь, были осушены кирками и лопатами вручную, и преобразованы в тучные пастбища, плодородные поля, в посёлки и города.

Люди всегда стремятся создать для себя наиболее комфортные условия жизни.
Но весь опыт человечества показывает, что пора поменять концепцию «второй природы» : нужно приблизить её к естественной среде обитания.
Футурологи, которые прогнозируют будущее человечества, давно создали инженерные, концептуальные и даже философские проекты по бóльшему включению человека в естественный мир.
Фантасты 20 века в своих произведениях давно описывали мир будущего как зелёный мир с чистым воздухом, с редкими уютными поселениями, где экологичный быстрый транспорт позволяет жить вне городов.
Но поздние фантасты развивают утопический постапокалиптический мир, мрачный, ядовитый, жестокий и бесчеловечный.
Не сотрудничество, а соперничество, не производство, а утрата средств производства, не благоденствие и здоровье, а нехватка ресурсов, борьба за выживание, и неопределленость человеческой жизни вообще — вот идеалы постапокалиптиков.

Почему же идеи полувековой давности, когда экологические миры были так хорошо описаны, стали ненужными сегодня?
Ответы мы знаем сами :
• борьба за ресурсы, вместо разработки альтернативных видов топлива и энергии
• политическое давление ряда стран
• войны и поддержание конфликтов в активном состоянии, терроризм
• недостаток доступной качественной еды и воды
• введение старых догм капитализма, бесправия народов и социальных грцпп, и религиозных догм ( не имеющих отношения к духовности человека, но подавляющих его волю и гражданские свободы )
• климатические изменения, опустынивание земель, естественное вымирание животный и растений и истребление их руками человека
вот основные причины того, что мрачные картины будущего сегодня кажутся более вероятными, чем мир благоденствия.

Читайте также:  Кто рисует картины про природу

Но, думается, что можно надеяться на то, что это минует, и мрачный период истории закончится, как уже было неоднократно, и в сознание большинства людей вернётся чистый и спокойный мир будущего, которого достойны все люди на Земле.

Источник

Старший по планете: как человек взял на себя ответственность за природу

«Мы не можем ждать милостей от природы; взять их у нее — наша задача», — цитата из трудов селекционера Ивана Мичурина хоть и приводилась автором лишь в узком смысле развития плодоводства, стала популярной в советском государстве в широком смысле. Но она сгодилась бы и на роль мирового кредо на завершающем этапе колониальной эпохи. Мичуринская формулировка — своего рода вершина процесса самовольного воцарения человека в мире, девиз «царя природы».

Уверенный пользователь

«Воцарялся» человек долго и трудно. Первой эмоцией, которую наши далекие предки испытывали по отношению к природным силам, был, по всей видимости, благоговейный ужас: природа могла нанести ущерб в любой момент. Пожары, наводнения, дикие звери — все это заставляло человека страдать, испытывая страх и беспомощность.

В самой глубокой древности человек обожествлял непосредственно злаки, дававшие ему пропитание; однако впоследствии понадобилось объяснение тому, что людям приходится, по сути, «убивать» и съедать божество. Земледельческие культы эволюционировали, отделив «духа растения» от его «тела»; так стихийная сущность природы начала отделяться от материальной.

Страх перед стихией сохраняется в каком-то смысле до сих пор: даже современные писатели в жанре фэнтези, выдумывая свои пантеоны, непременно включают в них природную силу, будь то энты у Толкина, древовидцы у Мартина или Грут во вселенной Marvel.

В материальном же смысле природа стала пониматься как неодушевленная часть сотворенного мира, одушевленной частью которого был человек. Когда люди с развитием ремесел и земледелия убедились, что окружающий мир, оказывается, вполне поддается переделке, самым простым объяснением стала идея предназначенности природы в дар человеку, каковым даром человек волен распоряжаться: «Растения существуют ради живых существ, а животные — ради человека. Если верно то, что природа ничего не создает в незаконченном виде и напрасно, то следует признать, что она создает все вышеупомянутое ради людей», — бесхитростно заключает Аристотель.

Более конкретно эта мысль разъяснена у Платона в «Тимее»: сотворенный человек неизбежно должен был погибнуть от огня и воздуха, поэтому в помощь ему боги создали растения — «породы растительного царства произрастили они, мощные, нам, менее сильным, для пропитания».

