Атомы образуют кристаллы и молекулы и связаны друг с другом силами притяжения и отталкивания, благодаря чему они сами по себе являются тенсегрити-структурой на соответствующем масштабе (Edwards et al., 2012; Reilly & Ingber, 2018), но это совсем не означает, что абсолютно любой объект — это тенсегрити-структура. И что, к примеру, дверной косяк нам также следует рассматривать в этом качестве. Подход Фуллера акцентирует фундаментальную разницу физической сущности естественных и инженерно спроектированных, искусственных (рукотворных) материальных систем. Дверной проем, здание; пластиковая ложка — это структуры, которые собраны вместе за счет направленного вливания дополнительной энергии извне и за счет внешнего инженерного интеллекта: они не синергетичны, поскольку не были образованы в процессах естественной самоорганизации. Он акцентирует, что принцип синергетики и тенсегрити применим только к природным, естественно эмерджентным, самоорганизующимся структурам. По его мнению, вся наука исторически пошла по неверному пути, взяв за систему отсчета примитивные рукодельные структуры, изготовленные человеком «по линейке» и пытаясь засунуть физику естественного в это квадратное ложе. При этом традиция естественных наук пошла по пути акцентирования материалов — из чего сделано, а не через фокус на том, как возникло. Привычный акцент на «из каких материалов состоит», разделяющий в первую очередь неживое и живое, приравнивает между собой как неживые естественные, так и неживые инженерные структуры. Поскольку инженерно-спроектированные и сделанные, а также инженерно-извлеченные материалы, отделенные и от их естественной структуры, и от контекста, намного удобнее изучать, то именно на этом сосредоточились так называемые естественные науки. Хотя на самом деле в понимании Фуллера в современных экспериментальных науках ничего собственно естественного не осталось — только инженерное. Рис. 3.1. Простые модели тенсегрити. (А) Т3-призма. (B) Т4-призма. (С) Т5-призма. Все они здесь показаны с правосторонним скручиванием — выбор отсчета как лево— и/или правостороннего определяется стандартным соглашением. (© Рори Джеймс) Его подход обратный.
Сначала мы должны понять физику естественного в ее естественных самоорганизующихся проявлениях, а потом учиться у нее в нашем инженерно-рукодельном деле. Главные физические принципы запертых сил можно проиллюстрировать с помощью тенсегрити-моделирования, использующего тросы и распорки для отображения двух типов внутренних сил: притяжения (натяжения) и отталкивания (сжатия) соответственно. При этом каждый из этих компонентов несет лишь один тип нагрузки: тросы — натяжения, а стержни/распорки — сжатия (Fuller, 1975, 720.00; Edmondson, 2007, с. 259) (рис. 3.1). Тенсегрити-моделирование наглядно иллюстрирует основные принципы синергетической геометрии Фуллера. В них силовые линии являются геодезическими, поскольку силы между структурными элементами передаются по кратчайшему пути взаимодействия. Они плотно упакованы, потому что их составные части сами по себе автоматически приближаются друг к другу настолько близко, насколько это возможно. И они естественным образом сбалансированы в простейшем состоянии с минимальной энергией. Тенсегрити-модели редуцируют внутреннее строение до его самой простой формы, где модели «стержни-и-струны» отображают динамическое поведение внутренних (но невидимых) векторов сил, действующих внутри них (Heartney, 2009). Это делает возможным бесконечное число сложных конфигураций, при этом все они могут быть получены из одной модели: призмы T3 (Pugh, 1976; Bansod et al., 2014; Bansod & Burša, 2014). Главное состоит в том, что спирали две (право— или левосторонняя ориентация). Если одну назвать левой, то другая правая. Это и есть так называемое стандартное соглашение. Но главное не в названии «L» и «R», а в сути — в том, что эти спирали фундаментально различны и не переводятся друг в друга никакими преобразованиями. А значит, указывают на двоичность как на самый минималистический структурный принцип. И ни один элемент не остается в одиночестве сам по себе. Это и есть двоичная основа синергетики. Тенсегрити-моделирование Т-призмы Наша задача состоит в том, чтобы проиллюстрировать различные комбинации и разнообразие тенсегрити-паттернов, но при этом необходимо быть осторожным и не скатываться в упрощения (кость как стержень, мышца как струна). Может показаться, что призма Т3 — самая простая модель тенсегрити: три распорки скручены вокруг центральной оси, а треугольник из тросов соединяет их вместе на каждом конце (Castro-Arenas et al., 2016; Zhang et al., 2016) (рис. 3.1A). Эта призма первая в бесконечном ряду, который возникает при добавлении большего количества распорок. После Т3 этот ряд продолжают призма Т4, призма Т5 и т. д. Название «призма» сложилось исторически, хотя и является очень неудачным для тенсегрити-структуры. В классической геометрии призма — это фигура, в которой лево и право симметричны и могут быть преобразованы одно в другое, а значит, сущностно неотличимы. В тенсегрити-геометрии Фуллера идентичность субэлементов присутствует с самого начала.