Пчелы-математики
Бельгийский писатель Морис Метерлинк был также страстным пчеловодом. В своей книге «Жизнь пчел» он рассказывает, что в начале XVIII века известный французский физик Реомюр заинтересовал видного швейцарского математика Кенига следующей задачей: «Как велик должен быть тупой угол ромба при основании ячейки сота медоносной пчелы, если бы она была построена с таким расчетом, чтобы вместить наибольшее количество меда при наименьшей затрате воска». Кениг определил этот угол, оказавшийся равным 109°26′, и сообщил, что эта задача для его предшественников была неразрешимой, так как способ вычислений им не был известен.
Ученый Маральди, измерив с наиболее доступной точностью углы построенных пчелами-воскоделами ромбов, определил, что больший угол равен 109°28′. Разница между двумя измерениями — всего лишь 2' — представляет собой почти незаметный на глаз, по своим размерам, угол. И это не было отступлением пчел — строителей сотов от наиболее экономически выгодного размера, а ошибкой математика Кенига.
В 1743 г. ученый Маклорин из Эдинбурга представил Королёвскому обществу доклад, в котором показал, что размер этого угла равен 109°28′16″. Полковник Д. Ф. Форбес вычислил этот угол равным 109°28′ 16,349".
Таким образом, пчелы-строители применили на практике самый экономный и тончайший метод, так как основание ячейки наиболее прочно, ибо оно поддерживается концами стенок трех ячеек, противоположной стороны сотов. А. И. Рут по этому поводу пишет: «Была ли эта конструкция ячейки продумана какой-либо пчелой, явившейся Архимедом среди медоносных пчел в древности, когда они отделились от менее организованных семей anthophilia? Бросилась ли она к матке с криком: «Эврика, я открыла это»? «Разум» семьи пчел так велик, что казалось бы легче верить, что форма ячейки явилась следствием блестящей работы мозга пчел; однако, несомненно, что это является слепым подчинением инстинкту»[24].
Еще К. Маркс дал ясную и точную характеристику, раскрывающую природу действий пчел: «… пчела постройкой своих восковых ячеек посрамляет некоторых людей-архитекторов. Но и самый плохой архитектор от наилучшей пчелы с самого начала отличается тем, что прежде чем строить ячейку из воска, он уже построил ее в своей голове»[25].
Пчелы способны дать в сутки 1 млн. и даже больше восковых пластинок. Строительство сотов требует больших затрат, энергии, которую пчелы компенсируют, потребляя мед и цветочную пыльцу. Чтобы наготовить 1 кг воска, пчелы расходуют несколько килограммов меда.
Пчелы и бионика
Эмблемой бионики является скальпель и паяльник, соединенные знаком интеграла, что означает объединение анализа и синтеза. Бионика ставит перед собой задачу поиска, решений важных технических проблем на основании исследований и подражаний живой природе. Бионика как наука родилась в сентябре 1960 г. в Дайтоне (США), где состоялся первый симпозиум, на котором обсуждались проблемы этой науки, какова официальная дата ее рождения. В действительности бионика имеет древнюю историю и может считаться ровесницей человечества, которое на заре своего развития уже пыталось не только наблюдать, но и осмысливать явления окружающей живой природы, а затем использовать их на собственное благо, для улучшения условий жизни. Более 400 лет назад выдающийся, деятель эпохи Возрождения великий итальянский художник, анатом, естествоиспытатель, математик, механик и инженер Леонардо да Винчи стремился использовать знания о живой природе для решения важнейших технических проблем. Он пытался построить так называемый орнитоптер — летательный аппарат с машущими крыльями, как у птиц, то есть основанный на принципе полета, птиц.