Хищническая вырубка лесов и опустошение полей и выпасов — не изобретение новейшего времени. Оказавшись в пустынях современной Сирии или Ирака, трудно поверить в то, что некогда эти земли были так называемым плодородным полумесяцем, мировой колыбелью земледелия и скотоводства. Леса и поля, составлявшие богатства Шумера и Вавилона, были попросту сведены на нет за долгие столетия руками людей. Наиболее распространенное объяснение гибели цивилизации майя тоже сводится к вырубке индейцами джунглей и, как следствие, разрушению экосистемы. При взгляде на скалы Греции сложно представить их покрытыми строевым лесом, исчезавшим уже на глазах современников: «Среди наших гор есть такие, которые ныне взращивают разве только пчел, а ведь целы еще крыши из кровельных деревьев, срубленных в этих горах для самых больших строений», — сокрушался Платон.

Кстати, уже в античную эпоху люди задумывались о последствиях вторжения в природу. В «Анналах» Тацита сохранился рассказ о том, как в римском сенате слушался проект отвода от Тибра питающих его рек и озер для уменьшения его разливов. Представители муниципиев и колоний — флорентийцы, риетинцы и жители Интерамны — воспротивились, утверждая, что тогда вода из этих водоемов заболотит «плодороднейшие земли Италии», и вообще, «природа, определившая рекам их устья и течение, истоки и разливы, достаточно позаботилась о делах человеческих». Сенат решил оставить все как есть.

Леса тем не менее продолжали вырубаться быстрыми темпами; довольно скоро древесину для римских построек пришлось возить из дальних провинций. Граждане если и беспокоились, то не об абстрактной экологии, а о собственных нуждах. Не стоит забывать, что, разрушая, человек одновременно и создавал — прокладывал системы ирригации, облагораживал культурные растения, выводил новые породы скота, высаживал сады, поля и виноградники.

Некоторые современные исследователи высказывают сомнения в степени антропогенного воздействия человека античной эпохи на природу. Но так или иначе, «царем природы» человек еще не стал — скорее, «уверенным пользователем». В центре мироздания все-таки находились боги, человек как бы пользовался их дарами as is, в том естественном виде, в каком они были предоставлены, и не отвечая за последствия.

Царь по доверенности

С укоренением христианства оформилось понимание природы как вспомогательного ресурса для человека: сотворив человека, Бог, согласно Писанию, поручил ему «наполнять землю и обладать ею» и владычествовать над рыбами, птицами, над скотом и вообще «над всею землею». Это было уже похоже на «царство», но все же по доверенности. Но перед тем как чем-то владеть, это что-то нужно сначала завоевать. А затем выяснить, кто конкретно чем владеет.

Читайте также:  Пришвин человек природа в его творчестве

Для средневекового крестьянина лес был скорее враждебной средой. Дремучие заросли Центральной и Западной Европы являлись своего рода «антимиром» для упорядоченной жизни в освоенном пространстве. Признаки такого отношения можно повсеместно встретить опять же в фольклоре — лес всегда является обиталищем чудовищ, колдунов и великанов, несущих смертельную угрозу. Сложно почувствовать себя «царем» в такой обстановке.

Леса в процессе колонизации пространства безжалостно сводились и корчевались. Северянам, кроме стройматериала, лес был очень нужен и на дрова. Но стали появляться и первые признаки целенаправленной охраны окружающей среды. Уже в конце VII века Карл Великий в «Капитулярии о поместьях» указывает, «чтобы леса и заповедные чащи наши хорошо охранялись; и если где окажется удобное место для расчистки, расчищали бы, не давая полям зарастать лесом; а где должны быть леса, никак не допускать вырубать и губить их; зверей же в заповедных чащах наших тщательно блюсти».

С развитием горнорудного дела о лесах приходилось заботиться все сильнее — горнякам требовалось больше леса. Огромное количество ресурсов требовалось растущим городам. В европейских государствах стали появляться многочисленные уложения, регулирующие пользование лесами, и правила лесовосстановления. Эти уложения помимо прочего служили и делу обоснования феодальной власти — и уже тогда популярной стала аргументация о грядущем дефиците дерева (конечно, находились те, кто в него не верил).

Экология влияла на политику с древних времен, подчас неявным образом. Даже то, что в Европе общество исторически тяготело к демократическим, республиканским формам правления, а в Азии — к деспотическим, а не наоборот, по одной из версий объясняется тем, что европейский крестьянин располагал естественным орошением полей и, следовательно, не так зависел от властей в обеспечении пропитанием; в засушливых же местностях Востока урожай обеспечивали ирригационные системы, а их обустройство требовало участия центральной власти. Безусловно, это не единственный фактор, но тем не менее.

