F. Hallé, Éloge de la plante. Pour une nouvelle biologie, Seuil, Parigi 1999. N.L. Kerr, R.S. Tindale, Group performance and decision making, «Annual review of psychology», 55, 2004, стр. 623–655.
J. Krause, S. Krause, G.D. Ruxton, Swarm intelligence in animals and humans, «Trends in ecology and evolution», 25 (1), 2010, стр. 28–34.
S. Mancuso et al., Swarming behavior in plant roots, «Plos ONE», 7 (1), 2012.
B. Mellers et al., Psychological strategies for winning a geopolitical forecasting tournament, «Psychological science», 25 (5), 2014, стр. 1106–1115.
Plant roots. The hidden half, a cura di T. Beeckman, A. Eshel, 20134, CRC Press, Boca Raton 2013.
Platone, Protagora, a cura di M.L. Chiesara, BUR Rizzoli, Milano 2010, стр. 123.
J. Surowiecki, The wisdom of crowds. Why the many are smarter than the few and how collective wisdom shapes business, economies, societies and nations, Doubleday, New York 2004 (trad. it. La saggezza della folla,Fusi orari, Roma 2007).
M. Wolf et al., Accurate decisions in an uncertain world. Collective cognition increases true positives while decreasing false positives, «Proceedings of the Royal Society of London B», 280 (1756), 2013.
Collective intelligence meets medical decision-making. The collective outperforms the best radiologist, «Plos ONE», 10 (8), 2015.
Detection accuracy of collective intelligence assessments for skin cancer diagnosis, «Jama dermatology», 151 (12), 2015, pp. 1346–1353.
Boosting medical diagnostics by pooling independent judgments, «Proceedings of the National academy of sciences of the United States of America», 113 (31), 2016, стр. 8777–8782.
A.W. Woolley et al., Evidence for a collective intelligence factor in the performance of human groups, «Science», 330 (6004), 2010, стр. 686–688.
VIIРастения-архитекторы
Архитектура – не что иное, как порядок, расположение, гармония и пропорциональность частей относительно друг друга, удобство и соразмерность.
Материалы градостроительства: небо, космос, деревья, сталь и цемент. Причем именно в таком порядке и иерархии.
Врач всегда может похоронить свои ошибки, архитектору же остается только посоветовать своим клиентам посадить американский виноград.
Прожилки, более похожие на ребра – лист растения Виктория амазонская (Victoria amazonica). Благодаря такому строению он способен выдержать огромные нагрузки.
Здания как ветви
Среди бесчисленных талантов Леонардо да Винчи был один, наименее известный – его поразительная способность к наблюдениям за растениями. Именно он сделал ряд фундаментальных открытий в области природы растений. Например, объяснил, как и из чего формируются годовые кольца цикличного прироста ствола, и каким образом по их количеству, толщине и положению можно узнать возраст дерева и изменения климата в той местности, где оно росло. Его гениальная интуиция подсказала, как рост переходит в утолщение ствола, путем наслаивания специфической ткани, позднее получившей название камбий. «Увеличение толщины растения происходит за счет сока, который образуется в апреле между внутренней частью коры и древесиной дерева, и одновременно внутренняя кора превращается в наружную».
Однако нас интересует другое открытие, касательно принципа, по которому листья распределяются на ветке – так называемого филлотаксиса (от греческих слов phyllon – лист и taxis — порядок, расположение). Леонардо чрезвычайно подробно описал его за 100 лет до Шарля Бонне (1720–1793), ботаника, который считается первооткрывателем этого принципа. В чем же конкретно заключается филлотаксис? Если внимательно посмотреть на последовательность листьев на ветвях разных растений, то можно заметить, что у каждого растения есть свое особое правило: некоторые листья располагаются по спирали с большим или меньшим шагом, другие – перпендикулярно веткам… Таким образом любой вид характеризуется собственным алгоритмом размещения листьев на ветвях. На первый взгляд, в этом открытии нет ничего особенно интересного, или имеющего практическое значение – ни для таксономической классификации растений, ни тем более для строительства зданий. Однако все обстоит ровно наоборот.
Филлотаксис описывает расположение листьев на ветке. Каждое растение имеет собственную формулу филлотаксиса.
Леонардо – совсем не рядовой ученый, он не стал бы описывать то или иное явление, не стремясь понять его причины и не желая использовать его для практических целей. Поэтому он дал филлотаксису вполне функциональное объяснение: листья располагаются на ветке таким образом, чтобы гарантировать наилучшее освещение так, чтобы тень от одного листа не падала на другой. Это распределение, – продукт сотен миллионов лет эволюции, – может быть скопировано и применено на практике. Именно это сделал архитектор Салех Масуми в своем потрясающем проекте филлотаксического здания. Вдохновившись принципом, согласно которому листья располагаются на ветках, Масуми разработал проект жилого небоскреба с уникальными особенностями.
