Într-un articol publicat în American Journal of Physics, Adrian Bejan, profesor de inginerie mecanică la Duke University, SUA, susţine că una din cele mai mari invenţii din istoria omenirii a fost creată de natură şi a fost dezvoltată în insecte, păsări şi chiar în corpul uman.
Atribuită creierului uman de milenii, în viziunea lui Adrian Bejan roata este de fapt invenţia naturii.
Studiul este un alt pas în căutările profesorului Bejan, inventatorul, în 1996, a teoriei constructale, care relevă, bazându-se pe un singur principiu, ce înseamnă a supravieţui. Ideea este aceasta: Pentru ca orice sistem, animat sau nu, să reziste în timp, trebuie ca acesta să evolueze către mişcarea cu mai multă uşurinţă. Roata creată de natură se grefează foarte bine pe această teorie. În opinia profesorului Bejan, toate formele de locomoţie animală – alergare, înot, zbor – pot fi anticipate şi unite prin roata care le stă la bază.
“Este versiunea din fizică a ce înseamnă să fii cel mai puternic, pentru a supravieţui în natură,” [“survival of the fittest”] spune profesorul. …Biologia este un subcapitol al ştiinţei. Legile fizicii se aplică în cazul tuturor lucrurilor.”
Ne mişcăm în cerc
Orice animal poate fi văzut ca un corp în rotaţie, susţine profesorul Bejan – în acelaşi timp ca un set de roţi şi ca vehiculul care să transporte greutatea animalului. Balanţa optimă a efortului este dobândită printr-un tip de mişcare denumit “căderea înainte” – altfel cunoscut sub numele de rotaţie.
De exemplu, în timp ce merg, oamenii folosesc energie să-şi ridice corpul parţial de la pământ. În momentul în care fac un pas înainte, greutatea lor corporală “cade” înainte odată cu piciorul. Motivul pentru care nu se prăbuşesc la pământ, spune Adrian Bejan, este pentru că al doilea picior se roteşte în cerc din spate, în esenţă prinzând căderea. Fiecare picior este analog cu spiţa unei roţi, mai adaugă profesorul. “Originea scheletului uman provine din ceva extrem de simplu – ceva care nu este recunoscut de oameni ca roată, fiind de fapt, roata perfectă.”
Evoluţia revoluţiilor
Evoluţia roţilor naturale ar fi putut fi anticipată observând schimbările asupra roţii create de oameni de-a lungul vremii. Primele roţi artificiale, adesea atribuite sumerienilor pe la 3500 î.e.n., erau discuri solide. În jurul anilor 2000 î.e.n., carele egiptenilor purtau primele roţi cu spiţe. Spiţele erau benefice pentru că permiteau presiunii aplicate roţii să fie distribuită uniform. Aceleaşi avantaje au fost câştigate când animalele s-au mutat pe pământ, dezvoltând spiţe (picioare) ele însele.
Cele mai bune roţi sunt acelea cu mai puţine spiţe, explică profesorul, pentru că pot purta aceeaşi greutate folosind un design mai uşor. Şi aşa cum roţile create de oameni au fost îmbunătăţite să conţină mai puţine spiţe, la fel, de-a lungul a milioane de ani, au evoluat şi animalele cu mai puţine picioare.
Un set de două picioare este ca o singură roată şi fiecare roată atinge pământul într-un singur punct de contact. Cu mai puţine puncte de contact conectate cu pământul, o creatură are libertatea să crească. Şi natura favorizează înălţimea pentru că permite mişcarea mai rapidă. “Atleţii înalţi aleargă mai repede,” spune Adrian Bejan. “Înotătorii campioni au tendinţa să fie mai înalţi deoarece corpurile mai lungi generează în apă valuri mai înalte.”
“Este evoluţia către evident.”
Natura la superlativ
Teoria bazată pe roată a animalelor în mişcare este convingătoare datorită unui alt motiv: poate să explice misterul presupuselor noastre imperfecţiuni. Este vorba de un mister al mărimii, care i-a contrariat pe biologii din multe cercuri. În teorie, spune profesorul Bejan, mai mare înseamnă mai bun. “Inima ar fi funcţionat mai bine dacă era mai mare,” spune profesorul. “Vasele sanguine ar fi fost de asemenea mai bune dacă erau mai mari, mai puţin constrânse.” Dar a privi fiecare organ în parte nu este cea mai bună abordare. Ţelul naturii este de a crea cel mai bun întreg – nu cele mai bune părţi individuale.
Atingerea optimului implică o bătălie între interesele competitive ale naturii. Pe de-o parte, un animal ar vrea să aibă organe mai mari, mai eficiente în îndeplinirea funcţiilor pe care le au. Pe de altă parte, ar vrea să se mişte mai uşor – adică ar vrea ca toată greutatea lui să fie mai uşoară. Natura rezolvă acest conflict în mod diplomatic. Mărimile animalelor nu sunt imperfecţiuni, dar mai degrabă compromisuri construite cu grijă. “Cu toţii suntem ca nişte valize de măsuri potrivite, nici prea mari, nici prea mici.”
Ideea se propagă
Pentru aproape 15 ani, profesorul Bejan a vorbit despre aspectul vieţii animale dintr-o perspectivă neconvenţională. Acum nu mai e singurul. Ideea că viaţa se bazează pe un flux s-a propagat printre cercetători în jurul globului. Şi la fel ca roata pe care o descrie profesorul, această idee acumulează impuls.
Pentru alţii, frumuseţea muncii profesorului Bejan stă tocmai în simplitatea sa. “Pentru prima dată, este propusă o teorie ce reuneşte design-ul din natură cu design-ul din inginerie,” afirmă Sylvie Lorente, inginer la Universitatea Toulouse, Franţa. “Şi este atât de simplă încât oricine se întreabă: Cum de nu m-am gândit la ea până acum?”
Textul de mai sus reprezintă traducerea articolului Duke researcher credits nature with inventing the wheel, publicat de News & Observer, cu acordul autoarei, .
Traducător: Mirela Ciucur.
Via: Strada32.