Известные ученые, крупные теоретики воздухоплавания Н. Е. Жуковский, К. Э. Циолковский и другие ученые живо интересовались и изучали механизм полета птиц и насекомых. Кто наблюдал в погожий летний день полет пчелы (с нектаром, особенно с наполненными цветочной пыльцой корзиночками), тот легко мог заметить, каким совершенством обладает ее летательный аппарат. Ученые справедливо считают, что птицы, хотя и являются прирожденными летунами, но не способны проделывать сложнейшие фигуры «высшего пилотажа», которые свойственны крошечным по своим размерам насекомым, в первую очередь медоносным пчелам. По маневренности и относительной скорости пчелы-труженицы превосходят самолеты и вертолеты. Полет пчелы — весьма сложный процесс, который таит в себе очень много загадочного. Понятно, что механизм полета медоносной пчелы живо интересовал и продолжает интересовать не только энтомологоа, но и конструкторов-аэронавтов.
Те, кто на протяжении многих лет общался с пчелами, изучал их жизнь и повадки, согласится, что самое удивительное и изумительное в работе пчел-тружениц — это строительство пчелиных сот. Пчелы-литейщики воска сами вырабатывают и выделяют восковые кирпичики и строят (без указки и чертежей) шестигранные ячейки, которые служат удобными закромами для меда, прекрасными складскими помещениями для цветочной пыльцы, перги (пчелиного хлеба), очень уютными колыбельками для будущего пчелиного потомства и замечательными комнатами отдыха для пчел.
В небольшой книге Иоанна Локцения «Общество пчел, или краткое сравнение правительства пчел с правлением гражданским», переведенной с латинского языка и изданной в Санкт-Петербурге в 1772 г., имеется немало интересных описаний жизни пчелиной семьи. Иоанн Локцений рекомендует человеку подражать пчелам в отношении градостроительства и гигиенического содержания жилых помещений.
Секрет пчел-тружениц, умеющих строить соты, применяется уже строителями на практике. Инженер Л. М. Миркин, возглавивший проектную группу экспериментальной базы Куйбышевского научно-исследовательского института по керамзиту, в 1965 г. демонстрировал одноквартирный дом из двух комнат и кухни. В комнатах и кухне светло, тепло и уютно. Стены ровные и нигде не видно гвоздей, так как дам собран при помощи болтов и клея. Энтузиасты-куйбцшевцы, заинтересовавшись архитектурно-строительным талантом пчел, стали им подражать и создали новый уникальный строительный материал — сотопласт. Дом смонтирован из трехсложных панелей, сердцевину которых составляет сотопласт (наподобие шестигранных ячеек) из обыкновенной бумаги, пропитанной составом из фенольных смол и воска. Сотопласт размером менее тарелки выдерживает груз более 70 кг, он как бы дышит благодаря порам и хорошо удерживает тепло в помещении, водонепроницаем благодаря воску.
Испытания сотопласта показали, что при равном весе он в 16 раз прочнее стали и в 10 раз прочнее алюминия, по стоимости новый строительный материал соответствует стоимости керамзито-бетона. Собрать дом из сотопласта довольно легко: два человека собирают его за 2 дня. Дом из сотопласта весит менее 3 т и в разобранном виде его легко перевезти на грузовой автомашине. Сотопластом живо заинтересовались куйбышевские нефтяники, для которых транспортировка сотопластовых деталей (или готовых домов) в тайгу и другие отдаленные от населенных пунктов места, где обнаружена нефть, имеет колоссальное значение. 8—10 дней достаточно, чтобы вырос целый поселок таких домов, которые могут обеспечить жильем рабочих большого нефтяного промысла. Сотопласт — хороший материал и для сбора домиков пчеловодов на кочевке.
В конце августа и начале сентября 1965 г. в столице Румынии — Бухаресте открылся XX Международный конгресс пчеловодов. Румыны тщательно готовились к своему конгрессу и для экспозиции экспонатов делегатов разных стран построили оригинальное пятиэтажное здание, напоминающее огромный пчелиный сот. Прошло уже почти десятилетие, как в пятиэтажном доме в виде пчелиного сота разместился комбинат пчеловодства. Так, совершенно независимо друг от друга куйбышевские и бухарестские строители использовали подсказанный пчелами принцип шестигранных ячеек.