Одна из важнейших проблем, с которыми сталкиваются строители жилых зданий – это их расположение в городской среде, где такие же здания не оставляют им просвета и прямого доступа к солнцу. Обычно потолок нижнего этажа служит полом верхнего. В подобных условиях количество поступающего в жилую ячейку света ограничено. В небоскребе Масуми эта проблема решена блестяще. Расположив квартиры в соответствии с принципами филлотаксиса, вокруг центральной оси конструкции, архитектор добился того, что свет поступает в каждую жилую ячейку со всех сторон, как к листочку на ветке. Каждая ячейка имеет доступ к небу, что создает возможности не только для наслаждения солнечным светом, но и для получения дополнительной энергии.
На самом деле, лучшего способа добиться максимальной освещенности для разноуровневых поверхностей, чем принцип филлотаксиса, не существует. Эволюция посредством длительного пути проб и ошибок отбирала только те решения, которые гарантировали оптимальную освещенность отдельного листа. Те же самые принципы, применяемые в строительстве, могли бы гарантировать совершенно невероятные достижения в области энергетики, невообразимые ранее, и произвести революцию в принципах организации зданий. Гений Леонардо, возможно, предвидел эту возможность – что в один прекрасный день, благодаря исследованиям расположения листьев на деревьях, люди смогут построить новые здания. А у нас, таким образом, появился еще один удивительный пример того, как наука, каков бы ни был объект ее интереса – включая и растения! – создает теории, применение которых на практике предсказать совершенно невозможно. И именно в этой непредсказуемости состоит главный секрет ее очарования.
Виктория амазонская: как лист растения спас первую Всемирную выставку
Эпопея Виктории амазонской началась в первой половине XIX века – она стала предметом первых исследований, результаты которых принесли пользу не только ботанике, но и архитектуре. История этого растения весьма драматична, начиная с присвоения ему столь торжественного имени. Его семена и описание прибыли во Францию в 1825 году, их привез французский естествоиспытатель, натуралист и ботаник Эме Бонплан (1773–1858). Француз свое открытие не пропагандировал и имени растению не дал. В 1832 году немецкий исследователь Эдуард Фридрих Пёппиг (1798–1868) обнаружил это растение в Амазонии, опубликовал его первое описание и назвал Эуриалией амазонской. В 1837 году, наконец, Джон Линдли (1799–1865) переименовал растение в честь королевы Виктории, дав старт его славе в ботанике.
Нам это растение интересно не тем, что оно очаровало людей со всего мира своей элегантностью и размерами, а тем, что оно пробудило фантазию архитекторов и инженеров поразительной прочностью своих листьев. Виктория амазонская – звезда любого уважающего себя ботанического сада – быстро стала знаменитостью не только в кругу ученых и любителей ботаники, но и среди широкой публики. Это растение в конце XIX века было чрезвычайно популярным. Его изображения публиковались на тканях, в книгах, на открытках и обоях, восковые изображения его листьев вошли в большую моду.
Листья Виктории амазонской, водного растения из семейства нимфейных (Nymphaeaceae), могут достигать двух метров в диаметре.
Иллюстрации с сидящими на огромных листьях младенцами привлекали внимание любопытных к этому экзотическому водному растению. Само собой, поразительное строение листев не ускользнуло и от внимания специалистов: как лист растения способен выдерживать груз в 45 кг без повреждений, деформаций и разрывов? И возможно ли воспроизвести эту удивительную структуру?
Фотография Джозефа Пакстона с прекрасным экземпляром листа Виктории амазонской, в теплице Чатсуорт-хауса.
Листья Виктории амазонской похожи на гигантские круглые подносы и могут вырастать до 2,5 метра в диаметре, у них приподнятые бортики, а длинный стебель погружен в глубину. Она растет в спокойных водах, укореняясь в придонном иле. Верхняя сторона листа словно покрыта воском, поэтому капли воды на ней не задерживаются; нижняя его часть, погруженная в воду, пурпурно-красного цвета, снабжена шипами для защиты от рыб и ламантинов, которые питаются водными растениями. Воздух, проникающий снаружи в пространства между прожилками, позволяет листьям плавать по поверхности воды. Каждое растение отращивает от 40 до 50 листьев, закрывающих поверхность водоема и перекрывающих свет большинству других водных растений.
Листья Виктории амазонской обладают столь прочной структурой, что они способны выдерживать груз весом в десятки килограммов.