„Gdy wszyscy wiedzą, że coś jest niemożliwe,
przychodzi ktoś, kto o tym nie wie, i on to robi”.
Albert Einstein
Siedząc w ogrodzie obserwuję wielokrotnie owady, przy czym moją uwagę przykuwają zwłaszcza ich „zabawy” w powietrzu. Przynajmniej trzy gatunki – od małych, wielkości komara, po duże wielkości chrabąszczy. Zbiera się grupka 5 do kilkunastu sztuk, na przestrzeni do ok. 10 m. Zawisają na dość długo nieruchomo w powietrzu niczym helikoptery i wzajemnie się obserwują. Pomimo znacznej względnej odległości od siebie, natychmiast reagują na ruchy innych osobników. Startuje zbiorowy pościg i ucieczki, przy czym przyspieszenie jest niewiarygodne (kilkadziesiąt g?). Zabawa przypomina berka – wzajemne „zbijanie” się i ucieczka na nowe stanowisko zwisu. W rzeczywistości wygląda to jeszcze bardziej skomplikowanie, bo pościgi bywają właśnie zbiorowe i w pełnej trójwymiarowej przestrzeni. Zastanawia mnie cel tej zabawy – można przyjąć, że jest nim … zabawa, bo nie wygląda to na poważną walkę. Ale nie tylko – zdumiewają mnie mechanizmy w to zaangażowane. Zarówno te biologiczne – obserwacja szerokokątna wielu obiektów na raz, zwroty w powietrzu o 90 stopni aż do nawrotów o 180 stopni w niedostrzegalnym czasie, możliwość poruszania się do tyłu z podobną prędkością oraz mechanizmy pogoni.
W latach 70-tych zawodowo zajmowałem się dynamiką pocisków i samolotów w zagadnieniach tzw. krzywej pogoni i algorytmami sterowania takich obiektów.
To nie jest trywialne zagadnienie teoretyczne ani obliczeniowe. Pamiętam, że wtedy – jeszcze u zarania zastosowań komputerów pokładowych, mieliśmy z tym kłopot. Potrzebne są czułe namierniki oraz dość złożone algorytmy sterowania wymagające szybkich obliczeń.
A te owady radzą sobie z tym zabawowo i precyzyjnie! Zagadnienie, które „rozwiązują” jest jeszcze bardziej skomplikowane niż w przypadku samolotów, bo obejmuje oprócz pogoni także aktywną ucieczkę.
Tu dygresja bardziej dla techników. Obecnie wszystko podporządkowuje się technice cyfrowej, co ma swoje zalety ale i wady, które uwidaczniają się w takich przypadkach.
Nie sądzę by owady i w ogóle świat ożywiony używał wewnętrznych komputerów cyfrowych. Obecnie stosunkowo coraz mniej osób pamięta komputery analogowe.
One nie przeprowadzały obliczeń w takim sensie jak komputery cyfrowe oraz rozwiązywały zagadnienia (wtedy niezbyt skomplikowane) praktycznie natychmiast (limitem był czas propagacji sygnału i inercja pewnych elementów technicznych).
Dla laika – najprostszy przykład. Mamy ileś naczyń połączonych i wlewamy/uzupełniamy tam płyn. Czy cokolwiek wykonuje w tym układzie obliczenia, które doprowadzają do wyrównania poziomów w naczyniach? Nie! To się dzieje za sprawą prostego prawa fizyki.
Przy okazji inny ciekawy przykład. Zagadnienie trzech ciał. Chodzi o trzy masy w przestrzeni wzajemnie się przyciągające. Powstaje układ dynamiczny dla którego nie istnieje rozwiązanie analityczne, które opisywałoby wzajemny ruch. Nawet metody obliczeniowe są tu nie tylko niedokładne, ale ze względu na wielokrotne sprzężenia zwrotne oddziaływań – tylko chwilowo możliwe (tj. trudno przewidzieć stan po pewnym czasie). Uogólniając – jest to tzw. zagadnienie barycentrum, które jeszcze bardziej się komplikuje przy wielu ciałach.
A jednak – planety krążą wokół centrum masy (dokładniej – barycentrum), podobnie układy słoneczne, galaktyki itd. – na tyle stabilnie, że możemy się nie obawiać nagłej katastrofy kosmicznej oraz potrafimy dość dokładnie przewidzieć dalsze stany układów – o ile nie polegamy na rozwiązywaniu klasycznych równań dla barycentrów. Ilość czynników podąża do nieskończoności a jednak system działa i jest samosterowny, utrzymuje równowagę.
Natrafiłem na dywagacje z pytaniem – kto to przelicza?
I tutaj znów widzę to jako problem analogowy. Owszem, są tu ciekawe zagadnienia punktów atraktorowych i teorii katastrof, ale to osobny, zaawansowany temat z matematyki i mechaniki nieba.
Wracając do owadów – są one dla naukowców bardzo ciekawe jeszcze wielu innych względów. Działanie skrzydełek wykonujących drgania z niesamowitą szybkością i z mechanizmem sterowania kątami. Energetyka tych ruchów – nie wygląda na to, żeby owady szybko się tym męczyły. Rzekomy (?) paradoks, że trzmiel jednak lata mając za małe skrzydła w stosunku do ciężaru. To co zaobserwował entomolog Victor Grebiennikow – zdolności antygrawitacyjne? Widzenie (?) w ciemności ciem. Instynkt/świadomość zbiorowa. Skomplikowane cykle życia i przeżycia…
A to tylko część moich fascynacji leśno-działkowych.
Lapidaria 