logo

Математика и живые организмы

Недавно мне попалась в руки увесистая монография, где чуть ли не каждая страница была испещрена формулами. А речь шла всего лишь о том, как человек стоит. Что же произойдет, когда он сделает два- три шага? Какого размера должна быть страница, чтобы на ней уместилось хотя бы одно из алгебраических уравнений, описывающих движение? А разве менее сложна геометрия живых форм, начиная от амебы и кончая замысловатыми букетами животных-цветов—морских анемонов?

Живая природа сделала множество «изобретений», которые люди поняли и смогли повторить лишь при соответствующем уровне развития науки и техники. Например, принцип эхолокации эффективно используют и дельфины, и летучие мыши, а в технике он появился только в XX веке; поиск добычи по инфракрасному излучению используют многие виды змей, в то время как очки для ночного видения созданы лишь недавно и т. д. До последнего времени бытовало убеждение, что природа не изобрела колеса, что здесь техника пошла своим оригинальным путем. Но оказалось, что жгутики бактерий вращаются в специальных «подшипниках» и, значит, колесо тоже «изобретено» природой еще на самых ранних этапах эволюции. Существует специальная наука — бионика, которая изучает «патенты природы». Оказывается, что их можно иногда использовать и в «человеческой» технике.

Менее известно, что в живых организмах происходят явления, которые позволяют считать, что природе принадлежит «приоритет» и в создании своеобразных ЭВМ — устройств, производящих операции, весьма сходные с математическими операциями, которые мы склонны считать достижением. Две руки, два глаза. Десять пальцев на руках — древнейший счетный прибор и основа десятичной системы счисления. Уже беглый взгляд на наше собственное тело открывает то, что можно было бы назвать арифметикой живого. Прибавьте к этому удивительную способность природы многократно копировать из поколения в поколение эти бесконечно прихотливые и, казалось бы, неповторимые комбинации линий, фигур и поверхностей— и станет понятно, что математический расчет внутренне присущ живой материи ничуть не меньше, чем миру «стальных машин, где дышит интеграл». Попробуем уяснить себе, в чем именно проявляется присутствие математики в биологическом организме.

Цель работы: исследовать связь математики с живой природой; доказать наличие у представителей флоры и фауны тех признаков, которые позволяют создать их математическую модель; объяснить естественные процессы с точки зрения математики; рассказать о некоторых «изобретениях» природы, которые используются и будут использоваться в науке и технике; показать, как знания из области математики могут помочь в биологии.

Задачи научной проблемы: научиться создавать технические объекты на основе математических моделей представителей флоры и фауны; решать вопросы, связанные с живыми организмами, используя математические законы; «перенять» у природы ее «изобретения».

Основная часть

Как считают нейроны

Первое знакомство с математикой — это счет: «Раз, два, три, четыре, пять, вышел зайчик погулять». И самым простым кажется и считается натуральное число. Уже отрицательные числа очень медленно входили в математику. Появившись в раннем средневековье у математиков Индии, они лишь в XIII—XIV веках проникают в европейскую науку, встречая там поначалу весьма сдержанное отношение. Их называют «ложными», «абсурдными» числами. Но постепенно отрицательные числа доказали свое право на существование и стали привычными не только для специалистов — то, что было «на переднем крае науки» в средние века, сегодня спокойно воспринимают пятиклассники.

Перейти на страницу:
1 2 3 4 5 6

 


Copyright © 2013 - SimpleBiology.ru - Все права защищены