И теперь можно акцентировать внимание на, пожалуй, главном моменте, вокруг которого строится вся эта книга. Да, безусловно, тенсегрити-конструкции — это рукотворные, специально инженерно спроектированные сборные конструкции из подручных материалов. Конечно же, они не являются по-настоящему естественными, самовозникающими и самоорганизованными, как те системы, что мы наблюдаем в живой природе. Более того, они выглядят настолько необычно, что воспринимаются нами не просто рукотворными, а нарочито искусственными. В этом и заключается связанный с т-моделированием подвох и когнитивный диссонанс. Все мы выросли в типовой инженерно-строительной среде и привыкли воспринимать обычные здания и механизмы как рукотворные, но вполне привычные. Поэтому нам намного легче допустить мысль о моделировании природных процессов именно через привычные, строительно-машинные аналогии и расчеты, чем через такую вычурную экзотику, как тенсегрити-модели. Нам интуитивно кажется, что эта интересная, но странная штука уж точно не имеет никакого отношения к природе! Однако парадокс как раз в этом и состоит — именно очень экзотические искусственные тенсегрити-воплощения НАИЛУЧШИМ ОБРАЗОМ иллюстрируют динамическое поведение настоящих природных систем, самоорганизующихся естественным образом, как синергетические тенсегрити-структуры. В то время как «нормальные» аналогии с «полезными» сборными конструкциями и механизмами, на которых основывается инженерно-расчетная биомеханика, не просто не очень точны, а грубо ошибочны! Удивительно, но это так! Тенсегрити — это не дизайн, а открытие! Иллюстрации и доказательства в пользу такого расширенного понимания тенсегрити и вытекающего из него биотенсегрити-подхода и составляют основное содержание этой книги. Самым первым целенаправленным тенсегрити-воплощением была конструкция Кеннета Снельсона, созданная им в 1949 году по техническому заданию Р. Бакминстера Фуллера. (Об этой истории будет подробно рассказано ниже).
Она представляла собой комбинацию элементов сжатия (распорок), которые словно плавали в самозамкнутой сети натянутых тросов. По факту конструкция Снельсона представляла собой две икс-образные деревянные распорки, которые не соприкасались друг с другом ни в одной точке, при этом одна из них была подвешена в воздухе и удерживалась на месте натянутыми нейлоновыми тросами. К. Снельсон описывал это так: «Эту скульптуру можно вывести даже на орбиту в космическом пространстве — она [все равно] сохранит свою форму. Ее силы заперты и закольцованы изнутри. Эти механические силы — сжатие и натяжение, или давление и тяга — являются чистой энергией и невидимы подобно тому, как невидимы магнитные или электрические поля» (Heartney, 2009, с. 20). Примечание редактора Любые конструкции, собираемые в гравитационном поле Земли, интегрируют в себя силы реакции опоры, а также угловые и изгибающие моменты, связанные с их размерами, весом и относительным положением их элементов по отношению друг к другу. Поставьте друг на друга два камня — на Земле из них можно создать весьма устойчивую сборную конструкцию, даже не применяя цемент, клей, болты или другие варианты принудительного скрепления между собой. Интеграция сборной конструкции из двух камней обеспечивается силой тяжести и балансом пропорциональных ей сил реакции опоры и угловых моментов, зависящих от веса, формы и расположения камней. Однако в невесомости такая сборная конструкция не соберется, она просто рассыплется. Тем и удивительна тенсегрити-конструкция, что она самостабилизируется исключительно внутренними силами, без участия внешних. Более того, она способна противостоять деформации даже под воздействием внешней нагрузки, в десятки раз превышающей ее вес. Именно эта способность к внутренней самостабилизации без совершения работы и траты энергии и вызывает такой интерес к тенсегрити, как подсказка о том, каким образом биологические организмы сочетают самоустойчивость (самостабилизацию), подвижность и экономию материалов одновременно. При разговоре о невидимых силах может создаться впечатление, что концепция тенсегрити в чем-то эзотерическая, что совершенно неверно. Дело в том, что в традиции стандартной геометрофизики мы привыкли работать со свободными физическими силами, то есть взаимодействиями, легко проходящими через границу структуры как внутрь, так и наружу, меняя свой статус между внутренними и внешними. Именно это отражается в структурном анализе сборных конструкций, проводимом через так называемую диаграмму сил в состоянии покоя (Free Body Diagram). То есть собственно граница структуры условна как ситуативное и в первую очередь математическое разграничение между внутренними и внешними силами, и поэтому часто так и называется виртуальной. Иначе говоря, сами элементы рукотворной сборной конструкции физически первичны и относительно устойчивы, а комбинации между ними изменяемы и зависят от действия в первую очередь внешних сил.