«Механика в биологии. Подобие организмов и уклонение от него.»

 

«Механика в биологии. Подобие организмов и уклонение от него»

1920


Собрание сочинений К. Э. Циолковского в 4-х томах. Том 4: «Естествознание и техника»

1964

 


Публикуется по рукописи, хранящейся в Московском отделении Архива АН СССР (ф. 555, on. 1, д. 301). Рукопись датирована 3 января—12 марта 1920 г.

Работа эта начата автором еще в 1882 году. Тогда же известный профессор Сеченов отозвался о ней так: «Труд Циолковского, несомненно, доказывает его талант­ливость. Автор солидарен с французскими биологами-механистами. Жаль, что он не закончен и не готов к печати…»

 


Механика в биологии. Подобие организмов и уклонение от него.

1. Определение подобия

Слово «подобие» организмов означает их геометрическое подобие. Пред­ставим, например, себе ряд человечков разных размеров, но геометриче­ски подобных между собою. Они похожи друг на друга, как две капли воды, как портреты с одного и того же лица, как художественно сделан­ные статуэтки, больших и малых размеров, скопированные с одной лично­сти. Смотря на одну из них, на любую, мы узнаем и называем самую лич­ность. Так могут быть подобны львы, обезьяны, рыбы, птицы, улитки, ин­фузории, бактерии и т. д.

Подобие может быть одно наружное и наружное вместе с внутренним. Не могут быть подобны молекулы и атомы, так как размеры их постоян­ны и не увеличиваются с увеличением организма. Не могут быть подобны и клеточки, так как размер их также не зависит от размеров существа.

Внутренние органы только отчасти могут быть подобны. Это можно допустить только теоретически, до известных размеров. Еще менее воз­ можно подобие между микроскопическими частями тела, состоящими из клеток.

Одна и та же особь при своем росте не остается подобной самой себе. Так дитя не подобно самому себе через несколько лет жизни. Подобие относится к одной и той же позе существ. Так, если я буду принимать разные позы, то геометрического подобия между ними не будет.

У подобных существ мы замечаем соответственные или одноименные точки. Таковы, например, кончики носов, концы мизинцев правых рук, оптические центры левых глаз. Вот нестрогое определение одноименных точек. Одноименные точки в каждом из подобных организмов соединяют­ся одноименными или соответственными прямыми линиями. Одноимен­ные линии у подобных, или одноименных тел пропорциональны. Это зна­чит, что размеры всех органов одного тела в одинаковое число раз больше одноименных размеров органов другого подобного ему тела. Если, напри­ мер, рост в 10 раз больше, то и рука, и нога, и одноименные пальцы одного существа в 10 раз больше по длине, чем у другого. Основываясь на пропорциональности одноименных линий у подобных тел, геометрия доказывает, что одноименные углы равны (например, углы носов), что одноименные площади, сечения и поверхности подобны, что также подоб­ны и все одноименные органы и соответствующие их части. Также у по­добных тел длина соответствующих линий, расстояний, периметров и об­водов пропорциональна размеру подобно изменяющегося тела, площади, сечения и поверхности пропорциональны квадрату этих размеров, а одно­ именные объемы пропорциональны кубу линейных размеров. Так, если высота животного в 10 раз больше высоты ему подобного, то линейный размер всех соответствующих органов первого также будет в 10 раз боль­ше, чем у второго; поверхности же этих органов будут в 100 (10²) раз больше, а объемы — в 1000 (10³) раз. Плотности одноименных материаль­ных точек и их свойства считаются у подобных тел неизменными, или одинаковыми.

«Подобных» организмов вообще не существует. Мы только их вообра­жаем подобными и сейчас же математически приходим к выводу, что они и не возможны. Необходимы и целесообразны уклонения от подобия, кото­рые мы и находим в природе, предугадывая их и объясняя их причину.

 

2. Формулы периметра, площади, поверхности, объема, массы и веса

Представим себе ряд подобных существ разных размеров. Пусть по­добны все их органы, за исключением клеток и микроскопических частей. Можно также вообразить, что одно и то же существо изменяется в раз­ мерах, увеличиваясь или уменьшаясь, но оставаясь всегда подобным са­ мому себе. Это существо может быть обитателем воздуха, земли, воды или пустоты…

 


***


 

book2Вы ознакомились лишь с одной из работ Константина Эдуардовича Циолковского.

Хотите узнать больше? На нашем сайте в разделе «Научное наследие» вы найдете множество его статей, доступных как для онлайн-чтения, так и для бесплатной загрузки в формате PDF.

Приятного погружения в мир мыслей и идей великого ученого!