Не стали исключением и Средние века. Постоянные споры за пользование природными ресурсами приводили к конфликтам. Крестьяне поднимали восстания, требуя передачи в общинное пользование лесов, пашен и права на охоту и рыбную ловлю. Монархи запрещали вырубку леса, так как он был необходим для постройки флотов. Города, в свою очередь, спорили с феодалами, заставляя монархов вводить запреты на сведение лесов в своих окрестностях. Противоречащие взгляды на использование ресурсов имели гильдии. Все эти общественно-политические склоки не только выковывали социальные связи, но и невольно способствовали сохранению определенного баланса отношений человека и природы. И в то же время неумолимо подводили к мысли об ограниченности ресурсов.

Романтичный завоеватель

«Новое время» принесло бурную индустриализацию. «Век дерева» сменился «веком угля» — в первое время в добыче каменного угля видели выход из экологического кризиса, залог спасения лесов, предсказания о дефиците которых уже вызывали панику. Далеко не сразу удалось понять, что уголь в отличие от древесины — ресурс невозобновляемый.

В этот момент и стало оформляться «царское» отношение к природе.

Картезианская философия обосновала уникальность человека и его неравнозначность природе — с точки зрения рационалиста той эпохи природа была чем-то вроде механизма, который можно разбирать, не мучаясь этическими вопросами, и даже нужно, поскольку миссия человека состоит в облагораживании и упорядочении мира.

Парадоксально, но в данном случае наука помогла обосновать религиозный тезис.

Для защиты от наводнений горожане принялись, в частности, строить дамбы и изменять русла рек. Крупнейшим проектом стало исправление русла Рейна в Германии в XIX веке — реку фактически превратили в канал ради увеличения пахотных земель и улучшения судоходства (лишь потом оказалось, что это вызвало новые проблемы). Инженеры-гидротехники занимались спрямлением Дуная, причинявшего немало бед жителям Вены во время наводнений. «Кто слышал скрежет землечерпалок, кто пережил волнения ночных защитительных работ на плотинах и моменты триумфа при успехе дела. тот сделается на всю жизнь горячим защитником подобных предприятий, обуздывающих грозные силы природы на благо человека», — патетически восклицал геолог Эдуард Зюсс, защищая идею в венском парламенте, и эта цитата хорошо отражает восхищение прогрессоров собственными возможностями.

Однако дым от фабричных труб тревожил людей, стали заметно ухудшаться условия их жизни. Уже в XVII веке над Лондоном висел знаменитый смог — визитная карточка города на протяжении столетий. Современники отмечали рост заболеваний от ядовитых свинцовых и серных паров, а также химических сбросов в водоемы. Все это не могло не вызвать реакции — в XVII–XVIII веках стали появлялись авторы, такие как Джон Ивлин, резко обличавшие индустриализацию и требовавшие возврата к консервативным технологиям. Томас Мальтус сочиняет теорию убывающей плодородности и грозит человечеству вымиранием от нехватки пищи, а Иоганн Гёте следует романтическому культу природы. «Мы живем среди природы, мы друзья ее. Мы постоянно оказываем на нее действие, однако не имеем над ней никакой власти», — рассуждает поэт.

«Лесной романтизм» стал, надо сказать, одним из истоков немецкого национализма — впрочем, и в других странах, формировавших национальную идентичность, фактор родной природы играл значительную роль, что также способствовало ее охране. Стоит заметить, что именно в нацистской Германии было принято мощное законодательство о защите окружающей среды — а по другую сторону океана, в США, скудная по сравнению со Старым Светом история заставляла американцев поднимать на щит природу. Американские экологические движения появились раньше и были шире, нежели европейские, именно там была написана «Молчаливая весна» Рэйчел Карсон — книга, которая стала для экоцентристов второй половины XX века чем-то вроде «Коммунистического манифеста» Маркса.

Читайте также:  Вещь необычная своей природой

Бесконечно игнорировать предостережения скептиков было нельзя, в XIX веке терпеть многие вещи становилось просто невозможно — жизнь в чаду перенаселенных городов напоминала ад. Пожалуй, можно сказать, что именно стремление к чистоте и гигиене легло в основу готовности человека пойти на уступки природе — власти начали ограничивать выбросы и строить очистные сооружения. Но хотя «царь природы» постепенно, как и в политике, переходил к своего рода «конституционной монархии», добровольно соглашался на ограничения власти, все же развитие требовало жертв, а наука объясняла еще далеко не все причинно-следственные связи — к примеру, до начала XX века считалось, что высокая труба завода экологически безвредна, так как дым развеивается где-то высоко в воздухе.

Тиран на час

Какое-то время экологические кризисы удавалось разрешать, создавать иллюзию разрешения или вовсе игнорировать. Продолжающийся бурный рост науки и промышленности приводил к частой смене эпох — на смену углю приходил бум гидроэнергетики, затем электричество, нефть, атом. Каждый раз казалось, что новая технология закроет старые экологические проблемы. На практике же это приводило к интенсификации производства — чем проще человеку доставалась энергия, тем активнее он ее добывал и тратил.

Экспоненциальный рост добычи и потребления невозобновляемых ресурсов продолжался всю первую половину XX века, эпоху самой нещадной переэксплуатации природы. В СССР, где исчезли вообще все факторы сдерживания, коммунисты и вовсе не стеснялись в методах — «мичуринский» подход вкупе с желанием наверстать отставание от Запада вдохновлял их на аграрные мегапроекты, уничтожившие Аральское море, масштабную индустриализацию без оглядки на экологию и еще в 1970-х строить планы поворота сибирских рек в Среднюю Азию.

Так продолжалось до середины столетия, когда эпоха дешевой нефти привела к производству огромного количества товаров и, как следствие, такого же количества отходов. Это следует признать одним из важных факторов появления экологического сознания, но не менее важными стали еще две причины: появление ядерного оружия, заставившее мир испытывать недоверие к атомной энергетике и бояться радиоактивных осадков, а также распространение рака — когда выяснилось, что многие канцерогены содержатся именно в химических выбросах. Соединившись, эти фобии привели просто к массовому психозу и одновременно росту популярности экологических теорий, которые вскоре оформились в целое научное направление.

В 1972 году ООН проводит конференцию по защите окружающей среды, с которой можно отсчитывать современную мировую политику в этом направлении.

Тысячу лет готовившись провозгласить себя «царем природы», человек буквально за пару столетий понял, что тиранический стиль правления ни к чему хорошему не приводит, и поспешил сдать назад. Тем не менее этот путь, очевидно, должен был быть пройден именно в такой последовательности — это касается и тех регионов мира, которые пока отстают от передовых образцов.

Подписывайтесь и читайте нас в Яндекс.Дзене — технологии, инновации, эко-номика, образование и шеринг в одном канале.

Источник

Биомиметика: 24 технологии, на создание которых вдохновила природа

Вертолет, похожий на стрекозу, поезд — на птицу, самолет — на дельфина и многое другое

Человек с незапамятных времен мечтал летать, как птица, плавать, как рыба, и бегать, как лошадь. Все его мечты в итоге сбылись с приходом XX века. И теперь в небе давно уже летают самолеты, под толщей воды бороздят океаны подводные лодки, а по дорогам ездят автомобили, под капотами которых заключены многие десятки лошадиных сил.

Очевидно, что в некоторых нюансах своих технических разработок человек черпал вдохновение от этой самой природы. Это можно увидеть либо в дизайне созданных инженерами технических средств, либо в технологии их работы. Особенно подход заимствования технологий у природы важен на современном этапе, когда это становится все более и более технически реализуемой задачей. Придуман и отдельный термин такому заимствованию — биомиметика.

В нашем топе мы приведем лишь два десятка интересных примеров этой самой биомиметики, но на самом деле заимствований «природных задумок» человеком насчитывается тысячи, и каждая из них по-своему облегчает нашу жизнь.

Биомиметика — это подход к созданию технологических устройств, при котором идея и основные элементы устройства заимствуются из живой природы.

Смотрите также

1. Почему стрекоза похожа на вертолет

Когда вы впервые увидели стрекозу, маловероятно, что вы заметили, насколько она похожа на вертолет. А ведь присмотревшись к крыльям стрекоз, вернее к их работе в замедленной съемке, можно определить, что они функционируют аналогично лопастям винтокрылых машин — начиная от принципа работы до баланса, оба механизма работают идентично. Угадайте, кто первым придумал непростой баланс работы — природа или человек?

2. Скоростной поезд и птица: какое у них сходство

Инженер по имени Эйдзи Накацу разрабатывал скоростные поезда в Японии. Работая над аэродинамикой, легендарный инженер задался вопросом: как снизить акустический удар при выезде из тоннеля?

Ответ пришел, откуда не ждали, — оказывается, у зимородка природой отточена такая форма клюва, что он способен входить в воду при пикировании, не поднимая брызг. Так клюв зимородка послужил прототипом переднего обтекателя сверхскоростного поезда .

Источник